今年9月以來(lái)，從資本市場(chǎng)到街頭巷尾，最火的話(huà)題“電”。
開(kāi)宗明義：本次限電的底層邏輯是傳統電力供需平衡在能源革命新進(jìn)程中遭遇挑戰。





作為世界上最大的煤炭消費和生產(chǎn)國，煤炭已深植于中國的能源體系，綠電替換煤炭是一項艱巨而又長(cháng)期的任務(wù)。過(guò)去十余年，中國風(fēng)電、光伏發(fā)電容量大幅增長(cháng)，毫無(wú)疑問(wèn)該大勢已定；在能源革命下，我們越發(fā)看到發(fā)展新型電力系統的緊迫性與重要性，可能這才是真正被我們忽略掉的大棋。


回顧歷史變遷，不管是工業(yè)革命還是能源革命，每一次變革都帶來(lái)了各個(gè)新興領(lǐng)域的投資機會(huì )。針對限電現象和保煤炭政策，我們不能只是停留在表面現象，甚至被帶節奏，而應該透視到能源革命背后越來(lái)越多的行業(yè)正在被重構。


01、能源革命的大潮


【1】能源從轉型到革命


從煤炭代替柴薪火，再到油氣代替煤炭，當今世界能源格局正在經(jīng)歷第三次能源轉型，低碳清潔的可再生能源擔當本次的主角。自本世紀初以來(lái)，我國就積極鼓勵可再生能源的開(kāi)發(fā)和利用，持續推動(dòng)風(fēng)電、光伏等新能源的發(fā)展，同時(shí)逐步減少化石能源的供給。政策的大力扶持，使得我國可再生能源發(fā)展引領(lǐng)世界。





能源除了轉型外，更為重要的是革命，提升能源利用效率是核心訴求。


從2014年開(kāi)始，我國又提出能源消費、能源供給、能源技術(shù)和能源體制四方面的“革命”，旨在控制能源總量和提高能源使用效率。整體來(lái)看，我國單位GDP的能耗呈下降趨勢，但離發(fā)達國家還有很大的提升空間。根據2020年數據，中國的單位GDP能耗大約是美國的2倍，日本的3倍，英國的4倍。未來(lái)我國需要加快提升能源利用效率，降低對能源消耗的依賴(lài)程度，其核心就是大力發(fā)展可再生能源。


其次，能源安全直接關(guān)乎國家的生存和發(fā)展。而我國石油和天然氣對外依存度一直居高不下，原油對外依存度超過(guò)70%，天然氣對外依存度超過(guò)40%。經(jīng)濟發(fā)展對油氣的巨大需求和油氣依賴(lài)進(jìn)口之間的矛盾早已成為能源安全隱患，發(fā)展可再生能源來(lái)替代傳統化石能源迫在眉睫。


最后，為了應對氣候變化，實(shí)現碳中和已經(jīng)是全球共識，去年我國正式提出2030年前達到碳達峰，2060年前實(shí)現碳中和的“雙碳目標”。綜合來(lái)講，能源革命的方向很明確，要求我國將以化石燃料為主導的能源體系轉變?yōu)榭稍偕茉礊橹鲗У哪茉大w系。這是一舉多得的事情，不僅解決了能源自給自足的問(wèn)題，也可以提高能源使用效率，還能同時(shí)實(shí)現低碳發(fā)展的國家戰略。


【2】電力部門(mén)是能源革命的主戰場(chǎng)


講起能源革命，必然會(huì )涉及到各行各業(yè)，包括電力、工業(yè)、交通、農業(yè)等眾多行業(yè)。從碳排放源頭分析，2020年我國能源相關(guān)CO2排放占72.7%，具體到行業(yè)，電力行業(yè)的碳排放占比高達40%，是第一大碳排放大戶(hù)。


為什么電力行業(yè)的碳排放這么高呢？這是我國多煤少氣的資源稟賦決定的，咱們的總發(fā)電量中，大約70%都來(lái)自于火力發(fā)電，而火力發(fā)電又主要是煤電，中國的煤電總裝機容量約為1050GW，比其他所有國家的煤電裝機總和還要大，這就不難理解我國的碳排放量占全球碳排放量的比重高達30%。





這時(shí)候有人會(huì )想，既然火電廠(chǎng)是碳排放的罪魁禍首，正好我們擁有世界最大的光伏、風(fēng)電產(chǎn)能，把煤電廠(chǎng)關(guān)停，一股腦兒發(fā)展風(fēng)電、光伏產(chǎn)業(yè)不就可以了嗎？


但現實(shí)情況是，光伏、風(fēng)電的綜合發(fā)電成本仍然高于傳統火電，并且要想可再生能源的發(fā)電量滿(mǎn)足國家對電能的龐大需求，還要配置相應的大量?jì)δ?，這些不是短期能夠實(shí)現的。再者，火電廠(chǎng)的初始建設成本高，火電機組的設計使用年限通常超過(guò)30年，從經(jīng)濟角度講，也不能一下就完全放棄火電。


那么未來(lái)怎么能既讓火電“后退”，又滿(mǎn)足持續增長(cháng)的能源需求呢？在“碳中和”的長(cháng)期政策指引下，火電的規模會(huì )逐漸減少，釋放的容量份額逐步被光伏、風(fēng)電等可再生能源替代，這是個(gè)長(cháng)期的過(guò)程。這時(shí)候問(wèn)題也出現了，在這個(gè)能源轉型的過(guò)程中，由于光伏、風(fēng)能發(fā)電的閑歇性和不穩定性，傳統電力系統將面臨巨大的考驗。


02、電力系統正面臨前所未有挑戰


【1】電力供需平衡難度劇增


過(guò)去這些年，我國一直將調整電力供應結構作為電力系統優(yōu)化的工作重點(diǎn)，逐步減少火力發(fā)電量的比例，并增加可再生能源裝機，電力供需平衡悄然被重塑。


理論上講，用可再生能源能源彌補火電發(fā)電量的減少不是什么難事。但是光伏、風(fēng)電是間歇性能源，往往光伏、風(fēng)電的出力高峰與用電高峰是不一樣的，結果就是，棄風(fēng)棄光一直是風(fēng)電、光伏行業(yè)的痛點(diǎn)，再加上風(fēng)電、光伏的長(cháng)期缺乏價(jià)格優(yōu)勢，各地主動(dòng)消納意愿不足，根據2014年的數據，當時(shí)東北部分地區的棄風(fēng)率甚至超過(guò)10%。





【2】電氣化場(chǎng)景加速


不被大眾所了解的是，我國的電氣化起步雖然大大落后歐美發(fā)達國家，但是發(fā)展速度驚人，今天我國電能占終端能源消費比重從2000年的不足12%提高到了2020年的27%左右，遠超全球平均水平的19%。


未來(lái)電氣化的場(chǎng)景還將會(huì )越來(lái)越豐富，包括工業(yè)領(lǐng)域電氣化、電動(dòng)汽車(chē)、電動(dòng)工具、智能家居、5G基站等等。根據全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織預測，到2060年，電能占終端用能的比重有望達到66%，電能將成為最主要的能源消費品種。


電氣化場(chǎng)景加速對電力系統主要會(huì )有兩方面的影響，一是顯著(zhù)增加對電力的需求；二是電氣化場(chǎng)景復雜之后對電網(wǎng)的調節能力可是一大考驗。


以大家熟悉的電動(dòng)汽車(chē)為例，隨著(zhù)電動(dòng)汽車(chē)保有量的增長(cháng)，私人充電樁的保有量也在快速增加，但是私人充電樁一般都是在晚上進(jìn)行充電從而滿(mǎn)足白天的用車(chē)需求，這將導致以往用電的低谷期將會(huì )變成用電高峰期，進(jìn)而產(chǎn)生調峰的需求。


【3】終端用戶(hù)需求的增長(cháng)


我國經(jīng)濟還處在快速發(fā)展過(guò)程中，人們生活水平還在逐步提高，自然對電的需求同步增多，包括家庭中的電子設備產(chǎn)品快速增長(cháng)；冬季高峰期取暖用電用氣需求不斷攀升，都加大了調峰保供的難度。以美國作為參照，美國居民用電量在全社會(huì )用電量的占比是中國的三倍之多，中國的人均用電量增長(cháng)潛力還很大。


03、大變局：發(fā)展新型電力系統是必由之路


【1】短期的限電難以徹底解決


相比發(fā)達國家目前大約1%-2%的平均經(jīng)濟增速，中國超過(guò)5%的經(jīng)濟增速還將維持較長(cháng)時(shí)間，疊加電氣化驅動(dòng)和“雙碳目標”，全社會(huì )用電量增速將顯著(zhù)高于GDP增速。





但從供應端來(lái)看，在嚴控煤電裝機背景下，新增裝機減少，又要面臨老舊機組逐步淘汰，煤電的供應顯然無(wú)法滿(mǎn)足用電量的增長(cháng)，水電資源受到地理因素限制，難以繼續大規模發(fā)展。毫無(wú)疑問(wèn)未來(lái)的電力增量落在風(fēng)電、光伏頭上，與此同時(shí)，風(fēng)電、光伏還要更進(jìn)一步替代煤電的市場(chǎng)份額。


前文已經(jīng)論述過(guò)風(fēng)電、光伏是間歇性能源：光伏一碰到雨雪天氣就無(wú)法出力、風(fēng)電在沒(méi)風(fēng)的時(shí)候也轉不起來(lái)，它們是典型的“靠天吃飯”。截止2020年，風(fēng)電、光伏的裝機占比已經(jīng)達到24.3%，但是去年全年的發(fā)電量占比只有9.5%，相反火電是可以24小時(shí)開(kāi)機。顯而易見(jiàn)，用不穩定的電力代替穩定成熟的電力，很難做到平穩過(guò)渡，一旦前者發(fā)生點(diǎn)意外，就會(huì )再次出現東北拉閘限電的情況。


縱觀(guān)全球能源轉型過(guò)程，缺電、電力系統安全穩定等問(wèn)題不是個(gè)別現象。離我們最近的案例便是德國：由于棄核脫煤政策使得其對于可再生能源的依賴(lài)大幅上升，但由于惡劣天氣的影響風(fēng)電和光伏發(fā)電存在明顯的供需缺口，因此導致德國的電價(jià)大幅抬升，同時(shí)電力進(jìn)口量也大幅抬升。


因此，用電的供需緊張將可能是一個(gè)長(cháng)期存在的矛盾。


【2】構建以新能源為主體的新型電力系統


對于此次的缺電，市場(chǎng)討論的落腳點(diǎn)主要還在拉閘、挖煤、進(jìn)口等方向上，本質(zhì)上都是治標不治本的短期權益之計，我們更應該看到重構電力系統，是更底層的抽絲剝繭。


我國的傳統電力系統是圍繞火電廠(chǎng)、水電的特性建設的，隨著(zhù)風(fēng)電、光伏的上網(wǎng)比例提高，傳統電力系統的抗干擾能力和穩定性很難與之匹配，以新能源為主體的新型電力系統應運而生。其實(shí)早在今年3月15日中央財經(jīng)委員會(huì )第九次會(huì )議上，構建以新能源為主體的新型電力系統被重點(diǎn)提及，按照國家電網(wǎng)的規劃，未來(lái)五年將投資超過(guò)2萬(wàn)億元，推進(jìn)電網(wǎng)轉型升級。


而以下三個(gè)方向，又顯得尤為重要：


1)繼續加快特高壓建設


由于我國的火電和水電主要分布在西北和西南地區，但用電卻在東部，決定了我國電力遠距離跨省輸送的格局。早在1999年，我國就提出西電東送，將西北地區的水電和火電輸送到珠三角、長(cháng)三角和京津唐等地區，不過(guò)那時(shí)候的電壓等級低導致輸送容量小、損耗大。


從2004年開(kāi)始，國家電網(wǎng)提出了建設以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級電網(wǎng)協(xié)調發(fā)展的堅強國家電網(wǎng)概念。所謂特高壓，是指電壓等級在交流1000千伏及以上和直流±800千伏及以上的輸電技術(shù)，具有輸送容量大、距離遠、效率高和損耗低等技術(shù)優(yōu)勢。


從2009年我國建成世界上首條1000千伏特高壓輸變電工程開(kāi)始，特高壓的建設一直作為電網(wǎng)建設的重中之重。截至2020年底，我國已建成“14交16直”共計30條在運特高壓線(xiàn)路。按照“十四五”的規劃，期間將建成7回特高壓直流，500千伏及以上電網(wǎng)建設投資約7000億元，特高壓建設將迎來(lái)第二輪建設高峰期。


今年以來(lái)特高壓指數累計漲幅達39.22%，其中 特變電工（SH：600089）、四方股份(SH：601126)、思源電氣（SZ：002028）等特高壓概念股相繼在9月初創(chuàng )下歷史新高。


2)儲能技術(shù)提升電力調節能力


由于電能即發(fā)即用，無(wú)法直接儲存，建設以新能源為主體的新型電力系統核心挑戰就是新能源的間歇性。電力系統的調節能力在新型電力系統中的重要性不言而喻，而這主要靠?jì)δ堋?br>

儲能的形式多樣，目前裝機量最大的是抽水儲能，占比達89.26%，其次是電化學(xué)儲能，占比9.2%。與新能源發(fā)電裝機相比，儲能的規模還微不足道，截至2020年底，中國已投運儲能項目累計裝機規模為35.6GW，在構建新型電力系統的背景之下，儲能行業(yè)的發(fā)展將迎來(lái)爆發(fā)。


值得一提的是，鋰電儲能憑借能量密度高、循環(huán)壽命長(cháng)、響應時(shí)間更快、適應場(chǎng)景豐富等特點(diǎn)，已經(jīng)成為新型儲能的主流路線(xiàn)。國內鋰電儲能占新增電化學(xué)儲能的比例從2017年51%上升到2020年的的99%。


今年7月23日，發(fā)改委下發(fā)《關(guān)于加快推動(dòng)新型儲能發(fā)展的指導意見(jiàn)》，首次從國家層面提出到2025年新型儲能裝機規模達3000萬(wàn)千瓦以上的目標，未來(lái)五年裝機規模將擴大10倍。今年年初，寧德時(shí)代（SZ：300750）和永福股份（SZ：300712）已經(jīng)達成儲能領(lǐng)域的深度合作；另外，隆基股份（SH：601012）、晶澳科技（SZ：002459）等光伏龍頭也開(kāi)始布局儲能。


最后講講氫儲能，雖說(shuō)現階段還處在商業(yè)化早期，但隨著(zhù)氫燃料電池成本的下降，長(cháng)周期、大規模儲能前景最大的可能還是氫能，比如夏季光伏出力高峰，電力充沛的時(shí)候，便可以通過(guò)光伏制氫來(lái)大量?jì)Υ?，待冬季雨雪天氣通過(guò)燃料電池發(fā)電并入電網(wǎng)。


3)提高電網(wǎng)智能化水平


智能化，是最容易被忽視的一點(diǎn)，好像電力系統就是大老粗的基礎設施，沒(méi)什么技術(shù)含量，但了解過(guò)國內的電力輸配系統你就不會(huì )這么想，而新能源發(fā)電占比的提升，對電力智能化提出更高的要求，因為其發(fā)電端的可預測性和穩定性都會(huì )大大降低。


因此隨著(zhù)電網(wǎng)規模的不斷擴大、能源革命，電力系統的復雜度將會(huì )成倍增加。這樣勢必要求新型電力系統具備更精準、更快速的控制能力，提升電網(wǎng)智能化、自動(dòng)化水平勢在必行。當前大家開(kāi)始關(guān)注的標的包括國電南瑞（SH：600406）、許繼電氣(SZ：000400)、杭州柯林(SH：688611)等智能電網(wǎng)企業(yè)。


由于電網(wǎng)智能化改造仍處在早期，未來(lái)這個(gè)領(lǐng)域可能出現更多的新的名字，成為孕育專(zhuān)精特新的又一沃土，值得重點(diǎn)關(guān)注跟蹤。