请务必阅读正文之后的免责条款部分[Table_MainInfo]2022.09.26中国能源格局未来图景猜想——能源“不可能三角”系列三[Table_Guide]本报告导读：21年清洁能源占我国能源消费比重16.6%（风光水核为主），双碳目标要求30&60年应分别达到25%和80%以上。能源转型带来了新能源巨大的发展空间，而能源供应问题给新能源建设方向提供了新的指引。对于中国能源未来图景，我们提出三大猜想：一，老能源退出要慢，新能源建设要快，保供是碳达峰之前的第一要义；二，储能换时间，特高压换空间，为新能源稳定输出保驾护航；三，新型电力体系风光是核心，但仍需重视能源多样性的战略意义（水电、气电、燃氢调峰）。摘要：[Table_Summary]新能源转型的进程何以步履维艰？时空错配、起步伊始，风光电出力尚未成气候。风光电的问题在于两个方面：其一，虽然增长幅度快，但由于未具规模，因而对发电侧的贡献尚且不足，近几年虽然总发电增速维持在5%附近，但风光电增速贡献仅1%左右；其二，风光自然属性导致其时间和空间两个维度受限（日内出力不稳定、区域分布不均衡），利用小时数有限，因而实际出力与装机量不成比例，2021年风光累计装机占比已经达到26%，而发电量占比仅10%。安全考量要求核电“有序”发展，气候问题导致水电稳定性受限。近十年水电和核电新增装机占比相对稳定，没有明显增长，主要在于两点：对于核电，由于其产生放射性废料，因此存在一定的风险，政府在加强监管的同时要求其“有序”发展，近五年装机负增（年均-13.9%）；对于水电，由于其极强的季节性特征，因此比较依赖气候因素，稳定性常常遭受挑战，近两年的局部限电都与来水不足有关（云南、四川为主）。兼顾双碳约束和能源安全，新老能源如何顺利交接？正视“双碳”目标：老能源退出要慢，新能源建设要快，保供是碳达峰之前的第一要义。碳达峰有两个明确的量化指标——25&30年清洁能源占比分别达到20%和25%，据此，我们测算，在2025年之前老能源的需求将延续稳步增长，2025~2030年间，预计煤炭和原油有望实现需求达峰并缓步退坡。需要注意的是，全球能源贸易格局重塑带来的能源价格中枢上移将对我国油气进口带来制约，因此煤炭需求可能会进一步提升，我们认为能源保供是碳达峰之前的主旋律。储能换时间，特高压换空间，为新能源稳定输出保驾护航。1）储能可以对新能源电力即时储存和释放来削峰填谷，实现时间维度的相对自主可控。主要分为抽水蓄能（目前约占九成）和电化学储能（锂电池为主），根据碳达峰行动方案，预计2030年前，抽水蓄能和电化学储能的装机规模都将达到亿千瓦级别，其中电化学储能具有数十倍的发展空间，需重视锂电池、钒电池等新型储能的高成长性；2）特高压有助于降低远距离输配电过程电力损耗，实现新能源电力空间维度的均匀覆盖。“十四五”期间，国网规划建设特高压线路“24交14直”，总投资3800亿元（“十三五”约2800亿），同比增长迅速。其中2022年计划开工“10交3直”共13条特高压线路，从我们跟踪的高频数据来看，截至目前特高压累计同比65.6%，新一轮建设周期已经开启。新型电力体系风光是核心，仍需重视能源多样性的战略意义。考虑新能源的自身特性，未来的新型电力体系配合方式应当如下：1）核电是优先级最高的电源，年均工作7802个小时，基本满发，但受限于安全性，无法实现大幅扩张，因此可作为电力系统中的“先锋队”；2）风光水电都存在稳定性不足的问题，需要配置储能、特高压等新基建来保驾护航，同时相互之间存在季节性互补的特点，这三大能源应成为我国未来电力体系的核心（其中水电是夏季调峰的核心）；3）火电是我国能源安全的底线，碳达峰之前核心地位无法动摇；往2060年去看，随着储能技术逐步完善，煤电将逐步退出，相对清洁的气电、燃氢将成为冬季调峰的主要手段。[Table_Author]报告作者董琦(分析师)021-38674711dongqi020832@gtjas.com证书编号S0880520110001韩朝辉(研究助理)021-38038433hanchaohui@gtjas.com证书编号S0880121120065专题研究宏观研究宏观研究证券研究报告专题研究请务必阅读正文之后的免责条款部分2of15目录1.新能源转型的进程何以步履维艰？......................................................31.1.时空错配、起步伊始，风光电出力尚未成气候................................31.2.安全考量要求核电“有序”发展，气候问题导致水电稳定性受限....62.兼顾双碳约束和能源安全，新老能源如何顺利交接？....................82.1.老能源退出要慢，新能源建设要快，保供是当下第一要义............82.2.储能换时间，特高压换空间，为新能源稳定输出保驾护航............92.3.新型电力体系不能只靠风光，重视能源多样性的战略意义..........113.风险提示...................................................................................................13专题研究请务必阅读正文之后的免责条款部分3of152021年，我国能源消费结构中清洁能源占比约16.6%（风光水核为主），按照双碳目标，在2030和2060年这一比重应分别达到25%和80%以上，这种历史性变革带来的投资机遇值得投资者长期重视。一方面，老能源在长期低资本开支下，产能释放接近极限，同时国内稳增长叠加全球能源困局加剧我国保供压力；另一方面，能源转型带来了新能源巨大的发展空间，而能源供应问题给新能源建设方向提供了新的指引。因此，能源转型初期新老能源的景气共振持续性将远超市场预期。往后看，我们需要思考两个问题：1）新能源转型的进程何以步履维艰？2）兼顾双碳约束和能源安全，新老能源如何顺利交接？图1：我国2021年能源结构一览数据来源：Wind，国泰君安证券研究1.新能源转型的进程何以步履维艰？1.1.时空错配、起步伊始，风光电出力尚未成气候时空错配、起步伊始，风光电出力尚未成气候。风光电的问题在于两个方面：其一，虽然增长幅度快，但由于未具规模，因此对于发电侧的贡献尚且不足，因此我们看到近几年虽然用电增速维持在5%附近，但是风光电的增速贡献仅1%左右；其二，由于在时间和空间两个维度受限，导致实际出力与装机量不成比例，相应的，我们看到2021年风光累计装机占比已经达到26%，而发电量占比仅10%。56.0%18.5%8.9%7.4%2.5%3.5%1.1%2.0%煤炭原油天然气水电核电风电太阳能生物质能、热能1190140专题研究请务必阅读正文之后的免责条款部分4of15图2：近几年虽然用电增速维持在5%附近，但是风光电的增速贡献仅1%左右数据来源：Wind，国泰君安证券研究图3：2021年风光累计装机占比已经达到26%，而发电量占比仅10%数据来源：Wind，国泰君安证券研究具体来看，当前风光电出力受限主要体现在两个方面：时间维度，风光电的出力依赖自然环境，因此在一天当中的不同时间出力有所差异，风电的出力具有随机性，夜间出力相对较高，而太阳能的出力具有明显的峰谷性，集中在午间；空间维度，由于自然条件的限制和因地制宜的发展考量，风光电装机在区域间分布极其不均，风电场主要集中在风力资源相对丰富的大西北地区，而光伏电站则以东部沿海地区为主，但规模有限。这就导致近几年我国局部地区的限电现象频发，如：云南、浙江、广东等地都是限电高危区。(4)(2)024681012(%)发电同比贡献:风电发电同比贡献:太阳能发电量:当月同比68.6%16.3%8.0%2.2%4.9%54.6%16.5%13.8%12.9%2.2%0%10%20%30%40%50%60%70%80%火电水电风电太阳能核电发电量占比装机容量占比未具规模，出力不足时空错配，出力受限专题研究请务必阅读正文之后的免责条款部分5of15图4：风电的出力具有随机性，夜间出力相对较高（五岳山风电场）数据来源：《湖北省典型地区风电和光伏电站出力特性分析》，国泰君安证券研究图5：光电的出力具有明显的峰谷性，出力集中在午间（汉川光伏电站）数据来源：《湖北省典型地区风电和光伏电站出力特性分析》，国泰君安证券研究图6：光伏电站集中在东部沿海地区数据来源：Wind，国泰君安证券研究江西1027上海175黑龙江434湖北1101山东3794山西1547吉林365湖南522江苏2178福建357河南1939辽宁516浙江2237广东1218内蒙古1454广西407云南425青海1717西藏139新疆1409甘肃1249四川202贵州1240海南182宁夏1436重庆67陕西1403河北3422天津195北京92安徽19010~500500~10001000~15001500~20002000~40004000~3000030000~4000040000~5000050000~6000060000~台湾（单位：万千瓦）专题研究请务必阅读正文之后的免责条款部分6of15图7：风电场集中在西北地区数据来源：Wind，国泰君安证券研究1.2.安全考量要求核电“有序”发展，气候问题导致水电稳定性受限安全考量推动核电“有序”发展，气候问题导致水电稳定性受限。近十年水电和核电的新增装机占比相对稳定，没有明显增长，主要是两个方面的考虑：对于核电，由于存在放射性废料，因此存在一定的风险，政府在加强监管的同时推动其“有序”发展，近五年的装机年均增速仅-13.9%；对于水电，由于其极强的季节性特征，因此比较依赖气候因素，稳定性常常遭受挑战，近两年的局部限电都与来水不足有关。因此，在未来的新型电力体系框架下，这两类电能被定位为风光电的补充和调峰。图8：近十年水电和核电的新增装机占比相对稳定，没有明显增长数据来源：Wind，国泰君安证券研究江西550上海107黑龙江866湖北760山东1977山西2213吉林875湖南850江苏2238福建735河南1873辽宁1122浙江393广东1207内蒙古4167广西841云南891青海971西藏3新疆2474甘肃1924四川590贵州580台湾0海南29澳门0香港0宁夏1457重庆173陕西1159河北2596天津138北京23安徽5420~200200~10001000~20002000~40004000~50005000~3000030000~4000050000~6000060000~（单位：万千瓦）63.9%18.0%1.9%16.0%0.2%49.3%12.4%5.6%22.8%9.9%26.3%13.3%1.9%27.0%31.2%0%10%20%30%40%50%60%70%火电水电核电风电太阳能发电新增设备容量构成2010年2015年2021年专题研究请务必阅读正文之后的免责条款部分7of15图9：水电比较依赖气候因素，稳定性常常遭受挑战数据来源：Wind，国泰君安证券研究具体来看，水电的不稳定主要与两个因素相关，其一，水电具有极强的季节性，高峰（7月）出力达到低谷期（1~2月）出力的2~3倍，说明水电的出力与气候因素高度相关；其二，不同年份之间的来水存在明显的差异，这或许与气候周期相关，近两年的气候波动有放大的迹象。因此导致水电难以成为我国电力体系中的核心角色，但其在夏季作为调峰电源的特征应当引起重视。图10：水电的不稳定或与气候周期相关，目前来水依然未见好转数据来源：Wind，国泰君安证券研究(4)(2)024681012(%)发电同比贡献:水电发电同比贡献:核电发电量:当月同比(80)(40)04080120160200(40)(20)020406080100(%)(%)产量:水电:当月同比流量:水库站:三峡(入库):同比专题研究请务必阅读正文之后的免责条款部分8of15图11：水电具有极强的季节性特征，夏季是水电出力旺季数据来源：Wind，国泰君安证券研究2.兼顾双碳约束和能源安全，新老能源如何顺利交接？2.1.老能源退出要慢，新能源建设要快，保供是当下第一要义“双碳”目标的提出让市场对于新老能源转换的节奏有一个不切实际的预期，市场认为：老能源在近几年内就会实现需求达峰，然后开始逐步被新能源取代。实际情况是，从碳中和元年2021年开始，虽然新能源建设持续加码，但是老能源的需求并没有受到影响，反而极端天气和地缘局势让我们再次意识到老能源作为能源安全支柱的重要性。再次正视“双碳”目标，我们的看法是：老能源退出要慢，新能源建设要快，保供是碳达峰之前的第一要义。碳达峰有两个明确的量化指标——2025年和2030年清洁能源占比分别达到20%和25%，根据我们测算，在2025年之前老能源的需求不会退坡，其中：煤炭（29.3→30.3亿吨标煤）、原油（9.7→10.2亿吨标煤）、天然气（4.7→5.7亿吨标煤），在2025~2030年间，预计煤炭和原油有望实现需求达峰并缓步退坡。需要注意的是，我们在上一篇中提到，全球能源贸易格局重塑带来的能源价格中枢上移将对我国油气进口带来制约，因此煤炭的需求可能会进一步提升，我们认为能源保供是碳达峰之前的第一要义。400.0600.0800.01000.01200.01400.01600.01~2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月（亿千瓦时）发电量:水电:当月值2018年2019年2020年2021年2022年专题研究请务必阅读正文之后的免责条款部分9of15图12：老能源退出要慢，新能源建设要快，保供是碳达峰之前的第一要义数据来源：Wind，国泰君安证券研究，2025和2030年为预测值2.2.储能换时间，特高压换空间，为新能源稳定输出保驾护航风光电是我国未来新型电力体系的核心，为了解决其时间和空间维度的出力受限问题，新能源基建——储能和特高压的建设亟需加码：储能换时间——储能可以对新能源电力即时储存和释放来削峰填谷，来实现时间维度的相对自主可控。储能主要分为抽水蓄能和电化学储能（锂电池为主），存量市场主要由抽水蓄能占主导（约九成），未来两者的发展空间巨大。根据碳达峰行动方案，预计2030年前，抽水蓄能和电化学储能的装机规模都将达到亿千瓦级别，电化学储能具有数十倍的发展空间，重视锂电池的历史级别投资机会；特高压换空间——特高压有助于远距离输配电的电力漏损最小化，来实现新能源电力空间维度的均匀覆盖。根据《中国能源报》，“十三五”期间全国口径投资大概在3000多亿，国网约2800亿左右。往后看，“十四五”期间，国网规划建设特高压线路“24交14直”，涉及线路3万余公里，总投资3800亿元，同比增长迅速。其中2022年计划开工“10交3直”共13条特高压线路，从我们跟踪的高频数据来看，截至目前特高压累计同比65.6%，新一轮建设周期已经开启。0102030405060702005年2010年2015年2020年2025年2030年（亿吨标准煤）原煤原油天然气水电核电风电太阳能生物质能专题研究请务必阅读正文之后的免责条款部分10of15图13：存量市场来看，我国目前主要依赖抽水蓄能数据来源：Wind，国泰君安证券研究图14：未来储能领域存在多倍空间，其中新型储能增量空间更大数据来源：Wind，国泰君安证券研究89.30%9.20%1.50%2020年中国储能市场规模构成抽水蓄能电化学储能（锂电池、铅蓄电池）其他0.230.000.320.030.620.301.201.000.00.20.40.60.81.01.21.4抽水蓄能新型储能(亿千瓦)储能设备发电装机容量:累计值2015年2020年2025年规划2030年规划专题研究请务必阅读正文之后的免责条款部分11of15图15：特高压新一轮建设周期已经开启，景气持续抬升数据来源：Wind，国泰君安证券研究2.3.新型电力体系不能只靠风光，重视能源多样性的战略意义风光电的另一个问题在于季节性的供需错配。由于居民、三产在夏季制冷和冬季供暖需求较高、二产在年底由于赶工迎来用电旺季，导致用电侧存在明显的季节性特征；相应的，未来如果以风光作为我国电力体系的核心，那么季节性供需错配将成为常态（风电在用电高峰夏季出力相对较弱，太阳能在冬季出力有所不足）。因此，能源多样性的战略意义凸显，为了弥补风电的季节性缺口，水电需要承担夏季调峰的重任；为了平滑太阳能的冬季出力不足，火电（气电为主）、核电等主要能源也需搭把手。未来的电力体系运作方式应当如下：核电是优先级最高的电源，年均工作7802个小时，基本实现满发，但受限于安全性，无法实现大幅扩张，因此可作为电力系统中的“先锋队”；风光水电都存在稳定性不足的问题，需要配置储能、特高压等新基建来保驾护航，同时相互之间存在季节性互补的特点，这三大能源应成为我国未来电力体系的核心（其中水电是夏季调峰的核心）；火电是我国能源安全的底线，碳达峰之前核心地位无法动摇；往2060年去看，随着储能技术逐步完善，煤电将逐步退出，相对清洁的气电、燃氢将成为冬季调峰的主要手段。(100)(50)050100150200(%)特高压投资额:当月同比电网基本建设投资完成额:累计同比专题研究请务必阅读正文之后的免责条款部分12of15图16：用电旺季主要集中在夏季（7、8月）和冬季（12、1月）数据来源：Wind，国泰君安证券研究图17：风电在用电高峰夏季出力相对较弱数据来源：Wind，国泰君安证券研究30004000500060007000800090001月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月(亿千瓦时)全社会用电量:当月值2018年2019年2020年2021年季节性均值100.0200.0300.0400.0500.0600.0700.01~2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月(亿千瓦时)发电量:风电:当月值2018年2019年2020年2021年季节性专题研究请务必阅读正文之后的免责条款部分13of15图18：太阳能在用电高峰冬季出力相对较弱数据来源：Wind，国泰君安证券研究图19：我国电源出力情况一览数据来源：Wind，国泰君安证券研究3.风险提示双碳目标推进不及预期、俄乌局势缓解超预期40.060.080.0100.0120.0140.0160.0180.0200.01~2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月(亿千瓦时)发电量:太阳能:当月值2018年2019年2020年2021年季节性4,4483,6227,8022,2321,1940200040006000800010000火电水电核电风电太阳能（小时/年）发电设备平均利用小时数专题研究请务必阅读正文之后的免责条款部分14of15本公司具有中国证监会核准的证券投资咨询业务资格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或相当的专业胜任能力，保证报告所采用的数据均来自合规渠道，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，力求独立、客观和公正，结论不受任何第三方的授意或影响，特此声明。免责声明本报告仅供国泰君安证券股份有限公司（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本公司的当然客户。本报告仅在相关法律许可的情况下发放，并仅为提供信息而发放，概不构成任何广告。本报告的信息来源于已公开的资料，本公司对该等信息的准确性、完整性或可靠性不作任何保证。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，本公司可发出与本报告所载资料、意见及推测不一致的报告。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。本报告中所指的投资及服务可能不适合个别客户，不构成客户私人咨询建议。在任何情况下，本报告中的信息或所表述的意见均不构成对任何人的投资建议。在任何情况下，本公司、本公司员工或者关联机构不承诺投资者一定获利，不与投资者分享投资收益，也不对任何人因使用本报告中的任何内容所引致的任何损失负任何责任。投资者务必注意，其据此做出的任何投资决策与本公司、本公司员工或者关联机构无关。本公司利用信息隔离墙控制内部一个或多个领域、部门或关联机构之间的信息流动。因此，投资者应注意，在法律许可的情况下，本公司及其所属关联机构可能会持有报告中提到的公司所发行的证券或期权并进行证券或期权交易，也可能为这些公司提供或者争取提供投资银行、财务顾问或者金融产品等相关服务。在法律许可的情况下，本公司的员工可能担任本报告所提到的公司的董事。市场有风险，投资需谨慎。投资者不应将本报告作为作出投资决策的唯一参考因素，亦不应认为本报告可以取代自己的判断。在决定投资前，如有需要，投资者务必向专业人士咨询并谨慎决策。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、发表或引用。如征得本公司同意进行引用、刊发的，需在允许的范围内使用，并注明出处为“国泰君安证券研究”，且不得对本报告进行任何有悖原意的引用、删节和修改。若本公司以外的其他机构（以下简称“该机构”）发送本报告，则由该机构独自为此发送行为负责。通过此途径获得本报告的投资者应自行联系该机构以要求获悉更详细信息或进而交易本报告中提及的证券。本报告不构成本公司向该机构之客户提供的投资建议，本公司、本公司员工或者关联机构亦不为该机构之客户因使用本报告或报告所载内容引起的任何损失承担任何责任。评级说明评级说明1.投资建议的比较标准投资评级分为股票评级和行业评级。以报告发布后的12个月内的市场表现为比较标准，报告发布日后的12个月内的公司股价（或行业指数）的涨跌幅相对同期的沪深300指数涨跌幅为基准。股票投资评级增持相对沪深300指数涨幅15%以上谨慎增持相对沪深300指数涨幅介于5%～15%之间中性相对沪深300指数涨幅介于-5%～5%减持相对沪深300指数下跌5%以上2.投资建议的评级标准报告发布日后的12个月内的公司股价（或行业指数）的涨跌幅相对同期的沪深300指数的涨跌幅。行业投资评级增持明显强于沪深300指数中性基本与沪深300指数持平减持明显弱于沪深300指数国泰君安证券研究所上海深圳北京地址上海市静安区新闸路669号博华广场20层深圳市福田区益田路6009号新世界商务中心34层北京市西城区金融大街甲9号金融街中心南楼18层邮编200041518026100032电话（021）38676666（0755）23976888（010）83939888专题研究请务必阅读正文之后的免责条款部分15of15E-mail：gtjaresearch@gtjas.com