2019年世界前沿科技发展态势及2020年趋势展望——能源篇
本文为春节专题文章——“年度 科技 发展态势总结与展望”的第四篇能源篇。
世界能源领域2019年发展态势
全球油气供应安全风险大幅增加。 全球尤其是中东能源地缘政治冲突加剧,大大增加了油气供应的安全风险。4月,美国宣布终止对伊朗石油进口的制裁豁免,重启对伊朗原油出口的限制。7月,英国在直布罗陀海域扣押了伊朗油轮。随后,伊朗在霍尔木兹海峡查扣一艘英国油轮以示报复。9月,沙特阿美旗下的两处重要石油设施遭无人机袭击,原油产量一度锐减570万桶/日,引发了全球油价短期跳涨。此外,卡塔尔退出石油输出国组织“欧佩克”、叙利亚局势震荡也在一定程度上影响全球的油气供应安全。
动力电池梯次利用商业化加速。 德国大众集团推出一款新型移动充电站,其内部电能存储单元由二次回收的电动车动力电池组成,已在德国率先投放使用。日本本田 汽车 公司与美国电力公司(American Electric Power,AEP)展开合作,共同开发一个能够将废旧电动 汽车 电池集成至AEP电网中的新商业模式。中国北汽鹏龙、北汽新能源等企业合伙在河北省黄骅市实施了北汽鹏龙动力电池梯次利用及资源化项目。
世界能源领域2020年趋势展望
全球能源转型趋势愈发明显。 德国将逐渐停止以煤炭作为电力来源,并将可再生能源的发电比重从现在的38%提升至2030年的65%。法国能源部表示,到2030年要将可再生能源在法国能源结构中的比重提高到40%左右。韩国产业通商资源部公布《第三次能源基本计划》草案,提出力争到2040年将可再生能源占比提高到30%-35%,大幅降低煤炭发电比重。波兰公布2040能源政策草案,拟大幅增加核电和可再生能源在能源结构中的比例,以不断降低对煤炭的依赖。
可再生能源市场前景巨大。 国际能源署发布《可再生能源市场分析和2024年预期》报告称,从2019年到2024年,全球可再生能源装机将增加50%。美国能源信息署发布的《2019年度能源展望》报告指出,未来30年,可再生能源发电量(风力、太阳能、水力)将从2018年的5000亿千瓦时增加到2050年的1.5万亿千瓦时。欧洲风能协会发布《我们的能源,我们的未来》报告称,欧盟现在的海上风电装机容量是20吉瓦,到2050年欧盟海上风电装机容量要达到230至450吉瓦,比现有容量增长10倍以上。英国发布的《海上风电产业战略规划》提出,在2030年前将英国海上风电装机容量提高到3000万千瓦,将海上风力发电量提高到总发电量的30%。
先进核技术商业化应用加速。 根据麻省理工学院报告,先进、非常规的核反应堆将在2030年颠覆当前的核能行业。美国首座小型反应堆纽斯凯尔小堆将于2020年9月完成核管会的设计认证,并将于2026年下半年投入运行。俄罗斯首座浮动式核电厂“罗蒙诺索夫院士”号将于2020年4月开始全面投运。英国投资两亿英镑建造全球首个商用核聚变发电厂,并拟于2040年实现核聚变能源生产的商业化。加拿大启动核能研究倡议,加速推进小型模块堆的研发应用,并计划于2026年前在乔克河(Chalk River)建成首座小堆。
作者简介
张欢欢,国务院发展研究中心国际技术经济研究所 研究四室 研究助理
研究所简介
国际技术经济研究所(IITE)成立于1985年11月,是隶属于国务院发展研究中心的非营利性研究机构,主要职能是研究我国经济、 科技 社会 发展中的重大政策性、战略性、前瞻性问题,跟踪和分析世界 科技 、经济发展态势,为中央和有关部委提供决策咨询服务。“全球技术地图”为国际技术经济研究所官方微信账号,致力于向公众传递前沿技术资讯和 科技 创新洞见。
地址:北京市海淀区小南庄20号楼A座
电话:010-82635522
微信:iite_er
生物质资源以林业和农业废弃物为主
我国生物质资源丰富,主要包括农业废弃物、林业废弃物、畜禽粪便、城市生活垃圾、有机废水和废渣等,每年可作为能源利用的生物质资源总量约相等于4.6亿标准煤。其中农业废弃物资源量约4亿吨,折算成标煤量约2亿吨林业废弃物资源量约3.5亿吨,折算成标煤量约2亿吨其余相关有机废弃物约为6000万吨标准煤。
生物质发电保持稳步增长势头
随着国内大力鼓励和支持发展可再生能源,生物质能发电投资热情迅速高涨,各类农林废弃物发电项目纷纷启动建设。我国生物质能发电技术产业呈现出全面加速的发展态势。据国家能源局数据显示,2019年,我国生物质发电累计装机达到2254万千瓦,同比增长26.6%我国生物质发电新增装机473万千瓦我国生物质发电量1111亿千瓦时,同比增长20.4%,继续保持稳步增长势头。
生物质能占可再生能源比例逐步扩大
从我国能源结构以及生物质能地位变化情况来看,近年来,随着生物质能发电持续快速增长,生物质能装机和发电量占可再生能源的比重不断上升。具体表现为:2019年我国生物质能源装机容量和发电量占可再生能源的比重分别上升至2.84%和5.45%。生物质能发电的地位不断上升,反映生物质能发电正逐渐成为我国可再生能源利用中的新生力量。
垃圾燃烧发电占比不断提高
根据中国产业发展促进会生物质能产业分会于2019年6月30日发布的《2019中国生物质发电产业排名报告》数据,截至2018年,我国已投产生物质发电项目902个,并网装机容量为1784.3万千瓦,年发电量为906.8亿千瓦时。
其中:我国农林生物质发电项目为321个,并网装机容量为806.3万千瓦,较2017年增加了51个项目、105.5万千瓦装机容量。而垃圾发电项目已达到401个,并网装机容量为916.4万千瓦,较2017年增加了63个项目、191.3万千瓦装机容量。
垃圾焚烧发电项目401个,并网装机容量916.4万千瓦,年发电量为488.1亿千瓦时,年处理垃圾量1.3亿吨。
沼气发电项目180个,较2017年增加44个装机容量为61.6万千瓦,较2017年增加11.7万千瓦年发电量、上网电量分别达到24.1亿、21.4亿千瓦时,较2017年各增加2亿、2.1亿千瓦时。
2018年农林生物质发电全行业发电设备平均利用小时数为4895小时,同比2017年减少774小时。装机容量增加约105.5万千瓦,但是发电量和上网电量和2017年基本持平,主要原因一是部分企业转为热电联产,供热量增大二是行业原料成本固定,但是盈利能力减弱,发电补贴未能及时下发,部分企业资金链紧张,最终导致停产。自2017年开始,垃圾焚烧发电装机增速明显高于农林生物质发电,装机装量超过农林生物质发电。到2018年,垃圾焚烧发电装机容量高于农林生物质发电约110万千瓦,上网电量高于农林生物质发电约35.7亿千瓦时。
——以上数据来源于前瞻产业研究院《中国生物质能发电产业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。
新能源行业主要上市公司:目前国内新能源行业的上市公司主要有:晶澳科技(002459)、金风科技(002202)、爱旭股份(600732)、通威股份(600438)等。
本文核心数据:能源消费结构、新能源技术的“碳减排”贡献度
1、实现“双碳”目标:改善能源消费结构是关键
当前,化石能源消耗是我国碳排放的主要来源,数据显示,2019年,煤炭、石油和天然气的消耗占我国CO2排放量的比重合计达90%以上。因此,如何优化能源消费结构,减少化石能源的消耗,是实现“双碳”目标的关键。
据国网能源研究院预测,至2035年,我国化石能源消费量占比将下降至60%至2060年,化石能源消费量占比将下降至81%。而以新能源及可再生能源为主的非化石能源消耗比重将从2020年的18%提升至2060年的81.
2、新能源发电技术:有潜力实现50%的“碳减排”
随着清洁能源发电技术的不断成熟和发电成本的下降,据高盛预测,新能源及可再生能源技术将有潜力促进中国约50%的人为温室气体排放“去碳化”,是中国实现“碳中和”目标中最重要的技术。
在发展重点方面,根据《绿色技术推广目录(2020年)》及相关规划,风能、太阳能发电技术是新能源发电技术的发展重点,其中,有2项风电技术入选《目录》,有3项太阳能发电技术入选《目录》,每项技术的节能、碳减排效益如下:
3、新能源企业技术实践情况
而在技术实践方面,我国代表性新能源企业不断创新研发,将新能源技术广泛应用于国内外项目中:
4、“十四五”时期新能源发电技术发展趋势
在新能源发电技术中,风电和光伏技术是中国能源消费转型的重点。“十四五”时期,我国新能源发电及利用技术的重点如下:
能源是国民经济和社会发展的重要基础,为保障本市经济社会全面协调可持续发展和人民生活水平持续提高的用能需要,进一步促进能源与经济、社会、环境的协调发展,根据《上海市国民经济和社会发展第十四个五年规划和二○三五年远景目标纲要》,经市政府常务会议审议和国家能源局批复,近日市政府印发了《上海市能源发展“十四五”规划》(以下简称《规划》)。
一、《规划》编制背景
“十三五”时期,上海能源发展主要呈现五个特点。
一是能源建设有序推进,能源产供储销体系逐步完善。形成了以“五交四直”市外来电通道、500千伏双环网、市内5大发电基地、“6+1”多气源等为支撑的能源联供体系。
二是能源需求平稳增长,能源消费结构更加趋于优化。2019年全市能源消费总量1.17亿吨标准煤,年均增速从“十二五”的1.3%回升至1.7%。2020年,煤炭占一次能源消费比重降至31%,天然气和非化石能源占比分别提升至12%、18%。
三是能源技术取得突破,能源发展进入调结构新阶段。能源装备研发制造取得多项突破,推动本市能源加快转型发展,本地可再生能源装机比重从7%提高至9.8%。
四是能源体制改革提速,能源市场建设步入快车道。印发《上海市电力体制改革工作方案》,成为国家第二批电力现货改革试点省份。依托建设国家级油气交易平台,上海在全国能源市场中的地位不断提高。
五是能源服务聚焦民生,能源区域合作迈出坚实步伐。持续优化电力接入营商环境,推动我国“获得电力”指标世界银行排名跃升至第12名。完成315万户居民电能计量表前供电设施扩容改造和40万户居民住宅老旧立管改造,全市充电桩车桩比达到1.1∶1。
从“十四五”能源发展面临的形势看,一方面,能源发展迎来动能转换期。用能需求再电气化、低碳化趋势明显,新产业、新基建、新科技将推动能源消费革命。本市低碳发展仍需大规模新增市外来电,新的特高压通道建设迫在眉睫。
另一方面,能源安全步入“立破”衔接期。能源低碳安全转型要求“先立后破”,要求更多发挥可再生能源作用。上海需多措并举,以实现能源发展安全、低碳与经济多重目标的统筹。
“十四五”期间,上海要进一步加快建设自主可控的低碳能源安全供应体系,这对上海能源转型提出更高要求。实现能源更高质量发展,上海还面临不少挑战。
一是电力供应仍存薄弱环节。直流外来电带来了较大的调峰压力,部分区域电网仍较为薄弱,老旧煤机亟需转型升级。
二是天然气产供储销体系需加快完善。储备能力有待提高,洋山LNG外输面临单一通道风险。三是可再生能源面临场址资源不足等发展瓶颈。四是成品油规划布局需继续优化调整。
21世纪经济报道新能源课题组
研究员曹恩惠、彭强
特约研究员綦宇
无通知的停水、停电,楼道里的电梯骤然停运……一系列突如其来的变化,让东北的居民从几乎长达十数年的“用电自由”中惊醒。凛冬未至,席卷全国多个省份的“有序用电”,却让人们提前感受到阵阵寒意。
据央视新闻报道,辽阳市委宣传部证实,9月24日该市发生一起重大安全事故。虽然这只是此轮拉闸限电中发生的极端事件,但也折射出供电形势面临较严峻的局面。
今年上半年出现部分省份限电之后,中央层面在七八月份就陆续发出信号,要求各地纠正“运动式减碳”,同时坚决遏制“两高”项目盲目发展。
然而,9月下旬,“限电”仍在各地蔓延,个别地方甚至将限电延伸至居民用电领域。虽然9月29日举行了山西省保供十四省区市四季度煤炭中长期合同对接签订会,但目前来看,10月份的用电压力仍相当大。
在这些现象的背后,有许多待解的疑问:全国各地限电情况究竟严重到何种地步?为何在工业生产淡季还有所加剧?今年以来的限电措施影响到了哪些产业?用电的矛盾为何迟迟无法解决?……
简单将这一轮的“拉闸限电”,归结为“能耗双控要求”甚至“限制低端产能”,都是片面的。要回答这些问题,不仅要剖析国内与国际两个能源供应市场,更要深入到疫情后中国的产业结构中。
21世纪经济报道新能源课题组认为,解决这些问题,需要建立长期更加安全、清洁的能源供给结构、更加市场化的电力交易体系以及推进更加高能效的产业结构调整。
“拉闸限电”缘何突袭
1、电力供应增速不足
今年1-8月,国内电力需求快速增长,国内电力生产和煤炭供应增速,不及需求增速。
国家能源局数据显示,今年1-8月,全 社会 用电量累计达到5.47万亿千瓦时,同比增长13.8%;其中,第二产业用电达到了3.65万亿千瓦时,占总用电量的66%,同比增速达到13.1%。
国家统计局数据显示,今年1-8月,国内发电量5.39万亿千瓦时,同比增长11.3%,而8月电力生产增速已经明显回落。其中,8月份火电同比增长仅为0.3%,水电下降4.7%,风电增长7%,核电增速10.2%。
中国电力企业联合会7月发布报告指出,上半年全国电力供需总体平衡,但局部地区部分时段已经出现电力供应偏紧的现象,1月受寒潮等天气影响,江苏、浙江、安徽等地出现电力缺口,二季度蒙西、广东、云南和广西等地都采取了需求响应和有序用电措施。其中,广东、云南的电力供应尤为紧张。
中电联当时预计,下半年全国电力供需总体仍将保持平衡,但电力供应紧张的情况比上年将增多。
承担电力稳定供应主力的煤电方面,煤炭市场供需紧张、价格暴涨制约着煤电供应。
今年以来,受国内煤炭产能释放幅度有限、进口煤炭增量有限等多重因素的影响,电煤供应持续紧张,下半年煤炭价格一路高涨,煤电企业库存较低,电煤企业的经营压力进一步加大。
国家统计局数据显示,今年1-8月,国内原煤生产量26亿吨,同比增速4.4%,这主要是由于1-2月高增速的带动。自今年3月起,国内原煤月度生产量大多保持同比下滑的趋势,仅在5月和8月有小幅的回升。
目前正处于传统意义上的用煤淡季,但市场却呈现出异常火热的态势。目前,动力煤期货主力合约价格已经突破1300元/吨的大关,实际市场价格约在1600元/吨左右,而往年同期价格不过500-600元/吨。涨幅达300%左右。
高涨的煤价将火电厂迅速推入亏损境地,发电意愿不足。无论是通过长协,还是企业主动降价等手段,一个难以改变的事实是,市场上流通的煤炭已经变少了。
今年夏天以来,高温带来的用电高峰,以及出口强劲(1-8月我们出口总值同比增幅达到23.7%),拉动了工业生产,这些都刺激了用电需求的增长。
2、能耗双控
限电、限产在诸多行业都不罕见。诸如钢铁行业,上半年突飞猛进地生产后,在较大的产量控制压力下,7月开始多地钢铁产业就开始执行限产政策。水泥建材方面,出于环保、用能等因素,一直在进行错峰限产。
但自8月下旬以来,国家发改委点名多个省区能耗双控工作未达标,并进行预警。此后,能耗双控工作紧张的地区,陆续开始在三季度末实施限电限产,试图冲刺完成指标。
目前,能耗双控涉及的主要行业有化工、钢铁、有色、水泥建材、煤电等多个行业,涉及十几个能源消耗较大的省区。
图:各省份上半年能耗双控完成情况
据中金公司研究部测算,上半年能耗强度不达标的省份,合计占到中国工业增加值的70%左右,其中红色预警和黄色预警的省份,分别占比约38%和32%。
但“能耗双控”并不是各地限电拉闸的唯一原因。对于辽宁省、吉林省和黑龙江省来说,用电量增长,电煤紧缺、新能源发电不足等因素,导致当地电力供应不足,因而带动了东北地区大范围的限电停产。
图:各省份能耗双控举措
取暖季即将开始,在传统的消费旺季,煤炭市场供需两侧都没有明显改观的情况下,煤炭市场整体预计仍将维持强势。
限电效应
从工厂停产到电梯停运,“拉闸限电”的影响已经由工业生产渗透到居民生活。一时间,20多家A股相关上市公司纷纷告急,宣布受限电波及。但令人唏嘘的是,本轮限电却一度引发了资本市场的“电力狂欢”。
1、电力市场剧烈波动
由于电力供应吃紧,施行了工业企业的限电限产之后,不少地区的居民用电也都受到了影响。
在国内节能形势较为严峻的地区,出现了严控空调用电,要求优化照明用电的情况。
在东北三省,多地出现未经通知就突发停电的情况,个别地区甚至到了电梯停运、红绿灯停工、停水的地步。工业企业限电限产之余,有地区的商场停业歇业时间提前到了下午4点,楼体亮化全部关闭,晚间路灯都调低了亮度。
今年6月开始,广东、陕西、浙江、广西等地都对当地峰谷电价进行了调整。
但整体上来看,峰谷电价进行的调整一定程度上降低了电网企业的经营成本,也实现了部分电力使用过程中的“削峰填谷”。但对于火力发电企业来说,天然气、煤炭高价带来的高成本,峰谷电价调整仍是杯水车薪。
在工业制造领域,大规模的限电限产持续影响着诸多行业。悖谬的是,供求与价格相互缠绕,某种程度上形成了怪圈。
在光伏产业,能耗双控进一步加剧光伏产业上下游供需不匹配、硅料供不应求的态势,助长了整体价格走高的趋势。下游需求对当前硅料价格的高企起到了支撑作用,能耗双控的推进则对硅料的产出造成了一定程度的影响,进一步限制了供给。
水泥产业方面,由于煤炭价格的走高以及多地限产政策的加持,产品价格短期内出现大幅上涨。而在钢铁产业方面,下半年以来,在限产政策的执行下,钢材价格保持在较高位;在此基础上,多地的能耗双控进一步限制了钢材的产量,增强了减产的预期。
临近传统旺季的末期,钢材市场消费偏弱, 社会 库存保持去化节奏,整体市场呈现供需双弱的格局,减产政策主导市场。钢企的限产直接削弱了铁矿石的市场需求,价格也随之一落千丈。
7月下旬以来,铁矿石价格持续下滑,目前国内铁矿石主力期货价格跌至700元/吨以下,今年5月曾创下1358元/吨的高点。
2、资本市场的“冰与火”
8月初开始,A股电力板块开始持续攀升,7月28日处于1107的低位,到9月28日最高突破1600。同一时期,煤炭开采加工板块也开始显著攀升,8月3日,指数为1498.48,到9月16日最高涨至2483.68,近期已经回落至2100左右。
各行业的数十家上市公司纷纷公告停产、限产消息。据21世纪经济报道新能源课题组不完全统计,截至9月27日,已有23家上市公司发布了限电停产相关公告。最先宣布受到影响的,是广西的陶瓷生产企业蒙娜丽莎(002918.SZ)。
图:部分上市公司受双限影响一览
9月14日,蒙娜丽莎宣布,控股子公司桂蒙公司6条生产线、合计15万平方米/日的建筑陶瓷产能被迫停产,剩余的一条生产线(产能2.5万平方米/日建筑陶瓷)也处于低负荷非正常运行状态,并面临停产风险;公司原计划下半年启动的4条生产线也可能无法如期建设和投产。
此后,帝欧家居(002798.SZ)、晨化股份(300610.SZ)、中农联合(003042.SZ)、优彩资源(002998.SZ)、利民股份(002734.SZ)、润丰股份(301035.SZ)等多家上市公司均表示,受限电影响,生产将分别受到不同程度的影响。
随着限电范围不断扩大,9月27日,有多达10家上市公司发布了限电影响公告;其中,桃李面包(603866.SH)的停产消息甚至冲上了热搜。
据披露,桃李面包旗下位于江苏、广东、吉林、辽宁、山东、天津、黑龙江的9家全资子公司都接到了当地政府的限电通知,分别进行限电甚至是停产。
中金公司研报指出,从具体行业来看,受到能耗双控政策影响较大的行业包括但不限于钢铁、电解铝、水泥、化工化纤四大行业,这些行业的主要特征是高耗电+高碳排,采取的措施包括直接停产、削减产能(20%-90%不等)、错峰生产、分时段限电、削减用电优惠等。
全球“昂贵的冬天”
这一轮的“限电”绝不只发生在中国。事实上,全球正迎来“昂贵的冬天”。
近些年来,各主要经济体大都在推进能源结构转型。但当欧美地区这方面工作取得进展时,阵痛亦相随而至。
1、欧美煤炭、天然气价格暴涨,电价飞升
Wind提供的数据显示,最近一年内,国际动力煤价格已经增长数倍。截至9月24日,欧洲ARA港、南非理查德RB、澳大利亚纽卡斯尔NEWC动力煤的现货价格分别为185.68美元/吨、161.15美元/吨、188.72美元/吨,较一年前分别增长249.68%、172.90%、215.37%。
与此同时,欧美天然气价格正不断刷新 历史 新高。截至9月24日,欧洲天然气期货价格已从2020年5月的每兆瓦时8英镑一度飙升至200英镑左右,涨幅接近25倍。9月27日,美国NYMEX10月天然气期货收涨11.01%,报5.7060美元/百万英热单位,刷新2014年2月以来新高;ICE英国天然气期货收涨8.20%,报190.39便士/千卡,盘中最高触及193.23便士,逼近9月15日录得的 历史 最高位。
随着煤炭、天然气价格暴涨,欧美国家电价也进入上涨的快车道。根据美国能源信息署(EIA)的数据,仅截至7月,意大利、西班牙、德国、法国电价,分别较一年前大幅上涨166%、167%、170%、134%;同期,美国居民用电高达13.9美分/度,创 历史 新高。
对于天然气价格走势,高盛分析师 Samantha Dart表示,如果欧洲的冬天比预期的要冷,那么欧洲可能需要与亚洲竞争液化天然气供应。其预计,今年年底与明年年初可能会迎来进一步上涨,因为今年的冬季温度较以往更为寒冷。
这反过来又会影响包括中国在内的亚洲油气市场供应与价格。
2、欧美能源结构稳定性遭遇挑战
在全球范围内的低碳行动下,火电被走在环保前列的欧洲逐渐弃用。例如,在西班牙、英国,火电占比仅为4%和2%。这与近些年来欧美不断推动能源结构转型有关。
根据BP发布的《世界能源统计年鉴》,最近两年,欧美等国已经较大幅度提升其能源结构的绿色程度。例如,欧洲地区,其整体电力结构已经形成核能、可再生能源、天然气发电占比居前三的格局。此外,美国能源信息署(EIA)的数据也显示,2020年,欧洲(含英国)的可再生能源发展占比(包括水电)已经接近40%,天然气发电占比约20%,而煤炭发电占比已经低于15%。
然而,今年受极端高压、大面积干旱等极端天气侵袭,欧洲大力发展的风力与水力发电量在年内骤降。在欧洲,截至今年7月份,其风力发电占比从年初的17%降至不足11%。且在今年6月份,欧洲地区整体的风力发电占比一度跌破9%,几乎回到了2019年同期水平。
外界普遍将本轮欧美国家的“电荒”原因,归结为极端气候导致部分可再生能源发电“停摆”。于是,此消彼长之下,天然气、火电需求激增。国际能源署(IEA)发布的三季度能源报告显示,今年全球天然气需求将增加3.2%,且未来几年还将持续增加。
然而,一个客观事实是,疫情前后,全球范围内的油气勘采热情不断冷却,产能储备下行。据中国石油经济技术研究院发布的《2020年国内外油气行业发展报告》显示,去年全球共获得179个油气发现,新发现油气储量19.5亿吨油当量,同比大幅下降30%;天然气新增储量同比下降43%,全球天然气产量仅为4万亿立方米,同比下降3.6%。
随着可再生能源的供给波动,欧洲地区对天然气的依赖性增强。截至目前,美国、俄罗斯是欧洲天然气主要的出口国。但如今,这两大出口国正在下调产量预期。8月底,美国因飓风“艾达”导致天然气出口重创;俄罗斯近日预计2021年天然气产量为758.8亿立方米,同时将2022年天然气产量预测下调。
须高度重视供给端
事实上,无论是欧美,还是中国,当前共同面临的问题在于电力供给端上的不足。尽管在分析本轮国内多地出现电力缺口时,不可避免地会谈及疫情以来我国 社会 生产用电需求增速提升。但业内人士亦指出,在全年用电增速高达8.5%的2018年,并未出现大规模限电的现象。
1、煤炭供应偏紧
作为一个“富煤、少气、贫油”的国家,虽然近些年来我国正在不断加大能源结构转型,但在当前的电力结构中,火电依旧是最核心的供电来源。
《BP世界能源统计年鉴》2021年版的数据显示,去年我国的电力结构中,煤炭发电量占比为63%,较2018年和2019年分别下降15个百分点和2个百分点;水电为第二大发电能源,发电量占比为17%;风电、光伏为代表的可再生能源发电量占比已经提升至11%,较2018年和2019年分别增加了9.7个百分点、1.1个百分点。此外,核能、天然气最近两年维持着较为稳定的发电占比,2020年的比例分别为4.7%、3.2%。
现阶段的电力结构,决定着当下煤炭供给依旧是电力供给侧的核心。
国家统计局日前发布的数据显示,今年1至8月份,我国生产原煤25.97亿吨,同比增长4.4%;进口煤炭1.98亿吨,同比下降10.3%。其中,8月份,生产原煤3.35亿吨,同比增速由上月下降3.3%转为增长0.8%;进口煤炭2805万吨,同比增长35.8%。
国家统计局的数据显示,国内煤炭生产和进口量自8月份开始有所好转。不过,煤炭产量的释放还需要一个过程。
不可否认的是,近些年来我国煤炭产能正处于下行周期。尤其是今年7月份以来,国内煤炭供需错配的情况愈发严重。
在需求端,随着疫后经济的复苏,我国工业生产显示出强劲的发展势头。国家统计局数据显示,今年上半年,我国规模以上工业增加值增幅和产能利用率均高于往年同期。此外,电力需求向好,1-8月份全 社会 累计用电量同比上升13.8%。其中,占全 社会 用电量2/3的第二产业用电量增长了13.1%,是推动全 社会 用电量高增长的核心原因。
而在供给端,一方面,国内煤炭产能正处于周期下行的背景中,且另一方面,受国际关系与海外疫情的影响,我国今年从蒙古、澳大利亚的煤炭进口量有所减少。多种因素叠加之下,目前国内煤炭库存遭遇一定的压力。
Wind数据显示,在主要港口方面,秦皇岛港煤炭库存整体下滑,9月上旬日库存量一度低至352万吨;全国重点电厂煤炭库存量今年以来更是持续下滑,8月份的库存量已经降至4890万吨。
2、水力发电量下滑
在目前我国的电力结构中,水电依旧是第二大电力能源。但今年以来,水力发电量增速下滑。
国家统计局的数据显示。今年1至8月份,我国规模以上水力发电量约为7617.1亿千瓦时,同比降低1%。其中,发电量占比较少的华北、东北和华东地区,保持了水力发电的增长,而中南、西南和西北地区主要水力发电省份却呈现发电量下降。
受干旱天气等气候影响,中南地区、西南地区、西北地区今年1至8月份的水力发电量分别为1818亿千瓦时、4482.9亿千瓦时、775.1亿千瓦时。其中的重点水力发电省份发电量均萎缩:湖北省水力发电量966.7亿千瓦时,同比降低5.8%;广西壮族自治区水力发电量342.6亿千瓦时,同比降低2.3%;四川省水力发电量1983.9亿千瓦时,同比降低4.6%。
值得一提的是,自2015年以来,我国水力发电新增装机量整体处于下滑趋势。2020年,我国水力发电新增数倍容量为1323万千瓦,同比增长217.3%。不过,这一高增长的背后得益于总装机1020万千瓦的金沙江乌东德水电站首批机组投产发电。
3、风电、光伏等新能源尚未堪大任
随着双碳目标的推动,风电、光伏等新能源产能正不断扩大,发电量占比持续提升。国家能源局的数据显示,2020年,我国风电、光伏累计发电量占比同比提升0.9个百分点至9.5%,占全 社会 用电量比重在9.6%左右。国家能源局制定的目标是,2021年风电、光伏发电量占全 社会 用电量的比重达要到11%左右,2025年达到16.5%左右。
整体来看,随着光伏、风电发电量占比的提升,不少风光资源丰富的省份也开始倚重风电、光伏。但在今年极端天气多发的年份,风电、光伏发电的稳定性遭遇挑战。
东北此次罕见的居民用电被拉闸背后,风电骤减也被认为是原因之一。据《辽宁日报》消息,辽宁省工信厅9月26日召开的全省电力工作保障会议指出,9月23日至25日,由于风电骤减等原因,电力供应缺口进一步增加至严重级别。
国泰君安认为,“从我国目前的发电结构来看,对于火电的依赖依然较为严重,风电和光伏未能贡献出应有的产出。”该机构分析称,虽然我国目前的风电和光伏装机占比已达到24%,但目前产出仅占发电量的10%左右,说明我国对于火电的依赖较为严重,风电和光伏的装机量和其发电量不成比例,未能贡献出应有的产出。从发电增速来看,风电产出大幅提升,累计同比达到44.7%,而光伏发电的增速依然相对较低,仅9.7%,相反,装机占比不断下降的火电增速反而达到了16.1%。这表明发电结构的不成比例也存在趋势性特征,对于整体的电力供给造成了较大的挑战。
值得一提的是,受自然环境影响较大的风电、光伏,在大规模发展过程中,其上网的稳定性一直是关键问题。为此,与新能源发电密切相关的储能、特高压技术的研究有待提升,以消除新能源的快速发展和配套基建不匹配的矛盾。
能源结构“跳闸”反思
近十年来,国内已经先后三次出现规模性的地方限电现象。
2010年,即“十一五”收官之年,多个省份在能耗强度目标的约束下,于5月份开始实施“拉闸限电”,随后因影响经济生产秩序,当年10月份基本被叫停。
2020年四季度,浙江、湖南、江西、内蒙古先后出台限电措施,应对阶段性供电不足。
这次始于2021年5月份,并在持续发酵的第三次限电潮,其影响目前仍然在扩大。
与此前两轮不同,本轮限电发生的原因,直指当前能源结构本身的“跳闸”现象。
我国正迎来能源结构转型的“快步走”时期,在电力体系的重构过程中,从传统能源向清洁能源平稳过渡时,缓解“电荒”、防止拉闸限电,需要着重注意以下几个问题。
1、未来几年仍需稳住火电供应
本轮限电的关键因素在于供给端,而未来几年我国 社会 用电量需求仍将保持一定的增速。
由全球能源互联网发展合作组织发布的《中国2030年能源电力发展规划研究及2060年展望》预测:2025年、2030年,我国 社会 用电量由2020年的7.5万亿千瓦时增长至9.2万亿、10.7万亿千瓦时。该报告进一步测算了需求增速——2020年至2025年,我国 社会 用电量年均增速约4.2%;2025年至2030年,用电量年均增速约3%;2030年至2050年、2050年至2060年,用电量年均增速将下降至2%、0.6%。
在此基础上,国泰君安测算,未来随着碳中和对于煤炭产能的限制,以及火电新增装机增速的下降,火力发电量增速将从2021年的5.6%降至2025年的1.3%;风电和光伏的新增装机不断提升,其每年的发电增速将维持在10%以上。
然而,在这样一个电力结构转换中,我国电力供应增速将持续低于电力需求增速,存在一定的供需缺口。而在整个转换过程中,火电供应的稳定性也将关系到电力结构在未来几年的平稳过渡。
2、避免“一刀切”式减碳
本轮拉闸限电,被置于一个较大的背景:“能耗双控目标考核”。不少地方为完成双控考核而拉闸限电。有的地方因为被约谈,而连夜开会“统一安排”拉闸限电。然而,“能耗双控目标考核”并不是此轮拉闸限电的根本原因。
“能耗双控”是执行多年的老政策。从2006年开始,我国将能耗强度作为约束性指标,2011年开始实施能耗双控考核。其中,“十二五”规划在把单位GDP能耗降低作为约束性指标的同时,提出合理控制能源消费总量的要求;“十三五”规划提出,到2020年,单位GDP能源消耗比2015年降低15%,能源消费总量低于50亿吨标准煤的目标。
如前文所言,2010年“十一五”收官之年,我国也出现多个省份在能耗强度目标约束下“拉闸限电”的现象。其结果,最终导致 社会 生产经济秩序受到影响,此为前车之鉴。
尽管“能耗双控”是刚性要求,减碳是大势所趋,但“运动式”减碳,对经济和 社会 生活的伤害巨大,甚至得不偿失。
值得注意的是,针对碳达峰工作的一些偏差,中共中央政治局7月30日的会议已作出明确表态。会议要求,要统筹有序做好碳达峰、碳中和工作,尽快出台2030年前碳达峰行动方案,坚持全国一盘棋,纠正运动式“减碳”,先立后破,坚决遏制“两高”项目盲目发展,做好电力迎峰度夏保障工作。
3、重构电力体系谨防激进思维
当前,在“双碳”目标的指导下,我国电力结构正在进行积极转型。《BP世界能源统计年鉴》2021版的数据显示,从2009年至2020年,我国电力结构正在发生显著变化——2009年,我国煤炭发电量占比为78%,水电占比17%,风电、光伏等可再生能源发电占比为1.3%;2020年,煤炭发电占比降至63%,风电、光伏等可再生能源发电占比升至11%,水电占比保持不变。
这组数据的变化显示,过往十年间,煤炭和可再生能源发电占比主导着电力结构调整过程中的“此消彼长”。
然而,一个现实的问题是,在当前电力结构转型中,我们依然需要正视火电的地位。
Wind数据显示,2020年,我国发电装机结构占比为火电56.6%、风电和光伏24%。但显然,火电56.6%的装机占比对应着63%的发电量,风电、光伏合计24%的装机占比仅对应着11%的发电量。这意味着,在当前我国大力发展新能源的同时,新能源发电还不能承担起当前电力结构供应的主导型重任。
4、加快发展储能、特高压技术
值得肯定的是,经过数十年的发展,我国风电、光伏发电技术成本已经大幅下降,平价上网时代渐行渐近。
无论是从资源获取还是发电潜力上看,新能源将是未来主导世界能源结构的不二之选。但随着发电装机量的提升,如何保持新能源发电稳定上网,避免无序脱网的现象,亦是在大力发展新能源时需要共同解决的问题。
实际上,这方面已有前车之鉴。2019年8月9日,英国电网发生大停电事故,集中于英格兰与威尔士地区,约有100万人受到停电影响。数据显示,2019年,英国风电、光伏等可再生能源发电占比已经升至35%。而此次事故起因,便是英国电网海上风电和分布式光伏出现大量无序脱网,导致系统频率下降至48.9赫兹,引发系统中低频减载装置动作,切除大量负荷。据当时资料,事故发时,英国风电渗透率已达到34.71%。在本次大停电中,抽蓄机组及时增加出力,阻止了事故进一步扩大。
从英国电网停电事故中,我们不难发现,风电、光伏发电存在随机性风险,即受天气、气候影响较大。
国泰君安指出,储能技术能有效调节新能源发电引起的电网电压、频率及相位的变化,在很大程度上解决了新能源发电的随机性、波动性问题,可以实现新能源发电的平滑输出;此外,特高压技术可以将富集区资源运送到负荷中心,解决资源与负荷的区域错位问题。因此,储能和特高压技术值得大力发展。
参考文献:
1、《供给才是主导本轮“电荒”的原因——能源与能耗观察系列之二》,国君宏观研究;
2、《中国2030年能源电力发展规划研究及2060年展望》,全球能源互联网发展合作组织;
3、《限电限产下的传导路径》,中金公司;
4、《能耗双控、限产限电的宏观分析与展望》,中信证券;
5、《东北拉闸限电与能耗双控无关,这三点才是真实原因》,《 财经 》杂志;
6、《英国“2019•8•9”大停电事故分析报告》,《电力之窗》;
7、《BP世界能源统计年鉴》2021年版,BP;
8、《减产主导市场 下周钢价高位盘整》,兰格钢铁;
9、《2021年上半年全国电力供需形势分析预测报告》,中国电力企业联合会。
生物质能是重要的可再生能源,开发利用生物质能,是能源生产和消费革命的重要内容,是改善环境质量、发展循环经济的重要任务。
生物质装机和发电保持稳步增长势头 占可再生能源发电比重持续增长
在国家大力鼓励和支持发展可再生能源,以及生物质能发电投资热情高涨,各类生物质发电项目纷纷建设投产等推动下,我国生物质能发电技术产业呈现出全面加速的发展态势。
据国家能源局数据显示,2019年,生物质发电新增装机473万千瓦,累计装机达到2254万千瓦,同比增长26.6%全年生物质发电量1111亿千瓦时,同比增长20.4%,继续保持稳步增长势头。
截止2020年底,生物质发电新增装机543万千瓦,累计装机达到2952万千瓦,同比增长30.1%。全年生物质发电1326亿千瓦时,同比增长19.4%。继续保持稳步增长势头。
垃圾焚烧发电占生物质发电新增容量半数以上
新增垃圾焚烧发电并网容量占比过半。根据国家可再生能源发电项目信息管理系统监测数据显示,2020年,全国生物质发电新增并网容量553.6万千瓦,同比增长接近70%。其中,垃圾焚烧发电315.0万千瓦,农林生物质发电226.2
万千瓦,沼气发电12.5万千瓦。
农林生物质发电项目利用小时数2018年开始逐年走低,主要原因是可再生能源补贴的拖欠对农林生物质发电项目影响较大。根据统计,2019年利用小时数超过5000小时的项目为188个,总装机为526万千瓦。据此判断约50%的项目在承受电价补贴拖欠的压力下,仍坚持项目正常运营。
垃圾焚烧发电持续保持较高增速
国内生活垃圾清运量和无害化处理率保持持续增长,对于垃圾焚烧的需求也在日益增加。为满足垃圾焚烧消纳生活垃圾的需求,随着垃圾焚烧发电市场从东部地区向中西部地区和乡镇移动,垃圾焚烧量将持续保持增长。
垃圾焚烧符合我国中长期规划,成长确定性强
垃圾焚烧发电能更能契合当前碳达峰、碳中和的政策方向,同时也更能有效的实现国家部委提出的“减量化、资源化、无害化”的目标。因此,未来固体废弃物的处理将以焚烧发电为主。
首先,垃圾焚烧过程虽然也会产生二氧化碳,但焚烧生物质能替代化石燃料进行发电,能同时带来净碳减排。其次,相对于垃圾填埋方式,垃圾焚烧几乎不排放甲烷。
据测算,以温室气体排放量最大的垃圾处理方式厌氧填埋为基准,焚烧发电碳减排比例高达71%,即相比厌氧填埋方式仅排放
29%的温室气体。2012-2019年,我国生活垃圾焚烧无害化处理比例持续增加,2019年焚烧无害化处理比例达50.29%,较2012年提升了近30个百分点,同时生活垃圾填埋和堆肥等方式无害化处理比重持续下降。
对标日本等人口密度较高的发达国家,垃圾焚烧占比可达 80%以上。,从目前部分省市已出台的规划来看,各地政府仍将继续提高垃圾焚烧占比,行业在 2030
年碳达峰前仍有较大的发展空间。
更多数据来源请参考前瞻产业研究院《中国生物质能发电产业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。
行业主要上市公司:目前国内新能源行业的上市公司主要有隆基绿能(601012)、晶澳科技(002459)、金风科技(002202)、三峡能源(600905)、晶科科技(601778)、长江电力(600900)和中国中车(601766)等。
本文核心内容:新能源行业市场规模、新能源行业发展现状、新能源行业竞争格局、新能源行业发展前景及趋势。
行业概况
1、定义
新能源又称非常规能源,一般指在新技术基础上,可系统地开发利用的可再生能源,包含了传统能源之外的各种能源形式。一般地说,常规能源是指技术上比较成熟且已被大规模利用的能源,而新能源则通常是指尚未大规模利用、正在积极研究开发的能源。新能源主要包括水能、太阳能、风能、生物质能、地热能等。
根据国家统计局制定的《国民经济行业分类(GB/T
4754-2017)》,新能源行业被归入电力、热力生产和供应业(国统局代码D44)中的电力生产(D441),包含的统计4级代码有D4413(水力发电)、D4415(风力发电)、D4416(太阳能发电)、D4417(生物质能发电)、D4418(其他电力生产)。
2、产业链剖析
新能源行业上游产业主要包括太阳能、光伏、水能和风能等新能源及可再生能源发电设备制造商,以及太阳能、光伏、水能和风能等新能源及可再生能源的组件及零部件制造商。其中:新能源发电设备制造主要包括太阳能发电设备和风力发电机组、可再生能源发电设备等,目前这一领域领先的上市企业有特变电工(600089)、迈为股份(300751)和中国中车(601766)等组件及零部件制造主要包括电力和光伏组件、太阳电池芯片、太阳电池组件、太阳能供电电源、光伏设备及元器件制造等。目前这一领域领先的上市企业有晶澳科技(002459)、天合光能(688599)和通威股份(600438)等。
新能源行业中游作为整条产业链的重要环节,主要包含氢能、光伏发电、风电和水电等能源供应商该领域目前的代表上市企业有隆基绿能(601012)、金风科技(002202)、三峡能源(600905)和长江电力(600900)等
新能源行业的下游产业主要包括新能源汽车、加氢站、充电桩和输变电等公共及个人应用领域。目前在新能源汽车行业,主要上市公司有比亚迪(002594)、上汽集团(600104)、广汽集团(601238)、东风汽车(600006)和北汽蓝谷(600773)等加氢站行业上市公司主要有蓝科高新(601798)、上海电气(601727)和美锦能源(000723)等电动汽车充电桩行业主要上市公司有特锐德(300001)、国电南瑞(600406)和万马股份(002276)等输变电行业上市公司主要有长缆科技(002897)、金杯电工(002553)和平高电气(600312)等。
我国新能源行业具体产业链布局如下图:
行业发展历程:行业处在突飞猛进阶段
新能源行业在促进社会经济可持续发展方面发挥了重要作用,根据我国“十五”规划至“十四五”规划期间,国家对新能源行业的支持政策经历了从“加快技术进步和机制创新”到“因地制宜,多元发展”再到“加快壮大新能源产业成为新的发展方向”的变化。
“十五”计划(2001-2005年)时期,国家层面提出加快技术进步和机制创新,推动新能源和可再生能源产业迅速发展从“十一五”规划(2006-2010年)开始,规划提出按照“因地制宜,多元发展”的原则,在继续加快小型水电和农网建设的同时,大力发展适宜村镇、农户使用的风电、生物质能、太阳能等可再生能源“十二五”(2011-2015年)时期,国家层面提出以风能、太阳能、生物质能利用为重点,大力发展可再生能源至“十三五”期间(2016-2020年),合理把握新能源发展节奏,着力消化存量,优化发展增量,新建大型基地或项目应提前落实市场空间到“十四五”时期,根据《关于促进新时代新能源高质量发展的实施方案》,国家在新能源的开发利用模式、加快构建适应新能源占比逐渐提高的新型电力系统、完善新能源项目建设管理、保障新能源发展用地用海需求和财政金融手段支持新能源发展等方面,对我国新能源行业的发展做出了全面指引。
行业政策背景:政策加持,行业发展迅速
近年来,国务院、国家发改委、国家能源局等多部门都陆续印发了支持、规范新能源行业的发展政策,内容涉及新能源行业的发展技术路线、产地建设规范、安全运行规范、能源发展机制和标杆上网电价等内容,2014-2022年6月,我国新能源行业重点政策及政策解读汇总如下:
注:查询时间截至2022年6月20日,下同。
行业发展现状
1、新能源发电装机容量逐年上升
2017-2021年新能源发电装机容量呈逐年上升趋势。2021年,我国新能源发电装机容量达到11.2亿千瓦,占总发电装机容量的47.10%。其中,水电装机3.91亿千瓦(其中抽水蓄能0.36亿千瓦)、风电装机3.28亿千瓦、光伏发电装机3.06亿千瓦、核能发电装机0.55亿千瓦、生物质发电装机0.38亿千瓦。
2、新能源发电量稳步增长
2017-2021年新能源发电量稳步增长,2021年,全国新能源发电量达2.89万亿千瓦时,较2020年增长11.63%,其中,水电13401亿千瓦时,同比下降1.1%风电6526亿千瓦时,同比增长40.5%光伏发电3259亿千瓦时,同比增长25.1%生物质发电1637亿千瓦时,同比增长23.6%。
3、新能源消费量分析
根据《bp世界能源统计年鉴》(2021)数据显示,2016-2020年,中国新能源消费量呈逐年上升的趋势,从2016年的16.2艾焦增长到2020年的23.18艾焦,复合年增长率达到9.37%。前瞻根据中国新能源行业发展态势初步核算得到,2021年中国新能源行业消费量约为25艾焦。
4、新能源行业消纳情况分析
2022年1月,全国新能源消纳监测预警中心发布2021年12月全国新能源并网消纳情况,其中风电利用率达到100%的省市有北京、天津、上海、江苏、浙江、安徽、福建、湖北、重庆、四川、西藏、广东、广西和海南光伏利用率达到100%的省市有北京、上海、江苏、浙江、安徽、福建、湖北、重庆、四川、广东、广西、海南、江西和湖南。
5、新能源发电占总发电比重逐年递增
根据中国电力企业联合会公布的数据显示,2017-2020年中国新能源发电占总发电比重呈逐年上升的趋势。2020年,中国新能源发电占总发电比重为34.9%,比2017年增长了5.3个百分点2021年,中国新能源发电占总发电比重达到35.6%,同比提高0.7个百分点。
行业竞争格局
因目前新能源行业可量化指标较多,故行业竞争格局中的区域竞争部分仅以:各省份可再生能源电力消纳占全社会用电量的比重进行比较企业竞争格局以:2021年各光伏企业光伏组件出货量2021年各风力发电企业新增装机容量和累计装机容量进行对比2020年各水力发电企业水电装机总量及水电发电量进行对比。
1、区域竞争:青海、四川和云南位列新能源行业第一竞争梯队
根据2021年6月国家能源局发布的《2020年度全国可再生能源电力发展监测评价报告》,30个省(区、市)中,可再生能源电力消纳占全社会用电量的比重超过80%以上的3个,分别为青海、四川和云南40-80%的6个,分别为甘肃、重庆、湖南、广西、湖北和贵州20-40%的10个,分别为上海、广东、吉林、宁夏、江西、陕西、黑龙江、新疆、河南和内蒙古小于20%的11个,分别为浙江、福建、山西、安徽、辽宁、江苏、北京、海南、天津、河北和山东。
注:截至2022年6月22日,国家能源局尚未发布2021年全国可再生能源电力发展监测评价报告。
2、企业竞争格局分析
(1)光伏行业竞争格局
根据PV-Tech发布的《2021年全球组件供应商top10》,以光伏组件出货量来看,2021年光伏组件出货量前十名厂商中,中国企业包揽八席,隆基绿能、天合光能、晶澳科技依次位居2021年组件出货量全球排名前三,光伏组件出货量分别为38.52GW、24.80GW和24.069GW。据PV-Tech介绍,2021年全球光伏行业实现跨越式发展,光伏行业整体产能和出货量均超过190GW前十大组件供应商出货量超过160吉瓦,市场份额超过90%。
(2)风力发电行业竞争格局
中国可再生能源学会风能专业委员会发布的《2021年中国风电吊装容量统计简报》数据显示,新增装机容量方面,2021年中国风电市场有新增装机的整机制造企业共17家,新增装机容量5592万千瓦,排名前5家市场份额合计为69.3%,排名前10家市场份额合计为95.1%累计装机容量方面,2021年前5家整机制造企业累计装机市场份额合计达为57.3%,前10家整机制造企业累计装机市场份额合计达到81.8%其中,金风科技累计装机容量超过8000万千瓦,占国内市场的23.4%远景能源和明阳智能累计装机容量均超过3000万千瓦,占比分别为11.1%和9.6%。
(3)水力发电行业竞争格局
因存在严格的行政准入门槛、资金门槛和技术门槛等,目前,我国水电行业运营企业的数量不多,主要大型集团包括:长江电力、华能集团、华电集团、大唐集团、国家电投和国家能源等。根据企业的公开数据以及国家统计局数据计算,2020年按在水电装机总容量分析,长江电力的市场份额达12.32%,其余五大集团的市占率均在5-7.5%之间。按照水电发电量分析,长江电力的市场份额达16.75%,其余五大集团的市占率均在5.5-8.5%之间。
注:截至2022年6月22日,除大唐集团外的其他五大能源集团均为公布2021年社会责任报告,故此处仅以2020年数据为例,对我国水电行业市场竞争格局进行分析。
行业发展前景及趋势预测
1、“十四五”时期保障新能源发展用地用海需求,财政金融手段支持新能源发展
近年来,我国以风电、光伏发电为代表的新能源发展成效显著,装机规模稳居全球首位,发电量占比稳步提升,成本快速下降,已基本进入平价无补贴发展的新阶段。同时,新能源开发利用仍存在电力系统对大规模高比例新能源接网和消纳的适应性不足、土地资源约束明显等制约因素。2022年5月14日,国家发展改革委、国家能源局发布《关于促进新时代新能源高质量发展的实施方案》(以下简称“《实施方案》”)《实施方案》在新能源的开发利用模式、加快构建适应新能源占比逐渐提高的新型电力系统、完善新能源项目建设管理、保障新能源发展用地用海需求和财政金融手段支持新能源发展等方面做出了全面指引:
《实施方案》坚持统筹新能源开发和利用,坚持分布式和集中式并举,突出模式和制度创新,在四个方面提出了新能源开发利用的举措,推动全民参与和共享发展:
传统电力系统是以化石能源为主来打造规划设计理念和调度运行规则等。实现碳达峰碳中和,必须加快构建新型电力系统,适应新能源比例持续提高的要求,在规划理念革新、硬件设施配置、运行方式变革、体制机制创新上做系统性安排:
鉴于新能源项目点多面广、单体规模小、建设周期短等,《实施方案》立足新能源项目建设的规模化、市场化发展需求,继续深化“放管服”改革,重点在简化管理程序、提升服务水平上:
经过多年发展,我国已经形成了较为完善并具有一定优势的新能源产业链体系。新形势下,我国新能源产业必须强化创新驱动,统筹发展与安全,促进形成以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局。为此,《实施方案》从提升技术创新能力、保障产业链供应链安全、提高国际化水平等方面支持引导新能源产业健康有序发展:
与传统能源相比,新能源能量密度较低,占地面积大。随着新能源规模快速扩大,土地资源已经成为影响新能源发展的重要因素。《实施方案》进一步强化新能源发展用地用海保障,通过明确用地管理政策、规范税费征收、提高空间资源利用率、推广生态修复类新能源项目等措施,推动解决制约新能源行业发展的用地困境:
“十四五”风光等主要新能源已实现平价无补贴上网,财政政策支持的方向和模式需要与时俱进,金融支持政策力度需要加大,进一步发挥财政、金融政策的作用。《实施方案》提出三方面政策举措:
2、“十四五”新能源行业发展趋势:基础设施建设能力显著提高,向国际一流水平迈进
作为绿色低碳能源,新能源是我国多轮驱动能源供应体系的重要组成部分,对于改善能源结构、保护生态环境、应对气候变化、实现经济社会可持续发展具有重要意义。
国家能源局新能源和可再生能源司司长李创军表示,在“十三五”的基础上,“十四五”期间可再生能源年均装机规模还将有大幅度的提升,到“十四五”末可再生能源的发电装机占我国电力总装机的比例将超过50%,据此,前瞻初步预测至2025年末,我国新能源装机容量可达到17亿千瓦,至2027年末,我国新能源装机容量或将达到21亿千瓦。
随着新能源装机量的稳步增长,预计至2027年我国光伏、风能、水能、火电等新能源发电量也将随之进一步高增,前瞻根据近年来我国新能源发电量以及新能源行业发展趋势初步预测至2025年末,我国新能源发电量可达到4.28万亿千瓦时,至2027年末,新能源发电量或将突破5.20万亿千瓦时。
更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国新能源行业发展前景与投资战略规划分析报告》。
光伏行业发展趋势是:
1、产业规模持续扩大:由于光伏发电技术革新不断涌现、光伏产品成本持续降低,平价上网在全球绝大多数国家和地区指日可待,光伏发电成为各国重要的能源结构改革方向,包括中国、印度、美国、欧盟主要国家和沙特等能源大国纷纷宣布了大规模的新能源规划。
2、产品性能持续提升:技术进步仍将是光伏产业发展主题。2019年底,产业化生产的主流高效多晶硅电池转换效率将超过20%,单晶硅电池有望达到22.5%-23%,主流组件产品功率将分别达到285W和320W。单晶连续投料生产工艺和大容量铸锭技术持续进步;多晶硅片金刚线切割应用范围将会进一步扩大到30%,单晶硅片将完成金刚线切割的替代。
3、分布式光伏快速发展:分布式光伏具有安装灵活、投入少、方便就近消纳的优点,有利于解决我国发电与负荷不一致的问题,同时大幅降低传输损失,减少对大电网的依赖,并缓解电网的投资压力。
4、单晶硅电池市场逐步增大:随着光伏市场的不断发展,高效电池将逐渐占据市场的主导地位。根据中国光伏行业协会的预测,未来几年单晶硅电池市场份额逐步增大,2018年单晶硅片市场份额已经超过40%,2019年将超过一半,其中N型单晶硅片的市场规模也将逐年提升。
5、平价上网加速到来:随着政策支持和技术进步,我国光伏发电产业成长迅速,成本下降和产品更新换代速度不断加快,目前,用电侧在部分地区已可以实现平价,2019年1月,国家发改委、国家能源局联合发布的《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》,推进风电、光伏发电平价上网项目和低价上网试点项目建设。
一、各省级能源主管部门会同经济运行管理部门要切实承担牵头责任,按照消纳责任权重认真组织制定实施方案,积极推动本行政区域内可再生能源电力建设,推动承担消纳责任的市场主体积极落实消纳责任,完成可再生能源电力消纳任务。各地要在2021年2月底前向国家发展改革委、国家能源局报送2020年可再生能源电力消纳责任权重完成情况。
二、国家电网有限公司、中国南方电网有限责任公司、内蒙古电力(集团)有限责任公司要切实承担组织责任,密切配合省级能源主管部门,按照消纳责任权重组织调度运行部门和交易机构等,认真做好可再生能源电力并网消纳、跨省跨区域输送和各类市场交易。国家电网有限公司、中国南方电网有限责任公司所属省级电网企业和内蒙古电力(集团)有限责任公司要在2021年1月底前向省级能源主管部门、经济运行管理部门和能源派出监管机构报送2020年本经营区及各承担消纳责任的市场主体可再生能源电力消纳量完成情况。
三、国家能源局各派出机构要切实承担监管责任,密切配合省级能源主管部门,按照消纳责任权重积极协调落实可再生能源电力并网消纳和跨省跨区交易,对监管区域内各承担消纳责任市场主体的消纳量完成情况、可再生能源电力交易情况等开展监管。各派出机构要在2020年12月底前,向国家能源局报送监管报告。
国家发展改革委、国家能源局有关部门将加强跟踪监测,计划2020年9月组织开展全国可再生能源电力消纳责任权重执行情况评估,并根据评估情况督促各省级能源主管部门、各电网企业、各派出机构进一步落实2020年可再生能源电力消纳责任,研究提出2021年可再生能源电力消纳责任权重初步安排。
行业主要企业:东方日升(300118)、隆基股份(601012)、中利集团(002309)、正泰电器(601877)、晶科科技(601778)、拓日新能(002218)、中环股份(002129)、太阳能(000591)
本文核心数据:中国分布式光伏发电累计装机量、中国分布式光伏发电装机占比
我国光伏产业发展较快
光伏发电作为绿色能源的一种,是我国迈向“碳中和”“碳达峰”,进行能源结构转型发展中的重要一环。从累计装机容量方面来看,据国家能源局统计数据显示,2015年以来,我国光伏发电累计装机容量增长迅速。2015年,全国光伏发电累计装机容量为4318万千瓦,到2020年已经增长至25300万千瓦。从一定程度上说,我国的光伏发电正在迅速发展起来。
户用光伏在独立性、稳定性等方面优势较大
户用型光伏是分布式光伏发电的主要形式,户用型光伏并网发电系统的工作原理是太阳能电池板接收太阳能辐射,光伏阵列输出直流电,经逆变转化为与市电电网同频、同相的交流电,实现交流并网同时供本地交流负载使用。一个典型的户用型光伏并网发电系统一般由光伏电池阵列、接线箱、并网逆变装置、电表、电网和负载组成。
户用型光伏并网发电系统的主要优点有:
户用光伏系统已在国外得到成功推广
光伏发电是指利用光伏材料的光电特性,将光的辐照能量转换为电能(直流),再通过逆变器并入三相交流电网的新能源发电。
作为分布式光伏发电的主要形式,户用光伏系统已在国外得到成功推广。从光伏的全球应用来看,分布式光伏发电是主流,分布式的应用占比已经达到79%。在日本和澳大利亚,分布式光伏发电占比超过99%,在应用最成熟的德国,分布式占比也高达86%。
分布式光伏装机量占比逐渐增大
近年来,国家光伏发展政策逐渐向分布式光伏发电倾斜。在太阳能资源优良、电网接入消纳条件好的农村地区和小城镇,推进居民屋顶光伏工程,结合新型城镇化建设、旧城镇改造、新农村建设、易地搬迁等统一规划建设屋顶光伏工程,形成若干光伏小镇、光伏新村。
据国家能源局统计数据显示,2013年以来,我国分布式光伏发电市场份额稳步提升,2013年,分布式光伏发电累计装机容量占总体的16.0%,到2018年,增长至占总体的29%。2019年市场份额进一步提升,分布式光伏发电累计装机容量占总体比重上升至30.7%截至2020年底,全国分布式光伏装机7831万千瓦,占光伏总装机比重30.9%,高于全球均值近10个百分点,且此项占比将继续上升。
分布式光伏发电累计装机容量快速提升
市场份额逐步提升的同时,我国分布式光伏发电累计装机容量也在快速提升,据国家能源局统计数据显示,2013年,全国分布式光伏发电累计装机容量仅为3.1GW,到2019年,我国分布式光伏发电累计装机容量已达到62.63GW,较2013年增长近20倍2020年,我国分布式光伏发电累计装机容量达到78.31GW。
整体来说,由于户用光伏在独立性、稳定性、可移动性等方面较之一体式光伏发电具有较大优势,近年来我国户用型光伏发电的装机量越来越多,分布式光伏装机量占比也随之不断提高。
以上数据参考前瞻产业研究院《中国光伏发电产业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。