20180913-华创证券-电网新能源消纳系列报告之三：电力辅助服务及储能市场兴起，助力电网新能源消纳

证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（ 2009） 1210 号 未经许可，禁止转载 证券研究 报告 电网新能源消纳 系列报告之三 推荐 （ 维持 ） 电力辅助服务 及储能市场 兴起 ， 助力 电网新能 源消纳  新能源发电 对电网冲击愈发强烈 。 2017 年底 ，我国 总 发电装机容量达到 1777GW，其中新能源发电装机量 比例已达到 16.54%。新能源发电的 新增 装机 量已经从 2013 年的 28GW 分 三级台阶逐步提升 至 2017 年 的 68GW， 在新增装 机 量 中的占比达到 50%。 从 2015 年开始 ，我国弃电率 水平 迅速恶化 。 2017 年， 因新增新能源装机量 向 中东部地区转移 ，冲击 有所减弱。但是 ， 部分 省份的弃 电率水平仍然在两位数以上 ，并且全国 年新增装机量大概率将维持在 60GW 以 上 ， 对电网冲击仍然强烈 。  电力系统 结构日益复杂， 调节能力 亟待提升 。 2018 年上半年，全社会 用电量 同比 增长 9.8%， 2017、 2018 年 7 月份 最高电网负荷均保持了 7%以上的 同比 增速 。 电网规模 日益扩大，同时新能源发电装机 量 继续 保持高位 。 华东 区域最 高电网负荷在可调度的非新能源发电装机中的比例已经达到 90%，电网调节压 力非常巨大。 西北 、东北 区域 2017 年 底的 新能源 渗透率 分别 达到 93%、 100%， 已达到丹麦 的 水平 。 这些都对 我国电网调节能力 提出了 巨大挑战 。  辅助服务机制调整 ，弃电率恶化态势得到有效遏制 。 2015 年 、 2016 年 ，东北、 西北地区的辅助服务机制开始做出重大调整，西北地区大幅提高了 服务 补偿 标 准，东北地区建立了市场化 报价 机制 ， 以火电为主的传统能源参与电网调节的 积极性 增强 ，备用、调峰等工作量明显 提高 ， 两区域的弃电率 恶化 态势得到显 著 缓解 。 2018 年 上半年，全国弃风率仅为 8.7%，同 比 下降 5 个 百分点，弃光 率 3.6%， 同比下降 3.2 个 百分点。  市场化辅助服务在 全国推广，为新能源 、 储能 发展铺平道路 。 2017 年 开始， 全国 已经有 9 个 省份出台了电力辅助服务市场化改革文件，福建、安徽 、 山东 、 新疆、宁夏 率先 启动了调峰辅助服务的市场化运作 。 借鉴 东北地区调峰市场化 的经验，这些地区已经为新能源的 进一步 发展铺平道路。 此外 ，山西、广东等 地区 的 调频 市场化 改革也已经启动 。市场化 的 调频 机制， 为储能参与电网调节 奠定了制度基础， 储能商业 模式得以丰富， 可获得更 体现其价值 的经济收益 。 储能参与电网调节，也将反向促进电网调节能力 的 增强。  投资建议 1： 新能源 发电 空间 仍然巨大， 2019 年 望 迎新一轮成长周期 。 我国 用电量 未来几年对于 发电装机 的需求 仍 望 保持在 120GW 左右 。 新能源 料 将成 为我国新增发电装机的 主力 。 华东 、华中、南方 地区新能源 渗透率 仍不足 20%， 拥有 非常巨大的渗透空间。 我们 预计 2019 年 ， 新能源 发电在 地方补贴 、 电力 市场化改革政策的促进下 有望 迎来新一轮成长周期。  投资建议 2： 电网级储能 爆发， 对 锂 电池需求边际 带动提高 。 2018 年 上半年 我 国 电化学储能装机量同比增长 127%， 其中电网侧、辅助服务领域 装机量 占比 超过 60%，且 全部为锂离子电池 。 从已经公开的项目看，仅宁德时代在福建的 储能规划第一期项目就达到 100MWh，江苏、河南共 300MWh 的电网侧储能 项目 也已开工 ，“火电 +储能” 合计需求也 料 将突破 100MWh。我们认为，从 2019 年开始，电网级锂电池储能需求 有望 达到 GW 级别，对于锂电池需求的 边际带动 料 将显著增强。  风险提示 ： 新能源政策不及预期；辅助服务市场化改革不及预期 重点公司盈利预测、估值及投资评级 EPS（元） PE（倍） 简称 股价（元） 2018E 2019E 2020E 2018E 2019E 2020E PB 评级 隆基股份 12.81 0.99 1.08 1.24 12.94 11.86 10.33 2.52 推荐 通威股份 6.36 0.5 0.77 0.97 12.72 8.26 6.56 1.85 推荐 金风科技 11.51 1.11 1.35 1.52 10.37 8.53 7.57 1.8 强推 天顺风能 3.82 0.38 0.56 0.68 10.05 6.82 5.62 1.4 强推 宁德时代 64.5 1.41 1.88 2.36 45.74 34.31 27.33 5.67 强推 资 料 来源： Wind，华创证券预测 注：股价为 2018 年 09 月 12 日 收盘价 证券分析师：胡毅 电话： 0755-82027731 邮箱： huyi@hcyjs.com 执业编号： S0360517060005 联系人：邱迪 电话： 010-63214660 邮箱： qiudi@hcyjs.com 占比 % 股票家数 (只 ) 190 5.36 总市值 (亿元 ) 14,322.08 2.77 流通市值 (亿元 ) 9,760.2 2.63 % 1M 6M 12M 绝对表现 -4.8 -30.03 -32.93 相对表现 0.51 -8.5 -17.2 《电气设备行业周报（ 20180827-20180831）：上 海启动城市出租车电动化，海上风电刺激新增投 资需求》 2018-09-02 《三省八城草根调研，全面呈现新能车行业换挡 提质》 2018-09-09 《电气设备行业周报（ 20180903-20180907）：明 星车型陆续落地新能车换挡提质，特高压项目重 启助力新能源消纳》 2018-09-09 -38% -20% -3% 15% 17/09 17/11 18/01 18/03 18/05 18/07 2017-09-13～ 2018-09-11 沪深 300 电气设备 相关研究报告 相对指数表现 行业基本数据 华创证券研究所 行业研究 电气设备 2018 年 09 月 13 日 电网新能源消纳 系列报告之三 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（ 2009） 1210 号 2 目 录 一、新能源规模逐年提升，调节能力不足是弃电的根本 .7 （一）新能源装机实现 “三级 ”台阶跃升 .8 （二） “第三级 ”冲击减弱，东北、西北弃电问题仍然严峻 .9 （三）弃风、弃光的本质是参与电力系统调节 11 二、电力系统日趋 复杂，调节补偿机制 13 （一）用电量增速回升，电网负荷保持高速增长 . 13 （二）华东电力 “缺口 ”显现，配额制带来装机压力 15 1、华东 地区尖峰电力 “缺口 ”扩大 15 2、配额制约束下，全国装机量仍需维持高位 . 18 （三）系统调节能力不足，辅助服务意义日益重要 . 19 1、电力系统调节能力亟待提升 19 2、调峰、备用服务对新能源消纳意义重大 19 3、电网日趋复杂 ，调频工作量增速将会加快 . 20 三、辅助服务（补偿）机制调整，有效遏制弃电率恶化 . 22 （一）西北辅助服务机制调整，弃电率得到缓和 . 22 1、补偿力度加大，风电、光伏 “购买 ”传统电厂调节服务量大幅提升 22 2、新疆弃电率恶化趋势得到遏制， 2018 年弃电率进一步下降 . 25 （二）东北辅助服务市场化，弃电率指标摆脱两位数 26 1、 2014 年启动调峰市场， 2016 年启动电力辅助服务市场化改革专项试点 . 26 2、 2016 年国家能源局在东北启动火电灵活性改造试点，创造火电 “调峰资源 ”供给 27 3、东北弃电率降至个位数，辅助服务贡献主要消纳空间 . 29 四、市场化辅助服务全国铺开，为新能源、电力现货市场铺路 31 （一）电力辅助服务机制是电网调节的重要支撑体系 31 （二）我国电力辅助服务已开始向 “市场化 ”改革 . 32 1、起步晚、跟进慢，我国辅助服务发展滞后 . 32 2、体系初见雏形 ，区域电网间结构差异凸显 . 33 3、辅助服务市场化改革加速 . 36 （三）国外辅助服务市场为标尺，辅助服务市场规模料将不断提升 . 37 五、储能优势尽显，调频领域商业模式日渐清晰 38 （一）辅助服务市场化，奠定储能参与电网调节制度基础 . 38 （二 ）储能调频商业模式日益成熟， “火电 +储能 ”模式率先爆发 38 六、投资建议 41 电网新能源消纳 系列报告之三 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（ 2009） 1210 号 3 （一）新能源发电空间巨大， “市场化 ”政策望催化 2019 年新成长周期 41 （二）电网级电化学储能爆发，对锂离子电池需求边际带动快速提高 . 41 七、风险提示 43 电网新能源消纳 系列报告之三 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（ 2009） 1210 号 4 图表目录 图表 1 2009 年至今我国发电装机量增长 103%（电网并网口径，下同，单位：万千瓦） .7 图表 2 2009 年至今我国发电装机量增长 103%（单位：万千瓦） 7 图表 3 我国历年新增装机量、增速及其构成（单位：万千瓦） .8 图表 4 我国历年新增装机量、增速及其构成（单位：万千瓦） .8 图表 5 风电、光伏合计装机量在区域新增装机量（单位： GW） .9 图表 6 2016 年一季度我国弃风率达到高点 9 图表 7 2017 年 “三北 ”地区风电、光伏年新增装机量被其他区域反超（单位 ： GW） 10 图表 8 东北、西北新能源渗透率已达到 90%以上 10 图表 9 六大电网新能源渗透率逐年提升 11 图表 10 2017 年，东北、西北弃风率仍然高居不下 11 图表 11 光伏发电典型功率曲线（晴天） . 12 图表 12 光伏发电典型功率曲线（阴天） . 12 图表 13 风电 “反负荷 ”曲线特性更强 12 图表 14 电 能替代带动电力弹性系数回升，用电量增速回升 . 13 图表 15 2018 年上半年，电能替代贡献 2.8 个百分点的用电量增速 14 图表 16 华北区域最高用电负荷保持增长 . 14 图表 17 东北区域最高用电负荷保持增长 . 14 图表 18 华东区域最高用电负荷保持增长 . 15 图表 19 华中区域最高用电负荷企稳回升 . 15 图表 20 南方区域最高用电负荷 17 年增幅超 10% 15 图表 21 西北区域最高用电负荷保持增长 . 15 图表 22 六大区域最高电网负荷占比总装机量比例 . 16 图表 23 风电、光伏年利用小时数远低于其他发电形式（单位：小时） . 16 图表 24 六大区域最高电网负荷占比除去风电、光伏装机后总装机量比例 17 图表 25 六大区域近 5 年装机结构变化（单位： GW） . 17 图表 26 2020 年配额制要求我国新能源发电量占比有望达到 10.2% 18 图表 27 风电、光伏装机比例将保持增长 . 18 图表 28 《关于提升电力系统调节能力的指导意见》内容 19 图表 29 新能源渗透率提升将增加调峰、备用需求 . 20 图表 30 电力系统频率变化本质是能量（功率）的不平衡 21 图表 31 新能源发电比例提升后波动性冲击电网 21 图表 32 2015 年版本辅助服务补偿力度大幅提高 . 22 电网新能源消纳 系列报告之三 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（ 2009） 1210 号 5 图表 33 2015 年版本辅助服务补偿费用大幅提升（单位：千元） . 23 图表 34 近两年补偿工作量大幅提升（单位：分） . 23 图表 35 2015 年 10 月开始风电、光伏发电主体被纳入费用分摊体系 . 24 图表 36 2015 年至今参与主体数量增长一倍（单位：家） . 24 图表 37 2015 年 ~2017 年，风电、光伏合计补偿火电费用规模大幅提升（单位：万元） 25 图表 38 新疆弃风限电率大幅下降 . 25 图表 39 新疆弃电率恶化态势显著缓解 25 图表 40 新疆新能源装机量增速放缓（单位： GW） 25 图表 41 新疆弃风率恶化趋势被显著扭转 . 26 图表 42 东北电力辅助服务改革政策汇总 . 26 图表 43 东北火电调峰辅助服务市场报价区间 27 图表 44 东北有偿调峰定价机制示意图 27 图表 45 市场、供给双重推动，有效促进新能源消纳 . 27 图表 46 能源局两批次灵活性改造试点项目 . 28 图表 47 2018 年一季度黑龙江弃电率大幅下降 . 29 图表 48 东北地区弃风率保持稳步下降（ %） 29 图表 49 东北三省风电装机量（ GW） . 29 图表 50 电力辅助服务是维护电网平衡的体系服务 . 31 图表 51 辅助服务是保证电网电量交易的重要工作 . 31 图表 52 我国电力辅助服务政策发展历史 . 32 图表 53 2020 年我国电力辅助服务市场机制将建立完善 . 33 图表 54 我国电力辅助服务将出现重大变化 . 33 图表 55 我国电力辅助服务概况 . 33 图表 56 2017 年 Q2~Q4 辅助服务费用占比（单位：亿元） 34 图表 57 2017 年 Q2~Q3 六大区域辅助服务费用占比 34 图表 58 2017 年 Q2~Q4 六大区域辅助服务费用及其在总上网电费中的占比（单位：亿元） 35 图表 59 辅助服务费用来源（单位：亿元） . 35 图表 60 2017 年 Q3~Q4 风电光伏分摊费用比例（单位：亿元） . 36 图表 61 辅助服务费用来源（单位：亿元） . 36 图表 62 调频辅助服务市场机制价格形成示意图 37 图表 63 辅助服务补偿费用占比总电价比例需要提高 . 37 图表 64 储能将通过电力辅助服务制度大幅提升新能源消纳能力 38 图表 65 山西调频性能直接影响收益、调用排序 39 图表 66 不同类型机组 AGC 控制环节对比 39 电网新能源消纳 系列报告之三 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（ 2009） 1210 号 6 图表 67 部分的电网级储能项目（单位： MW/分钟） . 39 图表 68 装机量增速将会维持高位 . 41 图表 69 锂离子电池优势已非常明显 42 图表 70 辅助服务、电网侧储能迅速提升 . 42 图表 71 全国在建、规划储能项目概览 43 电网新能源消纳 系列报告之三 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（ 2009） 1210 号 7 一、 新能源 规模逐年提升， 调节能力不足 是 弃电 的根本 截至 2017 年底，我国发电装机容量达到 177703 万千瓦（约 1777GW）。其中，火电装机量 1106GW、水电 341GW、 核电 35.8GW、风电 163.7GW、太阳能发电 130.3GW。 2009 年至今，我国发电装机量增加了 903GW， 增长 103%， 其中新增火电装机 455GW，水电 145GW，核电 26GW，风电 146GW，光伏 130GW。 十年间 ， 我国发电装机总量增 长 103%，其中火电贡献率 50.4%，水、核、风、光分别贡献 16.1%、 2.8%、 16.2%、 14.4%。 图表 1 2009 年至今我国发电装机量增长 103%（ 电网 并网口径 ，下同， 单位：万千瓦） 资料来源： 中电联 ， 华创证券 非水可再生能源发电比例快速提高，从 2009 年的 1.06%上升至 2017 年的 16.54%。 2009 年，我国仅有风电装 机 17.6GW，太阳能发电装机 0.25GW，在总装机量中占比仅为 1.06%。 2017 年底，风电、光伏合计装机达到 294GW， 占比总装机量的 16.54%。从装机总量来看， 2009 年底至今，风电、光伏装机量增长了约 276GW，占全部新增装机 量 903GW 的 31.7%，占比目前风电光伏总装机量的 97.3%。 图表 2 2009 年至今我国发电装机量增长 103%（单位：万千瓦） 资料来源： 中电联 ， 华创证券 10.26% 10.56% 9.95% 7.93% 9.67% 9.64% 10.62% 7.90% 7.98% 0.00% 2.00% 4.00% 6.00% 8.00% 10.00% 12.00% 0 20000 40000 60000 80000 100000 120000 140000 160000 180000 200000 2009年 2010年 2011年 2012年 2013年 2014年 2015年 2016年 2017年 水电 火电 核电 风电 太阳能 其他 发电装机量增速 约 877GW 约 1777GW 水电 , 22.46% 水电 , 19.20% 火电 , 74.49% 火电 , 62.24% 核电 , 1.04% 核电 , 2.02% 风电 , 2.01% 风电 , 9.21% 光伏 , 0.00% 光伏 , 7.33% 2009年 2017年 水电 火电 核电 风电 光伏 风电光伏合计 16.54% 电网新能源消纳 系列报告之三 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（ 2009） 1210 号 8 2017 年我国新增发电装机中风电、光伏占比突破 50%。 从新增装机量来看，近 8 年我国保持了年均 9.2%左右 的增速，非水可再生能源（主要为风电、光伏）年新增发电装机量占比逐年提升，从 2009 年的 5%提高到了 2017 年 的 51%，总量达到 68.1GW，装机总量与占比均创历史新高。 2017 年 的 风电 、光伏年新增 装机量达到 68GW，同比 2008 年 （约 5GW） 增长了 12 倍 左右 。 图表 3 我国 历年新增装机量 、 增速及其构成（ 单位 ：万千瓦） 资料来源： 国家能源局 ， Wind， 华创证券 （一） 新能源装机 实现 “ 三级 ”台阶 跃升 我国 风电 、 光伏 年 新增装机 总量 已经 进入到 “ 第三级台阶 ” 。 从 2013 年 ， 我国 光伏 装机 进入规模化发展开始， 我国 风电 、 光伏的新增发电装机容量 ， 历了 三 个 台阶。 第一级是 2013、 2014 年， 光伏 、 风电 装机 量各有涨跌，但总 量 均逼近 30GW。第二季 台阶 是 2015、 2016 年， 风电、光伏先后抢装， 两年的 新增装机总量均突破 50GW。 2017 年 ， 中东部 地区分布式光伏装机量大幅提高，风电 +光伏装机总量逼近 70GW， 装机 总量达到 “第三级台阶”， 在新增装 机中的 占比 已达到 50.9%。 图表 4 我国 历年新增装机量 、 增速及其构成（ 单位 ：万千瓦） 资料来源： 国家能源局 ， Wind， 华创证券 5% 10% 16% 18% 17% 27% 28% 34% 44% 50.9% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 2008年 2009年 2010年 2011年 2012年 2013年 2014年 2015年 2016年 2017年 水电 火电 核电 风电 太阳能 风电光伏占比 96% 32% 53% -12% 68% 5% 77% 3% 27.74% -50% 0% 50% 100% 150% 200% 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 2008年 2009年 2010年 2011年 2012年 2013年 2014年 2015年 2016年 2017年 风电 太阳能 风电 +太阳能增速 第一级台阶 第二级台阶 第三级台阶 电网新能源消纳 系列报告之三 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（ 2009） 1210 号 9 光伏 撑起 “第三级”台阶 ， 向中东部地区转移。 2017 年，风电 装机量连续第二年下滑，仅有 15GW，不足 2015 年 的一半 ，而 光伏装机量 达到 53GW。但值得 注意的是 ，光伏 装机量中有 接近 40%为分布式 光伏 装机， 区域 分布也 大范围向中东部地区转移。 从 2015 年开始 ， 华中、 华东 区域 ，风电、光伏 装机量 在 全部 新增 装机 量中 的 占比开始迅 速提升，从 2015 年 的 3.5GW、 5.7GW 迅速提高到 2017 年 的 14.8GW、 20.3GW。 华北 地区 在 2017 年 新能源装机量 在总新增装机量也一跃提升到了 17.1GW，同比增长 48%。 图表 5 风电 、光伏 合计 装机量 在 区域 新增 装机 量 （ 单位 ： GW） 资料来源： 国家能源局 ， 华创证券 （二） “第三级” 冲击 减弱 ， 东北、西北弃电 问题 仍然 严峻 新能源 发电 新增 装机 过多 集中于 三北 地区， 对电网冲击 显现 。 2015 年 ， 因为 风电抢装，三北地区风电装机量爆 发式增长 ， 不合理的快速装机给三北地区的电网造成了巨大的冲击 ， 2015 年、 2016 年弃风 、弃光率快速提高。 从全 国 平均数据看 ， 2015、 2016 年 ，我国 弃风率 均在 15%及以上， 2016 年 一季度高达 25%。 从全国 弃风率数据看， 2014 年 至 2016 年 的弃风情况， 很直观地反映出 2015 年 、 2016 年 “ 第二 级 台阶 ”对电网（主要“三北” 地区电网 ） 的冲 击 。 图表 6 2016 年 一季度我国弃风率达到高点 资料来源： 国家能源局 ， 华创证券 “第三级台阶”开始 ，新能源发电的装机量开始迅速向中东部地区转移， 冲击影响 减弱。 从 2015 年 开始， 我国 华北 , 17.1 华中 , 14.8 华东 , 20.3 0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 2013年 2014年 2015年 2016年 2017年 华北 华中 华东 西北 东北 南方 0 5 10 15 20 25 30 2014Q2 2014Q3 2014Q4 2015Q1 2015Q2 2015Q4 2016Q1 2016Q2 2016Q3 2017 2018Q1 2018Q2 电网新能源消纳 系列报告之三 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（ 2009） 1210 号 10 新能源发电装机量 开始 向中东部地区转移， 2017 年 ，三北地区之外的新能源装机量。 更多地 集中在华东、华中 。 2017 年 ，一方面 “ 三北 ” 地区受政策 把控 ，新增 风电 装机 量 受到限制，另一方面， 超过 一半以上的 分布式 光伏更多的落 地于中东部地区 。因此， 2017 年 的 “第三级台阶”对电网 的冲击较为有限。 图表 7 2017 年“ 三北 ” 地区 风电 、 光伏年新增 装机量 被 其他区域反超 （ 单位 ： GW） 资料来源： 国家能源局 ， Wind， 华创证券 2017 年底，东北、西北地区的 新能源发电 装机量分别达到 55GW、 81GW。而 2017 年内，东北、西北地区最高 用电负荷分别为 59GW、 81GW，新能源发电渗透率 （新能源 装机量 /最高 电网负荷 ） 分别达到 94%、 100%。 2016 年， 丹麦、西班牙、葡萄牙的这一指标分别为 93%、 78%、 63%。 按照 2017 年底的装机量和年内最大负荷情况看， 东北、 西北地区的新能源渗透率已经达到与丹麦几乎相同的水平。 图表 8 东北、西北 新能源 渗透率已达到 90%以上 资料来源： 国家能源局 ， 华创证券 注：丹麦数据为 2016 年数据 9 7 28 32 31 3 4 12 20 40 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 2013年 2014年 2015年 2016年 2017年 “三北”地区 其他区域 26.7% 93.8% 16.2% 22.5% 13.1% 100.0% 31.7% 93% 0.0% 20.0% 40.0% 60.0% 80.0% 100.0% 120.0% 华北 东北 华东 华中 南方 西北 全国 丹麦 电网新能源消纳 系列报告之三 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（ 2009） 1210 号 11 图表 9 六大电网 新能源 渗透率 逐年提升 资料来源： 国家能源局 ， 华创证券 然而，东北、西北地区弃风弃光率仍然较高。 对电网 调节 影响 更大的风电 ， 在 2017 年底 东北、西北地区的装机 量分别达到了 45GW、 46GW， 分别是 全国风电装机总量的 28%、 27%。 特 别 是 东北 地区，风电的渗透率高达 76%。 2015 年 开始，东北、西北地区风电的无 控制 装机，对电网的冲击可见一斑。 2017 年 ，东北、西北地区省份的弃风率 仍然高居不下 。 甘肃、新疆、吉 林三省份 的弃电率 在 20~35%之间不等。 图表 10 2017 年 ，东北、西北弃风率仍然高居不下 资料来源： 国家能源局 ， 华创证券 （三） 弃风、 弃光 的本质是参与电 力 系统调节 电网 安全的首要目标就是保证发用电的 实时平衡，需要 发电侧的不断调节去拟合负荷曲线 。新能源 发电的出力 是依赖于 自然 资源（ 光照 强度、风 力 强度） ， 这些资源 是 不可控的 ， 因此其 实时 最大 出力 是 随 其资源波动 且 不可控 的 。为了 保证电力系统的平衡， 当 火电等调节空间不足的时候，就 要 限制新能源发电 的 出力 大小 ，从而造成了弃 风 、 弃光的发生 。 因此， 弃风、弃光的本质是新能源发电被迫参与电力系统的平衡调节 。 从一定 角度上看，弃风 、弃光 直接 的凸显出了我国电力系统调节 能力 不足的情况。 华北 , 26.71% 华中 , 22.54% 华东 , 16.23% 西北 , 100.00% 东北 , 93.82% 南方 , 13.05% 0% 20% 40% 60% 80% 100% 120% 2012年 2013年 2014年 2015年 2016年 2017年 华北 华中 华东 西北 东北 南方 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 甘肃 新疆 吉林 内蒙古 黑龙江 电网新能源消纳 系列报告之三 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（ 2009） 1210 号 12 图表 11 光伏 发电典型 功率 曲线（ 晴天 ） 图表 12 光伏 发电典型 功率 曲线（ 阴天 ） 资料来源： OFweek， 华创证券 资料来源： OFweek， 华创证券 图表 13 风电“ 反负荷 ”曲线 特性更强 资料来源： 国家电网， 华创证券 风电“ 反负荷 ” 特性强， 光伏 波动性 更大 。 从拟合 负荷曲线的角度看， 在 内陆 日内 风 资源更多 的集中在 夜晚， 因此 风电的 “反负荷”特性 更为明显 。而 光伏的日发电曲线 （夜晚 为零，正午最高的山峰状曲线 ）， 与 负荷 曲线的 拟合度更高。 但是 ，光伏 的 光照资源 在 多云、阴天的时刻，发电 短时 波动更 大 。 电网新能源消纳 系列报告之三 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（ 2009） 1210 号 13 二、电力系统 日趋复杂 ， 调节补偿机制 目前 ，我国 “ 三北 ”地区 面临较大的新能源渗透率提升 问题 ， 华东、 华南 等 电网区域 面 临 着 经济发展、电能替 代等因素 叠加新能源 渗透 带来的电力系统复杂度快速提升的压力。 这些 对电网 的 平衡 提出了 挑战， 电网调频 、 调峰 、 备用 的 需求 日益剧增 ， 调节能力亟待提升 。 （一）用电量增速 回升，电网负荷保持高速增长 从电力消费弹性系数来看（用电量增速与 GDP 增速比值）， 在经过了 2015 年 的增速低谷后，随 着 供给侧改革、 电能替代等因素 ， 2016 年 开始用电增速逐步 恢复。 在煤改电、新能源汽车、供给侧改革等重大 产业发展变化、政策 引导下，我国终端电力消费在能源消费中的比例正在 逐步提升。 2017 年，全社会用电量增量达到 3905 亿千瓦时， 其中电能替代电量超过 1200 亿千瓦时，电能替代对用电量增量贡献超过了 30%。 图表 14 电能 替代带动 电力弹性系数 回升 ， 用电量 增速回升 资料来源： Wind， 国家能源局， 华创证券 2018 年 上半年，我国用电量同比增速 9.4%， 远高于 GDP 增速 6.8%。 上半年，三大产业用电量和城乡居民生 活用电量的同比增速分别达到 10.3%、 7.6%、 14.7%、 13.2%，对全社会用电量增长的贡献率分别为 1.1%、 56.9%、 23.4%、 19.1%。相比去年，二产用电量贡献率下降 12 个百分点。我们认为，随着我国城镇化的不断推进，城乡居民 用电的边际增量、增速都在逐年提升，反映出我国电能替代的趋势已经开始。 根据 国网 能源院的数据，上半年经济 性因素 贡献 4.4 个 百分点， 电能 替代贡献 2.8 个 百分点， 气候 气温 因素贡献 2.2 个 百分点 。因此， 未来三年我国全社 会用电量 增速有望进入一个平台期，保持年均 6%~8%的 增长空间。 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 0.00% 2.00% 4.00% 6.00% 8.00% 10.00% 12.00% 14.00% 16.00% 18.00% GDP增速 用电量同比 电力弹性系数 (右轴 ) 电网新能源消纳 系列报告之三 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（ 2009） 1210 号 14 图表 15 2018 年 上半年，电能替代贡献 2.8 个 百分点的 用电量 增速 资料来源： 国网能源研究院 ， 华创证券 我国主要电网的最高用电负荷 快速提高。 2017 年 7 月，我国主要电网的合计最大用电负荷达到了 926GW， 同比 增长 7.8%，除华中电网外，其他区域均创历史新高，继续维持 5~10%的增速 。 2018 年 7 月 ， 全国 主要电网的合计 最大用电负荷达到 993GW，同比增长 7.2%，再创历史 新高 。 图表 16 华北 区域 最高 用电负荷 保持 增长 图表 17 东北 区域 最高 用电负荷 保持 增长 资料来源： 中电 联 ， 华创证券 资料来源： 中 电 联， 华创证券 227 -5% 0% 5% 10% 15% 20% 25% 0 50 100 150 200 250 最大值 最大值增速 62 -5% 0% 5% 10% 15% 20% 25% 0 10 20 30 40 50 60 70 最大值 最大值增速 电网新能源消纳 系列报告之三 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（ 2009） 1210 号 15 图表 18 华东 区域 最高 用电负荷 保持 增长 图表 19 华中 区域 最高 用电负荷 企稳回升 资料来源： 中电 联 ， 华创证券 资料来源： 中电联 ， 华创证券 图表 20 南方 区域 最高 用电负荷 17 年 增幅超 10% 图表 21 西北 区域 最高 用电负荷 保持 增长 资料来源： 中电 联 ， 华创证券 资料来源： 中 电 联， 华创证券 （二）华东电力“缺口”显现，配额制带来 装机 压力 1、华东地区尖峰 电力 “ 缺口 ” 扩大 尽管 从 全国整体上看，我国电力整体呈现宽松的 供需 形势，但是具体到 区域 电网来看，电力缺口问题已经开始 愈发严重。 2017 年夏季高峰期 ， 国网经营区内供应缺口为 667 万千瓦 （约 6.67GW），而今年 缺口大概率将超过这 一数字。 以 江苏为例， 2018 年 1~5 月，江苏电网最高调度用电负荷为 9191 万千瓦，同比增长 21.26%。 盐城、宿迁、南 京、泰州、南通、镇江、淮安、扬州、无锡等 9 个地区用电负荷达到两位数增长，最高为盐城地区达 18.69%。 1-5 月，江苏调度用电总量达 2318 亿千瓦时，同比增长 8.98%。 此外 ， 2018 年 6 月底，各省经信 委、电力公司先后召开 的迎峰度夏工作会议传出电网夏季“缺口”数据： 河北南网 600 万千瓦、山东 500 万千瓦、湖北 300 万千瓦、安徽 200 万千瓦、江西 80 万至 100 万千瓦。 今年以来， 山东需求侧相应市场启动、河南、江苏大规模建设电网侧储能， 这些迹象都反映出中东部地区的负荷结构正在发生变化 ， 电网面临较大的调度压力 。 280 0% 5% 10% 15% 20% 25% 0 50 100 150 200 250 300 最大值 最大值增速 151 -30% -20% -10% 0% 10% 20% 30% 0 50 100 150 200 20 06 20 07 20 08 20 09 20 10 20 11 20 12 20 13 20 14 20 15 20 16 20 17 20 18 /7 最大值 最大值增速 167 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 0 50 100 150 200 最大值 最大值增速 85 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 0 20 40 60 80 100 20 06 20 07 20 08 20 09 20 10 20 11 20 12 20 13 20 14 20 15 20 16 20 17 20 18 /7 最大值 最大值增速 电网新能源消纳 系列报告之三 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（ 2009） 1210 号 16 图表 22 六大区域最高 电网负荷占比总装机量 比例 资料来源：中电联，华创证券 图表 23 风电 、光伏年利用小时 数远低于 其他发电形式 （单位 ：小时 ） 资料来源：中电联，华创证券 华东地区负荷压力已经凸显 。 按照风电 、光伏的 年利用 小时 数 看，风电的平均负荷率 23%~30%，光伏 仅为 13%~16%， 而火电 、 水电、核电平均负荷率 水平 分别为 50%、 40%、 80%左右 。同时， 风电 、光伏的可调度性差， 基本 不具有 向上 的可调度 备用 能力 。因此， 在考虑 电网 可调度缺口 压力时 ，应当 剔除 风电、光伏 在 装机中的比例 。 我们扣除 风电、光伏的装机量后 发现 ， 华东 、 东北 、 华北 地区在的这一指标有所提高 （见 图表 24） 。 特别 是 华东 地 区 ， 2017 年最高 负荷在 非 新能源装机 量中 的占比达到了 90%， 较 2012 年 提高了 12 个 百分点 ，夏季 调度 压力可见一 斑。 82% 华北 , 72% 53% 华中 , 40% 76% 华东 , 78% 43% 西北 , 33% 43% 东北 , 42% 59%