20220702-德邦证券-电力系列报告（一）_火电灵活性改造-破新能消纳困境_筑火电转型之基_26页_3mb

公用事业行业分析：火电灵活性改造与新能源消纳

核心内容概述

本报告聚焦于火电灵活性改造在新能源消纳中的作用，指出随着“双碳”战略的推进，新能源发电占比快速上升，带来显著的消纳难题。为解决这一问题，火电灵活性改造成为关键手段，尤其在“十四五”期间，其重要性将进一步凸显。

主要观点与关键信息

1. 新能源消纳问题日益突出

• 新能源发电量预计在2050年达到9.66万亿千瓦时，占比将升至64%，较2020年提升52个百分点。
• 新能源大规模并网导致电网稳定性受挑战，尤其在时间与空间上存在显著不匹配，如湖北电网的负荷曲线与风电、光伏出力曲线不匹配，增加调峰压力。
• “十三五”期间，全国弃风率从17%降至3%，弃光率从10%降至2%，但2021年局部地区弃风弃光率回升，如青海弃风率10.7%，西藏弃光率29.3%，新能源消纳形势依然严峻。

2. 火电灵活性改造是解决新能源消纳的重要方式

• 火电在电力系统中装机容量最大，占比达54.56%，是调峰最重要的电源之一。
• 火电灵活性改造具有改造效果好、性价比高、周期短等优点，相比之下，抽水蓄能受建设条件限制，电化学储能前期投入高，天然气价格波动大。
• 火电灵活性改造后，机组最小出力可降至30%-35%（纯凝机组）和40%-45%（热电联产机组），较国际水平仍有优化空间。

3. 调峰辅助服务市场是火电灵活性改造的核心驱动力

• 2019年上半年，调峰补偿费用达50.09亿元，占总补偿费用的38.44%，是火电灵活性改造盈利的重要来源。
• 东北地区调峰补偿力度最大，辽宁月均费用最高，山东补偿标准也较高，而南方地区普遍较低。
• 火电机组在深度调峰时，成本显著上升，300MW亚临界机组在50%负荷率下仍亏损，600MW超临界机组在30%负荷率下可能实现盈亏平衡。

4. 政策推动火电灵活性改造发展

• “十四五”期间，国家鼓励火电企业开展灵活性改造，预计完成2亿千瓦，对应市场空间约350亿元。
• 地方政策持续加码，如内蒙古优先分配新能源建设指标给具备调峰能力的火电企业，提高企业改造积极性。

5. 投资建议

• 建议关注具备火电灵活性改造能力的企业，如：
  • 西子洁能：拟收购赫普能源，积极布局火电灵活性调峰储能改造。
  • 青达环保：掌握火电灵活性改造核心技术及产品。
  • 华能国际：火电转型新能源标的。
  • 龙源电力：积极布局风电的新能源运营商。

风险提示

• 政策推进不及预期。
• 调峰辅助服务市场发展不及预期。
• 技术创新不及预期。

图表与数据目录

• 图1：2011-2050年中国各类电源发电量（10亿千瓦时）
• 图2：湖北工作日典型负荷曲线
• 图3：湖北节假日典型负荷曲线
• 图4：2014年湖北五岳山风电场各季日均出力曲线
• 图5：2014年湖北汉川光伏电站各季日均出力曲线
• 图6：2012-2021年中国风电弃风量和弃风率
• 图7：2015-2021年中国光伏弃光量和弃光率
• 图8：2020-2021年全国分地区弃风率
• 图9：2020-2021年全国分地区弃光率
• 图10：2021年全国各类发电装机容量及占比
• 图11：主要调峰方式的度电成本对比
• 图12：火电灵活性改造进程
• 图13：灵活性改造涉及子系统示意图
• 图14：热电联产机组实现热电解耦的主要策略
• 图15：混凝土储热在热电联产机组灵活性改造中的应用
• 图16：“十三五”期间全国火电灵活性改造容量
• 图17：“十三五”期间火电灵活性改造后增加调峰能力
• 图18：截至2018年底各国灵活性电源占比
• 图19：2019年上半年电力辅助服务补偿费用构成
• 图20：东北调峰辅助服务市场分类
• 图21：火电机组开展深度调峰的成本分析
• 图22：火电机组开展深度调峰的收入分析
• 图23：阶梯式补偿及分摊机制
• 图24：深度调峰服务边际出清价格
• 图25：机组深度调峰时盈亏曲线
• 图26：2019年上半年全国调峰服务补偿费用情况
• 图27：2019年上半年调峰市场月均补偿费用

表格目录

• 表1：西北区域各省(区)弃风弃光原因模拟结果对比
• 表2：各类电源调峰技术特点对比
• 表3：国内外煤电机组灵活性改造前后最小出力对比
• 表4：火电灵活性改造主要技术路线
• 表5：2016年东北地区开展火电灵活性改造的22个试点项目
• 表6：调峰机组盈亏分析
• 表7：2019年上半年电力辅助服务补偿基本情况统计
• 表8：华北地区火电机组调峰补偿政策
• 表9：西北地区火电机组调峰补偿政策
• 表10：东北及新疆地区火电机组调峰补偿政策
• 表11：华中地区火电机组调峰补偿政策
• 表12：华东地区火电机组调峰补偿政策
• 表13：南方地区火电机组调峰补偿政策
• 表14：武汉、贵州两地大幅调高深度调峰补偿费用
• 表15：国家鼓励火电灵活性改造的政策
• 表16：地方鼓励火电灵活性改造的政策
• 表17：十四五火电灵活性改造市场空间测算