新能源IT系列（十二）：新型电力系统视角下的能源IT研究框架

华西计算机团队 2023年1月7日 分析师：刘泽晶 SACNO：S1120520020002 邮箱：liuzj1@hx168.com.cn 请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明 证券研究报告|行业深度研究报告 新型电力系统视角下的能源IT研究框架 新能源IT系列（十二） 核心逻辑 1月6日，国家能源局发布《新型电力系统发展蓝皮书（征求意见稿）》，根据蓝皮书，当前至2030年，是新型电力系统的【加速转型期】，我们预计能源IT需求将快速爆发，迎来黄金发展阶段。 供端“清洁化”与需端“电气化”需要电力系统更加灵活、更加协同互动：供需两端的随机性与不可预测性同时加大，传统“源随荷动”的调节方式难以维系，电力系统需要从“被动”的跟随调控，转化为“主动”的“源网荷储”协同调控。 构建新型电力系统的关键：（1）技术角度是数字化。数字化、智能化技术助力“源-网-荷-储”智慧融合；新型电力系统的构建过程是也整个电力系统不断提升数字化、智能化的过程。（2）机制角度是市场化：建设新型电力系统需要还原电力的商品属性，以价格信号引导各类灵活性资源进行高效、精准的互动。完善的电力交易市场是新能源促消纳的重要手段。 新型电力系统“源-网-荷-储”四段中能源IT的投资机会研究框架 源侧：以新能源电站为投资主体，短期发电功率预测或将优先受益，中长期电力交易类SaaS产品市场空间更大。 网侧：国网、南网为投资主体，网侧智能化、信息化方向投资将具备增速快、确定性强的特点。两网投资结构将持续向配网自动化方向及数字化、智能化方向倾斜，我们预计“十四五”期间两网年均智能化投资额达到900亿元，配网投资额超过3600亿元。 荷侧：潜力大，空间大。我们认为，电力交易二级市场的放开将促进负荷侧商业模式的创新，未来围绕负荷侧资源资产的运营，将会出现一批提供综合能源服务的负荷侧运营商，虚拟电厂或是此中代表。商业模式级创新下负荷侧或可形成数量级倍增的万亿级新兴市场。 储能：储能作为重要的灵活性资源分布在源/网/荷侧，我们预计，储能信息化市场未来规模将占到储能市场规模的10%-15%。 投资建议：核心推荐国能日新，东方电子，朗新科技，受益标的还包括：源侧，国电南自、恒华科技等；网侧，国电南瑞、煜邦电力、纬德 信息、远光软件等；售/用侧，国网信通、威胜信息、安科瑞；储能侧，南网科技等。 风险提示：1）政策落地不及预期；2）新型电力系统技术发展不及预期；3）电力市场改革不及预期；4）市场系统性风险等。 目录 01新型电力系统：背景&蓝图 02新型电力系统IT投资机会指南 03投资建议与风险提示 01新型电力系统：背景&蓝图 1月6日，国家能源局发布《新型电力系统发展蓝皮书（征求意见稿）》。 蓝皮书提出，按照党中央提出的新时代“两步走”战略安排要求，锚定2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的战略目标，以2030年、2045年、2060年为新型电力系统构建战略目标的重要时间节点，制定新型电力系统“三步走”发展路径，即：加速转型期（当前至2030年）、总体形成期（2030年至2045年）、巩固完善期（2045年至2060年），有计划、分步骤推进新型电力系统建设的“进度条”。 当前至2030年，将是新型电力系统的 【加速转型期】，我们预计能源IT需求将快速爆发，迎来黄金发展阶段。 新型电力系统建设“三步走”发展路径 根据蓝皮书，建设新型电力系统总体架构为：锚定一个基本目标，聚焦一条主线引领，加强四大体系建设，强化三维创新支撑。 基本目标：以助力规划建设新型能源体系为基本目标。 主线引领：以加快构建新型电力系统为主线。 四大体系建设：加强电力供应支撑体系、新能源开发利用体系、储能规模化布局应用体系、电力系统智慧化运行体系等四大体系建设。 三维创新支撑：强化适应新型电力系统的标准规范、核心技术与重大装备、相关政策与体制机制创新的三维基础支撑作用。 新型电力系统加强四大体系建设 加强电力供应保障 性支撑体系建设 加强新能源高效开发利用体系建设 加强储能规模化布 局应用体系建设 加强电力系统智慧 化运行体系建设 •推动多领域清洁能源电能替代，充分挖掘用户侧消纳新能源潜力。 •构建能源数字经济平台。 •统筹不同电力供应方式，实现远 距离输电与就地平衡兼容并蓄。 •推动分布式智能电网由示范建设到广泛应用，促进分散式新能源并网消纳。 •推动新型储能与电力系统协同运行，重点解决电力系统跨季平衡调节问题。 •推动分散式新能源就地开发利用，促进新能源多领域跨界融合发展。 •打造新型数字基础设施。 •打造“新能源+”模式，加快提升新能源可靠替代能力。 •结合电力系统实际需求,统筹推进源网荷各侧新型储能多应用场景快速发展。 •发挥大电网资源配置作用，推动主干网架提质升级、柔性化发展，支撑高 比例新能源高效开发利用。 •推动电网智能升级。 •稳住煤电电力供应基本盘，推动 煤电灵活低碳发展。 •建设适应新能源发展的新型调度运行体系。 •统筹系统需求与资源条件，推动抽水蓄能多元化发展和应用。 •推动主要流域可再生能源一体化、沙漠戈壁荒漠地区新能源及海上风电集约化基地化开发。 •充分利用各类电源互补互济特性，构建多元绿色低碳电源供应结构。 构建新型电力系统成为一项国家战略部署。 2021年3月，习近平总书记在中央财经委第九次会议上，首次提出要构建以新能源为主体的新型电力系统，明确了“双碳”背景下我国能源电力转型发展的方向。 2021年5月，南方电网发布《南方电网公司建设新型电力系统行动方案白皮书》，提出到2030年基本建成新型电力系统。 2021年7月，国家电网发布《构建以新能源为主体的新型电力系统行动方案》，目标是2035年基本建成新型电力系统，到2050年全面建成新型电力系统。 2023年1月，国家能源局发布《新型电力系统发展蓝皮书（征求意见稿）》，全面阐述了新型电力系统发展理念、内涵特征，并提出建设新型电力系统的总体架构和重点任务，制定了新型电力系统“三步走”发展路径。 构建新型电力系统成为国家战略部署 2021年5月 南方电网发布《南方电网公司建设新型电力系统行动方案白皮书》，提出到2030年基本建成新型电力系统。 2021年3月 习近平总书记在中央财经委第九次会议上，首次提出要构建以新能源为主体的新型电力系统，明确了“双碳”背景下我国能源电力转型发展的方向。 2023年1月 国家能源局发布《新型电力系统发展蓝皮书（征求意见稿）》，全面阐述了新型电力系统发展理念、内涵特征，制定了新型电力系统“三步走”发展路径。 2021年7月 国家电网发布《构建以新能源为主体的新型电力系统行动方案》，目标是2035年基本建成新型电力系统，到2050年全面建成新型电力系统。 2020年9月中国明确提出2030年“碳达峰”与2060年“碳中和”目标。 碳达峰是指我国承诺2030年前，二氧化碳的排放不再增长，达到峰值之后逐步降低。 碳中和实现路径可分为加、减两个维度：其中减排为主，吸收为辅。 具体包括：1）能效提升与可再生能源应用；2）电力部门脱碳（淘汰常规燃煤发电，增加以可再生能源为主的发电量）；3）终端用能部门 （工业、建筑、交通等）电气化；4）非电力低碳燃料转换（工业过程和部分交通领域）；5）负排放（碳汇与CCUS）。 碳中和实现总体路径碳达峰实现总体路径 供应商&消费者双重身份； 低碳化&智慧化的服务 能源消费&生产生活方式变革 大范围优化配置和统筹平衡 能源配置方式变革 “双碳”具体路径包括：1）能效提升与可再生能源应用；2）电力部门脱碳（淘汰常规燃煤发电，增加以可再生能源为主的发电量）；3）终端用能部门（工业、建筑、交通等）电气化；4）非电力低碳燃料转换（工业过程和部分交通领域）；5）负排放（碳汇与CCUS）。 双碳涉及领域 能源开发方式变革 可再生和分布式能源大规模接入 双碳目标促使整个电力系统从各个方面发生深刻变化： 基础：供端“清洁化”，由传统火电转向新能源发电；需端“电气化”，终端能源消费环节进行电能替代，用电能替代煤、石油等。 核心：两端的变化促使电网形态、技术基础及电力系统运行特征同时发生变化，新型电力系统需要增强其灵活性以适应供需两端的能源变革。 尖峰负荷特点 电源结构 •电源结构由可控连续出力的煤电装机占主导，向强不确定性，弱可控出力的新能源发电装机占主导转变。 负荷特性 •负荷特性由传统的刚性，纯消费型，向柔性，生产与消费兼具型转变。 电网形态 •电网形态由单向逐渐输电为主的传统电网，向包括交直流混联大电网，微电网，局部直流电网和可调节负荷的能源互联网转变。 技术基础 •技术基础由同步发电机为主导的机械电磁系统，向由电力电子设备和同步机共同主导的混合系统转变。 运行特性 •运行特性由源随荷动的实时平衡模式，大电网一体化控制模式，向源网荷储协同互动的非完全实时平衡模式，大电网与微电网协同控制模式转变。 “双碳”目标需求下的新型电力系统，核心变化发生在两端：供端“清洁化”与需端“电气化”。 供端清洁化：根据全球能源互联网发展合作组织，我国清洁电源装机结构将于2030年达到68%，2060年达到96%。 需端电气化：根据发改委及全球能源互联网发展合作组织，电能占我国终端能源消费的比重将于2025年达到30%左右，2060年达到70%。 供端清洁化：风/光装机占比迅速增加2015-2021年我国能源消费量占比情况 27% 48% 79% 26% 30% 70% 100%100% 80%80% 60% 40% 20% 0% 2021 2030E 2060E 60% 40% 20% 0% 2021 2025E2060E 风/光装机占比其他电能消费占比其他 风、光发电装机将成为清洁电源装机增量主体。 根据全球能源互联网发展合作组织，2025~2030年新增电力需求全部由清洁能源满足，其中85%以上由风、光装机满足。 到2050年，风电、太阳能装机占比超过75%，发电量超过65%；到2060年，风电、太阳能装机占比近80%，发电量超过70%。 2020-2060年我国电源装机总量及结构（单位：亿千瓦） 风、光发电出力具有随机波动性，且出力具有间歇性特点。因受到天气、环境等因素影响具有不可预测性。 风电出力随机性强、间歇性明显。风电出力波动幅度大，波动频率也无规律性。受天气环境的影响大。 光伏发电具有间歇性、波动性和随机性特点。照在光伏面板上的阳光本身就间歇、波动和随机的。除去白天与黑夜的区别，还源于天气（如 日照、风力）的不稳定。 南非某光伏电站基地典型日出力曲线风电出力的时空特性 电能在能源消费中所占的比例不断增大，将由26%（2020年）→35%（2030年）→70%（2060年）。 电能替代是实现碳中和的主要手段之一，2022年3月，国家发改委等十部门联合发布《关于进一步推进电能替代的指导意见》，明确提出到2025年，电能占终端能源消费的比重达到30%左右。根据全球能源互联网发展合作组织，预计到2060年电力占终端能源消费比重将提升至70%。 全社会用电量持续提升，用电尖峰负荷水涨船高。 2021年，全社会用电量达到8.3万亿度，同比增长11%；全国主要电网最高用电负荷合计达到11.9亿千瓦，随之同比增长11%。 碳中和阶段电力占终端能源消费比重将提升至70%2014-2021年全社会用电量情况2014-2021年全国主要电网最高用电负荷情况 10.7 9 178 7 6 5 8.3 12%13 7.3 7.5 6.8 6.3 5.9 5.55.5 10%12 8%1