煤炭开采行业深度报告：煤企开启能源转型，传统能源迎来新机遇-开源证券.pdf-solarbe文库

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煤炭开采请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 1 / 32 煤炭开采 2022年 09月 20日投资评级看好（维持）行业走势图数据来源聚源 8月煤炭产量延续下行，供紧需增煤价仍具向上动能行业点评报告 -2022.9.19 煤价加速上涨，政策扰动迎加仓布局时点行业周报 -2022.9.18 全球能源危机与地缘政治局势再升级，加配煤炭股行业周报 -2022.9.12 煤企开启能源转型，传统能源迎来新机遇行业深度报告张绪成（分析师）陈晨（分析师） zhangxuchengkysec.cn 证书编号 S0790520020003 chenchen1kysec.cn 证书编号 S0790522040001  煤炭行业资本开支高峰期已过，能源转型是大势所趋供给侧改革影响煤炭产量释放。 “十三五”期间煤炭行业进行供给侧改革，五年内累计淘汰落后产能超过 10 亿吨，煤炭行业落后产能快速出清，煤炭产能大幅优化。 2016-2018年煤炭行业低资本开支影响 2021年及以后煤炭产量释放。 “十三五”期间产能优化与低资本开支是导致目前煤炭供给偏紧的重要因素。“双碳” 背景下，煤企新建产能意愿减弱。 “双碳”政策严控煤炭消费增长，我们预计煤炭消费量将于 2030年前后达峰，远期煤炭需求下降必将对现在煤企新建产能产生负面影响。一般煤矿开采期限为 40-50年，新建煤矿已不是煤企资本开支的最优选择。能源转型是煤企意愿与能力的匹配。煤炭行业景气上行，煤企盈利稳步提升，碳中和背景下，煤企煤炭主业资本开支意愿减弱，行业高盈利持续支撑传统能源转型，为确保未来市场地位与竞争优势，能源转型已成煤企共识。同时，煤企能源转型受到政策大力支持，能源转型是大势所趋。  “双碳”助力煤企转型，新能源转型是主要转型路径转型方向一风光绿电。风光绿电转型为运营型转型路线，是煤企能源转型的主要路径之一。我国风光资源丰富，风电、光伏装机量均有望保持高速增长，“风光火储”一体化有望成为未来的能源形态。由于煤炭下游主要为煤电，煤企具有一定的电力运营能力，风光绿电转型是煤企转型初期的主要路径。转型方向二储能电池。储能电池转型为技术型转型路线，储能技术目前尚处于发展初期，技术路线较多。由于可再生能源发电具有不连续、不稳定的特点，储能技术成为解决其消纳和不连续问题的关键技术。随着可再生能源占比的逐渐提升，储能行业发展空间非常广阔。煤企储能转型方向主要为钠离子电池、全钒液流电池、铁铬液流电池、飞轮储能、抽水蓄能等。转型方向三氢能。氢能应用尚处于起步阶段，煤化工副产氢具有先发优势和成本优势，绿氢（电解水制氢）转型是氢能发展的最终目标。绿氢有望成为低碳经济最具前景的能源载体，是助力碳中和的关键技术之一，极具发展潜力。转型方向四低碳新材料。新材料转型为产业链延伸路线，煤企需配备煤化工产业链，下游延伸发展低碳新材料，传统能源企业向科技型企业转型。煤化工延伸主要包括煤化工与其他产业一体化、碳捕集与利用、绿氢耦合、做长煤化工产业链、发展副产物精细化工等。  煤企能源转型大幕开启，估值有望提升电投能源上市煤企中风光绿电运营规模最大，并已启动兆瓦级铁 -铬液流电池储能项目。盘江股份规划发展风电、光伏、火电、抽水蓄能项目 612万千瓦， “风光火储”多能互补空间广阔。中国神华通过国能基金布局新能源产业。兖矿能源规划转型新能源、新材料与高端装备。中煤能源新能源与现有主业的互补耦合，渔光互补项目先期 30MW 成功并网发电。靖远煤电远期规划光伏装机容量达 1GW。华阳股份布局钠离子电池全产业链，并提供光伏、飞轮储能一体化能源解决方案。永泰能源规划布局钒矿全钒液流电池。美锦能源全方位布局氢能产业链。宝丰能源煤化工产向低碳、绿氢耦合与新材料方向发展。金能科技布局氢能和渔光互补一体化项目。淮北矿业通过成立“绿色化工研究院”多方位布局新产业。广汇能源推行制氢、输氢、储氢、用氢相关业务的发展。中国旭阳集团有望成为北方制氢龙头。  风险提示转型不达预期、宏观经济恢复不及预期、政府补助减少。 -36 -24 -12 0 12 24 2021-09 2022-01 2022-05 煤炭开采沪深 300 相关研究报告开源证券证券研究报告行业深度报告行业研究行业深度报告请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 2 / 32 目录 1、 “双碳 ”政策助推能源变革，传统能源转型已是大势所趋 . 4 1.1、供给侧改革叠加煤炭行业资本开支高峰已过 4 1.2、 “双碳 ”政策导致煤企新建产能意愿下降 5 1.3、高盈利支撑煤企能源转型 . 6 2、煤企转型多元化，四路径或成主流 7 2.1、风光绿电是煤企能源转型主要路径之一 8 2.1.1、风电为绿电转型重要路径 . 8 2.1.2、光伏为绿电转型另一选择 . 10 2.2、储能电池也是煤企转型发展的重要方向 11 2.2.1、钠离子电池应用前景广阔 . 11 2.2.2、液流电池有望成为大规模储能的首选技术 . 12 2.2.3、飞轮储能有效解决新能源一次调频 . 13 2.3、氢能被认为是最理想的能源 . 14 2.3.1、绿氢是氢能发展的最终目标 . 14 2.3.2、目前化石能源制氢占比较大，氢能发展得到政策支持 . 15 2.3.3、煤炭企业煤制氢具有先发优势 . 16 2.4、煤化工产业链延伸往高端新材料方向延伸 16 2.4.1、统筹煤化工和其他产业，发展低碳煤化工 . 17 2.4.2、产业链延伸发展高端新材料 . 17 3、煤企能源转型大幕开启，估值有望提升 . 17 3.1、电投能源上市煤企中新能源运营规模最大 17 3.2、盘江股份背靠盘江煤电，发展 “风光火储 ”多能互补一体化 20 3.3、陕西煤业以股权投资为主，布局新能源、新材料、芯片赛道 20 3.4、中国神华打造绿电产业新亮点 . 20 3.5、兖矿能源提出 5-10年转型规划，发展绿电、氢能、高端新材料 . 21 3.6、中煤能源新能源产业迈出新步伐 22 3.7、靖远煤电远期规划光伏装机容量达 1GW 22 3.8、华阳股份钠离子电池、光伏、飞轮储能一体化能源解决方案 23 3.9、永泰能源布局钒矿全钒液流电池 24 3.10、美锦能源全方位布局氢能产业链 25 3.11、宝丰能源煤化工产业链延伸与绿氢布局 27 3.12、金能科技布局氢能和渔光互补一体化项目 27 3.13、淮北矿业多方位布局产业转型 . 28 3.14、广汇能源大力发展氢能产业链 . 28 3.15、中国旭阳集团有望成为北方制氢龙头 29 4、投资建议 29 5、风险提示 30 图表目录图 1 “十三五 ”煤炭行业去产能超过 10亿吨 4 图 2 “十三五 ”期间煤矿数量大幅减少 4 图 3 2016-2018年低资本开支影响未来煤炭产能 . 5 行业深度报告请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 3 / 32 图 4 2017-2021年煤炭行业产能集中释放后增量将很小 . 5 图 5 预计 2060年非化石能源消费占比将达 80 . 5 图 6 预计煤炭消费量于 2030年前达到峰值 5 图 7 2020年以来国内新批产能数量明显减少 . 6 图 8 2022-2025年全球煤炭新建产能或明显低于 2021年 . 6 图 9 2021年以来煤炭上市公司归母净利润大幅增长 . 7 图 10 2021年以来煤炭上市公司货币资金大幅增长 . 7 图 11 2021年重点煤炭上市公司固定资产投资增速走弱 . 7 图 12 2021年重点煤炭上市公司现金流大幅增长 . 7 图 13 煤企转型开启第二增长曲线四种途径 8 图 14 风电产业链包括风机制造与风场运营 8 图 15 我国西部地区风能资源丰富 . 8 图 16 全球风电累计装机规模快速增长 . 9 图 17 2022年我国风电装机规模有望稳步提升 . 9 图 18 光伏产业链包括硅料、中游组件及下游发电系统 10 图 19 国内光伏装机有望保持高速增长 . 10 图 20 2013-2021世界光伏项目招标最低价迅速下降 . 10 图 21 地壳中钠元素含量约是锂的 422倍 11 图 22 碳酸锂价格远高于碳酸钠价格 . 11 图 23 钠离子电池将用于大规模储能与低速电动车市场 12 图 24 液流电池发展体系众多 . 13 图 25 飞轮储能通过飞轮的高速旋转储能 14 图 26 绿氢是氢能发展的最终目标 . 15 图 27 煤制氢的产能适应性特点 . 16 图 28 公司及集团合计持有中科海钠 15.53股份，为第二大股东 . 24 图 29 公司用焦化副产品焦炉煤气制取氢气，提高副产品价值的同时实现成功转型 25 表 1 我国推动大型风能基地布局 . 9 表 2 钠离子电池具备能量密度水平可观、高安全性、高适应性等优势 12 表 3 氢与其他能源相比具有更高的热值 . 14 表 4 可再生能源助力绿氢成本降低 . 15 表 5 截至 2022年 7月 30日，公司在运新能源装机容量共计 155万千瓦 18 表 6 中国神华将通过国能基金，加速发展新能源产业 21 表 7 中国神华出资 20亿元参与设立国能低碳基金 21 表 8 1GW光伏项目若顺利建成投产或将贡献年化业绩约 1亿元 23 表 9 公司焦化规模行业领先，可以实现大规模制氢 26 表 10 公司全方位布局氢能产业链 . 26 表 11 宝丰能源煤化工在建项目逐步投产 27 表 12 受益标的盈利预测和估值 . 29 行业深度报告请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 4 / 32 1、 “双碳”政策助推能源变革，传统能源转型已是大势所趋 1.1、供给侧改革叠加煤炭行业资本开支高峰已过 “十三五 ”期间煤炭行业供给侧改革。 2016-2020年，煤炭行业深化开展了供给侧结构性改革，并取得显著成效，五年内累计淘汰落后产能超过 10 亿吨，淘汰煤矿数量一半以上，超额完成 2016 年提出的化解过剩产能目标。根据煤炭工业协会数据，截至 2020 年底，全国累计退出煤矿 6100 处左右， 2021 年我国煤矿数量进一步减少至 4500 处左右。煤炭行业落后产能实现快速出清，煤炭产能结构大幅优化。图 1 “十三五 ”煤炭行业去产能超过 10亿吨图 2 “十三五 ”期间煤矿数量大幅减少数据来源煤炭工业协会、开源证券研究所数据来源煤炭工业协会、开源证券研究所煤炭行业资本开支高峰期已过。煤炭行业固定资产投资在 2012 年之后持续下滑，直到 2018年才有所回升， 2021年在煤炭供给紧张的情况下，煤炭行业资本开支回升至 2015 年水平。一般煤炭产能释放平均需要 3-5 年的建设周期，大型井工矿建设周期甚至达到 5-8年， 2016-2018年煤炭行业低资本开支影响 2021年及以后煤炭产量释放，是目前国内煤炭供给偏紧的重要因素。 2019-2021 年煤炭行业资本开支有所回升，主因煤矿智能化改造和新批矿井开始建设。 2020 年中国已建成智能化采煤工作面 494个，较 2019年增加了 219个，煤矿智能化改造成为煤炭行业资本开支的回升的重要因素。但 2019-2021年煤炭行业资本开支增速依然处于较低水平，煤炭行业资本开支高峰期已过。在保供政策下，我们认为 2017-2021年煤炭行业新增产能已集中释放，而相对较低的固定资产投资增速带来的长期产能增长十分有限。行业深度报告请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 5 / 32 图 3 2016-2018年低资本开支影响未来煤炭产能图 4 2017-2021年煤炭行业产能集中释放后增量将很小数据来源煤炭工业协会、开源证券研究所数据来源 Wind、开源证券研究所 1.2、 “双碳 ”政策导致煤企新建产能意愿下降 “双碳 ”政策从预期限制煤炭消费长期增长。 2020年 9月以来，党中央多次提及 “碳达峰 ”、 “碳中和 ”的战略规划目标。 2021 年 10 月，关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见、 2030 年前碳达峰行动方案两份纲领文件发布，明确 “十四五 ”时期将严控煤炭消费增长， “十五五 ”期间将逐步减少煤炭消费，预计我国在 2025年非化石能源消费比重达到 20左右， 2030年非化石能源消费比重达到 25左右， 2060年非化石能源消费比重达到 80以上。根据 2030年前碳达峰行动方案，煤炭预计于 2025年 -2030前后触及需求天花板，经测算峰值煤炭消费量或约 29.4 亿吨标准煤，相较于 2020年复合年均增速约 0.8。根据中煤协制定的煤炭行业落实 “十四五 ”发展规划，化解过剩产能、淘汰落后产能仍是重点任务，到 “十四五 ”末，全国煤矿数量或将减少至 4000处左右。图 5 预计 2060年非化石能源消费占比将达 80 图 6 预计煤炭消费量于 2030年前达到峰值数据来源国务院、 Wind、开源证券研究所数据来源国务院、 Wind、开源证券研究所煤企新建产能意愿明显减弱。持续发力的 “双碳 ”政策，对煤炭行业影响深远， “碳达峰 ”、 “碳中和 ”已成行业共识，远期煤炭需求的大幅下降必将对现在煤企新建产能产生负面影响。一般煤矿开采期限为 40-50年，目前新建矿井达产后将很快迎来 “碳达峰 ”，可以预计在 “碳达峰 ”后煤炭消费量将逐渐下滑，投资新矿或已达不到煤企设计的开采年限，新建煤矿已不是煤企的最优选择。 2020 年以来，我国新批煤炭产能数量明显减少，煤企新建产能意愿亦大幅减弱。国际煤炭新增产能增速亦或明显下 -4 0 -2 0 0 2 0 4 0 6 0 8 0 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 煤炭行业固定资产投资亿元）右煤炭行业固定资产投资同比 69 64 57 51 45 38 32 26 20 13 6 17 18 19 19 18 17 16 14 12 10 8 4 6 8 10 12 12 10 9 8 8 6 9 12 16 20 25 34 43 51 60 70 80 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 1 0 0 2 0 1 0 2 0 1 5 2 0 2 0 2 0 2 5 E 2 0 3 0 E 2 0 3 5 E 2 0 4 0 E 2 0 4 5 E 2 0 5 0 E 2 0 5 5 E 2 0 6 0 E 煤炭石油天然气非化石能源（水电、风电、核电） -1 4 -1 2 -1 0 -8 -6 -4 -2 0 2 4 0 5 10 15 20 25 30 35 2 0 1 0 2 0 1 5 2 0 2 0 2 0 2 5 E 2 0 3 0 E 2 0 3 5 E 2 0 4 0 E 2 0 4 5 E 2 0 5 0 E 2 0 5 5 E 2 0 6 0 E 煤炭消费（亿吨标准煤）右煤炭消费量增速（复合年均）行业深度报告请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 6 / 32 滑， 2019 年以来全球化石能源资本开支增速明显下滑， “碳中和 ”已成为全球共识， IEA预计 2022-2025年全球煤矿新建产能中枢约 5000万吨，大幅低于 2021年的 1.4 亿吨。图 7 2020年以来国内新批产能数量明显减少图 8 2022-2025年全球煤炭新建产能或明显低于 2021年数据来源发改委、能源局、开源证券研究所数据来源 IEA、开源证券研究所 1.3、高盈利支撑煤企能源转型煤企高盈利有望持续，现金流充沛。 2016年以来，随着供给侧结构性改革、碳中和政策带来的供给约束以及俄乌冲突下出现的全球能源紧张，煤炭行业盈利稳步提升，当前行业维持高景气度，在新增供给受约束情况下，煤炭供给有望持续偏紧，行业高盈利有望长时间持续。根据 Wind 数据， 2021 年，重点煤炭上市公司归母净利达 1515亿元，同比增长 74.9，货币资金 4669亿元，同比增长 47.5，经营性现金流量净额 3452亿元，同比增长 70.8。 2022年上半年，重点煤炭上市公司归母净利 1455亿元，同比增长 98.7，货币资金 5829亿元，同比增长 43.0，经营性现金流量净额 1812亿元，同比增长 46.6， 2021年以来，重点煤炭上市公司盈利能力大幅提升。由于煤企新增产能意愿减弱， 2021年重点煤炭上市公司用于购建固定资产、无形资产和其他长期资产支付的现金为 887亿元，同比仅增长 0.2。经营活动产生的现金流入与投资活动产生的现金流出，呈现明显的背离，煤企现金流充沛。高盈利支撑煤企开启能源转型。在碳中和的大背景下，煤炭主业没有明显增量，未来煤炭供给有望持续偏紧，煤炭价格中枢有望维持高位，煤企高盈利支撑传统能源转型。能源转型有望确保煤企的未来市场地位与竞争优势，能源转型已成煤企共识。同时，煤企能源转型受到政策大力支持，“十四五”现代能源体系规划、“十四五”可再生能源发展规划明确要加快推动能源绿色低碳转型，大力发展风电、光伏、水电、生物质等可再生能源，提高可再生能源的存储、消纳和外送能力。传统能源与新能源结合、传统煤化工与高端新材料结合成为煤企的主要转型方向，煤企的转型路径与政策匹配，主要包括风光绿电、储能电池、氢能、高端新材料等。 4920 14340 6840 5740 400 2800 7910 19070 4460 1920 2590 0 5 0 0 0 1 0 0 0 0 1 5 0 0 0 2 0 0 0 0 2 5 0 0 0 国家发改委及能源局新批产能（万吨，改扩建项目仅计算增量） 14400 4100 7390 4535 6460 0 2 0 0 0 4 0 0 0 6 0 0 0 8 0 0 0 1 0 0 0 0 1 2 0 0 0 1 4 0 0 0 1 6 0 0 0 2 0 2 1 2 0 2 2 E 2 0 2 3 E 2 0 2 4 E 2 0 2 5 E 新建产能万吨 /年行业深度报告请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 7 / 32 图 9 2021年以来煤炭上市公司归母净利润大幅增长图 10 2021年以来煤炭上市公司货币资金大幅增长数据来源 Wind、开源证券研究所数据来源 Wind、开源证券研究所图 11 2021年重点煤炭上市公司固定资产投资增速走弱图 12 2021年重点煤炭上市公司现金流大幅增长数据来源 Wind、开源证券研究所数据来源 Wind、开源证券研究所 2、煤企转型多元化，四路径或成主流能源转型是“双碳”目标的要求。推动能源结构调整与转型、发展可再生能源是实现“双碳”目标的关键。煤炭是我国资源最丰富的化石能源，根据统计局数据， 2021年我国煤炭消费占一次能源消费的 56左右，同时煤炭也是能源消费碳排放的主要来源，煤炭利用产生的二氧化碳排放量约占能源消费排放的 70左右。煤企将向零碳、低碳方向转型，同时煤炭行业将推进煤炭的清洁高效利用，实现高碳能源低碳化利用，从而如期实现碳达峰、碳中和目标。四种能源转型路径。（ 1）风光绿电。风光绿电转型为运营型转型路线，是煤企能源转型的主要路径之一，该路径具有投资额较小、项目可分解、技术门槛相对较低、风险成本低等特点。风光绿电建成期短并可分批建设，建成即能形成稳定的现金流。由于大部分煤企具有坑口火电厂，煤炭下游客户主要为电厂，煤企具有一定的电力运营能力，风光绿电转型是煤企转型初期的主要路径。（ 2）储能电池。储能电池转型为技术型转型路线，储能技术目前尚处于发展初期，具有前期投资额大、风险成本较高、建成周期较长、短期无收益、后期投资回报率高等特点。由于煤企没有储能技术和管理经验，通常需要与技术团队合作，需要持续的技术创新投入。（ 3）氢能。灰氢（或副产氢）转型一般需要煤化工或气头化工产业链，副产氢综合运用发展氢能产业链具有先发优势和成本优势，目前氢能应用尚处于起步阶段，副产氢行业深度报告请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 8 / 32 综合利用是具有相关产业链煤企的重要转型方向。绿氢（绿电的电解水制氢）转型需要投资风光发电及电解水槽等设备，成本相对较高，但绿氢是氢能发展的最终目标。（ 4）高端新材料。高端新材料转型为化工产业链延伸路线，煤企需配备煤化工产业链，具备煤化工运营能力，下游延伸发展高端新材料，从传统能源企业向科技型企业转型。图 13 煤企转型开启第二增长曲线四种途径资料来源开源证券研究所 2.1、风光绿电是煤企能源转型主要路径之一 2.1.1、风电为绿电转型重要路径我国风能资源丰富，发展迅速。风电产业链由上游原材料及零部件、风机组装和风场运营三部分组成。我国风能资源丰富，西部地区开发潜力巨大。根据国家能源局数据， 2021年我国风电新增装机 47.6GW，全国风电装机总量 328GW，同比增长 16.7。图 14 风电产业链包括风机制造与风场运营图 15 我国西部地区风能资源丰富资料来源开源证券研究所资料来源中国政府网风光绿电储能电池氢能高端新材料能源转型技术型路线储能技术上不成熟，前期投资额大，有风险成本，建成期较长，短期无收益，后期投资回报高。运营型路线投资额较小（项目可分解），技术门槛较低，无风险成本，建成期短并可分批建设，建成即可形成稳定现金流。灰氢（或副产氢）一般需要煤化工或气头化工产业链，副产氢综合运用发展氢能产业链具有先发优势和成本优势绿氢（电解水）需要投资风光发电及电解水槽等设备，成本相对较高。产业链延伸需配备煤化工产业链，具备煤化工运营能力，下游延伸发展高端新材料，从传统能源企业向科技型企业转型。行业深度报告请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 9 / 32 风电产业受政策支持，未来发展空间广阔。根据全球风能理事会（ GWEC）数据， 2021年全球风电累计装机规模达 837GW， 2001-2010年风电累计装机规模复合年均增长率为 26， 2010-2015年复合年均增长率为 17， 2015-2021年复合年均增长率为 12，全球风电装机规模保持高速增长。国内风电产业受到政策支持，市场规模有望稳步提升。 2022年 2月 10日，国家发改委、能源局联合印发关于完善能源绿色低碳转型体制机制和政策措施的意见，明确符合条件的海上风电等可再生能源项目可按规定申请减免海域使用金，鼓励在风电等新能源开发建设中推广应用节地技术和节地模式。 2021 年，全国风电新增并网装机 47.6GW，为“十三五”以来年投产第二多，其中，陆上风电新增装机 30.7GW、海上风电新增装机 16.9GW。 “ 十四五 ”期间，我国将推动大型风电光伏等可再生能源基地建设，风电未来发展空间广阔。根据 GWEC 预测， 2025 年我国风电装机规模预计约 60GW， 2026 年将达约 65GW。图 16 全球风电累计装机规模快速增长图 17 2022年我国风电装机规模有望稳步提升数据来源 GWEC、开源证券研究所资料来源 GWEC 表 1 我国推动大型风能基地布局基地类型基地名称省份风光储一体化基地松辽清洁能源基地黑龙江、吉林、辽宁冀北清洁能源基地河北北部风光火储一体化基地黄河几字弯清洁能源基地内蒙古、宁夏河西走廊清洁能源基地甘肃风光水储一体化基地黄河上游清洁能源基地青海金沙江上游清洁能源基地四川雅砻江流域清洁能源基地贵州金沙江下游清洁能源基地云南风光水火储一体化基地新疆清洁能源基地新疆海上风电基地广东海上风电基地广东福建海上风电基地福建浙江海上风电基地浙江江苏海上风电基地江苏山东海上风电基地山东资料来源中国政府网、 SOLARZOOM、开源证券研究所行业深度报告请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 10 / 32 2.1.2、光伏为绿电转型另一选择与风电类似，光伏为绿电转型的另一选择。光伏是通过太阳能光电效应发电的绿色产业，由于太阳能取之不尽用之不竭，光伏成为绿电产业的重要支柱。光伏涉及多种产业链，包括上游硅原材料的开采和加工，中游光伏电池生产及组装，下游系统集成等。光伏发电系统可分为集中式光伏和分布式光伏，集中式大面积光伏主要建设在沙漠、戈壁等地区，可以充分利用废弃的土地资源，分布式光伏一般建设在楼顶、屋顶、厂房顶和蔬菜大棚等地方，可充分利用空间。图 18 光伏产业链包括硅料、中游组件及下游发电系统资料来源 CPIA 光伏装机有望保持高速增长，成本有望进一步降低。 2021年全国光伏新增装机 54.9GW，为历年以来年投产最多，其中光伏电站 25.6GW，分布式光伏 29.3GW。在 “双碳”目标下，清洁能源转型推动光伏装机快速增长，根据 CPIA预计，乐观情况下， 2022-2025年我国年均新增光伏装机量将达 90-110GW，国内光伏装机有望保持高速增长。据 IRENA统计，过去十年全球太阳能发电成本降低 82，下降幅度远高于其他能源，随着光伏产业链技术的不断成熟，光伏发电成本有望进一步降低，光伏产业进入高速发展时期。图 19 国内光伏装机有望保持高速增长图 20 2013-2021世界光伏项目招标最低价迅速下降数据来源 CPIA、开源证券研究所数据来源 IRENA、开源证券研究所煤企可建立以煤电为核心，绿电互补的新型能源系统。各煤炭企业根据自身产业结构及战略规划，可切入风电、光伏产业链，主要包括风电运营、光伏材料及组件的制造、光伏电站运营。煤炭企业普遍拥有较多矿区，除有丰富的煤炭资源优势外，还有大量的土地、风、光等其他资源。部分矿区煤炭资源临近枯竭，采煤沉水 8 . 3 4 . 9 7 4 . 9 7 2 . 4 2 1 . 7 9 1 .7 5 1 . 6 1 . 3 2 1 . 0 4 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 2013 - 2 0 2 1 光伏项目招标最低价（美分 /k W h ）行业深度报告请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 11 / 32 区曾一度困扰各个煤矿，利用大片闲置土地发展风电、光伏可很好解决土地闲置问题，充分利用土地资源。多数煤炭企业拥有关联电厂，在发电、输电、入网等领域拥有资源和经验优势，煤炭企业可以充分发挥煤矿区位优势，结合火电运营经验，发展以煤电为核心，风电、光伏互补的清洁能源系统。 2.2、储能电池也是煤企转型发展的重要方向储能技术是风电、光伏大规模发展的前提技术。可再生能源发电具有不连续、不稳定的特点，大规模并网会对电力系统的安全性、可靠性造成严峻挑战。为解决可再生能源发电的消纳和不连续的问题，必须配备相应的储能技术。储能技术可有效调控可再生能源发电的不稳定性，实现其安全稳定供电。因此，储能技术是构建以新能源为主体的新型电力系统，实现双碳目标的关键支撑技术。 2021 年 7 月 15 日，发改委、国家能源局发布关于加快推动新型储能发展的指导意见，计划到 2025 年实现新型储能从商业化初期向规模化发展的转变， 2030 年实现新型储能全面市场化发展。储能技术路线较多，目前呈现出蓬勃发展的局面。现有储能技术包括抽水储能、压缩空气储能、飞轮储能和超导磁储能等物理储能技术以及钠离子电池、锂离子电池、铅炭电池、液流电池、液态金属电池和超级电容器等电化学储能技术。随着风电、光伏装机量的快速提升，储能电池行业呈现出蓬勃发展的局面。由于储能具有一定的技术壁垒，煤炭企业进入储能行业时，往往需要和技术团队合作，并利用自身风、光、火、储一体化的产业优势，在技术成熟后，迅速扩大储能产业规模。 2.2.1、钠离子电池应用前景广阔钠离子电池与锂离子电池类似，但钠离子电池具有成本优势。新能源汽车引领电池革命，作为新一代高性能储能装置，锂离子电池已在便携式电子产品和电动汽车等领域中得到了广泛的应用。由于锂资源相对稀少，锂资源成为所有国家或锂电企业争相争夺的战略资源，碳酸锂的价格也随之水涨船高，我国电池级碳酸锂价格由 2020年初的 5万元 /吨上涨到 2022年 8月的 47万元 /吨，稀缺的锂资源决定了锂电池无法应用于大规模储能。钠电池与锂电池原理相似，放电时，电池内部负极 Na 穿过电解液到达正极，外部电路中电子从负极流向正极，正极中过渡金属呈得电子价态。根据 JEFFERSON LAB数据，钠元素在地壳中的含量排名第六位，约是锂元素的 422倍，碳酸钠价格亦远低于碳酸锂价格，钠离子电池具有明显的成本优势。图 21 地壳中钠元素含量约是锂的 422倍图 22 碳酸锂价格远高于碳酸钠价格数据来源 JEFFERSON LAB、开源证券研究所数据来源 Wind、开源证券研究所行业深度报告请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 12 / 32 钠离子电池具有成本低和安全性高的特点，有望大规模应用于储能领域。由于钠元素相对原子质量大于锂元素，钠离子电池能量密度低于锂离子电池。但钠离子电池能量密度、循环次数高于铅酸电池，相较于传统铅酸电池 30-50Wh/kg的能量密度，钠离子电池已经达到 100-150Wh/kg，约为传统铅酸电池能量密度的 2-5 倍，钠离子电池有望取代铅酸电池在电动低速车市场的地位。钠离子电池安全性比锂离子电池更高，过充、过放、短路、穿刺等测试不起火不爆炸。同时，随着钠离子电池的规模化发展，其原料更易得，成本将远低于锂离子电池，钠离子电池有望在储能市场得到大规模应用，发展前景非常广阔。表 2 钠离子电池具备能量密度水平可观、高安全性、高适应性等优势铅酸电池锂电池钠离子电池质量能量密度（ Wh/kg） 30-50 150-250 100-150 体积能量密度（ Wh/L） 60-100 200-350 180-280 循环寿命 300次以上 3000次以上 2000次以上低温性能 -20℃容量保持率小于 60 0℃容量保持 60-70、 -20℃容量保持率小于 70 -20℃容量保持率接近 90 高温性能高于 50℃会因负极硫化容量损失而降低寿命 60℃容量保持 100 -40℃至 80℃正常工作工作电压 2.1V 3.0-4.5V 2.8-3.5V 环保性铅、酸污染清洁清洁安全性较高较高最高倍率性能最差较优最优成本（元 /Wh） 0.3-0.5 0.5-0.9 0.3-0.6 资料来源中科海钠官网、宁德时代官网、北极星储能网、钠离子电池正极材料研究进展、开源证券研究所图 23 钠离子电池将用于大规模储能与低速电动车市场资料来源中科海钠官网 2.2.2、液流电池有望成为大规模储能的首选技术液流电池具有本征安全性和循环次数高的突出优势。在众多储能技术中，液流电池储能技术具有本征安全性、生命周期内性价比高、环境友好、循环次数高等优点。液流电池是通过电解液中活性物质在电极上发生电化学氧化还原反应（即价态可逆变化）来实现电能和化学能的相互转化。与其他传统离子蓄电池相比，液流电池的电池结构不同，其能量储存在正、负极电解液中。液流电池的正、负极电解液储罐是完全独立分离放置在堆栈外部的，通过两个循环动力泵将正、负极电解液通行业深度报告请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 13 / 32 过管道泵入液流电池堆栈中并持续发生电化学反应，从而实现化学能与电能的相互转换。液流电池的结构特点及能量储存方式使液流电池有安全性高、循环寿命长的突出优势，其循环次数超过 10000次，被认为是大规模储能技术的首选技术之一。液流电池种类多样，铁 -铬液流电池和全钒液流电池发展领先。液流电池可分为铁铬液流电池、锌溴液流电池、全铁液流电池、全钒液流电池等。根据正负极电解质活性物质的形态，液流电池又可分为液 -液型液流电池和沉积型液流电池。电池正、负极氧化态及还原态的活性物质均为可溶于水的溶液状态的液流电池为液 -液型液流电池，例如全钒液流电池、多硫化钠 /溴液流电池等。沉积型液流电池是指在运行过程中伴有沉积反应发生的液流电池。电极正负极电解质溶液中只有一侧发生沉积反应的液流电池，称为半沉积型液流电池，如锌溴液流电池、锌铁液流电池等；电池正负极电解质溶液都发生沉积反应的液流电池为全沉积型液流电池，如铅酸液流电池、锌锰液流电池等。目前，铁 -铬液流电池和全钒液流电池已处于产业化初期，有望在未来的储能市场崭露头角。图 24 液流电池发展体系众多资料来源液流电池储能技术研究进展 2.2.3、飞轮储能有效解决新能源一次调频飞轮储能是一种机电能量转换物理储能装置。飞轮储能是利用飞轮的高速旋转，将电能以机械能的形式进行存储。在储能阶段，通过电动机拖动飞轮，使飞轮本体加速到一定的转速，将电能转化为动能