电力行业分析之一—浅谈发电侧

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电力系统的了解

电力系统是由发电厂、送变电线路、供配电所和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能,再经输电、变电和配电将电能供应到各用户。为实现这一功能,电力系统在各个环节和不同层次还具有相应的信息与控制系统,对电能的生产过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度,以保证用户获得安全、优质的电能。

电力系统分为发电、输电、变电、配电、售用电五个环节。其中输电、变电、配电所需要的设备统称电网设备,是电力系统建设主要开支,每年我国电网都需要进行5千亿以上的投资。2020年以来随着新能源的发展,我国电源投资额快速增长,20-22年年复合增长率为14%,但同期电网投资缺滞后于电源投资,20-22年年复合增长率为3%。

发电侧

根据发电原料采⽤的⼀次能源的不同,分为火电、水电、核电、风电、太阳能,目前中国的发电结构还是以火电为主。

目前我国的两大电力建设企业为:中国电建(水电、风电等清洁能源项目为主)、中国能建(火电项目为主)

五大发电企业为:中国华能、中国大唐、中国华电集团、中国国电、国家电投

当前到 2030 年我国处于新型电力系统的加速转型期。2023 年6月2日,《新型电力系统发展蓝皮书》发布,制定“三步走”发展路径,并提出构建新型电力系统的总体架构和重点任务。

2023 年可再生能源发电总装机首次超过火电。《“十四五”可再生能源发展规划》中提到,到 2025 年,非电利用规模要达到6000 万吨标准煤以上,非化石能源电能转化比重将达到 95% 左右。据中央政府网数据,2023年我国可再生能源总装机达 14.5 亿千瓦,占全国发电总装机比重超50%,历史性超过火电装机。

2023 年我国可再生能源发电量占比已接近 30%。据北极星火力发电网数据,2023 年全国发电结构上,火电发电量 61019 亿千瓦时,同比增长6.2%,占比66%;水电发电量 12836 亿千瓦时,同比下降5.0%,占比14%;风电发电量8858 亿千瓦时,同比增长 16.2%,占比 9%;光伏发电量 5833 亿千瓦时,同比增长36.4%,占比6%;核电发电量4341 亿千瓦时,同比增长 3.9%,占比 5%。

一、火电

国家发改委确定了煤电三步走规划:十四五时期“增容控量”,十五五“控容减量”,十五五后“减容减量”,我们判断随着煤电行业控容减量时代的到来,煤电行业资本开支下行趋势基本确定。火力发电的占比逐渐减小,但现阶段其发电量仍然超过我国总发电量的一半,火力发电量依然是我国电力生产的支柱。随着原材料煤炭的价格波动,火电的供给端也会出现动态波动,例如2021年煤价高企导致发电企业巨额亏损,发电意愿不高,导致电力供应紧缺。

二、水电

随着水电开发逐渐向西部推进,新建水电工程地理位置偏远,自然条件恶劣,地质条件复杂,基础设施落后,对外交通条件困难,工程勘察、 施工难度加大,水电工程直接建设成本将不断增加。同时随着社会经济发展和人们生活水平提高,耕地占用税等税费标准提升,征地移民投资大幅增加,生态环保投入不断加大,物价不断上涨等因素,水电开发成本急剧增加,将在一定程度上影响到水电的竞争力。其次,水电分为蓄水型电站以及径流式电站,径流式电站调节能力差,受到重要地区降水量影响严重,以四川为例,60%的水电站都是径流式水电站,调节能力差,也是导致近两年四川缺电的因素之一。

抽水蓄能利用水作为储能介质,通过电能与势能相互转化,实现电能的储存和管理,是电力系统绿色低碳清洁灵活调节电源。在水电等各类清洁能源发电技术的发展下,抽水蓄能作为调峰储能的电源,能够进一步保障电力系统的安全稳定运行,是可再生能源大规模发展的重要支撑。

三、风电

用风能进行发电不仅有助于减少对化石燃料的依赖,还有助于减少温室气体排放,是实现能源转型和可持续发展目标的重要手段。随着技术进步和成本降低,风电正在成为全球新能源发电的主流方法之一。随着全球海上风机大型化的推进,中国风电行业正经历着显著的变化。大型化风机能够提供更高的能量输出,降低单位能量成本,从而提高风电项目的经济性和竞争力。这一趋势促使中国风电行业的商业模式发生适应性变革。

“十四五”期间风电行业有望保持年均40-50GW新增装机需求。风电有望进入“退补-行业争相降本-刺激需求-行业竞争加剧-降本”的正向循环,进入高速成长期,叠加碳中和的国家战略目标,陆上风电以及消纳问题更容易得到解决的海上风电有望在“十四五”期间实现高速增长。

根据国家发改委能源研究所发布的《中国风电发展路线图2050》报告,我国水深5-50米海域的海上风能资源可开发量为5亿千瓦,50-100米的近海固定式风电储量2.5亿千瓦,50-100米的近海浮动式风电储量12.8亿千瓦,远海风能储量9.2亿千瓦。

四、核电

前期因安全性、燃料后处理产能不足等因素未得到国家政策大力发展的支持,未来核电将成为《“十四五”能源发展规划》的重要一环,可提升空间较大。2020年至2022年,新核准核电机组数量分别为4台、5台和10台。中国核能行业协会预计,在“十四五”期间,中国将保持每年6-8台核电机组的核准开工节奏,核电装机规模将进一步扩大。为支持核能发电行业的良性发展,中国出台了一系列政策,并明确了发展目标及开发计划。《“十四五”现代能源体系规划》提出,到2025年,核电运行装机容量将达到约7000万千瓦。同时,核电企业积极推进装机工作,计划到2025年运行的电力装机容量达到5600万千瓦。

但是,中国核电行业的商业模式具有其独特性,主要体现在项目建设的高准入门槛、严格的政府审批流程、以及市场参与主体的有限性等方面。核电项目的建设和运营不仅涉及到巨额的资本投入,还需要满足严格的安全和技术标准,这决定了核电行业的商业模式与一般能源项目有所不同。

五、太阳能光伏

随着“双碳”目标指引下,光伏发电行业将得到大力发展,同时我国光伏发电技术持续创新升级,国内光伏制造企业不断充分竞争下,为国内太阳能发电企业和光伏产业链出海带来重大机遇。2019年,国家发改委印发《关于积极推进风电、光伏发电无补贴平价上网有关工作的通知》,拉开了光伏平价上网时代的大幕。2020年竞价政策提前下达,但补贴退坡趋势愈发明显,且电价继续下调,行业开始进入提质增效发展阶段。2022年,政策指导加快推动以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的大型风电光伏基地建设。中国光伏新增装机量连续10年位居全球首位,展现了中国光伏行业的强大实力和发展潜力。

中国光伏行业的发展现状显示了其在全球能源转型中的关键角色和领导地位。随着技术的进一步进步和全球市场需求的增加,中国光伏行业的未来发展前景看好,预计将继续保持快速增长的势头。

截至2023年底,根据国家能源局发布的数据,全国累计发电装机容量约为29.2亿千瓦,同比增长了13.9%。其中,太阳能发电装机容量约为6.1亿千瓦,同比增长了55.2%;风电装机容量约为4.4亿千瓦,同比增长了20.7%。非化石能源发电装机容量达到了15.7亿千瓦,占总装机容量的比重首次突破50%,达到了53.9%。这一数据显示了中国在可再生能源领域的快速发展和对清洁能源的重视。