新能源发电行业深度研究报告：新能源运营商工具书之消纳篇-20211222-华创证券-45页_3mb

新能源发电行业消纳问题深度研究报告总结

核心内容概览

本报告聚焦于新能源消纳问题，从中国能源重构的历史节点出发，分析了风光资源在时间和空间上的错配问题，探讨了在不同时间维度下解决消纳问题的路径。报告指出，新能源消纳将从短期、中期和长期三个层面逐步推进，并提出了一系列解决方案，包括电源侧储能、火电灵活性改造、电网建设、智能化发展和电力市场化改革等。

主要观点与关键信息

消纳问题的本质

• 问题来源：风光资源的不均衡分布和出力波动性，导致电力系统在时间和空间上出现供需错配。
• 时间错配：风光发电高峰与用电高峰不一致，如夜间光伏出力骤降。
• 空间错配：风光发电主要集中在西北、华北，而用电需求集中在中东部。

解决路径

电源端

• 储能技术：储能是解决风光消纳问题的关键手段，分为抽水蓄能、电化学储能和氢储能三种主要方式。

  • 抽水蓄能：当前最成熟的储能技术，具备规模大、寿命长、安全性高、经济性明显等优势，但存在选址难、建设周期长等缺点。
  • 电化学储能：发展潜力最大，尤其是锂离子电池，具有高能量密度、高转换效率和快速响应能力，预计在“十四五”期间迎来快速增长。
  • 氢储能：作为新兴技术，具有大规模、长周期、远距离的储能潜力，但现阶段效率低、成本高，产业化尚需时间。

• 火电灵活性改造：作为电力系统灵活性的重要组成部分，火电改造将贯穿未来十年，主要通过降低最小出力、提升爬坡速率和启停响应速度实现。

电网端

• 特高压与区域互联：特高压直流和交流电网协同发展，提升电力输送能力，实现区域间的电力互补。
• 智能化与柔性输电：智能电网和柔性输电技术的提升有助于优化电力调度，提高消纳效率。
• 区域协同：西南和西北地区的电网互联将实现“风、水”协同，提升区域电力结构的均衡性。

用电端

• 需求响应机制：通过价格型和激励型需求响应，实现电力系统“源荷互动”。
  • 价格型：分时电价和尖峰电价机制引导用户调整用电行为。
  • 激励型：通过调峰补贴等激励措施，提升用户侧调节能力。

电力系统

• 市场化改革：电力市场化水平提升，电价机制逐步向更灵活方向发展，促进电力交易体系完善。
• 交易机制：多元化电力交易机制将提升供需匹配效率，未来电力交易市场占比将显著提高。

投资建议

关注企业

• 转型中的火电运营商：华润电力、华能国际（A+H）、福能股份等。
• 传统新能源运营商：龙源电力、三峡能源、太阳能、晶科科技等。
• 火电灵活性改造：杭锅股份（积极布局煤电改造业务）。
• 储能领域：中国电建（抽水蓄能工程建造龙头）。
• 电网建设：特变电工、国电南瑞、平高电气（特高压设备龙头）；许继电气、四方股份（智能电网建设）。

未来展望

• 短期：抽水蓄能与火电灵活性改造并重，电网建设是解决空间错配的关键。
• 中期：电化学储能成本拐点出现，将成为主要消纳手段。
• 长期：氢储能前景广阔，电力交易体制的变革将推动新能源进一步消纳。

风险提示

• 火电灵活性改造进展不及预期。
• 储能发展不及预期。
• 电网建设推进不及预期。
• 电力市场化改革进展不及预期。
• 需求侧管理推进程度不及预期。

图表目录

• 图表1：削峰填谷示意图
• 图表2：日内用电总负荷与风电出力情况
• 图表3：日内用电总负荷与光伏出力情况
• 图表4：新增装机增速、利用小时数与弃风率变动情况
• 图表5：2010-2060E年风光电力占比（亿千瓦）
• 图表6：不同阶段下可再生能源的整合情景
• 图表7：消纳改造整体路径
• 图表8：储能技术在不同应用场景下的主要用途
• 图表9：各地区配储要求政策汇总
• 图表10：2010-2020年风电装机规模情况
• 图表11：2010-2020年光伏装机规模情况
• 图表12：不同储能技术参数对比
• 图表13：抽水蓄能电站示意图
• 图表14：2000-2020年全球储能市场累计装机规模
• 图表15：2000-2020年中国储能市场累计装机规模
• 图表16：全球及中国纯抽水蓄能电站装机容量
• 图表17：中国抽水蓄能电站预测装机容量
• 图表18：全球电化学储能项目装机容量及增速
• 图表19：中国电化学储能项目装机容量及增速
• 图表20：2000-2020年全球电化学储能市场累计装机规模
• 图表21：2000-2020年中国电化学储能市场累计装机规模
• 图表22：保守场景下中国电化学储能装机预测
• 图表23：理想场景下中国电化学储能装机预测
• 图表24：储能电站度电成本公式
• 图表25：主要储能电站的投资比较
• 图表26：不同利用小时下各类储能技术度电成本
• 图表27：各类储能技术储能规模和储能时长比较
• 图表28：各类储能技术的成本与效率比较
• 图表29：不同种类的氢性能比较
• 图表30：不同技术制氢的生产成本比较
• 图表31：2020-2050年不同技术制氢占比
• 图表32：不同氢储运方式比较
• 图表33：中国氢能产业总体目标
• 图表34：火电灵活性改造示意图
• 图表35：欧洲火电灵活性改造历史的进程
• 图表36：欧洲火电灵活性改造的深入历程
• 图表37：东北地区部分试点机组改造情况
• 图表38：各地区完善辅助服务市场政策汇总
• 图表39：国家电网“十三五”期间火电机组灵活性改造情况

报告亮点

• 报告从“源网荷”等多个维度深入探讨了新能源消纳问题的解决路径。
• 通过图表和数据清晰展示了不同储能技术的优劣势及发展潜力。
• 提出“风光配储”政策对储能需求的显著拉动作用。
• 强调火电灵活性改造在未来十年的重要性，并指出政策与市场机制对推进改造的关键作用。

投资逻辑

• 新能源消纳在短期、中期、长期都将得到保障。
• 储能、火电灵活性改造、电网建设、电力市场化改革等将成为新能源消纳的核心支撑。
• 建议关注储能、火电改造、电网建设及电力交易机制相关的龙头企业。

终局探讨

• 报告尝试用一张图描绘新能源消纳的终局之景，涵盖储能、火电改造、电网建设、电力交易机制等多方面因素。
• 随着新能源装机规模的提升，储能和灵活性改造将成为电力系统的重要组成部分。

总结

新能源消纳问题本质是资源错配，需从多个维度协同解决。储能、火电灵活性改造、电网建设、电力市场化改革是解决该问题的主要路径。随着政策推动和技术进步，新能源消纳能力将持续提升，相关企业将有望受益。