2022年火电灵活性改造行业市场现状分析 青达环保布局全负荷脱硝系统

1. 新型电力系统背景下，火电灵活性改造将迎来爆发

随着“双碳”目标的推出，我国新能源发展步入加速通道。截至 2021 年 11 月，全国发电装机容量 23.2 亿 千瓦，同比增长 9.0%。其中，风电 3.0 亿千瓦，同比增长 29.0%，太阳能发电 2.9 亿千瓦，同比增长 24.1%，非 化石能源合计装机装机容量 10.7 亿千瓦，同比增长 17.2%，占总装机容量的 46.1%，占比同比提高 3.2 个百分点。 2021 年 10 月 24 日国务院发布的《2030 年前碳达峰行动方案》提出到 2030 年，风电、太阳能发电总装机容量 达到 12 亿千瓦以上，相比当前有翻倍以上空间。

新能源大规模接入，调峰能力建设至关重要，火电灵活性改造为成本最低的方式。因为风光的强随机波动、 出力与负荷时空差异、电源结构不合理等原因，新能源消纳问题较为突出，系统调峰能力的建设是保障新能源 消纳的核心。系统调峰能力的建设有多种方式，包括抽水蓄能、电化学储能、火电灵活性改造等，其中火电灵 活性改造具有改造效果好、性价比高、周期短等优点，度电成本仅 0.05 元，为当前条件下最具经济性的选择。

图 ：各类调峰方式成本对比

我国火电机组目前调峰能力较差，亟待灵活性改造。截止 2021 年 11 月我国火电机组装机量为 12.9 亿千瓦， 占全国电源装机比例达到 55%，但调峰能力较差，纯凝机组普遍为 50%左右，热电机组在供热期调峰能力仅为 20%左右（调峰能力指在稳定运行的基础上，火电机组功率调节的范围）。相比之下，西班牙、丹麦等国家火电 机组都具备深度调峰能力，调峰能力高达 80%。截至 2019 年，我国已完成火电灵活性改造容量约 5775 万 kW， 火电灵活性改造的深度和广度有待进一步提高，我国以火电为主体的发电结构决定了电源灵活性的主体需从火 电入手。

电力市场化交易与辅助服务市场的推进完善了火电灵活性改造的市场机制。2021 年 7 月 26 日国家发改委 发布《关于进一步完善分时电价机制的通知》，明确在保持销售电价总水平基本稳定的基础上，进一步完善目录 分时电价机制，更好引导用户削峰填谷、改善电力供需状况、促进新能源消纳。2021 年 12 月 22 日，国家能源 局正式发布《电力并网运行管理规定》和《电力辅助服务管理办法》，扩大电力辅助服务新主体，丰富电力辅助 服务新品种，完善用户分担共享新机制。伴随峰谷电价的拉大以及辅助服务市场机制的成熟，火电灵活性改造 等调峰方式商业模式将进一步清晰，相关主体投资意愿将不断增长。

此外，内蒙古提出新建新能源电站需配套火电灵活性改造，将进一步刺激电厂火电灵活性改造积极性。2021 年 8 月 26 日，内蒙古自治区能源局发布关于《内蒙古自治区推进火电灵活性改造促进市场化消纳新能源实施细 则（试行）》的通知，《实施细则》指出，新能源建设规模应与燃煤电厂新增调节能力相匹配，原则上不增加系 统现有调峰压力。按照一体化模式建设的，市场化并网新能源可由燃煤电厂全额自行建设；不具备一体化建设 条件的，市场化并网新能源由燃煤电厂自行建设的比例不低于 50%，剩余部分可由燃煤电厂所在地盟市电力主 管部门组织有关企业通过合建共享、购买调峰资源等方式建设。

十四五期间火电灵活性改造市场有望爆发，我们预计投资金额在 60-180 亿元。2021 年 11 月 3 日，国家发 改委、国家能源局发布《关于开展全国煤电机组改造升级的通知》，明确十四五期间完成存量煤电机组灵活性改 造 2 亿千瓦，增加系统调节能力 3000—4000 万千瓦，实现煤电机组灵活制造规模 1.5 亿千瓦，现役机组纯凝工 况调峰能力的一般要求为最小发电出力达到 35%额定负荷，采暖热电机组在供热期运行时要通过热电解耦力争 实现单日 6h 最小发电出力达到 40%额定负荷的调峰能力，相比当前水平需提升 20%左右的调峰能力。根据《火 电灵活性改造的现状、关键问题与发展前景》的数据，在不包括储能设备的情况下，改造投资通常在 30～90 元 /kW，对应十四五期间市场规模约 60-180 亿元，目前 12.9 亿千瓦火电机组全部改造对应市场规模约 387-1161 亿元。

火电灵活性改造包括锅炉侧、汽轮机侧、控制与监测几个方面，其中锅炉侧灵活性改造须重点解决燃烧稳 定性、制粉系统稳定性、换热水动力稳定性、受热面高温腐蚀与疲劳损伤、空预器低温腐蚀及泄漏、脱硝运行 安全等问题，相应需要锅炉低负荷稳燃技术与宽负荷脱硝技术；而汽轮机侧主要关注汽轮机设备适应性以及供 热机组以热定电等问题，相应需要汽轮机通流设计与末级叶片性能优化技术与供热机组热电解耦技术。青达的 全负荷脱销系统即为宽负荷脱硝技术主流解决方案，蓄热罐与电极锅炉为供热机组热电解耦技术主流解决方案 之一。

2. 青达环保产品布局完善，为火电灵活性改造核心标的

青达环保全负荷脱硝系统为火电机组降负荷必备，青达环保技术实力强，市场占有率高。为实现燃煤电厂超低排放 的环保要求，国内燃煤发电机组普遍使用 SCR（选择性催化还原法）烟气脱硝技术，催化剂最佳运行温度在 280℃～420℃之间，当机组低负荷运行时，烟气温度往往偏低，带来催化剂活性降低、还原剂结晶、空预器腐 蚀等问题，排放不达标。青达环保全负荷脱硝系统主要通过锅炉省煤器水侧调节技术，减少锅炉省煤器对烟气的吸 热量，通过软件自动控制，保证催化剂处于正常工作温度。产品成本较低，对电厂压力不大。

青达环保自 2015 年开始布局全负荷脱硝系统，营业收入自 2017 年的 568.38 万元提升至 2020 年的 6426.73 万元， CAGR 达到 124.45%，2021 年上半年实现收入 5419.51 万元，同比增长 248%，已经接近 2020 年全年，同时此 项业务毛利率较高，2020 年为 34.29%，未来有望保持较高的水平。因全负荷脱硝改造会改动锅炉本体与水旁路， 技术含量高，小企业很难参与，市场上现有改造机组中大部分由青达环保负责，未来随着十四五火电灵活性改造需 求的爆发，青达环保此项业务有望引来快速增长。

图：公司全负荷脱硝系统收入快速增长

清洁能源消纳系统包括电极锅炉系统和蓄热器系统，二者可单独使用，也可联合配置使用，将电能转换成 热能存储和供给，可以实现火力发电机组灵活性调峰。自 18 年以来青达环保清洁能源消纳系统产品收入持续下滑，主因为客户要求以 BOT 模式进行建设，青达环保上市前资金实力有限，主动选择放弃，目前上市后青达环保已有承接项 目能力，且随着客户火电灵活性积极性的提升，业务模式不排除转向设备销售。

青达环保蓄热器系统以水为介质，核心部件为布水器，最早采用丹麦技术，目前青达环保已实现国产化且造价更低。 工作原理是在罐体容器中密度不同的冷热水因重力影响而自然分层，热水在上，冷水在下，布水器在中间形成 厚度 1 米左右的过渡层。当热源产热量大于用户用热量时蓄热器蓄热，热水从上部布水器水管进入，冷水从下 部布水器水管排出，放热时则相反。蓄热器通过解决热能供需在时间和空间上的矛盾，来实现削峰填谷、蓄存 热能的作用，以满足火力发电机组灵活性调峰、清洁能源消纳及清洁供热的节能环保需求。

电极锅炉系统是利用水的高电阻特性，采用三相电极直接在锅炉内设定电导率的炉水中放电发热，使得电 能以接近 100%的转换效率转换成热能的装置，非常适合应用在新能源消纳与分布式供暖。2018 年青达环保与丹麦 一诺签订合作协议，丹麦一诺负责提供电极组件等电极锅炉部件和控制系统，独家授权青达环保使用以销售和使用 电极锅炉、电极、控制系统的设计为基础的知识产权并提供技术支持。青达环保负责客户开发、电极锅炉配套系统 的生产以及电极锅炉的安装。

电极锅炉、蓄热罐除了用于火电灵活性改造之外，也可以用于区域清洁供暖、风电光伏消纳、核电站启动 等，市场空间巨大。目前，清洁供暖在大面积推广和实施，煤改电作为主要措施之一在迅速推进，青达环保的电极 锅炉加蓄热罐为其中竞争力较强的方案。此外，电极锅炉加蓄热罐可以直接与光伏风电项目配套，利用谷电供 热，可起到清洁能源消纳的作用。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）