数字能源系列（三）：2022年中国新能源软件行业研究报告-风光储指数式成长，能源软件将共荣互生

数字能源系列（三） 2022年中国新能源软件行业研究报告风光储指数式成长，能源软件将共荣互生 企业标签：国能日新、朗新科技、远光软件、恒华科技 行研赋能产业创新发展 ChinaRenewableEnergySoftwareIndustryResearch 中国新エネルギーソフトウェア産業調査 撰写人：陈天朗 报告提供的任何内容（包括但不限于数据、文字、图表、图像等）均系头豹研究院独有的高度机密性文件（在报告中另行标明�处者除外）。未经头豹研究院事先书面许可，任何人不得以任何方式擅自复制、再造、传播、�版、引用、改编、汇编本报告内容，若有违反上述约定的行为发生，头豹研究院保留采取法律措施、追究相关人员责任的权利。头豹研究院开展的所有商业活动均使用“头豹研究院”或“头豹”的商号、商标，头豹研究院无任何前述名称之外的其他分支机构 www.leadleo.com 1 ©2022LeadLeo ，也未授权或聘用其他任何第三方代表头豹研究院开展商业活动。 十四五能源规划将协同推进能源低碳转型与供给保障安全，到2025年非化石能源消费比重将提高至20%左右，非化石能源发电量比重将达到39%左右 图表1：清洁能源占能源消费总量占比，2011-2020年 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 4.6% 4.8% 5.3% 5.6% 5.8% 6.1% 6.9% 7.6% 8.1%8.4% 8.4% 56.8% 57.7% 59.0% 60.6% 62.2% 63.8% 65.8% 67.4% 68.5% 70.2% 18.8% 18.9% 18.9% 18.9% 18.7% 18.4% 17.3% 17.1% 17.0% 16.8% 16.0% 15.3% 14.5% 13.6% 13.0% 12.0% 11.3% 10.2% 9.7% 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 煤炭石油天然气非化石能源消费 图表2：能源消费总量，2011-2020年 十四五能源规划将协同推进能源低碳转型与供给保障安全，到2025年非化石能源消费比重将提高至20%左右，非化石能源发电量比重将达到39%左右，电气化水平持续提升，电能占终端用能比重达到30%左右：其中，能源结构低碳化转型 加速推进，以光伏、风电为代表的新能源发电技术水平与经济性已大幅度提升。非化石能源消费占比从2011年的8.4%迅速提升至2020年的16.0%，十年间非化石能源消费量迅速提升。能源系统结构加速转型变革，能源生产模式往分散化、扁平化与去中心化等趋势加速发展。电力系统模式逐步从大网络骨架向微电网、智能微网并行转变，推动新能源利用效率与经济成本下行。能源转型衍生�新的发展机遇，新能源波动性增加会导致电网系统平衡难度加大，而人工智能、大数据、边缘计算等领先技术助力新能源发展走向优质化、智能化。 单位：亿吨标准煤 48.7 49.8 44.1 45.6 47.2 38.7 40.2 41.7 42.8 43.4 60 50 40 30 20 10 0 2011201220132014201520162017201820192020 能源消费总量能源消费增速GDP增速 12% 10% 8% 6% 4% 2% 0% 图表3：能源消费弹性系数，2000-2021年 1.61.66 1.18 0.99 0.70 0.53 0.96 0.76 0.610.51 0.30 0.609.76 0.409.47 0.360.25 0.406.502.55 0.19 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 20002002200420062008201020122014201620182020 来源：CPIA、工信部、头豹研究院 双碳目标下，清洁能源装机占比迅速提升，预计2025年中国清洁能源装机占比将达58%，较2020年提升15pct，风电与光伏装机容量占比将大幅提高 中国能源远景目标规划（2/2） 图表4：中国发电装机结构及占比预测，2020-2060E 2020年 2025E 2030E 2050E 2060E 容量 占比 容量 占比 容量 占比 容量 占比 容量 占比 风电 2.8 12.70% 5.4 18.20% 8.0 21% 22.0 29.4% 25 31.20% 光伏 2.5 11.30% 5.6 19% 10.3 27% 34.5 46.1% 38 47.40% 水电 3.7 16.80% 4.6 15.60% 5.5 14.60% 7.4 9.9% 7.6 9.50% 煤电 10.8 49% 11.0 37.30% 10.5 27.60% 3.0 4.0% 0 0% 气电 1.0 4.50% 1.5 5.20% 1.9 4.90% 3.3 4.4% 3.2 4% 核电 0.5 2.30% 0.7 2.50% 1.1 2.80% 2.0 2.7% 2.5 3.10% 生物质发电 0.7 3% 0.7 2.20% 0.8 2.20% 1.7 2.3% 1.8 2.20% 燃氢机组 0.0 0% 0.0 0% 0.0 0% 1.0 1.3% 2 2.50% 合计 22 29 38 75 80 清洁能源装机占比 43% 58% 68% 92% 96% 单位：亿千瓦 双碳目标下，清洁能源装机占比迅速提升，预计2025年中国清洁能源装机占比将达58%，较2020年提升15pct，其中风电与光伏装机容量占比将大幅提高。 为早日实现双碳目标，能源结构转型迫在眉睫，因此大力提升可再生能源装机占比成为能源转型的坚实基础。随着水力充沛资源地区的开发完成，水电装机容量占比愈发趋缓，因此在中国风光资源充沛的前提下，大力发展风能与光伏发电是实现能源低碳化最为经济可行的方式之一。截至2020年，中国风电与光伏装机容量占比已经达到24.0%，根据政府颁布的“十四五可再生能源规划指引”，预计到2025年，中国风电与光伏装机容量占比将达到37.2%，提升近13.2pct，其中，光伏与风电的装机容量占比预计分别为10.3亿千瓦、8.0亿千瓦。但由于新能源�力具有随机性、不稳定性，因此提前对其发电功率预测显得尤为重要。 图表5：双碳目标下，各类能源发电装机容量结构 单位：亿千瓦 2.0 3.3 3.0 7.4 11..07 34.5 1.9 10.5 001..08 1.0 10.8 00..07 5.5 10.3 22.0 3.7 2.5 2.8 8.0 80.0 70.0 60.0 50.0 40.0 30.0 20.0 10.0 0.0 2020年 2030E 2050E 风电光伏水电煤电气电核电生物质发电燃氢机组 来源：能源局、国务院、头豹研究院 中国可再生能源发展前景预测 光伏与风能度电成本不断下降，促进光伏与风能装机并网容量提升，预计 2024年中国风力、光伏发电量将达551.7、476.9百万千瓦 图表6：中国风力发电量预测，2014-2024E 6.2% CAGR 551.7 520.5 21.5% 491 462.3 434.1 405.7 365.8 241 186.3 153.4 单位：百万千瓦 600 500 400 CAGR 图表7：风力发电LCOE 2020 $40 2019 $41 2018 $42 2017 $45 2016 $47 304.6 2015 $55 300 2014 $59 200 100 0 20142015201620172018201920202021202220232024 2013 $70 2012 $72 2011 $71 2010 $124 2009 $0$50$100 $135 $150 图表8：中国光伏发电量预测，2014-2024E图表9：光伏发电LCOE 17.3% CAGR 48.7% 353.8 300.1 251.8 204.3 174.3 130.4 77.4 28.1 43.2 单位：百万千瓦 600 500 CAGR 2020 476.9 2018 $43 413.6 2017 $50 2016 $55 2019 $37 $41 400 300 200 100 0 2015 2014 2013 2012 2011 2010 2009 $64 $79 $104 $125 $157 $248 $359 20142015201620172018201920202021202220232024 $0$100$200$300$400 光伏与风能度电成本不断下降，促进光伏与风能装机并网容量提升，预计2024年中国风力、光伏发电量将达551.7、476.9百万千瓦：伴随着风力、光伏发电机组大规模并网发电，新能源电力消纳能力的瓶颈也愈发凸显。风力与光伏发电的自然特征十分明显，且风、光发电的随机性和偶然性因素较难预测，大规模接 入对地方电网安全、运行将会产生重大的影响。在新能源装机规模较小的时候，其对电网冲击影响有限。但当新能源发电渗透率超过基准线后，大规模新能源机组发电上网后当地电网调峰与送�的压力陡增。因此，电网必须要具备充足的、动态的感性和容性无功调节能力，同时需要各类发电机组与电网协同调压，才可以实现对电网电压的有效平衡控制。 来源：沙利文咨询、头豹研究院 新能源发电受气候影响较大，导致其发电具有较强间歇性与波动性，将影响电网运行安全，先进的软件与信息技术可以精准针对行业的痛点与需求 新型电力系统面临的挑战与机遇 图表11：电网系统转型下新能源软件的发展机遇 新能源并网容量占比提升 集中脱网事故：风光机组低电压穿越能力，大规模风光发电基地 �现集中脱网事故。 系统稳定问题：由于风电、光电的随机性特点，并入后将对电网系统稳定产生影响。 电力电量消纳：当地风光装机容量超�电力电量平衡所允许的最大装机容量占比。 调频、调峰：其他电源需要承担风电、光伏�力波动对电力系统频率不稳定的影响。 面临挑战 新能源软件解决方案 并网智能控制软件：为实现电力的实时平衡，电力系统需要根据整体电力供需情况对新能源发电实现有效管控，使其具备可调性、规律性和平滑性。并网智能控制可以分为AGC自动发电控制系统与AVC自动电压控制系统。 微电网能源管理：微电网控制提供了集成的模型驱动设计软件和控制硬件解决方案，以开发、模拟、优化，测试和部署微电网，使得微电网具有固有能力可以微调逻辑以实现最大的系统弹性。将各类能源集成，实时管理。 新发电功率预测软件并网智能控制软件微电网能源管理软件电站智能运营软件 电站智能运营软件：以互联网+光伏理念，深挖掘光伏电站生产管理流程，通过智能化信息采集、大数据分析处理、云平台技术，为光伏发电企业量身打造适合的运营分析、投资决策、生产管理平台。实现全天候运维。 能 新能源发电功率预测系统：新能源发电波动性与随机性 问题将影响电网的运行，发电功率预测系统包含短期与超短期的预测，将提高新能源预测的精确度，有助于电力系统的调度计划制定，预计对调度计划的及时调整。 源软件提供技术支撑 新能源发电受气候影响较大，导致其发电具有较强间歇性与波动性，将影响电网运行安全，而采用先进的软件与信息技术可以精准针对行业的痛点与需求，为新能源产业全面升级赋能。新能源软件通过与物联网设备相结合对新能源发电设备进行部署跟踪，对定时定点采集的数据上传到新能源云平台数据库，从而 实现数字技术为新能源产业赋能的目标。包括，①对新能源场站发电设备的发电功率进行科学预测与有效控制，保证新能源电力安全上网，提升能源企业的综合运营效率；②并网智能控制软件，实现电力的实时平衡，电力系统需要根据整体电力供需情况对新能源发电实现有效管控，使其具备可调性、规律性和平滑性。；③微电网能源管理：微电网控制提供了集成的模