本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告1策略专题研究2023安全的内核系列（一）：能源安全下的电力系统建设2023年01月30日➢“二十大”的能源安全之下，电力是一个明显的短板。电力作为制造业最核心的能源，在我国大力发展制造业与电气化的趋势下，电力系统无疑成为保障能源安全的核心。当前我国电力系统存在明显的短板：一方面基础电源相对充裕，但尖峰可用容量严重不足；另一方电力缺口空间分布不均，这也是在过去两年造成“限电限产”现象的原因，并且这种特征将会随着新能源的发展越来越突出。因此为了保证我国能源供给的稳定性与安全性，相较于继续大力发展基础电源，弥补尖峰电源不足的短板可能是更迫在眉睫的事情，“加强能源基础设施建设”也是重要的提升有效需求的手段，兼顾了发展与安全。➢“十四五”我国用电量缺口：总量缺，不同地区缺口差异大。根据我们的测算：（1）需求侧，在2025年的单位GDP能耗相较于2020年下降13.50%、终端电气化率提升至30%的背景下，2022-2025年我国电力需求年化增速可达4.55%；（2）供给侧，考虑到能源转型的目标，假设2025年非化石能源发电量占比为39%，同时2025年可再生能源发电量为3.3万亿千瓦时的情况下，2022-2025年我国发电量年化增速可达4.16%。发电量增速略低于用电需求的增速，到2025年用电量需求和发电量之间的缺口约为1亿吨标准煤（约合8335亿千瓦时）。这意味着“十四五”期间我国仍缺电。同时用电量的缺口还存在空间分布不均的特征：我们用用电量-发电量来衡量用电量缺口，则我国缺电地区主要是东部沿海及华北地区，而西北和西南地区则是电量输出大省。➢“十四五”我国用电负荷缺口：尖峰时刻电源不足，缺口较大。用电负荷不同于用电量，它是用电设备在某一时刻实际取用的功率总和。由于风光水电等波动性电源的存在，可用容量可能在某些阶段无法满足用电负荷（比如冬夏高峰），就会造成用电负荷的缺口。根据我们的测算：（1）需求侧，假设2025年用电负荷/装机容量约51%（过去5年均值），则在“十四五”目标发电装机容量为30亿千瓦的基础上，预计2025年用电负荷最高可达约15.34亿千瓦（2020年最高为10.77亿千瓦）；（2）供给侧，根据不同电源的受阻系数进行测算，在风光提前达到2030年装机总和12亿千瓦目标的假设下，预计2025年新增可用容量可达2.16亿千瓦（不考虑煤电与备用）。这意味着由于风光的快速发展，导致电力系统的脆弱性上升，2025年用电负荷与可用容量之间的缺口高达约2.4亿千瓦。结构上看，华北、华东、华中的最高用电负荷/发电设备容量比值明显在全国51.93%的水平之上，意味着这些区域用电负荷缺口较大。➢能源安全下的电力系统建设。“能源安全”的重点在于“多元供应保障安全、有序替代、强化底线思维”,以冗余度的系统抵抗冲击，本身也是更高成本和投入的来源，但这也是新的投资机遇：对于用电量缺口而言，（1）需求侧应进一步降低单位GDP能耗，这将带来高耗能产业技改专用设备的需求（如空气预热器、高效换热器等）；（2）供给侧可以进一步增加可再生能源发电量（水风光电站建设将带来原材料铝、铜的需求）；（3）区域不均衡可以通过加强电网投资来进行解决（电线电缆、换流阀、输变电设备、电力系统软件、发电监测等）。其次，对于解决用电负荷缺口而言，（4）需求响应的推广：分时电价将会使得更为稳定的火电产能价值提升，储能有利可图；而需求响应的技术框架包括电网侧的需求响应自动服务器、能量管理系统以及用电信息采集系统；通信层的远方通信技术；用电侧的智能楼宇、家居以及智能电表等；（5）提升尖峰时刻的可用容量：涉及抽水蓄能电站、电化学储能、燃气发电的建设。未来投资者可以进一步关注：各地可再生能源装机和消纳目标的完成情况，电网消纳能力的临界点将在各种用电高峰出现的紧缺中逐步被发现，这是未来补短板投资的进一步催化，也是我国制造业生产系统潜在供应冲击的来源。➢风险提示：用电需求不及预期；相关政策落地不及预期；测算误差。[Table_Author]分析师牟一凌执业证书：S0100521120002邮箱：mouyiling@mszq.com分析师方智勇执业证书：S0100522040003邮箱：fangzhiyong@mszq.com相关研究1.策略专题研究：平行世界将交汇：1月以来的大类资产回顾与展望-2023/01/292.A股策略周报20230129：钟摆的“一瞬”-2023/01/293.策略专题研究：1930s世界往事：发展与安全-2023/01/274.策略专题研究：资金跟踪系列之五十七：“顺风”中的裂痕-2023/01/255.2022Q4基金持仓深度分析：“迷雾”中探路-2023/01/22策略专题研究本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告2目录1“十四五”我国用电量缺口测算...................................................................................................................................31.1“十四五”我国用电需求测算：2022-2025年年化增速4.55%..................................................................................................31.2“十四五”我国电力供给测算：2022-2025年年化增速4.16%..................................................................................................41.3用电量缺口还存在空间分布不均的特征.........................................................................................................................................62“十四五”我国用电负荷缺口测算................................................................................................................................72.1由于波动性电源存在，用电负荷与可用容量存在缺口................................................................................................................72.22025年我国用电负荷缺口预计约为2.4亿千瓦..........................................................................................................................82.3用电负荷缺口同样存在空间分布不均的特征................................................................................................................................83能源安全之下，如何解决用电量和用电负荷缺口.......................................................................................................93.1解决用电量缺口：提升能源利用效率，同时增加可再生能源发电量.......................................................................................93.2解决用电量缺口空间分布不均：加大电网投资..........................................................................................................................113.3解决用电负荷缺口：需求侧响应+优化电源供给结构...............................................................................................................124不同解决路径下对应的投资机遇............................................................................................................................145风险提示...............................................................................................................................................................18插图目录..................................................................................................................................................................19策略专题研究本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告3党的“二十大”报告首次将“安全”列入重要的议题之一，其中就包括“能源安全”：深入推进能源革命，确保能源安全。在未来电气化的趋势下，电力系统无疑成为保障能源安全的核心。与此同时，近期发布的《扩大内需战略规划纲要（2022-2035年）》也指出要“加强能源基础设施建设”。目前，我国电力系统存在明显的“基础电源相对充裕，但尖峰可用容量严重不足”叠加“空间分布不均”的特征，这也是在过去两年造成“限电限产”现象的原因，并且这种特征将会随着新能源的发展越来越突出。因此为了保证我国能源供给的稳定性与安全性，相较于大力发展基础电源，弥补尖峰电源不足的短板可能是更迫在眉睫的事情，而这也将带来相应领域的投资机遇。1“十四五”我国用电量缺口测算1.1“十四五”我国用电需求测算：2022-2025年年化增速4.55%用电量的需求主要取决于两点：能源消费总量中电力消费的占比（即终端电气化率）、随着经济不断增长所需要的能源消费总量。其中：（1）终端电气化率=电力消费量/能源终端消费量。能源消费总量并不代表电力消费总量，而能源终端消费量也不等同于能源消费总量，因此在计算终端电气化率时要注意这三者之间的差异：电力消费是能源消费中的一种形式，而终端能源消费是能源消费总量剔除能源各种损失量之后的值。（2）能源消费总量=实际GDP单位GDP能耗。能源消费与经济增长之间存在很强的正相关性。因此可以根据经济增长目标与单位GDP能耗的约束来算出能源消费总量。最终，电力消费总量=[(实际GDP单位GDP能耗)终端能源消费比例]终端电气化率。图1：电力需求测算框架资料来源：国家统计局，民生证券研究院策略专题研究本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告4根据“十四五”规划提出的目标，单位GDP能耗下降13.50%，终端电气化率为30%。2020年单位GDP能耗为0.50吨标准煤/万元，而“十四五”规划提出在2021-2025年期间单位GDP能耗要下降12.50%，则2025年的单位GDP能耗=0.43吨标准煤/万元。根据《“十四五”现代能源体系规划》，到2025年我国终端电气化率要达到30%左右；而能源消费总量=能源终端消费量+各种能源损失量，2016-2020年能源终端消费量/能源消费总量均值为78.34%。图2：“十四五”提出单位GDP能耗下降13.50%，则2025年为0.43吨标准煤/万元图3：预计2025年我国终端电气化率为30%，能源终端消费量/总量约为78%资料来源：wind、中国政府网，民生证券研究院资料来源：wind、《“十四五”现代能源体系规划》，民生证券研究院最终，我们测算得到：在单位GDP能耗下降、终端电气化率提升的背景下，2022-2025年我国电力需求年化增速可达4.55%。图4：根据测算，2022-2025年电力消费的年化增速可达到4.55%资料来源：wind、“十四五”规划纲要、《“十四五”现代能源体系规划》，民生证券研究院1.2“十四五”我国电力供给测算：2022-2025年年化增速4.16%这里的电力供给不是指瞬时发电能力，而是全年发电总量。发电总量的测算主要取决于两点：（1）非化石能源发电量比重。在我国电力统计项目下，化石能源发电量就等同于火电发电量（广义上的火电发电量包括燃油、燃煤、燃气等发电），而非2022-2025年的实际GDP年化增长速度（1）4.19%IMF2021-2025年单位GDP能耗下降幅度（2）13.50%“十四五”规划纲要2025年终端电气化率（3）30.00%《“十四五”现代能源体系规划》能源终端消费/能源消费总量（4）78.34%取2016-2020年均值数据测算2025年实际GDP（亿元）（5）1291422.30根据（1）而来2025年单位GDP能耗（吨标准煤/万元）（6）0.43根据（2）而来2021年电力消费量（电热当量/万吨标准煤）（7）105220.93能源统计年鉴2025年能源消费总量（电热当量/万吨标准煤）（8）559300.08（5）（6）2025年能源终端消费量（电热当量/万吨标准煤）（9）438155.68（4）（8）2025年电力消费量（电热当量/万吨标准煤）（10）131446.71（9）（3）2022-2025年电力消费年化增速（11）4.55%根据（10）和（7）而来策略专题研究本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告5化石能源发电量包括水电、核电、风电和太阳能发电。根据非化石能源发电占比可以倒算发电总量。（2）可再生能源发电量。可再生能源发电量即在非化石能源发电量的基础上剔除核电，包括水电、风电和太阳能发电。可以将可再生能源发电当成一个整体进行测算，即非化石能源发电量=可再生能源发电量+核电发电量。最终，发电量总量=（可再生能源发电量+核电发电量）/非化石能源发电量比重。图5：电力供给测算框架资料来源：民生证券研究院2025年我国非化石能源发电量比重将达到39%，可再生能源发电量将达到3.3万亿千瓦时。根据《“十四五”现代能源体系规划》，到2025年非化石能源发电量比重（水电+核电+风电+太阳能发电）达到39%左右（2021年为32.59%）。根据《“十四五”可再生能源发展规划》，到2025年可再生能源发电量（水电+风电+太阳能发电）达到3.3万亿千瓦时左右（2021年为2.32万亿千瓦时）。图6：2025年我国非化石能源发电量的比重将上升到39%图7：2021-2025年可再生能源发电量的年化增速将会达到9.18%资料来源：wind、《“十四五”现代能源体系规划》，民生证券研究院资料来源：wind、《“十四五”可再生能源发展规划》，民生证券研究院最终2022-2025年我国发电总量的年化增速可以达到4.16%，略低于前文策略专题研究本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告6我们测算的用电需求年化增速，到2025年我国用电量缺口约为1亿吨标准煤（约合8335亿千瓦时），这意味着如果完全按照前文的基准假设情形进行测算，则“十四五”期间我国仍缺电。图8：根据测算，2022-2025年发电量的年化增速可达到4.16%资料来源：wind、《“十四五”可再生能源发展规划》、《“十四五”现代能源体系规划》，民生证券研究院1.3用电量缺口还存在空间分布不均的特征除了总的用电量缺口以外，不同区域之间的用电量缺口差异十分明显：我国东部沿海以及华北地区存在较为严重的用电量缺口。我们用用电量-发电量来衡量用电量缺口（值越大代表越缺电），则我们发现我国缺电地区主要是东部沿海及华北地区，而西北和西南地区则是电量输出大省。图9：从地域分布上看，用电量缺口主要集中在我国东部沿海、华北地区资料来源：wind，民生证券研究院核心假设具体数值预测数据来源2025年非化石能源发电量占比（1）39.00%《“十四五”现代能源体系规划》2025年可再生能源发电量（亿千瓦时）（2）33000.00《“十四五”可再生能源发展规划》2025年核电运行装机容量（亿千瓦）（3）0.7《“十四五”现代能源体系规划》核电可利用小时数（小时）（4）7802.00取2021年的值数据测算2025年核电发电量（亿千瓦时）（5）5461.40（3）（4）2022年非化石能源发电量（亿千瓦时）（6）38461.40（2）+（5）2025年发电总量（亿千瓦时）（7）98618.97（6）/（1）2025年发电总量（电热当量/万吨标准煤）（8）121202.72根据电热当量系数折算2022-2025年发电量年化增速（9）4.16%((7)/2021年发电总量)^(1/4)-1策略专题研究本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告72“十四五”我国用电负荷缺口测算2.1由于波动性电源存在，用电负荷与可用容量存在缺口用电负荷VS发电量VS装机容量：用电负荷是用电设备在某一时刻实际取用的功率总和；发电量是可用容量与时间的积分；装机容量是发电机组的总容量（并非实际可用容量）。由于风光水电等波动性电源的存在，可用容量可能在某些阶段无法满足用电负荷（比如冬夏高峰）。图10：由于风光水电等波动性电源的存在，可用容量可能会不足资料来源：民生证券研究院整理从实际情况来看，用电负荷增速在大部分时间都高于发电量增速。有数据以来我国用电负荷增速在大部分时间段均高于发电量增速，用电负荷与可用容量之间存在一定的缺口。图11：由于风光水电等波动性电源的存在，可用容量可能会不足资料来源：wind，民生证券研究院发电方式碳排放可用容量（负荷）发电量优点缺点煤炭√√大量、稳定且低价碳排放较大燃气√√快速启停，适合调峰碳排放较大、燃气资源有限水电√大量、环保且低价出力不稳定、建设时间较长抽水蓄能√成本低、量大选址问题、建设时长较长其他形式储能√储能效率高、应用场景较多成本较高核电√√大量、稳定且低价安全问题、建设时长较长风电√低碳环保、边际燃料成本几乎为0出力不稳定太阳能发电√低碳环保、边际燃料成本几乎为0出力不稳定高低策略专题研究本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告82.22025年我国用电负荷缺口预计约为2.4亿千瓦假设2025年用电负荷/装机容量约51%（过去5年均值），则在“十四五”目标发电装机容量为30亿千瓦的基础上，预计2025年用电负荷最高可达约15.34亿千瓦。根据不同电源的受阻系数进行测算，预计2025年新增可用容量（可用容量=装机容量（1-受阻系数））可达2.16亿千瓦（不考虑煤电与备用机组），则2025年用电负荷与可用容量之间的缺口可达约2.4亿千瓦。图12：预计2025年用电负荷最高约15.34亿千瓦图13：预计2025年新增可用容量可达2.16亿千瓦资料来源：wind、《“十四五”现代能源体系规划》，民生证券研究院资料来源：wind、《“十四五”现代能源体系规划》，民生证券研究院2.3用电负荷缺口同样存在空间分布不均的特征从最高用电负荷分布来看：华东地区是全国用电负荷最高的区域，其次是华北，而东北、西北的用电负荷较低，但西北增速最快。我们用过去5年的发电设备容量年化增速-最高负荷年化增速以及最高用电负荷/发电设备容量的比值来衡量不同区域的用电负荷缺口，发现：华东、华中、南方的发电设备容量增速不如用电负荷；而华北、华东、华中的最高用电负荷/发电设备容量比值明显在全国51.93%的水平之上，意味着这些区域的用电负荷缺口较大。图14：华东、华北依旧是用电负荷水平最高的区域图15：华东、华北、华中用电负荷缺口较大资料来源：wind，民生证券研究院资料来源：wind，民生证券研究院。注：年化增速计算区间为2017-2022。策略专题研究本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告93能源安全之下，如何解决用电量和用电负荷缺口3.1解决用电量缺口：提升能源利用效率，同时增加可再生能源发电量用电量缺口如何解决：需求侧进一步降低单位GDP能耗（在电气化率提升的背景下提升高耗电产业的能源利用效率），供给侧进一步增加可再生能源发电量。首先，从需求侧来看：实际GDP年化增速是相对而言约束不那么强的变量，面对基准情形假设下明显的用电量缺口，根据测算只有当2022-2025年的实际GDP年化增速＜2%时才没有用电量缺口。图16：根据测算，只有当2022-2025年实际GDP年化增速低于2%才没有用电量缺口资料来源：wind，民生证券研究院因此，如果要保证经济增速处于相对合理的区间内，则只有通过进一步降低单位GDP能耗才能降低能源总需求，从而降低用电量缺口。这就要求我国在重点高耗电领域进行相应的技术改造，提高能源利用效率。其次，从供给侧来看，在绿色转型大方向不变的前提下，在不降低非化石能源发电量占比的假设下，只有通过加大可再生能源发电量或者核电发电量（次优）来降低用电量缺口。根据测算，在保证单位GDP能耗下降幅度目标值不变（13.50%）的情况下，需要将2025年可再生能源发电量在原目标的基础上再提升3000亿千瓦时以上才能弥补用电量缺口；而在保证2025年可再生能源发电量目标值不变（33000亿千瓦时）的情况下，仅仅通过降低单位GDP能耗不太可能实现目标。策略专题研究本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告10图17：在不同单位GDP能耗和可再生能源发电量的组合下，2025年用电量缺口的情况资料来源：wind，民生证券研究院。注：中间数字代表用电量缺口（亿千瓦时），其中粉色代表用电量缺口＜0，即有盈余。目前市场预期的可再生能源发电量是否能够满足上述要求？核心假设：假定2025年水电（常规+抽水蓄能）的累计装机量为4.6亿千瓦，水电可利用小时为3668小时（2017-2021年均值，下同），风电可利用小时数为2086小时，光伏可利用小时数为1194小时。如果2025年提前完成2030年的风电+光伏装机容量12亿千瓦目标，假设风电与光伏的装机容量分别为6亿千瓦，则“十四五”期间风电和光伏的新增装机容量分别需要达到3.18亿千瓦（318GW）和3.43亿千瓦（343GW），在这种情形下可再生能源发电量（＞36487亿千瓦时）足以满足前文测算的36000亿千瓦时要求（保证单位GDP能耗不变的前提下，提升可再生能源发电量）。图18：如果2025年风电、光伏的累计装机容量均约为6亿千瓦，则可以弥补前文测算的用电缺口资料来源：wind，民生证券研究院。注：中间数字代表不同风电、光伏累计装机容量的情景假设下，2025年可再生能源发电量总计（亿千瓦时），粉色代表满足此前的36000亿千瓦时的需求。目前根据我们的梳理，“十四五”期间31个省份风电/光伏计划新增装机容量合计分别超过320GW/450GW，风电基本符合上述要求，而光伏则远远超过了上述要求；而根据SPE（SolarPowerEurope）的预测，“十四五”期间我国光伏新增装机容量也超过了400GW；根据全球风能协会（GlobalWindEnergyCouncil）的预测，“十四五”期间我国风电新增装机容量约为226GW，远低于上述目标。所以目前来看光伏装机的预期足以满足上述新增可再生能源发电的需求，而即便风电仍存在一定的分歧以及存在可能不够的风险，但光伏超出目标的装机部分其实也能缓解风电装机的压力：即便风电新增装机只有226GW，但如果光伏新增装机可以达到450GW，则最终用电量缺口也仅仅不到60亿千瓦时。横：“十四五”单位GDP能耗下降幅度竖：2025年可再生能源发电量（亿千瓦时）13.50%14.00%14.50%15.00%15.50%16.00%16.50%17.00%330008335.227716.997098.766480.525862.295244.064625.834007.59340005771.125152.894534.653916.423298.192679.962061.721443.49350003207.022588.781970.551352.32734.09115.85-502.38-1120.6136000642.9124.68-593.55-1211.78-1830.02-2448.25-3066.48-3684.7137000-1921.19-2539.42-3157.65-3775.89-4394.12-5012.35-5630.58-6248.8238000-4485.29-5103.52-5721.76-6339.99-6958.22-7576.45-8194.69-8812.9239000-7049.40-7667.63-8285.86-8904.09-9522.32-10140.56-10758.79-11377.0240000-9613.50-10231.73-10849.96-11468.19-12086.43-12704.66-13322.89-13941.12横：2025年风电累计装机容量（亿千瓦）竖：2025年光伏累计装机容量（亿千瓦）5.085.185.285.385.485.585.685.785.885.985.7534371.2734579.8734788.4734997.0735205.6735414.2735622.8735831.4736040.0736248.675.9534610.0734818.6735027.2735235.8735444.4735653.0735861.6736070.2736278.8736487.476.1534848.8735057.4735266.0735474.6735683.2735891.8736100.4736309.0736517.6736726.276.3535087.6735296.2735504.8735713.4735922.0736130.6736339.2736547.8736756.4736965.076.5535326.4735535.0735743.6735952.2736160.8736369.4736578.0736786.6736995.2737203.876.7535565.2735773.8735982.4736191.0736399.6736608.2736816.8737025.4737234.0737442.676.9535804.0736012.6736221.2736429.8736638.4736847.0737055.6737264.2737472.8737681.477.1536042.8736251.4736460.0736668.6736877.2737085.8737294.4737503.0737711.6737920.277.3536281.6736490.2736698.8736907.4737116.0737324.6737533.2737741.8737950.4738159.077.5536520.4736729.0736937.6737146.2737354.8737563.4737772.0737980.6738189.2738397.87策略专题研究本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告11图19：十四五”期间31个省份风电/光伏计划新增装机容量合计分别为321.05GW/454.89GW图20：国际机构预测的光伏装机符合预期，而风电装机则有所保守资料来源：各地方政府官网，民生证券研究院。注：由于黑龙江、云南、广东、海南、辽宁、吉林、陕西、新疆、重庆只有光伏和风电装机容量的总增量，故将总增量平均分到光伏和风电。资料来源：SolarPowerEurope、GlobalWindEnergyCouncil，民生证券研究院3.2解决用电量缺口空间分布不均：加大电网投资虽然目前预期新增的可再生能源发电量基本上可以弥补用电量的总缺口，但用电量的结构性缺口却并不能通过发展基础电源解决，而是需要通过加大电网投资来解决，这一点在《扩大内需战略规划纲要（2022-2035年）》也有所体现：“提升电网安全和智能化水平，优化电力生产和输送通道布局，完善电网主网架布局和结构，有序建设跨省跨区输电通道重点工程，积极推进配电网改造和农村电网建设，提升向边远地区输配电能力”。而过去十几年的现实是：2009年至今电网基本投资建设的年化增速仅为2.66%，但是跨区域的送电量年化增长高达15.23%，这意味着的是随着经济增长跨区域的送电量需求其实也在不断增长，但连接不同区域之间电力系统的电网建设增速却明显跟不上。图21：2009年至今电网投资增速远低于跨区域送电量增速资料来源：wind，民生证券研究院-60-40-200204060802009-082010-032010-102011-052011-122012-072013-022013-092014-042014-112015-062016-012016-082017-032017-102018-052018-122019-072020-022020-092021-042021-112022-06电网基本建设投资完成额:累计同比%跨区域送电量:全国合计:累计同比%2009年至今：电网基本投资完成额年化增速2.66%跨区域送电量年化增速15.23%策略专题研究本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告12面对上述现状，以南方电网和国家电网为代表的电网公司纷纷提出在“十四五”期间进一步加大电网投资的计划，其中：根据《南方电网“十四五”电网发展规划》，南方电网将在“十四五”期间投资约6700亿元，以加快数字电网和现代化电网建设进程；而国家电网则计划投入3500亿美元（以12月23日的汇率换算约合人民币24500亿元），推进电网的建设升级。两者的“十四五”计划的投资总额就已经超过3万亿元，高于“十三五”期间的投资总额（2.68万亿元，其中南方电网投资0.30万亿元，国家电网投资2.38万亿元）。3.3解决用电负荷缺口：需求侧响应+优化电源供给结构从需求侧来看，随着中国经济结构发生转变、新旧动能转换以及电气化的趋势，用电负荷呈现出明显的尖峰化和双峰化的特征。在部分地区，全年最大负荷95%以上的尖峰持续时间低于24小时，97%以上的持续时间则更短。图22：我国用电负荷呈现出明显的尖峰化、双峰化特征资料来源：《中国电力供应安全的经济分析与保障路径研究（2022年）》，民生证券研究院由于目前国内电力市场化程度比较低，同时需求响应技术条件仍不完善，因此更多时候在需求侧采取的都是有序用电（错峰用电、限电、紧急拉闸等）的手段来对应对尖峰时刻的超负荷问题，给工业生产带来了很大干扰，尤其是2021-2022年夏季高峰时期的限电限产。未来如果将需求响应1纳入区域规划，可以削减尖峰用电负荷的有效能力，将负荷平衡条件下调。例如需求响应可以有效降低最大用电负荷5%，则95%最大用电负荷为新的平衡条件，从而减少电源容量建设、降低供电成本。自2012年以来，电力需求响应的试点逐步由最开始的北京、苏州、唐山和佛山四个城市向全国推广，越来越多的用电大省/城市开始试行。1所谓的需求响应，是指当电力批发市场价格升高或系统可靠性受威胁时，电力用户接收到供电方发出的诱导性减少负荷的直接补偿通知或者电力价格上升信号后，改变其固有的习惯用电模式，达到减少或者推移某时段的用电负荷而响应电力供应，从而保障电网稳定，并抑制电价上升的短期行为。策略专题研究本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告13图23：需求响应的不同类别图24：11个主要省市的需求响应试点政策资料来源：《中国电力供应安全的经济分析与保障路径研究（2022年）》，民生证券研究院资料来源：各地方政府网站，民生证券研究院除了需求侧响应，在供给侧可以考虑优化电源结构，提升尖峰时刻的可用容量，从而提升调峰的能力。如何优化尖峰时刻的电源结构，可以根据不同机组组合在不同的负荷缺口持续时间情境下的成本最小化来进行选择，比如在《中国电力供应安全的经济分析与保障路径研究（2022年）》报告中，以山东省为例进行了尖峰电源组合最优化的分析：当尖峰负荷缺口时长较短的时候，最优的方案即是需求响应，而随着尖峰负荷持续时间延长，最优的电力资源组合是“需求响应+延寿煤电”。因此对于山东省而言优化供电结构的方法是进一步扩大需求响应和外电入鲁的规模，同时减少基础电源中煤电的规模，增加延寿煤电机组的规模。根据报告的测算，“山东省现有电力结构的发电年化成本约为1466亿元，而优化方案的年化成本约为1232亿元，节约了234亿元的成本。山东的实例分析表明，中国电力行业存在着依靠很大的低效冗余电源投资保障电力供应安全的问题，结构性改革‘降成本’的潜力巨大”。图25：电力资源满足高峰/尖峰用电负荷的组合排序资料来源：《中国电力供应安全的经济分析与保障路径研究（2022年）》，民生证券研究院省市响应能力建设目标参与主体响应模式江苏最高用电负荷的5%工商业用户、各类型空调负荷、储能、电动汽车填谷竞价浙江最高用电负荷的5%含居民、党政机关的用电主体、储能、电动汽车竞价模式，容量补偿为固定价格上海最高用电负荷的3%工商业用户、分布式、可再生能源、储能、充电桩等竞价模式河南最高用电负荷的3%工商业用户暂无竞价湖南削峰200万千瓦工商业用户竞价模式湖北最高用电负荷的3%-5%工商业用户竞价模式山东最高用电负荷的5%工商业用户、储能、电动汽车、新能源电站竞价模式天津最高用电负荷的3%工商业用户、储能、电动汽车、非工空调竞价与固定价结合重庆暂未明确具备负荷自动调节能力的工商业用户暂无竞价陕西削峰200万千瓦含居民的用电主体、储能、电动汽车暂无竞价广东暂未明确参与电力市场用户、储能、电动汽车竞价模式策略专题研究本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告144不同解决路径下对应的投资机遇根据前述解决用电量缺口、用电负荷缺口的路径，可以得出相应的投资机遇：图26：能源安全下的电力投资图鉴资料来源：民生证券研究院绘制（1）进一步降低单位GDP能耗：并非所有领域降低单位产值能耗都能够降低用电需求，中间还隔了一个电气化率。因此对于电气化率本身就比较高的领域而言，重点在于提升对电力能源的利用效率；而对于电气化率比较低的领域，这些领域可能会进行电气化改造，这样反而会增加对于电力的需求，比如钢铁由高炉转电炉，但在这个过程中可以通过一些节能设备来尽可能降低电气化改造过程中对于电力的需求增长，比如能够用于提高能源利用效率的空气预热器、高效换热器等专用设备制造。根据《高耗能行业重点领域节能降碳改造升级》，以煤焦钢为代表的细分行业领域仍有50%以上的产能需要被改造，提升这些高耗能领域的能源利用效率是降低用电需求的重要一环。图27：在以煤焦钢为代表的细分领域仍有大量的产能需要进行节能改造资料来源：《高耗能行业重点领域节能降碳改造升级》，民生证券研究院行业需要进行低碳节能改造的产能重要节能设备行业需要进行低碳节能改造的产能重要节能设备炼油25%高效空气预热器、高效换热器、高效烟机黄磷35%技术改进乙烯40%分凝分馏塔、可塑性耐火材料、高效吹灰器水泥49%建立替代原燃材料供应支撑体系，加大清洁能源使用比例，支持鼓励水泥企业利用自有设施、场地实施余热余压利用、替代燃料、分布式发电等，努力提升企业能源“自给”能力，减少对化石能源及外部电力依赖对二甲苯45%换热器、换热管平板玻璃23%节能技术+清洁能源原燃料替代煤制甲醇40%建筑、卫生陶瓷30%节能技术+清洁能源原燃料替代煤制烯烃2%钢铁55%加大技术创新，鼓励支持电炉、转炉等复杂条件下中高温烟气余热、冶金渣余热高效回收及综合利用工艺技术装备研发应用煤制乙二醇50%焦化行业68%进一步加大余热余能的回收利用；提高节能型水泵、永磁电机、永磁调速、开关磁阻电机等高效节能产品使用比例合成氨27%等温变换炉、反辐射和吸热涂料、高效压缩机铁合金56%电炉、热炉改造升级电石52%技术改进铜20%烧碱50%技术改进电解铝40%纯碱24%带式过滤机、高效尾气吸收塔等铅20%磷铵35%技术改进锌35%加快高效煤气化炉、合成反应器、高效精馏系统、智能控制系统、高效降膜蒸发技术等装备研发应用。采用高效压缩机、变压器等高效节能设备进行设备更新改造鼓励电解铝企业提升清洁能源消纳能力；推广应用低碳技术应用；合理压减终端排放策略专题研究本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告15（2）加大2025年可再生能源发电量：加大水电/风光电站建设，由此带来相应原材料需求（铝、铜等）。每新增1MW的光伏，就需要12.9吨的铝和5吨的铜；新增1MW的海上风电，需要3.6吨的铝与15.3吨的铜；新增1MW的陆上风电，需要2.4吨的铝和5.4吨的铜。图28：风光的铝需求强度比传统能源要大很多图29：海上风电对铜需求量最大资料来源：CRU，民生证券研究院资料来源：WoodMackenzie，民生证券研究院如果根据前文假设，到2025年风电和光伏的累计装机容量分别可以达到6亿千瓦（其中根据克拉克森研究的专题报告《聚焦中国海上风电市场》，2025年海上风电投运规模有望达到60GW），则2022-2025年新增装机容量带来的铝和铜的新增需求量分别可以达到119.92万吨和48.05万吨，占2021年铝、铜表观消费量的2.92%、3.46%。从年化增速的视角来看，2017-2021年5年铝的年化消费增速为5.19%，铜为3.32%，假定不考虑其他变化，则上述光伏、风电装机带来的铝/铜的新增消费量年化增速可以分别达到0.58%/0.68%。图30：2022-2025年新增装机容量带来的铝和铜的新增需求量分别可以达到119.92万吨和48.05万吨图31：光伏、风电装机带来的铝/铜的新增消费量年化增速可以分别达到0.58%/0.68%资料来源：wind、《聚焦中国海上风电市场》，民生证券研究院资料来源：wind、《聚焦中国海上风电市场》，民生证券研究院（3）加大电网投资（特高压、智慧电网等）。根据国家电网和南方电网公布的投资计划来看，未来电网投资的重点主要在于特高压线路建设（包括国内特高压直流工程、跨国直流联网工程等）以及电网的智能化建设（发电和电网领域的策略专题研究本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告16数字建设，包括智能化数字化发电厂建设、数字驱动的新型管理模式等）。其中特高压线路的建设就涉及到对换流阀、输变电设备等的需求，而智慧电网的建设涉及到虚拟电厂、智能输变配电、智能电表等领域。图32：“十四五”期间特高压建设规划图33：“十四五”数字电力建设重点工程资料来源：《中国“十四五”电力发展规划研究》，民生证券研究院资料来源：《“十四五”数字电力发展规划报告》，民生证券研究院（4）需求响应：需求响应的分时电价将会使得更为稳定的火电和储能有利可图；而需求响应的技术框架包括电网侧的需求响应自动服务器、能量管理系统以及用电信息采集系统；通信层的远方通信技术；用电侧的智能楼宇、家居以及智能电表等。图34：需求响应的技术框架资料来源：国家电网、民生证券研究院（5）提升尖峰电源的可用容量：利用好延寿煤电机组；配套抽水蓄能、电化学储能、燃气发电等受阻系数较低的电源。根据前文测算到2025年尖峰时刻的可用容量缺口为2.4亿千瓦，假设需求侧响应可以降低5%左右的尖峰负荷，而延寿煤电机组增加的系统调节能力为0.4亿千瓦2，则这个缺口可以缩小到1.2亿2来自国家发改委和能源局共同发布的《全国煤电机组改造升级实施方案》。国内输电工程输送能力（万千瓦）四川雅中-江西南昌±800kV直流工程800陕北榆林-湖北武汉±800kV直流工程800白鹤滩-江苏±800kV直流工程800白鹤滩-浙江±800kV直流工程800甘肃-山东±800kV直流工程800新疆-重庆±800kV直流工程800金上-湖北±800kV直流工程800跨国输电工程输送能力（万千瓦）中-蒙±800kV直流互联工程800中-巴±800kV直流互联工程800中-缅-孟±660kV直流互联工程400中-韩（日）±500kV直流互联工程200中-尼背靠背互联工程200中-缅背靠背互联工程100中-老背靠背互联工程100中-越背靠背互联工程100建成特高压骨干通道、推动跨国互联互通序号“十四五”数字电力建设重点工程分项内容说明深度利用数字资产发挥数字价值构建电厂数据模型，实现数据共享推进智能化数字化发电厂建设构建数字化发电运行管控系统形成数字驱动的新型管理模式拓宽电厂数字化升级范围，发挥虚拟电厂最大效能加快电网企业数字化转型强化电网规划、建设、调度、运行、检修等全环节数字化管控支撑新型电力系统建设推动可再生能源发电的全息感知、智能分析和精准预测，提升可再生能源高比例消纳能力服务新型电力交易模式以数字化支撑现代电力市场建设，推动能源数据信息透明开放制定数字电力安全防护标准加深安全防护，搭建数据安全组织机构，健全数据安全管理制度与流程升级行业重点领域安全防护水平结合实际场景分析风险特征，优化安全风险感知平台集中构建全面安全防护体系推动安全防护全面覆盖数字电力各环节，建设数字电力网络安全防护体系加速构建能源信息互联网建设能源互联网标准体系，构建重点领域数据模型建立健全电力行业协同创新平台集合电力行业各领域资源，构建电力行业协同创新平台确立完善重点领域考核评价体系制定电力行业重点领域数字建设考核评估标准建设面向数字电力的智能管理平台面向电力行业各领域进行知识提取，建设重点领域知识库及知识平台4电力行业协同联动深化工程12电网领域数字建设工程发电领域数字建设3数字电力安全防护升级工程策略专题研究本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告17千瓦，这个缺口只能由供给侧增加可用容量解决。根据不同电源的受阻系数，我们测算了假设只增加某种电源的情况下该电源新增装机容量需要超出原有计划多少亿千瓦：其中抽水蓄能、新型储能、核电所需装机容量均为1.2亿千瓦（分别是原计划的约3倍、4倍和8倍），而常规水电和气电均为1.5亿千瓦（都是原计划的3倍）。而在大多数储能形式中，抽水蓄能的单位能效能量成本其实是最低的。图35：要弥补用电负荷的缺口，受阻系数相对较低的电源形式所需超预期的装机量约为原计划的3倍及以上图36：在大多数储能形式中，抽水蓄能的单位能效能量成本最低资料来源：wind、《“十四五”现代能源体系规划》，民生证券研究院资料来源：CNESA，民生证券研究院在上述领域，未来有进一步的投资催化在于：（1）有关电力投资政策的细化与落地。比如各地关于可再生能源装机和消纳目标的完成情况、电网投资完成总额、电力市场化改革的进程等。（2）各省市2023年年度重大项目投资计划中的电力重点项目披露。一般在次年的3月各省市都会公布当年的重大项目投资计划，其中就包括电力的重点项目，因此当年电力投资的力度基本上就确定了。（3）随着经济逐步从疫情冲击中恢复，用电需求将会逐步恢复，尤其是到了夏季，由于尖峰电源短期仍不足，因此很有可能再次发生电力紧缺、限电限产的现象，从而进一步凸显保障电力安全的重要性。策略专题研究本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告185风险提示1）用电需求不及预期。如果用电需求不及预期，则用电量和用电负荷的缺口就会减小，会影响文中提到的相关解决路径的实现程度。2）相关政策落地不及预期。如果文中提及的有关电力投资的政策落地不及预期，则会影响相关领域的上市公司业绩改善预期。3）测算误差。文中部分测算是基于第三方机构的预测数据，测算的结果可能存在不准确性。策略专题研究本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告19插图目录图1：电力需求测算框架........................................................................................................................................................................3图2：“十四五”提出单位GDP能耗下降13.50%，则2025年为0.43吨标准煤/万元............................................................4图3：预计2025年我国终端电气化率为30%，能源终端消费量/总量约为78%.....................................................................4图4：根据测算，2022-2025年电力消费的年化增速可达到4.55%...........................................................................................4图5：电力供给测算框架........................................................................................................................................................................5图6：2025年我国非化石能源发电量的比重将上升到39%..........................................................................................................5图7：2021-2025年可再生能源发电量的年化增速将会达到9.18%...........................................................................................5图8：根据测算，2022-2025年发电量的年化增速可达到4.16%...............................................................................................6图9：从地域分布上看，用电量缺口主要集中在我国东部沿海、华北地区.................................................................................6图10：由于风光水电等波动性电源的存在，可用容量可能会不足...............................................................................................7图11：由于风光水电等波动性电源的存在，可用容量可能会不足...............................................................................................7图12：预计2025年用电负荷最高约15.34亿千瓦........................................................................................................................8图13：预计2025年新增可用容量可达2.16亿千瓦.......................................................................................................................8图14：华东、华北依旧是用电负荷水平最高的区域........................................................................................................................8图15：华东、华北、华中用电负荷缺口较大.....................................................................................................................................8图16：根据测算，只有当2022-2025年实际GDP年化增速低于2%才没有用电量缺口......................................................9图17：在不同单位GDP能耗和可再生能源发电量的组合下，2025年用电量缺口的情况...................................................10图18：如果2025年风电、光伏的累计装机容量均约为6亿千瓦，则可以弥补前文测算的用电缺口...............................10图19：十四五”期间31个省份风电/光伏计划新增装机容量合计分别为321.05GW/454.89GW.......................................11图20：国际机构预测的光伏装机符合预期，而风电装机则有所保守.........................................................................................11图21：2009年至今电网投资增速远低于跨区域送电量增速.......................................................................................................11图22：我国用电负荷呈现出明显的尖峰化、双峰化特征..............................................................................................................12图23：需求响应的不同类别................................................................................................................................................................13图24：11个主要省市的需求响应试点政策.....................................................................................................................................13图25：电力资源满足高峰/尖峰用电负荷的组合排序....................................................................................................................13图26：能源安全下的电力投资图鉴...................................................................................................................................................14图27：在以煤焦钢为代表的细分领域仍有大量的产能需要进行节能改造.................................................................................14图28：风光的铝需求强度比传统能源要大很多..............................................................................................................................15图29：海上风电对铜需求量最大.......................................................................................................................................................15图30：2022-2025年新增装机容量带来的铝和铜的新增需求量分别可以达到119.92万吨和48.05万吨......................15图31：光伏、风电装机带来的铝/铜的新增消费量年化增速可以分别达到0.58%/0.68%....................................................15图32：“十四五”期间特高压建设规划................................................................................................................................................16图33：“十四五”数字电力建设重点工程............................................................................................................................................16图34：需求响应的技术框架................................................................................................................................................................16图35：要弥补用电负荷的缺口，受阻系数相对较低的电源形式所需超预期的装机量约为原计划的3倍及以上..............17图36：在大多数储能形式中，抽水蓄能的单位能效能量成本最低.............................................................................................17策略专题研究本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告20分析师承诺本报告署名分析师具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格并登记为注册分析师，基于认真审慎的工作态度、专业严谨的研究方法与分析逻辑得出研究结论，独立、客观地出具本报告，并对本报告的内容和观点负责。本报告清晰准确地反映了研究人员的研究观点，结论不受任何第三方的授意、影响，研究人员不曾因、不因、也将不会因本报告中的具体推荐意见或观点而直接或间接收到任何形式的补偿。评级说明投资建议评级标准评级说明以报告发布日后的12个月内公司股价（或行业指数）相对同期基准指数的涨跌幅为基准。其中：A股以沪深300指数为基准；新三板以三板成指或三板做市指数为基准；港股以恒生指数为基准；美股以纳斯达克综合指数或标普500指数为基准。公司评级推荐相对基准指数涨幅15%以上谨慎推荐相对基准指数涨幅5%～15%之间中性相对基准指数涨幅-5%～5%之间回避相对基准指数跌幅5%以上行业评级推荐相对基准指数涨幅5%以上中性相对基准指数涨幅-5%～5%之间回避相对基准指数跌幅5%以上免责声明民生证券股份有限公司（以下简称“本公司”）具有中国证监会许可的证券投资咨询业务资格。本报告仅供本公司境内客户使用。本公司不会因接收人收到本报告而视其为客户。本报告仅为参考之用，并不构成对客户的投资建议，不应被视为买卖任何证券、金融工具的要约或要约邀请。本报告所包含的观点及建议并未考虑个别客户的特殊状况、目标或需要，客户应当充分考虑自身特定状况，不应单纯依靠本报告所载的内容而取代个人的独立判断。在任何情况下，本公司不对任何人因使用本报告中的任何内容而导致的任何可能的损失负任何责任。本报告是基于已公开信息撰写，但本公司不保证该等信息的准确性或完整性。本报告所载的资料、意见及预测仅反映本公司于发布本报告当日的判断，且预测方法及结果存在一定程度局限性。在不同时期，本公司可发出与本报告所刊载的意见、预测不一致的报告，但本公司没有义务和责任及时更新本报告所涉及的内容并通知客户。在法律允许的情况下，本公司及其附属机构可能持有报告中提及的公司所发行证券的头寸并进行交易，也可能为这些公司提供或正在争取提供投资银行、财务顾问、咨询服务等相关服务，本公司的员工可能担任本报告所提及的公司的董事。客户应充分考虑可能存在的利益冲突，勿将本报告作为投资决策的唯一参考依据。若本公司以外的金融机构发送本报告，则由该金融机构独自为此发送行为负责。该机构的客户应联系该机构以交易本报告提及的证券或要求获悉更详细的信息。本报告不构成本公司向发送本报告金融机构之客户提供的投资建议。本公司不会因任何机构或个人从其他机构获得本报告而将其视为本公司客户。本报告的版权仅归本公司所有，未经书面许可，任何机构或个人不得以任何形式、任何目的进行翻版、转载、发表、篡改或引用。所有在本报告中使用的商标、服务标识及标记，除非另有说明，均为本公司的商标、服务标识及标记。本公司版权所有并保留一切权利。民生证券研究院：上海：上海市浦东新区浦明路8号财富金融广场1幢5F；200120北京：北京市东城区建国门内大街28号民生金融中心A座18层；100005深圳：广东省深圳市福田区益田路6001号太平金融大厦32层05单元；518026