智慧供热：一个传统行业在数字中国加持下的蜕变

智慧供热，数字中国和双碳目标的共振：传统供热行业面临高能耗、高投入、高排放、低效率等诸多痛点，智慧供热改造大势所趋： 1）供热行业是碳排放大户，智慧供热的推进有利于实现按需供热和精准供热，最大程度实现供热的集约化、减量化、标准化，是实现“双碳”目标的重要措施之一； 2）近两年能源价格高涨且波动较大，导致供热企业业绩承压，智慧供热有望有效降低能源成本，促使供热企业实现降本增效； 3）“数字中国”政策驱动下对于底层数据搭建需求提升，智慧供热作为“数字中国”在公用事业行业的实质性探索，过去几年中也已受政策支持，后续在“数字中国”政策驱动下智慧供热改造有望进一步提速。 智慧供热改造市场空间广阔： 智慧供热以信息化、自动化为基础，利用人工智能、云计算、大数据、仿真系统、物联网、数字孪生等技术对供热系统包括热源、热网、换热站、用户在内的各个环节进行一体化管理，通过负荷预测、运行数据分析、策略优化，提升供热系统的安全性、可靠性、灵活性、舒适性，降低供热能耗及碳排放。我国智慧供热处于起步阶段，目前渗透率低，市场空间主要来源于存量改造和新增市场两部分。若按单位面积智慧供热改造费用以及集中供热面积进行测算，我们预计全国智慧供热存量改造市场有望达到1845亿元。国内集中供暖收费方式主要采用面积分摊法，未来不排除改为使用热计量法的可能性，热计量政策的推动有望带来热量表需求的大幅提升，我们预计存量市场热量表市场空间达到519亿元。我国供热面积仍在逐步提升，根据我们测算，2022-2030年我国新增智慧供热市场空间有望达到2638亿元，平均每年新增市场空间约293亿元。 投资建议： 智慧供热产业链包含软件和硬件两部分，国内智慧供热相关公司侧重方向有所不同。节能、降本以及数字中国底层数据搭建需求下智慧供热改造势在必行，行业空间广阔。硬件层面，建议关注超声热量表龙头【汇中股份】；软件层面，建议关注专注于智慧供热系统平台开发的【工大科雅】；建议关注拥有智慧供热软硬件全产业链的【瑞纳智能】。 区电力供需或仍偏紧，持续看好核电双雄 风险提示：行业政策变动风险、市场竞争加剧的风险、下游需求不及预期、假设不及预期。 1.智慧供热：数字中国和双碳目标的共振 1.1.双碳目标下，智慧供热是清洁供暖必要措施之一 当前“碳达峰、碳中和”已成为全球共识，低碳转型已成为各行各业的大趋势。推进城乡供热领域的低碳转型，既与改善居民生活水平密切相关，也是实现双碳目标需要重点关注的领域。 随着我国城镇化进程的推进，居民供热需求不断增长，推动供热行业快速发展。据清华大学建筑节能研究中心估算，截至2021年底，北方供热面积达到162亿平米；根据国家统计局数据，截止2021年底，全国集中供热面积已达106亿立方米，集中供热管道长度达到46.1万公里。 图1.全国集中供热面积（亿平方米） 中国建筑节能协会建筑能耗与碳排放数据专委会发布的《2022中国建筑能耗与碳排放研究报告》显示，2020年全国建筑运行阶段能耗为10.6亿吨标准煤，占全国能源消费总量的21.3%；2020年全国建筑运行碳排放总量为21.6亿吨二氧化碳，占全国碳排放的比重为21.7%。 供热行业是碳排放大户，受制于资源禀赋，我国供热热源仍以煤炭为主，主要通过热电联产、区域锅炉房等集中供暖设施满足供热需求。根据中国城镇供热协会对部分供热企业的调查统计数据，2020年北方城镇建筑供热热源中的燃煤热电联产约占55.6%，燃气热电联产约占5.9%，燃煤锅炉约占17.9%，燃气锅炉约占18.4%，其他热源占比较低。根据《碳达峰碳中和背景下推进供热低碳转型的路径思考》数据，北方城镇供暖能耗超过建筑行业运行总能耗的1/5，单位建筑面积供暖能耗约为14.1克标准煤/平米，北方城镇供暖碳排放超过全国建筑运行能耗相关碳排放总量的1/4。 图2.2020年全国建筑与建造能耗 图3.2020年全国建筑与建造碳排放 图4.2020年城市人均建筑运行碳排放 清洁供热是一个系统工程，目前供热行业低碳改造的主要措施为热源优化，大力发展高效热电联产、工业余热、核电余热等清洁热源，推动空气能热泵等替代燃煤燃气锅炉，加强浅层及中心层地热的应用，在夏热冬冷的边远地区积极倡导空气能热泵等低碳、分散的取暖方式。 除热源优化外，智慧供热也有望在供热行业低碳转型上发挥重要的作用。智慧供热利用人工智能、云计算、大数据、仿真系统及物联网等技术，对供热系统的生产和调度进行一体化管理，实时监控系统内重要设施设备和运行参数，通过负荷预测、数据分析和运行策略优化等，实现按需供热和精准供热，最大程度实现供热的集约化、减量化、标准化，从而实现节能降碳的目标。 1.2.能源成本大幅波动，智慧供热改造迫在眉睫 国内煤价近两年高位运行，现阶段呈下行趋势但整体价格中枢仍明显高于2021年以前。 2021年，受煤炭行业供给侧改革后产能供给不足、下游用电需求旺盛、水力发电疲软等因素影响，国内煤价从1月开始震荡上行，10月达到全年最高水平，其后在国家能源稳价保供调控政策下，煤价迅速回落。据Wind数据，秦皇岛Q5500动力煤市场价由2021年初的797.5元/吨上涨至10月最高点2592.5元/吨，涨幅约为225%。2022年，在俄乌冲突、极端高温天气、煤炭新增产能释放有限等多重因素影响下，煤价持续高位运行，价格中枢抬升明显。据煤炭资源网，2022年秦皇岛港动力煤Q5500平仓价中枢约为1268元/吨，相较于2021年的1029元/吨上涨约23%，相较于2020年价格中枢568元/吨上涨约81%。2023年至今，受宏观经济“弱复苏”、煤炭供给宽松、各环节库存高企的影响，市场煤价格自4月起下行，截至6月2日，秦港动力混煤Q5500价格报收于765元/吨，已跌入国家发改委制定的合理区间内，但2023年前五月价格中枢维持在1065元/吨，与2021年以前市场煤价相比仍处高位。 图5.2019年至今秦港Q5500煤价（元/吨） 图6.2019至今秦港Q5500市场煤价中枢（元/吨） 2016年以前我国煤炭价格经历了计划价格、指导价格、市场价格等多种定价机制。2016年，国家发改委联合煤、电、钢协会共同发布《关于平抑煤炭市场价格异常波动的备忘录的通知》，要求2016-2020年间，建立电煤钢煤中长期合作基准价格确定机制，以长协基准价为基础建立价格预警机制，即“基准价+浮动价”的定价模式。2022年初，国家将下水煤合同基准价调整为675元/吨（5500大卡动力煤），相较于2017年来一直沿用的535元/吨上涨26.17%。2022年2月发布的《国家发展改革委关于进一步完善煤炭市场价格形成机制的通知》明确秦皇岛港和山西、陕西、蒙西、蒙东等重点地区出矿环节煤炭中长期交易价格合理区间。2023年电煤中长期合同在延续此前长协定价机制的同时，也在数量要求、运力配置等方面进行细化，做到覆盖范围更广、签订期限更长、履约要求更严。据煤炭市场网，Q5500年度长协价2022年1-10月为719元/吨，11月上升至728元/吨，2023年3月回落至724元/吨，4月723元/吨，5月719元/吨，虽呈现小幅下移趋势，但仍远高于2022年之前长协价。 表1：我国现行煤炭长协定价公式：基准价+浮动价 图7.2017年至今CCTD秦皇岛动力煤(Q5500)年度长协价变化（元/吨） 高煤价下供热企业业绩承压，降本需求迫切。2021年煤价出现大幅上涨以来，供热企业业绩受到压制甚至出现亏损，以A股部分上市热力企业*ST惠天、金房能源、富春环保、京能热力、联美控股、大连热电2020-2022年扣非归母净利润情况看，高煤价下供热企业基本均出现不同程度的利润下滑，进一步推动了供热企业降本增效的需求。 图8.我国部分热力上市公司2020-2022年扣非归母净利润（亿元） 智慧供热有望成为供热企业降本增效的重要途径。传统供热系统资源、成本浪费严重，由于下游用户无法实现自由控制供暖温度，按需供热无法实现，造成极大的资源浪费，同时在热力输送各环节也存在着较多不必要的能量损耗，智慧供热系统对于各环节运行及用热情况进行实时监控，供热企业不仅可根据用热情况调整供热量，提高供热效率，同时大幅降低了人工成本，提升企业运行效率。 1.3.“数字中国”政策驱动下，智慧供热有望进一步提速 2023年2月27日，中共中央、国务院印发《数字中国建设整体布局规划》，要求全面提升数字中国建设的整体性、系统性、协同性，促进数字经济和实体经济深度融合，以数字化驱动生产生活方式变革，同时按“5225”框架进行整体布局，即夯实数字基础设施和数据资源体系“两大基础”，推进数字技术与经济、政治、文化、社会、生态文明建设“五位一体”深度融合，强化数字技术创新体系和数字安全屏障“两大能力”，优化数字化发展国内国际“两个环境”。目标到2025年基本形成横向打通、纵向贯通、协调有力的一体化推进格局，数字中国建设取得重要进展，到2035年数字化发展水平进入世界前列。此次政策的出台将“数字经济”升华为“数字中国”，要求在农业、工业、金融、教育、医疗、交通、能源等重要领域加快数字技术创新应用。 智慧供热作为“数字中国”在公用事业行业的实质性探索，过去几年中也已经受到不少政策的支持和鼓励。2020年10月，国家发改委、财政部、住建部、国家能源局等共同发布《关于清理规范城镇供水供电供气供暖行业收费促进行业高质量发展的意见》提到“合理制定并动态调整热力销售价格，稳步推进计量收费改革，具备条件的地区逐步实行基本热价和计量热价相结合的两部制热价，暂不具备条件的地区按供热面积计收热费”，推动智慧供热的基础“热计量”的推广；2021年10月，国务院发布的《2030年前碳达峰行动方案》，明确提出要“提升城镇建筑和基础设施运行管理智能化水平，加快推广供热计量收费和合同能源管理，逐步开展公共建筑能耗限额管理”；2022年3月，住建部发布的《十四五”建筑节能与绿色建筑发展规划》也提出要“持续推进建筑用户侧能效提升改造、供热管网保温及智能调控改造”；2022年9月，工信部等八部委发布《物联网新型基础设施建设三年行动计划》，提出“搭建能源数据互通平台，提高电网、燃气网、热力网柔性互联和联合调控能力”。我们认为在“数字中国”政策的驱动之下，智慧供热的推进有望进一步提速。 表2：近三年国家层面智慧供热重点政策梳理 2.供热行业为何要智慧化改造？ 2.1.我国传统供热面临高能耗、低效率等问题 供热指以热水或蒸汽作为热媒，向热能用户提供生活与生产用热，我国北方地区一般采用集中供热模式。在集中供热系统中，高温高压热水或蒸汽从锅炉房、热电厂等集中热源经由一级热网进入换热站，在换热站与二级网循环水进行热交换后，低温水再经由二级热网输入建筑内供热。随着供热面积的不断扩大，我国城市年供热总量（包括热水与蒸汽供热）从2010年的29.11亿GJ增长至2021年的42.59亿GJ，其中热水供热方式逐步占据主导地位，2021年城市热水供热占比提升至84%。 图9.集中供热示意图 图10.2002-2021年我国城市年供热总量（包括热水和蒸汽供热）及同比增速 随着供热行业长期稳步发展，环境污染、资源浪费、老旧管网安全性变差、用户体验不佳、检修困难、人员工作量大等一系列问题与痛点显现，整体表现为高能耗、高投入、高排放、低效率的“三高一低”特点。 1）高耗能、高排放，热能耗损严重： 供暖的实际耗能量除了受到建筑结构因素的影响外，还取决于热能调度的过程。在供热体系运行中，常出现热量损耗，包括热源损失、一次管网热损失、缺乏及时调节造成的热损失、二次管网热损失、楼栋间不均匀热损失、楼内不均匀热损失等。一方面，热力输送各环节尤其是管网的漏损造成较多不必要的能量损耗。另一方面，由于传统供热调节主要集中在热源端，易导致过量供热的现象。例如，为避免用户室内温度冷热不均影响舒适度造成客户投诉，热力公司只得加大热源供热量，从而造成过量供暖；在热源端对热量的调节需要较长时间才能传导到