深度|电力大变局:特高压、储能与智能电网

2021-10-15 11:52:24 太阳能发电网
今年9月以来,从资本市场到街头巷尾,最火的话题“电”。开宗明义:本次限电的底层逻辑是传统电力供需平衡在能源革命新进程中遭遇挑战。作为世界上最大的煤炭消费和生产国,煤炭已深植于中国的能源体系,绿电替换煤炭是一项艰巨而又长期的任务。过去十余年,中国风电、光伏发电容量大幅增长,毫无疑问该大势已定;在能源革命下,我们越发看到发
前文已经论述过风电、光伏是间歇性能源:光伏一碰到雨雪天气就无法出力、风电在没风的时候也转不起来,它们是典型的“靠天吃饭”。截止2020年,风电、光伏的装机占比已经达到24.3%,但是去年全年的发电量占比只有9.5%,相反火电是可以24小时开机。显而易见,用不稳定的电力代替稳定成熟的电力,很难做到平稳过渡,一旦前者发生点意外,就会再次出现东北拉闸限电的情况。
纵观全球能源转型过程,缺电、电力系统安全稳定等问题不是个别现象。离我们最近的案例便是德国:由于弃核脱煤政策使得其对于可再生能源的依赖大幅上升,但由于恶劣天气的影响风电和光伏发电存在明显的供需缺口,因此导致德国的电价大幅抬升,同时电力进口量也大幅抬升。
因此,用电的供需紧张将可能是一个长期存在的矛盾。

图:2020年我国能源电力发展情况,资料来源:2021中国电力发展论坛



构建以新能源为主体的新型电力系统

对于此次的缺电,市场讨论的落脚点主要还在拉闸、挖煤、进口等方向上,本质上都是治标不治本的短期权益之计,我们更应该看到重构电力系统,是更底层的抽丝剥茧。
我国的传统电力系统是围绕火电厂、水电的特性建设的,随着风电、光伏的上网比例提高,传统电力系统的抗干扰能力和稳定性很难与之匹配,以新能源为主体的新型电力系统应运而生。其实早在今年3月15日中央财经委员会第九次会议上,构建以新能源为主体的新型电力系统被重点提及,按照国家电网的规划,未来五年将投资超过2万亿元,推进电网转型升级。
而以下三个方向,又显得尤为重要:

1) 继续加快特高压建设

由于我国的火电和水电主要分布在西北和西南地区,但用电却在东部,决定了我国电力远距离跨省输送的格局。早在1999年,我国就提出西电东送,将西北地区的水电和火电输送到珠三角、长三角和京津唐等地区,不过那时候的电压等级低导致输送容量小、损耗大。
从2004年开始,国家电网提出了建设以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强国家电网概念。所谓特高压,是指电压等级在交流1000千伏及以上和直流±800千伏及以上的输电技术,具有输送容量大、距离远、效率高和损耗低等技术优势。
从2009年我国建成世界上首条1000千伏特高压输变电工程开始,特高压的建设一直作为电网建设的重中之重。截至2020年底,我国已建成“14交16直”共计30条在运特高压线路。按照“十四五”的规划,期间将建成7回特高压直流,500千伏及以上电网建设投资约7000亿元,特高压建设将迎来第二轮建设高峰期。
今年以来特高压指数累计涨幅达39.22%,其中特变电工(SH:600089)、四方股份(SH:601126)、思源电气(SZ:002028)等特高压概念股相继在9月初创下历史新高。

图:国家电网在建在运特高压工程示意图,资料来源:国家电网官网


2) 储能技术提升电力调节能力

由于电能即发即用,无法直接储存,建设以新能源为主体的新型电力系统核心挑战就是新能源的间歇性。电力系统的调节能力在新型电力系统中的重要性不言而喻,而这主要靠储能。
储能的形式多样,目前装机量最大的是抽水储能,占比达89.26%,其次是电化学储能,占比9.2%。与新能源发电装机相比,储能的规模还微不足道,截至2020年底,中国已投运储能项目累计装机规模为35.6GW,在构建新型电力系统的背景之下,储能行业的发展将迎来爆发。
值得一提的是,锂电储能凭借能量密度高、循环寿命长、响应时间更快、适应场景丰富等特点,已经成为新型储能的主流路线。国内锂电储能占新增电化学储能的比例从2017年51%上升到2020年的的99%。
今年7月23日,发改委下发《关于加快推动新型储能发展的指导意见》,首次从国家层面提出到2025年新型储能装机规模达3000万千瓦以上的目标,未来五年装机规模将扩大10倍。今年年初,宁德时代(SZ:300750)和永福股份(SZ:300712)已经达成储能领域的深度合作;另外,隆基股份(SH:601012)、晶澳科技(SZ:002459)等光伏龙头也开始布局储能。
最后讲讲氢储能,虽说现阶段还处在商业化早期,但随着氢燃料电池成本的下降,长周期、大规模储能前景最大的可能还是氢能,比如夏季光伏出力高峰,电力充沛的时候,便可以通过光伏制氢来大量储存,待冬季雨雪天气通过燃料电池发电并入电网。

3) 提高电网智能化水平

智能化,是最容易被忽视的一点,好像电力系统就是大老粗的基础设施,没什么技术含量,但了解过国内的电力输配系统你就不会这么想,而新能源发电占比的提升,对电力智能化提出更高的要求,因为其发电端的可预测性和稳定性都会大大降低。
因此随着电网规模的不断扩大、能源革命,电力系统的复杂度将会成倍增加。这样势必要求新型电力系统具备更精准、更快速的控制能力,提升电网智能化、自动化水平势在必行。当前大家开始关注的标的包括国电南瑞(SH:600406)、许继电气(SZ:000400)、杭州柯林(SH:688611)等智能电网企业。
由于电网智能化改造仍处在早期,未来这个领域可能出现更多的新的名字,成为孕育专精特新的又一沃土,值得重点关注跟踪。(文|锦缎)


作者:锦缎 来源:钛媒体APP 责任编辑:admin

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