公用事业行业：国际电力企业转型发展比较研究报告

2023年全球可再生能源装机再创新高，中国持续引领发展。2023年，全球可再生能源新增装机容量再创新高，达到473GW，同比增长13.9%，过去五年发达国家转型放缓，中国引领发展。2023年中国可再生能源新增装机达到297.6GW，远超其他国家新增装机之和。然而，地缘政治事件引发并加深了全球能源危机。由于地缘政治事件频发和能源市场大幅波动，清洁能源发展的良好态势一度受阻。由于可再生能源的产能尚无法在短期内满足急剧增加的能源需求，部分国家不得不临时回归使用煤炭等高碳排放的能源。 通过研究7家国际电力公司转型得失为我国电力企业发展提供借鉴。本次研究选取了7个典型的国际电力公司，它们分别是法国电力集团（EDF）、法国天然气苏伊士集团（ENGIE）、西班牙伊维尔德罗拉公司（Iberdrola）、美国南方电力公司 （Southern Company）、 爱克斯龙电力公司 （Exelon Corporation）、韩国电力公社（KEPCO）以及美国新世纪能源公司（NEE）。 希望通过对它们的转型得失的研究能够对我国电力企业发展提供借鉴。 总结了四点启示。国际传统电力企业转型发展任重道远；合适金融工具在能源转型过程中能够发挥强有力的作用；燃料成本管理是传统电力企业转型发展的基础；核电是清洁能源的重要组成部分。 风险提示：全球能源转型政策可能不及预期、新能源产业发展可能不及预期、光伏储能等新能源技术发展可能不及预期、报告研究相关电力公司未来发展可能不及预期 1.全球能源转型现状与趋势 1.12023年全球可再生能源装机创新高 2023年，全球可再生能源新增装机容量再创新高，达到473GW，同比增长13.9%，可再生能源总装机容量达到3.87TW。太阳能和风能继续主导可再生能源扩张，占2023年可再生能源新增装机容量的97.6%，达到历史新高。其中，太阳能发电装机容量大幅增加346GW（+32.2%），风电增加116GW（+12.9%），水电增加7GW（0.6%），其他包括生物质能新增4.4GW（+3%）、地热能新增0.2GW。 图表1：全球可再生能源装机单位：GW 2023年，可再生能源在电力新增装机容量的占比达到86%，相比2022年的84%进一步提高。可再生能源在总发电装机中所占比例也从2022年的40.4%上升到2023年的43.2%，上升了近三个百分点。可再生能源装机量仍然不断增长，但相比COP28设定的2030年全球可再生能源装机容量增加两倍达到11TW的目标，仍然有一定差距。 图表2：全球清洁能源装机结构和2023年增量结构 图表3：可再生能源在电力新增装机容量的占比 从区域分布来看，亚太地区引领全球增长，欧美地区增速放缓。2023年亚洲地区可再生能源新增装机容量327.8GW（占全球69.3%），使得该地区可再生能源装机总量达到了1961GW（占全球50.7%）。亚洲地区的强劲增长主要来自中国，其新增装机达到297.6GW。 2023年欧洲和北美可再生能源发电装机容量分别增长71.2GW（+10.0%）和34.9GW（+7.0%），非洲地区继续稳定增长（+4.6%），大洋洲地区增加5.5GW（+9.4%)），南美洲继续保持上升趋势增加22.4GW（+8.4%），中东地区创下有记录以来最高增速，新增装机5.1GW（+16.6%）。 图表4：截至2023年全球可再生能源装机容量的地区分布 相比而言，中国依然是全球新能源装机增长的引擎。但在中国以外地区，新能源增速有所放缓，尤其是风电装机增长显著放慢。 图表5：中国风电和太阳能发电年度新增装机容量单位：图表6：中国以外地区风电和太阳能发电年度新增装机容GW量单位：GW 美国是全球风电增速降低的主要因素。2023年，美国新增风电装机容量只有6.4GW，是近十年来美国新增风电装机最少的一年，也是风美国电装机容量连续第四年下降。美国风电发电量也在2023年出现了至少自2001年以来的首次下降（-9.1GWh，-2.1%）。 低风速条件使负荷率接近过去五年来的最低水平，同时，在《通货膨胀削减法案》的预期提升之前，预计新增发电量也有所放缓。 图表7：美国风电和太阳能发电年度新增装机容量单位：GW 图表8：欧洲风电和太阳能发电年度新增装机容量单位：GW 2023年欧洲风电装机容量为18.3GW，低于2022年（18.9GW）和2021年（18.4GW）。 速度的放缓主要归因于政策的不确定性、设备成本上升、融资成本上升、漫长的许可流程、选址障碍以及新输电设施建设进展缓慢等。 图表9：欧洲年度陆地和海上风电装机量 1.2全球能源系统清洁转型面临挑战 地缘政治事件引发并加深了全球能源危机。由于地缘政治事件频发和能源市场大幅波动，清洁能源发展的良好态势一度受阻。由于可再生能源的产能尚无法在短期内满足急剧增加的能源需求，部分国家不得不临时回归使用煤炭等高碳排放的能源。 化石能源需求有望2030年前达峰。地缘冲突在过去几年导致了化石能源需求的短期增加，但随着新能能源供应链的建立，化石能源需求将趋于稳定。IEA既定政策情景预测，清洁能源转型强劲势头将使全球煤炭、石油和天然气需求在2030年前达到峰值，预计2030年化石能源占比将从80%左右降至73%。但同时也应看到，特朗普竞选成功，中东局势等地缘政治因素，仍将影响清洁能源转型进程。 图表10：2000-2050全球化石能源消耗及预测（以峰值为100%） 可再生能源将持续扩张，并补充化石能源需求减弱的影响。随着成本持续下降和政策的不断支持，可在再生能源仍将占据新增一次能源供应的绝大多数。但中国能源需求增长放缓、新能源消纳受阻，以及各国在新能源发展过程中遇到的经济、政策、供应链等领域的困难，可能使得可再生能源扩张进程放慢。 太阳能和风能发电将主导可再生能源扩张。随着成本持续下降和政策的不断支持，可在再生能源仍将占据新增一次能源供应的绝大多数。持续降本将使得太阳能部署保持高增速。而随着制约风电发展的成本因素、宏观经济因素和政策因素的逐渐宽松，欧美地区风电装机速度也有望重新提升。水电、核电受制于地理条件、技术条件和投资规模等因素，增长速度将相对平稳，生物质能、潮汐能、地热能等其他类型可再生能源在技术和成本上尚不具备大规模扩张的条件。根据IEA《可再生能源2023》报告，到2028年风光将占全球可再生能源新增容量的近95%。未来五年光伏将创纪录增长，并占可再生能源装机增量的60%以上，到2028年光伏装机容量将超过煤电占据全球最大份额，风电也将迅速扩张超过水电，成为仅次于光伏的第二大可再生能源电力来源。 图表11：全球并网发电机组发电量（单位：GWh） 能源系统电气化水平将持续提升。根据IRENA预测，到2050年电力将成为主要的能源载体，在全球终端能源消费总量占比将超过50%，可再生能源部署、能效提高以及终端用能部门电气化将是主要驱动力。几乎所有终端用能部门都将提高电气化水平，电动汽车、电池、储能、可再生能源供热、大型热泵以及数字化等技术应用，将推动建筑、交通、工业部门深度节能减排。 低碳氢能将在能源转型中发挥重要作用。氢能将在终端用能部门脱碳和电力系统灵活性方面发挥关键作用。根据IRENA预测，到2050年氢能占终端能源消费总量的比例将从当前的忽略不计增至14%，且全球94%的氢气将通过可再生能源制取。 图表12：全球制氢总量（不包含工业生产过程中产氢）单位：百万吨氢气 2.美国能源转型发展概况 2.1美国的碳中和与能源转型 美国温室气体排放于2007年达峰，之后持续降低。主要原因是由于其工业生产基本饱和，转向发展第三产业。而同时页岩气革命支撑起其电力系统的快速转型，煤电加快退役。 图表13：美国历史工业生产指数（左轴）及二氧化碳排放量（右轴，单位：亿吨） 图表14：美国化石燃料发电量及二氧化碳排放量 从目标看，美国2030年目标将温室气体排放减至2005年排放水平的50%，2035年实现电力系统零排放，2050年实现碳中和目标。从目前预测看，尽管在政策刺激下（IRA法案、IIJA法案），美国的低碳化进程将加速，但即便是最乐观的预测，至2050年美国也很难实现净零排放，仍有20~30亿吨的温室气体需要用造林和CCUS等负碳技术手段吸收。 图表15：美国二氧化碳排放历史数据及预测 以一次能源消耗看，美国的煤炭、石油、天然气用量都将继续快速减少。主要是由于运输的电气化引领石油需求的大幅下降，而由于太阳能和风能的兴起，煤炭在电力部门被逐步减少。到2050年，北美石油需求量的减少几乎占全球石油需求量减少的近一半。 从实际情况看，美国的煤炭在2000年已达到峰值，石油需求基本在2021年达到峰值，天然气需求则预计在2025年左右达到峰值。 图表16：美国化石能源消耗 2.2美国的电力系统转型 就发电行业而言，美国过去10余年的减碳路径主要是通过激进的退役煤电并同时快速发展天然气发电完成的。 图表17：美国电力来源 从新能源发展看，美国的风电和光伏分别从2000年和2010年起进入快速发展期，截至2023年底风电装机已超过140GW，光伏装机接近120GW。 图表18：美国的风电光伏发展 从增量看，2015年起美国光伏的年新增装机超过风电且持续领先，目前仍保持年新增装机超过20GW的速度快速发展。而风电则受高融资成本的影响，自2020年起新增装机量呈下降状态。从未来发展看，2022年至2030年，美国的光伏装机还将加速，至2025年后年新增装机超过40GW，且集中式光伏占比越来越高，预计至2030年美国光伏装机可达370GW，约为2022年底累计装机的3倍。美国的风电年度装机从2020年的高峰增速15GW已腰斩至不足7GW。随着IRA法案逐步生效以及电网接入问题的环节，其风电装机速度可能从今年起缓慢恢复。 图表19：美国新能源及储能新增装机量 总用电量方面的预测表明，在交通、建筑等用能部门的加速电气化情况下，美国的发用电量将持续提升，最终将在终端用能中占比超过40%，甚至达到50%以上。发电量从约目前的5万亿度增加至接近9万亿度。而风电、光伏不仅将支撑起全部新增的发电量，还将补充退役的煤电和气电的发电量。核电和水电的发电量将保持当前规模。 图表20：1990-2050美国发电量及一次能源来源历史数据及预测 2.3政策措施 《降低通胀法案》（IRA）和《基础设施投资和就业法案》（IIJA）等政策是支持美国能源转型和应对气候变化的最重要法案。2030年前相关法案将支持风电、光伏、储能、氢能、电动车、碳捕集、工业电气化相关的投资和生产，另外包括家庭部门的电气化以及低收入社区的公正能源转型。据相关机构预测，在政策的支持下，至2030年美国的 CO2 排放将比2005年水平低37%，甲烷排放将比2020年降低24%。 不过根据咨询机构伍德麦肯齐的最新报告，虽然大部分共和党占优的区域都受惠于IRA与新能源发展，但特朗普上台后给IRA后续的实施仍将带来一定程度的不确定性。特朗普拟任内阁人选已对外宣称要调整不合理的激进环境目标，制定更宽松的碳排放目标，并改变相关支持政策。 图表21：IRA和IIJA主要包含内容 图表22：IRA和IIJA各方向主要政策内容 2.4投资 在政策带动和可再生能源成本持续降低的刺激下，2022年投入到光伏和风电基础设施的投资分别达到300亿美元和400亿美元。BloombergNEF预计2050年之前将有超30万亿美元的基础设施投资投向电网建设、风电、光伏、储能、低碳氢气以及碳捕获等技术和设施。 图表23：净零排放情景下预测2050年美国新增投资构成 但对比化石能源与非化石能源投资，在当前及今后的至少十年之内，美国的化石能源投资仍将超过非化石能源投资。这主要是由于美国的石油天然气除满足自身需求，还主要用于出口满足全球其他国家的需求，需要持续的基础设施投资。 图表24：美国化石能源与非化石能源投资预测 2.5其他快速增长的产业