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电力行业产业链分析及未来发展趋势

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电力系统是我国生产和生活中不可缺少的部分,是人类可持续发展的起点和条件。但是,随着国民经济水平和人口的不断提高,资源问题逐渐突出。人口红利所带来的经济飞速增长使得我国能源已经出现供不应求的状态,中国对煤炭和石油的消费均居世界前列,而生产总量却低于消费总量。按目前一次性能源的开采力度和消费力度综合分析,2016年《BP世界能源统计年鉴》预测中国煤炭可供开采量只有33年,资源越来越有限,但我国煤炭产量

电力行业产业链分析及未来发展趋势

 

电力系统是我国生产和生活中不可缺少的部分,是人类可持续发展的起点和条件。但是,随着国民经济水平和人口的不断提高,资源问题逐渐突出。人口红利所带来的经济飞速增长使得我国能源已经出现供不应求的状态,中国对煤炭和石油的消费均居世界前列,而生产总量却低于消费总量。按目前一次性能源的开采力度和消费力度综合分析,2016年《BP世界能源统计年鉴》预测中国煤炭可供开采量只有33年,资源越来越有限,但我国煤炭产量已经大大超出其在资源、技术、环境、安全等各方面所承载的极限能力。

 

我国能源目前的消费结构还是以煤炭为主,频繁的煤炭开采活动而引起的煤炭事故、地下水破坏、植被破坏等现象也影响了煤炭行业的可持续发展。同时,煤炭开采、加工、转换和利用过程,产生大量的废气、废渣、废水,严重污染环境,在中东部区域屡屡发生持续多日的区域性重污染灰霾天气。

 

综上所述,电力系统需改革去适应新的社会环境的变化,以科技创新的方式去促进电力工业和生态环境的和谐发展,既要保障国民经济的用电需求,又要发展新能源缓解消费压力和环境污染问题。

 

2020年爆发的新冠肺炎对国民经济和生活造成了严重的而影响,社会用电量也会随之发生改变。正略咨询认为发电企业除了要保证疫情期间的用电供给需求,发挥企业应急保电的社会责任,同时又要思考如何保证企业复工后的持续用电情况,为疫情后中国经济发展提供动力。

 

一、中国电力行业产业链简介

 

国家能源局将电力系统划分为发电、输电、配电、售电和用电五个环节,电力行业的概念覆盖了发电、输电、配电和供电四项。具体的说,电力行业就是把各种类型一次能源通过对应的发电设备转换成电能,再经由输电及配电网络把电能由发电厂输送到最终用户处,向最终用户提供不同电压等级和不同可靠性标准的电能。

 

图1:电力系统图

 

根据国家统计局国民经济行业分类,电力行业包括发电和供电两个子行业,其中发电行业又可细分为火力发电(火电)、水力发电(水电)、核力发电(核电)和其他电力生产(包括:风力发电、太阳能发电、生物质能发电等)。

 

图2:电力行业产业链

资料来源:正略咨询整理

 

火电按所用燃料分类,主要有燃煤发电、燃油发电、燃气发电。

 

水电指通过建设水电站、水利枢纽、航电枢纽等工程,将水能转换成电能的生产活动。

 

核电指利用核反应堆中重核裂变所释放出的热能转换成电能的生产活动。

 

供电行业是指利用电网出售给用户电能的输送与分配活动。

 

上游发电行业包括五大发电集团:中国华能、中国大唐集团、中国华电集团、中国国电、国家电投,“四小豪门”发电集团:国投集团、神华集团、华润集团和中广核,以及众多的地方性发电企业。

 

中游输配电行业形成寡头垄断格局,中国南方电网、国家电网两家公司占了94%的输电线路。

 

下游用电按行业分为六种,分别是工业用电、商业用电、住宅(居民)用电、排灌用电、非工业用电和农业生产用电,不同的用电类别执行不同的电价。

 

二、产业链上游分析及趋势

 

1、火电发展趋缓

重点是节能减排和成本控制

 

从图3中可以看出,目前我国电力供给结构中,火电占比最大,2019年为70%;其次是水电,2019年占比为16%;核电和其他电力的占比分别为5%和9%。水电和核电的比例虽有所提高,但仍然占比较小,一次能源消费结构没有出现太大的变化。

 

图3:2019年电力供给结构

资料来源:国家统计局,正略咨询整理

 

2015-2019年,全国电力行业整体增速放缓。其中,水电和火电的增速出现明显下滑,核电增长平稳,主要原因是中央陆续出台政策带动火电企业的供给侧改革,工业转型升级逐步淘汰落后产能,电力的发展重心放到调整电源结构和技术升级上。

 

图4:2014-2019年

中国发电量(亿千瓦时)和增速(%)

资料来源:国家统计局,正略咨询整理  

 

图5:2014-2019年

中国水电发电量(亿千瓦时)和增速(%)

资料来源:国家统计局,正略咨询整理  

 

图6:2014-2019年

中国火电发电量(亿千瓦时)和增速(%)

资料来源:国家统计局,正略咨询整理

 

图7:2014-2019年

中国核电发电量(亿千瓦时)和增速(%)

资料来源:国家统计局,正略咨询整理

 

火力发电是指利用煤、石油、天然气等固体、液体、气体燃料燃烧时产生的热能,通过发电动力装置(包括电厂锅炉、汽轮机和发电机及其辅助装置)转换成电能的一种发电方式。在所有的发电方式中,火力发电是历史最久,也是最重要的一种发电方式。

 

受资源条件影响,基于我国“富煤少油”的现实情况,目前火力发电主要以煤为主,2018年煤发电占火电产量的95%左右,其次是燃油发电占火电产量的5%左右,燃气仅占0.03%。

 

由于国内经济增速放缓、国际能源价格下降和国内电力供给侧改革等诸多因素影响,煤炭需求持续疲软。虽然一方面国家对煤矿产能进行严格控制、淘汰落后产能以及遏制煤矿违法违规生产而采取的一系列财政政策措施成效逐步显现,另外一方面非化石能源发电行业正在快速发展,煤炭产能释放在一定程度上得到控制,2019年火电产能较2018年大幅减少,下降约4%;但是煤炭产能过剩的矛盾犹存,火电需求增长空间有限。

 

为了缓解发电企业因受成本上涨而导致的利润空间压缩直至出现亏损的问题,2015年国资委出台煤电价格联动政策来上调燃煤发电上网电价和下调工商业用电价格,但对于盈利依然脆弱的火电企业而言仍不能减轻经营压力。2020年1月1日起取消了煤电价格联动机制,2019年10月国家发改委新发布了《关于深化燃煤发电上网电价形成机制改革的指导意见》,明确将现行燃煤发电标杆上网电价机制改为“基准价+上下浮动”的市场化价格机制,新机制相比煤电联动机制更灵活和便于实施,将市场化交易电量陆续放开,电价可以更及时和灵活的根据市场而变动,有效的反应出当下的电力供需关系。同时对于“上下浮动”部分,浮动范围为上浮不超过10%,下浮原则上不超过15%,具体电价由发电企业、售电公司、电力用户等通过协商或竞价确定,这样可以破解“市场煤+计划电”窘境,平抑火电企业盈利大幅波动。

 

另外,《大气污染防治行动计划》和《关于促进我国煤电有序发展的通知》进一步督促各地方政府和企业放缓燃煤火电建设步伐,以应对目前日益严重的煤电产能过剩局面,以期化解由此带来的能源行业运行风险。对存在电力盈余的省份以及大气污染防治重点区域,原则上不再安排新增煤电规划建设规模。即便是确有电力缺口的省份,也要优先发展非化石能源发电项目,并充分发挥跨省区电力互济、电量短时互补作用,减少对新增煤电规划建设规模的需求。

 

环保方面,国家开始将火电行业环保政策重心移向燃煤电厂超低排放。根据《能源发展战略行动计划(2014-2020年)》《国家应对气候变化规划(2014-2020年)》《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014-2020年)》以及2015年12月的《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》,到2020年全国所有具备改造条件的燃煤电厂力争实现超低排放,全国有条件的新建燃煤发电机组达到超低排放水平。

 

综上所述,随着电力供给侧改革的不断深化和绿色发展转型的迫切需要,未来火电增长空间将持续被压缩。

 

2、水电资源开发基本完毕开发成本上升行业发展空间被压缩

 

可再生资源包括水能、生物质能、风能、太阳能、地热能和海洋能等,他们具有可持续利用和环保的特性,其中水电是目前成熟的可再生能源发电技术,在世界各地得到广泛应用。

 

2015年水电装机容量突破3千亿瓦,占全国发电机装机比重的19.4%。我国水资源分布广泛,主要集中在中西部地区的大中型河流上:长江、金沙江、大渡河、乌江、黄河和怒江等干流上的可开发装机容量占总量的60%。我国水资源总量、投产装机容量和年发电量均排在世界前列,还跟多个国家建立了水电规划、建设和投资的长期合作关系,推动世界水电发展。但是因水电资源陆续开采完毕和水电开发成本逐年上升等问题,水电装机增速放缓,行业周期进入发展或成熟期。

 

水电开发面临的生态环保压力较大,因为水电建设过程中对周围生态环境会有一定影响,造成生物生存环境、植被和地貌的改变,因此要对水电项目周围的居民进行移民安置。我国水资源主要集中在经济相对滞后的中西部地区,一方面这些水源地理位置较偏远,增加了交通运输和工程成本,移民安置难度也会随之加大;另外一方面,国家对水电综合利用要求越来越高,而相应的投资补助和分摊机制又不完整,从而导致水电开发和建设成本增加 ,水电开发的经济性逐渐下降。

 

3、核电迎来发展良机

 

国内电力供需结构调整,传统火电被去产能化,水电高速成长期已过,部分地区在用电高峰期出现供给偏紧的情况,核电是电力行业在当前政治经济形势下大基建政策的最好发力点之一。同时核电技术作为技术成熟的清洁能源,相对于传统电力,可以有效的减少工业污染排放。

 

核电发展初期,我国采用“适当发展”的战略,在“十一五”期间,只有田湾核电站、岭澳二期一号机组以及秦山二期扩建项目三号机组投入商业运营。2007年《核电中长期发展规划(2005-2020年)》的出台,预示着我国的核电发展战略向“积极发展”转变;根据2014年国务院办公厅下发的《能源发展战略行动计划(2014-2020年)》,到2020年我国核电在运机组要达到5800万千瓦,在建3000万千瓦。

 

我国是世界上少数几个拥有比较完整核工业体系的国家之一。在压水堆核电站设计、设备制造、工程建设和运行管理等方面已经初步形成了一定的能力,为实现规模化发展奠定了基础。我国对于核电技术的研究和应用也走在世界前列,已掌握了三代核电技术AP1000“心脏”——反应堆压力容器的核心技术,打破51项世界纪录成为世界唯一兼备三代堆核岛铸锻件和成套设备制造能力的国家。CAP1400则是中国在引进、消化、吸收世界第三代先进核电AP1000技术的基础上,通过再创新开发出的具有独立自主知识产权、功率更大的非三代核电技术,单机发电功率153.4万千瓦,设计寿命60年。CAP1400示范工程设备国产化率超过80%,未来是一张代表“中国制造2025”走出去的“国家名片”。

 

截止到2019年,国内已在运行的核电机组共47台,合计装机容量4874万千瓦,位居世界第三。2015-2019年核电发电机容量CAGR为15%,远超于整体发电机容量CAGR 7%。但离《能源发展战略行动计划(2014-2020年)》中规划的2020年达到的5800万千瓦目标还有一定差距,上升空间巨大。

 

图8:2015-2019年

核电发电量容量(万千瓦)

资料来源:国家统计局,正略咨询整理

 

三、产业链中游分析及趋势电网设备智能化是大势所趋

 

电网包含变电、输电、配电三个单元,它的任务是输送与分配电能,改变电压。电网连接能源生产和消费,是能源资源转换利用的枢纽和基础平台,在适应和引领电气化进程中发挥关键作用。

 

从能源生产环节看,清洁能源大规模开发利用,客观上需要大幅提高电网大规模、远距离优化配置资源的能力。

 

从终端消费环节看,随着电动汽车、电加热、电采暖、冷热电多能联供、分布式能源系统等各种能源利用方式蓬勃发展,对电网安全稳定控制能力和灵活性、智能化水平提出新的要求。

 

我国电网行业是寡头垄断行业,国家电网与南方电网输电线路占比超过90%。其中国家电网负责26个省市,南方电网负责5省电网运营。国家电网占我国输电线路长度的77%,南方电网占输电线路总长度的17%,余下6%的输电线路由小电网所有。

 

尽管社会用电量逐年提升,但电网的收入和净利润增速却在下降,2018年利润增速和净资产收益率(ROE)分别较上年下降14.3%和0.95%。2015年出台的《关于进一步深化电力体制改革的若干意见(中发〔2015〕9号)文》-“电改9号文”核心内容是“管住中间、放开两头”,让传统的以赚取购电价差的业务盈利模式变为成本价加收益的过网费,电网企业利润空间被压缩。

 

图9:2015-2019年

国家电网利润增速(%)和ROE增速(%)

资料来源:国家统计局,正略咨询整理

 

传统电网因其种种弊端遇到瓶颈,一方面是因为难以满足随着经济快速发展而增长的用电需求,也无法促进新能源发电并网消纳;另一方面,电网盈利模式改变而导致利润下滑。

 

2009年我国电网迎来重大变革,转变电网发展方式,建设以特高压骨干网架,各级电网协调发展,具有信息化、自动化、互动化为特征的智能电网。

 

智能电网具有“自愈、互动、兼容、高效”等功能,可对电网运行状态进行连续的在线自我评估,能及时发现、快速诊断、消除故障隐患。当电网发生故障时,能在尽量少的人工干预下快速隔离故障、自我恢复、确保电网安全可靠运行,高效快捷地为客户提供优质电力服务。

 

图10:传统电网与智能电网通信对比图

 

但智能电网只连接了电网公司与发电、售电企业,并未连接到终端用户,而泛在电力物联网是充分应用移动互联、人工智能等现代信息技术和先进通信技术,将电力系统各个环节连接起来进行数据共享,为产业链条上的各用户提供全面感知、信息高效处理的智能化服务。

 

2019年国家电网提出“三型两网”建设目标,加快推进泛在电力物联网建设。三型即“枢纽型、平台型、共享型”,两网即“坚强智能电网”与“泛在电力物联网”。

 

2019-2021年的目标是初步建成泛在电力物联网,基本实现业务协同和数据贯通,初步实现统一物联管理,各级智慧能源综合服务平台具备基本功能,支撑电网业务与新兴业务发展。

 

2022-2024年目标是建成泛在电力物联网,全面实现业务协同、数据贯通和统一物联管理,公司级智慧能源综合服务平台具备强大功能,全面形成共建共治共享的能源互联网生态圈。

 

四、产业链下游分析及趋势电力消费进入中速增长阶段

 

2015-2019年,全国电力行业整体增速放缓,电力消费行业进入中速增长阶段,2019年全社会用电量72255亿千瓦时,同比增长4.5%,增速比上年回落4个百分点。

 

图11:2015-2019年

全社会用电量(亿千瓦时)

资料来源:国家统计局,正略咨询整理

 

从图12和图13用电分布图可以看出,大部分的发电用于第二产业工业,其中工业产业中钢铁化工、非金属矿物制品业、黑色金属冶炼和压延加工业、有色金属冶炼和压延加工这几个高耗能行业占据了工业用电相当大的一部分,因此工业的发展直接影响电力消费的走势和分布。

 

图12:2015-2019年

用量分布图(亿千瓦时)及其增长率(%)

资料来源:国家统计局,正略咨询整理

 

图13:电力下游行业耗电分布

资料来源:国家统计局,正略咨询整理

 

化工行业近几年震荡下行,用电增速也一直处于低位状态。结合化工板块2019年发布的160家公司业绩快报,化工公司合计实现营收6127亿元,同比增长5.9%,但整体利润下滑17.9%,净利率为4.3%。国内经济下行压力较大,导致地产、汽车、家电、纺织等终端需求增速下滑,企业整体盈利率都在下降。

 

中国是世界最大的有色金属生产国和消费国,但由于2019年经济不容乐观,中美贸易战冲击中国进出口贸易,GDP增速和基建都开始放缓。2019年有色金属工业整体呈现供需失衡、投资下降、价格暴跌、效益下滑局面。

 

建材行业是中国重要的材料工业,跟多个基础产业关联度高,因此其行业发展规律跟经济息息相关。经济放缓和楼市调控政策对房地产投资市场都有所影响,但基建投资的回升可以对冲房地产投资市场的萎靡。预计2020年水泥行业会出现回暖,产能略有增加。在竣工改善的驱动下,预计玻璃价格高位可持续但上升空间有限。

 

五、总结

 

近10年中国经济的高速发展使得能源消耗也飞速增长,随之而涨的还有日趋突出的能源安全问题。石油燃煤的过度开采导致能源储蓄量也岌岌可危。

 

中国通过一系列电力政策改革来调整中国能源消费结构,从而改变经济增长方式。除了能源枯竭问题,国内同时面临着巨大的碳减排压力,传统的火力发电对大气污染较严重,排放的高浓度细颗粒物会形成区域性重污染灰霾天气,中国的人均碳排放量高于世界平均水平,经济增长的碳减排任务艰巨。

 

发展清洁能源的必要性迫在眉睫,新能源的发展可改善能源结构,减少温室气体排放,同时降低能源对外依存度,有利于保障国家能源安全和经济安全。2015年之前国家出台政策主要是为了去火电产能过剩,减少火电市场份额从而引导清洁能源的发展,特别是核电向替代能源转变的发展,因为优质水电已经大部分被开发,未来开发成本会越来越高,而核电拥有不受季节影响及污染少等优点,是国家能源安全战略选择。

 

智能电网允许大规模间接性电源接入,解决了清洁能源接入电网的关键问题,加速了产业结构调整的步伐。配合“互联网+”智慧能源行动计划,加快灵活交流输电,加紧研制和开发高比例可再生能源电网运行控制技术、主动配电网技术、能源综合利用系统、储能管理控制系统和智能电网大数据应用技术等,实现智能电网关键技术突破,促进智能电网上下游产业链健康快速发展。

 

正略咨询特组织专家团队推出能源行业研究系列文章,对能源行业整体政策及发展趋势进行了研判(1.能源消费结构发展趋势与展望;2.传统能源企业的销售模式研究;3.液化天然气市场,蕴藏了哪些机遇;4.天然气供需分析和气源结构分析)。