煤炭深度报告：能源替代研究框架及今明年替代分析-国信证券.pdf-solarbe文库

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请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容证券研究报告 | 2022年 10月 19日证券分析师樊金璐 010-88005330 fanjinluguosen.com.cn S0980522070002 行业研究 · 深度报告煤炭 · 煤炭投资评级超配（维持）能源替代研究框架及今明年替代分析请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容报告摘要 1.能源革命推动社会进步，人类发展中经历了三次能源革命及能源替代。安全性、经济性、清洁性是能源革命（替代）本质需求。能源的安全性确保能源需求能够得到稳定保障；能源的经济性驱动着能源选择的变化；能源清洁性要求促进能源变革。三者的核心在于技术进步。技术进步与资源禀赋特征共同促进能源替代。 2.能源替代能源价格变动与可再生能源不稳定下的优化选择。（ 1）能源经济性替代当国际市场油气价格上涨时，煤炭体现出成本优势，成为短期替代油气能源的最优选择。煤与油之间主要通过电动车代替燃油车、煤制油以及煤化工替代石油化工实现替代；煤与气之间主要通过煤电替代气电、燃煤供暖替代燃气供暖和煤制气实现替代。（ 2）能源稳定性替代可再生能源的发展还受制于技术、经济性和安全可靠性影响，而煤炭与可再生能源之间可通过电力替代来应对可再生能源的不稳定性，提供电力供应保障。（ 3）我国丰富的煤炭资源储备、煤与油气相似的终端消费场景、较高的可再生能源占比为实现煤炭能源替代提供了基础。 3.供给方便国际能源价格上升，能源进口同比大幅下滑。 2022年 1-8月，煤、石油、 LNG进口累计量同比下降 15、 4.7和 22.1。基于该变化率，预计 2022年全年煤炭进口相比 2021 年减少 4858万吨，石油减少 2401万吨，天然气进口减少 185亿立方米，其中 LNG减少 246亿立方米，管道天然气增加 62亿立方米。同时，基于我国增产保供策略，石油和天然气的供给全年将分别增加 557万吨和 115亿立方米，煤炭起到托底保障作用，缺口基本由煤炭增产来补充。 4.需求方面 2022年，煤炭需求增加约 1.9亿吨，以满足消费需求增加和其他能源替代。（ 1）在 2021年能源供需基准上进行替代。 ① 从全年来看，经济性替代方面，需要煤炭（替代油气） 3180.8万吨，以实现对 1606.2万吨石油和 67.9亿立方米天然气的替代；增加煤炭需求 4857.5万吨，补足进口短缺； ② 稳定性替代方面，增加煤炭需求 2567.2万吨，实现与可再生能源的替代；（ 2） 2022年能源消费增长部分的煤炭需求，还需额外增加煤炭 8216.2万吨，满足 2022年能源消费总量增量的煤炭需求。（ 3）仅看 2022年四季度，我们测算需要额外煤炭需求 7232.8万吨，以满足能源替代和能源消费增量的总需求。 5.预测明年 2023年，能源替代的煤炭需求波动范围为 -4964.6万吨到 6331.2万吨。在未来油气价格回落且可再生能源电力增加的低煤炭需求情景下，出现其他能源替代煤炭的情况，进而相比 2022年减少煤炭需求 4964.6万吨；而在油气价格维持高位且可再生能源电力出力降低的高煤炭需求情景下，需进一步提供 6331.2万吨煤炭来满足能源替代需求。我们预测 2023年的煤炭替代需求量约为 2081.8万吨，基于 2022年上半年的高基数，上半年煤电替代水电的需求较多。 6.投资建议能源革命与能源替代推动了社会经济进步，在当前国际能源价格高位、新能源波动加大的情况下，国内煤炭能源发挥了经济性替代和稳定性替代的作用。 2022年，我们预测经济性替代和稳定性替代需要增加煤炭 5748.0万吨，仅四季度就会增加 3793.9万吨，主要因为水电出力大幅下降。 2023年能源替代的煤炭需求波动范围为 -4964.6万吨到 6331.2 万吨，我们预计为 2081.8万吨。在全球能源供需紧张格局下，国内相对低价的煤炭必然会替代高价能源，也必须要为新能源的不稳定性来兜底。受今年极端天气影响，四季度水电供应大幅下降，煤炭需求进一步提升。维持行业 “ 超配 ” 评级。建议关注中国神华、陕西煤业、发展煤制乙醇的淮北矿业、转型新能源的盘江股份、华阳股份以及煤矿智能化龙头天地科技。 7.风险提示疫情的反复；产能大量释放；新能源的替代；国际油气价格回落；安全事故影响。请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容目录 Contents ◆能源革命推动全球社会经济发展 ◆中国能源替代研究框架和技术路径 ◆我国今年及明年能源替代情况分析 ◆投资机会及风险提示请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容 1.能源革命推动全球社会经济发展请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容需求升级与科技进步推动能源革命 ➢ 人类发展进程的三次能源革命及能源替代能源革命工业革命能源特征技术特征第一次（ 1860- 1920）以人类大规模的煤炭使用为主要标志，为第一次工业革命提供源动力以煤炭推动了蒸汽机为主要标志，机器开始大规模替代人力、畜力、水力等自然力，人类社会进入蒸汽轮机时代煤炭为主蒸汽轮机第二次（ 1930- 1960）在大规模使用石油、天然气和煤炭基础上，以内燃机和发电机的发明为标志，为第二次工业革命提供源动力以电力的广泛应用和一系列电气发明为标志，人类社会开始进入电气化时代煤炭、石油天然气蒸汽轮机、内燃机、燃气轮机、发电机第三次（ 1970- 至今）实现太阳能、风能、生物质能、潮汐能等新能源的大量使用为基础，实现人类社会新能源使用的清洁化、低碳化为主要特征的能源时代通过互联网技术与可再生能源实现深度融合，构建遍布五大洲的全球电网，为人类提供充沛的清洁能源太阳能、风能等风力发电机、太阳电池板（组件）三次能源革命主要特征及核心技术煤炭推动蒸汽轮机时代油气推动电气化时代可再生能源推动清洁电力时代薪柴 → 煤炭煤炭 → 油气化石 → 可再生（资料来源煤炭科学研究总院、国信证券经济研究所整理）蒸汽轮机内燃机、发电机风电机、太阳能电池板能源变换主要技术核心特征两类能源替代 ◆ 煤炭与石油天然气的替代 ◆ 化石能源与可再生能源的替代请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容安全、经济、清洁是能源替代本质需求，其核心在于技术进步各类能源占全球一次能源比例变化趋势（资料来源 BP、国信证券经济研究所整理） ➢ 安全性长期稳定供应与技术可靠性保障从宏观供应层面，过度依赖进口会导致国家能源安全稳定供应存在不确定性，需从国家能源安全角度寻求替代能源；从微观技术层面，要考虑新的能源技术的安全可靠性，确保能够持续稳定供应能源，才能实现替代。 ➢ 经济性能量密度的提升与单位能源成本的下降纵观能源革命历程，其背后隐含着能量密度和能源经济性的变革作用。例如，按照 1吨秸秆热值约为 0.5吨标准煤测算，煤炭对秸秆的替代意味着单位能量成本下降 50％；而按照 2 吨煤炭等于 1吨石油的热值测算，同时考虑石油燃烧效率高于煤炭 50％，石油相比煤炭是一种更为优越的能源。如果考虑运输、设备投资，石油能量效果更高。可见，柴薪煤炭石油的演变过程，体现了能源的经济性驱动能源选择。 ➢ 清洁性未来能源发展的长期趋势工业化进程中的大量化石能源开采和使用，使得生态环境不断恶化，而能源产生的碳排放也使得全球变暖日益严峻。随着人们越来越关注能源的环境影响，能源生产和消费过程中的清洁性逐步受到重视。太阳能、风能、生物质能、潮汐能等新能源开始进入全球视野。例如，近年来全球风电与光伏机组的大幅增长表明，风能、太阳能等清洁能源代将成为未来长期发展趋势。技术进步拓宽能源供应渠道加强新技术可靠性以更低成本获取同等能量密度能源清洁能源利用技术安全性经济性清洁性 ➢ 能源替代的本质需求能源安全保障能源需求能源经济驱动能源选择能源清洁推动能源变革（资料来源 BP、国信证券经济研究所整理）技术进步是能源替代的核心请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容技术水平与资源禀赋推动各国能源替代 ➢ 中东石油勘探推动全球石油消费增加 1908年，中东地区第一次开采出石油。而随着石油勘探技术进步，中东其他地区陆续发现一些易开采的大油田。中东地区不仅大油田多，而且油井产量高、质量好，地质条件简单，开采成本低，使得石油开始具备经济优势，逐步替代煤炭成为核心的能源。 ➢ 美国页岩气开采技术使得天然气成本下降美国从上世纪 70年代开始布局页岩油气技术攻关，并成功发展了旋转导向钻井、水平井分段压裂等系统化页岩油气开发技术。随着技术水平不断成熟，开采成本大幅下降，页岩气商业化具备可行性。 2008年石油价格飙升，刺激了美国第一次页岩气开发热潮。由于天然气成本下降，其在美国能源结构中占比逐步增加，并在 2020年超过石油。同时，美国页岩气的发展也极大改变了国际 LNG的市场格局。 ➢ 技术水平与资源禀赋共同促进能源经济性除了美国和中东地区，其他国家能源供给和消费也取决于其资源禀赋与相关技术水平。例如，俄罗斯丰富的天然气资源促进其天然气开采技术的进步，也使得能源消费超过一半都来自天然气。而中国也因为煤炭资源的丰富和先进的煤开采和加工技术，使得煤在中国的消费占比最高。本质上，技术水平与资源禀赋共同提升能源经济优势，最终影响消费选择。（资料来源 IEA、国信证券经济研究所整理）（资料来源 BP、国信证券经济研究所整理） 2021年主要地区一次能源消费结构 24.0 22.9 23.5 24.1 22.7 17.2 11.1 39.5 38.1 38.4 40.1 36.4 36.2 34.6 22.9 24.6 24.1 21.9 25.1 29.6 35.0 0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0 100.0 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 煤石油天然气其他 1990年以来美国能源供给结构变化石油天然气煤其他美国 38.00 32.01 11.37 18.62 俄罗斯 21.43 54.59 10.90 13.08 中国 19.41 8.65 54.66 17.28 欧盟 35.46 23.75 11.21 29.58 中东 43.07 54.74 0.90 1.29 请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容国际市场变动及极端气候下的能源短期“逆替代” ➢ 欧洲能源危机使得全球能源价格快速上涨北溪 1号泄露，欧盟面临天然气短缺北溪 1号是俄罗斯对欧洲的主要输气管道。 2021全年，欧盟从俄罗斯进口天然气 1550亿立方米，其中 1400亿立方米为管道气，由北溪输送的约为 550亿立方米，占比接近 40。今年 6月以来，俄罗斯减少了 “ 北溪 1号 ” 供气，将日输气量降至约 40，每日运输不超过 6700万立方米，而在 7月又进一步降至 20，即 3300万立方米 /日，并在 9月 2日正式宣布停止供应。美国自由港对欧洲断供，欧洲需从其他途径补充库存美国自由港推迟恢复供应时间，从原先计划 90天后逐步恢复供应推迟至 2022年 11月中上旬逐步恢复，并在 2023年 3月恢复至满负荷运营。美国自由港 “ 爆炸 ” 后持续对欧洲断供，欧洲需从其他途径补充库存。各类能源价格变化趋势（元 /GJ）（资料来源 wind、国信证券经济研究所整理）➢ 国际油气价格飙升，煤炭短期经济优势显现煤与油气替代当国际市场油气价格飙升时，煤炭体现出成本优势，成为短期替代油气能源的最优选择。待油气价格回落时，油气再重新替换煤炭。例如，近期欧盟受天然气断供影响，重新转向煤炭消费以缓解能源危机，推动全球煤炭需求提升。煤与可再生能源替代今年夏季，高温导致河流蒸发加剧，水库水位下降，欧洲水电同比大幅减少。今年上半年挪威水电发电量同比下滑超 10，意大利、西班牙同比萎缩 40、 45。而欧洲长期推崇清洁能源，造成能源供应稳定性下降，脆弱性上升。新能源波动增加，天然气供给受限，煤炭成为欧盟应对能源危机的重要选择。 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 20 20 /11 20 20 /12 20 21 /1 20 21 /2 20 21 /3 20 21 /4 20 21 /5 20 21 /6 20 21 /7 20 21 /8 20 21 /9 20 21 /10 20 21 /11 20 21 /12 20 22 /1 20 22 /2 20 22 /3 20 22 /4 20 22 /5 20 22 /6 20 22 /7 20 22 /8 20 22 /9 期货收盘价活跃合约动力煤期货收盘价活跃合约 NYMEX轻质原油期货收盘价连续 NYMEX天然气期货收盘价活跃合约 IPE英国天然气请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容 2.中国能源替代研究框架和技术路径请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容能源替代动因 |国际价格波动下的中国进口短缺 ➢ 油气对外依存度高，国际价格波动影响进口量煤炭 2021年，我国进口煤炭约 3.23亿吨，对外依存度为 7.3。其中，主要的煤炭进口国为澳大利亚、印度尼西亚、俄罗斯和蒙古国等，占进口总量的 94。石油 2021年，我国进口原油约 5.13亿吨，对外依存度高达 72。其中 17.1来自沙特阿拉伯， 15.5来自俄罗斯， 10.5 来自伊拉克。天然气 2021年，我国进口天然气 1680亿立方米，对外依存度达 45。澳大利亚、土库曼斯坦、俄罗斯、美国、卡塔尔及马来西亚六个国家的进口量合计 1290亿立方米，占比 77。其中，澳大利亚是中国最大的 LNG进口来源国，进口占比 39.4；美国超越卡塔尔成为中国第二大 LNG 进口国，占比 11.4。 ➢ 能源高价导致我国能源进口量降低 2022年，受国际形势影响，国际能源价格有明显上升，我国能源进口量也受到影响。据统计， 2022年 1-8月，我累计煤炭、石油、天然气进口量分别为 16797.8万吨、 33017.7万吨以及 7127 万吨，同比下降 14.9、 4.7和 10.9。 2021（ 1-8月） 2022（ 1-8月）同比变化率煤炭万吨 19,768.8 16,797.8 -14.9 石油万吨 34,635.6 33,017.7 -4.7 天然气万吨 LNG 5,248.0 4,086.0 -22.1 管道 2,751.0 3,041.0 10.5 合计 7,999.0 7,127.0 -10.9 2022年 1-8月能源进口量及同比下降率（资料来源同花顺、国信证券经济研究所整理）（资料来源同花顺、国信证券经济研究所整理） 0 20 40 60 80 2016 2017 2018 2019 2020 煤石油天然气我国煤 /石油 /天然气消费对外依存度请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容能源替代动因 |技术限制及气候影响下的可再生能源不稳定性 11 ➢ 可再生能源存在波动性可再生能源以发电为主要应用场景。一方面，可再生能源电力相比于煤电具有更为明显的季节性波动。例如，水电通常在夏季达到最高负荷，而在冬季有所下降；风电机组则相反，在夏季的出力最低，而在秋冬季逐渐提升。另一方面，由于近年极端天气频发，不同年份同比出现显著差异。例如，今年八月长江来水较少，水电机组平均发电小时数为 353h，同比下降 17.3，相比 2020年下降 19；同时， 8月风电机组平均发电小时数为 156h，同比上升 20.9。可再生能源的发展还受制于技术、经济性和安全可靠性影响，较大的不确定性使得短期需要煤炭提供稳定的电力供应。 100 150 200 250 300 350 400 450 500 1-2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 2022 2021 2020 2019 50 75 100 125 150 175 200 225 250 1-2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 2022 2021 2020 2019 60 70 80 90 100 110 120 130 140 1-2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 2022 2021 2020 2019 （资料来源同花顺、国信证券经济研究所整理）（资料来源同花顺、国信证券经济研究所整理）（资料来源同花顺、国信证券经济研究所整理）水电月平均发电小时数 /h 风电月平均发电小时数 /h 太阳能电力月平均发电小时数 /h 请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容能源替代基础 |丰富煤炭储备及可观的可再生能源消费占比 ➢ 我国呈现 “ 富煤、贫油、少气 ” 的能源禀赋特征据中国矿产资源报告 2022 统计，截止 2021年底，我国煤炭资源储量为 2078.85亿吨，石油储量为 36.89亿吨，天然气为 63392.67亿立方米，煤层气为 5440.62亿立方米，页岩气为 3659.68亿立方米。丰富的煤炭资源储备为煤炭能源替代提供充足保障。 ➢ 煤炭仍在我国一次能源供应中占据主导地位 2021年我国一次能源生产总量为 43.3亿吨标准煤，比上年增长 6.2。能源生产结构中煤炭占 67.0，石油占 6.6，天然气占 6.1，水电、核电、风电、光电等非化石能源占 20.3。尽管煤炭供应占比有所降低，但在短期仍将成为我国能源供应最主要的来源。 ➢ 非化石能源在我国能源消费结构中逐渐兴起 2021年我国煤炭消费占一次能源消费总量的比重为 56.0，石油占比为 18.5，天然气占 8.9，水电、核电、风电等非化石能源占 16.6。逐渐上升的非化石能源消费也为煤炭与可再生能源之间的相互替代提供了空间。煤炭 , 67.0 石油 , 6.6 天然气 , 6.1 非化石能源 , 20.3 煤炭石油天然气非化石能源 2021年我国一次能源供应结构（资料来源自然资源部、国信证券经济研究所整理）煤炭 , 56.0 石油 , 18.5 天然气 , 8.9 非化石能源 , 16.6 煤炭石油天然气非化石能源 2021年我国一次能源消费结构（资料来源自然资源部、国信证券经济研究所整理）请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容能源替代途径 |煤炭 VS油气煤炭 VS可再生能源 13 各类能源电热生产及终端消费结构（资料来源中国能源统计年鉴、国信证券经济研究所整理）煤炭替代油气可行领域及具体方案 ➢ 煤与油气消费用途接近，具备替代基础从消费来看，煤与油气的消费用途基本接近，尽管比例有所不同。此外，煤炭相比油气价格更低，这为能源替代提供了经济性基础。煤与油气有如下替代渠道电力与热力电力与热力能够同时被煤、石油、天然气生产。三者可通过电力热力供应调整实现替代。交通运输业随着新能源电池技术的发展，交通领域呈现由电动车替代燃油车趋势，而电动车电力供应很大部分来自煤电。因此，通过对燃油车的替换（除民用私家车部分），可实现煤与石油间的替代。民用在出行方面，通过电动车替换燃油车实现煤与石油间的替代；通过家庭烹饪方式变化，如电磁炉替代燃气，以及取暖方式变化，实现煤与天然气的替代。化工通过煤制油和煤制气技术实现煤与油气的替代。同时，还可通过煤制化工产品，来替代由石油和天然气制备的相同化工产品，来间接实现煤与石油、天然气的替代。 ➢ 煤炭通过生产电力实现与可再生能源的替代可再生能源大部分用于电力供应。因此，可通过煤电与清洁电力的替代实现煤炭与可再生能源的替代。用途煤石油天然气管道天然气 LNG 火力发电 64.9 0.4 19.1 4.4 供热 10.6 1.0 7.9 0.6 终端 -交通 0.1 32.9 12.7 6.9 终端 -民用 2.2 12.4 26.0 0.0 终端 -工业 19.5 37.7 28.6 88.1 终端 -其他 2.7 15.6 5.7 0.0 合计 100.0 100.0 100.0 100.0 替换能源用途石油替代方案天然气替代方案煤炭火力发电 √ 减少气电出力，用煤电替代供热 √ 燃煤锅炉替代燃气锅炉终端 -交通 √ 电动车替代燃油车终端 -民用 √ √ 1）燃气替代燃煤2）电磁炉与燃气灶替代终端 -工业 √ 1）煤制油替代高价进口； 2）煤化工替代相同油化工产品 √ 1）直接煤制油煤制气 2）煤化工替代石油化工产品（资料来源中国能源统计年鉴、国信证券经济研究所整理）请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容能源替代技术路径 |实现能源替代的现有可行技术 ➢ 煤油气各项消费用途的主要技术与装备用途煤石油天然气可行性评估发电超临界和超超临界技术循环流化床技术等（核心锅炉蒸汽轮机发电机）燃油机发电机（国内较少，不考虑此项替代）燃气轮机发电机气代煤对燃煤锅炉改造成燃气锅炉，或直接投资新建燃气电站；煤代气由于设备无法直接替换使用，需新建燃煤电站来替代；供热燃煤锅炉燃油锅炉（国内较少，不考虑此项替代）天然气锅炉气代煤进行锅炉改造或新建燃气锅炉；煤代气新建燃煤锅炉；终端 -交通直接利用少，间接为电动车供电（核心蓄电池、电动机）内燃机内燃机煤油变换电动车替代燃油车；煤气变换电动车替换天然气汽车；终端 -民用 1.家用供暖（燃煤炉具） 2.私家车（煤电）内燃机灶具，燃气壁挂炉煤气变换家用取暖设备更换；煤油变换煤电供应电动车替代燃油车；终端 -工业工业加热、传统煤化工（炼焦、电石、合成氨等）、新型煤化工（煤制气、油、醇醚、烯烃、芳烃等）工业加热、制烯烃、芳烃、制合成气、高分子合成材料等直接替换煤直接制人造石油和合成气替代天然石油和天然气；间接替换煤制烯烃、芳烃、醇醚来替代石油化工，已有相关产能建设项目 ➢ 煤与可再生能源的电力替代技术用途煤风能太阳能水电可行性评估发电超临界和超超临界技术循环流化床技术等（核心设备锅炉蒸汽轮机发电机）风力发电（核心设备叶片发电机）光伏发电（核心设备太阳能电池方阵蓄电池组）水力发电（核心设备水轮机发电机）清洁能源替煤通过新增可再生能源电力机组逐步替代煤电，中国已具备全球领先的水电、风电和光伏发电技术；煤替清洁能源通过新增燃煤机组，或者对已有机组进行灵活性改造，以加强燃煤机组的调节功能（资料来源北极星电力网、国信证券经济研究所整理）请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容能源替代技术路径 |实现能源替代的现有可行技术 15 0.00 2,000.00 4,000.00 6,000.00 8,000.00 10,000.00 12,000.00 2017 2018 2019 2020 2021 燃气发电量（亿千瓦时）燃气装机（万千瓦）（资料来源中电联、国信证券经济研究所整理） 2017-2021年燃气发电及装机量清洁供暖类别面积（亿平方米）清洁燃煤集中供暖 110 地热供暖 10 生物质能清洁供暖 21 天然气供暖 40 电供暖（含热泵） 15 工业余热供暖 2 太阳能取暖 0.5 小计 188.5 散煤供暖 87.5 合计 276 2021年规划实现各类供暖面积（资料来源北方地区冬季清洁取暖规划（ 2017-2021），国信证券经济研究所整理） ➢ 电力与热力行业的替代煤电供应电动车替代燃油车随着电动车销量逐渐提升，在总体车辆需求不变的假设下，电动车替代燃油车可实现煤炭替代石油。根据工信部数据， 2021年中国汽车销量为 2600万辆，其中新能源汽车为 350万辆，年消耗电量 140亿千瓦时，其中 71的电力为火电，且绝大部分来自煤电，估计可替代燃油消费 471万吨，所需煤炭 424.4万吨。煤电替代气电通过减少燃气机组利用小时数，增加煤电机组利用小时数实现煤炭和天然气的替代。例如， 2017-2021年，燃气机组年平均小时数分别为 2532、 2576、 2573、 2681、 2510小时，存在一定波动空间。在保障燃气机组基本运行需求的前提下，可对燃气机组的发电小时数在合理范围进行调整，以实现能源替代。燃煤替代燃气供暖潜力热力替代主要通过燃煤锅炉替代燃气锅炉供暖。据北方地区冬季清洁取暖规划（ 2017-2021年）， 2021年天然气供暖将达到 40亿平方米，估计用于供暖的天然气使用量将达到 480亿立方米。若由于天然气价格影响，天然气供应减少，则可以在仍可采用燃煤供暖的区域继续使用燃煤供暖，减少天然气供暖面积。请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容 16 ➢ 化工行业的替代煤制油和煤制气替代进口油气本技术旨在通过提高煤制油和煤制气产量，提升国内自主油气供给，减少油气对外依存度，降低国际油气价格上升的风险。截止 2021年底，我国建成煤制油产能 931万吨、煤制气产能 61.25亿立方米。 2021年全年，煤制油和煤制气的负荷率为 82.6和 72.7。随着负荷率将上升，从而实现煤炭与油气的替代。同时，产能的扩张也将进一步提高能源替代的潜力。煤化工产品替代石油和天然气化工产品部分石油及天然气进口用于生产化工产品，如烯烃、甲醇、乙二醇等。若能通过煤化工技术生产同样的化工产品，则可同样减少对石油和天然气的能源需求。截止 2021年底，我国建成煤制烯烃产能 1672万吨，煤制乙二醇产能 675万吨。 2021年全年，煤制烯烃和煤制乙二醇的负荷率分别为 94.2和 55.0。未来随着技术进步，负荷率将有所上涨，从而实现煤炭与油气的替代。同时，产能的扩张也将进一步提高能源替代的潜力。 0 200 400 600 800 1,000 1,200 1,400 1,600 1,800 2015 2016 2017 2018 2019 2020 煤（甲醇）制烯烃 /万吨煤制气 /亿立方米煤制乙二醇 /万吨煤制油 /万吨我国 2015-2020年新型煤化工产能统计 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 2015 2016 2017 2018 2019 2020 煤（甲醇）制烯烃煤制气煤制乙二醇煤制油 2015-2020年新型煤化工项目产能利用率（资料来源智研咨询、国信证券经济研究所整理）（资料来源智研咨询、国信证券经济研究所整理）能源替代技术路径 |实现能源替代的现有可行技术请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容 17 ➢ 煤电与可再生能源电力的替代从历史的变化趋势来看，可再生能源机组全年累计平均发电小时数具有显著的波动性。水电在过去 6年，累计发电小时数范围为 3597-3825h，风电发电小时数范围为 1745-2232h；光伏发电的电力小时数为 1129-1291h。基于历史数据对水电、风电、光伏发电三种可再生能源电力的发电小时数的波动范围作出假设，可以推算出三种电力波动范围部分对应所需煤炭供给变化。从新增装机来看，由于每年可再生能源新增装机较高，在未来将会有更多煤电可以被可再生能源电力所替代。截止 2021年底，我国水电总装机已达 3.91亿千瓦，风电总装机达 3.28亿千瓦，光伏总装机达 3.06亿千瓦。而 2022年 1-8月，三种可再生能源装机累计新增为 1306万千瓦、 1614万千瓦以及 4447万千瓦。（资料来源同花顺、国信证券经济研究所整理）历年可再生能源累计发电小时数 0 500 1,000 1,500 2,000 2,500 3,000 3,500 4,000 4,500 2016 2017 2018 2019 2020 2021 水电风电光电能源替代技术路径 |实现能源替代的现有可行技术 0 1,000 2,000 3,000 4,000 5,000 6,000 7,000 8,000 2018 2019 2020 2021 水电风电光伏历年可再生能源新增装机量（万千瓦）（资料来源同花顺、国信证券经济研究所整理）请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容能源替代综合框架 |通过煤与其他能源替代实现供需平衡 18 燃料替代原料替代煤电风电水电光伏电力热力化工产品石油天然气 ◆ 煤电替代气电 ◆ 燃煤替代燃油 ◆ 燃煤替代燃气煤制油气 ◆ 电车替代油车 ◆ 煤制油技术 ◆ 煤制气技术 ◆ 煤化工替代石油化工产品 ◆ 煤化工替代天然气化工产品煤稳定性替代季节性突发性波动及煤电保供经济性替代能源供需平衡国际能源市场变动煤炭价格上升油气价格上升煤炭进口减少油气进口减少供给侧需求侧国内增加煤炭供给减少油气供给油气煤可再生煤炭供给增加油气供给减少煤炭需求增加油气需求减少（注当国际能源价格下降、可再生能源供应稳定，能源的反向替代逻辑依然成立）（资料来源国家能源局官网、国信证券经济研究所整理）请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容 19 全年煤炭可实现能源替代量范围替换途径关键变量最低取值最高取值最高替代煤量（万吨）经济性替代燃料替代煤电替代石油电动车年新增销量（万辆） 0 350 424.4 煤电替代气电燃气机组发电小时数波动（小时） 0 200 927.3 燃煤替代供暖减少供暖面积（亿平方米） 0 18 3830.3 原料替代煤制油生产负荷率提升（） 0 19 598.2 煤制气生产负荷率提升（） 0 15 241.3 煤制烯烃生产负荷率提升（） 0 5 292.9 煤制乙二醇生产负荷率提升（） 0 5 89.6 稳定性替代煤替可再生能源替代水电水电机组发电小时数波动（小时） 0 250 4173.8 替代风电风电机组发电小时数波动（小时） 0 500 7002.7 替代光伏光伏机组发电小时数波动（小时） 0 150 1959.9 合计 19540.4 ➢ 煤炭可实现能源替代的途径及理论范围由前文框架可知，煤炭与石油、天然气可通过燃料和原料的替代实现经济性替代，通过电力的替换实现煤炭与可再生能源的稳定性替代。基于 2021年实际生产运行情况，下表列出了短期内煤炭替代的各种途径对应的可实现替代量变化范围。其中，发电小时数的波动范围基于 2016-2021年运行情况而得；天然气减少供暖面积是以 2021年规划值与规划前 2016年底天然气供暖面积之差为准；原料替代生产负荷提升是以 2021年实际负荷为基准。总体而言，燃煤替代燃气供暖具有最高的理论可替代量。稳定性替代方面，由于风电的波动范围最大，因此煤电与风电之间具有更高的替换潜力。（资料来源同花顺、国家统计局、国信证券经济研究所整理）能源替代综合框架 |各项技术途径的短期替代潜力评估请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容 3.我国今年及明年能源替代情况分析请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容供需影响 |我国 2022年能源替代分析 ➢ 进口国际能源价格上升对我国能源进口影响根据 2022年 1-8月三种能源进口累计量同比变化率和 2021年 9-12月能源进口量，预测 2022年进口将出现进一步下降。全年来看，预计煤炭进口同比减少 4857.5万吨，石油减少 2401.0万吨，天然气进口减少 185.4亿立方米，其中 LNG减少 246亿立方米，而管道天然气由于运输方式确定和中长期合同的签订而基本不受影响，增加 62.2亿立方米。我国 2019-2021年能源进口量及 2022年预测 2019 2020 2021 2022E 1-8月同比下降率进口变化量煤炭万吨 29967.4 30361.0 32321.6 27464.1 -15.0 -4857.5 石油万吨 50571.5 54239.0 51297.8 48896.8 -4.7 -2401.0 天然气亿立方米 LNG 843.3 935.3 1111.0 865.0 -22.1 -246.0 管道天然气 504.6 480.2 589.9 652.1 10.5 62.2 合计 1347.9 1415.6 1700.9 1515.5 -10.9 -185.4 （资料来源同花顺、国信证券经济研究所整理） ➢ 生产国际能源价格上升对我国能源供给影响由于国际能源价格上升，我国实施增产保供，因此石油和天然气的生产也有一定提升。根据 2022年 1-8月石油和天然气产量同比变化率和 2021年 9-12月产量，结合我国发展规划预测，推算 2022年我国石油和天然气的产量分别增加 557.1万吨和 114.9亿立方米。煤炭的生产是根据国内需求情况变动。 2019 2020 2021 2022E 平