「SAECCE议程剧透」新能源汽车大数据应用——机遇与融合
导读
新能源 汽车 大数据的利用不仅在 汽车 产业内部释放了巨大的数据红利,未来也必将成为 汽车 产业与其他产业融合的重要纽带。随着我国“新基建”的不断推进,高速低延迟的5G网络覆盖与新能源 汽车 充电桩的建设,势必会加速新能源 汽车 的发展与数据井喷。由此可见,大数据技术在新能源 汽车 上的应用会加快 汽车 产业向信息化与智能化迈进的脚步,而新能源 汽车 大数据与电力等行业的融合还将产生出巨大的蓝海市场。
2020中国 汽车 工程学会年会暨展览会(SAECCE 2020) 将于 2020年10月27-29日 在 上海 汽车 会展中心 举办。迄今为止,SAECCE年会已成功举办26届,成为在国内举办的 汽车 行业标杆活动之一。
本专题分会以 “新能源 汽车 大数据应用——融合与机遇” 为主题,邀请国内外权威专家主旨演讲和互动讨论。通过聚焦“大数据背景下新能源车辆全局优化式能量管理方法研究”等若干议题,共同交流新能源 汽车 大数据应用的主流技术与最新发展趋势,加速新能源 汽车 大数据技术成熟,并加大 汽车 产业的辐射带动能力。
N01:新能源 汽车 大数据应用——机遇与融合
会议时间&地点
2020年10月27日 13:30-18:00
上海 汽车 会展中心
协办单位
吉林大学 汽车 工程学院
会议主席
王震坡
博士/教授/博士生导师,北京理工大学电动车辆国家工程实验室主任、新能源 汽车 国家大数据联盟秘书长
王震坡,教授、博士生导师,北京理工大学电动车辆国家工程实验室主任、新能源 汽车 国家大数据联盟秘书长。入选了教育部“新世纪优秀人才”、北京市“ 科技 北京百名领军人才”、 科技 部“中青年 科技 创新领军人才”、 国家“万人计划”和机械行业“‘十二五’先进 科技 工作者”。主持了国家自然基金重点项目(动力电池系统热失控与安全管理)、国家重点研发计划项目(分布式驱动电动 汽车 集成与控制)、国家863计划项目(电动 汽车 充换电设施设计集成与管理)等纵向项目12项,发表第一作者或通讯作者SCI论文29篇(ESI高被引3篇),第一作者EI论文60余篇。第一作者出版专(译)著4部(“电动车辆动力电池系统及应用技术”入选“十二五”高等教育本科国家级规划教材),授权第一发明人发明专利24项。获国家 科技 进步二等奖1项,省部级科研一等奖3项,二等奖2项(1项排名第一),中国 汽车 工业科学技术一等奖1项(排名第一),北京市教学成果一等奖1项。
联合会议主席
许楠
博士/副教授/博士生导师,吉林大学 汽车 工程学院
许楠,吉林大学 汽车 工程学院车辆工程专业 副教授兼博士生导师,工学博士,博士后,新能源 汽车 国家大数据联盟理事,美国电气电子工程师学会(IEEE)会员,目前担任Applied Energy、IEEE Transaction on Vehicular Technology、IEEE Transaction on Power Electronics、International Journal of Electronics和SAE Journal等国际期刊审稿专家。发表新能源 汽车 领域论文二十余篇,授权发明专利10项,软件著作权13项。作为项目负责人承担国家自然科学基金青年基金项目、国家博士后科学基金面上项目、吉林省 科技 发展计划项目以及企业的合作研究等项目。荣获国家教育部博士生新人奖,入选国家留学基金委国际清洁能源拔尖创新人才培养项目(iCET2019),吉林大学优秀青年教师重点培养计划等。
主要研究城市智能交通系统规划与评价、车辆全局优化式能量管理、人-车-路系统数据挖掘与分析、新能源车辆动力系统控制与评价、开放式绕组电机控制、智能辅助驾驶。
01
演讲嘉宾简介及演讲摘要提前看
大数据+区块链在新能源 汽车 动力电池溯源管理方面的应用研究
刘鹏
北京理工大学副教授,硕士生导师,新能源 汽车 大数据联盟副秘书长
演讲要点
1、新能源 汽车 动力电池发展现状。
2、新能源 汽车 动力电池溯源管理平台建设及应用现状介绍。
3、大数据及区块链技术在新能源 汽车 动力电池溯源管理方面的应用现状及最新研究。
4、动力电池数据管理所面临的问题和挑战。
演讲摘要
概述近年来新能源 汽车 和动力电池发展数据研究现状,以及大数据平台建设及应用状况,并对大数据及区块链技术在新能源 汽车 动力电池溯源管理方面的应用及研究进行介绍,对动力电池数据管理方面所面临的挑战进行分析和展望。
一种基于数据的电动 汽车 全工况行驶能耗评价方法
袁新枚
吉林大学 汽车 工程学院教授
演讲要点
1、电动 汽车 能耗评价的需求。
2、一种新型的电动 汽车 能耗模型及基于数据的能耗评价方法。
3、仿真实验结果及讨论。
4、该方法在高速路充电站规划上的一个应用。
演讲摘要
智能网联新能源 汽车 的能量管理策略
宋珂
同济大学 汽车 学院燃料电池创新研究所所长
演讲要点
1、智能网联 汽车 概述。
2、智能网联 汽车 的通信技术。
3、智能网联新能源 汽车 能量管理技术发展历程。
4、智能网联新能源 汽车 能量管理技术发展趋势。
演讲摘要
智能网联 汽车 与新能源 汽车 将是未来 汽车 技术发展的两个重要方向。当今 社会 和人们对这两项技术的协调发展提出了更高的要求。通过使用智能网联技术(ICT),新能源 汽车 可以与外部世界(例如其他行驶车辆、道路基础设施,互联网等)进行信息实时交互,这就是所谓的车联网系统(V2X)。在对各种交通信息进行深入分析的基础上,车辆可以识别当前行驶状况并对未来驾驶状况进行有效预测,从而实现车辆动力系统能量管理的实时优化,以满足不同驾驶条件下的车辆驾驶需求。这不仅能大大改善新能源 汽车 的燃油经济性,也能够有效缓解了交通拥堵问题。介绍近年来智能网联技术在新能源 汽车 上的应用情况,基于智能网联技术的新能源 汽车 能量管理策略研究现状以及智能网联技术与新能源 汽车 技术协调发展的趋势。
大数据在新能源 汽车 安全风险防控的应用研究
张照生
北京理工大学机械与车辆学院副教授
演讲要点
1、新能源 汽车 安全情况统计分析。
2、新能源 汽车 安全预警与防控方法研究。
3、典型事故案例数据分析。
演讲摘要
基于新能源 汽车 国家监管平台数据,统计分析车辆报警、事故车辆相关情况,从大数据角度分析影响新能源 汽车 安全相关因素,提出新能源 汽车 安全预警和防控方法,并以具体事故案例分析新能源 汽车 预警情况,为新能源 汽车 安全管控及产业 健康 发展提供技术支撑。
大数据背景下新能源车辆全局优化式能量管理方
法研究
许楠
吉林大学 汽车 工程学院 副教授,博士生导师,新能源 汽车 大数据联盟理事
演讲要点
1、新能源车辆能量管理方法研究现状。
2、大数据背景下全局优化式能量管理方法所面临的机遇和挑战。
3、"信息-物质-能量"三层式全局优化架构的建立及应用。
4、全局优化式能量管理平台的应用前景。
演讲摘要
概述近年来新能源车辆能量管理方法研究现状,介绍大数据为全局优化式能量管理带来的机遇,明确全局优化式能量管理方法所面临的问题和挑战,提出“信息-物质-能量”三层式全局优化架构以解决全局优化式能量管理方法实际应用问题。最后,针对全局优化式能量管理平台未来在区域交通能耗优化等方面的应用,提出了相关建议与展望。
数据驱动的锂离子动力电池管理算法 探索 研究
韩雪冰
清华大学车辆与运载学院助理研究员
演讲要点
1、基于云端大数据的电池管理是未来的发展方向。
2、基于数据可以有效的实现电池的安全预警。
3、基于数据可以有效的实现电池的寿命估计。
演讲摘要
在新能源 汽车 使用过程中,伴随着电池的使用,电池性能不断衰减,电池组内单体间的不一致性持续增加,一致性问题还可能导致电池组的失效,引发安全问题。随着云端数据的广泛应用,电动 汽车 的数据能被监测、记录。基于这些数据可以有效的评估电池组一致性、估计电池寿命,进行电池安全预警,实现更加安全可靠的电池管理。
大数据背景下基于储能应用的电动 汽车 电池的
二次利用
班伯源
中国科学院合肥物质科学研究院副研究员
演讲要点
1、退役电动 汽车 电池二次利用的必要性。
2、电动 汽车 锂电池的衰减现象的本质。
3、退役电动 汽车 电池二次利用的关键技术 SOH估算。
4、退役电动 汽车 电池二次利用国内应用实例。
演讲摘要
近年来电动 汽车 (EV)产业飞速发展,为了保证 汽车 的动态性能和行驶安全,电动 汽车 电池在一定服役时间或性能下降后就需要更换。退役 汽车 电池二次利用是将保留了足够的性能的退役电动 汽车 电池组,用于特定的储能系统中。在本报告中整理了锂离子 汽车 蓄电池二次利用的相关法律法规,收集了SOH估算的相关方法,特别是针对目前大数据背景下的提出了整合电动车能源管理系统的SOH估算方法,列举了退役 汽车 电池可能的二次利用的利用场景。最后,根据目前国内退役电动 汽车 电池二次利用的现状,提出了相关建议与展望。
新能源车与外部环境的数据融合带来的机遇和
挑战
王川久
北京泓达九通 科技 发展有限公司董事长
演讲要点
1、大数据让新能源车看的更远,了解的更多,同时我们对车辆也有了更深的了解。
2、车辆与道路交通系统的关系。
3、大数据能给我们带来什么。
4、几个大数据的应用场景。
演讲摘要
新能源 汽车 与外部环境的大数据交换,将使车辆更好的融入道路交通系统,提高整个交通系统的效率,同时车辆的设计、生产、销售、质量控制等各个环节均发挥出与以往不同的作用。
关于SAECCE 2020
2020中国 汽车 工程学会年会暨展览会(SAECCE 2020) 将于 2020年10月27-29日 在 上海 汽车 会展中心 举办,诚邀 汽车 及相关行业的企业高层、技术领军人物、资深专家学者、广大 科技 工作者参与会议。SAECCE以“ 汽车 +,协同创新”为主题,围绕新能源 汽车 技术、智能网联 汽车 技术、 汽车 关键共性技术,深度探讨如何快速推动技术创新,重塑新型产业格局。
中国 汽车 工程学会年会暨展览会(SAECCE)已成功举办26届,成为在国内举办的 汽车 行业标杆活动之一。此外,原定于今年5月在北京召开的第七届国际智能网联 汽车 技术年会(CICV 2020)将和2020中国 汽车 工程学会年会暨展览会(SAECCE 2020)合并举办。
SAECCE2020将组织1天(2场)全体大会、50多场专题分会、20多场(论文交流)技术分会,展览面积约10000平米,预计将吸引3000多位来自政府机构及行业组织、整车企业、零部件企业、高校及科研院所的代表参会及参观。
欢迎广大企业、高校、科研院所等机构、以及广大 科技 工作者通过组团或个人报名的方式积极参与!
02
SAECCE 2020 日程架构
大数据技术在新能源汽车领域的应用主要体现在智能运营方面。
以智能充电为例,新能源汽车主要以电力能源作为汽车运行的动力,当汽车内部储存的电能消耗到一定程度时,必须充电才能确保纯电动汽车的正常使用。为了确保新能源汽车能够在短时间内完成充电工作,彻底解决以往纯电动汽车充电装置稀缺、充电难等问题,我国正在大力推动新能源汽车相关维护设施的建设工作,在城市区域和高速公路服务区等多个区域修建了大量的电动汽车充电站和充电桩。
作为新能源汽车使用过程中重要的基础设施,充电站和充电桩在为新能源汽车提供服务的过程中会产生海量的运行数据,如果不依托大数据技术对充电设施进行维护管理,新能源汽车在智能充电方面将会耗费大量的运维成本。简单来讲,新能源汽车领域依托大数据技术实现智能运营的主要方案就是打造车联网和充电网,并将二者与互联网相融合,形成一个为新能源汽车运营而服务的云平台。
该云平台首要具备的便是超强的数据处理能力,无论是并发数据还是海量数据均可快速有效地加以处理。其次,该云平台要具备强大的数据分析和挖掘能力,从海量数据中为新能源汽车运营挖掘高价值的数据信息。为了保证新能源汽车运营的效率和质量,需借助运营云平台对运营结构进行改革,整合运营数据,促使新能源汽车运营过程中涉及的全产业链互联互通。
在此基础上,车辆生产商和服务商可以通过大数据云平台获取新能源汽车的车辆信息,驾驶行为信息,电池数据和充电情况,并通过大数据技术建立车辆电池的全生命周期模型,为车辆用户提供更为精细化的管理与服务。
科学家们希望能够模仿进化史上登峰造极的成就之一:树叶。(照片:格雷姆·罗伯逊)
树叶是进化史上登峰造极的成就之一,可谓是一个小型的绿色电站兼有机食品加工厂,是地球上所有生物的能量来源。
目前,开发新一代清洁能源的科学家们正在着力解决如何复制并最终改进谦谦树叶的问题。光合作用是植物利用阳光将水及二氧化碳转化为糖类有机物的过程,其中所涉及的错综复杂的化学反应过程是地球上最高效的太阳能转换过程。研究人员认为,模仿这一过程的部分可能就是实现清洁能源取之不断的关键。
太阳光尚未开发的利用潜力非常巨大。阳光照射地球一小时的能量就能满足人类一整年所有活动的能源需求。哪怕只是能利用其中的一小部分,将其转化成电力或可使用的燃料,也就能满足世界日益增长的能源需求(预计至2050年将增加一倍),而且对全球气候不会造成进一步的危害。
大多数太阳能电力系统直接利用硅片发电。但是,尽管其成本正在降低,在许多情况下,与煤、石油及天然气之类的矿物燃料相比,仍过于昂贵。科学家们正热衷于开发更高效、更便宜的替代能源。
在伦敦帝国学院(imperialcollegelondon),研究人员开始了一项预算达100万英镑的科研课题,旨在研究然后最终模仿光合作用。该科研课题的一个分项目是“人工叶”,研究树叶究竟是如何利用太阳光来制造出有益的物质分子。该课题小组随后计划建造一个人工系统,可以用相同的方法来制造氢及甲醇之类清洁燃料。然后,这些燃料就会被用于燃料电池用以发电,或直接向超净车辆提供动力。
世界各地都在加紧类似研究项目的步伐:美国即将批准一项每年预算为3500万美元的联邦研究经费,提供给致力于利用阳光制造燃料的研究项目。荷兰政府也为类似研究项目拨出4000万欧元的专用经费。
伦敦帝国学院生物学家、人工叶项目负责人詹姆斯·巴伯(jamesbarber)指出,如果人工光合作用系统能够利用所照射到阳光的10%,那么它们只需覆盖地球表面的0.16%,就可以满足全球每年20太瓦(terawatt,又称兆兆瓦)的能源消耗,这一数据是世界2030年需求的预测数据。与生物叶不同,人工叶可被放置在世界上干旱的沙漠地区,无需占用农田。
最终,巴伯希望能在树叶这大自然本身所固有的太阳能电池的基础上加以改善。“如果树叶可以做到,我们就能做到,甚至做得更好,”他说,“(但是)这并不意味着我们需完全按照树叶来设计建造人工叶。达芬奇曾试图设计羽毛可以上下摆动的飞行器。但最终人类建造出波音747及空中客车380,这些飞机与鸟完全不同,事实上,它们甚至飞得比鸟更好。”
光合作用的第一步就是利用阳光将水分解为氢和氧的化学反应。产生的氧气被释放到大气中,而氢则被用于合成植物所需的糖类及其他有机物分子。巴伯负责的人工叶项目其目的是找到一个有效地模拟水分解反应的方式,来创建一个取之不尽用之不竭而且清洁环保的氢来源。与正常的树叶不同,这些新的装置不会吸收大气中的二氧化碳。
氢气是一种清洁而又高能量的燃料,可用于燃料电池发电,或者与大气中(或从矿物燃料发电站所排放的)二氧化碳结合,制造甲醇,这种燃料可直接灌入汽车而无需对引擎做任何修改就可使用。巴伯说:“目前的挑战就是,利用阳光这种随处可得的能源,将氢从水中分解出来。”
麻省理工学院化学家丹·诺塞拉(dannocera)计算过,在家用方面,每天只需使用人工叶将几公升的水分解为氢和氧,就足以供应整个家庭一天的能源需求。
科学家们已可以通过分解水来生产氢,但目前的水分解技术成本昂贵,而且需使用有害的化学品,运作环境也需要得到严格控制。人工叶项目的关键部分就是开发由廉价原料制成的催化剂,可以在日常环境中用来分解水。
英国能源研究中心(ukenergyresearchcentre)执行董事约翰·劳赫德(johnloughhead)非常看好人工叶这一设想的前景,因为“我们知道植物早就进化出这一功能,而且我们知道,从根本上说,在大规模推广利用方面来说,这是可行的。”
他补充说:“归根结底,我们所能得到的唯一可持续的能源形式就是太阳。从战略角度看,你不得不承认这似乎颇为有趣,因为我们知道,我们始于一个完全可行的基础。”
伦敦帝国学院化学家詹姆斯·达兰特(jamesdurrant)领导的巴伯的一些同事,最近开发出一种由锈制成的可完成部分水分解反应的催化剂。到目前为止,这个水分解过程不是很有效,因此达兰特的研究小组正在尝试,通过精心处理锈表面来改进水分解过程。“我们正在尝试通过在氧化铁表面上添加少量钴催化剂,希望能增加其有效性。”
新能源汽车英语介绍诺塞拉也正在从事于开发一种由钴及磷制成的可在室温下分解水的催化剂。去年在《科学》杂志上,他发表了其初步研究结果,那时他曾指出,有效的水分解技术将会是储存太阳能的一种非常有用的方法,而储存太阳能对任何想要大量使用太阳能的人来说,都是一个关键问题。在白天,一片人工叶可以利用阳光进行水分解,而在夜晚,储存的氢将按照即时需求而用以发电。氢之类的化学燃料每单位质量所储存的能量甚至可以比最先进的电池都要多。
达兰特和诺塞拉各自正在开发的催化剂都还需好多年才能真正成为商业化产品。
意味着:
数据将永远不会耗尽;
信息生产将没有尽头;
效率提升将没有极限。
1.时代背景:
数字经济浪潮正在蓬勃兴起,能源行业的数字化转型,就是发展数字能源,即利用数字技术,引导能量有序流动,构筑更高效、更清洁、更经济、更安全的现代能源体系,能源发展将迈入数字能源新时代。未来,化石能源、可再生能源、数字能源将共同构成完整的现代能源系统。
2.新能源( NE):
又称非常规能源,是指传统能源之外的各种能源形式,指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源,如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。
3.按类别可分为:
太阳能,风能,生物质能,核能,氢能,地热能,海洋能,小水电,化工能(如醚基燃料)等。
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:
—— 以上数据参考前瞻产业研究院《中国新能源行业发展前景与投资战略规划分析报告》
我从电力能源方向说下吧!希望可以帮助答主实现数据变现。
能源行业:随着智能电网的发展,电力公司可以掌握海量的用户用电信息,利用大数据技术分析用户用电模式,可以改进电网运行,合理设计电力需求响应系统,确保电网运行安全。
目前,电力大数据应用场景主要在以下方面:
(1)规划—提升负荷 预测能力。更准确地掌握用电负荷的分布和变化规律,提高中长期负荷的预测准确度。
(2)运行—提升新能源调度管理能力。利用机器学习、模式识别等多维分析预测技术,分析新能源的出力与风速、光照、温度等气象因素的关联关系,更准确地对新能源的发电能力进行预测和管理。
(3)建设—提升现场安全管理能力。对现场照片进行批量比对分析,利用分布式存储、并行计算、模式识别等技术,掌握施工现场的安全隐患,或者核查安全整改措施的落实情况。
(4)检修—提升状态检修管理能力。研究消缺、检修、运行工况、气象条件等因素对设备状态的影响,以及设备运行的风险水平,指导状态检修的深入开展。
(5)运监—提升业务关联分析能力。利用流式计算、可视化和并行处理等技术,实现全方位在线监测、分析、计算。
图扑软件(Hightopo)数据可视化平台可以搭建三维仿真地图,在地图上以三维立体模型、动画等方式展现能源企业业务范围、能源资源地理位置分布、仿真环境,并对接实时运营数据,以三维图形图表展现业绩数据等。
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。
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。
“十四五”期间,新能源发电新增装机容量将成为我国发电新增装机容量增量的主体新能源为主体的新型电力系统加快形成并且新型储能进入规模化发展阶段:
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》。
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》。
新能源美好的的发展前景
我国的十一五规划中明确提出" 加快发展风能、太阳能、生物质能等可再生能源" ,而已经正式实施的《可再生能源法》,更是鼓励外资和民间资本进入新能源和可再生能源产业。《可再生能源法》的颁布和实施为新能源发电产业的发展提供了法律保障。预计到2010年,新能源发电比例占中国发电总量的比例将从目前的0.2%上升到3.5%。因此我国新能源具有广阔的发展潜力和发展前景。