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2021年电力工程行业研究

作者:点击:261 发布时间:2021-10-13

1. 投资聚焦

经济发展、供应结构调整、电网完善等有望驱动电力投资长期稳定增长,奠定电力工程 行业稳固发展基础,新能源发电占比提升及智能化运维兴起则为电力工程行业带来重大 变革,电源、电网、储能、用电及运维等电力系统各环节面临诸多机遇,具体看:

1)电 源端关注电力工程企业加快新能源发电运营投资。

2)电网端关注行业改革推动下市场化 加速,民营企业逐步打破壁垒,分享行业改革红利的机遇。

3)储能环节关注电力工程及 设计企业凭借客户项目渠道资源和行业整合能力,并与储能设备、电池及逆变器等多方 合作进展。

4)智能运维兴起背景下,输、变、配、用各环节智能运维市场均具潜力,看 好技术产品、客户资源丰富、模式可复制、具备异地扩张能力的龙头企业。

我们认为未来需要重点把握电力工程行业智能运维崛起与新能源快速发展两大主线:

1) 电力智能运维领域重点推荐 EPCO 配电全产业链布局,运维端快速增长的龙头苏文电能, 关注聚焦于输电线路智能可视化运维龙头智洋创新、聚焦变电领域智能运维的杭州柯林、 布局用电智能节能运维的安科瑞、达实智能等。

2)新能源快速发展带来电源、电网、 储能等环节的新机遇,重点关注加大新能源发电运营投资力度的电力工程央企龙头中国 电建、中国能源建设(葛洲坝);引入宁德时代合作开发储能业务的永福股份。

2. 电力工程行业概览

电力工程属于建筑工程的细分行业,即与电能的生产、输送、分配、使用有关的工程及 相关服务。其主要驱动力为电力行业固定资产投资。根据相关公司的业务分布与我们的 理解,行业涉及的环节主要有:电力设备、电源建设、电网建设、储能、用电及运维等 五个方面。

电力设备:电力设备是工程的上游环节,主要包括发电设备和供电设备两大类,发电设 备主要是电站锅炉、蒸汽轮机、燃气轮机、水轮机、发电机、变压器等,供电设备主要 是各种电压等级的输电线路、互感器、接触器等。部分电力工程企业因为施工业务需要 涉及相关设备的制造与供应。

电源建设:主要指发电厂及设施的建设环节,根据发电能源的不同分为火电、水电、风 电、光伏、生物能等类型。电源建设包括勘察设计、施工、检测与调试等细分环节,是 电力投资的主要构成之一。

电网建设:主要指电力系统中各种电压的变电所及输配电线路组成的系统的建设工程, 包含变电、输电、配电三个单元。与电源工程类似,电网工程也可以分为勘察设计、施 工、检测与调试等具体环节,也是电力投资主要构成之一。

储能环节:储能主要指电能的储存。由于风电、光伏等新发电方式整体都呈现间歇性与 不稳定性,需要使用储能技术来增加电力系统中的“储放”功能,使得电力系统从“刚 性”变得相对“柔性”,来平抑新能源发电大规模接入电网带来的波动性与冲击性。储能 可以应用在发电侧、输配电侧、用电侧多个阶段,未来有望随着风电、光伏等新能源的 快速增长迎来爆发。电力工程相关企业也从储能设施的设计咨询、施工安装、调试等多 个环节参与其中,与储能系统供应商、电池及逆变器制造商等共享储能行业发展机遇。

用电及运维:电力工程企业由于建设了相关的输配电网与设施,并且对用户的用电行为 比较了解,可以切入用电服务环节,协助用户进行供电设备的检测维护、用电设备监控管理、节能服务等,从工程施工延伸到用电侧的运维服务。除用电侧运维服务外,电力 工程企业还可切入输电、变电、配电等全过程的运维服务,如输电线路智能可视化运维、 变电站的智能化运维、配电网智能运维等。

3. 电力投资:经济发展与供电结构调整驱动长期稳定增长

3.1. 电力投资驱动电力工程,保持长期稳定增长

电力工程的核心驱动是电力行业的投资。电力投资主要包括电源投资与电网投资两部分, 分别对应电源工程与电网工程。我国电力投资随着经济的发展持续增长,根据统计 局数据,2020 年我国电力基本建设投资完成额 9943 亿元,同比增长 11.5%,近 10 年 复合增速为 3%。其中电源基本建设投资 5244 亿元,同比增长 29%,增速较快。电网 基本建设投资为 4699 亿元,同比下滑 3.2%,连续两年出现下滑,主要因特高压等电网 建设进度放缓,以及 35 千伏及以下电网投资下滑。预计未来随着“新基建”战略推进, 特高压与电力物联网建设有望加快,电网建设投资有望出现反弹。展望十四五期间,我 国经济持续稳定增长趋势不变,电力供应结构中风电、光伏等新能源占比持续上升,电 网系统中特高压及配电网不断完善,多因素将驱动电力投资保持复合 5%-10%的持续稳 定增长。

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3.2. 经济发展、供应结构调整、电网完善等驱动电力投资持续增长

3.2.1. 经济基本面长期向好,是电力投资的根本支撑

我国经济基本面向好,全国电力供应与需求保持稳定增长。根据统计局数据,近年 来我国全社会发电和用电量保持稳定增长态势。2010 年全国发电量为 41998.8 亿千瓦时, 2020 年为 75110 亿千瓦时,10 年复合增速为 6%。2010 年全国用电量为 41412.6 亿千 瓦时,2020 年为 74170.4 亿千瓦时,10 年复合增速为 6%。随着我国经济增长降速及 行业结构的调整,预计全社会用电增长已经放缓,但长期稳定增长的趋势没有发生变化。

中国经济的持续稳定向好将驱动电力行业未来投资继续保持长期增长。根据 GIH 预测, 按照当前中国投资的强度及趋势预测,2016-2040 年基建总投资将为 26.5 万美元,存在 着 1.9 万美元的缺口,表明整体看中国基建投资强度是不足而非过剩。但具体看各个细 分领域,这些缺口主要集中在电力(缺口 1.45 万亿美元),说明目前中国电力投资未来 仍有很大空间。

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3.2.2. 电力供应结构调整,新能源占比提升带来投资动力

随着“碳中和”政策的提出,未来以太阳能和风电为代表的清洁能源在整个电力装机占 比将继续提升。十三五”时期,全国全口径发电装机容量年均增长 7.6%,其中非化石能源装机年均增长 13.1%,占总装机容量比重从 2015 年底的 34.8%上升至 2020 年底的 44.8%,提升 10 个百分点。根据能源局预计到“十四五”末,可再生能源发电装机 占我国电力总装机的比例将超过 50%,可再生能源在全社会用电量增量中的占比将达到 2/3 左右。清洁能源发电相关的投资将持续快速增长,改变现有行业投资结构,为电力 投资持续增长带来动力。

3.2.3. 电网不断完善,配电网与特高压建设有望加快

我国电网经过长期的大规模投入建设,整体看已经处于全球水平。但随着我国城市 化进程不断加快,经济不断发展,居民生活品质和电气化程度不断提高,用能需求也越 来越个性化、多样化、智能化,配电网是保障和改善民生的重要基础设施,也需要跟随 全社会的用电需求不断升级和完善。特高压具有远距离、大容量、低损耗、少占地的综 合优势,是推动电力科技升级,保证能源供应安全、经济和环保的战略性技术,被列入 新基建行列,未来也是电网建设的重要方向。配电网的不断升级完善,电网的智能 化升级,以及特高压线路的建设也是未来电力投资持续增长的驱动因素。

4. 电源工程市场:电力供应结构变革,新能源发展带来新机遇

4.1. 电源建设投资:新能源推动近两年来不断加速

2020 年我国电源建设基本投资为 5244 亿元,创出近 10 年新高,同比增长 29%。2010-2015 年我国电源建设投资基本保持稳定,在 3700-4000 亿元之间。2016-2018 年 由于宏观去杠杆,经济发展降速,新能源补贴退坡等多因素影响,电源建设投资连续下 滑。2019 年-2020 年融资环境宽松,新能源政策预期稳定,光伏风电等快速发展,整体 电源投资增长加速,2019/2020 年增速分别为 49%/29%。

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电源建设投资构成:新能源、火电等设备投资占比高,水电施工投资占比大。水电建设 由于主体结构施工复杂,因此施工在总投资中占比较高,通常可达到 50%-70%,而设 备投资占比在 5%-20%。传统火电设备投资一般在总投资中占比为 40%-60%,施工部 分占比 25%-45%。新能源如风电、光伏等,发电设备在投资中的占比更高,通常可达 50%-70%,施工部分则占比较小。

4.2. 供应结构变化,新能源快速增长

非化石能源发电装机容量占比持续上升。从总装机容量上看,2020 年全国全口径非化石 能源发电装机容量合计 9.8 亿千瓦,占总发电装机容量的比重为 44.8%。煤电装机容量 10.8 亿千瓦,占比为 49.1%,降至 50%以下。“十三五”时期,全国全口径发电装 机容量年均增长 7.6%,其中非化石能源装机年均增长 13.1%,占总装机容量比重从 2015 年底的 34.8%上升至 2020 年底的 44.8%,提升 10 个百分点;煤电装机容量年均增速 为 3.7%,占总装机容量比重从 2015 年底的 59.0%下降至 2020 年底的 49.1%,下降近 10 个百分点。

新能源新增装机成为主力。2020 年新增装机中火电占比约为 30%,非化石能源装机占 比约为 70%,其中风电为 37%,太阳能为 25%,合计约 62%,新能源装机已经成为主 力。相较于 2015 年,风电和太阳能合计新增装机占比提升约 29 个 pct,火电新增装机 占比则下降 21 个 pct。

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火电投资连续五年下滑,预计未来仍处于下降通道。2020 年火电投资额为 553 亿元, 同比大幅下滑 27%,创出近 10 年新低。自 2016 年起,火电投资已经连续 5 年出现下 滑,目前仅为 2015 年高峰时的 47.5%。未来火电投资可能在低基数上出现小幅反弹, 但展望十四五期间,由于“碳中和”政策的约束,新能源装机的快速增长,火电投资整 体预计仍处于下降通道中。

水电投资存在波动,预计后续平稳。2020 年我国水电投资 1077 亿元,同比增长 19%。水电投资整体看存在一定波动,2013-2016 年连续四年出现下滑。2016 年水电投资仅为 617 亿元,为高峰 2012 年的 50%。2016 年后,水电投资呈现持续回升的态势,2017-2020 年连续四年正增长,2020 年已经重回 1000 亿元以上。由于水电属于清洁能源,仍有一 定开发需求潜力,但受限于优质水利水电资源的稀缺性,后续整体投资预计保持平稳。

新能源发电投资快速增长,风电爆发成为电源投资类别。十三五期间,以风电和太 阳能发电为代表的新能源电源投资快速增长,特别是风电投资在 2019-2020年出现爆发。2019-2020 年风电投资分别为 1535/2618 亿元,同比分别增长 138%/71%。风电投资已 成为每年电源投资中类别,2020 年占据电源投资量的 50%。新能源发电投资占比 较 2015 年提升近 20 个 pct。风电等新能源投资的快速增长推动电源投资在 2019-2020 年出现明显回升。根据能源局预计到“十四五”末,可再生能源发电装机占我国电 力总装机的比例将超过 50%,可再生能源在全社会用电量增量中的占比将达到2/3 左右, 未来风电、光伏为代表的新能源发电投资将继续保持快速增长。

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4.3. 竞争格局:水电火电施工双寡头,新能源市场寻机

水电和火电建设领域呈现双寡头局面,中国能建与中国电建两家央企合计占据 90%以 上份额。由于历史的原因,水电和火电两大主要电源建设市场由两家央企中国电建与中 国能建主导,呈现双寡头竞争局面,其余少部分(低于 10%)市场由省属国有电力施工 企业参与建设。以完成的合同额计算,火电建设市场中中国能建市占率为 58%,中国电 建市占率为 34%,两者合计市占率为 92%,其余企业市占率合计仅为 8%;水电建设市 场中中国电建市占率为 70%,中国能建市占率为 23%,两者合计市占率为 93%,其余 企业合计市占率仅为 7%。由于水电和火电项目一般投资较大,技术难度较高,投资业 主也较为集中,另一方面中国电建和中国能建直接承接了原计划经济体制下电力建设与 设计的核心资产,技术实力,也拥有央企的资金和规模优势,因此其他企业难以 与这两家央企竞争,行业竞争格局预计很难发生变化。

风电整机制造商与投资业主集中度高,风电施工市场大型国企优势较为明显,市场份额较高。风电设备成本在投资中占 50%-70%,占据产业链价值核心,该环节集中度较高。根据 CWEA 的数据显示,截止 2019 年底,中国风电有装机的整机制造企业近 70 家,金 风科技市占率,达 24.3%,前五大合计市占率 57.5%。投资风电运营的厂商众 多,主要参与者为中央电力集团、中央能源企业、国有地方电力能源企业、民企及外资 等。其中中央电力集团为主要参与者,据前瞻产业研究院不完全统计,2019 年底中央 电力集团投资风电装机占比 65%左右。参与风电项目施工的企业主要分为中国电建旗下 子公司、中国能建旗下子公司、大型国企旗下公司、主机厂、民企 EPC 公司五个类别, 由于风电投资业主集中在大型发电集团手中,因此大型风电 EPC 项目也基本由央企、国 企及实力强大的主机厂商拿到,而由民营企业投资或者较小型的风电施工市场竞争较为 激烈,民营风电 EPC 企业有更多机会参与。

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光伏 EPC 市场相对分散。由于光伏发电行业投资主体更加多元,且单个项目体量较小, 导致光伏电站 EPC 市场相对于火电与水电等传统电源建设市场来说相对分散,央企、国 企、民企均有较多机会参与,竞争比较激烈。根据 IHS Markit 统计的全球光伏 EPC 和集 成商排名,2019 年中国非住宅光伏 EPC 市场中,阳光电源安装量市占率约 6%,中国电 建约 4%,新疆特变电工约 3%,前三名合计市占率约 13%,行业整体来说相对分散。

4.4. 电力工程企业切入新能源运营布局未来

电力工程企业对于电力项目建设各环节都比较熟悉,资源整合能力强,并且部分央企国 企资金实力雄厚,凭借投资、设计、施工、运营一体化的产业链优势,未来切入新能源 电力投资运营市场潜力较大。中国电建与中国能建两家电力建设的龙头企业就是其中典 型代表,两企业已经投资运营了规模较大的清洁能源电力项目。

中国电建:电力投资与运营业务是公司的重要业务,与工程承包及勘测设计业务紧密相 连,是公司产业链的延伸。截至 2020 年底,公司控股并网装机容量 1,613.85 万千瓦, 其中:太阳能光伏发电装机 129.16 万千瓦,同比增长 7.77%;风电装机 528.34 万千瓦, 同比增长 6.12%;水电装机 640.36 万千瓦,同比增长 9.19%;火电装机 316 万千瓦, 同比持平。清洁能源占比达到 80.42%。截至 2020 年底,公司累计投运和在建装机容量 达 2,008.85 万千瓦。公司 2020 年实现电力运营收入 189 亿元,同比增长 11%,占总收 入的比例为 4.69%;毛利率达到 47.85%,占毛利润总额的 15.8%。

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中国能建:公司下属清洁能源业务包括清洁高效的火电、水电、风电、光伏等电源的投 资和运营,2020 年清洁能源运营收入实现 14.57 亿元,同比增长 3.7%。控股装机容量 2866 兆瓦,同比大幅增长 87%。根据公司近期发布的战略白皮书,公司计划在十四五 期间加大对清洁能源的投资力度,提升清洁能源运营收入在总收入中的占比。

5. 电网工程市场:配网加快建设,市场化程度提升

5.1. 电网投资近两年增速较低,有望在十四五回升

2020 年我国电网基本建设投资为 4699 亿元,同比下滑 3.2%,连续两年出现下滑,主 要因特高压等电网建设进度放缓,以及 35 千伏及以下电网投资下滑。预计未来随着“新 基建”战略推进,特高压与电力物联网建设有望加快,配网建设不断完善,电网建设投 资有望出现反弹。

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近 10 年来电力投资结构发生较大变化。2010-2012 年电网投资大于电源投资,但两者 相差不大,2013 年起电网投资开始较快增长,占比不断上升。2017-2018 年电网投资占 整个电力投资的比例达到 66%,几乎是电源投资的两倍。但后续电网投资在 2019-2020 年出现连续下滑,电源投资则在风电等清洁能源带动下实现了较快增长。2020 年,电网 投资占比下降至 47%,较 2019 年下滑 7 个 pct。

5.2. 未来配网和特高压建设有望成为投资重点

5.2.1. 客户需求多元,配电网建设将不断完善

配电网建设是电网建设投资重点方向。配网作为电力系统中与电力用户联系为紧密的 终环节,在电网中占据重要作用,海外发达配网投资一般超过输网投资。我国早 期电网投资注重电源及输网方向,配网发展相对滞后,难以保障供电的可靠性,因此配 电网建设是电网投资建设的重点方向。能源局 2015 年发布《配电网建设改造行动 计划(2015—2020 年》,从 7 大方面对配电网建设改造任务提出目标。《行动计划》明 确提出,2015—2020 年,配电网建设改造投资不低于 2 万亿元,其中 2015 年投资不低 于 3000 亿元,“十三五”期间累计投资不低于 1.7 万亿元,年均投资为 3400 亿元。据 此计算十三五配电网建设占电网投资的比例达三分之二(2015 年配网建设占比 58%), 是电网投资的重点方向,增速高于电网投资整体。随着我国新能源、智能电网、智慧城 市、物联网、分布式能源、微网、电动汽车和储能装置快速发展,终端用电负荷呈现出 增长快、变化大、多样化的新趋势,配电网改造升级需求持续提升,未来有望加快发展。

5.2.2. 特高压列入新基建,投资有望加快

特高压被列入新基建方向之一,投资有望加快。特高压由 1000 千伏及以上交流和±800 千伏及以上直流输电构成,是目前世界上的输电技术,具有远距离、大容量、低 损耗、少占地的综合优势。由于中国能源分布不均,而特高压正好可以通过搭建远距离 高效的能源运输网来解决这一问题。我国特高压建设大致可分四个阶段。阶段为试 验阶段(2006-2008 年),第二阶段为特高压发展轮高峰(2011-2013 年),第三阶 段为特高压发展的第二轮高峰(2014-2016 年),此前三阶段累计投资规模达到 5012 亿 元。2020 年特高压被列入新基建重点方向之一,未来建设有望加快。至 2020 年, 我国共建成投运 30 条特高压线路。其中,国网共 26 条特高压,分为 14 条交流特高压 和 12 条直流特高压;南网有 4 条直流特高压。

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5.3. 竞争格局:市场化程度不断提高

5.3.1. 电力改革深入推进,电网市场化程度不断提升

因历史原因,我国电网施工与设计服务区域化特征明显。由于我国是逐步由计划经济转 向市场经济,电力行业也经历过经营阶段,因此我国电力工程施工与设计服务行业形成了明显的条块分割和地区分割的市场格局。在 2011 年以前,各省电网公司下 属有各省级电力勘察设计院与施工单位从事本省的电网的勘察设计和施工工作,具有很 强的地域性和行业性垄断。

电力改革深入推进,电网建设市场化程度不断提高。2011 年推动了电网企业主辅分 离改革及电力设计、施工企业一体化重组,剥离了电网公司、南方电网公司省级(区 域)电网企业所属勘测设计企业、相关施工企业和修造企业等辅业单位,与四家中央电 力设计施工企业重组,组建了中国电建和中国能建两家设计施工业务一体化的综合性电 力建设集团,至此电力建设行业省间壁垒被初步打破。我国市场经济不断发展,各行业 市场化程度都在提高,电力行业随着体制改革的深入,市场化程度也在不断提高,民营 企业逐步参与到电网勘察、设计、施工、运维等各个环节中。部分民营电力工程企业经 过一段时间的积累,也开始了跨区域经营,凭借着更灵活的机制取得了一定发展成绩, 行业的地域性特征呈现出逐渐被减弱的趋势。

配电网建设环节政策鼓励民营资本参与。2015 年国务院发布《进一步深化电力体制改革 的若干意见》(9 号文),明确提出“按照管住中间、放开两头的体制架构”、“鼓励社会 资本投资配电业务”。后续我国鼓励社会资本参与配电网络建设政策持续出台:1)2015 年《配电网建设改造行动计划(2015-2020 年)》、《关于加快配电网建设改造的指导意 见》都明确提出“鼓励社会资本参与配电网投资”,《关于促进智能电网发展的指导意见》 中也提出“鼓励社会资本进入,激发市场活力”;2)2016 年《有序放开配电网业务管理 办法》奠定民企参与配电网络建设制度基础;3)2018 年《关于提升电力系统调节能力 的指导意见》提出“鼓励社会资本参与电力系统调节能力提升工程”;4)2019 年《关于 营造更好发展环境支持民营企业改革发展的意见》,再度明确“支持民营企业以控股或参 股形式开展发电配电售电业务”。政策鼓励下,配电网建设环节民营资本参与较多。

5.3.2. 输电网建设由大型国企主导,民企在配网市场加快拓展

全国行业参与者众多,大型国有企业占据高资质主体。行业梯队主要由拥有电力工 程设计综合资质的中国电建、中国能建下属设计院及部分省级电力设计院组成,该类企 业全国共有 115 家,其中电力工程设计综合和行业甲级资质 90%以上为大型国企掌握, 因此民营企业无法在大型项目中与国有企业竞争,一般在低压、小型项目中发挥自身优 势;行业第二梯队为拥有电力工程设计专业甲级和乙级资质企业,全国从业企业数量达 1,300 余家,主要为地市级设计院及部分已经具备一定规模实力的民营企业;行业第三 梯队为拥有电力工程设计专业丙级资质企业,全国企业数量达 1,600 余家,数量众多, 在一些技术含量有限的小型项目中竞争较为激烈。

输电网等大型项目主要由中国能建、中国电建及部分国企承担。由于输电网属于电网中 的骨干支柱,一般投资较大,且技术难度较高,如特高压等项目,因此输电网的建设主要由梯队中的中国能建、中国电建及部分大型国企参与设计和施工。在 330Kv 以上 的输电线路设计市场中,中国能建市占率为 53%,中国电建市占率为 28%,电力 投资集团市占率为 11%,电网附属单位市占率为 4%。在特高压市场中,中国能建 市占率为 74%,中国电建为 17%,电力投资集团市占率 5%。

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配电网建设市场化程度逐步提高,民营企业参与机会增加。由于配电网投资主体较多元, 涉及电压等级多、覆盖面广、项目繁杂、单个工程规模小,同时又直接面向社会,与城 乡发展规划、用户多元化需求、新能源和分布式电源发展密切相关,市场更加分散,因 此,配电网建设需要精细化规划和精益化管理,民营企业凭借着灵活的特性可以充分发 挥相对优势,为用户提供差异化的建设和运营服务,从而获取更大的市场份额,享受市 场化程度逐步提升带来的改革红利,有望迎来更快增长。以民营配网 EPCO 龙头苏文电 能为例,公司主要市场在江苏省,近三年业务实现高速增长,2018-2020 年实现营收增 长 42%/48%/38%,归母净利润增长 37%/91%/87%,预计随着外省市场拓展,未来配 网设计及施工业务有望继续保持快速发展。

6. 储能环节:需求快速增长,多方合作共赢

6.1. 新能源发展促储能需求快速提升

新能源发电存在间歇性,对电网存在冲击。电力作为即发即用型能源,需要维持相对的 平稳可控,以保障电网的安全。而以风电、光伏为代表的新能源发电均存在较强的间歇 性发电特征,存在较大的不可预测和多变性。如果新能源发电直接大规模并入电网时, 可能会对电网造成冲击。

碳中和目标下新能源发电占比快速提升,储能将解决新能源发电消纳问题,推 动能源革命更进一步。储能即能量的储存,在多余的时候把部分电能储存起来,在需要 的时候释放出来,从而平抑新能源发电的间歇性和不稳定性。碳中和目标下,我国新能 源发电占比将持续提升,对电力系统的影响将成为亟需解决的问题。而储能系统的引入 可以从根本上解决新能源发电的波动性,增加可调节性,消除对电网的冲击。目前新能 源发电成本持续下降,逐步进入平价发电的阶段,储能的引入解决了新能源发电的不稳 定问题,从而推动能源革命更进一步。

储能在电力系统中应用场景广泛,可以用在发电侧、输配电侧以及用电侧等全环节。在 发电侧,储能系统可以实现电力调峰,平滑新能源发电的不稳定性,减少对电网的冲击, 实现其顺利并网。在输配电侧,可以缓解电网的阻塞,延缓输配电扩容升级的节奏。在 用户侧,储能系统可以协助用户实现电力自发自用,峰谷价差套利从而降低用电成本, 同时在发生停电故障时,储能能够将储备的能量供应给终端用户,避免了故障修复过程 中的电能中断,以保证供电可靠性。

国内政策不断加码,储能市场有望迎来快速发展。2020 年 5 月 19 日,能源局发布 《关于建立健全清洁能源消纳长效机制的指导意见(征求意见稿)》,提出要鼓励建设新 一代电网友好型新能源电站,探索市场化商业模式,开展源、网、荷一体化运营示范, 通过合理优化风电、光伏、电储能配比和系统设计。2021 年 4 月 21 日,能源局发改委发布《关于加快推动新型储能发展的指导意见(征求意见稿)》,明确提出到 2025 年, 实现新型储能从商业化初期向规模化发展转变,实现储能 3000 万千瓦的发展目标。此 外储能的发展也被写入“十四五”规划,层面鼓励在氢能、储能等前沿科技领域, 组织实施未来产业孵化和加速计划、谋划布局一批未来产业,提升清洁能源消纳和储存 能力。各地方也纷纷出台细化政策,落实顶层规划要求,内蒙古、新疆、辽宁等地 发布支持储能建设的文件,建议或者鼓励风电光伏可以适配储能电站来配合电网调度。在政策的支持和引导下,储能需求有望迎来快速发展。

6.2. 十四五化学储能装机有望扩容 10 倍,2025 年投资有望达 650 亿元

储能技术路线多样,电化学储能短期内或为方式。储能主要方式多样,从大类上可 区分为电储能、热储能、氢储能,其中电储能是目前主要的方式。电储能也可进一步 分为电化学储能与机械储能。电化学储能是使用各类电池技术,主要是锂电池、铅蓄电 池、钠硫电池等。机械储能主要包括抽水储能、压缩空气储能、飞轮储能等。电化学储 能相比于传统的机械储能,对场地建设条件要求低,建设周期短,并且可以用于电力系 统中的多个使用场景,随着未来电化学成本的不断下降,未来需求有望大幅提升。

根据文件规划,我国新型储能装机规模“十四五期间”有望迎来 10 倍扩容。2021 年 4 月 21 日,能源局发改委发布《关于加快推动新型储能发展的指导意见(征求 意见稿)》,明确提出到 2025 年,实现新型储能从商业化初期向规模化发展转变,实现 新型储能 30GW 以上的发展目标。截止至 2020 年底,我国累计储能装机 35.6GW,除 抽水蓄能以外的储能装机为 3.81GW,锂电池储能装机为 2.9GW。根据本文件规划,如 果终文件与征求意见稿一致,2021-2025 年我国新型储能装机有望迎来 10 倍增长, 空间广阔。

根据两部委规划目标,预计我国 2025 年新增电化学储能投资规模有望达到 650 亿元, 十四五间复合增速达 39%。按照能源局与发改委规划,到 2025 年我国累计新型储 能装机规模达到 30GW 计算,20-25 年累计装机年复合增速为 56%,年新增装机量从 2020 年的 1.56GW 增加至 2025 年的 10.8GW,年复合增速为 47%。假设储能系统投资 (包含施工)从 2020 年的 2 元/WH 下降至 2025 年的 1.5 元/WH,则每年电化学储能投 资由 2020 年的 125 亿元增加至 2025 年的 650 亿元,年复合增长率为 40%。如果按照 用户侧占比 46.5%计算,2025 年用户侧储能系统投资达 303 亿元,电源与输变电等其 他环节储能投资为 347 亿元。

电池系统成本占储能系统投资总投资主要部分。根据彭博新能源发布的数据,包含 EPC 等施工成本,2020 年一个四小时放电电站级储能系统的成本约为 235-446 美元/kwh, 均价为 299 美元/kwh,其中电池系统成本为 165 美元/kwh,占比达 55%,EPC 施工部 分成本为 31 美元/kwh,占比为 10.4%。预测至 2025 年,储能成本将下降至 209 美元 /kwh,其中电池系统成为降为 101 美元/kwh,占比为 48%,EPC 成本为 28 美元/kwh, 占比提升至 13.9%。如果按照此比例计算,结合上述 2025 年国内储能市场规模达 650 亿元计算,电池系统市场规模为 312 亿元,EPC 施工市场规模为 90 亿元,其他部分市 场规模为 248 亿元。

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储能系统以电池及逆变器等类型企业为主,目前竞争格局未定。由于电池系统在整个储 能成本中占比在 50%以上,电池企业成为主导储能市场的玩家类型之一,如宁德时代、 国轩高科等。此外,PCS(储能逆变器)是储能系统的核心部件之一,许多 PCS 公司凭 借相关技术优势也切入储能市场,如阳光电源。还有一类企业做储能系统的整合,如比 亚迪、派能科技等。但电池企业与 PCS 企业也逐步进行产业链延伸,扩展到整个储能系 统的整合。目前整个储能产业发展还处于较初期阶段,参与企业较多,竞争格局还未定 型。

6.3. 电力设计与工程企业在储能市场面临重要机遇

虽然储能市场中目前主要由电池类、逆变器类等企业主导,占据产业链主要价值空间, 施工环节占比较小。但电力设计与工程企业也具备一些明显优势,与储能系统提供商强 强联合,有望在储能市场爆发的过程中获得重要发展机遇,拓展盈利空间。具体看电力 设计与工程类企业具备以下优势或者机遇:

1) 项目集成能力强,具备设计、施工一体化全产业链优势。由于电力工程和设计类 企业承接 EPC 项目较多,具备较强的设计、施工、安装、集成的能力。而单纯 的电池企业与逆变器企业在施工、安装、集成各方资源方面能力相对欠缺。因此 电力工程和设计企业可以与优势储能系统的供应方对接,合作进行储能 EPC 项 目开拓。

2) 电力设计与施工企业具备丰富的客户资源和项目信息。电力设计与施工企业通过 过往的项目积累,直接面对较多的业主客户,与客户建立了较深的关系,相较于 电池类与逆变器类企业具备更丰富的客户和项目信息资源。

3) 电力设计与施工企业对整个电力系统整体更加熟悉,可以做好储能系统与电力系 统的衔接部分,以及储能与电力系统结合相关技术的开发储备,更加具有针对性 的满足电力系统的各类用户需求。

4) 部分大型电力工程央企资金实力雄厚,具备投资储能电站拓展运营盈利空间的能 力和诉求。中国能建与中国电建在电力工程领域实力雄厚,在客户资源、资金、 技术等方面优势明显,具备投资储能系统进而拓展盈利空间的能力和诉求,可以 和储能系统的供应商,如电池类、逆变器类企业合作,加快储能市场的开拓和投 资运营。

宁德时代入股电力设计企业永福股份,与中国能建签署储能战略合作协议。宁德时代是 国内锂电池龙头企业,积极布局储能市场,2020 年储能系统收入为 19 亿元,已经成为 国内储能系统装机名。2020 年 12 月,宁德时代受让永福股份 8%的股份,双方在 “光伏+储能”领域进行战略合作。2021 年 6 月,央企中国能建公告与宁德时代签署战 略协议,双发拟在储能系统开发、设备制造、储能电站运营等方面发挥各自优势,进行 战略合作。从这两个案例可以看出,电力设计与施工企业在储能市场也面临诸多机遇, 关键是发挥自身在客户资源、渠道、项目信息、施工集成、电力系统技术等优势,与储 能系统供应商进行充分合作,既可以快速获取更多储能相关工程收入,也可以凭借资金 等优势切入储能电站的投资运营,扩展盈利空间和业务模式。

7. 智能运维:智能电网快速兴起,智能运维前景广阔

7.1. 智能电网对运维提出全新要求,智能运维发展趋势明确

7.1.1. 智能电网对运维能力提出全新要求

近十余年来政策持续推动智能电网发展。2009 年,电网在“特高压输电技术国际会 议”上提出了“坚强智能电网”的发展规划,并设定于 2020 年全面建成统一的“坚强 智能电网”。2010 年,“加强智能电网建设”被写入当年的《工作报告》,上升为国 家战略。2016 年《电力发展“十三五”规划》中特别强调了要大力发展智能电网建设。2017 年,能源局发布《2017 年能源工作指导意见》,提出要研究制定《智能电网 2030 战略》,推动建立智能电网发展战略体系。2020 年电网印发了《2020 年重点 工作任务的通知》,详细规划了 2020 年电网涉及做好新型冠状病毒感染的肺炎疫 情防控、电力物联网、综合能源服务、电网建设、特高压引入社会资本、营配调贯通、 线损、输配电价、输配电成本、增量配电等全面改革的十大类 31 项具体工作内容。

智能电网是全新一代电力系统,对运维能力提出全新要求。电力系统由发电、输电、变 电、配电及电力用户组成,智能电网是在传统电力系统基础上,通过集成新能源、新材 料、新设备和先进传感技术、信息技术、控制技术、储能技术等新技术,形成的新一代 电力系统,具有高度信息化、自动化、互动化等特征,可以更好地实现电网安全、可靠、 经济、高效运行,使得电网在发生事故时可以部分自愈,抗压性强,能够适应各类能源 随机接入等。智能电网投资范围广、覆盖地域范围大、包含的电力环节长、涉及产品品 类众多,大力发展智能电网,需要大量的配套智能化运维监测设备,对于电力系统运维 能力提出更高要求。

传统电力运维系统存在诸多痛点。电力系统运维管理是对电力设备的运行状态进行监测 或检测,获取设备状态信息,及时发现各种劣化过程的发展状况,并在可能出现故障或性能下降到影响正常工作前,及时进行维修、更换,从而保障电力设备安全,实现整个 电网的安全稳定运行。传统电力运维行业仍存在诸多痛点:

输电环节痛点:我国电网线路日益增长,线路巡检和维护所面临的分布广、距离长、 环境复杂、难度高、人员少等难点日益凸显;传统监控设备功能单一,仅能实现单 纯的监控和简单的逻辑判断,且重量大、功耗高、不易于安装,推广难度大;缺少 有效的告警信息,难以准确判断真正的隐患情况。

变电环节痛点:运检模式以定期巡检为主,需要大量人力资源投入,存在巡视空白 期;变电站内设备种类多,隐患情况复杂不易发现,巡视效率低;站内各专业监控 系统种类较多,用户需要操作、维护多个系统,应用不便。

配电环节痛点:分布较为分散,点多面广,且分支结构复杂,运维工作量大;受外 部影响因素多,更易发生故障,且故障难以及时准确定位。

“状态检修”模式获得电网公司大力推广,奠定电力智能运维产业发展基础。电力系统 运维管理行业的发展历经了“被动”运维管理、“主动”运维管理、“状态检修”策略三 个发展阶段。随着社会经济的快速发展,电网规模不断扩大,设备数量急剧增加,技术 水平的提高、运行标准要求的日趋严格以及电网智能化发展的快速推进,使得传统的电 力设备计划检修制度已不能适应电力网络和企业发展方式的需要,状态检修模式获电网 公司大力推广,奠定智能运维发展的环境基础。美国电力研究院和施工规范协会统计数 据表明,在电力系统实施状态检修可以提高设备利用率 2%~10%,节约检修费用 25%~30%,延长设备使用寿命 10%~15%。

智能运维是电力运维发展重要方向。伴随着电力系统的日益复杂,坚强智能电网与电力 物联网深度融合,我国电力系统向高度信息化、智能化和自动化方向发展,对电力运维 的准确性和及时性提出了更高的要求,迫切需要通信、计算机、人工智能、大数据等技 术相互结合在电网中应用,以实现在线监测、状态诊断、智能巡检等目标。在此背景下 电力系统智能运维应运而生,智能运维通过引入人工智能、物联网等先进技术,实现对 电网运行的实时感知、全息互联、自主预警、智能处置,克服传统模式下存在的劳动强 度大、主观因素多等问题,有助于降低运维人员需求并提高巡检质量和效率,为输电线 路、变电站、配电网提供了崭新的监测运维手段和安全保障,实现坚强智能电网和电力 物联网的深度融合与全面提升。

7.1.2. 输、变、配、用环节是电网智能化的主要领域

智能化投资占电网总投资规模的 11%,且占比逐阶段提升。根据电网公司 2010 年发布的《电网智能化规划总报告》,电网公司将“坚强智能电网”的建设计划 划分为 2009-2010 年、2011-2015 年、2016-2020 年 3 个阶段,3 个阶段电网规划 总投资达 3.45 万亿元,其中智能化投资 3841 亿元,占总投资的 11.13%,占各阶段电 网投资规模的比例持续上升,3 个阶段智能化投资占电网总投资的比例分别为 6.2%/11.7%/12.5%。

输、变、配、用环节是电网智能化的主要领域。3 个阶段的智能电网建设合计看,输电、 变电、配电、用电 4 个领域分别投资 239/748/892/1185 亿元,占比 6%/20%/23%/30%, 占据主要比例,是电网智能化建设的主要领域,且越往电网后端投资额越大。

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7.1.3. 泛在电力物联网与能源互联网打开行业更广阔成长空间

电力物联网是智能电网建设的进一步深化。电力物联网通过感知层实现对现有电网设备 投资的全覆盖,网络层和平台层则会持续增加新的内涵,而应用层未来则是基于电力大 数据增值服务的应用场景。电力物联网是在当前智能电网的基础上,继续加强电网信息 化的建设,本质是智能电网建设的进一步深化。

电网拟在 2024 年建成泛在电力物联网。2019 年初,电网提出打造“枢纽型、 平台型、共享型”企业,建设运营好“坚强智能电网、泛在电力物联网”,即“三型两网” 发展战略。2019 年 4 月,《泛在电力物联网 2019 年建设方案》发布;2019 年 10 月,《泛 在电力物联网白皮书 2019》发布,将泛在电力物联网建设分为两个阶段,阶段到 2021 年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;到 2024 年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(能源互联 网=坚强智能电网+泛在电力物联网)。

根据电网《泛在电力物联网建设大纲》,截至 2018 年底,电网接入电网的终端 设备超过 5.4 亿台,日采集数据量超过 60TB。按照电网规划,预计到 2025 年接入 终端设备数量将超过 10 亿只,到 2030 年将超过 20 亿只,年复合增长约 12%,电网智 能化投资规模有望持续增长。

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7.2. 输电运维:智能运维方式较多,静态估算市场规模 463 亿

输电线路智能运维管理根据实现方式的不同,主要分为通道可视化及本体状态监测、无 人机巡检及机器人巡检等方式。通道可视化及本体状态监测是能够全天候全时段在线自 动运行监测的方式,能够及时发现输电线路通道的安全隐患及对本体整体运行状态进行 评估;无人机巡检作为线路特巡的一种手段,对线路进行巡视,用于发现线路较为细节 的缺陷,需要专业人员在现场操控才能完成对线路的巡视;机器人巡检主要用于电缆隧 道场景应用,按照设定的线路或铺设的导轨对重点点位进行巡视。3 种输电线路智能运 维管理方式应用于不同的具体场景,相互补充,共同参与完成整个输电线路的智能运维 管理。

我国输电线路里程呈持续增长态势,孕育广阔输电运维市场。据电网《2020 年度社 会责任报告》显示,2020 年电网 110(66)千伏及以上输电线路累计长度已达 114 万公里。南方电网输电线路总长度则约 25 万公里,合计约 139 万公里。由于输电线路 具有运行线路长、分布范围广的特点,输电线路一旦遭受自然灾害及外力破坏,存在引 发大电网事故风险,电网公司对输电线路智能巡视的需求日益提升,孕育广阔市场机遇。

输电运维市场静态市场规模约 463 亿元。110kV 输电线路杆塔间距通常约为 250 米、 220kV 输电线路杆塔间距约为 330 米,电压等级越高输电线路杆塔间距越远,我们假定 杆塔间距平均 300 米,可以测算出全国可安装智能运维设备的杆塔数量为 463 万个,若 每个杆塔安装智能运维设备 1 万元,则输电市场智能运维市场规模约 463 亿元。

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7.3. 变电运维:新建变电站智能化普及度高,智能运维需求稳步增长

我国变电站数量逐年稳步增长。近年来,我国变电站数量持续增长,据电网数据显 示,其变电站数量由 2007 年的 9738 座增至 2018 年的 2.3 万座,年复合增速 8%;变 电容量从 2010 年的 22.5 千亿伏安增至 2020 年的 52.3 千亿伏安,年复合增速 9%。据 中国电力企业联合会统计及预测,国内 110kV 及以上变电站数量超过 2 万座,预计至 2020 年将超过 3 万座。

传统变电站巡检方式存在诸多弊端,巡检机器人、可视化监测是主要发展趋势。变电站 是各级电网的核心枢纽,对站内设备例行巡检是保证电网安全运行的关键技术手段。传 统的变电站巡检主要通过人工方式,综合运用感官以及一些配套的仪器对变电设备进行 简单定性的判断检查,这种方式不仅对于人力要求较高,同时还存在巡检不到位、巡检 结果无法量化的缺陷。在此情况下,能克服人工劳动强度大、检测质量分散、主观因素 较多等缺陷的智能巡检机器人和可视化监测设备成为变电站智能运维的重要发展方向。

电网公司大力推动变电站智能化转型。根据电网公司发展规划,未来我国 110kV 及以上 变电站将逐步实现智能化和无人值守。据电网公司资料显示,智能变电站于 2009 年启动批试点工程建设,2011 年起新建 110kV 及以上变电站全部按照智能变电站 标准建设,截至 2018 年末,电网公司已累计建成智能变电站 4000 多座。

测算 2020-2025 年智能变电站在线监测系统市场总需求超 500 亿元。根据杭州柯林招 股说明书,预测 2020-2025 年各级别新增智能变电站合计数量 6386 座,同时改造智能 变电站数量 1014 座,期间智能变电站合计在线监测系统市场规模可达 544 亿元。

7.4. 配电及用电运维:智能配网重要性持续提升,贴近用户端成长潜能大

传统配电网维护方式弊端不断显现。工业、商业企业的电力设施建设完成并投入使用后, 需要进行日常的巡查、检测及维护,并在发生用电故障时及时响应、排除,以减少隐患, 确保生产、经营的正常进行。在传统模式下,工商业企业均会自配电工。但这种传统的 模式日渐显现出其弊端,具体体现在:

成本高:电工通常需要成立小组,轮流值班巡检,但职能单一、人力利用效率较低, 不具有规模效应,因此成本高;

专业性不足:传统电工专业性不足,突发事故时也需要聘请专业化电力服务单位。

智能配电网重要性持续提升。智能配电网通过在配电网上运用先进运维技术为用户提供 安全、经济、绿色、智能化的服务,推动终端用户用电模式的转变,提升用电效率。智 能配电网的主要作用包括以下两项:

防止电源接入不稳定。由于在智能电网中有很多散布式的电源,智能配电网不仅能 够对其进行稳定性改善,同时还能高效调配电力资源,保证配电网的正常运转。

提前预警用电风险。通过监测平台和各类采集终端实现电力数据和动力环境信息线 上监控,实现集中值守,降低企业用人成本,并根据实时监测的数据,预警设备故 障,从“被动抢修”变为“主动运维”。

终端负荷对配网要求持续提升,我国配网自动化水平提升空间广阔。随着我国新能源、智能电网、智慧城市、物联网、分布式能源、微网、电动汽车和储能装置快速发展,终 端用电负荷呈现出增长快、变化大、多样化的新趋势,配电网改造升级需求持续提升。据中国电力企业联合会发布的《“十三五”配用电领域标准体系研究报告》,当前我国配 电自动化水平覆盖率不到 15%,而西方发达一般都在 70-80%。根据统计局 和高德地图数据,我国当前规模以上工业企业约 38 万个,共有 30 万以上个小区,假设 每个规模以上工业企业和小区均每年支付 5 万元配网智能运维费用,则保守估计每年智 能配网运维市场规模为 380 亿元。我国智能配电运维服务空间广阔。

7.5. 电力智能运维企业机会梳理

我们梳理了涉及电力智能运维业务的代表性公司,主要包括苏文电能、智洋创新、杭州 柯林、安科瑞、达实智能、南网能源、晶科科技等,其中苏文电能主要是从电力设计业 务向后端持续延伸,当前业务已囊括 220kV 输变电工程或 110kV 输变电工程设计项目, 以及配网 EPCO 全流程服务;永福股份主要从事发电、输电领域勘察设计及 EPC 施工, 近年来逐步拓展智慧能源与智慧运维业务,已自主研发完成设计院信息化管理系统、工 程数据中心平台、储能监控及能量管理系统、电力工程基建管控平台、智慧运维平台等 产品;智洋创新重点聚焦于输电线路的智能可视化运维,是国内专业的电力智能运维分析管理系统提供商,提供集监控、管理、分析、预警、告警、联动于一体的智能运维分 析管理系统;杭州柯林重点聚焦变电领域的智能运维,变电类智能感知与诊断预警装置 品类多、技术成熟;安科瑞专注于用户端能效管理系统和智能电力仪表,提供智能电力 运维、电能管理、电气安全等多方面系统性解决方案,产品丰富,可拓展性强;达实智 能基于公司 AIoT 物联网智能管控平台、边缘网关及智能终端产品,持续开拓智慧医疗、 智慧社区、数据中心、智慧建筑及节能、智慧交通等应用方向,是建筑终端运维一体解 决方案的代表性企业;南网能源主要从事节能服务,为客户能源使用提供诊断、设计、 改造、综合能源项目投资及运营维护等一站式综合节能服务,投资建设运营的分布式光 伏项目一共 132 个,总装机容量 697.87 兆瓦;晶科科技主营光伏电站运营、光伏电站转让和光伏电站 EPC 等,提供光伏电站 EPC 工程总承包、电站运营综合服务解决方案。

电力智能运维行业潜力大,输、变、配、用各环节智能运维市场均具机会,据我们测算输电运维/变电检测系统/配网智能用电静态市场空间分别为 463/544/380 亿元。未来看好技术产品、客户资源丰富、模式可复制、具备异地扩张能力的龙头企业。


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