华泰证券研究所：构建新型电力体系 推动绿色、经济、安全的能源转型
11月30日至12月13日，《联合国气候变化框架公约》第二十八次缔约方大会（COP28）在迪拜成功召开，温室气体减排与能源转型发展问题再次成为焦点。联合国环境署在最近发布的《2023年排放差距报告》指出除非各国加大力度，否则到本世纪末全球气温将会较工业化前上升2.5-2.9℃，超出《巴黎协定》的2℃目标，能源转型的加速势在必行。
一直以来，市场有观点认为能源发展存在不可能三角，即不存在绿色、经济又安全的能源。华泰证券研究所能源转型团队在近日发布报告《能源转型系列报告——但问路在何方》中指出，通过聚焦可控裕度（即可控装机/最高负荷）保障系统安全，推动电力市场化大力发展新能源，开发工商业储能、半离网零碳园区等需求侧资源，推动氢、四代核电技术发展，加大电网投资，或可为绿色、经济、安全的能源转型寻得解法。
“过去三年我们也看到了随能源转型而出现的各种问题，市场和行业均意识到电力系统面临三个重要的挑战：系统安全性、转型经济性和发展制约性”。华泰证券能源转型首席研究员刘俊认为，系统安全性挑战主要来自可再生能源在极端气候下间歇性和不可预测性；转型经济性主要指转型必要性和经济代价的平衡，以及电改市场化和价格波动问题；发展制约性指的是电力需求持续增长下能源紧缺可能再次发生，新型电力体系可能面临新挑战。
围绕上述三大挑战，报告提出一种理想的新型电力体系。在这种新型电力体系下，绿色零碳电量达到较高比例甚至100%的占比，绿色且可控发电容量可以满足极端气候、季度调峰下的机组需求和保障；电网系统有较高的调配和消纳能力，实现全国统一电力市场，可以通过价格信号充分发挥源荷之间的灵活性，满足平衡、备用等系统要求，为多元化的需求侧商业模式提供可能，实现源荷互动，降低系统的冗余，提升系统的灵活性，实现更有效的经济配置。报告认为，这种理想新型电力体系或将能够在推进能源转型的同时将转型成本控制在合理的范围，最终形成有竞争力的新兴能源产业生态。
路径何寻？
随着“双碳”目标的推进，全球对于能源转型已经形成共识。如何寻找一条适合国情的能源转型路径，并在这一过程中平衡电力系统“更绿色”、电力供应成本的“更经济”以及电力供应体系的“更安全”三者的关系？
复盘海外电力市场化和新能源发展经验，同时结合我国国情，华泰证券研究所能源转型团队认为保障电力系统可控裕度维持在安全界限以上，推动新能源和储能进入市场传导制造业成本下降，两相结合或有望在未来5年内实现新能源替代旧能源。在过去三年，海外能源价格动荡，国内经济结构转型，国内和海外都出现了不同程度的能源紧缺，因此全球对于能源的安全性更加重视。
报告认为，我国打造理想的新型电力体系的关键是坚持一条“可控裕度”的底线。可控裕度是一个有效的定量指标，指电源装机与最高负荷之比。尽管风光新能源已经成为近年全球新增电源装机的主力，但风光新能源与储能一起能够提供多少可控裕度有待商榷。其原因在于极端天气不仅是反常的温度变化，极高或者极低的温度，更可能是反常气候持续的时间超过历史记录，导致可再生能源在极端气候下可能无法持续提供电力的有效支撑。结合海外经验复盘，可控裕度达到1.3以上已经足够充分，而1.1则是保障电网安全的一条基本红线。
通过对海外案例的研究，能源转型团队发现，新能源发电占比提升过程中若有“可控且充裕”的电力体系作为支撑，结合传统能源价格较为稳定的背景，则可以使得批发电力市场充分竞争，新能源低成本优势被有效反映，推动批发电价下降。在一定时期内，批发电价下降幅度可以抵消其他系统成本上升幅度，最终带动终端用电成本下降。
机会何在？
“未来的经济发展可能是低碳的，但是未必是低电耗的，电力需求与最高负荷增长维持高增长下，电力系统面临持续挑战。”报告指出。从更长远的角度去看，考虑算力和新能源车等新的经济增长点需要电力增长支撑，要实现真正的碳达峰，除了需要继续鼓励现有风光储的技术升级和规模扩张，也将依赖于未来需求侧灵活性资源、氢产品相关产业、核电四代堆及小堆、沙漠及海上能源岛等新型技术或模式创新。
目前市场对能源转型中供给侧的变化已理解较充分，但对电网系统研究相对较少。随着能源转型进入下一个阶段，电网和需求侧不仅存在进一步的机会，新技术也蕴含着0到1的机会。基于上述观察，报告提出五大产业趋势预测：1、电改加速，电价明年可能下降，但是长期电力增长将再超预期；2、电网投资将会加速，配网投资将逐步占主导；3、需求侧价值将会体现，工商业储能只是开始；4、绿氢在绿色甲醇和绿氨海外应用提速的背景下，产业化有望加速；5、四代核电以及小堆技术将有望实现更高的安全性，并向内陆发展。
从投资层面来看，电网设备，特别是配网以及相关技术包括柔性直流和直流配网技术将会被市场重视；需求侧发展将从单个工商业储能与分布式光伏，慢慢向整合各类需求侧资源的虚拟电厂以及“源荷”聚合模式演进；而随着欧洲碳边境税推进，绿色船用燃料甲醇和化工产品绿氨的发展将迎来新机遇；四代核电技术可以使核电技术获得内陆发展的可能，综合以上技术还可聚合为类似沙漠或者海上能源岛的离网能源模式。
能源转型团队还看到能源转型存在进一步加速的可能性。首先，新能源从资源禀赋上可以让大多数省份满足本地电力平衡，而技术上有存在化整为零的能力，因此可以带来新能源比例的扩大，不仅带动电源成本降低，而且将有望进一步减少对煤炭供给的压力，降低系统成本。此外，各地政府此前并未受益于新能源的经济性，如新能源进入市场交易后能带动电力成本下降，则政策上可能会进一步加大对新能源发展的支撑。
从产业链视角展望，能源岛、零碳园区的模式若走通，未来也可以向海外如“一带一路”国家和地区进行出口，使得我中国的能源对外出口从设备出口转为系统、模式出口，带动产业链全球布局和升级。
相关研报
研报：《能源转型系列报告-但问路在何方》2023年12月1日
刘俊 S0570523110003
胡宇舟 S0570523070005 | BOB674
风险提示：1） 电力市场化不及预期；2） 需求侧资源开发进度不及预期；3） 氢能与四代核电技术发展不及预期；4） 测算结果与实际发展存在偏差风险
封面图片来源于：Pixabay