电网:保供与消纳共振,静待投资释放

电网:保供与消纳共振,静待投资释放
2022年12月30日 13:49 格隆汇APP

本文来自格隆汇专栏:中金研究,作者:曲昊源 刘倩文 曾韬

我们认为,当前电网面临的两大核心痛点为电力保供与新能源大基地外送消纳,2023年电网投资或围绕这两大重心,着力解决特高压、主网建设的短板,我们预计2022-2024年电网投资CAGR有望达到10%以上。

摘要

特高压:外送消纳需求迫切,有望迎来新一轮核准高峰。受疫情等多方面因素影响,2022年特高压直流项目核准不及预期,新开工线路均为特高压交流。向前看,我们认为受清洁能源外送迫切需求、省间电力互济需求以及逆周期调节需求三重因素驱动,预计2023-2024年有望迎来特高压直流新一轮核准高峰,其中23年有望核准“四直三交”,特高压投资额同比增速有望实现80%以上。特高压核心设备厂商有望享受高壁垒产品带来的毛利增厚。

变电:近两年主网投资增速重新回暖,2020/2021年投资增速均达到12%以上。我们认为在保供压力、传统电源并网以及特高压配套三重因素驱动下,主网环节或仍为明年电网投资的重点之一,同时叠加新能源地面电站开工及工业回暖带动网外需求增长,我们看好变电设备需求重回上行景气周期,建议重点把握变电设备的行业beta以及变压器能效标准提升带来alpha机会。

数字化:我们认为保供压力下电网或将持续提升负荷侧灵活调节能力,看好负荷侧软硬件投资增长,带动用户侧微电网以及负荷侧计量与控制终端需求。此外,电力现货市场试点在全国范围内加速铺开,我们认为形成分时价格信号有利于储能、虚拟电厂等灵活性资源,同时也将催化技术支持系统以及辅助决策软件需求。

风险

电网投资不及预期;特高压核准进度不及预期;电力市场化改革政策落地不及预期。

总量:我们预计2023-2024年有望迎来电网投资大年

1-11月电网投资同比+2.6%,短期扰动不改全年电网投资复苏趋势

2022年1-11月电网工程完成投资4,209亿元,同比+2.6%。根据国家能源局公布数据,1-2月电网工程投资额同比+37.9%,但1-2月绝对投资量小、同比变化波动大,对全年投资额影响有限;3、4、5月份受疫情影响,单月投资额分别同比-1.6%、-12.8%、-0.8%;6月电网工程进度加速,单月投资落地642亿元,同比+26.1%,带动2Q22电网投资同比+7.5%;7月、8月单月投资分别同比+13.2%、+12.6%,维持高位;9月、10月、11月受多地散发疫情、基数高等因素影响,电网工程建设进度或在一定程度上有所滞后,但我们认为短期扰动不改整体趋势,行业景气度仍呈现向上趋势。

12月仍有800亿元以上投资待释放。从电网工程投资额来看,我们预计全年电网工程投资有望达到5,000亿元以上,12月仍有800亿元以上投资待释放。从电网企业投资口径来看,国家电网全年计划投资额5012亿元,较2021年计划投资额增长6%,1-7月已完成2364亿元电网投资,同比+19%[1]。

图表:电网工程累计投资额情况(2019/01-2022/11) 

资料来源:国家能源局,中金公司研究部

图表:电网工程单月投资额情况(2019/01-2022/11)

资料来源:国家能源局,中金公司研究部

稳经济成为发展第一要务,电网兼具“逆周期”和“新能源”属性,有望进一步发力

电网投资呈现“逆周期性”。我们通过对历史电网投资增速与宏观经济指标增速拟合,可以发现电网投资的“逆周期”属性突出。一方面,电网投资增速与GDP增速波动存在明显的负相关性,在经济下行压力较大的宏观环境下,电网投资被作为经济增长乏力的发力点,呈现快速增长;另一方面,电网投资增速与M2增速波动存在明显的正相关性,经济下行背景下,宽松的货币政策有利于电网投资回暖,电网等基建投资成为消纳过剩货币的重要储蓄池。

站在当前时点,稳经济成为发展第一要务,叠加地产投资偏弱,电网投资有望进入上行通道。2022年年初以来,虽然财政政策力度加大,货币政策亦维持宽松态势,但经济复苏慢于预期,主要原因是疫情不确定性加大,经济内生动力走弱,稳经济成为发展第一要务。与此同时,中国增长模式从金融周期上半场高度依赖房地产和基建的二元模式向下半场的多元模式切换,房地产的重要性下降,而绿色经济等领域的重要性提高。我们认为电网作为兼具“逆周期”与“新能源”属性的投资领域,有望成为发展重点。

图表:电网投资呈现“逆周期性”

资料来源:国家电网,国家统计局,中金公司研究部;注:2022年电网投资与GDP增速为1-9月份数据,房地产开发投资与M2增速为1-10月份数据

电源投资先行,电网投资增速有望修复

我们复盘历史上电源投资与电网投资的关系发现:若电网投资增速未能跟上电源投资建设步伐,电网投资短板将逐渐暴露,成为发用电规模进一步发展的制约因素,因此电网投资增速修复一般紧随电源投资高速发展。考虑到2019-2022年电网投资增速显著滞后于电源投资,我们认为2023-2025年电网投资有望持续加速,以满足大量新能源电站及新增基荷电源的并网需求。

图表:过去三年电网投资增速显著慢于电源投资增速

资料来源:岳昊《从三对周期关系看我国历次“电荒”背后的逻辑》(2021),中电联,中金公司研究部

图表:电网设备板块分别于2007、2008、2013、2015、2021年获得显著超额收益

资料来源:Wind,中电联,中金公司研究部;注:行情数据截至2022/12/04

我们预计2023-2024年有望迎来电网投资大年

我们认为,当前电网面临的两大核心痛点为电力保供与新能源大基地外送消纳,2023年电网投资或围绕这两大重心,着力解决特高压、主网建设的短板,预计2022-2024年电网投资年均增速达到10%以上。

►特高压:我们认为受清洁能源外送迫切需求、省间电力互济需求以及逆周期调节需求三重因素驱动,我们预计2023-2024年有望迎来特高压直流新一轮核准高峰。

►主网:我们预计2023年主网投资(不含特高压)主要受益于:1)迎峰度夏、迎峰度冬电网保供压力下网架结构强化,以缓解断面阻塞与向负荷中心供电问题;2)传统能源与新能源投资加速,电站并网需求带动相关220kV、500kV主网投资;3)特高压建设提速带动周边配套主网架升级扩容。

►配电网:我们认为2023年配电网投资重点在于:1)进一步提高农村电网提高供电质量和供电可靠性;2)局部地区因分布式光伏渗透率提高带来的扩容与改造需求;3)智能化水平提升。我们预计2023年配电网投资总量增速或与宏观经济增长、用电量增速接近,保持平稳增长。

►数字化:我们认为保供压力下电网或将持续提升负荷侧灵活调节能力,看好负荷侧软硬件投资增长,带动新型负荷管理系统以及负荷侧计量与控制终端投资需求。同时,建议持续关注新一代调度系统与PMS3.0系统落地以及电网信息化系统中的国产替代机会。

图表:全国电网工程投资额预测(2016A-2025E)

资料来源:中电联,中金公司研究部;

注:2022-2025年为中金公司预测

特高压:大基地外送需求迫切

看好23-24年迎来新一轮核准高峰

2022年特高压交流项目开工提速,直流核准不及预期

2022年特高压交流项目陆续核准开工。截至2022年12月,今年已开工特高压交流四条(驻马店-武汉、福州-厦门、武汉-南昌、川渝),总投资达470亿元以上;张北-胜利特高压交流9月15日获核准,近期已开展第一次设备招标采购。

图表:特高压交流工程当前在建、核准、规划线路情况(2022/12)

资料来源:国家能源局官网,国家电网官网,中金公司研究部

受疫情等因素影响,2022年特高压直流项目审批速度低于预期,4条直流有望在年底至明年上半年陆续获批。特高压直流线路输电距离长(一般1,000km以上),涉及地方政府机构及职能部门较多,业务链条较长,叠加今年疫情多点散发不确定因素较多,直流线路核准进度低于预期。11月,多项特高压直流取得实质性进展:1)生态环境部发布金上-湖北±800kV特高压直流输电工程拟环评获批公示,线路全长1,784km,静态总投资约334.84亿元;2)陇东-山东特高压直流工程取得可行性研究报告评审意见,线路全长938km,总投资约206.6亿元。我们认为,随着各地防疫政策的优化,特高压直流线路的核准进度有望提速,目前已进入可研及核准阶段的4条线路有望在今年年底至明年上半年陆续获批开工。

图表:特高压线路前期关键流程示意图

资料来源:王涛等《基于计划评审技术的特高压工程项目前期关键路线管理》(2017),国家电网电子商务平台,中金公司研究部

预计2023-2024年迎来新一轮特高压核准高峰

向前看,我们认为受清洁能源外送迫切需求、省间电力互济需求以及逆周期调节需求三重因素驱动,我们预计2023-2024年有望迎来特高压直流新一轮核准高峰。

图表:特高压线路核准情况(2006-2025E)

资料来源:国家能源局官网,中金公司研究部;

注:2022-2025年为中金公司预测

配套电源及大基地建设加速推进,外送通道配套紧迫性强

配套电源陆续开工,特高压直流前期及建设进度有待进一步提速。目前,金上-湖北、陇东-山东、哈密-重庆等线路配套电源已相继开工,其中苏洼龙水电站已投产。考虑到配套电源最短建设周期在半年左右,除水电外最长建设周期不超过两年,为保证电网与电源同步投产,特高压直流输电线路进度有待进一步提速。

“三北”地区本地消纳能力有限,风光大基地仍需配套送出通道。第一批风光大基地涉及19省份,根据目前“三北”地区外送通道容量情况以及基地相关消纳安排,我们认为第一批风光大基地的外送需求基本可以通过存量通道来满足。根据国家对于以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的大型风电光伏基地规划布局,“十四五”规划建设风光基地总装机约200GW,其中外送150GW、本地消纳50GW,我们预计“十四五”仍有5-6个送出通道待规划论证。

中东部地区电力缺口问题犹在,跨省跨区输电需求仍突出

极端天气下电力供应紧张频现,华东、华中地区或存在供应缺口。面临经济稳中向好形势下电力负荷的快速增长、电气化进一步拉大峰谷差以及极端天气频发的多重因素,我们认为“十四五”电力负荷将保持刚性增长,根据电力规划设计总院预测,到2024年安徽、江西、湖北、湖南、重庆、贵州、河北南网等地区电力供应紧张,华东地区整体电力供应偏紧。

图表:2022-2024年各省区电力供需形势预测

资料来源:电力规划设计总院,中金公司研究部

跨省跨区输电能力有待进一步加强:存量提升+增量提速。我们认为解决电力供应短缺问题需要通过增加本地装机、加强跨省跨区输电和提高本地需求侧灵活性等多重手段共同发力。其中跨省跨区输电不仅可以保障受端省电力供应,同时还有助于提升受端省清洁能源用电比例,获得更多的能耗总量指标以及完成可再生能源消纳责任权重。我们认为提升跨省跨区输电能力主要需要通过提升存量和提速增量两方面解决:

►提升存量通道输电能力:1)补齐送端配套电源,例如第一批风光大基地部分可利用存量通道进行外送消纳;2)加快华东、华中特高压交流骨干网架建设,解决“强直弱交”矛盾,避免因直流闭锁带来的系统冲击。

►加速增量通道前期工作:对于纳入“十四五”规划的直流通道,加快推动项目前期,力争尽早实施落地,发挥电力保供作用。

图表:主要特高压直流输电线路送受端省份情况(截至2022/12)

资料来源:曾丹《中国特色、全国统一的电力市场关键问题研究》(2020),国家电网官网,国家能源局官网,中金公司研究部;注:1)已规划项目的输电能力为中金公司预测;2)表中仅列示主要特高压直流输电通道(含银东直流),未包括德宝、灵宝、柴拉、高岭等超高压直流输电工程;3)最大负荷为2022年部分省份披露数据,其余为中金公司预测。

逆周期调节作用显著,稳增长重要抓手

回溯历史,特高压工程审批具有显著的逆周期调节作用。特高压具有链条长、广泛拉动社会投资、增加就业岗位等社会效益,具备一定逆周期调节属性。在2014年和2018年,面对宏观经济下行压力,国家分别发布《关于加快推进大气污染防治行动计划12条重点输电通道建设的通知》和《关于加快推进一批输变电重点工程规划建设工作的通知》,以特高压作为抓手之一,拉动基建投资和经济增长。

向前看,新一轮稳增长政策在即,特高压“放量+提速”指引明晰。今年年初以来,国家发改委、能源局、国家电网等纷纷表态,明确特高压在清洁能源消纳、强化网架结构等方面的重要作用,同时经济下行压力下,稳经济成为发展第一要务,特高压“逆周期”作用也将凸显,放量及提速指引逐渐明晰。2022年8月,国网重大项目建设推进会议指出[2],年内计划陆续开工建设“4交4直”8项特高压工程,总投资超过1500亿元,同时加快推进“1交5直”等工程前期工作,并全力做好沙漠戈壁荒漠大型风光电基地5个送出通道方案研究,超前谋划项目储备。我们认为,政策信号明确,看好伴随稳增长与风光大基地外送等需求催化,特高压线路建设迎来新一轮高峰。

特高压核心厂商预计2024-2025年迎来收入确认高峰,毛利弹性显著

特高压核心设备壁垒高,市场份额集中且格局稳定,龙头企业强者恒强。

►特高压直流核心设备中,技术壁垒较高的部分是换流设备,主要包括换流阀、直流控制保护系统以及换流变压器等换流设备,主要厂商为国电南瑞(换流阀、直流保护系统)、许继电气(换流阀、直流保护系统)、特变电工(换流变)等;直流场设备市场中,中国西电主要提供直流断路器、平波直流电抗器、直流电容器以及避雷器等设备;GIS设备主要由平高电气、中国西电、思源电气提供。

►特高压交流核心设备中,中国西电业务覆盖GIS、变压器、电抗器等;平高电气是高压GIS行业龙头;特变电工为变压器领域的龙头;思源电气主要提供互感器、电容器以及500kV及以下GIS。

图表:特高压核心设备价值量及主要厂商市占率(2020-2022)

资料来源:国家电网电子商务平台,中金公司研究部;注:直流线路价值量采用白鹤滩-浙江、白鹤滩-江苏两条线路测算,交流线路价值量由南昌-长沙、荆门-武汉、福州-厦门测算;市占率为近三年来中标金额占比。

预计2024-2025年达到收入确认高峰,特高压有望为核心厂商带来显著毛利弹性。一般而言特高压项目核准后1-3个月左右会开启招标,招标后1-2年左右项目竣工投运;从收入确认时点来看,大部分收入要在项目验收、投运后确认,因此我们假设,特高压开工第一年/第二年/第三年分别确认10%/80%/10%的订单比例。考虑到部分厂商特高压设备毛利率显著高于其他板块,我们测算发现特高压板块收入带来一定毛利弹性。

变电:保供压力下电网工程提速,赛道整体回暖

2022年主网工程建设提速,电网招标增速明显

主网投资重新回暖。“十三五”期间电网投资以配电网为主,110kV及以下电网投资达到1.5万亿元,同比增长62%。近两年主网投资(220kV及500kV)增速重新回暖,2020/2021年投资增速均达到12%以上。我们根据国家电网变压器招标信息初步统计,2022年新建/改扩建变电站项目分别为774/1315个,同比增长73%/256%;分电压等级来看,主要集中在220/110/35kV。

图表:各电压等级的投资占比(2008-2021)

资料来源:中电联,中金公司研究部

图表:220kV、500kV电网投资金额(2008-2021)

资料来源:中电联,中金公司研究部

图表:2022年国网变电站工程数量显著上升

资料来源:国家电网,中金公司研究部;注:统计截至2022/12/25

2022年国网变电设备招标金额同比+33%,一次设备增速亮眼,二次设备相对稳健。截至12月25日,2022年国网共组织六批次变电设备招标和一批次35-220kV设备协议库存招标,合计金额531亿元,若不考虑去年第二批设备协议库存招标,较去年同比增长33%。分设备来看,一次设备招标金额呈现较快增长,变压器+57.1%(受增容扩容+节能替换双因素催化)、隔离开关+27.8%、断路器+22.6%、组合电器+21.7%;二次设备招标稳健,继保和变电站监控+4.8%。

图表:国网2022YTD变电设备招标金额分布

资料来源:国家电网,中金公司研究部;注:统计截至2022/12/25

图表:国网2020~2022YTD变电设备招标金额

资料来源:国家电网,中金公司研究部;注:统计截至2022/12/25

从中标情况来看,主要设备竞争格局稳固。截至12月25日,在国网2022年输变电项目招标[2],平高电气、特变电工、中国西电、思源电气、国电南瑞、许继电气、四方股份分别累计斩获36.2亿元、36.1亿元、30.5亿元、25.3亿元、28.8亿元、8.5亿元、9.1亿元订单,市占率稳定靠前。一次设备厂商中,保变电气、特变电工、特锐德、特变电工中标金额较去年分别录得136.5%、46.6%、15.8%、11.2%增幅;二次设备厂商中,国电南自、四方股份、湖南长高分别录得71.6%、34.9%、14.4%增幅。细分设备来看,竞争格局稳定。

图表:国网2022YTD主要厂商变电设备中标金额

资料来源:国家电网,中金公司研究部;注:统计截至2022/12/25

网内+网外需求上行带动变电设备进入景气周期

网内网外需求回升带动变电设备进入上行周期。从整个电力系统来看,变电设备需求主要来自电网内和电网外。我们认为,随着电网投资加速、电源建设提速以及工业回暖,变电设备需求有望持续增长,重回上行景气周期。

图表:电网/发电/用户侧变压器比例(2021)

资料来源:《中国电力统计年鉴》,中金公司研究部

►电网侧:保供压力、传统电源并网以及特高压配套三重因素有望带动电网侧输变电设备需求增长。我们认为电网侧需求主要受三方面驱动:1)保供压力下电网网架升级:主要通过主网架投资缓解部分断面送出问题以及向负荷中心的送电问题;2)传统电源并网需求:一般单机容量500MW以上的火电厂均接入500kV电网,今年以来火电投资加速,叠加核电、抽水蓄能等大型电站并网需求,带动输变电设备需求;3)特高压配套支撑网架:特高压建设提速,有望带动周边配套主网架升级扩容。

图表:国网变压器招标数量(2014-2022YTD)

资料来源:国家电网,中金公司研究部;注:统计截至2022/12/25,包括1-6批变电设备招标和第一批35-220kV设备协议库存招标

国网招标作为先行指标,有望带动核心设备厂商明年业绩增长。从国网招标数据来看,变压器招标容量近年来呈周期性趋势,2022年招标容量达到297,002MVA,同比+51%,为2014年以来最高;组合电器招标量连续两年同比增速在50%以上,除受电网基建投资增长驱动外,我们认为或与电网内GIS代替AIS(断路器+隔离开关)的整体趋势有关。考虑到今年疫情影响电网工程建设进度(1-11月电网工程投资完成额仅+2.6%),我们预计大部分变电设备招标收入或于明年确认。

►发电侧:硅料价格松动有望带动地面电站开工并网,相关电气设备需求回暖。“十四五”时期,在风电、光伏的带领下,全国电源投资进入高增长阶段。近期,硅料价格进入下行通道,我们预计有望带动国内大型光伏地面电站装机起量,对预制舱升压站以及配套变压器、开关、SVG、二次系统等设备需求。

图表:电源投资增速是新增变电容量增速的先导指标

资料来源:Wind,中金公司研究部

►用户侧:工业经济高速增长,工业企业对自备变压器需求回升。近年来,随着工业经济的快速增长,工业企业加大投资力度,企业自备变压器随制造业宏观指数快速增长。我们认为,随着疫情后全国经济的复苏,全国工业经济有望持续回暖,进一步拉动工业企业对变压器等电力设备的需求。

图表:全国企业自备变压器容量增长与PMI相关性

资料来源:《中国电力统计年鉴》,Wind,中金公司研究部;注:PMI指数取当年12月份数值

新能效标准催化变压器替换需求

变压器执行新能效标准,高效节能变压器替换空间广阔。2021年1月,工信部、市场监管总局、国家能源局联合制定了《变压器能效提升计划(2021-2023年)》[3],目标到2023年,高效节能变压器(新能效1级和2级)在网运行比例提高10%,当年新增高效节能变压器占比达到75%以上。2022年7月,工信部等六部门发布《工业能效提升行动计划》[4],要求到2025年新增高效节能变压器占比达到80%以上。

国网变压器招标已开始执行相关能效标准。根据国家电网公告,严格按照新版国家强制标准《电力变压器能效限定值及能效等级》(GB20052-2020)实施推进绿色采购,自2021年6月起,对于在新版国家强制标准范围内的新入网电力变压器,应为高效节能变压器(满足新版国家能效标准1级和2级)。我们统计在变电设备第四批/第五批/第六批变压器招标中,二级能效及以上需求数量分别为417/298/380,占比81.4%/70.4%/72.8%。其中,二级能效占比在64.4%~70.9%,一级能效占比5.0%~10.5%。

图表:2022年国网变压器招标中的能效要求

资料来源:国家电网,中金公司研究部

变压器新能效标准有望带动高牌号硅钢与非晶合金需求。新能效标准提升了变压器的损耗限制,进而提高了对铁心的性能要求。根据中国建筑西南设计研究院[5],适用于高效节能变压器的铁心材料主要有高磁感取向硅钢和非晶合金。非晶合金变压器的主要优势在于空载损耗低、运行稳定、寿命较长,但主要缺点在于噪音较大、价格偏高,更适用于配电变压器的应用场景。相比之下,为满足新能耗标准,1级能效使用的取向硅钢牌号预计将由旧标准下的070~090提高到065-080,2级能效预计将由085~120提高到070-090,牌号越高意味着损耗水平越小。根据华经产业研究院统计,预计到2025年全国取向硅钢总产量或达到258万吨/年。

图表:国内主要企业取向硅钢产能份额(2021)

资料来源:中国金属学会电工钢分会,中金公司研究部

图表:国内主要企业非晶合金市场份额(2019)

资料来源:云路股份招股说明书,中金公司研究部

数字化:关注负荷侧调节与电力现货市场带来的增量投资机会

2022年电能表招标量稳价升,调度系统招标带动数字化投资

2022年国网电表招标量稳价升。截至12月25日,国网已完成三次电能表招标(营销新增批次、营销第一次、营销第二次),合计招标255亿元,同比提升27%。其中,表计产品招标数量总计6,926万只,相较21年全年招标数量同比提升4%;单表平均价值为286元/只,相较21年全年招标平均价格同比提升12%;表计产品招标金额共计198亿元,相较21年全年招标金额同比提升17%。除表计产品外,2022年集中器、采集器、专变采集终端、能源控制器等合计招标57亿元。我们认为智能电表整体招标量整体趋于平稳或受两方面因素影响:1)疫情影响装表进度,部分省份库存增加,第二批招标量有所下降,以上海为例,今年第二批招标量仅为62.25万只,较去年同批次下降49%;2)部分省份实行《智能电能表运行校准规范》延长电表使用寿命,我们认为或为电表招标及安装量带来一定平滑效应。

单表价值量的提升主要得益于产品结构变化与智能物联表的逐步渗透。一方面,2022年高精度电表占比逐步提升。A级/B级/C级/D级表数量占比(含智能物联电能表)分别较去年全年-4.9ppt/+4.2ppt/+0.7ppt/+0.0ppt。向前看,我们认为随着现货市场的推广,用户侧分时计量及数据传送频率要求提高,对于更高精度计量的需求有望进一步提升。另一方面,智能物联电能表渗透率显著提升。2021年招标中智能物联电能表总量为13.05万只,占比0.2%;2022年智能物联电能表招标总量达到137.51万只,是去年全年招标量的10倍+,占比提升至2.0%。智能物联表价值量相较普通表有明显提升,根据2022年招标统计,A级/B级物联表单价分别较同等级普通表提升129%/50%。

智能电表竞争格局相对稳定。从中标情况来看,电表市场格局相对分散,CR5为27%,但市场格局相对稳定。

图表:2011-2022国网智能电表招标数量统计

资料来源:国家电网,中金公司研究部;注:统计截至2022/12/25

图表:国网各类精度智能电表招标数量占比(2021-2022)

资料来源:国家电网,中金公司研究部;注:统计截至2022/12/25

图表:2022年国网智能电表中标格局

资料来源:国家电网,中金公司研究部;注:金额统计含集中器、采集器、能量控制器等; 注:统计截至2022/12/25

图表:2022年不同类型电能表平均单价情况

资料来源:国家电网,中金公司研究部;注:统计截至2022/12/25

国网数字化集招金额同比+48%,调度类软硬件增速领先。截至12月25日,国网2022年共组织四批次数字化项目集中招标,累计中标金额达77.3亿元,同比+34%。其中,调度类软件及调度类硬件增速较快,分别同比+178%、+73%。电网调控运行担负着保障大电网安全、新能源充分消纳、现货市场运行和源网荷储协同控制的重要任务,新一代“人机融合、群智开放、多级协同”的调度技术支持系统建设进程加快。我们预计新一代调度自动化系统主要涉及国调/网调/省调/地调四个层级并在5-10年内部署完毕,合计市场空间有望达到80~100亿元,目前已在华东网调等7个单位开展试点。

图表:国网2021~2022YTD数字化集招金额

资料来源:国家电网,中金公司研究部;注:统计截至2022/12/25

从中标情况来看,市场格局稳固且集中。南瑞集团(含国电南瑞)和信产集团(含国网信通)作为国网体系专业子公司,深度参与数字化建设,市场份额合计达83%。其中国电南瑞市场份额较去年同比提升9ppt,我们认为主要原因系今年新一代调度系统投资额上升,而国电南瑞在省级及以上调度系统市占率达到80%以上。

图表:国网2021~2022YTD数字化集招主要公司份额

资料来源:国家电网,中金公司研究部;注:按中标金额拆分,统计截至2022/12/25

国网总部层面数字化开发实施投资同比+44.7%,主要涉及营销2.0完善推广和新一代设备资产精益管理系统(PMS3.0)建设等重点项目。截至12月25日,国网四次数字化集招中开发实施类投资达40.9亿元,同比增长44.7%。分专业和类别来看,电力营销、业务中台、基础设施、生产检修分别占比18%、14%、11%、9%,主要涉及营销2.0完善推广、电网资源、项目管理、财务管理、客户服务业务中台、新一代设备资产精益管理系统(PMS3.0)等项目。从承担厂商来看,国电南瑞主要承担生产检修业务(PMS3.0)、运行维护、基础设施等与电网生产相关的开发业务,信产集团主要承担电网建设、人资管理、行政办公、物资管理、规划计划等项目开发与实施,国网信通主要承担电力营销、咨询设计、企业中台等项目开发与实施部署;远光软件主要承担财务管理和经营管理业务。

需求侧调节潜力待挖掘,有望带动负荷管理系统与控制终端需求

电网调节资源日趋紧缺,深调压力逐步增大。一方面,社会用电负荷峰值不断攀升,根据中电联数据,2021年全国电网最大负荷119,162万千瓦,同比+10.6%,调峰压力逐步增大。另一方面,随着新能源装机占比的逐步提高,其波动性、间歇性、反调峰性等特征使得电网调节资源将日趋紧缺。根据中国电科院预计[6],“十四五”期间电网负荷最大日峰谷差率将达到36%,“十五五”期间将达到40%,极端情形2030年电网备用容量缺口可能达到2亿kW。因此,在“双碳”战略下,扩充调节资源,提升电力系统灵活性迫在眉睫。

需求侧资源调节成本较低,虚拟电厂发展空间较大,潜力有待进一步挖掘。目前,提升电力系统灵活调节能力的措施主要来自于电源侧和储能,具体措施包括火电灵活性改造、抽水蓄能机组、燃气轮机、储能等。不同于上述措施需要大量新建资金投入且建设周期较长,虚拟电厂(Virtual Power Plant,VPP)仅需对原有终端设备进行改造,聚合目前电网不可观、不可控的小而分散的可调节资源(例如分布式电源、储能、充电桩、工商业负荷等),提供电力系统灵活调节能力,成本相对较低。根据中金研究院在报告中的测算,需求侧可调节资源预计到2025年、2030年将分别达到8300万千瓦、1.3亿千瓦,占最大负荷的比例分别为5.1%、6.6%,对应理论市场空间365亿元、1436亿元。

图表:2025/2030年需求侧资源市场潜力空间测算

资料来源:中电联,中金研究院,中金公司研究部

电网侧:加快推进新型负荷管理系统建设,总投资或达到百亿元级别。2022年5月,国家发改委、能源局印发《关于推进新型电力负荷管理系统建设的通知》[7],提出到2025年整个系统负荷的控制能力要达到最大负荷的20%,负荷监测能力达到本地区最大负荷的70%以上。新型负荷管理系统分为总部侧、省侧和客户侧三层架构,汇集负控终端、负荷调控系统、负荷监测系统等,我们预计总投资额或达到百亿元级别,有望带动相关软件开发及控制终端需求。

用户侧:柔性负荷控制终端与微电网管理系统需求有望提升。电网侧新型负荷管理系统或虚拟电厂管控平台需要通过直接控制或间接下达调控指令的方式实现对需求侧资源的优化,这依赖于终端用能设备(如空调等)加装物联网智能控制终端以及企业微电网管理系统进行内部感知与协调优化。

图表:安科瑞企业微电网能效管理平台

资料来源:公司公告,中金公司研究部

图表:负荷控制与聚合终端类产品

资料来源:八达仪表公司官网,中金公司研究部

电力现货交易全面铺开,利好灵活调节资源与电力市场信息化服务商

电力现货交易拉大峰谷价差,利好具备灵活调节能力的资源。电力现货市场与中长期交易最大的区别在于能够形成反映实时电力供需的分时电价信号,在电力供应紧缺时价格高企,宽松时价格回落,因而鼓励灵活调节资源进行顶峰或深调,有利于保障电力供应和促进新能源消纳。11月25日,国家能源局发布《电力现货市场基本规则(征求意见稿)》和《电力现货市场监管办法(征求意见稿)》[8]。我们认为,《基本规则》为各省电力现货市场规则制定了范本,有利于电力现货市场在更多省份推广,现货市场分时电价利好具备灵活调节能力的火电、储能、虚拟电厂等资源。

图表:《电力现货市场基本规则》要点梳理

资料来源:国家能源局官网,中金公司研究部

电力现货试点全面铺开,电力市场信息化服务商空间广阔。第一批现货试点中,山西、广东、山东、蒙西、甘肃市场运行已相对平稳,2023年或进入常态化运行阶段。第二批现货试点中,江苏已率先开展三次结算试运行,湖北、河南也于11月开展调电试运行,2023年有望启动结算试运行。此外,江西、河北南网、重庆、宁夏、陕西等非试点省份也启动了模拟试运行,青海、黑龙江发布了现货市场规则初稿。至此,电力现货市场已在全国21个省份生根发芽,标志着电力现货交易的时代全面来临。我们认为电力现货市场是电能量物理流与信息流、交易流汇集的枢纽,试点范围扩大将为相关信息化服务厂商带来广阔的市场空间。

图表:省级电力现货试点进展梳理(截至2022/12)

资料来源:北极星电力网,各省发改委、能源局、能监办官网,中金公司研究部

[1]http://www.nea.gov.cn/2022-08/05/c_1310650399.htm

[2]https://m.thepaper.cn/baijiahao_19311208

[3]不含单一来源采购,含两次输变电项目邀请招标和一次35-220kV设备协议库存招标。

[4]https://www.miit.gov.cn/jgsj/jns/gzdt/art/2021/art_be134971c5544373b07afbd012725fec.html

[5]https://ythxxfb.miit.gov.cn/ythzxfwpt/hlwmh/tzgg/sbfw/qyshzr/art/2022/art_0c4f930b82b1485da3054cf87afd1b62.html

[6]https://kns.cnki.net/kcms/detail/detail.aspx?dbcode=CJFD&dbname=CJFDLAST2021&filename=JZDP202106001&uniplatform=NZKPT&v=rFJRoV4FzbxJfj540artOEtumoWmCbgReh-zWKyHCiIKsGmMLSRDCl0OArMX6FMR

[7] https://new.qq.com/rain/a/20220929A03O6K00

[8]http://www.weicheng.gov.cn/ztzl/yshj/zcwj/hddl/gjzcwj/202206/P020220624598620868216.pdf

[9]http://www.nea.gov.cn/2022-11/25/c_1310679693.htm

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