光热发电行业专题报告：“光”彩夺目，炙手可“热”

行业专题报告|建筑材料 “光”彩夺目，炙手可“热” ——光热发电行业专题报告 ●核心结论 双碳背景下，新能源蓬勃发展，储能日益重要。近几年我国风电、太阳能发电装机容量高增，预计2025年可再生能源发电装机占比将超50％，未来风电和太阳能发电将成为电力行业发展的重要方向。电力市场发展至今，新能源发电的季节性、间歇性、波动性等特征成为抑制其被高效使用的主要因素，长时储能的重要性逐渐显现。国家积极推行储能支持政策，积极推进储能和可再生能源协同发展。 光热发电自带储能，截止目前在建项目同比增幅390%。光伏发电的路径为光能→电能，而光热发电的路径为光能→热能→机械能→电能，光热的主要优点在于其自带储能，缺点主要是成本高。目前我国光热累计装机规 证券研究报告 2022年08月03日 行业评级超配 前次评级超配 评级变动维持 近一年行业走势 建筑材料沪深300 7% 2% -3% -8% -13% -18% -23% 2021-082021-122022-04 模仅有589MW，主要集中在2018-2019年建成，2020-2021年发展速度有 相对表现 1个月 3个月 12个月 建筑材料 -13.83 -3.27 -19.53 沪深300 -8.05 2.26 -16.77 分析师 所放缓，仅内蒙古和甘肃两个项目投运，进入2022年招标重新加快，截止目前累计招标项目规模达到613MW，在建项目规模达2595MW，若均按计划建成，十四五期间投运规模同比增幅390%。同时，新增项目以“多能互补”一体化项目为主，单项目规模更大，产业链环节更长。 保温材料为受益于光热发展的细分行业之一，按照当前在建项目规模测 算预计5年内将带来8.3亿元的新增需求。光热电站涉及到热能与电能的转换，多个设备和管道有保温需求，目前光热发电系统中使用的保温材料主要包括陶瓷纤维制品、硅酸镁板、气凝胶、岩棉保温毡等。按照40%的渗透率进行保守测算，“十四五”期间有望带来8.29亿元的陶瓷纤维新增需求，平均每年增加1.66亿元的陶纤需求，相当于当年国内市场总量的3%左右。未来随着光热发电项目进一步建设，陶瓷纤维需求也有望增加。 投资建议：随着风光发电规模快速增长，储能的重要性日益提升，我们认为光热发电也凭借其自带储能的优势迎来新一波发展热潮，保温材料是光热产业链内的受益子行业之一，重点推荐保温材料龙头鲁阳节能。此外，建议关注西子洁能，首航高科。 风险提示：新冠疫情风险，技术更新速度不及预期，长时储能行业发展不及预期。 李华丰S0800521070003 18516181967 lihuafeng@research.xbmail.com.cn 相关研究 建筑材料：水泥价格淡季回升，把握底部布局机会—建材行业周报20220725-20220729 2022-07-31 建筑材料：出口高位季节性回落，风电、汽车等内需有望改善—玻纤行业月报2022年6月 2022-07-26 建筑材料：华东水泥价格回升，把握底部布局机会—建材行业周报20220718-20220722 2022-07-24 索引 内容目录 一、双碳背景下，新能源蓬勃发展4 二、长时储能必不可少，光热发电未来可期4 2.1同属太阳能发电，光伏发展领先于光热4 2.2承储能之风，光热迎来新生机6 2.2.1储能发展，势在必行6 2.2.2储能形式，百家争鸣8 2.2.3政策利好与自身优势双重加码，光热迎来新热潮9 三、光热系统庞大、产业链长，多行业有望受益13 3.1塔式光热发电为目前主流技术形式13 3.1光热产业链企业众多，多个行业有望受益15 3.1.1光热发电属技术和资金双密集型行业，对产业拉动力强15 3.1.2保温材料——受益于光热发展细分行业之一17 四、建议关注标的19 4.1鲁阳节能19 五、风险提示19 图表目录 图1：2020年中国行业大类碳排放占比4 图2：2014-2021年我国发电装机容量结构4 图3：太阳能发电装机容量高增4 图4：太阳能发电装机容量占比持续提升4 图5：2012-2021年中国光伏累计装机容量5 图6：2012-2021年中国光伏累计装机容量5 图7：光伏发电功率变化（05:30-18:20）6 图8：风力发电与电网负荷表现出的反调峰特性6 图9：长时储能调节作用7 图10：全球长时储能容量预测8 图11：全球长时储能装机量预测8 图12：多能互补发电项目中各类能源的出力曲线10 图13：各种发电技术的温室气体排放总量对比10 图14：国内光热产业发展历程11 图15：塔式光热发电技术示意图13 图16：塔式光热发电项目13 图17：槽式光热发电技术示意图14 图18：槽式光热发电项目14 图19：碟式光热发电技术示意图14 图20：碟式光热发电项目14 图21：菲涅尔光热发电技术示意图14 图22：菲涅尔光热发电项目14 图23：我国光热发电项目装机技术类型占比15 图24：全球主要国家和地区光热发电项目装机技术类型占比15 图25：塔式光热发电系统16 图26：塔式太阳能热发电建造成本拆分17 图27：我国光热发电产业链的主要环节以及代表性企业17 表1：光伏、光热发电对比5 表2：国内已投运光热项目6 表3：长时储能形式及特征7 表4：各储能方式优缺点8 表5：《“十四五”现代能源体系规划》中的光热产业政策11 表6：2022年招投标光热项目12 表7：我国在建光热项目12 表8：光热发电技术形式对比15 表9：我国已投运光热项目初始投资及设计年发电量情况16 表10：光热电站主要使用的保温材料18 表11：陶瓷纤维需求测算19 一、双碳背景下，新能源蓬勃发展 2020年，我国提出力争在2030年前二氧化碳排放达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和目标，“双碳”目标的提出将引领新一轮能源革命。据网易研究局数据显示，2020年全年中国共排放103.76亿吨二氧化碳。从行业大类看，工业领域排放量51.63亿吨，占比49.75%；电力领域位列第二，排放36.66亿吨二氧化碳，占比35.33%。作为占据碳排放量三分之一的电力行业，其完成“脱碳”将为“双碳”目标的实现提供巨大助力。 电力系统深度脱碳的方式之一即更多依赖以太阳能、风力等可再生能源，2021年，我国发电装机总容量量达到23.77亿千瓦，其中清洁能源占比45.4%；新增发电装机容量1.76亿千瓦，新增清洁能源装机容量占比70.58%。国家能源局局长章建华表示，2025年可再生能源发电装机占比将超50％，未来风电和太阳能发电将成为电力行业发展的重要方向。 图1：2020年中国行业大类碳排放占比图2：2014-2021年我国发电装机容量结构 6.39,6% 9.08,9% 36.66,35% 工业电力移动源民用 51.63,50% 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 太阳能风电核电水电火电 2009201120132015201720192021 资料来源：网易研究局，西部证券研发中心资料来源：Wind，西部证券研发中心 二、长时储能必不可少，光热发电未来可期 2.1同属太阳能发电，光伏发展领先于光热 太阳能发电规模持续高增。2021年，我国太阳能发电装机总容量达到3.07亿千瓦，同比增长20.9%；近年来太阳能发电快速发展，太阳能发电装机量占清洁能源装机量的比重持续提升，2021年已经达到28.41%。在清洁能源装机量占总量比持续上升的大势下，2009-2021年太阳能发电装机量占清洁能源比仍持续走高。 图3：太阳能发电装机容量高增图4：太阳能发电装机容量占比持续提升 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 太阳能发电装机容量（亿千瓦）太阳能发电增长率（%） 20142015201620172018201920202021 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 50% 45% 40% 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% 清洁能源装机量占总量比（%） 太阳能发电装机量占清洁能源比（%） 2009201120132015201720192021 资料来源：Wind，西部证券研发中心资料来源：Wind，西部证券研发中心 太阳能发电分为光热发电与光伏发电两种。光伏发电是利用光伏电池板将光能直接转变为电能的发电方式（光能→电能）。光热发电也称聚光型太阳能热发电，是利用大量反射镜 以聚焦的方式将太阳光聚集起来，加热工质，先将太阳能转化为热能，并将热能储存起来，在需要发电时，再利用高温工质产生高温高压的蒸汽，驱动汽轮发电机组发电（光能→热能→机械能→电能）。而正因为光热发电特有的光热转换过程，也使光热发电自带储能本领。我国正加速构建“以新能源为主体的新型电力系统”，光热发电集发电与储能为一身，将在有效解决新能源发电波动性问题上扮演重要的角色。 光热发电和光伏发电对比来看， 1）在应用方式上，目前光伏发电多应用于分布式发电，而光热发电多用于集中式发电。光伏发电产生的是直流电，而光热发电产生的是和传统的火电一样的交流电，所以与传统发电方式及现有电网能够更好契合，可直接上网。 2）在储能方式上，光热发电由于自带储能而具备调峰的功能，对于弥补太阳能发电的间歇性有着非常重要的意义。而光伏发电由于直接由光能直接转换为电能，而发电会受气象条件制约，因此发电功率具有间歇性、波动性和随机性。 表1：光伏、光热发电对比 对比项 光热发电 光伏发电 发电原理 光能先转化为热能，再由热能转化为电能 光能直接转化为电能 转换效率 12-25% 10-20% 占地面积 35-40 25-30 （m2/MV） 储能系统通过介质如熔融盐等材料进行热储存，使用寿命长，能耗小使用电池进行电能储存，使用寿命短，能耗大应用范围与火力发电有共性，适合集中式大规模集中式发电多应用于小规模、分布式发电 优势储热成本低且效率高，年发电小时数长，与其他发电方式可有效契合技术和产业已相对成熟 劣势对地理条件要求高、投资成本高生产和维护过程中存在污染，且稳定性有待提高 资料来源：国家光热联盟，西部证券研发中心 国内累计光伏装机容量远大于光热装机容量。截至2021年底，我国光伏累计装机容量3.06 亿千瓦，而光热累计装机容量为589兆瓦，光伏装机容量远大于光热。两者差距悬殊主要系目前光伏发电成本远低于光热发电，无论是从占地面积还是光电效率，光热发电都没有太大优势，难以在市场化条件下实现大规模独立发展。 图5：2012-2021年中国光伏累计装机容量图6：2012-2021年中国光伏累计装机容量 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 中国光伏累计装机容量（亿千瓦）增速（%） 2012201320142015201620172018201920202021 160 140 120 100 80 60 40 20 0 700 600 500 400 300 200 100 0 中国光热累计装机容量（兆瓦） 2012201320142015201620172018201920202021 资料来源：国家能源局，中商产业研究院，西部证券研发中心资料来源：2021中国太阳能热发电行业蓝皮书，西部证券研发中心 国内光热项目集中在2018-2019年投运，随后发展进度有所放缓。截止目前，我国共有10个大型光热项目投运，合计装机规模达到560MW（部分小于10MW的项目披露信息较少，未计入统计）。我国最早的光热项目（青海中控太阳能德令哈10MW塔式光热电 站）于2013年7月成功并网，是亚洲首个投入商业运行的光热项目、全球第六座实现商 业化运营的塔式光热电站。2016年9月14日，国家能源局发布第一批20个太阳能热发 电示范项目名单，包括9个塔式电站，7个槽式电站和4个菲涅尔电站，总装机134.9万 千瓦。在首批项