证券研究报告 ＃industryId＃ 电力 ＃title＃ 推荐 ＃investSuggestion＃ 新型电力体系架构篇：尖峰容量裕度下降，灵活性资源亟待建立 ＃ ( 维持 ） ＃emailAuthor＃ 分析师： 蔡屹 investS uggesti onChan ge＃ ＃createTime1＃ 2023 年 9 月 3 日 投资要点 ＃summary＃  “双碳”目标下，能源为主战场，电力为主力军；然而伴随新能源机组快速 caiyi@xyzq.com.cn 扩张，我国当前尖峰容量裕度不足，系统灵活性资源匮乏。 “新型电力体系” S0190518030002 首次于 2021 年 3 月提出，与双碳目标绑定。电力作为一次能源转换的重要载 体，是当前碳排放的主要来源，但其亦能通过使用清洁燃料实现对含碳化石 ＃assAuthor＃ 研究助理： 朱理显 zhulixian@xyzq.com.cn 能源的替代（例如太阳能、风能、水能、核能），是双碳战场的主力军。然而 风光出力波动性较强，且我国电力系统灵活性资源较为短缺、市场机制有待 优化，我们测算，随着绿电大规模并网，全国夏季尖峰负荷容量裕度（电源 有效容量供给-最高容量需求）整体明显下滑，2030 年跌至负数；电力紧缺等 问题或持续加剧，亟待“源网荷储”各环节资源多元互补。  电源侧：依托能源结构，煤电灵活性改造或 为我国现阶段最优路径。参考欧 美国家，其多以自身能源结构选择调节性电源。其中，德国与波兰为欧洲产 煤大国，故以煤电为主（2022 年德国褐煤、硬煤两类煤机容量占全部可调度 电源容量 42%） ；英美两国得益于北海油气田资源、页岩气革命后燃气成本下 行，2022 年气电发电量占比均达 39%，以调峰性能优的燃气机组为主；法国 核电占比全球最高，其利用核电机组参与负荷跟踪运行、合理安排检修配合 电网调峰等。而基于我国“富煤缺油少气”的资源禀赋，煤电机组总量大， 且灵活性改造成本整体可控，为我国现阶段最具可操作性和经济性的选择。  电网侧：电力供需分布错配，加强互联电网系统建设。欧洲各国资源禀赋存 异，国际电力交易市场应运而生，2009 年形成高度集成化互联电网 ENTSO-E。 其中，作为欧洲邻国最多的国家，德国通过 30 条 220 千伏~400 千伏的输电 通道与邻国互联，且随其风光出力增加，进出口电量结构由“进少出多”向 “夏季进多出少、冬季进少出多”转变，电网深度参与电力系统调节。我国 各省与欧洲各国在物理布局上较为相似，需加强跨省区特高压输电线路建设、 提高电网错峰互济能力，缓解新能源供需分布错配，降低三北弃风弃光率； 并协同大电网、配电网、微电网发展，在分布式资源快速增长的背景下增强 电网灵活性。  负荷侧：加快需求侧由管理向响应过渡，探索虚拟电厂模式。国际上，需求 侧响应已较为成熟（价格型和激励型），如分时电价为代表的价格型需求响应， 以美国 PJM 需求响应项目、澳大利亚能源需求响应计划为典型案例的激励型 需求响应。其他负荷侧调节手段主要以虚拟电厂为代表，典型模式如美国社 区光储、欧洲电动汽车有序充电项目，充分利用分布式资源参与削峰填谷。 我国亦多次强调需提升负荷响应水平，发改委于 2023 年 5 月提出，到 2025 年各省需求响应能力达到最大用电负荷的 3%-5%。各省市陆续执行、优化分 时电价政策以及需求响应补贴，处于政府主导的需求侧管理向需求侧响应的 过渡阶段；此外可借鉴海外经验，从光储、新能源车等细分领域探索虚拟电 厂模式。 ＃summary＃ 请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明 行业深度研究报告  储能侧：抽蓄及新型储能快速发展，未来在多方面多层次优势互补。全球范 围内，抽水蓄能仍为市场主力，2022 年抽蓄装机占比已投运电力储能的 79%， 同时，电化学储能发展迅猛，其中锂电子电池规模年增长率超 85%。具体到 运用场景，储能可分为表前（发电侧+电网侧）和表后（工商业+户用）两类， 其中中美两国均以表前储能为主，英德两国分别引领欧洲表前储能和表后户 用储能市场。由于我国抽蓄资源储备丰富（截至 2022 年底规划资源总量约 823GW），且其充放电技术成熟稳定、经济性优，为我国现阶段储能侧核心力 量。未来伴随成本下降、技术进步、价格及补偿机制完善，新型储能商业模 式有望进一步理顺，与传统储能技术在调节周期、运用场景等方面多层次优 势互补。  投资建议：综上所述，在当前“双碳”加速推进的背景下，建设新型电力体 系的必要性与紧迫性日益凸显。建议关注新型电力体系下“源-网-荷-储”各 环节重要标的，例如火电产业链标的（包括运营商、火电设备以及灵活性改 造相关企业等）、特高压&增量配电网相关标的、需求侧&负荷侧管理相关标 的（包括分布式开发及运营商等）、各类储能标的等。  风险提示：电力体制改革不及预期、煤价大幅波动、清洁能源装机增长不及 预期、特高压建设不及预期、原材料价格上行、宏观经济风险 请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明 -2- 行业深度研究报告 目 录 1、 新型电力体系下尖峰容量缺口扩大，灵活性资源匮乏 .........................- 6 1.1、“双碳”背景下，能源为主战场，电力为主力军 ........................................ - 6 1.2、新能源装机快速扩张，尖峰容量裕度不足 ................................................ - 8 2、 借鉴欧美经验，源网荷储组合发力 ....................................................... - 13 2.1、源：依托自身能源结构，挖掘电源侧灵活性潜力 ..................................- 13 2.2、网：电网互联互济，解决电力资源错配 .................................................. - 19 2.3、荷：国际需求响应较为成熟，国内需求侧正由管理向响应过渡 ..........- 27 2.4、储：抽蓄及新型储能快速发展，未来在多方面多层次优势互补 ..........- 36 3、 新型电力体系下我国灵活性资源亟待建立 ........................................... - 41 4、 投资建议 ....................................................................................................- 43 5、 风险提示 ....................................................................................................- 44 - 图目录 图 1、我国“双碳”目标总体路径（非化石能源消费比重） .................................. - 6 图 2、我国一次能源结构仍是以煤为主 .................................................................. - 7 图 3、火电仍是我国最重要的电源 .......................................................................... - 7 图 4、电力、热力是碳排放的最主要来源（百万吨、%） ...................................- 7 图 5、公用事业为一次能源转换平台 ...................................................................... - 7 图 6、高比例新能源系统面临的挑战 ...................................................................... - 8 图 7、电力系统灵活性维持供需平衡 ...................................................................... - 9 图 8、我国主要电网最高负荷（万千瓦） ............................................................ - 11 图 9、我国全社会用电量（亿度） ........................................................................ - 11 图 10、“源-网-荷-储”组合发力 ...............................................................................- 13 图 11、2000-2022 年德国发电量结构演变 ............................................................ - 14 图 12、2000-2022 年波兰发电量结构演变 ............................................................- 14 图 13、2000-2022 年德国电源装机容量演变 ........................................................- 14 图 14、2000-2022 年波兰电源装机容量演变 ........................................................- 14 图 15、2022 年德国、波兰煤炭产量占欧盟的 67% .............................................- 15 图 16、2022 年德国燃煤机组占全部可调度电源容量的 42% ............................ - 15 图 17、2000-2022 年英国发电量结构演变 ............................................................- 15 图 18、2000-2022 年美国发电量结构演变 ...........