电网行业深度：电网开启新篇章，出海再造新引擎

背景：能源变革浪潮起，电网稳舵任重道 净零排放目标下，清洁能源投资增加，风电、光伏发电占比呈现上升趋势。电网是能源转型的重要载体，终端高电气化率+发电侧高比例新能源接入不断对电网造成冲击和挑战。从全球角度来看，22年电力装机容量投资相较于17年大幅增长近40%，已超过7500亿美元。相比之下，电网基础设施投资保持相对稳定，每年稳定在3000亿美元左右。我们预计在能源转型趋势的推动下，全球电网投资有望匹配上升，以满足日益增长的新能源需求。 海外电网：欧美老旧需更换，新兴市场待发展 发达国家（欧美为例）：电网基础设施存在时间较久，新能源转型启动较早，当前面临新能源发展倒逼电网转型升级的问题。新兴市场（亚非拉为例）：电网建设需求与用电量增长正相关，由社会经济发展带动，电网建设主要为保证供电可靠性。 在全球能源转型大背景下，发展中国家也可能面临当前发达国家所面临的问题。 中国电网：主干网建设完善，配电网亟待加强 我国电网投资已经历两个阶段，2021年起进入新型电力系统建设阶段。复盘过去的投资情况来看，我国电源投资和电网投资呈现交替增长（电网扩容-三轮特高压建设-新能源电力系统）。往后来看，电网投资是逆周期调节的重要手段之一，拉动上下游产业链发展的同时，也能保证日益增长的电力需求，随着社会用电量以及新能源装机占比持续提升，我们判断后续电网投资有望加速。 配电网：电力之脉连终端，全球改造待启航 配电网是触及终端用户的最后环节，可以看作是电网体系中的“毛细血管“，与终端用电息息相关。中国配电网目前面临接纳、消纳、感知监测等考验，海外配电网也面临同样的问题，预计未来全球配电网将面临大量新增和改造需求。 新篇章：如何把握电力设备投资机遇？ 配网结构机会：配网投资有望结构性提升。现有主干网输电线路覆盖面较为广泛，而我国配网侧亟需提高智能化、自动化水平，且配套特高压接入配电网也将拉动配网侧投资需求高增。预计配网将是下一轮投资重点，相关设备招标有望提振。 出海重塑估值：对标逆变器出海，电力设备迎机遇。当前电力设备出海以一次设备（变压器、开关等）以及电能表为主。对应当前出海浪潮，我们认为本轮以变压器为首的电力设备出海趋势有望复制此前逆变器出海逻辑，打开成长天花板。 投资建议：全球新能源转型背景下，电网承载着重要使命，电力设备投资机会涌动，建议关注配网&出海两条主线。 思路一：出海&配网双重逻辑共振，推荐【思源电气】（设备+EPC模式出海，开关/变压器为主），【金盘科技】（变压器），【威胜信息】（电力通信芯片与模组），建议关注【三星医疗】（海外电表+国内配网）； 思路二：国产电力设备出海逐渐拉开序幕，出海链推荐【海兴电力】（电能表&AMI解决方案），【华明装备】（变压器分接开关），【明阳电气】【伊戈尔】（变压器配套出口），【望变电气】（变压器原材料供应商），【苏文电能】（海外EPCOS）； 思路三：配网侧亟需提高智能化、自动化水平，而配套特高压接入配电网也将拉动配网侧投资需求高增，配网侧推荐【国电南瑞】【许继电气】【四方股份】。 风险提示：电网投资不及预期，行业竞争加剧致价格超预期下降，全球地缘不确定性上升等风险。 1背景：能源变革浪潮起，电网稳舵任重道 1.1清洁能源投资呈现上升趋势，风光发电占比提升 地球生态面临严峻考验，《巴黎协定》规定“碳中和”目标。人类对于化石能源的利用从而导致的碳排放是导致全球气候恶化的直接原因，因此实现能源利用与地球碳循环体系“碳中和”是解决世界能源问题、应对全球气候变化的有效路径。 2015年，联合国《巴黎协定》指出，为了提高应对气候变化的韧性并减少温室气体排放，提议将全球气温升幅控制在工业化前水平以上低于2℃，最好是1.5℃以内。《巴黎协定》为应对气候变化行动提供了一个持久的框架，推动各个国家自主设立碳中和目标。 电力行业脱碳是实现快速减排的途径之一。目前发电（煤炭、天然气）是全球二氧化碳排放的最大单一来源，占2021年全球能源相关排放总量的三分之一以上。截至2021年，电力行业排放量约四分之三来自煤炭，近四分之一来自天然气，因此，电力行业脱碳是实现快速减排的途径之一。 全球清洁能源投呈现相应上升趋势。自2019年起，清洁能源投资进入高速增长阶段，年增长率远快于化石燃料投资，IEA预计2023年全球能源投资将达到2.8万亿美元，其中超过1.7万亿美元将用于清洁能源，包括可再生能源、电网、储能、减碳、提高能效和电气化转型等。目前清洁能源投资主要集中在中国、美国和欧洲等地区，其他新兴经济体和发展中国家仍有较大投资空间。 图1：全球清洁能源投资额持续增长 图2：部分国家和地区清洁能源年度投资增长情况 净零排放目标下 ，风电 、 光伏发电占比呈现上升趋势 。IEA在《WorldEnergyOutlook2022》中提出了两个假设情景，分别是到2035年OECD国家实现电力净零，和到2040年全球实现电力净零。为了达到这一目标，到2030年，风能和太阳能占全球发电量的比例需要从2021年的10%增加到41%。煤炭发电量需要下降54%，天然气发电量需要下降24%。而到2040年，电力行业需要实现净零排放的目标，全球必须逐步淘汰煤电，仅存少量的天然气发电。 图3：2040年全球实现净零排放目标的推演 1.2电网是能源转型的载体，新能源投资倒逼电网升级 高电气化率+高比例新能源是未来趋势。国际能源署指出，电气化在全球的最终能源消费总量中的比重越来越大，预计到2030年，这一比例将从2021年的20%上升到27%。这意味着电力需求将显著增加，所有经济体都需要确保建造足够的清洁能源，以满足不断增长的电力需求，并取代化石燃料。其中，风能和太阳能的比例也在逐步提升，2022年占比达12%，预计直到2026年清洁能源占比将会继续扩大。 图4：风力和太阳能发电在全球发电量中占比达到了创纪录的12% 新能源出力不稳定导致峰谷差加剧，影响电网稳定性。由于分布式风电、光伏等电源的出力不稳定性，其大规模接入给配电系统带来更多不确定性、随机性，而同时由于现有电网系统不能很好的调节发电端和负荷端的平衡供需，导致弃光、弃风现象频出。根据加州独立系统运营商（CAISO）统计，在一天中（中午12点至2点）太阳能发电量趋于最高的时候，净负荷（减去风能和太阳能可再生能源发电量后的剩余需求）处于最底部，而在晚上太阳能发电量下降时净负荷需求急剧上升，如此形成的曲线被称为“鸭子曲线”。2015-2023年期间，随着新能源接入的比例越来越高，净负荷曲线波动幅度也越来越大。 图5：加州的风能（绿色）和太阳能（黄色）削减情况 图6：净负荷的“鸭子曲线”波动幅度逐年增加 电网是能源转型推进的重要载体。随着太阳能光伏和风能等可变可再生能源份额的增加，对电力系统的灵活性提出了更大的挑战。根据IEA在2023年10月发布的数据来看，全球至少有3000GW的可再生能源发电项目（其中1500GW处于后期阶段）正在排队等待并网，相当于2022年新增光伏、风电容量的5倍，电网正在成为新能源并网的瓶颈。根据IEA构建的模型预测，假设电网投资延迟的情况下，到2050年全球风光发电占比将从预测的59%下滑至44%，此外煤炭和天然气发电比例的减少速度也会受到影响。 图7：风电、光伏在全球发电体系中的份额变化 图8：煤炭、天然气在全球发电体系中的份额变化 发达国家能源转型先行。从全球视角来看，各个国家虽然进程不同，但都在积极推进能源转型，其中欧洲和北美最早开始转变，亚洲起步较晚，但正在迅速赶上，目前已接近世界平均水平。根据Ember的统计结果，2022年七个欧盟国家的风力和太阳能发电量约占其总发电量的三分之一或更多，包括德国（32%）、西班牙（33%）和荷兰（32%）；美国占比15%；中国近几年大力发展新能源建设，风能和太阳能占比从2015年的4%提升到2022年的14%，目前已高于全球平均水平，但仍有较大发展空间。 图9：2015-2022全球风能和太阳能占比情况 能源转型倒逼电网投资上升。新能源的大量并入电网，对电网造成挑战，倒逼电网也需要匹配同样力度的投资建设。从全球角度来看，22年电力装机容量投资相较于17年大幅增长近40%，已超过7500亿美元。相比之下，电网基础设施投资保持相对稳定，每年稳定在3000亿美元左右。我们预计在能源转型趋势的推动下，全球电网投资有望匹配上升，以满足日益增长的新能源需求。 图10：2011-2022年全球电源和电网年度投资情况（十亿美元） 发达地区电网投资已出现上升趋势，新兴市场有望跟随。根据IEA数据，发达经济体及中国在可再生能源发电投资方面处于领先地位，且电网投资呈现增长趋势。然而许多其他新兴市场经济体难以筹集足够的资金，导致电网建设进度相对较慢。我们预计往后随着新能源转型的持续推进，全球的电网建设投资将持续上升。 图11：2011-2023年各地区及类别电力部门平均年投资 2海外电网：欧美老旧需更换，新兴市场待发展 根据海外各个地区的经济情况和电网建设的年限，可以大致分为两类，一类是以欧美为代表的发达经济体，另一类是以亚非拉为代表的新兴市场和发展中经济体（EMDEs）。欧美的电网基础设施往往存在时间较久，新能源转型启动较早，当前面临新能源发展倒逼电网转型升级的问题。而一些发展中国家的电网建设需求与用电量增长正相关，由社会经济发展带动，电网建设主要为保证供电可靠性。在全球能源转型大背景下，发展中国家也可能面临当前发达国家所面临的问题。 2.1欧美：电网存在时间较早，面临更换升级需求 2.1.1现状：电网承载能力不足，导致新能源并网延期 当前欧美地区新能源并网存在延期问题。并网延期正在成为阻碍欧美地区能源转型的主要问题之一。根据EU SolarPower在2023年11月发布的调研报告显示，欧洲目前地面光伏项目安装时间周期最长可达8年，平均时长为4年。美国目前清洁能源平均并网排队时长在2年以上，在CAISO（加州电力调度中心）管辖地区则达到近4年。 欧美地区新能源并网延期问题的背后，我们判断是基于两个主要原因：1）电网需要改造升级：电网发展速度难以匹配新能源增速，加之欧美电网系统整体比较老旧，随着新能源接入量的不断上升，部分电网不堪重负，地区公共事业公司和电网运营商往往要求新能源开发商承担电网和变电站升级等电力设施改造费用，这就引发了一系列的谈判流程；2）并网流程繁琐：由于输配电网络老化严重，电网系统运营商或公共事业公司要求包括储能在内的新能源项目在并网前进行一系列的并网影响研究，比如可行性研究、系统影响研究、设施研究，本质仍是电网的承载能力不足。 图13：美国部分地区清洁能源并网排队规模及排队时间（截至2023年9月） 图12：欧洲公用事业规模光伏并网时间 2.1.2存在问题：电网设备老化，面临维护更换需求 电网相关设备设计寿命年限存在差异。现存电网的年龄因国家而异，受历史发展、投资和现代化程度等因素的影响。电网相关设备的使用寿命也因具体环节、过载和容量问题、环境等因素影响而各不相同。整体来看，光伏、风电等项目设计寿命为20-30年，而断路器、变压器的设计寿命为30-40年，地下线路和架空线路的设计寿命则为40年以上。 图14：光伏、风电、充电桩、电网等典型设备的设计寿命（年） 发达经济体电网存在时间较早，如今已面临维修更换需求。在发达经济体中，由于早期的电气化，电网基础设施往往较为陈旧。目前来看，发达经济体中只有23%的电网基础设施使用年限不到10年，超过50%的电网基础设施使用年限超过20年，尤其在日本、美国、欧洲等地区电网历史超过20年的比例较高。 图15：2021年各国电网建设年限 美国电网老旧，存在历史较为久远。美国大部分电网建于20世纪60年代和70年代，目前超过70%的电网已经使用了25年以上。AEP（美国最大的TOs之 一）指出，在未来十年内，30%的现有输电导线的预期寿命将达到或超过70年。 图16：美国AEP传输线年