电力供需形势与展望（还会缺电吗？）电力行业2022年5月9日请阅读最后一页免责声明及信息披露http://www.cindasc.com2证券研究报告行业研究专题研究报告电力行业左前明能源（电力）行业首席分析师执业编号：S1500518070001联系电话：+861083326795邮箱：zuoqianming@cindasc.com信达证券股份有限公司CINDASECURITIESCO.,LTD北京市西城区闹市口大街9号院1号楼邮编：100031电力供需形势与展望（还会缺电吗？）2022年5月9日本期内容提要:仅考虑电量平衡时，往往会因为传统火电发电量占比和利用小时逐年降低，而认为电力宽松及火电装机过剩。但实际上，发电量的过剩并不意味着满足电力尖峰负荷需求（顶峰）能力的过剩。从电力平衡角度看，用以满足最大负荷的可用装机容量增速缓慢、捉襟见肘。当遭遇极热极寒天气、新能源出力不及预期时，局部时段的缺电问题已愈发凸显，显示出以火电为代表的可控装机不足。“十三五”期间，顶峰容量裕度逐渐降低，当前电力平衡已经趋紧。展望“十四五”，测算2021、2025年顶峰容量供给为15.1、17.6亿千瓦，容量裕度由1.7亿千瓦进一步下降至0.6-1.3亿千瓦，供电缺口进一步拉大。解决缺电力问题需要发电侧和用电侧共同发力，主要在于发电侧。发电侧：煤电与核电装机增量有望超预期提速，建议关注煤炭和传统电力装机建设相关投资机会。煤电：“十四五”期间，按照目前装机规划电力缺口将呈现扩大趋势。考虑到新增光伏对于冬季顶峰容量无贡献（受阻系数100%）、新增风电亦贡献有限（受阻系数95%），加之核电、水电建设周期长达5年以上，因此为加强电力保供需要新增更多煤电机组，远高于“十三五”装机量。核电：考虑“十五五”甚至更长期，煤电机组建设或将受限，加大建设核电机组对于缓解电力、电量紧缺大有裨益。预计“十四五”有望年均开工6-8台核电机组，同时内陆核电能建设能否放开值得关注。用户侧：需求侧响应、虚拟电厂存在长期增长机会。降低尖峰用电负荷是解决缺电力问题的直接手段。预计近期主要通过需求侧管理（包括有序用电，不排除拉闸限电）、需求侧响应方式，中远期逐渐构建虚拟电厂，在更大范围内整合用户侧资源，响应电网调度需求。风险因素：1、经济增长不及预期，导致用电量、最大负荷增速不及预期；2、极端天气明显减少，缺电力问题持续未能显现。请阅读最后一页免责声明及信息披露http://www.cindasc.com3目录仅考虑电量平衡会造成对电力系统发展的误判...............................................................................41、电力平衡与电量平衡的概念.................................................................................................42、电力平衡与电量平衡的测算方法.........................................................................................43、仅考虑电量平衡会错误认为火电装机过剩.........................................................................5电力平衡显示我国缺电力问题呈扩大趋势.......................................................................................71、当前电力平衡已趋紧.............................................................................................................72、十三五顶峰容量裕度逐渐降低.............................................................................................83、十四五电力缺口存在扩大趋势.............................................................................................8未来可能的超预期变化与投资机会.................................................................................................10风险因素............................................................................................................................................11表目录表1：可用装机容量的测算方法............................................................................................................................4表2：各地区合理备用率..........................................................................................................................................5表3：2021年1月7日顶峰容量测算.................................................................................................................7表3：2025年装机容量与顶峰容量测算............................................................................................................9图目录图1：电力平衡示意图（MW）............................................................................................................................4图2：电量平衡示意图（MW）............................................................................................................................4图3：火电发电量占比逐年下降...........................................................................................................................6图4：火电利用小时趋势性下降...........................................................................................................................6图5：发电装机容量与顶峰容量（万千瓦）...................................................................................................8图6：发电装机总量增速与顶峰容量（冬季）增速.....................................................................................8图7：年最大负荷增速对比....................................................................................................................................8图8：年最大负荷增速与顶峰容量（冬季）增速对比................................................................................8请阅读最后一页免责声明及信息披露http://www.cindasc.com4仅考虑电量平衡会造成对电力系统发展的误判1、电力平衡与电量平衡的区别电力系统运行需要实时平衡，为简化表征该运行要求，一般主要计算电力平衡和电量平衡，以此制定开机计划和装机规划。电力光速传输，难以大规模存储，因此电力的生产和消费需要实时平衡。严格意义上，一个区域内的发电曲线应与负荷曲线完全相等（考虑外来外送电和传输损耗）。简单起见，一般主要测算发电机组能否满足最大负荷（瞬时量）和一定时段内的用电量（过程量），通过这两个约束条件来框定电力系统短期运行状态和中长期的新增发电装机规划。电力是“瞬时量”，电力平衡用以预测一个区域内的可用装机能否满足电力尖峰负荷需求。以冀北地区为例，电力平衡是指在图1最大负荷处，发电机组的发电功率能够满足该时刻的用电负荷需求。电量是“过程量”，电量平衡用以预测一个区域内的可用装机能否满足一段时间内的电量需求。以冀北地区为例，电量平衡是指在图2整个时段内，所有发电机组发电量能够满足用电量需求（即负荷曲线下的阴影面积）。图1：电力平衡示意图（MW）资料来源:国家发改委，信达证券研发中心图2：电量平衡示意图（MW）资料来源:国家发改委，信达证券研发中心若进一步考虑新能源消纳等问题，还需要考虑调峰约束。例如在新能源大发时刻，用电负荷与可控机组（火电、水电、核电）最低出力的差值应尽可能大于新能源发电功率等。由于本报告不涉及消纳问题，因此暂不考虑该约束条件。2、电力平衡与电量平衡的测算关键电力平衡的关键要求是：可用装机容量≥最大负荷×（1+备用率）。可用装机容量采用表1所示计算方法。由于不同类型机组的发电特性不同，其在顶峰时刻的出力存在较大差异，即各类电源的受阻系数存在较大差异，因而可用装机的占比明显不同。表1：可用装机容量的测算方法电源类型可用装机容量=装机容量×（1-受阻系数）火电•供热机组受阻系数一般按15%考虑•粗略估计我国火电机组中有一半供热，则火电平均受阻系数按8%考虑水电•常规水电：需要按照丰枯季、调节能力考虑受阻比例，一般丰季受阻系数10%，枯季受阻系数40%•抽水蓄能：受阻系数按0考虑核电•受阻系数按0考虑风电•受阻系数一般按95%考虑请阅读最后一页免责声明及信息披露http://www.cindasc.com5太阳能发电•冬季晚高峰一般出现在晚上，因最大负荷一般出现在晚7-9点左右，此时光伏不再发电，因此受阻系数按100%考虑资料来源：南方能源观察，信达证券研发中心备用率则是主要考虑各类电源装机的检修、故障停机等因素选取的备用系数，参考《国家能源局关于发布2023年煤电规划建设风险预警的通知》（国能发电力〔2020〕12号）中提出的合理备用率，全国平均水平约为13%。表2：各地区合理备用率地区合理备用率地区合理备用率黑龙江13%湖北14%吉林13%湖南14%辽宁13%江西14%内蒙古15%四川14%北京15%重庆15%天津15%上海15%河北13%江苏12%山东13%浙江12%山西13%安徽12%陕西13%福建12%甘肃13%广东13%青海13%广西13%宁夏15%云南13%新疆15%贵州13%河南14%海南20%资料来源：国家能源局，信达证券研发中心电量平衡的关键要求是：Σ某类型机组装机容量×利用小时≥全社会用电量。其中风电、太阳能发电、水电、核电优先上网，因此其利用小时一般取多年均值；剩余发用电量缺口由火电满足，因此火电利用小时具有不确定性，供需偏紧时上升、偏松时下降。3、仅考虑电量平衡会错误认为电力宽松及火电装机过剩仅考虑电量平衡时，往往会因为火电发电量占比和利用小时逐年降低，而认为电力宽松及火电装机过剩。2011年至2021年，随着我国新能源的飞速发展，火电发电量占比从82.6%下降至67.4%，年均下降1.4个百分点。火电利用小时方面，2011年为5294小时，2016、2017、2020年约4200小时，下降近1100小时；2021年由于用电量增速高增，火电利用小时攀升至4448小时。但实际上，发电量的过剩并不意味着满足电力尖峰负荷需求（顶峰）能力的过剩。从电力平衡角度看，“十三五”以来在能源结构调整、火电停缓建等因素下用以满足最大负荷的可用装机容量增速缓慢、捉襟见肘。当遭遇极热极寒天气、新能源出力不及预期时，局部时段的缺电问题已愈发凸显，显示出以火电为代表的可控装机不足。2021年9月23-25日，我国东北地区因缺煤、高煤价问题导致煤电出力受限，加之风电出力突降至10%左右，请阅读最后一页免责声明及信息披露http://www.cindasc.com6造成大面积拉闸限电。图3：火电发电量占比逐年下降资料来源:中电联，信达证券研发中心图4：火电利用小时趋势性下降资料来源:中电联，信达证券研发中心0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%20112012201320142015201620172018201920202021水电火电核电风电太阳能发电010002000300040005000600070008000900020112012201320142015201620172018201920202021水电火电核电风电太阳能发电请阅读最后一页免责声明及信息披露http://www.cindasc.com7电力平衡显示我国电力紧缺问题呈扩大趋势1、当前电力平衡已趋紧2021年底我国发电总装机已达到23.8亿千瓦，最大负荷约12亿千瓦，看似具有较强的保供能力。但在实际运行过程中，由于来水、气源、风速不足，在用电高峰时已出现发电机组顶峰容量不足的情况。2021年1月7日，我国出现大范围寒潮天气，晚高峰负荷达到11.89亿千瓦。国新办指出：“因为负荷高峰出现在晚上，所以太阳能发电，就是光伏发电没有出力，刚好1月7日那天全国大面积又没风，所以风力发电的装机出力只有10%左右，这样全国5.3亿千瓦风电和光伏发电的总装机有5亿千瓦没有出上力。冬季又赶上枯水期，我国3.7亿千瓦水电装机，在高峰的时候也有2亿多没有出上力。另外，这些年冬季也是天然气的用气高峰，我国天然气发电装机有将近1亿千瓦，有一半左右没有出上力，这样减下来，剩下的装机对应高的负荷，保障起来难度真是非常大。”晚高峰负荷11.89亿千瓦，考虑13%的备用率，实际顶峰容量需求13.44亿千瓦。测算理论顶峰容量约14.46亿千瓦，实际顶峰容量仅13.53亿千瓦（见表3），在全国整体层面，顶峰容量的供给刚刚满足需求。进一步，考虑到不同地区间存在输电通道约束，例如西北地区的富余装机可能因输电能力受限而无法为华东地区提供顶峰容量支撑，因而全国部分地区出现电力供需吃紧、有序用电现象也就不足为奇了。表3：2021年1月7日顶峰容量测算电源类型装机容量（万千瓦）（2020年底）理论受阻系数理论顶峰容量（万千瓦）实际受阻系数实际顶峰容量（万千瓦）合计220058144569135340火电1246248%114654110466其中：煤电1079128%992798%99279.04气电99728%9174≈50%（冬季缺气）4986其他火电67408%62018%6200.8水电3702823476>54%（枯水期）17028其中：常规水电3387940%20327抽水蓄能31490%3149核电49890%49890%4989风电2816595%1408≈90%（全国大面积无风）2817太阳能发电25356100%0100%（晚峰无光）0其他410%410%41资料来源：中电联，国新办，信达证券研发中心注：实际受阻系数和实际顶峰容量中，红色数据为国新办披露数据，其余为估算数据基于上述测算能够得到三方面结论：一是在全年负荷高峰时段，我国电力平衡已非常紧张。年最高负荷一般出现在夏季午后、次高负荷一般出现在冬季夜间。近年来，由于冬季电采暖负荷的增加，使得冬季用电高峰有超过夏季用电高峰之势。考虑到水电丰枯季问题，冬季用电高峰保供难度大于夏季用电高峰。二是极端天气（极热、极寒）叠加新能源出力偏低时，几乎必然出现缺电问题。三是理论受阻系数取值与实际情况基本相符（甚至略偏保守），能够用以测算未来电力平衡状态。请阅读最后一页免责声明及信息披露http://www.cindasc.com82、“十三五”顶峰容量裕度逐渐降低近十年，我国发电装机容量持续较快增长，但由于大力推进能源结构调整中，新能源快速发展同时火电为代表的具有顶峰能力的传统电源建设滞后，系统的顶峰容量增速持续低于发电装机容量增速，尤其是“十三五”期间顶峰容量增长低迷。“十三五”以来，我国新增装机容量主要来自于新能源机组。2016-2021年间，新能源新增装机在总新增装机中的占比分别达到40.6%、54.4%、53.6%、50.8%、63.0%、57.1%。图5：发电装机容量与顶峰容量（万千瓦）资料来源:中电联，信达证券研发中心图6：发电装机总量增速与顶峰容量（冬季）增速资料来源:中电联，信达证券研发中心“十三五”期间顶峰容量（尤其冬季）增速持续低于年最大负荷增速，顶峰容量裕度被快速消耗。一般而言，由于第三产业和城乡居民用电量占比逐步提高，两部分用电量受季节性影响更大（工业用电则相对平稳），最大负荷增速会高于全社会用电量增速，经验值约为1个百分点。全国主要电网合计最高用电负荷披露每年2-11月数据，而冬季用电高峰一般出现在12月、1月，因此全国主要电网合计最高用电负荷表征的是夏季最高用电负荷。对比最大负荷增速（基于用电量增速+1%的估算值）和全国主要电网合计最高用电负荷来看，“十三五”至今相似度较高，因此以最大负荷增速（估算）作为对年最大负荷增速的估计。考虑到2021年夏季用电高峰11.92亿千瓦，冬季用电高峰（取2021年1月7日值）11.89亿千瓦，二者已基本相等。因此最大负荷增速（估算）也可近似认为是冬季最高用电负荷。对比顶峰容量（冬季）增速与最大负荷增速（估算）能够清晰看到，“十三五”至今，前者几乎每年都低于后者，显示顶峰容量裕度被快速消耗。图7：年最大负荷增速对比资料来源:万得，中电联，信达证券研发中心图8：年最大负荷增速与顶峰容量（冬季）增速对比资料来源:中电联，信达证券研发中心3、“十四五”电力缺口存在扩大趋势测算2021、2025年顶峰容量需求为13.4、16.3-17.0亿千瓦。根据国家电网、中电联等机构预测，“十四五”全社会用电量年均增速5%左右，考虑到2021年增速为10.3%，预计2022-2025年均增速4%左右。2022-202505000010000015000020000025000020112012201320142015201620172018201920202021水电火电核电风电太阳能发电其他顶峰容量（冬季）0.0%2.0%4.0%6.0%8.0%10.0%12.0%2012201320142015201620172018201920202021顶峰容量（冬季）增速发电装机总量增速0.0%5.0%10.0%15.0%20.0%2012201320142015201620172018201920202021全社会用电量增速最大负荷增速（估算）全国主要电网合计最高用电负荷增速0.0%2.0%4.0%6.0%8.0%10.0%12.0%201620172018201920202021最大负荷增速（估算）顶峰容量（冬季）增速请阅读最后一页免责声明及信息披露http://www.cindasc.com9年，最大负荷增速按年均5%-6%考虑。2021年最大负荷约11.9亿千瓦，则2025年最大负荷为14.5-15.0亿千瓦。考虑13%备用率，则2021、2025年顶峰容量需求为13.4、16.3-17.0亿千瓦。测算2021、2025年顶峰容量供给为15.1、17.6亿千瓦，相对定容需求的顶峰容量裕度进一步降低，预示若遭遇热浪寒潮，供电缺口进一步拉大。2021年顶峰容量裕度为15.1-13.4=1.7亿千瓦，2025年下降至0.6-1.3亿千瓦。表4：2025年装机容量与顶峰容量测算（万千瓦）2021年装机容量2021年顶峰容量（冬季）2025年装机容量2025年顶峰容量（冬季）受阻系数合计237694151277314485176177火电1296781193041493751374258%其中：煤电1109011020291249011149098%气电10859999014859136708%其他火电79187285961588468%水电39092249114471929513其中：常规水电3545321272380152280940%抽水蓄能36393639670467040%核电53265326659365930%风电328481642.451048255295%太阳能发电306560626560100%其他949494940%资料来源：中电联，信达证券研发中心注：水电、核电新增装机按照在建工程投产规划计算；“十四五”新能源新增装机按年均120GW计，煤电、气电、其他火电总新增按170GW、49GW、29GW计请阅读最后一页免责声明及信息披露http://www.cindasc.com10未来可能的超预期变化与投资机会解决缺电力问题需要发电侧和用电侧共同发力，主要在于发电侧。发电侧：煤电与核电装机增量在“十四五”期间有望超预期增长，建议关注煤炭和传统电源装机建设相关投资机会。煤电：“十四五”期间，按照目前装机规划电力缺口将呈现扩大趋势。考虑到新增光伏对于冬季顶峰容量无贡献（受阻系数100%）、新增风电亦贡献有限（受阻系数95%），加之核电、水电建设周期长达5年以上，因此为加强电力保供需要新增更多煤电机组。核电：考虑“十五五”甚至更长期，煤电机组建设或将受限，加大建设核电机组对于缓解电力、电量紧缺大有裨益。预计“十四五”有望年均开工6-8台核电机组，同时内陆核电能建设能否放开值得关注。用户侧：需求侧响应、虚拟电厂存在长期增长机会。降低尖峰用电负荷是解决缺电力问题的直接手段。预计近期主要通过需求侧管理（包括有序用电，不排除拉闸限电）、需求侧响应方式，中远期逐渐构建虚拟电厂，在更大范围内整合用户侧资源，响应电网调度需求。请阅读最后一页免责声明及信息披露http://www.cindasc.com11风险因素1、经济增长不及预期，导致用电量、最大负荷增速不及预期；2、极端天气明显减少，缺电力问题持续未能显现。请阅读最后一页免责声明及信息披露http://www.cindasc.com12研究团队简介左前明，中国矿业大学（北京）博士，注册咨询（投资）工程师，兼任中国信达能源行业首席研究员、业务审核专家委员，中国地质矿产经济学会委员，中国国际工程咨询公司专家库成员，曾任中国煤炭工业协会行业咨询处副处长（主持工作），从事煤炭以及能源相关领域研究咨询十余年，曾主持“十三五”全国煤炭勘查开发规划研究、煤炭工业技术政策修订及企业相关咨询课题上百项，2016年6月加盟信达证券研发中心，负责煤炭行业研究。2019年至今，负责大能源板块研究工作。机构销售联系人区域姓名手机邮箱全国销售总监韩秋月13911026534hanqiuyue@cindasc.com华北区销售总监陈明真15601850398chenmingzhen@cindasc.com华北区销售副总监阙嘉程18506960410quejiacheng@cindasc.com华北区销售祁丽媛13051504933qiliyuan@cindasc.com华北区销售陆禹舟17687659919luyuzhou@cindasc.com华北区销售魏冲18340820155weichong@cindasc.com华北区销售樊荣15501091225fanrong@cindasc.com华东区销售总监杨兴13718803208yangxing@cindasc.com华东区销售副总监吴国15800476582wuguo@cindasc.com华东区销售国鹏程15618358383guopengcheng@cindasc.com华东区销售李若琳13122616887liruolin@cindasc.com华东区销售朱尧18702173656zhuyao@cindasc.com华东区销售戴剑箫13524484975daijianxiao@cindasc.com华东区销售方威18721118359fangwei@cindasc.com华东区销售俞晓18717938223yuxiao@cindasc.com华东区销售李贤哲15026867872lixianzhe@cindasc.com华东区销售孙僮18610826885suntong@cindasc.com华东区销售贾力15957705777jiali@cindasc.com华南区销售总监王留阳13530830620wangliuyang@cindasc.com华南区销售副总监陈晨15986679987chenchen3@cindasc.com华南区销售副总监王雨霏17727821880wangyufei@cindasc.com华南区销售刘韵13620005606liuyun@cindasc.com华南区销售许锦川13699765009xujinchuan@cindasc.com请阅读最后一页免责声明及信息披露http://www.cindasc.com13分析师声明负责本报告全部或部分内容的每一位分析师在此申明，本人具有证券投资咨询执业资格，并在中国证券业协会注册登记为证券分析师,以勤勉的职业态度,独立、客观地出具本报告；本报告所表述的所有观点准确反映了分析师本人的研究观点；本人薪酬的任何组成部分不曾与，不与，也将不会与本报告中的具体分析意见或观点直接或间接相关。免责声明信达证券股份有限公司(以下简称“信达证券”)具有中国证监会批复的证券投资咨询业务资格。本报告由信达证券制作并发布。本报告是针对与信达证券签署服务协议的签约客户的专属研究产品，为该类客户进行投资决策时提供辅助和参考，双方对权利与义务均有严格约定。本报告仅提供给上述特定客户，并不面向公众发布。信达证券不会因接收人收到本报告而视其为本公司的当然客户。客户应当认识到有关本报告的电话、短信、邮件提示仅为研究观点的简要沟通，对本报告的参考使用须以本报告的完整版本为准。本报告是基于信达证券认为可靠的已公开信息编制，但信达证券不保证所载信息的准确性和完整性。本报告所载的意见、评估及预测仅为本报告最初出具日的观点和判断，本报告所指的证券或投资标的的价格、价值及投资收入可能会出现不同程度的波动，涉及证券或投资标的的历史表现不应作为日后表现的保证。在不同时期，或因使用不同假设和标准，采用不同观点和分析方法，致使信达证券发出与本报告所载意见、评估及预测不一致的研究报告，对此信达证券可不发出特别通知。在任何情况下，本报告中的信息或所表述的意见并不构成对任何人的投资建议，也没有考虑到客户特殊的投资目标、财务状况或需求。客户应考虑本报告中的任何意见或建议是否符合其特定状况，若有必要应寻求专家意见。本报告所载的资料、工具、意见及推测仅供参考，并非作为或被视为出售或购买证券或其他投资标的的邀请或向人做出邀请。在法律允许的情况下，信达证券或其关联机构可能会持有报告中涉及的公司所发行的证券并进行交易，并可能会为这些公司正在提供或争取提供投资银行业务服务。本报告版权仅为信达证券所有。未经信达证券书面同意，任何机构和个人不得以任何形式翻版、复制、发布、转发或引用本报告的任何部分。若信达证券以外的机构向其客户发放本报告，则由该机构独自为此发送行为负责，信达证券对此等行为不承担任何责任。本报告同时不构成信达证券向发送本报告的机构之客户提供的投资建议。如未经信达证券授权，私自转载或者转发本报告，所引起的一切后果及法律责任由私自转载或转发者承担。信达证券将保留随时追究其法律责任的权利。评级说明风险提示证券市场是一个风险无时不在的市场。投资者在进行证券交易时存在赢利的可能，也存在亏损的风险。建议投资者应当充分深入地了解证券市场蕴含的各项风险并谨慎行事。本报告中所述证券不一定能在所有的国家和地区向所有类型的投资者销售，投资者应当对本报告中的信息和意见进行独立评估，并应同时考量各自的投资目的、财务状况和特定需求，必要时就法律、商业、财务、税收等方面咨询专业顾问的意见。在任何情况下，信达证券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，投资者需自行承担风险。投资建议的比较标准股票投资评级行业投资评级本报告采用的基准指数：沪深300指数（以下简称基准）；时间段：报告发布之日起6个月内。买入：股价相对强于基准20％以上；看好：行业指数超越基准；增持：股价相对强于基准5％～20％；中性：行业指数与基准基本持平；持有：股价相对基准波动在±5%之间；看淡：行业指数弱于基准。卖出：股价相对弱于基准5％以下。