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行业研究丨深度报告丨电气设备
[Table_Title]
从海外视角看新能源消纳
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2 / 21
丨证券研究报告
报告要点
[Table_Summary]
我们对比了国内外新能源的消纳情况,发现欧洲新能源渗透率较高,而且弃电率控制在较低水
平。欧洲消纳经验可以为中国新能源发展提供借鉴,主要是提升灵活性资源占比、增强区域互
联互济能力、完善电力市场机制建设。我们看好三条与新能源消纳相关的投资主线,一是主网
(包括特高压)和数字化建设高景气具有持续性;二是电力市场化改革促进用电侧行业发展拐
点到来;三是储能作为灵活性调节资源具备不可替代的价值。
[Table_Author]
邬博华
司鸿历
SACS0490514040001
SACS0490520080002
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丨证券研究报告丨
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电气设备
[Table_Title2]
从海外视角看新能源消纳
行业研究丨深度报告
[Table_Rank]
投资评级
看好丨维持
[Table_Summary2]
海外新能源消纳情况
风电消纳方面,欧洲整体风电渗透率超过了 14%,弃风率普遍在 10%以下,各国弃风率随风
电渗透率变化的趋势差异较大;美国目前风电渗透率在 10%左右,弃风率在 5%以下,随着风
电渗透率提升,弃风率先下降后上升;中国曾发生过严重的弃风现象,之后弃风率快速下降至
5%以下,内蒙古、吉林、甘肃、宁夏的风电渗透率接近 25%,已达到部分领先国家的水平。
光伏消纳方面,欧洲整体光伏渗透率高于 6%,德国光伏装机量占比最大,弃光率控制较优;
美国光伏渗透率约 5%,加州光伏装机量占比最大,但弃光率呈逐年增加趋势;目前中国整体
光伏渗透率约 5%弃光率自 2015 年快速下降,青海光伏装机增长较快,光伏渗透率约 30%
显著超过欧洲光伏渗透率水平。
总结来看,欧洲部分国家的新能源消纳水平较高,比如丹麦、西班牙、德国、英国等,但欧洲
各国的电力系统并不是孤立存在的,它们之间电力互济对新能源消纳的影响难以量化评估和剥
离。如果我们将欧洲作为整体来比较,欧洲 2022 年新能源发电渗透率超过了 20%在全球范
围内属于第一梯队,因此欧洲的新能源消纳经验对中国仍然有借鉴意义。
欧洲新能源消纳启示
一是增强可调节性资源建设,包括电源、负荷。可调节电源方面,气电和水电的灵活性优于煤
电,欧洲的气电和水电装机占比之和达到了 40%,而中国受到资源禀赋的限制仅为 20%,中
国近年来也在积极推进抽水蓄能建设、火电灵活性改造、新型储能发展。可调节负荷方面
洲从 2000 年初就组织实施了一系列虚拟电厂项目,德国的 Next Kraftwerke 公司已建成欧洲
最大的虚拟电厂,欧洲已经发展到了自由调度阶段,中国尚处在试点阶段。
二是提升区域互联互济水平。欧洲电网逐步从分散走向统一,截至 2022 年底,欧洲输电运营
商联盟成员国之间已建成了 308 条交流和 41 条直流输电线路。为了实现 2050 年净零排放
目标,欧洲规划了 141 条在建或待建输电线路,其中跨国线路有 85 条,占比超过了 60%。其
中,丹麦进出口电量占比均接近 50%为其实现较高的新能源消纳水平提供了保障。中国一直
积极推动跨省跨区输电通道建设,今年以来特高压直流工程密集开工落地。
三是完善电力市场机制建设。欧盟于 1993 年提出建立统一电力市场的目标,经过了国家电力
市场、区域电力市场、统一电力市场三个发展阶段。欧洲日前市场可以实现统一出清和跨价区
耦合定价,已经覆盖了 27 个国家,另外日内市场也已经覆盖了 25 个国家;辅助服务及实时平
衡市场在欧洲各国内部已较为成熟;容量市场建设处于领先地位。中国整体电力市场化水平弱
于欧洲,今年以来国家陆续出台多项政策,我们认为有望加速电力市场化进程。
因此,对比国内,我们看好以下三个与新能源消纳有关的投资主线:1储能作为灵活性调节资
源具备不可替代的价值,有望持续保持高景气;2电网投资力度加大具备底层逻辑支撑,主网
(包括特高压)和数字化建设高景气具有持续性;3电力市场化改革加速,用电侧将在新型电
力系统中发挥更大作用,行业发展拐点即将到来。
风险提示
1、新能源发展速度低预期;
2、电力体制改革进度低预期。
[Table_StockData]
市场表现对比图(12 个月)
资料来源:Wind
相关研究
[Table_Report]
《坚定推进中的锂电海外布局》2023-08-14
N型产业链盈利测算与展望》2023-08-13
《筑底迎回——光伏行业 8月景气研判2023-
08-08
-26%
-17%
-8%
2%
2022/8 2022/12 2023/4 2023/8
电气设备 沪深300指数
2023-09-19
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行业研究丨深度报告丨电气设备[Table_Title]从海外视角看新能源消纳%%%%%%%%research.95579.com1请阅读最后评级说明和重要声明2/21丨证券研究报告丨报告要点[Table_Summary]我们对比了国内外新能源的消纳情况,发现欧洲新能源渗透率较高,而且弃电率控制在较低水平。欧洲消纳经验可以为中国新能源发展提供借鉴,主要是提升灵活性资源占比、增强区域互联互济能力、完善电力市场机制建设。我们看好三条与新能源消纳相关的投资主线,一是主网(包括特高压)和数字化建设高景气具有持续性;二是电力市场化改革促进用电侧行业发展拐点到来;三是储能作为灵活性调节资源具备不可替代的价值。分析师及联系人[Table_Author]邬博华司鸿历SAC:S0490514040001SAC:S0490520080002%%%%%%%%research.95579.com2WUEVuNnQoNpOtNsRmRoRpO7NbPbRnPrRoMoNjMmMuNiNmNuNaQoPnMvPmNoPwMtOtR请阅读最后评级说明和重要声明丨证券研究报告丨更多研报请访问长江研究小程序电气设备[Table_Title2]从海外视角看新能源消纳行业研究丨深度报告[Table_Rank]投资评级看好丨维持[Table_Summary2]海外新能源消纳情况风电消纳方面,欧洲整体风电渗透率超过了14%,弃风率普遍在10%以下,各国弃风率随风电渗透率变化的趋势差异较大;美国目前风电渗透率在10%左右,弃风率在5%以下,随着风电渗透率提升,弃风率先下降后上升;中国曾发生过严重的弃风现象,之后弃风率快速下降至5%以下,内蒙古、吉林、甘肃、宁夏的风电渗透率接近25%,已达到部分领先国家的水平。光伏消纳方面,欧洲整体光伏渗透率高于6%,德国光伏装机量占比最大,弃光率控制较优;美国光伏渗透率约5%,加州光伏装机量占比最大,但弃光率呈逐年增加趋势;目前中国整体光伏渗透率约5%,弃光率自2015年快速下降,青海光伏装机增长较快,光伏渗透率约30%,显著超过欧洲光伏渗透率水平。总结来看,欧洲部分国家的新能源消纳水平较高,比如丹麦、西班牙、德国、英国等,但欧洲各国的电力系统并不是孤立存在的,它们之间电力互济对新能源消纳的影响难以量化评估和剥离。如果我们将欧洲作为整体来比较,欧洲2022年新能源发电渗透率超过了20%,在全球范围内属于第一梯队,因此欧洲的新能源消纳经验对中国仍然有借鉴意义。欧洲新能源消纳启示一是增强可调节性资源建设,包括电源、负荷。可调节电源方面,气电和水电的灵活性优于煤电,欧洲的气电和水电装机占比之和达到了40%,而中国受到资源禀赋的限制仅为20%,中国近年来也在积极推进抽水蓄能建设、火电灵活性改造、新型储能发展。可调节负荷方面,欧洲从2000年初就组织实施了一系列虚拟电厂项目,德国的NextKraftwerke公司已建成欧洲最大的虚拟电厂,欧洲已经发展到了自由调度阶段,中国尚处在试点阶段。二是提升区域互联互济水平。欧洲电网逐步从分散走向统一,截至2022年底,欧洲输电运营商联盟成员国之间已建成了308条交流和41条直流输电线路。为了实现2050年净零排放的目标,欧洲规划了141条在建或待建输电线路,其中跨国线路有85条,占比超过了60%。其中,丹麦进出口电量占比均接近50%,为其实现较高的新能源消纳水平提供了保障。中国一直积极推动跨省跨区输电通道建设,今年以来特高压直流工程密集开工落地。三是完善电力市场机制建设。欧盟于1993年提出建立统一电力市场的目标,经过了国家电力市场、区域电力市场、统一电力市场三个发展阶段。欧洲日前市场可以实现统一出清和跨价区耦合定价,已经覆盖了27个国家,另外日内市场也已经覆盖了25个国家;辅助服务及实时平衡市场在欧洲各国内部已较为成熟;容量市场建设处于领先地位。中国整体电力市场化水平弱于欧洲,今年以来国家陆续出台多项政策,我们认为有望加速电力市场化进程。因此,对比国内,我们看好以下三个与新能源消纳有关的投资主线:1)储能作为灵活性调节资源具备不可替代的价值,有望持续保持高景气;2)电网投资力度加大具备底层逻辑支撑,主网(包括特高压)和数字化建设高景气具有持续性;3)电力市场化改革加速,用电侧将在新型电力系统中发挥更大作用,行业发展拐点即将到来。风险提示1、新能源发展速度低预期;2、电力体制改革进度低预期。[Table_StockData]市场表现对比图(近12个月)资料来源:Wind相关研究[Table_Report]•《坚定推进中的锂电海外布局》2023-08-14•《N型产业链盈利测算与展望》2023-08-13•《筑底迎回——光伏行业8月景气研判》2023-08-08-26%-17%-8%2%2022/82022/122023/42023/8电气设备沪深300指数2023-09-19%%%%%%%research.95579.com3请阅读最后评级说明和重要声明4/21行业研究深度报告目录海外新能源消纳情况.....................................................................................................................5风电消纳水平对比..........................................................................................................................................6光伏消纳水平对比..........................................................................................................................................7欧洲新能源消纳启示.....................................................................................................................9风险提示.....................................................................................................................................20图表目录图1:C-E图中依据C/E比例划分新能源消纳水平......................................................................................................6图2:C-E图中依据曲线斜率反映新能源消纳趋势......................................................................................................6图3:世界主要国家(地区)的弃风率与风电渗透率情况...........................................................................................6图4:中国典型省份的弃风率与风电渗透率情况..........................................................................................................7图5:世界部分国家(地区)的弃光率与光伏渗透率...................................................................................................8图6:中国典型省份的弃光率与光伏渗透率情况..........................................................................................................8图7:2022年世界主要区域的新能源发电渗透率........................................................................................................9图8:2022年欧洲、中国、美国发电装机结构..........................................................................................................10图9:中国新型储能市场累计装机规模......................................................................................................................10图10:2022年全球新增投运新型储能项目的地区分布.............................................................................................10图11:不同负荷曲线对新能源消纳的影响.................................................................................................................11图12:NextKraftwerke发展历程.............................................................................................................................11图13:欧洲2022-2042年电网规划示意图................................................................................................................12图14:2022年欧洲电网互联示意图..........................................................................................................................13图15:欧洲主要国家2022年进出口电量占用电量的比例........................................................................................14图16:历年特高压招标数量统计情况(条).............................................................................................................15图17:欧洲统一电力市场演化历程............................................................................................................................16图18:欧洲统一电力市场框架示意图........................................................................................................................16图19:欧洲日前市场覆盖区域示意图........................................................................................................................17图20:欧洲各国的容量充裕性机制情况....................................................................................................................18表1:2022年全球风电光伏发电渗透率排名...............................................................................................................5表2:主要灵活性电源特性比较...................................................................................................................................9表3:国内典型虚拟电厂运营情况..............................................................................................................................11表4:国家电网“十四五”特高压线路进展梳理.............................................................................................................14表5:“十四五”电力体制改革相关政策.......................................................................................................................18%%%%%%%%research.95579.com4请阅读最后评级说明和重要声明5/21行业研究深度报告随着新能源装机规模快速增加,消纳问题逐步成为了行业关注的焦点:今年“五一”期间,山东现货市场出现连续21小时负电价引发市场强烈关注。与此同时,海外新能源发展起步较早,部分国家新能源渗透率处于较高水平;市场部分投资者较为关注海外情况,尤其是新能源发电渗透率较高的欧洲国家。因此,本篇专题我们通过回顾海外新能源消纳情况,探究其发展现状和背后原因,以及得出对我国新能源发展的经验和启示。海外新能源消纳情况从风光发电渗透率来看,全球排名前十的国家中有9个来自欧洲,丹麦达到了61%,处于领先地位。风电方面,全球排名前十的国家全部来自欧洲,丹麦依旧处于领先地位,其次是冰岛、立陶宛、葡萄牙等;光伏方面,全球排名前十的国家中有6个来自欧洲,智利排名第一位,荷兰、澳大利亚、希腊等紧随其后。中国的风光发电渗透率比较低,与排名靠前的国家相比有一定差距。表1:2022年全球风电光伏发电渗透率排名全球排名风光发电渗透率风电发电渗透率光伏发电渗透率1丹麦,61%丹麦,55%智利,16%2立陶宛,36%冰岛,33%荷兰,14%3希腊,35%立陶宛,32%澳大利亚,14%4葡萄牙,34%葡萄牙,27%希腊,14%5爱尔兰,33%英国,25%匈牙利,13%6西班牙,33%德国,22%塞浦路斯,12%7德国,32%希腊,21%西班牙,11%8荷兰,32%西班牙,21%德国,11%9英国,29%瑞典,19%越南,10%10智利,27%荷兰,17%日本,10%-中国,13%中国,9%中国,5%资料来源:EnergyInstitute,长江证券研究所但是,我们认为从欧洲单一国家维度与中国进行对比在一定程度上存在偏颇,主要因为欧洲各国的电力系统并不是孤立存在的,欧洲国家之间建有非常密集的输电通道,可以进行电力互济,因此,我们认为应该将欧洲作为整体与中国比较。由于欧洲国家之间电力互济的影响程度较难量化评估和剥离,下文我们仍然从国家维度进行对比,发现国内的部分省份同样在电力互济通道的支撑下实现了较高的风光发电渗透率。为了更直观地展示新能源消纳情况,我们采用了《C-E(curtailment-Energyshare)map:Anobjectiveandquantitativemeasuretoevaluatewindandsolarcurtailment》这篇文献中的C-E图进行分析,纵坐标C代表新能源弃电率,横坐标E表示新能源渗透率。C/E比例(R)可用于判断新能源消纳水平,若R小于0.1,则表示新能源渗透率超过50%时(如丹麦),弃电率可保持在5%以下,即新能源消纳处于良好状态;若R大于0.5,即在新能源渗透率超过10%时(目前全球整体水平),弃电率超过了5%,可认为新能源消纳问题比较严峻。另外,通过C-E曲线斜率(G)可反映新能源消纳趋势,当G为负时,新能源消纳水平趋于好转;当G为正时,新能源消纳水平趋于恶化。通常而言,随着渗透率增加,弃电率也会增加,即C-E曲线呈单调递增趋势。然而,实际情况往往比较复杂,部分国家的C-E曲线会出现之字形上升甚至下行的趋势。%%%%%%%%research.95579.com5请阅读最后评级说明和重要声明6/21行业研究深度报告图1:C-E图中依据C/E比例划分新能源消纳水平图2:C-E图中依据曲线斜率反映新能源消纳趋势资料来源:《C-E(curtailment-Energyshare)map:Anobjectiveandquantitativemeasuretoevaluatewindandsolarcurtailment》YohYasuda等著,长江证券研究所资料来源:《C-E(curtailment-Energyshare)map:Anobjectiveandquantitativemeasuretoevaluatewindandsolarcurtailment》YohYasuda等著,长江证券研究所风电消纳水平对比欧洲整体风电渗透率超过14%,各国风电渗透率差异较大,C-E曲线呈现不同走势,但弃风率普遍在10%以下。丹麦的风电渗透率接近50%,近几年弃风率有上升趋势,但仍控制在10%以下,主要依靠发达的国内电网构架、丰富的电力互济资源、灵活的火电机组以及成熟的电力市场。意大利在风电发展早期出现过弃风率较高的现象,2009-2014年弃风率从10%下降到1%,得益于加大电网投资力度、提升电网运行效率、增加储能装机规模;2015年之后,弃风率又呈上升趋势,主要是电网投资速度慢于新能源以及疫情压制了用电需求的增长。西班牙的电网相对独立,弃风率控制在较低水平,随着西班牙与法国之间的互联路线增加,风电消纳进一步得到了保障。另外,英国、德国和爱尔兰的弃风率基本随着风电渗透率的增加而增加。美国目前风电渗透率在10%左右,弃风率在5%以下,C-E曲线呈现出先下降再上升的趋势。美国弃风的原因主要有输电线路阻塞(如德州)、夜间供过于求(如德州)、暂态稳定限制(如新英格兰地区)等。图3:世界主要国家(地区)的弃风率与风电渗透率情况资料来源:《C-E(curtailment-Energyshare)map:Anobjectiveandquantitativemeasuretoevaluatewindandsolarcurtailment》YohYasuda等著,国家能源局,长江证券研究所中国曾发生过严重的弃风现象,之后弃风率快速下降至5%以下,部分省份达到全球领先水平。中国风电产业从2006年正式实施《可再生能源法》之后进入规模化发展阶段,0%3%6%9%12%15%18%0%10%20%30%40%50%60%弃风率风电渗透率丹麦(2015-2020)德国(2009-2019)爱尔兰(2011-2022)意大利(2009-2020)西班牙(2009-2020)英国(2011-2022)美国(2009-2021)中国(2011-2022)%%%%%%%research.95579.com6请阅读最后评级说明和重要声明7/21行业研究深度报告2009年之后发布的《新能源产业规划》和《风电“十二五”发展规划》进一步推动风电装机规模快速增加。2009-2012年,弃风现象较为严重,弃风率超过了10%,预计主要因电网建设落后于电源建设。2013-2014年,弃风率逐渐下降,主要是新的输电通道投运。2015-2016年,弃风率又回升到15%以上,国家通过行政手段进行干预,并且随着特高压通道逐步落地,弃风率从2017年后快速下降,目前保持在5%以下。分省份看,目前内蒙古、吉林、甘肃、宁夏的风电渗透率接近25%,宁夏弃风率在5%以内,其余均在10%以内,已达到德国、英国等领先国家的风电消纳水平。图4:中国典型省份的弃风率与风电渗透率情况资料来源:国家能源局,中电联,长江证券研究所光伏消纳水平对比欧洲整体光伏渗透率高于6%,德国光伏装机量占比最大,弃光率控制较优。德国在欧洲光伏产业发展中占据举足轻重的地位,2022年德国光伏累计装机量占欧洲的比例接近28%,光伏渗透率超过了11%,而弃光率均保持在1%以下。德国的光伏装机以分布式为主,2012年之后,小型光伏系统(<10kW)被要求安装远程控制装置以供电网调度,弃光电量主要来自于分布式光伏。德国政策规定当弃光率低于1%时,电网运营商要补偿对应弃光收入损失的95%;当弃光率高于1%时,电网运营商要补偿超出部分损失的100%,这使得弃光的成本大大增加。美国光伏渗透率约5%,加州光伏装机量占比最大,但弃光率呈逐年增加趋势。加州是美国光伏发展最快的地区,2022年光伏渗透率超过16%,弃光率逐年增加并接近6%,仍处于较低水平;加州独立系统运营机构(CAISO)于2014年主导建立了能源不平衡市场(EIM),允许CAISO之外的区域自愿参与CAISO实时市场交易,将进口电量作为灵活性资源,实现了在更大范围内进行资源优化配置,有利于提高光伏的利用率。0%10%20%30%40%50%0%5%10%15%20%25%30%弃风率风电渗透率山西(2011-2022)内蒙古(2011-2021)吉林(2011-2022)黑龙江(2013-2022)甘肃(2011-2022)青海(2013-2022)宁夏(2013-2022)新疆(2011-2022)%%%%%%%%research.95579.com7请阅读最后评级说明和重要声明8/21行业研究深度报告图5:世界部分国家(地区)的弃光率与光伏渗透率资料来源:国家能源局,中电联,CAISO,德国联邦网络局,EirGridGroup,长江证券研究所目前中国整体光伏渗透率约5%,弃光率自2015年快速下降。西北地区曾出现过较为严重的弃光问题,2015年全国弃光电量46.5亿千瓦时,西北地区占比达到了86.5%,其中甘肃、新疆等省份较为严重。中国主要从电网建设和调度运行两方面缓解弃光现象,电网建设手段包括跨区外送输电通道、省间省内输电通道、光伏发电基地配套送出工程、智能配电网升级改造等,调度运行手段包括加快抽水蓄能电站建设、提升电网平衡调节能力、开展跨省跨区省间交易等。2018年之后,中国的弃光问题得到显著缓解,弃光率降至5%以下。分省份来看,目前仅有青海和西藏的弃光率高于5%,西藏光伏渗透率较高,但电网比较薄弱,消纳能力不足;青海光伏装机增长较快,光伏渗透率约30%,显著超过欧洲光伏渗透率水平。图6:中国典型省份的弃光率与光伏渗透率情况资料来源:国家能源局,中电联,中国光伏行业协会,长江证券研究所注:陕西、青海、宁夏不含2018年弃光率数据总结来看,欧洲部分国家的新能源消纳水平较高,比如丹麦、西班牙、德国、英国等,但部分国家近几年弃电率随着新能源渗透率的增加而增加。虽然中国整体新能源渗透率不高,但目前弃电率保持在较低水平,而且部分省份的消纳水平与欧洲领先国家相当,所以区域电力输送通道互济对于新能源消纳的影响较为显著。我们认为以欧洲作为整体和中国进行比较,以此维度来看,欧洲在全球范围内属于第一梯队,新能源发电渗透率超过了20%;北美、中南美、亚太属于第二梯队,分布在10%-15%之间;非洲、中东、0%2%4%6%8%10%12%0%5%10%15%20%弃光率光伏渗透率德国(2009-2019)北爱尔兰(2019-2022)美国-CAISO(2015-2022)中国(2015-2022)0%5%10%15%20%25%30%35%0%5%10%15%20%25%30%弃光率光伏渗透率甘肃(2015-2022)陕西(2016-2022)青海(2015-2022)宁夏(2015-2022)新疆(2015-2022)河北(2019-2022)西藏(2019-2022)%%%%%%%%research.95579.com8请阅读最后评级说明和重要声明9/21行业研究深度报告独联体属于第三梯队,分布在0%-5%之间。因此,鉴于欧洲整体新能源发展水平处于领先地位,我们认为欧洲的新能源消纳经验对中国仍然具有借鉴意义。图7:2022年世界主要区域的新能源发电渗透率资料来源:EnergyInstitute,长江证券研究所欧洲新能源消纳启示欧洲新能源开发起步时间更早,市场运行机制更成熟,总结来看我们认为有以下三点启示值得借鉴:一是增强可调节性资源建设,包括电源、负荷。1)可调节电源方面,在传统电源类型中,气电、水电和煤电是主要的调节资源。从调控时效性来看,气电和水电比煤电更好;从调控幅度来看,气电和水电可在装机容量的0%-100%范围内调节,而煤电只能在50%-100%的范围内调节;从爬坡效率来看,水电最快,气电次之,煤电最慢。通过比较欧洲、美国、中国的发电装机结构,我们发现欧洲整体的气电和水电装机占比均高于中国,二者占比之和达到了40%,美国为50%,而中国为20%。表2:主要灵活性电源特性比较电源类型调控时效性调控幅度机组爬坡效率煤电一般装机容量的50%-100%较慢(1%-2%/min)气电较好装机容量的0%-100%较快(20%/min)水电较好装机容量的0%-100%最快(50%-100%/min)资料来源:《中国电力系统灵活性的多元提升路径研究》袁家海等著,长江证券研究所0%5%10%15%20%25%欧洲北美中南美全球亚太非洲中东独联体新能源发电渗透率%%%%%%%research.95579.com9请阅读最后评级说明和重要声明10/21行业研究深度报告图8:2022年欧洲、中国、美国发电装机结构资料来源:EMBER,长江证券研究所中国传统电源装机以煤电为主,这是由“富煤、缺油、少气”的资源禀赋决定的,从能源安全的角度考虑未来难以改善。但中国近几年也在积极加大相关调节性电源建设,一方面,抽水蓄能电站、火电灵活性改造等相关建设加速推进;另一方面,新型储能作为重要的调节性资源,近几年来得到快速发展。新型储能具有响应快速、部署灵活等优势,可以解决新能源大规模接入对电网带来的冲击,将在新型电力系统中发挥重要作用。国家层面大力支持新型储能的发展,陆续发布了《关于加快推动新型储能发展的指导意见》、《“十四五”新型储能发展实施方案》、《关于进一步推动新型储能参与电力市场和调度运用的通知》等顶层设计文件。截至2022年底,中国新型储能累计装机规模达到13.1GW/27.1GWh,功率/容量规模同比增长128%/141%,而且2022年新增投运新型储能功率规模占全球的36%。因此,我们认为新型储能将是中国提升电力系统灵活性的重要手段。图9:中国新型储能市场累计装机规模图10:2022年全球新增投运新型储能项目的地区分布资料来源:CNESA,长江证券研究所资料来源:CNESA,长江证券研究所2)可调节性负荷方面,负荷侧可以为电力系统提供灵活性资源,根据山东大学的一项研究,随着负荷侧调节能力提升(从0%到10%),新能源弃电率会显著下降,从而促进了新能源的消纳。欧洲各国从2000年初组织实施了一系列虚拟电厂项目,以降低分布式新能源对电网的冲击,德国是最典型的发力虚拟电厂业务的国家,积累了大量实践经验。NextKraftwerke公司于2009年成立于德国,随后陆续发展为欧洲最大的虚拟电厂,2022年累计聚合的资源规模达到了12294MW,管理的聚合单元达到了15346个。Next0%20%40%60%80%100%欧洲美国中国煤电气电水电生物质太阳能风电核电其他0%40%80%120%160%200%02,0004,0006,0008,00010,00012,00014,00020152016201720182019202020212022装机规模(MW)同比增速36%26%24%4%3%2%1%3%中国欧洲美国澳大利亚日本东南亚拉美其他%%%%%%%%research.95579.com10请阅读最后评级说明和重要声明11/21行业研究深度报告Kraftwerke虚拟电厂已经发展到自由调度型阶段,而国内虚拟电厂项目还处在邀约型和市场型发展阶段,与欧洲相比仍处于探索初期,未来需要实现快速发展和规模扩大。图11:不同负荷曲线对新能源消纳的影响资料来源:《山东电网新能源消纳关键措施分析及综合评估》员江洋等著,长江证券研究所注:以山东电网2025年规划数据为基础场景;场景1是指等效高峰负荷降低5%,低谷负荷增加5%;场景2是指等效高峰负荷降低10%,低谷负荷增加10%图12:NextKraftwerke发展历程资料来源:NextKraftwerke官网,长江证券研究所表3:国内典型虚拟电厂运营情况区域聚合资源类型容量(万千瓦)运营主体参与市场情况冀北可调节工商业、蓄热式电锅炉、智慧楼宇、智能家居等。35.8冀北综合能源服务公司参与华北调峰辅助服务市场上海商业楼宇、5G基站等。7.17上海综合能源服务公司参与需求响应河北公交充电、石油化工、可控工业、电动汽车充电站等可控负荷。15河北综合能源公司、电动汽车公司参与河北调峰辅助服务市场河南新能源、储能、充电桩、可调节负荷等。6.18河南综合能源服务公司参与需求响应浙江分布式电源、储能、充电桩、光储充电站、可调负荷等。150浙江综合能源服务公司参与需求响应0%2%4%6%8%10%12%14%1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月弃电率基础情景场景1场景2%%%%%%%%research.95579.com11请阅读最后评级说明和重要声明12/21行业研究深度报告山东11个负荷聚合商代理425家电力用户。82第三方主体参与需求响应、参与山东调峰辅助服务市场深圳合作运营商累计66家(注册30家),包含综合能源运营商23家、充电桩运营商22家、智能楼宇运营商8家、通信基站运营商5家、电化学储能运营商4家、5G基站储能运营商2家、冰蓄冷运营商1家、动力电池储能运营商1家。>160深圳供电局参与需求响应、参与辅助服务市场广州2022年有10家负荷聚合商和96家电力用户参与,2021年有18家负荷聚合商和8家电力用户参与。-广州供电局参与需求响应资料来源:《市场机制:虚拟电厂发展的关键》田士君等著,2023虚拟电厂与电力市场发展论坛,广州市工信局,北极星电力网,长江证券研究所二是提升区域互联互济水平。欧洲电网的发展趋势是从分散走向统一,最初欧洲五大同步电网划分为六家相互独立的输电运营商联盟,2009年统一合并为欧洲输电运营商联盟(ENTSO-E),目前该组织由来自35个国家的39家输电运营商组成,主要负责编制欧洲电网发展规划、制定欧洲统一电力市场运行规则、促进输电运营商开展合作等。欧洲的跨国电力互联线路较为完善,截至2022年底,欧洲输电运营商联盟成员国之间已建成了308条交流和41条直流输电线路。为了实现2050年达到净零排放的目标,欧洲输电运营商联盟制定了未来二十年的电网发展蓝图,共计141条在建或规划的输电线路,其中跨国线路有85条,占比超过了60%。图13:欧洲2022-2042年电网规划示意图资料来源:ENTSO-E,长江证券研究所注:颜色代表项目状态,蓝色表示正在研究,红色表示已规划但未审批,黄色表示审批中,绿色表示在建%%%%%%%research.95579.com12请阅读最后评级说明和重要声明13/21行业研究深度报告图14:2022年欧洲电网互联示意图资料来源:ENTSO-E,长江证券研究所%%%%%%%%research.95579.com13请阅读最后评级说明和重要声明14/21行业研究深度报告欧洲电力互联网为各国的电力交易提供了物理通道。从2022年的数据来看,丹麦与外部的电量交换比例最高,进出口电量占比均接近50%,主要与瑞典、挪威、德国、荷兰开展电力交易,这为其实现较高的新能源消纳水平提供了保障。另外,葡萄牙、挪威、德国、意大利等国家的进出口电量交易也较为频繁。图15:欧洲主要国家2022年进出口电量占用电量的比例资料来源:ENTSO-E,长江证券研究所国内而言,中国正在加快建设跨区跨省输电通道,以特高压为例,2023年以来特高压直流项目快速落地,目前已经实现4条直流线路的核准和开工(金上-湖北、陇东-山东、宁夏-湖南、哈密-重庆),并且陕北-安徽直流启动可研招标,预计下半年完成可研;我们预计全年有望完成4-5条直流线路的核准、招标及开工,达到历史峰值的水平。特高压输电通道是解决三北地区清洁能源消纳的关键举措,尤其是风光大基地二期提到了数条新建线路,包括蒙西-京津冀、宁夏-湖南、河西-浙江、贺兰山-中东部、酒泉-中东部、陕北-安徽、陕西-河南等,支撑了未来特高压建设高景气。表4:国家电网“十四五”特高压线路进展梳理类型特高压项目主体投运时间进展项目出处直流陕北-武汉国网2021年7月建成18年的一揽子项目雅中-江西国网2021年6月建成18年的一揽子项目白鹤滩-江苏国网2022年7月建成18年的一揽子项目白鹤滩-浙江国网2022年12月建成18年的一揽子项目金上-湖北国网计划2024年开工20年特高压重启时提出,22年能源局文件再次提出陇东-山东国网计划2024年开工20年特高压重启时提出,22年能源局文件再次提出哈密-重庆国网计划2024年开工20年特高压重启时提出,22年能源局文件再次提出宁夏-湖南国网计划2025年开工22年能源局文件陕北-安徽国网可研22年能源局文件陕西-河南国网论证22年能源局文件蒙西-京津冀国网论证22年能源局文件外电入浙直流国网论证22年能源局文件交流南昌-长沙国网2021年12月建成18年的一揽子项目荆门-武汉国网2022年9月建成18年的一揽子项目%%%%%%%%research.95579.com14请阅读最后评级说明和重要声明15/21行业研究深度报告南阳-荆门-长沙国网2022年10月建成18年的一揽子项目驻马店-武汉国网计划2023年在建18年的一揽子项目南昌-武汉国网计划2023年在建18年的一揽子项目福州-厦门国网计划2023年在建前期单独提出川渝环线国网计划2025年在建22年能源局文件张北-胜利国网核准招标22年能源局文件大同-怀来-天津北-天津南国网预可研22年能源局文件资料来源:国家电网,北极星输电网,长江证券研究所图16:历年特高压招标数量统计情况(条)资料来源:国家电网,长江证券研究所三是完善电力市场机制建设。发挥调节性资源和区域互联通道的价值依赖于成熟的电力市场机制。欧盟从1993年就提出了建立统一电力市场的目标,经过了国家电力市场、区域电力市场、统一电力市场三个发展阶段。在扩大市场范围的过程中,欧盟成立了欧洲能源监管合作组织(ACER)和欧洲输电运营商联盟(ENTSO-E)等机构对市场交易和系统运行进行统一协调和管理,最终在2018年实现了除东南欧电力市场以外的六大区域电力市场的日前市场耦合,而且还在积极推进日内市场一体化。%%%%%%%research.95579.com15请阅读最后评级说明和重要声明16/21行业研究深度报告图17:欧洲统一电力市场演化历程资料来源:《中国特色、全国统一的电力市场关键问题研究(1):国外市场启示、比对与建议》丁一等著,长江证券研究所欧洲统一电力市场建设包括跨国双边物理合约、日前市场、日内市场、辅助服务与实时平衡市场,同时为了提升跨国输电通道的利用率,还建立了阻塞管理和容量分配机制。日前市场和日内市场共同组成了现货市场,是统一电力市场的核心环节。日前市场采用统一出清的方式,在潮流上可完成跨区传输,在定价上可实现跨价区耦合,2022年已覆盖了27个国家。日内市场采用“连续撮合、先到先得”的交易方式,但市场成交量较小,2022年已覆盖了25个国家。图18:欧洲统一电力市场框架示意图资料来源:《欧洲统一电力市场建设及对中国电力市场模式的启示》李竹等著,长江证券研究所%%%%%%%%research.95579.com16请阅读最后评级说明和重要声明17/21行业研究深度报告图19:欧洲日前市场覆盖区域示意图资料来源:《CACMAnnualReport2022》,长江证券研究所辅助服务及实时平衡市场与各国电力系统运行方式密切相关,长期以来主要由各国输电运营商组织实施。欧洲的平衡市场模式包括两种,一是建立平衡机制,调度机构根据市场成员调整出力的报价进行调用;二是通过三次调频采购和调用实现系统平衡。欧洲正在推进跨国平衡和辅助服务采购机制,目前共有9个试点项目(其中2个已暂停),主要是为了测试跨国交易机制的可行性以及评估其带来的影响。容量市场方面,欧洲对机组的可用容量进行额外补偿,2019年爱尔兰、英国、法国、德国单位电量的容量费用占日前市场电能量价格的比例分别为24.0%、9.0%、8.8%、5.0%。容量充裕性机制包括集中式容量市场(英国、意大利等)、固定价格补偿(西班牙、希腊等)、战略备用(德国、瑞典等)、分散式容量义务(法国)。欧洲的容量市场建设相对领先,而且作为现货市场的重要配套。%%%%%%%%research.95579.com17请阅读最后评级说明和重要声明18/21行业研究深度报告图20:欧洲各国的容量充裕性机制情况资料来源:《电力现货市场建设进展与关键问题》陈启鑫等著,长江证券研究所注:数字表示2019年单位电量的容量费用占日前市场能量价格的比例中国积极推进电力市场化改革,2023年以来电改政策频繁出台,为新型电力系统建设保驾护航。现货市场方面,目前除了蒙东、西藏之外,其余地区均已启动现货市场建设试点,第一批现货试点中的广东、蒙西、山东、山西、甘肃都经过了1年以上的长周期不间断结算试运行。辅助服务市场方面,目前6个区域电网和30个省级电网(除西藏外)均启动了辅助服务市场,交易品种以调峰、调频、备用为主,包括调峰在内的辅助服务费用约占全社会电费的1.5%(国外在3%以上,市场空间仍需进一步扩大);今年8月,山东能监办发布关于征求《山东电力爬坡辅助服务市场交易规则(征求意见稿)》意见的通知,交易品种在持续完善过程中。容量市场方面,山东、广东此前发布了容量补偿管理办法,根据各机组的有效容量给予合理补偿,补偿价格由政府核定并动态调整,费用在用户和售电公司间进行分摊,但市场化程度偏低。表5:“十四五”电力体制改革相关政策发布时间发布单位政策名称政策内容2023年8月国家发改委、国家能源局《关于2023年可再生能源电力消纳责任权重及有关事项的通知》2023年可再生能源电力消纳责任权重为约束性指标,各省(自治区、直辖市)按此进行考核评估;2024年权重为预期性指标,各省(自治区、直辖市)按此开展项目储备。2023年7月国家发改委、财政部、国家能源局《关于做好可再生能源绿色电力证书全覆盖工作促进可再生能源电力消费的通知》明确绿证适用范围,规范绿证核发,健全绿证交易,扩大绿电消费,完善绿证应用,实现绿证对可再生能源电力的全覆盖。2023年7月中央深改委《关于深化电力体制改革加快构建新型电力系统的指导意见》深化电力体制改革,加快构建清洁低碳、安全充裕、经济高效、供需协同、灵活智能的新型电力系统,更好推动能源生产和消费革命,保障国家能源安全。2023年5月国家发改委《电力需求侧管理办法(征求意见稿)》到2025年,各省需求响应能力达到最大用电负荷的3%-5%,其中年度最大用电负荷峰谷差率超过40%的省份达到5%或以上。《电力负荷管理办法(征求意见稿)》各级电力运行主管部门应指导电网企业统筹推进本地区新型电力负荷管理系统建设,制定负荷资源接入年度目标,逐步实现10千伏(6千伏)及以上高压用户全覆盖。2023年5月国家发改委《关于第三监管周期省级电网输配电价及有关事项的通知》工商业用户用电价格由上网电价、上网环节线损费用、输配电价、系统运行费用、政府性基金及附加组成,系统运行费用包括辅助服务费用、抽水蓄能容量电费等,上网环节线损费用按实际购电上网电价和综合线损率计算。2022年11月国家能源局《电力现货市场基本规则(征求意见稿)》本规则适用于采用集中式市场模式的省/区域现货市场,以及省/区域现货市场与相关电力市场的衔接。采用分散式市场模式的省/区域和省间电力现货市场可探索制定相应市场规则。%%%%%%%research.95579.com18请阅读最后评级说明和重要声明19/21行业研究深度报告2022年1月国家发改委、国家能源局《关于加快建设全国统一电力市场体系的指导意见》到2025年,全国统一电力市场体系初步建成,国家市场与省(区、市)/区域市场协同运行,电力中长期、现货、辅助服务市场一体化设计、联合运营,跨省跨区资源市场化配置和绿色电力交易规模显著提高,有利于新能源、储能等发展的市场交易和价格机制初步形成。2021年10月国家发改委《关于进一步深化燃煤发电上网电价市场化改革的通知》有序放开全部燃煤发电电量上网电价;扩大市场交易电价上下浮动范围;推动工商业用户都进入市场;保持居民、农业用电价格稳定。资料来源:国家发改委,国家能源局,长江证券研究所综上所述,通过对比欧洲新能源消纳情况,我们发现部分欧洲国家在高渗透率的情况下,依然能保持较低的弃电率,主要得益于灵活性资源占比高、区域互联互济完善、电力市场机制成熟等。对比国内,我们看好以下三个与新能源消纳有关的投资主线:1)储能作为灵活性调节资源具备不可替代的价值,将支撑新型电力系统建设,有望持续保持高景气;2)电网投资力度加大具备底层逻辑支撑,主网(包括特高压)和数字化建设高景气具有持续性;3)电力市场化改革加速,用电侧将在新型电力系统中发挥更大作用,行业发展拐点即将到来。%%%%%%%%research.95579.com19请阅读最后评级说明和重要声明20/21行业研究深度报告风险提示1、新能源发展速度低预期:新能源消纳压力来自于快速增长的装机规模,国家宏观政策、新能源投资收益率等因素均会影响新能源投资的积极性,如果新能源发展速度下降,则会压制电网对消纳的需求。2、电力体制改革进度低预期:提升新能源消纳水平依赖于电力市场机制的完善,今年以来电改相关政策频繁出台,如果政策落地进展不及预期,则会影响电力市场化的发展进度。%%%%%%%%research.95579.com20请阅读最后评级说明和重要声明21/21行业研究深度报告投资评级说明行业评级报告发布日后的12个月内行业股票指数的涨跌幅相对同期相关证券市场代表性指数的涨跌幅为基准,投资建议的评级标准为:看好:相对表现优于同期相关证券市场代表性指数中性:相对表现与同期相关证券市场代表性指数持平看淡:相对表现弱于同期相关证券市场代表性指数公司评级报告发布日后的12个月内公司的涨跌幅相对同期相关证券市场代表性指数的涨跌幅为基准,投资建议的评级标准为:买入:相对同期相关证券市场代表性指数涨幅大于10%增持:相对同期相关证券市场代表性指数涨幅在5%~10%之间中性:相对同期相关证券市场代表性指数涨幅在-5%~5%之间减持:相对同期相关证券市场代表性指数涨幅小于-5%无投资评级:由于我们无法获取必要的资料,或者公司面临无法预见结果的重大不确定性事件,或者其他原因,致使我们无法给出明确的投资评级。相关证券市场代表性指数说明:A股市场以沪深300指数为基准;新三板市场以三板成指(针对协议转让标的)或三板做市指数(针对做市转让标的)为基准;香港市场以恒生指数为基准。办公地址[Table_Contact]上海武汉Add/浦东新区世纪大道1198号世纪汇广场一座29层P.C/(200122)Add/武汉市江汉区淮海路88号长江证券大厦37楼P.C/(430015)北京深圳Add/西城区金融街33号通泰大厦15层P.C/(100032)Add/深圳市福田区中心四路1号嘉里建设广场3期36楼P.C/(518048)分析师声明作者具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格并注册为证券分析师,以勤勉的职业态度,独立、客观地出具本报告。分析逻辑基于作者的职业理解,本报告清晰准确地反映了作者的研究观点。作者所得报酬的任何部分不曾与,不与,也不将与本报告中的具体推荐意见或观点而有直接或间接联系,特此声明。重要声明长江证券股份有限公司具有证券投资咨询业务资格,经营证券业务许可证编号:10060000。本报告仅限中国大陆地区发行,仅供长江证券股份有限公司(以下简称:本公司)的客户使用。本公司不会因接收人收到本报告而视其为客户。本报告的信息均来源于公开资料,本公司对这些信息的准确性和完整性不作任何保证,也不保证所包含信息和建议不发生任何变更。本公司已力求报告内容的客观、公正,但文中的观点、结论和建议仅供参考,不包含作者对证券价格涨跌或市场走势的确定性判断。报告中的信息或意见并不构成所述证券的买卖出价或征价,投资者据此做出的任何投资决策与本公司和作者无关。本报告所载的资料、意见及推测仅反映本公司于发布本报告当日的判断,本报告所指的证券或投资标的的价格、价值及投资收入可升可跌,过往表现不应作为日后的表现依据;在不同时期,本公司可以发出其他与本报告所载信息不一致及有不同结论的报告;本报告所反映研究人员的不同观点、见解及分析方法,并不代表本公司或其他附属机构的立场;本公司不保证本报告所含信息保持在最新状态。同时,本公司对本报告所含信息可在不发出通知的情形下做出修改,投资者应当自行关注相应的更新或修改。本公司及作者在自身所知情范围内,与本报告中所评价或推荐的证券不存在法律法规要求披露或采取限制、静默措施的利益冲突。本报告版权仅为本公司所有,未经书面许可,任何机构和个人不得以任何形式翻版、复制和发布。如引用须注明出处为长江证券研究所,且不得对本报告进行有悖原意的引用、删节和修改。刊载或者转发本证券研究报告或者摘要的,应当注明本报告的发布人和发布日期,提示使用证券研究报告的风险。未经授权刊载或者转发本报告的,本公司将保留向其追究法律责任的权利。%%%%%%%research.95579.com21

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