电力现货市场系列报告3：现货限价逐步打开，需求侧管理进一步市场化，积极提升电力保供能力

18% 13% 8% 3% -2% -7% -12% -17% -22% -27% 强于大市|维持 电力设备沪深300 电力现货市场系列报告3：现货限价逐步打开，需求侧管理进一步市场化，积极提升电力保供能力 证券研究报告：电力设备|深度报告 2023年10月30日 行业投资评级 行业基本情况收盘点位 7225.14 52周最高 10605.04 52周最低 6990.61 投资要点 国家鼓励需求侧资源通过虚拟电厂参与电力市场。2023年9月27日，6部委联合发布《电力需求侧管理办法（2023年版）》，明确提出： 行业相对指数表现（相对值） （1）到2025年，各省需求响应能力达到最大用电负荷的3%—5%，其中年度最大用电负荷峰谷差率超过40%的省份达到5%或以上； （2）加快构建需求响应资源库，全面推进需求侧资源参与电能量和辅助服务市场常态化运行，逐步将需求侧资源以虚拟电厂等方式纳入电力平衡； （3）建立并完善与电力市场衔接的需求响应价格机制，支持具备条件的地区，通过实施尖峰电价、拉大现货市场限价区间等手段提高经济激励水平。 需求侧灵活性具有优势：（1）发电侧煤电改造不及预期，截至2022 2022-102023-012023-032023-062023-082023-10 研究所 资料来源：聚源，中邮证券研究所 分析师:王磊 SAC登记编号:S1340523010001 Email:wanglei03@cnpsec.com 研究助理:杨帅波 SAC登记编号:S1340123060006 近期研究报告 Email:yangshuaibo@cnpsec.com 《风光装机高增，美国9月储能装机 符合预期》-2023.10.29 年底，具备快速调节能力的抽水蓄能、电化学储能、燃气发电仅占电力系统总装机的6.6%（2）电网侧调整比较复杂；（3）需求侧：分布广泛，可快速响应电力供需变化、实现多时间尺度负荷调节，同时调用成本较低。 需求侧潜力激发可以显著提升电网的系统灵活性。根据德国国际合作机构（GIZ）的初步预计，需求侧调节潜力：工业5-15GW、商业3-10GW、居民用户7-21GW，分别相当于德国峰值需求（约82GW）的 6%-18%、4%-12%和9%-26%。 美国为例，工业用户挖掘灵活性具有优势。2020年美国工业部门电力消费占比为19%，但是根据美国环境署，2021年美国通过需求响应机制实现削峰12GW，其中工业用户贡献了45.6%。 投资建议 需求侧管理通过虚拟电厂参与电力市场是国家的指导方向，虚拟电厂将持续受益，建议关注#国能日新、朗新科技、金智科技、经纬股份； 其次利好工商业光伏和储能，这些和工业部门需求侧资源开发紧密结合，建议关注#晶科科技、芯能科技。 风险提示： 电力市场机制推进不及预期的风险；研报使用的信息数据更新不及时的风险。 目录 1国家鼓励需求侧资源通过虚拟电厂参与电力市场4 1.1迎峰度冬期间国内电力供需紧平衡，保供和促消纳需求4 1.2需求侧灵活性的开发具有优势5 1.3需求侧参与电力市场的实践——以德国为例7 1.4工业是需求侧灵活性的潜力来源7 2投资建议10 3风险提示10 图表目录 图表1：各类电源装机量占比（2022年累计总装机量2560GW）4 图表2：2022年各类电源发电量占比（2022年发电量8.7万亿度）4 图表3：山东电力“实时费率”零售套餐：电价与实时定价指数联动5 图表4：波动性可再生能源发电量占比和批发电力价格5 图表5：需求侧管理及需求侧灵活性6 图表6：需求侧管理相关政策时间路线图6 图表7：TenneT的需求侧响应产品列表（德国4家TSO之一）7 图表8：典型工业需求侧灵活性的主要调控设备、响应时间及响应潜力8 图表9：2020年部分国家分部门电力消费结构9 图表10：各国不同工业电力消费在总消费占比9 图表11：2020年典型国家工业需求侧灵活性潜力及实施情况9 1国家鼓励需求侧资源通过虚拟电厂参与电力市场 1.1迎峰度冬期间国内电力供需紧平衡，保供和促消纳需求 迎峰度冬整体紧平衡。根据中电联《2023年三季度全国电力供需形势分析预测报告》，预计2023年迎峰度冬期间全国电力供需总体平衡，局部地区电力供需形势偏紧，主要是华东、西南和南方区域中的部分省级电网电力供需偏紧。 新能源占比持续上升，灵活性资源愈发紧张。化石能源装机量占比从2010年的74%降低为2022年的52%；2022年，风电光伏装机量占比为30%,发电量占比14%。2023年10月25日，国家发改委和国家能源局发布《加强新形势下电力系统稳定工作的指导意见》，其中提出“新建煤电机组全部实现灵活性制造，现役机组灵活性改造应改尽改，支持退役火电机组转应急备用和调相功能改造”。 图表1：各类电源装机量占比（2022年累计总装机量 2560GW） 1% 22% 52% 57% 14% 66% 13% 74% 3% 16% 11% 2% 16% 2% 17% 2% 21% 3% 8% 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 图表2：2022年各类电源发电量占比（2022年发电量8.7 万亿度） 风电 核电 5% 9% 太阳能发 电 5% 水电 15% 火电 66% 2010年2015年2020年2022年 火电风电太阳能发电水电核电 资料来源：《新型电力系统发展蓝皮书》国家能源局，中邮证券研究所 资料来源：《中国电力行业年度发展报告2023》中电联，中邮证券研究所 负电价现象实际反映了电力系统的灵活性不足，具体可参考“电力现货市场系列报告1：简析负电价现象及独立储能经济性”。传统电力系统中电力需求弹性低，主要原因（1）缺乏对用户电力消费按实时电力价格的收费结算（2）用户无需事先签约即可消费电力；新型电力系统则使得需求侧具备弹性，主动参与电力的供需平衡过程，山东电力零头套餐出现“实时费率”套餐，我们预计随着电力现货市场的加速推进，用户侧将逐步参与市场交易，需求弹性逐渐增大。 新能源接入水平提升对价格中枢有向下作用力。2010-2019年，随着新能源占比的提升，英国、德国、丹麦等欧洲国家的平均电力批发价格下降了13%-36%。 图表3：山东电力“实时费率”零售套餐：电价与实时定 价指数联动 资料来源：山东省电力交易中心，中邮证券研究所 图表4：波动性可再生能源发电量占比和批发电力价格 资料来源：EnergyTransitionsCommission,中邮证券研究所 1.2需求侧灵活性的开发具有优势 电力系统灵活性的提升难以依靠单种技术或单一路径实现。 发电侧：煤电机组灵活性改造率仍较低，“十三五”煤电灵活性改造实际完成不到6000万千瓦，截至2022年底，具备快速调节能力的抽水蓄能、电化学储能、燃气发电仅占电力系统总装机的6.6%，发电侧灵活性不足。 电网侧：受到线路输电能力、区域协调、电力市场等多个因素影响，调整较为复杂。 需求侧：分布广泛，可快速响应电力供需变化、实现多时间尺度负荷调节，同时调用成本较低，在提高电力系统灵活性方面具有明显的优势。 需求侧灵活性潜力主要通过需求响应的方式得以应用，区别于有序用电，用户需求响应是一种主动参与用电调整的行为。根据2023年《电力需求侧管理办法》，需求侧资源，是指广泛分布于用户侧的可调节负荷、分布式电源、新型储能等可以聚合优化、参与电力系统运行调节的电力资源。 图表5：需求侧管理及需求侧灵活性 资料来源：RMI，中邮证券研究所 自2011年《电力需求侧管理办法》实施以来，我国开始着力推动市场化需求响应、促进节能降耗、扩大绿电消费、保障电力安全等需求侧管理实践。2023年9月27日，6部委联合发布《电力需求侧管理办法（2023年版）》，明确提出： （1）到2025年，各省需求响应能力达到最大用电负荷的3%—5%，其中年度最大用电负荷峰谷差率超过40%的省份达到5%或以上； （2）加快构建需求响应资源库，全面推进需求侧资源参与电能量和辅助服务市场常态化运行，逐步将需求侧资源以虚拟电厂等方式纳入电力平衡； （3）建立并完善与电力市场衔接的需求响应价格机制，支持具备条件的地区，通过实施尖峰电价、拉大现货市场限价区间等手段提高经济激励水平。鼓励需求响应主体参与相应电能量市场、辅助服务市场、容量市场等，按市场规则获取经济收益。 图表6：需求侧管理相关政策时间路线图 资料来源：RMI，国家发改委，中邮证券研究所 1.3需求侧参与电力市场的实践——以德国为例 需求侧潜力激发可以显著提升电网的系统灵活性。德国的输电系统运营商 （TSO）鼓励需求侧（工业、商业、居民）参与电力市场交易。根据德国国际合作机构（GIZ）的初步预计，需求侧调节潜力：工业5-15GW、商业3-10GW、居民用户7-21GW，分别相当于德国峰值需求（约82GW）的6%-18%、4%-12%和9%-26%。 需求侧响应的常态化需要电力市场（现货+辅助）产品丰富、市场准入完善、参与主体广泛。 图表7：TenneT的需求侧响应产品列表（德国4家TSO之一） 资料来源：TenneT，RMI，中邮证券研究所 1.4工业是需求侧灵活性的潜力来源 工业负荷，按功能分类，分为生产线负荷和非生产性负荷；按调节方式分类，分为可调节负荷（可中断、可转移、可削减）和不可调节负荷。 工业企业还可以通过自有发电资源参与需求响应，充分利用分布式能源。在政策、技术、补贴等理想条件下，纺织行业最高可实现35%左右的响应潜 力，电解铝最大可调节负荷比例约22%，钢铁行业也能实现最高约20%的调节潜力，水泥、玻璃、设备制造等行业的响应潜力也均在20%以上。 开发工业需求侧灵活性对于保障我国电力系统稳定可靠具有重要意义，电力市场化改革与信息技术发展推动工业需求侧灵活性新一轮开发。 图表8：典型工业需求侧灵活性的主要调控设备、响应时间及响应潜力 资料来源：《国网电力科学研究院》程元等，中国电力科学研究院，RMI，中邮证券研究所 注：*恢复投运是指从受一定调节的运行状态恢复到正常运行的状态，而非从中断状态恢复至运行状态 美国为例，工业用户挖掘灵活性具有优势。根据RMI，德国工业需求响应潜力可达10GW，约占全国最大负荷的13%，2020年美国工业部门电力消费占比为19%，但是根据美国环境署，2021年美国通过需求响应机制实现削峰12GW，其中工业用户贡献了45.6%。中国、德国和日本的钢铁用电占比较高，钢铁行业需求侧灵活性潜力的开发需求尤为迫切。 图表9：2020年部分国家分部门电力消费结构图表10：各国不同工业电力消费在总消费占比 中国60% 44% 德国 3%17% 2 7%14% 100% 90% 80% 70% 60% 26% 7% 12% 38% 3% 3 7% 0% 11% 40%39% 26%1% %26% 5% 20% 7% 13% 10% 8%7%7% 5 澳大利亚 日本 36% 32%1% 28% 3% 35%2 %29% 34%0% 50% 40% 30% 20% 10% 24% 10% 14% 17%15% 7% 10% 14%11% 17% 16% 11% 2% 7% 23% 11% 6% 3% 18% 4% 27%6% 30%2 英国% 38% 0%7%14%17% 13% 2% 12%11%6% 31%2% 28%1% 26%2 法国%39% 美国19%0%39%34%8% 0%20%40%60%80%100% 食品饮料烟草制造机械 造纸印刷化工及石化 钢铁有色金属制造 工业交通居民商业及公共服务其他其他 资料来源：IEA，RMI，中邮证券研究所 资料来源：中国电力统计年鉴，欧洲输电系统运营商联盟TenneT，美国能源信息署，日本电力公司联盟，澳大利亚气候变化、能源、环境和水部