1、本文主要基于“雙碳”政策，從“自上而下”角度探討煤炭需求達(dá)峰的時間，是上一篇動力煤研究框架系列之一：需求研究框架中“自上而下”理論的細(xì)致梳理。一、“雙碳”政策推動我國發(fā)電結(jié)構(gòu)變化（一）我國電力結(jié)構(gòu)：火電職責(zé)重心從“主力調(diào)峰”轉(zhuǎn)移“發(fā)電主力”是火電的職責(zé)重心。“富煤、貧油、少氣”的資源稟賦現(xiàn)狀決定了我國以煤炭為主的一次能源結(jié)構(gòu)，也使得火電在電力領(lǐng)域處于絕對的主導(dǎo)地位。根據(jù)歷史發(fā)電量數(shù)據(jù)及裝機(jī)規(guī)模，我們發(fā)現(xiàn)從新中國成立到 2013年前火電承擔(dān)了我國主要的電力供應(yīng)角色。在此期間，火電裝機(jī)（CAGR=10.4， 1957-2012 年）和火力發(fā)電量（CAGR=9.6，1989-2012 年）快速增長，

2、6000千瓦及以上電廠火電裝機(jī)占比也持續(xù)高于 70，進(jìn)而在中國尚未于清潔能源發(fā)電方面取得有效進(jìn)展時，滿足“工業(yè)化時代”高強(qiáng)度用電需求。2013 年開始，6000 千瓦及以上電廠火電裝機(jī)占比開始低于 70且逐年下降，火力發(fā)電 5 年復(fù)合增速也進(jìn)入下降趨勢；同時，環(huán)境保護(hù)稅法將排污費(fèi)改為環(huán)保稅，標(biāo)志著新一輪電力體制改革開始、能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命戰(zhàn)略（2016-2030）要求到 2020 年把能源消費(fèi)總量控制在 50 億噸標(biāo)準(zhǔn)煤以內(nèi)，如此一系列促進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的政策也開始陸續(xù)出臺，疊加可再生能源也在技術(shù)進(jìn)步、補(bǔ)貼政策下高速發(fā)展，火力發(fā)電主力的職責(zé)在其他能源發(fā)電增長中逐漸轉(zhuǎn)移。圖 1： 2013 年前我

3、國火電裝機(jī)快速增長圖 2： 2013 年開始我國火電裝機(jī)占比降至 70%以下6000千瓦及以上電廠發(fā)電設(shè)備容量:火電:中國 6000千瓦及以上電廠發(fā)電設(shè)備容量:火電:5年復(fù)合增速增速萬千瓦時14000012000010000080000600004000020000195719701980198619881990199219941996199820002002200420062008201020122014201620182020030252015105085807570656055506000千瓦及以上電廠發(fā)電設(shè)備容量占比:火電1957 1975 1986 1989 1992 1995 19

4、98 2001 2004 2007 2010 2013 2016 2019數(shù)據(jù)來源：Wind CCTD 中信期貨研究所數(shù)據(jù)來源：Wind CCTD 中信期貨研究所圖 3： 2013 年前我國火力發(fā)電快速增長圖 4： 2013 年開始我國火力發(fā)電量占比降至 80%以下時產(chǎn)量:火電:累計(jì)值:年度 產(chǎn)量:火電:5年復(fù)合增長率億千瓦70000600005000040000300002000010000018161412108642086產(chǎn)量:火電:占比84828078767472701989 1992 1995 1998 2001 2004 2007 2010 2013 2016 2019數(shù)據(jù)來源：W

5、ind CCTD 中信期貨研究所數(shù)據(jù)來源：Wind CCTD 中信期貨研究所火力發(fā)電已逐漸從發(fā)電主力調(diào)整至調(diào)峰職責(zé)。技術(shù)完備、電力消納等問題需要時間解決，因此清潔能源發(fā)電的接入會伴隨著電力系統(tǒng)調(diào)峰、調(diào)節(jié)問題出現(xiàn)，火電的調(diào)峰職責(zé)也逐漸重大。對比歐美等發(fā)達(dá)國家電力發(fā)展歷史，我們發(fā)現(xiàn)歐美等國火電也是經(jīng)歷“主力調(diào)峰”等過程，例如丹麥從 2000 年電力市場接入可再生能源開始，便持續(xù)進(jìn)行了近十幾年的火電機(jī)組靈活性改造戰(zhàn)略，這樣的經(jīng)驗(yàn)也已經(jīng)遍布?xì)W洲各國，使得歐洲在進(jìn)入 21 世紀(jì)以后火電職責(zé)發(fā)生了明顯的變化。我們從數(shù)據(jù)中也會發(fā)現(xiàn)我國火電也逐漸轉(zhuǎn)為“調(diào)峰”職責(zé)，即在全社會發(fā)電增速較低時，火電增速弱于全社會發(fā)

6、電增速，反之當(dāng)全社會發(fā)電需求大幅增加時，火電增速將高于全社會發(fā)電增速，因此 2021 年當(dāng)全社會發(fā)電量超預(yù)期高速增長時，火電增量貢獻(xiàn)占比高達(dá) 71。類型1990 年前1990-20002000 年以后燃?xì)饴?lián)合循基荷煤電煤電環(huán)燃?xì)饴?lián)合循腰荷燃油發(fā)電煤電環(huán)、煤電尖荷燃油發(fā)電燃?xì)鈫窝h(huán)燃?xì)鈫窝h(huán)圖 5： 歐洲火電角色圖 6： 火電逐漸轉(zhuǎn)為“調(diào)峰”職責(zé)產(chǎn)量:火電:累計(jì)同比:年度 產(chǎn)量:發(fā)電量:累計(jì)同比:年度20151050-51989 1992 1995 1998 2001 2004 2007 2010 2013 2016 2019數(shù)據(jù)來源：Wind CSPPLAZA 中信期貨研究所數(shù)據(jù)來源：Wind

7、 CCTD 中信期貨研究所（二）“雙碳”政策推動我國發(fā)電結(jié)構(gòu)變化電力控煤是“雙碳”政策中控煤途徑的關(guān)鍵。“雙碳”政策的主要目標(biāo)，是要減少二氧化碳的排放量，我國化石能源是主要的一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，占比高達(dá) 83，且其中煤炭占一次能源消費(fèi)的比重高達(dá) 57.6（2019 年），因?yàn)槊禾康奶寂欧艔?qiáng)度（單位熱量所排放的二氧化碳量）遠(yuǎn)高于石油、天然氣等其他能源，所以我國目前位 GDP 的二氧化碳排放量為 0.69kg/$，遠(yuǎn)高于世界平均水平 0.39kg/$。因此，“控煤”將成為“雙碳”政策主要實(shí)現(xiàn)途徑，而動力煤最主要的下游是電力行業(yè)，且煤電目前仍是我國電力供給主體，所以電力控煤成為關(guān)鍵。圖 7： 我國一次

8、能源消費(fèi)中的煤炭消費(fèi)占比過高圖 8： 我國電力的主要來源是煤電（2020 年）1009080706050403020100核能可再生能源水電天然氣石油煤中國美國歐盟日本分結(jié)構(gòu)發(fā)電量核電 7%2%5%電7%質(zhì)電煤電64%氣電3%水1生物2%風(fēng)電 太陽能數(shù)據(jù)來源：BP 世界銀行 中信期貨研究所數(shù)據(jù)來源：Wind CCTD 中信期貨研究所“雙碳”政策近年來逐漸落實(shí)，推動我國發(fā)電結(jié)構(gòu)變化。政策方面，國家領(lǐng)導(dǎo)人和相關(guān)部門對“控煤、減煤”提出了嚴(yán)格要求，尤其在煤炭消費(fèi)量與煤電建設(shè)方面。國家能源局在2021 年能源工作指導(dǎo)意見中明確了 2021 年 “煤炭消費(fèi)比重下降到 56以下”的預(yù)期目標(biāo)；2021 年

9、2 月 2 日，國務(wù)院印發(fā)關(guān)于加快建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟(jì)體系的指導(dǎo)意見表示，嚴(yán)控新增煤電裝機(jī)容量，堅(jiān)持節(jié)能優(yōu)先，完善能源消費(fèi)總量和強(qiáng)度雙控制度。控煤目標(biāo)推進(jìn)的快慢關(guān)鍵在于非化石能源的發(fā)展增速。通過政策分析，可知“控煤”目標(biāo)實(shí)際上是減少煤炭在一次能源消費(fèi)中的占比以及煤炭消費(fèi)總量，這條路徑實(shí)現(xiàn)中涉及兩個博弈，一是日益增長的經(jīng)濟(jì)水平帶動煤炭消費(fèi)總量增加與控制煤炭消費(fèi)總量的博弈，二是能源結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定與煤炭在一次能源消費(fèi)中占比減少的博弈。所以若想突破矛盾，實(shí)現(xiàn)“控煤”目標(biāo)，關(guān)鍵在于提高非化石能源及其他化石能源（如天然氣）在能源消費(fèi)中的比重，并力爭非化石能源供給增量完全替代一次能源消費(fèi)消費(fèi)增量，且當(dāng)此

10、增量結(jié)構(gòu)逐漸增長后，煤炭消費(fèi)總量也將出現(xiàn)縮減。因此，對于主要途徑電力控煤，我國發(fā)電結(jié)構(gòu)的更迭，因“雙碳”政策的逐漸落實(shí)和強(qiáng)調(diào)，也將走的更快速和確定。下一部分將是對清潔能源發(fā)電以及電力儲能、運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展空間的分析。二、綠電將替代火電進(jìn)入歷史舞臺（一）綠電發(fā)展進(jìn)入快速時期清潔能源發(fā)電進(jìn)入快速發(fā)展時期，煤電發(fā)展接近尾聲。從電力生產(chǎn)供應(yīng)來看，清潔能源發(fā)電裝機(jī)比例提高，截至 2020 年底，全國全口徑發(fā)電裝機(jī)容量 22 億千瓦.CAGR=7（2017 年至 2020 年），其中火電裝機(jī)容量 12.45 億千瓦，CAGR=4（2017 年至 2020 年），非化石發(fā)電裝機(jī)容量 9.85 億千瓦，

11、CAGR=13（2017 年至 2020 年），2020 年非化石能源新增發(fā)電裝機(jī)占全口徑 55。從新增發(fā)電設(shè)備容量來看，2020 年全口徑新增發(fā)電裝機(jī)容量 1.91 億千瓦、同比+81.8。其中，新增太陽能發(fā)電設(shè)備占比最高為 38，新增設(shè)備容量0.72 億千瓦，同比+178.7；新增火電裝機(jī)容量 0.56 億千瓦，同比+27.4，在新增裝機(jī)設(shè)備中占比達(dá)到 30；另外水電新增裝機(jī) 1323 萬千瓦、風(fēng)電新增裝機(jī) 4820 萬千瓦、核電新增裝機(jī) 112 萬千瓦。綜上，從裝機(jī)規(guī)模和新增裝機(jī)增速來看，火電雖依舊占主要地位，但其核心地位已逐漸下降，且新能源發(fā)展已處于高速時期，發(fā)展增速大于火電發(fā)展速度，

12、故綠電將替代火電進(jìn)入歷史舞臺。圖 9： 2020 年火電裝機(jī)容量占比已小于 50%圖 10：新能源發(fā)電新增裝機(jī)大幅增加發(fā)電裝機(jī)結(jié)構(gòu)：億千瓦2%風(fēng)電13%煤電49%水電17%核電太陽能12% 發(fā)電新增設(shè)備容量:火電:累計(jì)同比 發(fā)電新增設(shè)備容量:風(fēng)電:累計(jì)同比 發(fā)電新增設(shè)備容量:太陽能:累計(jì)同比發(fā)電新增設(shè)備容量:水電:累計(jì)同比400300200100生物氣電質(zhì)電6%1%0-1002015/122016/122017/122018/122019/122020/12數(shù)據(jù)來源：Wind CCTD 中信期貨研究所數(shù)據(jù)來源：Wind CCTD 中信期貨研究所（二）風(fēng)電、光電是綠電未來發(fā)展主力上文分析了綠電替

13、代火電的發(fā)展趨勢，但是在清潔能源發(fā)電中，不同能源結(jié)構(gòu)仍面臨不同的發(fā)展空間，下文將從綠電主力（風(fēng)電、光電）以及綠電重要補(bǔ)充（水電、核電等）分析不同能源發(fā)電結(jié)構(gòu)差異的原因并對未來發(fā)電量空間進(jìn)行預(yù)測。1.風(fēng)電、光電是綠電未來發(fā)展主力成本推動風(fēng)、光發(fā)電增長。隨著 2022 年起國補(bǔ)全面取消，風(fēng)、光電平價(jià)上網(wǎng)時代開啟，2021 年 10 月中國第一批海上風(fēng)電平價(jià)項(xiàng)目招標(biāo)均價(jià) 4000 元/kW（行業(yè)前值 7000 元/kW），這將倒逼產(chǎn)業(yè)鏈上游降成本，且風(fēng)電、光電行業(yè)投資成本下降，會帶動了其行業(yè)投資規(guī)模和增速的擴(kuò)大，形成了風(fēng)電、光電行業(yè)發(fā)展的良性循環(huán)。隨著技術(shù)不斷進(jìn)步、規(guī)模經(jīng)濟(jì)日益發(fā)展，可再生能源的發(fā)電

14、成本大幅下降。根據(jù) IRENA 最新數(shù)據(jù)顯示，2020 年，陸上風(fēng)電新增產(chǎn)能的全球平均發(fā)電加權(quán)平均成本 (LCOE)較 2019 年下降 13。與此同時，聚光太陽能發(fā)電 LCOE下降 16，海上風(fēng)電 LCOE 下降 9，并網(wǎng)太陽光伏 (PV) 發(fā)電 LCOE 下降 7。結(jié)合 IRENA 報(bào)告分析，我們預(yù)計(jì)，2030 年 G20 國家陸地風(fēng)電發(fā)電成本將降至0.038 美元/千瓦時；海風(fēng)發(fā)電成本將降至 0.083 美元/千瓦時；光伏發(fā)電成本將降至 0.04 美元/千瓦時。從風(fēng)電、光電成本結(jié)構(gòu)分析，我們將其分為材料端、制造端、投資運(yùn)營端三部分，在大宗商品領(lǐng)域主要從材料端影響風(fēng)、光電成本，風(fēng)電機(jī)材料主

15、要是鋼材（中厚板）、光伏的上游原料主要是多晶硅。因鋼材主要需求下游地產(chǎn)行業(yè)未來將周期性走弱，中厚板價(jià)格也預(yù)期下移，疊加技術(shù)改革等影響，風(fēng)電材料端成本預(yù)期逐漸下降。光伏行業(yè)則是多晶硅的主要下游，因 2020 年搶裝期等影響，多晶硅需求大幅增加帶來其價(jià)格上行，預(yù)計(jì)未來多晶硅的價(jià)格將會在產(chǎn)能釋放與光伏需求韌性的博弈中震蕩調(diào)整，綜合全產(chǎn)業(yè)鏈規(guī)模發(fā)展，以及光電成本下移的趨勢，多晶硅的價(jià)格中樞或?qū)⑾滦校怆姴牧隙酥饕杀绢A(yù)期也將下降。根據(jù)歷史數(shù)據(jù)，回溯成本與風(fēng)、光電新增裝機(jī)的關(guān)系，我們可以發(fā)現(xiàn)其成一定的相關(guān)性，即在成本預(yù)期下行的規(guī)模化發(fā)展中，風(fēng)電、光電新增裝機(jī)增量將加速，行業(yè)發(fā)展將迎來高速的增量空間。圖

16、11：風(fēng)、光度電成本已幾乎降至低水平圖 12：可再生能源的發(fā)電成本大幅下降全球平準(zhǔn)化度電成本:海上風(fēng)電全球平準(zhǔn)化度電成本:陸上風(fēng)電全球平準(zhǔn)化度電成本:光伏發(fā)電總安裝成本容量系數(shù)平均發(fā)電成本2020 年 美元/kW2020 年 美元/kWh20102020同比20102020同比20102020同比太陽能光伏4731883-811416170.3810.057-85CSP90954581-503042400.340.108-68陸上風(fēng)電19711355-312736310.0890.039-56美元/千瓦時0.700.600.500.400.300.200.100.002010 2011 201

17、2 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2030E海上風(fēng)電47063185-32304060.1620.084-48數(shù)據(jù)來源：Wind IRENA 中信期貨研究所數(shù)據(jù)來源：IRENA 中信期貨研究所圖 13：光電 LCOE 下降，新增裝機(jī)加速圖 14：風(fēng)電 LCOE 下降，新增裝機(jī)加速美元/ 0.180.160.140.120.100.080.060.040.020.002014年 2015年 2016年 2017年 2018年 2019年 2020年瓦千瓦時 全球平準(zhǔn)化度電成本:光伏發(fā)電 萬千光電新增裝機(jī)容量60005000400030002000

18、10000美元/ 0.180.160.140.120.100.080.060.040.020.002014年 2015年 2016年 2017年 2018年 2019年 2020年瓦千瓦時 萬千全球平準(zhǔn)化度電成本:陸上風(fēng)電 全球平準(zhǔn)化度電成本:海上風(fēng)電風(fēng)電新增裝機(jī)容量800070006000500040003000200010000數(shù)據(jù)來源：Wind CCTD 中信期貨研究所數(shù)據(jù)來源：Wind CCTD 中信期貨研究所政策支持行業(yè)發(fā)展，風(fēng)光電需求增加。上文從“成本下降行業(yè)投資增加良性循環(huán)行業(yè)發(fā)展”的邏輯梳理風(fēng)光電高速發(fā)展的可行性，行業(yè)的需求增量更是行業(yè)發(fā)展空間的重要一部分，相關(guān)政策出臺將會直接

19、帶動風(fēng)、光電需求增加。2021 年 10 月 17 日，“風(fēng)電伙伴行動”計(jì)劃出臺，要求“十四五”期間，在全國 100 個縣，優(yōu)選 5000 個村，安裝 1 萬臺風(fēng)機(jī)，總裝機(jī)規(guī)模達(dá)到5000 萬千瓦；2021 年 9 月 14 日，國家能源局正式發(fā)布關(guān)于公布整縣（市、區(qū)）屋頂分布式光伏開發(fā)試點(diǎn)名單的通知，內(nèi)容中要求納入名的的 676 個縣（市、區(qū)）不同結(jié)構(gòu)的建筑屋頂總安裝光伏發(fā)電比例的最低下限，根據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2021 年全國整縣推進(jìn)屋頂分布式光伏試點(diǎn)縣累計(jì)備案容量 4623 萬千瓦、累計(jì)并網(wǎng)容量 1778 萬千瓦。綜上，政策會直接推進(jìn)風(fēng)、光電裝機(jī)的需求增量，促進(jìn)行業(yè)的高速發(fā)展。風(fēng)、光發(fā)電將成為

20、主角。通過上文“成本推動+政策推動”兩個角度，得出風(fēng)電、光電行業(yè)高速發(fā)展的可行性，并結(jié)合全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織、中國光伏協(xié)會等權(quán)威機(jī)構(gòu)的行業(yè)分析報(bào)告，以及國家“2025 年，清潔能源發(fā)電占比將達(dá)到 20”等最新要求，我們預(yù)計(jì) 2030 年中國風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量將達(dá)到 980GW，CAGR=13.3（2020 年至 2030 年），2030 年中國風(fēng)能發(fā)電量將達(dá)到 1995TWh， CAGR=15.6（2020 年至 2030 年）；光電累計(jì)裝機(jī)容量將達(dá)到 1250GW，CAGR=17.3（2020 年至 2030 年），2030 年光伏發(fā)電量將達(dá)到 1320TWh，CAGR=17.6（202

21、0 年至 2030 年）。圖 15：2030 年中國風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量將至 980GW圖 16：2030 年中國風(fēng)能發(fā)電量將至 1995TWh風(fēng)電裝機(jī)容量同比GW 1100900700500300100-1004035302520151050TWh 2500風(fēng)能發(fā)電量同比2000150010005000454035302520151050資料來源：GEIDCO 中信期貨研究所資料來源：GEIDCO 中信期貨研究所圖 17：2030 年光電累計(jì)裝機(jī)容量將至 1250GW圖 18：2030 年光伏發(fā)電量將至 1320TWhTWh 140012001000800600400200030光電裝機(jī)容量同比

22、2520151050TWh 1400光伏發(fā)電量同比120010008006004002000302520151050資料來源：GEIDCO 中國光伏協(xié)會 中信期貨研究所資料來源：GEIDCO 中國光伏協(xié)會 中信期貨研究所（三）其他綠電：電力供應(yīng)的重要補(bǔ)充水電資源發(fā)展悠久，綠電中主要貢獻(xiàn)。我國水力資源蘊(yùn)藏量世界第一，根據(jù)全國水利復(fù)查成果，中國水力資源技術(shù)可開發(fā)裝機(jī)容量為 660GW（實(shí)際經(jīng)濟(jì)可開發(fā)水電為 400GW），年發(fā)電量 30000 億千瓦時。水電發(fā)展早于風(fēng)電、光電近 10 年，除怒江、雅魯藏布江外，主要河流干流水電發(fā)展完善，故目前是電力供給的主要貢獻(xiàn)力量，根據(jù) Wind 數(shù)據(jù)，2020

23、年我國水電裝機(jī)累計(jì) 370.16GW，CAGR=3.3（2014 年至 2020 年），2021 年我國水電發(fā)電量達(dá) 11840.2千瓦時，CAGR=1.5（2014 年至 2021 年），占全口徑發(fā)電量 14.6,占綠電發(fā)電量近 51。結(jié)合國家能源局最新在建和已建裝機(jī)規(guī)劃數(shù)據(jù)，以及 NROC 報(bào)告預(yù)測數(shù)據(jù)，中國 2025 年儲水在運(yùn)裝機(jī)總規(guī)模將達(dá)到 68GW，我們預(yù)計(jì) 2030 年水電累計(jì)裝機(jī)容量將達(dá)到 525GW，CAGR=3.6（2020 年至 2030 年），2030 年水電發(fā)電量將達(dá)到 1580TWh，CAGR=2.7（2020 年至 2030 年）。圖 19：2030 年光電累計(jì)裝

24、機(jī)容量將至 525GW圖 20：2030 年水電發(fā)電量將達(dá)到 1580TWhGW 6005004003002001000TWh常規(guī)水電裝機(jī)容量 同比水電（TWh)同比8180071600614005120010004800360024001200006543210-1-2-3數(shù)據(jù)來源：Wind CCTD 中信期貨研究所數(shù)據(jù)來源：Wind CCTD 中信期貨研究所隨著技術(shù)穩(wěn)定和產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展, 中國核電進(jìn)入持續(xù)增長階段。與燃煤發(fā)電相比，核能發(fā)電減少排放二氧化碳 27442.38 萬噸，發(fā)展核電也是電力控煤減碳的重要途徑。根據(jù)中國核能協(xié)會數(shù)據(jù)，2020 年中國運(yùn)行核電機(jī)組共 49 臺，總裝機(jī)容量為 4

25、9.89GW，CAGR=16.45（2010 年至 2020 年）；2021 年中國運(yùn)行核電機(jī)組累計(jì)發(fā)電量 407.5TWh, CAGR=17.41 （2014 年至 2020 年)，占全口徑發(fā)電量 5.02。根據(jù)中國核能協(xié)會數(shù)據(jù)，“十四五”期間，我國運(yùn)行核電機(jī)組預(yù)計(jì)以 6-8 臺/年穩(wěn)定推進(jìn)，2025 年在運(yùn)核電裝機(jī)將達(dá) 70GW。在維持核電利用小時數(shù)穩(wěn)定條件下，我們預(yù)計(jì) 2030 年核電累計(jì)裝機(jī)容量將達(dá)到 90GW， CAGR=6.08（2020 年至 2030 年），2030 年核電發(fā)電量將達(dá)到 690TWh， CAGR=6.54（2020 年至 2030 年）。圖 21：2030 年核

26、電累計(jì)裝機(jī)容量將達(dá)到 90GW圖 22：2030 年核電發(fā)電量將達(dá)到 690TWhGW 100908070605040302010012核電裝機(jī)容量同比1086420TWh800700600500400300200100012核電(TWh)同比1086420數(shù)據(jù)來源：Wind CCTD 中信期貨研究所數(shù)據(jù)來源：Wind CCTD 中信期貨研究所能源化利用推進(jìn)生物質(zhì)能成為清潔電力的重要組成部分。根據(jù)前瞻研究院報(bào)告，我國生物質(zhì)資源轉(zhuǎn)換為能源的潛力可達(dá) 10 億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，擁有巨大潛力。2020年中國生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī) 29.52GW，CAGR=16.33（2013 年至 2020 年），2020 年生物

27、質(zhì)發(fā)電量 1326 億千瓦時，占全口徑發(fā)電量約 1.7。根據(jù) NRDC 數(shù)據(jù)，在維持生物質(zhì)能發(fā)電利用小時數(shù)穩(wěn)定條件下，我們預(yù)計(jì) 2030 年生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)累計(jì)容量將達(dá)到 70GW，CAGR=9.02（2020 年至 2030 年），2030 年生物質(zhì)發(fā)電量將達(dá)到385TWh，CAGR=11.2（2020 年至 2030 年）。圖 23：2030 年生物質(zhì)電裝機(jī)容量將達(dá)到 70GW圖 24：2030 年生物質(zhì)發(fā)電量將達(dá)到 385TWh生物質(zhì)裝機(jī)容量同比GW8035703060255020401530201010500TWh 45040035030025020015010050025生物質(zhì)能發(fā)電同

28、比20151050數(shù)據(jù)來源：Wind CCTD 中信期貨研究所數(shù)據(jù)來源：Wind CCTD 中信期貨研究所規(guī)模化與擠出效應(yīng)影響氣電難以發(fā)展成為煤電替代的主力。“十四五”期間，可再生能源是天然氣的主要制約因素，可再生能源發(fā)電成本大幅降低擠壓了氣電的市場空間。同時，天然氣價(jià)格機(jī)制矛盾帶來的終端用戶價(jià)格承受能力限制，將影響天然氣發(fā)電的增量上限；疊加運(yùn)輸能力不完善、產(chǎn)業(yè)鏈利潤不均勻等因素，天然氣發(fā)電行業(yè)仍未達(dá)到規(guī)模化發(fā)展條件。根據(jù) NR0C 報(bào)告和國網(wǎng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院論文（李暉，2021），我們預(yù)計(jì)“十四五”期間氣電將因剛性需求拉動下有所增長，“十五五”期間氣電增速將放緩，預(yù)計(jì) 2030 年氣電裝機(jī)累計(jì)

29、容量將達(dá)到 185GW，CAGR=6.56（2020 年至 2030 年）；2030 年天然氣發(fā)電量將達(dá) 500TWh，CAGR=7.4（2020 年至 2030 年）。圖 25：2030 年天然氣發(fā)電量將達(dá) 500TWh圖 26：2030 年氣電裝機(jī)累計(jì)容量將達(dá)到 185GWTWh 600500400300200100018天然氣發(fā)電（萬億千瓦時） 同比1614121086420GW 20018016014012010080604020014氣電裝機(jī)同比121086420數(shù)據(jù)來源：Wind CCTD 中信期貨研究所數(shù)據(jù)來源：Wind CCTD 中信期貨研究所（四）儲能及運(yùn)輸：保障綠電安全及效

30、率綠電供給的高速增長需要消納和調(diào)節(jié)能力與之配套，才能提升綠電供應(yīng)的穩(wěn)定性與靈活性，具體可以分為運(yùn)輸、儲能、電網(wǎng)建設(shè)等方面。特高壓的發(fā)展將解決新能源發(fā)電端和用戶端的空間錯配。2021 年國家發(fā)改委、國家能源局聯(lián)合印發(fā)關(guān)于完善能源綠色低碳轉(zhuǎn)型體制機(jī)制和政策措施的意見，要求“大力支持新能源電力的傳輸和消納，完善適應(yīng)可再生能源局域深度利用和廣域輸送的電網(wǎng)體系：整體優(yōu)化輸電網(wǎng)絡(luò)和電力系統(tǒng)運(yùn)行，提升對可再生能源電力的輸送和消納能力”。在政策強(qiáng)調(diào)和行業(yè)發(fā)展推進(jìn)的條件下，特高壓（即指電壓等級在交流 1000 千伏及以上和直流±800 千伏及以上的輸電技術(shù)，具有輸送容量大、距離遠(yuǎn)、效率高和損耗低等技術(shù)

31、優(yōu)勢）作用凸顯；截至 2020 年底，我國已建成投運(yùn)“14 交 16 直”共 30 項(xiàng)特高壓工程，其中國家電網(wǎng)公司已累計(jì)建成投運(yùn)“14 交 12 直”特高壓輸電工程，累計(jì)送電超過 1.6 萬億千瓦時。根據(jù)中國能源報(bào)消息，預(yù)計(jì)“十四五”期間，僅國家電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)特高壓工程“24 交 14 直”，對比“十三五”期末規(guī)模,“十四五”期間特高壓線路長度增加超過 60。特高壓將在未來 5-10 年走上快速發(fā)展的道路，保障我國綠電“供應(yīng)需求”，進(jìn)而促進(jìn)綠電供給成為電力主體。儲能發(fā)展是電力供應(yīng)負(fù)載起伏較大時靈活性保障。當(dāng)光、風(fēng)發(fā)電量占比超過 15時，穩(wěn)定高效的儲能需求應(yīng)運(yùn)而生，中國已投運(yùn)的儲能項(xiàng)目除了前文提到

32、的儲水蓄能之外，還有物理儲能、電化學(xué)儲能以及熔融鹽儲熱。2021 年 7 月，國家發(fā)改委、國家能源局聯(lián)合發(fā)布關(guān)于加快推動新型儲能發(fā)展的指導(dǎo)意見，到 2025 年實(shí)現(xiàn)抽水蓄能以外的新型儲能裝機(jī)規(guī)模達(dá)到 30GW 以上，國家總目標(biāo)推進(jìn)下，2021 年中國儲能行業(yè)實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展。根據(jù)CNESA 數(shù)據(jù)，截止到 2021 年底，中國已投運(yùn)的儲能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)容量 45.74GW，同比+29，其中電力儲能裝機(jī)同比+220，新增投運(yùn)規(guī)模 10.14GW。根據(jù)各地區(qū)政府的十四五儲能發(fā)展目標(biāo)，以及 CNESA 預(yù)測，我們預(yù)計(jì) 2025 年中國儲能市場新增裝機(jī)規(guī)模將達(dá)到 45GW，疊加儲能裝機(jī)規(guī)模/新能源裝機(jī)規(guī)模

33、進(jìn)一步增強(qiáng)的邏輯，按照 2030 年比值率達(dá)到 12，我們預(yù)計(jì) 2030 年中國儲能裝機(jī)規(guī)模達(dá)到 245GW。新能源電源投資大幅增加，火電則持續(xù)下滑。2021 年全國電網(wǎng)基本建設(shè)投資完成額 4915 億元，同比+5；2020 年全國電源基本建設(shè)投資完成 5244 億元，同比+29.2，因 2020 年風(fēng)電光伏平價(jià)上網(wǎng)項(xiàng)目的推動，可再生能源發(fā)電電源投資大幅上漲，其中，水電投資 1077 億元，同比+19.0、風(fēng)電投資 2618億元，同比+70.6，而在能源轉(zhuǎn)型、嚴(yán)控新增煤電投資政策等原因下，火電投資 553 億元，同比-27.3，降幅進(jìn)一步擴(kuò)大。圖 27：國家電網(wǎng)特高壓項(xiàng)目規(guī)劃圖 28：部分地區(qū)

34、“十四五”儲能項(xiàng)目建設(shè)規(guī)劃地區(qū)要點(diǎn)裝機(jī)規(guī)模（GW“十四五”末青海新型儲能裝機(jī)規(guī)模達(dá)到 6GW，應(yīng)用規(guī)模青海 6位居全國前列，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)中短周期儲能調(diào)節(jié) 山東十四五期間，儲能發(fā)展目標(biāo) 4.5GW，抽蓄 4GW 4.5湖南到 2023 年簡稱電化學(xué)儲能電站 1.5GW/3GWh 以上 1.5浙江十四五力爭實(shí)現(xiàn) 2GW 左右新型儲能示范項(xiàng)目發(fā)展目標(biāo) 2南方電網(wǎng)內(nèi)蒙古“十四五”期間，南方五省區(qū)將新增抽水蓄能 6GW，推動20新能源配套儲能 20GW到 2025 年建成并往新型儲能規(guī)模 5GW 以上，獨(dú)立共享儲5能電站不低于 5 萬千瓦，時長不低于 4 小時合計(jì) 39數(shù)據(jù)來源：國家電網(wǎng) 中信期貨研究所

35、數(shù)據(jù)來源：CNESA 中信期貨研究所圖 29：新能源發(fā)電投資大幅增加圖 30：2021 年電網(wǎng)基本建設(shè)投資 4915 億元電源基本建設(shè)投資完成額:風(fēng)電:累計(jì)值:年度電網(wǎng)基本建設(shè)投資完成額:累計(jì)值:年度同比億元5000450040003500300025002000150010005000電源基本建設(shè)投資完成額:火電:累計(jì)值:年度電源基本建設(shè)投資完成額:水電:累計(jì)值:年度電源基本建設(shè)投資完成額:核電:累計(jì)值:年度2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020億元600050004000300020001000040

36、3020100-10-20數(shù)據(jù)來源：Wind 中信期貨研究所數(shù)據(jù)來源：Wind 中信期貨研究所綜上，我們從一次能源碳排放量結(jié)構(gòu)和“雙碳”政策要求入手，通過電力行業(yè)是煤炭最主要下游邏輯，得出電力控煤是實(shí)現(xiàn)“雙碳政策”目標(biāo)的關(guān)鍵，因此發(fā)電結(jié)構(gòu)的變革是未來電力行業(yè)的重心，反推也是影響動力煤需求量的重要變化因素。而為了實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的發(fā)電結(jié)構(gòu)的變革，最主要是在用電量增長的基數(shù)下，增加清潔能源發(fā)電，已逐漸實(shí)現(xiàn)清潔能源發(fā)電增量對煤電增量的完全替代甚至超越，從而可以實(shí)現(xiàn)“發(fā)電減碳”的要求。而在發(fā)展清潔能源發(fā)電供應(yīng)端的同時，電力需求側(cè)電源電網(wǎng)，以及運(yùn)輸側(cè)均需要全面配套發(fā)展，這才可以滿足清潔能源電力發(fā)展中，電

37、力輸出的穩(wěn)定性和靈活性，從而實(shí)現(xiàn)煤電的完全替代。下文將通過電力彈性系數(shù)法對電力總需求進(jìn)行估計(jì)，做差值得出煤電需求，疊加煤電機(jī)組效率的提高對用煤減量的影響，得到電煤需求何時達(dá)峰的答案。三、通過用電需求估算電煤需求量（一）電力彈性系數(shù)法預(yù)測電力總需求對中長期電力總需求估算，近年較有影響力的研究方法主要有幾種：一是，從電力彈性系數(shù)角度，電力彈性系數(shù)是指一段時間內(nèi)電力消費(fèi)增長速度與國民生產(chǎn)增速的比值。回溯歷史數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，電力彈性系數(shù)的年度變化相對較大，因此一般來說，按更長的時間區(qū)間來計(jì)算，更具參考意義；二是，結(jié)合國際比較視野和分產(chǎn)業(yè)、行業(yè)的綜合角度推算，動力煤研究分析框架之一中涉及到的電力需求估算，

38、即用到了一些產(chǎn)業(yè)、行業(yè)多角度的方法；三是，數(shù)量經(jīng)濟(jì)模型法，通過搭建數(shù)據(jù)庫和模擬不同的情景分析，結(jié)合歷史數(shù)據(jù)推算。本文將選擇采用電力彈性系數(shù)法，但通過上文我們了解到其年度變化相對較大，所以我們分析了歐、美、日等發(fā)達(dá)國家歷史經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r和電力彈性系數(shù)情況，以及制造業(yè)增加值占比與電力彈性系數(shù)的關(guān)系，并結(jié)合權(quán)威研究機(jī)構(gòu)的預(yù)測數(shù)據(jù)，對我國“十四五”、“十五五”期間的電力彈性進(jìn)行預(yù)估。根據(jù)發(fā)達(dá)國家經(jīng)濟(jì)與電力的歷史數(shù)據(jù)，長期來看，隨著技術(shù)進(jìn)步和服務(wù)業(yè)增加值比重提高，典型發(fā)達(dá)國家電力消費(fèi)彈性系數(shù)呈現(xiàn)下滑趨勢，但是中短期內(nèi)，經(jīng)濟(jì)危機(jī)和戰(zhàn)爭等突發(fā)事件會帶來經(jīng)濟(jì)停滯和后續(xù)的經(jīng)濟(jì)刺激，從而使得電力彈性系數(shù)增大。更具體

39、一步，通過分析美國各行業(yè)增加值占 GDP 比重與電力彈性系數(shù)的關(guān)系，剔除朝鮮戰(zhàn)爭、海灣戰(zhàn)爭、911 事件、次貸危機(jī)等經(jīng)濟(jì)波動的前后年份，結(jié)合美國各行業(yè)增加值占 GDP 比重變化與美國歷史，我們將美國經(jīng)濟(jì)發(fā)展分為三個時期：（1）1948-1966 年期間，美國一直是全球最大的貿(mào)易順差國，制造業(yè)發(fā)展也如火如荼，占 GDP 比重 25以上，在此期間美國電力彈性系數(shù)均值 1.67;（2）1967-1990 年期間，德國、日本相繼接替美國成為全球貿(mào)易順差大國，同時 1980 年開始美國金融業(yè)開始高速發(fā)展，在此期間美國制造業(yè)增加值占 GDP 比重逐年下滑，但仍高于其他行業(yè),在此期間美國電力彈性系數(shù)均值 0

40、.9;（3）1990 年至今，1990 年信息技術(shù)行業(yè)崛起成為美國增長的新動力，制造業(yè)增加值占 GDP 比重也開始小于金融行業(yè),在此期間美國電力彈性系數(shù)均值 0.6;相比之下，中國 2009 年成為全球最大貿(mào)易順差國，2010 年開始制造業(yè)總產(chǎn)值超過美國成為全球第一制造業(yè)大國，雖近十幾年制造業(yè)產(chǎn)值占 GDP 比重出現(xiàn)下滑趨勢，但仍高于 25，且目前我國的金融、信息技術(shù)等行業(yè)仍未到達(dá)超過制造業(yè)的時期。根據(jù)國內(nèi)宏觀數(shù)據(jù)，我們發(fā)現(xiàn)隨著城鎮(zhèn)化和工業(yè)化階段進(jìn)入后期，重工業(yè)在經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)中比重也將逐步下降，相應(yīng)第二產(chǎn)業(yè)用電量占比也逐漸下降，第三產(chǎn)業(yè)則逐漸增加，這也側(cè)面反映經(jīng)濟(jì)的發(fā)展質(zhì)量在不斷提升，整個經(jīng)濟(jì)對于

41、電力的依賴在逐步降低的規(guī)律。圖 31：電力彈性系數(shù)伴隨經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型呈下降之勢圖 32：美國各行業(yè)增加值占 GDP 比重 GDP:實(shí)際同比增長:全球 用電量增速-全球美國:行業(yè)增加值占GDP比重:制造業(yè)% 美國:行業(yè)增加值占GDP比重:信息業(yè)8 電力彈性系數(shù)-全球 美國:行業(yè)增加值占GDP比重:金融,保險(xiǎn),房地產(chǎn)及租賃業(yè)電力彈性系數(shù)-發(fā)達(dá)國家76543210-11984198919941999200420092014201930 美國:行業(yè)增加值占GDP比重:信息通信技術(shù)生產(chǎn)行業(yè) 252015105194719511955195919631967197119751979198319871991199

42、51999200320072011201520190數(shù)據(jù)來源：中圖環(huán)球數(shù)據(jù)庫 中信期貨研究所數(shù)據(jù)來源：Wind CCTD 中信期貨研究所圖 33：美國電力彈性系數(shù)變化趨勢圖 34：中國各行業(yè)增加值占 GDP 比重趨勢3.0% GDP構(gòu)成:現(xiàn)價(jià):第三產(chǎn)業(yè):金融業(yè)當(dāng)年電力彈性系數(shù) 均值 GDP構(gòu)成:現(xiàn)價(jià):第二產(chǎn)業(yè):工業(yè):制造業(yè)2.52.01.51.00.50.0353025201510501950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015GDP構(gòu)成:現(xiàn)價(jià):第三產(chǎn)業(yè):信息傳輸、計(jì)算機(jī)服務(wù)和軟件業(yè)200420052

43、006200720082009201020112012201320142015201620172018201920202021數(shù)據(jù)來源：Wind CCTD 中信期貨研究所數(shù)據(jù)來源：Wind CCTD 中信期貨研究所圖 35：電力彈性系數(shù)伴隨經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型呈下降之勢圖 36：工業(yè)在經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)中比重逐步下降經(jīng)濟(jì)增速全社會用電量增速av5yr 用電量占比：第三產(chǎn)業(yè) 經(jīng)濟(jì)增速av5yr電力消費(fèi)彈性av5yr（右） 用電量占比：第二產(chǎn)業(yè)141.20121.00100.8080.6060.40420.20908070605040302010用電量占比：第一產(chǎn)業(yè)（右軸） 5.04.5 4.03.53.02.52.0

44、1.51.00.502008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 20200.0000.0199619992002200520082011201420172020數(shù)據(jù)來源：Wind CCTD 中信期貨研究所數(shù)據(jù)來源：Wind CCTD 中信期貨研究所因此，類比美國發(fā)展歷史的第二階段，我國也處于新興產(chǎn)業(yè)方興未艾時期，但制造業(yè)仍為我國發(fā)展基石的階段，同時隨著經(jīng)濟(jì)質(zhì)量提升，單位 GDP 能耗將會逐漸下降，經(jīng)濟(jì)整體的電力消費(fèi)彈性也將長期趨于下降，但考慮到疫情影響，出口對制造業(yè)的拉動效應(yīng)以及經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇的補(bǔ)償效應(yīng)將會帶來短期內(nèi)電力彈性

45、系數(shù)的增加，故我們預(yù)測2022 年-2025 年電力彈性系數(shù)分別為1.08、 1.02、1、0.97，“十五五“期間電力彈性系數(shù)將緩慢下降，均值為 0.88。同時，假設(shè) 2030 年前經(jīng)濟(jì)增速保持年化 5，呈前高后低緩慢下降的趨勢，我們得到 2030 年全社會電力消費(fèi)將達(dá)到 12.5 萬億千瓦時，CAGR=5.3（2020 年至 2030 年）。圖 37：預(yù)測我國電力彈性系數(shù)將逐年下降圖 38：2030 年全社會電力消費(fèi) 12.5 萬億千瓦時1.41.31.21.11.00.90.80.70.60.50.4電力消費(fèi)彈性經(jīng)濟(jì)增速預(yù)測（右軸）2020年2022年2024年2026年2028年203

46、0年10.09.08.07.06.05.04.03.02.01.00.0億千瓦時全社會用電量增速1400001200001000008000060000400002000002021年2023年2025年2027年2029年12%10%8%6%4%2%0%數(shù)據(jù)來源：Wind CCTD 中信期貨研究所數(shù)據(jù)來源：Wind CCTD 中信期貨研究所（二）煤電需求將預(yù)計(jì)在”十五五“期間達(dá)峰用電需求與發(fā)電量動態(tài)平衡，直接將用電量預(yù)測作為未來發(fā)電量的預(yù)測數(shù)據(jù)。我國電力行業(yè)調(diào)度已經(jīng)成熟，將通過“提前規(guī)劃+實(shí)時控制”雙保險(xiǎn)維持電網(wǎng)發(fā)電量與用電量的動態(tài)平衡，故即使歷史數(shù)據(jù)平均每年 1-2“發(fā)電用電”耗損，我們?nèi)?/p>

47、在預(yù)測數(shù)據(jù)中采用發(fā)電量等于用電量的邏輯。可以通過差值法“煤電=發(fā)電量 -（風(fēng)電+光電+核電+水電+生物質(zhì)電+氣電）”計(jì)算煤電需求。通過上文對綠電及氣電的估算，同時將發(fā)電量以用電量預(yù)測數(shù)據(jù)替代，我們預(yù)計(jì)，隨著以風(fēng)電與光電為代表的清潔電力的迅速增長，煤電的需求將在未來十年，發(fā)生根本性變化。清潔電力將逐步替代煤電，我們預(yù)計(jì) 2028 年煤電需求達(dá)到峰值，即煤電需求將預(yù)計(jì)在”十五五“期間達(dá)峰。圖 39：煤電需求將預(yù)計(jì)在 2028 年達(dá)到峰值億千瓦時140000煤電氣電生物質(zhì)電核電水電光電風(fēng)電煤電增速1212000010100000880000660000440000220000002020年 2021

48、年 2022年 2023年 2024年 2025年 2026年 2027年 2028年 2029年 2030年-2資料來源：Wind CCTD 中信期貨研究所（三）“十五五”期間電煤需求或?qū)?25.5 億噸達(dá)峰上文我們通過估算以風(fēng)電與光電為代表的清潔電力對煤電需求的替代，進(jìn)而減少電煤需求量達(dá)到電力控煤的目標(biāo)。這一部分，將從煤電自身節(jié)能性發(fā)展入手，煤電電煤的估算將包含煤電機(jī)組能耗效率優(yōu)化帶來的電煤減量，進(jìn)而求得未來電煤需求達(dá)峰時量級的大小。煤電機(jī)組能耗效率逐漸優(yōu)化，推動電煤需求中樞下移。近年來，國家政策一直強(qiáng)調(diào)煤電機(jī)組燃煤效率增強(qiáng)的規(guī)劃，2021 年末，國家發(fā)改委、能源局聯(lián)合推出全國煤電機(jī)組改造升級實(shí)施方案，要求“2025 年，全國火電平均供電煤耗降至 300 克標(biāo)準(zhǔn)煤/千瓦時以下”。通過歷史數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，隨著技術(shù)的發(fā)展，近年來供電煤耗率逐漸優(yōu)化，但年均優(yōu)化效率縮減，因此，結(jié)合國家規(guī)定，我們預(yù)計(jì)“十四五”期間年均供電煤耗率下降 1.1 克/千瓦時，“十五五”期間，或隨著超臨界機(jī)組技術(shù)增強(qiáng)，年均供電煤耗率下降