2022年电力系统行业发展现状及竞争格局分析 电化学储能技术应用场景广泛

  • 来源:安信证券
  • 发布时间:2022/06/25
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1. 电力系统行业情况:发、输、用电端共推行业发展,高壁垒保证增长可持续

电力系统是一个由发电、输配电、用电三大环节组成的生产和提供电力能源、满足社会电力 需求的复杂系统。在电力系统中,发电厂将一次能源转换成电能,经过输电和配电将电能输 送和分配到最终的社会电力用户,从而完成电能从生产到使用的整个过程。 输配电及控制设备是电能在传输、配售阶段所需要使用的设备,主要有变压器设备、开关类 设备、架空及电力电缆线路等设备。输配电及控制设备在电网中的作用为接收、分配、控制、 保护等四个方面,保障用电设备和输电线路的正常工作,并将电能输送到用户。

1.1 用电端:工业用电、城镇化进程等,持续推动全社会用电量增长

输配电及控制设备制造业的发展与全社会电力用户的输配电设施建设、电网公司的输配电网 建设以及发电企业的发电设施建设需求等高度关联。输配电及控制设备使整个输配电系统的 控制、监控、测量、保护等功能集中起来,实现输配电网络的自动化、智能化, 为广域监 测和诊断奠定了基础,确保电力系统的安全、可靠、经济运行。

在用电环节,根据社会用户类型不同,终端用户可分为工业用电、商业用电、居民用电等, 其中工业用电一般包括重工业企业用电及其他工业用电:钢铁冶金、石油化工、煤炭等重工 业企业的用电,由于其具有大规模的用电需求,通常以高压输电方式由专用线路接入高压电 网,并通过自有变电站和配电房在企业内部分配与使用电能,对变压器设备、高低压成套开 关设备产品均有需求;其他一般工业用户则直接接入中压配电网,通过自有配电房的变压器设备及高低压成套开关设备分配和使用电能,因此工业用户的用电量占比最高;此外,商业 用电是指商业部门照明、空调、动力等用电,覆盖面积大,且用电增长平稳;居民用电包括 城市居民用电和农村居民用电,居民用电负荷具有季节性波动的特性。

我国用电市场规模持续增长。据中电联数据,20222 年 1-2 月我国全社会用电量为 13467 亿 千瓦时,同比增长 5.80%。其中,第一产业用电量 163 亿千瓦时,同比增长 12.8%,占全社 会用电量的比重为 1.2%;第二产业用电量 8413 亿千瓦时,同比增长 3.4%,占全社会用电 量的比重为 62.5%;第三产业用电量 2488 亿千瓦时,同比增长 7.2%,占全社会用电量的比 重为 18.5%;城乡居民生活用电量 2403 亿千瓦时,同比增长 13.1%,占全社会用电量的比 重为 17.8%。

城镇化稳步推进,电力配套设备需求持续增加。改革开放以来,我国经历了大规模的城镇化 进程,截至 2021 年末,我国常住人口城镇化率达到 64.72%,比上年末提高 0.83%,根 据世界城镇化发展规律,我国仍处于城镇化率 30%-70%的快速发展区间,远低于发达国家 80%的平均水平,有较大提升空间。 工业用电量持续增长,有持续的输配电及控制设备投资与改造需求。工业企业在生产设施的 新建投资与产业升级过程中,通常需要对输配电及控制设备进行配套投资与升级改造,因此 企业在固定资产的投资中往往需要采购变压器、高低压成套开关设备等输配电及控制设备。 根据国家能源局数据,2017-2021 年期间,我国工业用电持续增长,由约 4.36 万亿 kWh 增 长至 5.51 万亿 kWh,CAGR 达 6.03%。

城市公用市政设施建设、以轨道交通为主的交通基建发展也会持续增加用电需求。在居民用 电领域,小区、医院、公园及体育馆等基础设施均需配套相关输配电及控制设备,相关固定 资产的投资将产生变压器、高低压成套开关设备等输配电及控制设备的购臵需求。伴随着城 市群的不断扩张,对应的房产、道路、医疗、公园、体育馆等基础设施将持续建设。根据国 家统计局数据,房产作为重要基础设施,房地产开发企业新开工房屋面积近年持续增长,由 2015 年的 15.45 亿平方米增长至 2021 年的 19.89 亿平方米。 我国高速铁路、普通铁路的持续建设带动了牵引变压器及高低压成套开关设备等配套输配电 及控制设备需求的增长。截至 2021 年,我国新建铁路投产里程为 4,208 公里,铁路营业 里程超过 15 万公里。其中,新建高速铁路投产里程为 2,168 公里,高速铁路里程超过 4 万公里。其中,我国铁路电气化里程稳步增长,2021 年,我国新增电气化铁路投产里程达 到 4,189 公里,铁路电气化里程超过 11 万公里。此外,根据交通运输部数据,2021 年, 我国铁路固定资产投资完成 7,489 亿元,我国铁路基建的稳步推进将为输配电及控制设备 制造业带来大规模、可持续的市场需求。

1.2 输电端:用电需求持续增长,电网投资额 2022 年 1-5 月达 1263 亿元

在输配电环节,输电网是电力系统中的主要网络,将大量电能从发电厂输送至用电地区,也 可在不同电网之间互送电能;配电网是在用电区域内将电能分配至用户的网络,直接为电力 用户服务。相对输电网而言,配电网的安全风险因素也相对较多,例如电压等级多、网络结 构复杂、设备类型多样、作业点多面广、安全环境相对较差等。近年来,随着电力体制改革 深入、居民电力消费发展,电网负荷波动增加,我国电网建设的重心逐步从输电网转向配电 网,进入强化配网建设阶段。 改革开放以来,我国电力建设主要集中在电源端建设,电网端建设相对滞后。近年来,为解 决我国电力建设的不均衡问题,国家电力投资结构转换,增量电网建设支撑输配电及控制设 备制造业稳步增长,以特高压为代表的输电通道建设兴起,建设重点从电源端转移到电网端, 电网建设投资规模逐步超过电源建设投资规模。2011-2021 年,我国电网投资金额不断提升, 每年电网投资金额由 3687 亿元增长至 4951 亿元,CAGR 为 2.99%,2022 年 1-5 月投资金 额达 1263 亿元,同比增长 3.10%。

输配电网与各类电力用户直接相连,社会用电需求量的持续增长将直接导致增量配电网建设 的持续增长。近十年来,我国全社会用电需求量稳步增长,根据中国电力企业联合会数据, 全行业用电量从 2012 年的 4.34 万亿 kWh 增长至 2021 年的 7.14 万亿 kWh,而中国 城乡居民用电量从 2012 年的 0.62 万亿 kWh 增长至 2021 年的 1.17 万亿 kWh,CAGR达 7.30%,2022 年 1-5 月城乡居民用电量达 0.51 万亿 kWh,同比增长 8.22%。

1.3 发电端:分布式能源高速发展,储能即将跨入规划化发展

在发电环节,我国目前供电系统还是以‚大机组、大电网、高电压‛的传统集中式供电方式 为主,大型电站完成发电并接入高压输电网进行远距离运输并统一调配向用户供电。此模式 一般具有电站投资大、建设周期长、入网电压高、污染大、电能损耗高、无法就地消纳、难 以灵活跟踪负荷变化等问题。根据国家统计局数据,2019 年、2020 年、2021 年火力发电 厂发电量约占总发电量的 69.57%、68.52%、68.03%。

1)分布式新能源

与传统集中式供电相比,分布式新能源发电具备发电方式灵活、单机发电容量较小、布臵分 散、输配电损耗低、调峰性能好、系统操作简便、土建安装成本低、与环境兼容等优势。分 布式新能源通常在中压配电网侧接入电网,站内供电线路的控制保护、升压接网等环节均需 要使用变压器及高低压成套开关设备等。分布式新能源供电体系可在电力生产侧进一步提升 装机比重,逐步降低石油、煤炭、天然气等产生中高二氧化碳的装机比例,并加大现有石化 电站的技术改造和落后电力产能的淘汰力度,最大限度地降低每度电的燃料消耗量。

风力发电方面,《中华人民共和国可再生能源法》实施以来,我国的风力发电产业发展十分 迅速,风力发电新增装机容量、累计并网装机容量、年发电量均呈现高速增长态势。根据国 家能源局数据,2021 年,我国风力发电新增装机容量为 46.95GW,风力发电累计并网装 机容量为 328GW,占全国总发电装机容量的 13.8%,同比增长 16.7%。2021 年,我国风 电年发电量为 65.26 万 GWh,同比增长 39.9%。风电平均利用率则达到 96.9%,风电消纳 水平同比提升 0.4%,风电利用小时数达 2246 小时(公司招股书)。

光伏发电方面,近年来,随着光伏发电成本不断下降、技术持续升级、分布式光伏发电的大 力推进、光伏发电并网及特高压跨区输送,光伏发电产业得到持续稳定发展,光伏发电新增 装机容量、累计并网装机容量、年发电量均呈现高速增长态势。根据国家能源局数据,2021年,我国光伏发电新增装机容量为 54.93GW,投产量创下历史新高,连续 9 年稳居世界首 位;光伏发电累计并网装机容量为 306.56GW,同比增长 20.9%,占全国总发电装机容量的 12.9%,光伏发电累计并网装机容量连续 7 年稳居全球首位。2021 年,我国光伏发电年发 电量为 32.59 万 GWh,同比增长 25.1%,光伏发电平均利用率达到 98%,光伏发电利用小 时数达 1163 小时(公司招股书)。

2021 年 6 月,国家能源局综合司印发《关于报送整县(市、区)屋顶分布式光伏开发试点 方案的通知》,拟在全国组织开展整县(市、区)推进屋顶分布式光伏开发试点工作;2021 年 9 月,《公布整县(市、区)屋顶分布式光伏开发试点名单的通知》发布,全国共报送 676 个 县(市、区),全部列为整县屋顶分布式光伏开发试点。 根据国家能源局数据,2021 年,我国分布式光伏新增装机容量为 29.3GW,约占全部光伏 发电新增装机容量的 55%;分布式光伏累计并网装机容量为 108GW,约占全部光伏发电累 计并网装机容量的 35%,光伏发电集中式与分布式并举的发展趋势明显。在‚整县推进‛ 政策以及‚碳达峰、碳中和‛国家战略目标的引导下,2021 年全年累计纳入国家财政补贴 规模户用光伏项目装机容量为 21.5GW,户用光伏不断为分布式光伏撑开市场空间。在‚碳 达峰-碳中和 30/60‛国家战略目标的引导下,我国风力发电产业和光伏发电产业的高速发展 将助推其所配套的输配电及控制设备市场的发展动能,促进输配电及控制设备在研发设计与 生产制造技术方面的不断革新,催生更大的市场需求规模。

2)储能技术

国家新型储能相关政策的提出对储能技术的跨越式发展提供政策东风。2021 年 3 月, 国家发改委和国家能源局发布的《关于推进电力源网荷储一体化和多能互补发展的指导意见》 指出‚要利用存量常规电源,合理配臵储能,统筹各类电源规划、设计、建设、运营,优先 发展新能源,积极实施存量‘风光水火储一体化’,稳妥推进增量‘风光水(储)一体化’, 探索增量‘风光储一体化’,严控增量‘风光火(储)一体化’。‛ 储能技术的出现将改变传统电力工业‚即发即用‛的模式,使电力系统的平衡关系变得多样 化,成为未来能源结构转变和电力生产消费方式变革的战略性支撑。储能技术可以高效地调 剂全系统设备间电能的分配、优化全系统设备的资源配臵和利用效率、提高全系统设备的运 行效率、保障全系统设备的稳定和安全运行、实现全系统的能量管理和可再生能源的有效接 纳。

目前,抽水蓄能是商业化应用最为成熟的储能方式,占我国储能市场超过 90%,但受地形 制约较大、能量密度较低、总投资较高。随着储能电池技术的发展,电化学储能将成为新的 发展方向,并助推配套输配电及控制设备需求的高速发展。

2.电力系统行业:电化学储能技术应用场景广泛

电化学储能技术电池成本低、使用方便、环境污染少、不受地域限制,具备新能源消纳、调 峰调频、峰谷套利、需求侧响应等多种用途。电化学储能可应用于电力系统中的发电、输配 电、用电等环节,并能有效促进集中式可再生能源并网。因此,新能源电站业主、电网企业、 独立储能运营商、工商业用电企业、居民等具有较大的电化学储能需求。 发电侧:光伏、风电等分布式新能源具有波动性、间歇性与随机性等特征,无法根据用电端 需求调整发电量,属于不稳定的电源,因此装机或发电占比达到一定程度时,会影响电网的 稳定性。电化学储能可较好地消纳和平滑可再生新能源的发电波动,避免弃风和弃光现象, 实现更高的渗透率。此外,电化学储能可以与光伏和风电等分布式新能源相结合,形成分布 式‚风光储‛系统,共同打造低成本、灵活可控的电能输出系统。

输电侧:传统的电网设计和建造遵循最大负荷法,即新建或增容改造时,输配电及控制设备 必须考虑最大负荷,带来了投资成本过高、资产利用率较低的问题。电网侧储能技术的出现,打破了原有的最大负荷法的原则,在新建电网或旧电网增容改造时,可以缓解电网阻塞,促 进设备的扩容升级,有效节约电网的投资成本,提升电网的资产利用率。 用电侧:对于负荷尖峰明显且尖峰位于白天的电力用户,可以通过在低谷时段以低电价给储 能系统充电,并在用电负荷较高的高峰时段以高电价给储能系统放电,实现峰谷电价差套利, 从而降低用户用电的成本。此外,电化学储能还具有电力自发自用、容量费用管理、提升供 电可靠性等功能。(报告来源:未来智库)

电化学储能技术规模化发展蓄势待发

近年来,我国电化学储能技术标准建设有序推进。2014 年,全国电力储能标委会成立,负 责储能标准的制订工作。2017 年,国家能源局批复开展能源行业储能领域标准专项研究工 作,同意由中国电器工业协会组织开展能源行业储能领域标准化专项研究工作。2018 年, 《电力系统电化学储能系统通用技术条件》(GB/T 36558-2018)和《电化学储能系统接入电 网技术规定》(GB/T 36547-2018)颁布。 近年来,随着我国电化学储能技术的商业模式的不断完善,我国电化学储能技术的规模化发 展蓄势待发。根据中关村储能产业技术联盟(CNESA)发布的《储能产业研究白皮书 2022》, 2020 年中国新型储能累计装机规模达 3.28GW,2021 年储能市场累计装机规模达到 5.73GW,保守预计 2026 年新型储能累计装机规模将达到 48.5GW,CAGR 达 53.3%,理 想预计 2026 年新型储能累计装机规模将达到 79.54GW,CAGR 达 69.2%。我国的电化学储 能市场将正式跨入规模化发展阶段。

3.竞争格局:市场竞争较为激烈,外资等占据高端市场

目前我国输配电及控制设备生产企业较多,该领域已形成完全市场化的竞争格局。从经营规 模及技术水平来看,国内输配电及控制设备领域竞争企业大致可分为国际知名企业、国内规 模企业以及国内小型厂家三个层次。

从市场准入门槛来看,我国输配电及控制设备市场大致可分为以电网公司、大型用电企业及 发电企业客户为主的高门槛市场、以普通工商业、居民用户为主的低门槛市场。在高门槛市 场中,客户在设备采购时主要采用招投标模式,对拟投标者进行资格审查,仅有入围企业才 能参与投标,由于客户需求量大且入围企业数量有限,市场竞争格局较为稳定;在低门槛市 场中,客户对输配电及控制设备的认知能力较低,对产品的技术和外观要求不高,参与者主 要为国内小型厂家,竞争较激烈。 整体而言,由于我国输配电及控制设备市场容量较大,低端设备领域技术壁垒较低, 生产 厂家众多,导致我国在输配电及控制设备领域,尤其是中低压输配电及控制设备领域的行业 集中度较低。未来,随着我国配电网技术标准体系的完善,输配电及控制设备市场的技术门 槛将进一步提高,部分规模较小、生产技术落后的企业将被淘汰,具有自主研发、创新、质 量、技术、渠道和规模优势的企业将进一步扩大市场份额,产品与国际知名企业的差距将减 小,这将有利于行业市场集中度的提高。

4.行业壁垒:技术、资质、资金、品牌,铸就行业高壁垒

技术壁垒。输配电及控制设备制造业技术专业性强、集成度高、定制化特征明显、安全可靠 性要求高、具有较高的技术壁垒,技术的创新性及集成应用能力是保证企业研发水平先进性 的必要条件。近年来,输配电及控制设备向智能化和节能环保化等方面发展,客户往往对产 品提出个性化要求,需要企业在发展过程中不断的进行新产品研制、创新迭代,并创造性的 提出客户个性化解决方案,进行二次设计开发。同时由于客户要求产品具有很高的安全性和 可靠性,对企业产品研发能力、工艺设计能力、产品技术性能、质量控制等都提出了较高要 求。

资质壁垒。输配电及控制设备的质量直接关系到电力系统的正常运行。进入输配电及控制设 备制造业所需资质较多,条件较苛刻,需要遵守诸多国内外的行业标准,并通过各级质量检 测以获得制造许可。低压成套设备均采取自我声明方式持有中国国家强制性产品认证证书, 方可进行销售;变压器、高压成套设备及元器件均获得合格型式试验报告,才能取得市场准 入资格。电网公司、电厂及其他大型电力用户对产品运行业绩有一定要求,电网公司一般要 求提供产品半年以上的运行业绩报告。

资金壁垒。输配电及控制设备制造业属于资金密集型行业,初期投资和营运资金要求较高, 具有较高的资金壁垒。变压器、高低压成套开关设备等产品的生产需要较大空间,一定规模 的土地、厂房、研发、人员薪酬、设备等投入是形成规模化生产的基础。随着产品技术的不 断创新,行业对研发、采购、生产、检测等设备的资金需求不断增加,因此企业固定资产投 资门槛进一步提高。此外输配电及控制设备多数用于工程项目配套,货款的结算方式一般是 按进度支付货款,较长的合同结算周期导致本行业的应收账款普遍较高。此外,电网公司设 备的招投标对投标企业的注册资本也有一定要求,拟进入企业必须拥有较多的营运资金才能 保证生产的正常运转。

品牌壁垒。输配电及控制设备制造业从事企业众多,产品同质化较高,市场竞争激烈,具有 量大面广的特点。由于输配电及控制设备对于所应用领域的安全稳定运行至关重要,因此不 仅需要通过相关行业主管部门严格的资质认证或者质量检测,还需要有较长的实际运行时间 来证明其稳定性、可靠性以及企业的后续服务能力,并通过项目业绩、用户评价等综合性指 标反映企业的影响力、口碑和声誉。此外,销售与营销能力是企业生存和发展的关键, 新 进企业如果不经过长期悉心经营,难以在业内树立品牌形象,与客户建立长期信赖关系,则 难以争取市场份额,这对新进入企业形成了一道无形的品牌壁垒。


(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。)

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