电改之路顶层篇：“双碳”下的电改前景展望

行业研究 证券研究报告 电力及公用事业2023年08月31日 电力及公用事业行业深度研究报告 电改之路顶层篇：“双碳”下的电改前景展望 推荐（维持） 华创证券研究所 证券分析师：庞天一 电话：010-63214656 邮箱：pangtianyi@hcyjs.com执业编号：S0360518070002 行业基本数据 股票家数(只) 总市值(亿元)流通市值(亿元) 225 36,222.56 28,934.16 占比% 0.03 3.97 4.12 相对指数表现 2022-08-30~2023-08-29 3% -3% -8% -14%22/0822/1123/0123/0423/0623/08 电力及公用事业 沪深300 相关研究报告 《环保及公用事业行业周报（2023年第32期）：日本启动核污水排海，A股关联细分梳理》 2023-08-27 《环保及公用事业行业周报（2023年第31期）：化债预期下环保公司获益几何？》 2023-08-21 《环保及公用事业行业周报（2023年第30期）：火电有“8月效应”吗？》 2023-08-13 源：新旧能源博弈之下，火电当前应“改造”而非“退出”。1）保供：“双碳”主线之下，风光大规模装机致火电投资收益减少，2022年火电新增装机在总装机占比仅为18.8%，同比增速低于全社会用电量增速。火 电作为稳定可控的基荷电源，近年来缺电限电事件或彰显其维持系统充裕性的重要作用，当前火电建设或仍需持续推进。2）调峰：火电容量较大，当前 可作为风光消纳调节的重要手段，然而我国火电机组调节范围有限且启动时间较长，对其进行灵活性改造并用于风光并网消纳或为火电未来发展方向。 网：时空错配加大消纳难题，特高压及配电网建设或为电网投资主线。1）特高压：风光大基地项目多位于内蒙古、宁夏、青海等西部省份，并规划近315GW外送规模。而西北地区风光消纳率相对较低，本身存在一定弃风弃光现象，大基地投产或加大其电力外送压力，从而带动特高压产业链投资需求。 赛迪顾问预计“十四🖂”期间特高压及相关产业投资规模CAGR将达13.2%。2）配电网：风光并网或带来配网扩容需求，“十四🖂”期间我国对农村电网户均配变容量的要求提升至东部为3.5kVA，中西部及东北部为2.3kVA（“十 % 1M 6M 12M 绝对表现 -1.9% -0.4% -7.0% 相对表现 3.2% 6.5% 0.3% 三🖂”期间为2kVA）。此外，风光波动加大或导致电网潮流分布、电能质量等发生变化，配网监测管理需求提升或催化电网智能化转型需求。 荷：用电需求波动加剧，需求响应发展有望提速。 负荷侧波动加大对电力系统灵活性要求不断提高，需求响应作为负荷端可调用的资源，或可以相对较低成本提升电力系统灵活性。在传统需求响应方式的基础上，近些年来需求响应发展出虚拟电厂、微电网等多种创新。2023年5月，国家发改委印发关于向社会公开征求《电力需求侧管理办法（征求意见稿）》提出，到2025年各省需求响应能力达到最大用电负荷的3%-5%，其中年度最大用电峰谷差率超40%的省份达到5%及以上。 储：储能调节手段多样，长期发展前景广阔。 储能种类丰富，包括机械储能、电磁储能、电化学储能等。储能依附电力系统，通过参与辅助服务或利用峰谷价差套利，当前其收入机制尚不明确，成本成为 制约其大规模推广的重要因素。目前抽水蓄能经济性最好，在我国储能市场累计装机占比最高；锂离子电池储能是经济性较好的新型储能，在我国储能市场累计装机占比约21%。随着技术发展推动成本下降，预计储能发展前景广阔。 电力系统远景应如何描绘？ 关于电力系统的发展远景，我们认为全国统一电力市场体系建设将持续深化，辅助服务在调频、备用的基础上，有望进一步发展出灵活爬坡和转动惯量等品种，同时费用分摊机制亦有望理顺。为维持系统裕度，容量电价机制或不断完善以保障传统机组预期收益。同时，当前现货市场试点不断增加，随着现货市场在全国范围全面铺开，对工商业电价的提升作用将进一步彰显。 投资策略。我们认为新型电力系统建设下有以下投资主线：1）火电相关：容量市场、辅助服务市场建设或推动火电盈利改善，推荐火电运营商华能国际、福能股份；建议关注火电建设相关标的东方电气、哈尔滨电气和上海电气；建议关注火电灵活性改造相关标的青达环保、西子洁能、清新环境。2）电网相关：建议关注GIS组合电气设备龙头平高股份，建议关注特高压直流换流阀龙头国电南瑞、许继电气，建议关注换流变压器、直流断路器等其他特高压设备提供商中国西电、四方股份，建议关注配网扩容相关特变电工，配网智能化转型方面，建议关注国网信通、威胜信息、朗新科技。3）负荷调节：虚拟电厂方面，建议关注国能日新、东方电子、恒实科技；微电网方面，建议关注微电网龙头安科瑞。4）储能相关：建议关注抽水蓄能相关南网储能，电化学储能方面，建议关注储能电池相关派能科技、科士达；逆变器和系统集成相关阳光电源、固德威、锦浪科技、德业股份、昱能科技、禾迈股份。 风险提示：电改推进不及预期，电价波动风险，宏观经济波动风险等。 投资主题 报告亮点 我们再次审视“双碳”，针对新型电力系统建设时出现的问题，从源网荷储及电力系统角度勾勒电改远景。“双碳”目标提出以来，我国电力系统发生了巨大的变化，风光装机迅猛发展，能源清洁化转型对源、网、荷、储及电力 市场体系等各环节提出了新的要求。本篇报告我们重新审视“双碳”，思考当前源网荷储各环节及整体电力市场体系中出现的问题，研判各环节后续趋势发展，试图勾勒我国新型电力系统建设的远景。 投资逻辑 在新型电力系统构建过程中，我们认为有以下投资机会：1）火电方面，容量市场及辅助服务市场建设或带动火电运营商盈利改善，同时近年来限电事件使火电重要性进一步彰显，火电投资建设力度加大；另一方面，火电具备 容量优势有望成为风光调峰的重要手段，灵活性改造或为未来发展方向。2）电网方面，大基地项目投产或加剧风光出力在时空上供需错配问题，电力外送需求提升或带来特高压产业链投资机会，同时风光大规模并网消纳对配电网扩容和智能化转型形成催化，或带来相应投资机会。3）负荷方面，用电结构变化及电气化发展致负荷端波动加大，需求响应作为成本较低的电力系统灵活性资源，传统需求响应及电动汽车车网协同、微电网、虚拟电厂等新型需求响应方式或迎来广阔的发展空间。4）储能方面，当前抽水蓄能是最为经济、应用最为广泛的储能手段，随着技术进步推动成本下降，锂离子电池、矾流电池等新型储能手段或具备良好的发展前景。 目录 引言6 一、源：风光稳定不足问题渐显，火电退出或不可操之过急6 （一）火电投资增速放缓，基荷电源重要性彰显6 （二）兼具保供及调峰双重作用，灵活性改造或为火电当前发展方向9 二、网：风光消纳问题仍存，电网建设有待提速10 （一）风光并网规模较大，而电网投资相对滞后10 （二）电网建设或将提速，特高压及配电网投资有待加强13 三、荷：用电需求波动加剧，需求侧响应或待完善16 （一）用电侧波动加大，系统灵活性需求提升16 （二）需求响应可调动荷端灵活性，响应策略日益丰富17 四、储：储能调节手段多样，长期发展前景广阔19 �、电力系统远景该如何描绘？22 1、深化建设全国统一电力市场体系22 2、辅助服务及容量市场相关机制或进一步完善23 3、电力系统参与主体或更加多元化25 4、电力价格体制或进一步理顺26 六、投资建议28 七、风险提示28 图表目录 图表12009-2022年电源基本建设投资同比增速和电网基本建设投资同比增速7 图表22006-2022年各类电源新增装机量7 图表32006-2022年电源装机及电力消费量同比增速7 图表42022年以来统调电厂煤炭库存量和可用天数8 图表52010-2023年各类电源基本建设投资额累计同比增速（%）8 图表62015-2023年各月火电累计装机情况9 图表72019-2023年火电发电设备平均利用小时数9 图表82023年夏季厄尔尼诺现象发生概率9 图表9我国煤电机组调节能力和国际先进机组对比10 图表10东北地区部分试点机组改造情况10 图表11新能源出力波动特征11 图表12三北地区各月用电量、风光发电量在全年占比11 图表132022年我国分省份电力供需缺口11 图表14第一批风光大基地项目建设规模11 图表15《以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的大型风电光伏基地规划布局方案》项目规 划（“十四🖂”时期）12 图表162022年我国各地风电利用率12 图表172022年我国各地光伏利用率12 图表182009-2022年电源基本建设投资同比增速和电网基本建设投资同比增速13 图表19高压输电与特高压输电优势对比13 图表20“十三🖂”期间分电压等级直流工程投资额14 图表21“十三🖂”期间分电压等级交流工程投资额14 图表22中国特高压输电产业结构示意图14 图表23特高压直流输电产业投资结构图15 图表24特高压交流输电产业投资结构图15 图表25“十四🖂”较“十三🖂”两率一户要求变化15 图表262009-2020国家电网智能化投资规划16 图表27全社会用电结构及三产/城乡居民生活用电占比16 图表28某地不同电动汽车渗透率下系统总负荷曲线17 图表29某地不同电动汽车渗透率下系统负荷峰谷差17 图表30季节性尖峰电价实施情况18 图表31激励型需求响应分类特征19 图表32典型储能方式的功率、响应时间及应用方向20 图表33储能电站度电成本公式20 图表34主要储能电站的投资比较21 图表352000-2022中国电力储能市场累计装机规模21 图表36未来5年中国新型储能累计投运装机规模预测（MW）22 图表37深化建设全国统一电力体系相关文件22 图表38省间交易电量累计值/交易所总交易电量累计值23 图表39电量交易中心省间交易电量23 图表40辅助服务费用分摊机制变化24 图表41新能源出力与火电出清电量及价格的关系24 图表422020、2040、2060火电机组利用率演变24 图表43部分省份容量市场相关政策24 图表44国内部分地区虚拟电厂调峰市场机制25 图表45新一轮电改以来需求侧响应相关部分政策梳理26 图表46上网电价机制改革26 图表47重点省份现货市场建设回顾27 引言 双碳的“彼时”与“此时” “彼时”初窥新世界时满怀期待。20年“双碳”呼啸而至，我们在旧世界中满怀期待的勾勒能源转型的全新图景，由火电到风光，我们庆幸见证能源的变迁。从风电、光伏、核电到消纳篇，彼时的我们也用四篇新能源运营商工具书试图为大家呈现电源端的斗转星移，在消纳篇的最后用一幅未来电力系统的“终局之景”初窥能源变革的开篇，意在解构能源革命这一宏大的历史叙事。 “此时”转身回头也似有落寞。当我们再转身回望两年前所展望的远景时，发现似乎有些方向与我们最开始所料想的有所偏离，诸多问题也困扰着我们。例如各类型电源的投资如何平衡？困扰新能源的消纳问题该如何解？电力体制如何构建才能更好的服务于新型电力体系？诸多问题仍然没有明确的答案。两年之后，如何再次审视“双碳”成为了一个我们极力想去为市场解答的问题。 双碳的“问题”与“答案” 一个困扰市场的问题：能源转型的整体框架怎么构建？新型电力系统、能源革命、电改……诸多宏大的概念或有所交叉而又或相对平行，而每个宏观的概念背后又会延伸出无数的细分径流。我们留意到市场有诸多在某一细分领域的精彩研究，但却少有在全局视角上的体系构建。 我们想为大家带来什么：更全局的视角，更清晰的图谱。本篇将是我们电改系列的第一篇，从顶层框架开始，试图去构建一张较为清晰的电改图谱。本篇我们从“一度电的旅程”的视角，从发站（发电侧）到旅程（电网侧）到终点（用户侧），再结合服务于源网荷的“储能”及“电力体系”，从�个维度描述未来新型电力系统的远景。而在后续的系列报告中，我们会单独从�个维度分别出发，在厘清“主干”的基础上进一步为电改图谱“添