新能源时代中美电网分析，配电网建设或为破局关键

电力设备及新能源 证券研究报告|行业深度报告 2024年10月08日 新能源时代中美电网分析，配电网建设或为破局关键 电源侧新能源装机量快速增长，用户侧电力需求不断突破。电源侧，全球可再生能源发电量持续升高，2023年首次达到全球电力供应的30%，同时可 再生能源新增装机量再创新高，占全年总电力新增装机比例约86%，预计随着各国对能源转型的大力推动，新能源将保持快速发展的趋势。用电侧，全 强于大市（维持评级） 行业走势 球电力需求正在以前所未有的速度攀升，尤其是发展中国家电力需求增速较高，预计2024年全球增速高达4%。“源侧”和“荷侧”的飞速发展带来电网消纳问题，对于电网建设提出更高要求，且近年来全球电网投资的重点正在由输电侧向配电侧转移，预计配电网侧将成为“网侧”后续发展重点。 多重因素共同推动美国用电量增长，“存量替换”+“新增需求”带来电网成 10% 5% -1% -6% -11% -16% -22% -27% 电力设备及新能源沪深300 长空间。目前美国仍存在大量可再生能源等待并网发电，且随着各法案对于 2023-102024-022024-062024-09 可再生能源的进一步刺激，预计后续新增项目并网等待时间将持续增加，电 网建设的新增需求逐步凸显。同时，大量的数据中心建设、制造业回流、电动汽车销量增长等因素带来电力需求激增，且美国大部分电网线路已经严重老化，老化的电网以及有限的输配电能力暴露出明显不足，难以支撑新型需求的爆发式增长，美国电网扩建及更新的紧迫性显著提升。由于地形特征限制，美国的特高压、超高压输电网络发展有限，其电力结构以区域独立小电网为主，发展独立运营的配电网将能够在跨区域电力调度受限的情况下保证本地供电的安全和稳定。 配电网可能成为“十四五”末期发展重点，增量配电网或将成为发展方向。 我国的用电结构整体呈现东多西少的局面且能源分布不均匀，需要通过大规模的“西电东送”工程和跨区域电力调度来满足东部地区的电力需求，但目前仍面临一些挑战，如目前我国弃风弃光的现象较为严重，发电并没有被合理消化，电网的建设速度远不及电源的发展速度，且分布式能源的快速发展改变了配电网的形态，局部地区“源荷”发展不平衡会导致配电网线路反向过载，电网发展需求急迫。我国配电网建设长期滞后于输电网，电网投资有望在“十四五”末向配电网倾斜，尤其是在配电网智能化、数字化等方面继续提高。同时，增量配电网作为电力体制改革的重要突破口，可以促进配电网的快速发展建设，盘活大量沉淀的配电网资产，或将成为未来发展方向之一。 投资建议：当前我国更加侧重主网侧投资，但由于分布式能源并网压力较大，配电网侧具备较强成长空间，我们认为在国内当前电网发展情况下、增量配电网政策持续推进的背景下、数字化转型加速的基础上，我国配电网建设将 持续完善，建议关注配电网设备相关标的，如金盘科技、苏文电能、思源电气等；以及配电网数字化、智能化的相关标的，如东方电子、炬华科技、煜邦电力、国电南瑞等。 风险提示：电网投资增速不及预期、技术发展面临困难、政策落地不及市场预期、市场竞争加剧。 作者 分析师于夕朦 执业证书编号：S1070520030003邮箱：yuximeng@cgws.com 分析师王泽雷 执业证书编号：S1070524020001邮箱：wangzelei@cgws.com 联系人孙诗宁 执业证书编号：S1070123070028邮箱：sunshining@cgws.com 相关研究 1、《8月风电装机稳增，项目储备推进提速—风电周报 （2024.9.16-2024.9.22）》2024-09-26 2、《【长城公用&电新】9.16-9.20研究汇总和数据跟踪》 2024-09-26 3、《全球风电需求迎高景气周期，塔筒桩基获出海放量新机遇—风电行业深度报告》2024-09-24 内容目录 1.多重因素推动电网投资回暖，配电网发展需求显著提升5 1.1能源装机激增叠加电力需求日益高涨，电网建设滞后消纳能力不足5 1.2多国加大电网投资力度，投资重点逐渐向配电侧转移7 2.美国电网：电网格局相对分散，配电网成为发展着力点9 2.1电源侧：多重政策加速美国能源转型，可再生能源占比飞速提升9 2.2用户侧：数据中心、再工业化、电动汽车共同推动美国用电侧需求高启9 2.2.1电力需求结束停滞，多地区上调预期数据9 2.2.2数据中心加速建设，2030年电力消耗将成倍增长11 2.2.3两大法案推动美国再工业化发展，成为工商业电力需求增长主要因素12 2.2.4电动汽车市场持续扩张，为电力供应带来压力12 2.3“新增需求”+“存量替换”带来成长空间，电网建设仍存在一定挑战13 2.3.1新增需求：大量能源发电排队并网，叠加新型需求为电网带来扩建压力13 2.3.2存量替换：美国电网老化程度较高，设备升级需求为存量市场带来空间14 2.3.3美国电网目前主要问题：建设分布不均，区域互联有限15 2.4配电网成为发展着力点，宏观中观相互印证高景气时代到来16 2.4.1配电网的重要性日益凸显，电网投资力度加大16 2.4.2美国电网投资景气度上行，多家公用事业公司上调Capex17 3.中国电网：“源、荷”超速发展，配电网或将迎来新机遇20 3.1大风光基地建设速度加快，新能源发展速度远超规划20 3.2高增速的电力需求及用电负荷对于电网承载能力提出更高要求21 3.3弃风弃光现象严重，电网建设迫在眉睫22 3.4能源发展超预期，电网建设需提速23 3.5配电网或将成为中国“十四五”末期发展重点25 3.5.1国内电网投资增长率回正，配电网重要性与日俱增25 3.5.2智能化提升管理效率及稳定性，增配电网优化电力资源配置25 3.5.3加快补齐配电网短板，提升配电网智能化水平27 3.5.4增量配电网改革持续推进，推动电力系统市场化程度29 4.投资建议32 风险提示33 图表目录 图表1：全球可再生能源发电量占比总发电量预测5 图表2：全球可再生能源累计装机容量（GW）5 图表3：多国关于可再生能源发电政策5 图表4：全球用电量（十亿千瓦时）及同比6 图表5：多个国家或地区电力需求变化及预测（TWh）6 图表6：2022年可再生能源项目建设情况与实际并网容量对比（GW）7 图表7：各地区电网投资额（亿美元）7 图表8：全球电网投资及预测（十亿美元）7 图表9：数字化电网投资额及增速8 图表10：全球电网投资总额及数字化投资占比8 图表11：多国及地区电网投资规划政策8 图表12：美国各类能源新增发电量占比9 图表13：美国可再生能源发电量及占比9 图表14：美国用电量10 图表15：美国各州商业电力消耗变化（2019-2023年）10 图表16：美国地区及部门划分情况10 图表17：美国及各地区未来电力需求预测（2024年、2025年为预测值）10 图表18：推动各地区负荷增长的关键因素11 图表19：美国AI数据中心关键IT电力需求11 图表20：PJM数据中心11 图表21：美国各地区数据中心建设情况（截至2022年）12 图表22：PJM夏季峰值负荷预测12 图表23：2022年美国已宣布建设的制造业工厂12 图表24：美国制造业投资金额12 图表25：美国电动汽车电力需求情况13 图表26：2023年美国各州对电动汽车的电力需求13 图表27：加利福尼亚电动汽车充电站建设13 图表28：截至2023年底美国寻求接入电网的能源容量14 图表29：美国排队并网容量及电网投资情况14 图表30：不同国家及地区电网运营时间结构14 图表31：美国电网分布图（截至2022年）15 图表32：美国能源及人口中心分布结构（截至2021年）15 图表33：美国新增及累计电网并网排队容量（GW）16 图表34：美国政府对电力投资支持的政策16 图表35：美国电力行业资本支出（十亿美元）17 图表36：美国电力资本开支分布（十亿美元）17 图表37：美国公用事业公司Capex分布情况（2023年）18 图表38：XCELEnergy资本开支预测变化(十亿美元)18 图表39：Southerncompany资本开支预测变化(十亿美元)18 图表40：2024年XCELEnergy资本开支分布预测19 图表41：2024年DukeEnergy资本开支分布预测19 图表42：国内风电、光伏累计装机情况（GW）20 图表43：国内各类能源发电量（亿千瓦时）及同比20 图表44：近期风电、光伏项目情况21 图表45：全社会用电量及同比21 图表46：全国最高用电负荷及同比21 图表47：风光发电量（亿千瓦时）及占比22 图表48：弃风率弃光率22 图表49：我国能源分布情况23 图表50：我国特高压建设情况（截至2022年）23 图表51：2022年电网、电源工程建设投资完成额（亿元）24 图表52：2023年电网、电源工程建设投资完成额（亿元）24 图表53：分布式光伏新增装机（万千瓦时）24 图表54：公共充电桩保有量（万个）24 图表55：电网基本建设投资完成额及同比25 图表56：配电网结构图26 图表57：各国家及地区电网投资情况（2024年及之后为预测值）27 图表58：中国输配电网投资额（十亿美元）27 图表59：2024年全球智能电表采用情况27 图表60：配电网形态升级28 图表61：传统配电网与智能配电网对比28 图表62：中国分布式能源累计装机容量（万千瓦）29 图表63：充电桩保有量29 图表64：增量配电网结构30 图表65：增量配电网发展历程31 图表66：增量配电网试点获批资格情况（截至2024年9月）31 图表67：相关公司估值表（市值获取日期为2024年10月8日）32 1.多重因素推动电网投资回暖，配电网发展需求显著提升 1.1能源装机激增叠加电力需求日益高涨，电网建设滞后消纳能力不足 发电端：能源转型推动新能源占比升高。根据Ember统计数据，在2023年的能源结构中，化石能源（包括煤炭和天然气）在全球电力供应中仍占主导地位，发电量占比达61%， 其中，煤炭发电量占35%，天然气发电量占23%；可再生能源发电量持续升高，首次达到全球电力供应的30%。根据IEA数据，预计随着各国对于能源转型的强劲推动，2025年全球可再生能源发电量将超过煤炭，成为最大的电力来源；2028年可再生能源发电量占据全球发电量超42%，其中风能和太阳能发电量份额相较于2023年将翻倍增长，达到25%。 全球新能源装机量增长，减少对于化石能源依赖。截至2023年底，全球可再生能源装机容量达到3870GW，其中太阳能发电装机占比最大，达到37%，约1419GW，其次是 水电占比33%，风电占比26%。2023年全球可再生能源新增装机量再创新高，全年实现新增装机473GW，同比增长13.9%，占总电力新增装机的86%，其中太阳能新增装机容量达到346GW，同比增长32.2%；风能新增装机约116GW，同比12.9%，成为主要增长动力。 图表1：全球可再生能源发电量占比总发电量预测图表2：全球可再生能源累计装机容量（GW） 45% 40% 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% 光伏风电可变可再生能源 水力其他可再生能源可再生能源总计 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 201820192020202120222023 太阳能风电水电其他 资料来源：IEA、长城证券产业金融研究院（注：可变可再生能源包括风能光能） 资料来源：IRENA、长城证券产业金融研究院 政策支持成为可再生能源发展的核心驱动力。中国、美国、印度、德国等多个国家相继提出有关可再生能源发电的政策，且于2023年12月，多国政府再次明确能源转型目标， 共116个国家在COP28会议上签署《全球可再生能源及能源宣言》，提出至2030年全球可再生能源装机累计容量达到11000