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敬请参阅最后一页特别声明 -1- 证券研究报告 2022 年 6 月 15 日 电力设备新能源 深化电力市场改革,破解能源不可能三角 新型电力系统深度研究二 电力设备新能源 电力体制改革反映电力发展周期内在需求。现阶段电力发展的内在需求是在新能 源占比不断提高情景下,还原电力的商品属性,实现市场化定价,提高系统运行 效率。电力市场建设提速,2022 年 1 月,关于加快建设全国统一电力市场体 系的指导意见印发,明确到 2025 年,全国统一电力市场体系初步建成,电力 中长期、现货、辅助服务市场一体化设计、联合运营;到 2030 年,全国统一电 力市场体系基本建成,电力资源在全国范围内得到进一步优化配置。 电力行业产业链收益整体向好。2021 年电力行业利润总额 6417.5 亿元,同比增 长 20.9,五年复合增长 9.0。电力行业具有一定的周期特性,装备制造、原 材料、火电、电网板块收益轮动。我国正在构建新能源占比逐渐提高的新型电力 系统,在新能源安全可靠、逐步替代传统能源的基础上,不断提高非化石能源比 重,电力行业将迎来持续稳定增长,新能源制造、能源金属与工业金属原材料、 新能源运营的板块收益将依次迎来高增速。 释放灵活性资源投资与电力容量市场、辅助服务空间。高比例波动性可再生能源 并网提高系统灵活性调节需求,灵活性调节资源投资增加,我们预计,“十四五” 期间电化学储能、抽水蓄能、火电厂灵活性改造累计投资达到 1380.5 亿元、1800 亿元、60180 亿元。调节资源的系统价值将通过容量市场、辅助服务市场得到 补偿,我们预测 2025 年、2030 年容量补偿金额分别为 2252.9 亿元/年、2935.0 亿元/年,辅助服务费用将达到 1371.0 亿元/年、1906.2 亿元/年。 电力市场是优化资源配置、提高运行效率的选择。新能源运营商收益有望持续改 善、储能盈利能力有望实现突破、火电运营商盈利能力修复。电力的生产成本、 环境效益(碳减排)、系统价值在电力市场机制下将得到充分体现。短期看,电 力供应的综合成本将有所上升,2025 年、2030 年终端用户电价预测将较 2020 年上浮 17.85、19.87,平均每度电上涨 0.107 元和 0.120 元。随着新能源技 术、储能技术进步带来的成本下降,以及碳达峰后二氧化碳减排、碳价不显著上 升,预计电价在 2030 年后将会下降。 投资建议电力需求与国民经济的发展呈现显著的正相关性。(1)我国正加速建 设全国统一电力市场,电力市场建设将还原电的商品属性,碳排放成本有望通过 电价实现顺价,灵活性资源的系统价值将得以体现。(2)电力行业产业链利润总 额整体向好,灵活性调节资源的投资力度加大。(3)电价结构调整和电价上涨将 改善新能源、火电、储能运营收益。(4)电力行业受政策驱动,作为稳增长的重 要选择,在适度超前基础设施建设政策刺激下,有望提前实现超额收益。 建议关注隆基绿能、晶科能源、明阳智能、日月股份、三峡能源、华能国际、 国电电力、宁德时代、阳光电源、文山电力、万里扬。 风险分析政策变化风险、电力市场建设不及预期、碳成本内部化不及预期。 买入(维持) 作者 分析师殷中枢 执业证书编号S0930518040004 010-58452063 yinzsebscn.com 分析师黄帅斌 执业证书编号S0930520080005 021-52523828 huangshuaibinebscn.com 联系人和霖 021-52523853 helinebscn.com 行业与沪深 300 指数对比图 - 1 0 16 42 67 93 1 2 /2 0 0 3 /2 1 0 7 /2 1 1 0 /2 1 0 2 /2 2 电力设备新能源 沪深 300 资料来源Wind 相关研报 特高压加速,电力传输的超级动脉 新基 建行业专题系列一(2021-01-13) 渐强的碳价信号,渐近的碳约束时代碳中和 深度报告(一)(2021-02-02) 碳中和与大重构供给侧改革、能源革命与产业 升级碳中和深度报告(二)(2021-02-28) 要点 敬请参阅最后一页特别声明 -2- 证券研究报告 电力设备新能源 投资聚焦 电力市场建设加速推进。2022 年 1 月,关于加快建设全国统一电力市场体系 的指导意见(发改体改〔2022〕118 号)印发,明确到 2025 年,全国统一电 力市场体系初步建成,电力中长期、现货、辅助服务市场一体化设计、联合运营; 到 2030 年,全国统一电力市场体系基本建成,电力资源在全国范围内得到进一 步优化配置。 电力市场是资源优化配置的选择。电能具有生产资料和生活资料的双重属性,电 力需求与国民经济的发展呈现显著的正相关性。电力市场建设还原了电的商品属 性,通过市场手段实现资源的优化配置,在不同电力发展周期引导了投资和电力 运行效率提升。波动性可再生能源大规模并入电网,电网对灵活性调节资源的需 求随之提高,传统机组由提供基荷电源向保障性、调节性作用转变,相关的补偿 机制与激励机制将通过市场得到调节。 我们的创新之处 (1)结合电力发展周期特性分析了电改历程,从电力供给、能源利用效率、电 力成本、新能源调节需求多个角度总结了各阶段的驱动因素; (2)从电力行业产业链角度,分析了产业链利润分布,预测了在碳中和背景下 各产业链环节的收益变化; (3)从电力安全稳定运行的本质需求出发,考虑波动性可再生能源的容量可信 度,分析了灵活性资源的需求,预测了容量市场、辅助服务市场空间; (4)综合考虑供电成本、系统价值、环境收益,研究了碳中和背景下电价变化 趋势,预测了火电运营、新能源运营、储能运营盈利变化。 投资观点 我国正加速建设全国统一电力市场,低成本电力生产要素带来的竞争优势将随着 环境成本提升发生变化,我们看好电力市场建设带来的发展机会 (1)电力行业整体利润向好。电力行业面临重大发展机遇,新能源制造、能源 金属与工业金属原材料、新能源运营的板块收益将依次迎来高增速。 (2)灵活性调节资源系统价值提升。在波动性可再生能源大规模并网条件下灵 活性资源投资力度加大,将通过电力市场充分反映调节资源的系统价值,容量市 场、辅助服务市场空间增长。 (3)电力商品属性还原、电力市场实现资源优化配置。电、碳耦合将环境成本 内部化,有望对外实现顺价,市场化电价构建合理的补偿激励机制,利于新能源、 火电、储能运营收益。 2022 年 4 月 26 日,中央财经委员会第十一次会议召开,研究全面加强基础设 施建设问题,明确指出要适度超前推进能源基础设施建设。电力行业受政策驱动, 作为稳增长的重要选择,有望提前实现超额收益。 建议关注受益于电力系统转型与电力行业持续稳定增长,新能源制造、新能源 运营有望提前获利,建议关注光伏、风电设备制造企业隆基绿能、晶科能源、明 阳智能、日月股份,新能源运营商三峡能源;电力系统的容量(可靠性)需求、 调频备用辅助服务需求增长,火电、储能等调节资源的盈利模式改善、收益提升, 建议关注火电运营商华能国际、国电电力,建议关注储能设备制造宁德时代、阳 光电源,储能运营文山电力、万里扬。 敬请参阅最后一页特别声明 -3- 证券研究报告 电力设备新能源 目 录 1、 波动性能源带来的电力安全稳定挑战 7 1.1、 电力商品的特殊性 7 1.2、 高比例可再生能源加大电网可靠性压力 . 8 1.3、 电力市场改革体现电力发展周期 11 2、 电力市场是优化资源配置的选择 14 2.1、 电力市场构成 . 14 2.2、 现货市场 18 2.3、 中长期电力市场 . 20 2.4、 辅助服务市场 . 22 2.5、 容量市场 27 2.6、 灵活性市场资源 . 28 3、 电力产业链利润分布与市场空间 33 3.1、 电力行业产业链利润变化 . 33 3.2、 灵活性调节资源市场空间预测 36 3.3、 电价水平预测及各环节盈利变化 40 4、 投资建议 . 45 5、 风险分析 . 46 敬请参阅最后一页特别声明 -4- 证券研究报告 电力设备新能源 图目录 图1电力系统运行实时平衡示意图 7 图22021年美国德州大停电系统负荷削减曲线 . 7 图32020年美国德州电力系统电源结构 7 图42019年全国主要城市电力可靠性指标 8 图52020年五省区风电容量可信度 . 8 图6系统可靠容量供给图 . 8 图7波动性可再生能源并网阶段划分(2017年) 10 图8电力的时间价值 11 图9电力的空间价值 11 图10电力体制改革历程 . 11 图11发电设备利用小时变化 12 图12电力装机与发电量增速变化 12 图13火电机组装机与发电量增速变化 . 13 图14电力投资与电力弹性系数 13 图15电力市场构成 14 图16电力市场交易结构 . 14 图17电力市场出清价格示意 . 15 图18集中竞价优先交易顺序示意 15 图19电力市场化交易构成 . 16 图202017-2021年中国市场交易电量及变化趋势 16 图21电价构成 . 16 图22PJM电价及其构成 16 图232020年各类发电上网电价 . 17 图24输配电价组成 17 图252022年部分地区年度中长期交易价格上浮比例(较燃煤基准电价) . 17 图26销售电价分类 18 图27电力现货市场与其他市场的联系 . 18 图28电力现货市场构成 . 18 图29山西现货市场电力交易价格及交易电量(2021年9月、12月、2022年1月、3月) . 19 图30广东现货市场电力交易价格及浮动比例(2021年11 月至 2022年4月) 19 图31电力现货市场中弃风弃光的原因 . 20 图32电力市场组成及各阶段交易电量 . 20 图33 分散式交易模式(物理合约) . 21 图34集中式交易模式(差价合约). 21 图35广东电力市场结算情况(2021年12 月) . 22 图36广东电力市场结算情况(2022年4月) . 22 图37电力辅助服务分类介绍 . 23 图38电力辅助服务提供来源 . 23 图39备用辅助服务与调频辅助服务. 24 敬请参阅最后一页特别声明 -5- 证券研究报告 电力设备新能源 图40电力辅助服务费用分摊机制 25 图41江苏省2020年辅助服务费用统计 . 25 图42江苏省2020年辅助服务费用分类别统计 26 图432018年全国辅助服务费用分区域统计 . 26 图442018年全国辅助服务费用分类别统计 . 26 图45容量成本回收机制补偿灵活调节保障电源 27 图46山东电力现货市场容量补偿电价 . 27 图47系统灵活性运行资源 . 28 图48各储能技术的系统额定功率与放电时间 30 图49储能在各应用场景、环节的价值体现 31 图50不同储能技术在各应用场景下经济性比较(2025年) . 31 图51不同储能技术在各应用场景下经济性比较(2030年) . 31 图52新型电力系统是混合发电系统. 32 图53灵活性资源、虚拟电厂、交易中心、调度中心三级架构 32 图54电力行业产业链 33 图55电力行业利润总额变化 . 33 图56电力行业利润总额产业链分布. 34 图57电力行业产业链利润总额增长率 . 34 图58波动性可再生能源成本与系统价值比较 35 图59波动性可再生能源成本、系统价值与竞争性关系 . 35 图60中国能量平衡图(2020年) . 35 图61中国能量平衡图(2060年) . 35 图62新能源、火电、电网盈利变化. 36 图63电源出力变化范围 . 37 图64常规机组发电量及容量补偿金额预测 37 图65常规机组利用小时数及电价上浮预测 37 图66调节机组需求及缺额预测 38 图67电力辅助服务费用分区域分类别统计(2018年) 39 图68各区域新能源装机与辅助服务费用占比(2018年) . 39 图69辅助服务费用预测 . 39 图70不同场景下电力供应成本变化趋势 . 40 图71不同场景下电力供应成本构成(2050年) . 40 图722025年、2030年电价预测 42 图732030年电价构成(有补贴场景) 42 图742030年电价构成(无补贴场景) 42 图75风电运营商各场景下投资回收期测算 43 图76光伏运营商各场景下投资回收期测算 43 图77风电运营商2025、2030年收益构成 . 43 图78光伏运营商2025、2030年收益构成 . 43 图79火电运营商2025、2030年收益构成 . 44 图80储能运营商2025、2030年收益构成 . 44 敬请参阅最后一页特别声明 -6- 证券研究报告 电力设备新能源 表目录 表1波动性可再生能源特性比较 9 表2电力系统灵活性的不同时间尺度 . 9 表3并网第1至第4阶段的相关影响概述 . 10 表4电力市场交易基本规则 . 15 表5中长期与现货市场的协调 21 表6各类电力辅助服务品种补偿机制 . 24 表7灵活性提升手段比较 . 28 表8火电厂灵活性改造参数比较 29 表9纯凝机组、热电联产机组灵活性改造技术特点 . 29 表10电力系统储能服务定性说明 30 表12新能源、火电、电网盈利变化. 36 表13电源出力变化与调节机组需求预测 . 38 表14辅助服务费用预测(2025年、2030年) 39 表15灵活性资源投资和市场空间预测(2025年) 40 表16各类机组发电量与用户电价构成测算 41 敬请参阅最后一页特别声明 -7- 证券研究报告 电力设备新能源 1、 波动性能源带来的电力安全稳定挑战 1.1、 电力商品的特殊性 电能不能大量存储,电能供需应保持实时平衡,不平衡将引致电力系统失稳、崩 溃,乃至大停电。电力市场相较于普通商品市场具有显著的特殊性(1)无仓 储性生产、交割和消费几乎同时完成,交割速度远快于一般商品;(2)同质 性不带有任何生产者的标识,电能实际生产和消费过程中不存在对应性;(3) 可预测性电能需求在较长周期内会以日或周为单位呈现周期性波动;(4)生 产资料和生活资料的双重属性既关系国计,又关系民生。电力市场服务具有广 泛性及其产品的不可替代性,电力需求与国民经济的发展呈现显著的正相关性, 既要遵循市场规律,又要顾及社会承受能力。 图 1电力系统运行实时平衡示意图 电气 / 储能 / 机械 / 化学 / 电化 学 / 水电 火电 核电 升压变压器 风电 生物质能 发电 集中式光伏 降压变压器 中低压电网 电动汽车 工业用户 商业用户 居民用户 高压电网 发 输 配 用 全过程实时平衡 多种储能技术 气 / 热 / 冷 / 氢 / 机械 / 多种能源形式 屋顶光伏 资料来源清华大学,清华大学电机系九十周年 系统停电、缺电、限电是短时电力不平衡的一个重要表征因素。受设备故障、停 运检修、功率大规模波动等影响,当系统发电容量或输电容量不能满足负荷需求 时,若没有灵活性的资源进行调节补充,便会造成系统停电,严重时有可能造成 系统性的大停电事故,如 2021 年 2 月中旬,美国得克萨斯州受极端寒冷天气影 响,电力供需严重失衡,电力现货价格暴涨,发生大面积、轮流停电事故;又如 2021 年 7 月后,中国大陆局部地区电力缺口问题开始逐渐显现,自 2021 年 9 月 24 日开始,中国大陆多个省份开始出现大规模限电状况,其中以中国东北地 区的辽宁、吉林、黑龙江三省尤为严峻。 图 22021 年美国德州大停电系统负荷削减曲线 图 32020 年美国德州电力系统电源结构 C oas t Eas t F ar We st N ort h N ort h Centr al South South C ent r al We st Co a l 1 2 .7 4 Na tu ral Ga s Co m bi n e d Cycl e 3 5 .8 5 N a tu ra l Ga s Ga s Tu rb i ne 7 .1 1 St o rag e 0 .3 4 Nucl e a r 4 .3 Hydr o 0 .4 7 Onsh o re W i nd 2 3 .3 3 PV 4 .1 1 B i o m a ss 0 .1 6 Oth e r N a tu ral Ga s1 0 .9 5 资料来源VCE,ERCOT Winter Storm Uri Blackout Analysis(February, 2021) 资料来源VCE,ERCOT Winter Storm Uri Blackout Analysis(February, 2021) 敬请参阅最后一页特别声明 -8- 证券研究报告 电力设备新能源 电力系统可靠性指标是系统供电能力的重要指标,指电力系统按可接受的质量标 准和所需数量不间断地向电力用户供应电力和电量的能力。据中国电力企业联合 会发布的电力可靠性指标,2019 年全国 50 个主要城市用户平均停电时间 6.04 小时/户,全国平均值为 13.72 小时/户。其中,城市地区用户平均停电时间 2.22 小时/户,全国平均值为 4.50 小时/户;农村地区用户平均停电时间 8.28 小时/ 户,全国平均值为 17.03 小时/户。上海、深圳、厦门的用户平均停电时间低于 1 小时/户,拉萨、长春的用户平均停电时间超过 15 小时/户。 图 42019 年全国主要城市电力可靠性指标 资料来源中国电力企业联合会 1.2、 高比例可再生能源加大电网可靠性压力 长时间来看,新能源发电可以满足电量平衡需要,但由于出力波动,在短时内无 法满足电力平衡需要。新能源出力具有不确定性、间歇性以及不可控性的特点, 为电力系统维持发电及负荷的实时平衡带来挑战。由于新能源机组出力具有间歇 性,同样容量的新能源机组与常规火电或水电机组带负荷的能力并不相同,因此 电力系统充裕度分析中新能源容量无法与常规机组同等对待。以风电为例,风电 可信容量指等可靠性前提下风电机组可以视为的常规机组容量大小,风电容量可 信度为其可信容量占其装机容量的比例,根据王彤等对南网的可靠性评估结果, 南网 2020 年风电的容量可信度在 0.6718.75之间。而方鑫等人在并网光 伏电站置信容量评估一文中测算,光伏的容量可信度在 5456之间。 图 52020 年五省区风电容量可信度 图 6系统可靠容量供给图 资料来源王彤等,风电并网对南方电网可靠性的影响评估 资料来源刘永奇等,能源转型下我国新能源替代的关键问题分析 敬请参阅最后一页特别声明 -9- 证券研究报告 电力设备新能源 系统灵活运行能力是电力系统转型的核心。灵活性用于衡量电力系统管理供需波 动性和不确定性的能力,随着波动性可再生能源的日益增长,系统灵活运行能力 变得更加重要。(1)波动性是可再生能源发电企业的固有属性,最大发电量随 气候状况波动,对波动的预测准确性取决于预测时间;(2)波动性可再生能源 占比大小,影响了电力系统转型不同阶段对系统灵活性的部署需求;(3)灵活 性要求在不同时间范围内存在较大差异。 表 1波动性可再生能源特性比较 风电 光伏 发电厂波动性 在次季节尺度上通常具有随机性;地方气候状况可能有一定的规律。 行星运动(天数,季节),有统计叠加(云、雾、雪)等 集中时的波动性 通常具有很强的地理平滑化效应。 若形成“钟型曲线”,则效益有限。 集中时的不确定性 发电的曲线与时间未知。 已知发电曲线的比例因子未知。 爬坡 取决于资源;极端事件通常较少。 频繁发生,基本确定,具有重复性,波动幅度较大 模块化 社区为最小单位。 家庭为最小单位。 技术 非同步电网连接和机械能发电。 非同步电网连接和电子发电。 设备利用率 约 20至 50。 约 10至 25。 资料来源IEA(2017e,Getting Wind and Sun onto the Grid A Manual for Policy Makers 系统灵活性在不同时间尺度下需求各异,长时间以满足电量平衡、短时间以满足 电力平衡为主要特点。维持电力稳定供应需要在所有时间尺度内(从瞬时到数年) 平衡供应和需求,因此需要考虑不同时间尺度内的系统灵活性。短期灵活性与系 统的稳定性有关,包括电压和频率管理等,主要考虑供需不平衡导致的频率偏差; 长期灵活性与容量和资源的可用性有关,主要考虑非波动性可再生能源组合,以 满足波动性可再生能源偏离预期发电比例时的系统电量平衡需求。 表 2电力系统灵活性的不同时间尺度 灵活性类型 超短期灵活性/稳定性 极短期灵活性 短期灵活性 中期灵活性 长期灵活性 极长期灵活性 时间尺度 亚秒到数秒 数秒到分钟 数分钟到数小时 数小时到数天 数天到数月 数月到数年 问题 在非同步发电 占比较高时, 保证系统稳定 性(电压和频 率稳定) 在波动性发电 占比较高时, 保证短期频率 控制 应对更频繁、 更快速和更不 可预测的供需 平衡变化,并 进行系统调节 提前一小时和 一天,确定可 用发电资源的 运行计划,应 对系统状况 解决因特定天 气出现导致波 动性发电的长 期供应过剩或 不足 平衡波动性发 电的季节性和 年际可用性与 电力需求 与系统运行 和规划的下 列领域有关 动态稳定性 (惯性响应, 电网强度) 主一次和二次 频率响应,包 括自动发电控 制 自动发点控 制,经济调度, 平衡实时市 场,调节 经济调度适用 于提前一小 时,机组组合 适用于提前一 天 机组组合,调 度,充裕度 水火电协调, 充裕度,电力系 统规划 资料来源IEA,中国电力系统转型 波动性可再生能源并网会对电力系统产生多种影响。这些影响并非突然出现,而 是随着波动性可再生能源渗透率的提高而逐步增多。2021 年风电、光伏发电量 9785 亿千瓦时,占全社会用电量的比重首次突破 10,达到 11.7,已进入第 3 阶段,有些省份已经进入第 5、甚至第 6 阶段,对系统灵活性的要求不断提高。 第 1 阶段已部署第一批波动性可再生能源发电厂,但对系统基本没有影响;只 会造成极少的局部影响,例如在发电厂的并网点。 第 2 阶段随着波动性可再生能源发电厂数量的增加,负荷与净负荷之间的变化 日益明显。改进系统运行方式以更充分地利用现有系统资源,通常足以满足系统 并网要求。 敬请参阅最后一页特别声明 -10- 证券研究报告 电力设备新能源 图 7波动性可再生能源并网阶段划分(2017 年) 资料来源IEA,中国电力系统转型 表 3并网第 1 至第 4 阶段的相关影响概述 属性随着各阶段的推进累加 第1 阶段 第2 阶段 第3 阶段 第4 阶段 从系统角度的特点 总结 在整个系统层面,波 动性可再生能源发电 容量并不重要 系统运营商关注到波 动性可再生能源发电 容量 随着供需平衡的起伏 加大,灵活性变得更 重要 稳定性变得重要。在个 别时间,波动性可再生 能源发电容量满足近 100的需求 对现有发电企业的 影响 负荷与净负荷之间没 有显著差异 净负荷的不确定性和 波动性没有显著提高, 但为了消纳波动性可 再生能源,现有发电企 业需要对运行模式做 出小幅调整 净负荷波动性加大。 运行模式有较大差异; 连续运行的发电厂数 量减少 没有发电厂全时运行; 所有发电厂调整发电 量,以消纳波动性可再 生能源 对电网的影响 靠近并网点的地方电网状况若有 极有可能影响地方电 网状况;电网内电力潮 流转移可能导致输电 阻塞 受到不同地点气候状 况的影响,电网内电 力潮流模式出现显著 变化;电网高压和低压 部分之间双向电力潮 流增加 要求电网强化,改善电 网在扰动后恢复的能 力 挑战主要取决于 电网中的本地状况 需求和 VRE 发电量的匹配情况 灵活资源的可及性 系统承受扰动的强度 资料来源IEA,中国电力系统转型 第 3 阶段供需平衡难度更大,需要系统性地提高电力系统灵活性,现有设施和 改进运行方式难以满足这一要求。 第 4 阶段在某些特定时段,波动性可再生能源发电量足以提供系统大部分电力 需求,电力系统在系统受到扰动后迅速响应的方式发生变化。可能涉及到规则调 整,使波动性可再生能源发电也要提供频率响应服务,如一次调频和二次调频。 第 5 阶段波动性可再生能源发电量经常超过电力需求,如果没有额外处理方式, 将导致出现净负荷的结构性过剩,增加弃电风险。(1)将用电需求向波动性可 再生能源发电量较高的时期转移;(2)通过电气化创造新需求;(3)增加与 相邻系统的电力交换。 第 6 阶段提高波动性可再生能源占比的主要挑战是在风能和太阳能可用率持 续较低时(比如数周)如何满足电力需求,以及供应不易于电气化的应用需求。 因此,这个阶段需要季节性储能,以及应用氢等合成燃料。 敬请参阅最后一页特别声明 -11- 证券研究报告 电力设备新能源 1.3、 电力市场改革体现电力发展周期 电力作为特殊的商品和生产要素,具有时间价值和空间价值。(1)电力具有时 间价值一天内不同时刻负荷大小不同,负荷高的时刻发电成本高,负荷低的时 刻发电成本低,分时电价反应不同时刻的边际机组发电价格;(2)电力具有空 间价值不同地区电力资源供求关系不同,负荷中心发电资源稀缺,发电成本高, 电源中心发电资源富裕,发电成本低,节点/分区电价反应不同地区的边际机组 发电价格。 图 8电力的时间价值 图 9电力的空间价值 现货市场中,不同时间、 不 同负荷水平,市场价格不 同 资料来源北京清能互联科技有限公司,电力市场概论 资料来源北京清能互联科技有限公司,电力市场概论 图 10电力体制改革历程 1997 2002 2015 撤销电力部 成立国家电力公司 “ 5 号文”第一次 电改“厂 网分离 ” “ 9 号文”第二次 电改售电侧放开 发 电 输 电 配 电 售 电 市场结构 全 产 业 链 计 划 性 一 体 化 国 家 电 力 公 司 政府定价 市场结构 市场结构 交易路径 五大发电集团 各类资本发电厂 国家电网、南方电网 输配售一体化 上网电价、销售电价 政府定价 五大发电集团 各类资本发电厂 国家电网、南方 电网 、蒙 西电网 严格监管下自然 垄断 存量配网 地市供电局 计划 性用 电 镇街供电所 增量配网 社会资本进入 市场化用电 各类售电公司 发电厂 A 发电厂 C发电厂 B 交易中心 电网企业 售电公司 大用户 计划性用户 市场化用户 计划性发电、输配电价、计划 性用电、由政府定价 “ 118 号文” 全国统一电力市场 2021 电网代购向全部 进入市场过渡 电力富余,计 划体制向市场 体制过渡 区域产能过剩、调度不灵 活、省间交易壁垒,发电 公司与电网公司独立运营 经济发展放缓、电力 行业产能过剩、电价 未能反映真正成本 新能源占比提高、 市场化决定电价、 提高运行效率 2022 “ 1439 号文” 全部进入电力市场 1985 - 1987 “ 72 号文” ,集资 办电,“三公”调度 垂 直 一 体 化 公 用 事 业 电 力 部 政府定价 “ 电荒 ” ,省 为主体,第三 方允许建电厂 2017 第一批现 货试点 市场结构 市场化发电、用电 价格、由市场形成 资料来源发改委、国家能源局,舒印彪构建新型电力系统八点建议等,光大证券研究所绘制 电力市场改革可发挥市场优化配置资源作用, 经济发展放缓、电力行业产能过 剩、电价未能反映真正成本,构成了电力行业市场化改革的最强大动力。 第一阶段“电荒”问题促使垂直一体化的电力部进行所有制结构改革。20 世 纪 80 年代,中央政府财政资金并不充裕导致电力投资严重不足,第三方被允许 投资发电项目。中央政府于 1987 年开始实施“三公”调度原则,以确保电力调 度的“公开、公平、公正”。 第二阶段成立国家电力公司,计划体制改造成由市场配置资源的体制。1997 年,为减少政府干预经济,电力行业的大部分资产都从电力工业部转移至新成立 的国家电力公司。 敬请参阅最后一页特别声明 -12- 证券研究报告 电力设备新能源 第三阶段区域产能过剩、调度不灵活、省间交易壁垒,促成第一次电力体制改 革。2002 年,电力体制改革方案(中发[2002]5 号文件)发布,实现“厂 网分开”、“政企分开”,发电公司与电网公司开始独立运营。 第四阶段经济发展放缓、电力行业产能过剩、电价未能反映真正成本,第二次 电力体制改革迎难而上。2015 年,关于进一步深化电力体制改革的若干意见 (中发[2015]9 号文)正式印发,目标是实现“三放开、一独立、三加强”,管 住中间,放开两头,激活发电侧与售电侧市场动力。 第五阶段促进新能源消纳、市场化决定电价、提高运行效率,全国统一电力市 场建设正式启动。2021 年 10 月,关于进一步深化燃煤发电上网电价市场化 改革的通知(发改价格〔2021〕1439 号)发布,燃煤发电量全部进入电力市 场、工商业用户全部进入电力市场。2022 年 1 月,关于加快建设全国统一电 力市场体系的指导意见(发改体改〔2022〕118 号)印发,明确到 2025 年, 全国统一电力市场体系初步建成,电力中长期、现货、辅助服务市场一体化设计、 联合运营;到 2030 年,全国统一电力市场体系基本建成,电力资源在全国范围 内得到进一步优化配置。 图 11发电设备利用小时变化 3 , 5 0 0 4 , 0 0 0 4 , 5 0 0 5 , 0 0 0 5 , 5 0 0 6 , 0 0 0 6 , 5 0 0 1970 1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 全 部 发 电 设 备 平 均 利 用 小 时 火 电 设 备 平 均 利 用 小 时 装机增速低于发电量增速时,发电机 组利用率便出现上升,反之则下降。 第一阶段“电荒”, 省为实体建电厂 第二阶段电力富余, 成立国家电力公司 第三阶段调度不 灵活,厂网分开 第四阶段产能过剩, 管住中间,放开两头 第五阶段新能源主体, 全国统一电力市场 资料来源wind,国家统计局,光大证券研究所绘制;单位小时 图 12电力装机与发电量增速变化 0 5 10 15 20 25 197 0 197 1 197 2 197 3 197 4 197 5 197 6 197 7 197 8 197 9 198 0 198 1 198 2 198 3 198 4 198 5 198 6 198 7 198 8 198 9 199 0 199 1 199 2 199 3 199 4 199 5 199 6 199 7 199 8 199 9 200 0 200 1 200 2 200 3 200 4 200 5 200 6 200 7 200 8 200 9 201 0 201 1 201 2 201 3 201 4 201 5 201 6 201 7 201 8 201 9 202 0 202 1 总装机增速 发电量增速装机增速的变动趋势往往 落后 于电量增速,这是造成机 组利 用率呈现较强周期性的原 因 第一阶段“电荒”, 省为实体建电厂 第二阶段电力富余, 成立国家电力公司 第三阶段调度不 灵活,厂网分开 第四阶段产能过剩, 管住中间,放开两头 第五阶段新能源主体, 全国统一电力市场 资料来源wind,国家统计局,光大证券研究所绘制 敬请参阅最后一页特别声明 -13- 证券研究报告 电力设备新能源 图 13火电机组装机与发电量增速变化 - 10 - 5 0 5 10 15 20 25 - 10 - 5 0 5 10 15 20 25 1970 1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 电量增速 -装机增速 装机 /发 电 量 增 速 火电电量增速 -火电 装机 增速 (右 ) 火 电 装 机 增 速 ( 左 ) 火 电 发 电 量 增 速 ( 左 ) 装机增速低于发电量增速时,发电机 组利用率便出现上升,反之则下降; 发电量增速与装机增速之差可以认为 近似等于机组利用率变动幅度 资料来源wind,国家统计局,光大证券研究所绘制 图 14电力投资与电力弹性系数 0 1 , 0 0 0 2 , 0 0 0 3 , 0 0 0 4 , 0 0 0 5 , 0 0 0 6 , 0 0 0 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 投资金额 电力弹性系数 /投 资 系 数 电源投资(右) 电网投资(右) 电 力 消 费 弹 性 系 数 ( 左 ) 电力生产弹性系 数( 左) 电源投资 /电 网 投 资 ( 左 ) 平均电力生产、平均电力消费弹性系 数为 1 . 0 6 , 略高于 G D P 增速 电网投资 / 电源投资具有周期 性,电网投资高于电源投资 资料来源wind,国家统计局,光大证券研究所绘制;单位亿元(右) 敬请参阅最后一页特别声明 -14- 证券研究报告 电力设备新能源 2、 电力市场是优化资源配置的选择 2.1、 电力市场构成 电力市场体系包括市场主体、交易对象、交易类型、价格形成机制等方面,电力 市场的各子市场相互联系、相互制约,共同形成合力,推动整个能源电力经济的 发展。电力市场体系中各类市场的划分有不同的维度,一般有交易数量和额度、 市场性质、交易品种、时间、竞争模式等维度。从交易品种维度,电力市场划分 为电能量市场、容量市场、辅助服务市场和输电权市场,从时间维度,电力市场 又可以划分为电力现货市场和中长期市场。 图 15电力市场构成 划 分 维度 交易数量和额度 市场性质 交易品种 时间 竞争模式 子市场 电力批发市场 电力零售市场 电力实物市场 电力金融市场 电能量市场 辅助服务市场 电力批发市场 电力零售市场 容量市场 输电权市场 单边市场 双边市场 资料来源国家电网,电力现货市场 101 问 电力市场的交易结构由垂直一体化向“管住中间、放开两头”转移。第一阶段 纵向一体,电力工业实行发供用一体化管理,不区分上网电价和输
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