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投资建议:火电仍是电网的支撑性电源,兼具基荷调用和灵活性调峰的能力,是风光新能源上网占比日益提高背景下,维护电网稳定的压舱石。新机组核准提速超预期,叠加存量机组灵活性改造“应改尽改”,火电主、辅机设备采购需求明显放量。推荐:1)环保设备主、辅机生产商龙净环保、清新环境,受益标的海陆重工、东方电气、华光环能。2)新核准项目配套刚性环保在线监测需求,推荐雪迪龙,受益标的聚光科技。3)存量煤电机组灵活性改造“应改尽改”,推荐具备灵活性改造技术的青达环保,受益标的龙源技术。 新能源并网增加负荷出力随机性,火电兼具基荷运行及调峰能力,为电网稳定“压舱石”。我国新能源装机持续提升,2023年光伏、风电装机分别同比增长55%、21%。由于风电、光伏出力呈现波动性,风电、光伏装机提升对于调节能力提出挑战,目前我国电力系统调节能力无法完全保障电力供需平衡。火电作为支撑性电源,基荷电厂满负荷条件连续运行,灵活性电厂爬坡速度快、最小发电量调降空间较大,可提供调峰服务。 “三个八千万”工程有望带动火电新增装机提速,存量机组持续推进“三改联动”。1)新建机组方面,“十一五”至“十三五”期间,火电投资额处于相对低位。2022年,“三个8000万”工程提出2022-2024年火电分阶段开工以及投产目标。据中电联预测,2024年年火电新增装机规模7000万千瓦,创近五年新增装机新高。2)存量改造方面,节能降碳、供热以及灵活性改造“三改联动”改造“十四五”期间改造规模6亿千瓦。其中,灵活性改造至2027年,存量煤电机组实现“应改尽改”。 火电设备采购需求为三大主机与辅机,主机单价较高、招标节奏较早,辅机数量较多、分批次后续进行采购。1)火电设备可分为燃煤发电以及燃气发电设备,其中锅炉、汽轮机及发电机三大主机为核心设备。火电主机设备由于技术门槛与资质要求,主要为三大龙头寡头垄断竞争格局。三大主机设备单价较高,通常为首批招标设备。2)环保配套,锅炉及汽轮机岛配套与变电设备为主要辅机设备。环保配套设备为实现燃煤电厂烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度达标,配套脱硫、脱硝、除尘装置。锅炉岛及汽轮机岛主要辅机设备包括空预器、风机、空压机、凝汽器真空泵、循环水泵等。变电及配套设备包括高压变频器、变压器等。辅机设备产品相较主机数量较多、单件价格较低,设备标准化、常规化。由于辅机设备需适配主机设备,招标节奏晚于主机,分批次集中采购。 风险提示:新能源装机并网进度不及预期、行业政策变化。 1.火电是电网稳定和新能源消纳的核心节点 1.1.新能源上网占比增长,电力系统灵活调节能力必要性提升 我国新能源装机占比与发电量提升。根据国家能源局,截至2023年底,我国太阳能发电装机6.1亿千瓦,风电装机4.4亿千瓦,分别同比增长55%、21%。光伏与风电装机占累计装机总量比例达36%。2024Q1,清洁能源发电0.6万亿千瓦时,同比增长6.9%。非化石能源比重提高0.8个百分点。 图12023年非化石能源装机比重已超过火电装机。 非水电新能源消纳责任权重持续提升,装机提升加大消纳压力。根据《国家发展改革委、国家能源局关于建立健全可再生能源电力消纳保障机制的通知》,各地方设置当年度可再生能源电力消纳责任权重约束性指标,并同步设定下一年度预期性指标。2024年,各地方非水电新能源消纳责任权重较2023年进一步提升。随着2023年风电、光伏装机提升,2024年风电、光伏消纳压力加大。 图2 波动出力导致电源侧随机性提升,电网稳定运营提出挑战,电力系统需提升灵活调节能力。由于风电、光伏出力呈现波动性,风电、光伏装机提升对于调节能力提出挑战。根据国家发改委,我国目前电力系统存在运行高峰时段顶峰能力不足、低谷时段新能源消纳问题,目前电力系统调节能力无法完全保障电力供需平衡。2024年2月,国家能源局与国家发改委印发《关于加强电网调峰储能和智能化调度能力建设的指导意见》,加强电力系统调节能力部署,目标2027年形成适应新型电力系统的智能化调度体系,支撑全国新能源发电量占比达20%以上,新能源合理消纳的同时保障电力供需平衡。 1.2.火电兼具基荷和调峰能力,是电网稳定“压舱石” 灵活性火电、水电、储能等电源侧调节方式提供调峰、调频等辅助服务,应对负荷波动性。电力辅助服务为维持电力系统稳定运行、维持电能质量的辅助措施,可由发电企业、电网以及用户提供,主要包括调峰、调频、备用等服务类型。具备灵活性调节能力的火电机组、水电以及新型储能电站可根据系统调节能力的变化进行调整,提供调频、调峰等辅助服务。 火电作为支撑性电源,兼具基荷运行和灵活性调峰能力。1)根据中电联,2024年一季度,我国煤电发电量占总发电量比例近六成,仍为我国主力电源。褐煤电厂相较灵活性火电厂最小稳定发电负荷调降空间有限,启动时间较长,因此,褐煤电厂以接近满负荷条件连续运行为主。2)中电联预计2024年全国统调最高用电负荷较2023年相对较高基数仍需增加1亿千瓦,灵活性火电可提供调峰辅助服务。灵活性火电厂具备短时间启停能力爬坡速度快、最小发电量调降空间较大的特点,其最小发电水平低于基荷电厂,可应对负荷出力的波动性。 火电作为电网稳定的压舱石,新机组加速核准+存量机组灵活性改造“应改尽改”。1)新机组方面,“十四五”期间火电“三个8000万”工程推进,各地相继出台火电建设规划,火电为我国电力保供压舱石。2)存量机组方面,国家发展改革委、国家能源局《加强电网调峰储能和智能化调度能力建设的指导意见》提出,至2027年,存量煤电机组实现灵活性改造“应改尽改”。新能源占比较高、调峰能力不足的地区,在确保安全的前提下探索煤电机组深度调峰,最小发电出力达到30%额定负荷以下。 表1:灵活性火电相较基荷电厂,最低负荷调降空间高、启动时间短、爬坡速度快。 2.火电设备采购:主机率先放量,辅机后程发力 2.1.三大主机:火电高价值量核心设备 火电设备可分为燃煤发电以及燃气发电设备,其中锅炉、汽轮机及发电机三大主机为核心设备。根据燃料,火力发电设备可分为燃煤发电与燃气发电设备,通过蒸汽动力进行发电。燃料燃烧产生水蒸汽后,蒸汽通过驱动蒸汽轮机带动汽轮发动机发电,锅炉、汽轮机以及发电机三大主机为核心设备。 图3锅炉、蒸汽轮机、发电机为火电厂三大主机设备。 火电主机设备由于技术门槛与资质要求,主要为三大龙头寡头垄断竞争格局。主机设备由于技术门槛较高,国内外竞争厂家较少。我国执行发电设备生产许可证制度,行业进入门槛较高,燃煤机组、燃气机组以及电站锅炉形成以东电集团、上海电气以及哈电集团为主,中外合资及中小企业为辅的寡头垄断竞争格局。 三大主机设备单价较高,通常为首批招标设备。1)以华能石洞口第一电厂2×65万千瓦等容量煤电替代项目为例,该项目原4台32.5万千瓦亚临界燃煤机组等容量煤电替代改造项目建设两台65万千瓦超超临界燃煤机组。两台65万千瓦机组锅炉、汽轮机和发电机三大主机各两台设备中标价格合计15.24亿元,占项目设计总投比例为31%。2)该项目于2019年8月获上海市发改委核准,2020年4月完成三大主机设备招标,计划2020年6月开工,两台机组分别于2022年9月及12月投产。三大主机设备作为核心设备,为该项目首批招标设备。 2.2.辅机设备:主要为锅炉配套、变电、环保设备,伴随主机安装进度放量 环保配套,锅炉及汽轮机岛配套与变电设备为主要辅机设备。环保配套设备为实现燃煤电厂烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度达标,配套脱硫、脱硝、除尘装置。锅炉岛主要辅机设备包括空预器、风机、空压机、给煤机等,汽轮机岛主要辅机设备包括凝汽器真空泵、循环水泵、循环水管道等。变电及配套设备包括高压变频器、电缆、直流系统设备、变压器、配电装置保护设备等。 图4环保装置、锅炉及汽轮机岛配套装置以及变电设备为辅机设备核心。 辅机设备产品相较主机数量较多、单件价格较低,设备标准化、常规化。 以华能石洞口第一电厂2×65万千瓦等容量煤电替代项目为例,该项目集中采购辅机设备分为七批,集中采购辅机设备共41件,中标金额占项目设计总投8%(未计入单独招标辅机设备)。辅机设备产品与主机相比,招标数量相较多、单件价格较低,通过分批次集中采购。 由于辅机设备需适配主机设备,招标节奏晚于主机,分批次集中采购。 辅机设备需适配主机设备,因此采购节奏晚于主机。由于辅机设备产品数量较多,业主方分批次集中进行采购。以华能石洞口第一电厂2×65万千瓦等容量煤电替代项目为例,该项目集中采购辅机设备分为七批。 继主机招标、项目开工后,首批辅机设备于2020年10月中标。该项目根据建设进度分批次集中、个别采购辅机设备,第七批集中采购辅机设备于2021年9月中标,后续开展土建、安装、调试以及个别辅机设备采购。两台机组分别于2022年12月及2023年5月正式投产。 图5 3.新建装机叠加存量改造共同发力,主辅机需求超预 期 3.1.新建装机:“三个八千万”工程有望带动火电新增装机提速 “十一五”至“十三五”期间,我国年均煤电新增装机呈下行趋势,火电投资额处于相对低位。“十一五”、“十二五”、“十三五”期间,年均煤电新增装机分别为6400万、4900万、3600万千瓦,呈下行趋势。“十三五”末,火电年投资额为568亿元,为2004年以来最低。“十四五”初,我国煤电新增装机仍保持下降趋势,2021年新增煤电装机2,937万千瓦,同比下降27%,当年度火电投资额虽回升至707亿元,仍处于相对低位。 图6近五年火电投资额总体处于低位。(单位:亿元) “三个8000万”工程带动火电新增装机放量在即,2024年有望新增装机7000万千瓦。2022年,“三个8000万”工程提出2022-2024年火电分阶段开工以及投产目标。2022年1月至2023年11月,广东、江苏、四川、等10个省(区)煤电项目核准已达8650万千瓦。核准放量,有望提升2024年火电累计装机量。据中电联预测,2024年火电装机规模14.6亿千瓦,以国家能源局2023年火电累计装机测算,2024年火电新增装机规模7000万千瓦,创近五年新增装机新高。 图7近五年火电年均新增装机低于5000万千瓦。(单位:万千瓦) 3.2.存量改造:“三改联动”催生配套辅机设备采购需求 存量火电机组将节能降碳、供热以及灵活性改造“三改联动”,“十四五”改造规模6亿千瓦。 节能降碳改造:降低煤电机组度电煤耗和二氧化碳排放。“十三五”末,我国6000千瓦及以上火电厂供电煤耗为305.5克标准煤/千瓦时,较“十二五”下降9.9克/千瓦时。“十四五”持续降低供电煤耗,目标全国火电平均供电煤耗降至300克标准煤/千瓦时以下。 供热改造:煤电机组替代供热,对高排放小锅炉进行替代。纯凝机组开展热电联产改造,存量热电联产机组进一步余热回收利用,提高供热能力。 灵活性改造:提升煤电机组负荷调节能力,促进新能源消纳、保障电网稳定运行。存量机组应改尽改,新建机组要求全部实现灵活性制造,纯凝机组调峰能力最小发电出力达到35%额定负荷。 表2:“三改联动”目标“十四五”期间共改造6亿千瓦。 加省煤器旁路烟道、设置省煤器水侧旁路提升烟温,实现排放达标。 4.投资建议 火电仍是电网的支撑性电源,兼具基荷调用和灵活性调峰的能力,是风光新能源上网占比日益提高背景下,维护电网稳定的压舱石。新机组核准提速超预期,叠加存量机组灵活性改造“应改尽改”,火电主、辅机设备采购需求明显放量。推荐:1)环保设备主、辅机生产商龙净环保、清新环境,受益标的海陆重工、东方电气、华光环能。2)新核准项目配套刚性环保在线监测需求,推荐雪迪龙,受益标的聚光科技。3)存量煤电机组灵活性改造“应改尽改”,推荐具备灵活性改造技术的青达环保,受益标的龙源技术。 表3:推荐标的盈利预测 5.风险提示 新能源装机并网进度不及预期:新能源装机并网节奏如放缓,或影响配套灵活性改造进度。 行业政策变化:新增装机以及存量机组“三改联动”规模或因政策变化进行调