电力设备新能源2024年中期策略报告：电力设备，乘风破浪

电力设备，乘风破浪 ——电力设备新能源2024年中期策略报告 请参阅附注免责声明1 请参阅附注免责声明2 请参阅附注免责声明3 01 美国电力系统BPS由包括加拿大、美国本土以及墨西哥部分地区在内的东部、西部、魁北克和ERCOT（德克萨斯）四个区域电网组成。区域电网之间交流线路电力传输受限，通过直流线路连接。1）美国现有超过97万公里交流输电线路 （>69kV），其中高压交流输电线路（>230kV）39万公里；直流输电线路（400-600kV）约2900公里。2）美国拥 有超过885万公里配电线路（<69kV）。 2021年BPS净发电量达约46亿MWh，其中天然气和石油为主要发电方式，发电量分别约16.5亿MWh和9.3亿MWh。 近年来天然气发电量占比逐渐增加，石油发电量占比逐渐减小。 图：美国电力系统由东部、西部、魁北克和德克萨斯 四个区域电网组成 图：美国输电线路包括从低压到特高压共5类 图：2021年BPS净发电量达约46亿MWh 数据来源：WECC 数据来源：US-CanadaPowerSystemOutageTaskForce（2004），国泰君安证券研究 数据来源：WECC 请参阅附注免责声明4 01 欧洲电力系统的60%由低压线路组成，37%由中压线路组成，3%由高压线路组成。根据欧洲电工标准化委员会 （CEN-CENELEC），低压是指低于1千瓦（kV）的水平;中压范围在1kV和36kV之间，高压范围适用于36kV以上的 任何电平。 据预测，到2040年欧洲电力系统电力容量将达2933GW，较2020年的1049GW增长近三倍。据Eurelectric预测，到2040年欧洲电力系统电力容量将达2,933GW，其中可再生能源可再生能源装机容量应达到83%。 图：欧洲电力系统的60%由低压线路组成，37%由中压线路组成，3%由高压线路组成 数据来源：Eurelectric 图：欧洲电力系统到2040年电力容量将达2,933GW 数据来源：Eurelectric 请参阅附注免责声明5 01 海外新能源并网需求激增，带来巨大电网投资需求。美国、西班牙、巴西、意大利、日本、英国、德国、澳大利亚、墨西哥、智利、印度、哥伦比亚共有新能源并网请求接近3TW，其中500GW已处于并网连接的最终阶段。 欧美地区并网进展缓慢，成为阻碍新能源转型的一大问题。根据EUSolarPower在2023年11月发布的调研报告显示，欧洲目前地面光伏项目安装时间周期最长可达8年，平均时长为4年。美国目前清洁能源平均并网排队时长在2年以上，在CAISO（加州电力调度中心）管辖地区则达到近4年。 图：海外新能源并网请求接近3TW 数据来源：IEA 图：欧洲目前地面光伏项目安装时间周期最长可达8年， 平均时长为4年 数据来源：EUSolarPower 图：美国目前清洁能源平均并网排队时长在2年以上 数据来源：GGII，劳伦斯伯克利国家实验室 请参阅附注免责声明6 01 导致并网延期的一个重要原因在于海外主要经济体基础设施老旧，无法适应上升的可再生能源发电量。可再生能源 发电量上升，老旧的配电系统面临巨大压力，目前欧美面临电网规模小、基础设施老旧、连接不足等问题。 美国基础设施老旧。根据PTR披露，美国高压电网拥有超过3500个变电站，其中超过33%的变压器使用寿命超过50年；AEP指出，在未来十年内，30%的现有输电导线的预期寿命将达到或超过70年。 欧洲基础设施老旧。根据德勤披露，欧洲预计2030年欧洲现有电网中将有40-55%的低压线路年限将大于40年。 图：在未来十年内，美国30%的现有输电导线的预期寿命将达到或超过70年 数据来源：Brattleestimate 图：预计2030年欧洲现有电网中将有40-55%的低压线路年限将大于40年 数据来源：德勤 请参阅附注免责声明7 01 新能源建设与电网基础设施投资周期不相匹配。新能源发电需要依托配电线路进行传输，两者是密不可分的关系，但电网基础设施建设周期远长于新能源建设。以欧美地区为例，建设高压输电线路需要4-8年，建设特高压线路需要5-13年，而新能源建设市场往往在2-5年不等，平均在3年左右，导致两者之间产生错配，需要提前规划电网基础设施建设。 图：新能源建设与电网基础设施投资周期不相匹配，欧美地区尤为严重 数据来源：IEA 请参阅附注免责声明8 01 海外主要经济体电网投资稳定增长，但整体不及预期，电网投资不足或成清洁能源转型的巨大障碍。据IEA统计，2016-2022年海外主要经济体电网投资达到近3200亿美元。2022年电网投资增长6%，但远远没有达到APS与NSE的计划，如果到2030年的电网投资保持在当前水平，年平均投资将低于APS标准的约35%，NZE标准的42%。 电网投资滞后于电源投资增长。2016-2022年电力投资显著增长，增长率达40%，到2022年已经超过7,500亿美元。 相比之下，在电网基础设施支出仍保持稳定，每年徘徊在3000亿美元左右。 图：未来电网投资水平零碳目标需求之间的差距将逐渐拉大 数据来源：IEA 图：电网投资滞后于电源投资增长 数据来源：IEA 请参阅附注免责声明9 01 根据IEA《2024年世界能源投资报告》，2023年全球电网投资额达到3740亿美元，同比+8.72%，相较22年的 +7.50%的同比增速进一步提升。 英国国家电网公司(NGG.US)计划筹集68亿英镑(合87亿美元)的资金，以支持电网基础设施建设。该计划为在未来五年内在英国和美国的网络上投入600亿英镑，几乎是过去五年投资额的两倍（其中约230亿英镑用于英国输电，80亿英镑用于英国配电，280亿英镑用于纽约和新英格兰地区）。ENEL（意大利国家电力）调增电网未来支出计划，意大利本土增速最快。未来三年（2024-2026年）用于电网业务的总资本开支同比增长31%。分区域看，意大利电网业务Capex将达到122亿欧元，较上一个三年同比增长45%，是公司电网业务未来Capex增长最快的区域。同期，预计在西班牙和拉丁美洲Capex增长8%、9%。 德国意昂立再次调升其五年滚动能源投资规划。2022-2026、2023-2027、2024-2028年滚动投资计划额分别为270亿欧元、330亿欧元、420亿欧元，近两次分别提升22%、27%。2024-2028规划中340亿欧元将投资于能源网络（主要为电网），该口径较23年规划提升31%。 图：全球电网投资增速加快 请参阅附注免责声明10 数据来源：IEA 01 新兴市场国家社会用电量大幅上升，电气化率上升较为落后。据IEA统计，2000年以来全球社会用电量几乎翻了一番，新兴市场国家增长尤为明显，在2012-2021阶段用电量超过10,000TWh，超过发达经济体社会用电量。一直相对的，新兴经济体电气化率明显跟不上社会用电量增长的步伐，显著低于发达经济体。 新兴经济体电网可靠性有待提升。以2016-2020年来看，除中国外新兴经济体每年平均断电时长在19小时以上，是 美国的三倍左右，中国和欧洲的15倍左右，电网建设可靠性有待提升。 图：新兴经济体电气化率无法跟上社会用电量增长的步伐图：除中国外新兴经济体每年平均断电时长在19小时以上 数据来源：IEA 数据来源：IEA 请参阅附注免责声明11 01 过去5年除中国外新兴市场电网投资速度放缓，年平均下降7%。电力供应与需求增长促使除中国外新兴市场电网投资增加，但近五年投资速度放缓，据IEA统计，2017-2019年年平均投资860亿美元，2020-2022年年平均投资下降至657亿美元，年平均下降7%，由于亚非拉地区电气化与电网可靠性仍不足，投资放缓令人担忧。 亚非拉地区电网投资极度依赖政府投资，政府资金短缺或为电网投资减缓的原因之一。亚非拉地区电网投资通常通 过在公共事业部门占主导地位的国有企业进行的，但财政资源不足、监管障碍等阻碍了电网投资进度 图：过去5年除中国外新兴市场电网投资速度放缓，年平均下降7% 数据来源：IEA 请参阅附注免责声明12 01 2022年亚洲全社会用电量为13073TWh，并将持续增长。以印度为首，东南亚为其次，亚洲用电量持续高增，据FitchSolutions的预测，未来十年亚洲社会用电量将以3.5%的CAGR增长至2032年的18406TWh。2022年亚洲国家出现了不同程度的用电紧张，电力基础设施有待提升。 目前亚洲发电仍以原煤为主，清洁能源发电仍有上升空间。2022年亚太地区清洁能源发电量占总发电量的32.0%， 中国清洁能源发点占比略高，为34.9%，其他地区为27.5%。 图：2022年亚洲全社会用电量为13073TWh，并将持续增长图：2022年亚太地区可再生能源发电量占总发电量的13.8%，仍有上升空间 数据来源：IEA 数据来源：中国电力网，国泰君安证券研究 请参阅附注免责声明13 01 非洲各国供电人口比例在30%-80%之间，多数国家电气化程度小于10%。世界银行资料显示，非洲大部分国家供电人口比例在20%-60%之间，仅有个别国家供电人口比例超过78%。撒哈拉以南非洲电力公司经营困难，难以维护老化设备或铺设新的电力设施，预计未来电力系统建设产生的需求缺口将进一步加大。 未来非洲将增加电力覆盖程度。据IEA预测，在APS框架下，非洲到2030年将解决67%的现有无电家庭供电，其中4500万户家庭连接到主电网，3200万户连接到微型电网，2600万户通过独立解决方案供电。 图：2021年非洲各国供电人口比例在30%-80%之间 图：2021年非洲各国供电人口比例在30%-80%之间 数据来源：WorldBank 数据来源：WorldBank注：STEPS为既定政策情景，APS为公 开承诺请景，NZE为净零排放情景 请参阅附注免责声明14 01 拉美地区清洁能源发电占比较高，吸引电网投资升级。根据中国电力网的数据，2022年拉美地区清洁能源发电占比72.4%，其中水力发电占主要部分，为53%，可再生能源发电占比同样较高，为18%。而拉美地区的电网建设落后于电源建设，预计未来电网建设将进一步扩大。 图：2022年拉美地区清洁能源发电占比72.4% 数据来源：中国电力网，国泰君安证券研究 请参阅附注免责声明15 请参阅附注免责声明16 02 欧洲电网投资大幅增加，向现代化、电气化、低碳化转变。EurelectricandE.DSO的研究显示，预计到2030年欧洲配电网投资将达3750-4250亿美元。同时可再生能源发电能力将从2020年的527GW增长到2030年达到1761GW，3倍以上，到2050年增长6倍至3110GW，其中太阳能光伏发电容量占55%。 图：预计到2030年配电网投资将达3750-4250亿美元 数据来源：Eurelectric 请参阅附注免责声明17 02 欧洲颁布电网投资计划，提出欧洲电力部门清洁转型需5840亿欧元电网投资。2022/11/28欧盟颁布电网投资计划，提出为实现欧洲电网现代化、电气化以及可再生能源的替换和扩张，欧洲电网需要5840亿欧元投资并快速实施2023年PCI清单中包含的85个输电、存储和智能电网跨境项目。 图：欧洲电网需要5840亿欧元投资 数据来源：EUROPEANCOMMISSION 图：欧盟委员会确定了加速欧洲电网发展步伐的七个横向挑战 数据来源：EUROPEANCOMMISSION 请参阅附注免责声明18 02 老旧设备更换促进美国电网投资。美国电网根据BrattleGroup预测，假设四分之一的设备在使用50-80年后更换，那么未来20年内则每年将需要大约100亿美元的输电投资来更换、重建或升级总计8万英里的老化输电网；假设全部的设备在使用50-80年后更换，那么未来20年内则每年将需要大约400亿美元的输电投资来替换、重建或升级