电力、煤气及水等公用事业行业研究：调峰与储能并济，迎接高比例可再生电力时代.pdf

- 1 - 敬请参阅最后一页特别声明 市场数据 (人民币） 市场优化平均市盈率 18.90 国金电力、煤气及水等公用事业指数 3563 沪深 300 指数 4160 上证指数 3105 深证成指 10829 中小板综指 10140 相关报告 1.基建成经济增长新引擎，公用事业吸引力提升 -【国金公用环保】行 .， 2020.1.3 2.皖苏市场化稳步推进，实际电价降幅有限 -电力行业点评， 2019.12.26 3. TMT 板块引领复苏，水火发电此消彼长-11 月电力月报， 2019.12.19 4.供需宽松格局下不改基准价， 2020 年电煤长协难达协议 -【国金 .， 2019.12.12 5.管网改革新纪元已至，天然气产业链面临重塑 - 【 国 金 公 用 环 保 】 行 . ，2019.12.10 李蓉 联系人 lirong gjzq 娜敏 联系人 namin gjzq 孙春旭 分析师 SAC 执业编号： S1130518090002 sunchunxu gjzq 杜旷舟 联系人 dukz gjzq 调峰与储能并济， 迎接高比例可再生电力时代 行业逻辑 能源安全与环保限制趋紧，发展可再生能源为必然选择。 当前我国能源存量和消费量之间的矛盾日渐加深，推动能源转型、保障能源安全刻不容缓。 在当前水电与核电受资源与开发经济性制约的背景下，可再生能源成为推动非化石能源跨越式发展的基石力量 ，高比例非水可再生（在总发电量中的比重超过 25%）成为我国未来能源结构之选。 发展高比例可再生能源，首先需解决 电力 消纳问题。 电网建设与可再生能源发展不匹配 造成的电力送出能力不足 ，全额上网不符合可再生能源发电技术特性，省间 电力输送 壁垒严重造成跨区消纳机制不顺畅，以及可再生能源发电税收优惠政策影响地方消纳积极性等原因，造成了当前我国可再生能源无法 完全 消纳的现象。 实现高比例可再生的稳定接入，需提高电力系统的灵活性。 高比例可再 生能源接入电力系统后，为保障电力系统运行平稳，必须进行两方面工 作：一是增加系统中常规发电系统静态出力特性的灵活性，有足够的常规电源跟随负荷变化；二是平衡可再生能源的出力波动，改善其对电网扰动的动态响应。 丹麦可再生能源占比超过 40%，发展道路为我国提供良好借鉴。 2017 年丹麦国内可再生（风光）发电量占比高达 50.4%，位列全球首位，其高比例可再生能源发展之路具有良好借鉴意义。一是制定明确的能源发展目标和规划。二是建立有效的可再生能源消纳机制。三是建设精准供需预测的机制。四是构建灵活稳定的超级电网系统 。 政策助力叠加技术日趋成熟，电化学储能迎来发展黄金期。 2017 年储能政策密集出台，明确储能行业调峰角色， 设立行业标准 ； 规范技术发展 ， 设立行业标准 ； 放开辅助服务市场，建立市场化补偿机 机制。 2018 年电化学储能行业迎来发展元年，装机功率增速达到 145.5%，累计装机功率突破1GW。 电化学储能有望持续较快增长， 2025 年装机功率有望达到 28.6GW。 能源革命中可再生能源和分布式能源的大规模发展对储能需求 巨大 ；储能技术与产业的前期积累 降持续降低单位成本增强电化学储能经济性； 国家电力体制市场改革 持续推进， 红利持续增加，电力市场改革和可再生能源政策都将储能纳入支持范围。 预计到 2025 年底电化学储能累计装机功率将达到28.6GW，年均复合增速达 60%，市场空间达到千亿元级别。 投资建议 高比例可再生电力必然要求 储能技术的大规模运用，电化学储能行业将催生出千亿级别的市场。预计锂电池行业将受益于储能设备需求大规模爆发，建议关 注行业龙头 宁德时代，中天科技，阳光电源 等 。 风险提示 用电量增速 持续放缓风险； 可再生能源成本下降不达预期 风险；电力市场化改革进度滞后风险；峰谷电价制度推行缓慢风险；储能技术安全事故发生风险等 。 3148335435613767397341794386190108190408190708191008国金行业 沪深 300 2020年 01月 08 日 资源与环境研究中心 电力、煤气及水等公用事业 行业研究 买入 （ 维持评级 ） ) 行业深度研究 证券研究报告 行业深度研究 - 2 - 敬请参阅最后一页特别声明 内容目录 发展高比例可再生能源 , 系能源安全与转型未来之翼 .4 环境资源约束日紧，发展可再生能源成为共识 .4 受益多种政策推动，风光装机快 速增长 .4 发展高比例可再生能源，首先需解决消纳问题 .5 弃风弃光现象普遍，消纳问题依然严峻 .5 配套设施、地方利益、技术特性等因素，系风光消纳问题主因 .6 提升电力系统的灵活性，为高比例可再生能源接入解决之道 .7 高比例可再生电源的并网，要求更高的电网系统灵活性 .7 电网系统稳定性和充裕性，需平衡可再生能源出力波动 .8 丹麦风电的逆势崛起，提供高比例可再生消纳经验 .9 丹麦成功实现高比例可再生 ， 2017 年风光发电占比超 50% .9 多项举措并行，促可再生能源发展 . 11 丹麦高比例可再生发展成功经验，为我国未来发展道路之良好借鉴 . 11 可再生能源装机潜力区域分析，系寻求解决方案重要基石 .12 本地消纳能力及用电结构，均会影响可再生能源消纳 .12 青海省水电调峰能力强 ，助力可再生电力消纳 .15 调峰形势严峻叠加外来电较多，限制广东省可再生能源比例提升 .16 多举措寻求解决途径，实现高比例可再生并网 .17 提高电网互联互通水平，解决可再生输送问题 .17 改造发展传统调峰电源，提升基础调峰能力 .17 推动储能技术发展，加强需求侧 相应 .18 政策助力行业发展，电化学储能走向规模化 .18 储能政策密集出台，助力行业快速发展 .18 储能行业短期遇挫，长期发展前景光明 .19 投资建议 .22 风险提示 .22 图表目录 图表 1： 2017年我国化石能源储量 /产量 /消费量全球占比 .4 图表 2： 2008-2017年我国一次能源产量与自给率 .4 图表 3： 2010-2018年风光装机快速增长（万千瓦， %） .5 图表 4： 2010-2018年风光发电量占比逐渐提升（ %） .5 图表 5： 2018年分电源装机结构 .5 图表 6： 2014-2018年全国弃光限电情况 .6 图表 7： 2010-2018年全国弃风限电情况 .6 图表 8：常规火电和风电的 并网分析模型 .7 图表 9：某省某典型日风电出力和负荷曲线倒挂 .7 行业深度研究 - 3 - 敬请参阅最后一页特别声明 图表 10：调峰要求与可再生能源发电占比呈正相关 .8 图表 11：酒泉风电基地事故脱网曲线 .9 图表 12：可再生能源并网规模对电力系统的影响程度 .9 图表 13： 2017年部分国家可再生发电占比及所处阶段 .10 图表 14： 2006-2017 年丹麦可再生能源发电量及占比 . 11 图表 15： 2006-2017 年丹麦可再生占一次能源消费比重 . 11 图表 16： 2017年丹麦与中国可再生及一次能源特征对比 .12 图表 17： 2018年分地区可再生能源发电占比及所处阶段 .13 图表 18： 2018年可再生发电占比前五地区风光数据对比（ %，亿千瓦时） .14 图表 19： 2018年可再生发电占比前五地区发电结构（ %） .14 图表 20：北京、广东、浙江等地用电对外依赖度较高 .14 图表 22：新能源消纳空间示意图 .15 图表 23： 2018年青海省装机结构 .15 图表 24： 2018年青海省发电结 构 .15 图表 25：青海省主要水电站出力曲线 .16 图表 26： 2020年青海省太阳能装机仍有 238万千瓦空间（万千瓦） .16 图表 27： 2018年广东省发电装机结构 .17 图表 28：广东各类有偿调峰单位发电成本及调峰容量 .17 图表 29： 2017-2019 年储能行业重点政策 .19 图表 30：总储能装机 功率持续增长 .20 图表 31： 2018年分类储能设备装机功率占比（ GW） .20 图表 32：电化学储能装机功率持续增长 .20 图表 33：磷酸铁锂是主流电化学储能技术路线 .20 图表 34：分应用场景装机功率占比 .21 图表 35：电化学储能装机功率分省 排名 .21 图表 36： 2019年电化学储能市场遇冷分析 .21 图表 37： 2019年电化学储能市场前景分析 .21 图表 38：电化学储能未来装机功率增长预测（ GW） .22 行业深度研究 - 4 - 敬请参阅最后一页特别声明 发展高比例可再生能源 , 系能源安全与转型未来之翼 环境资源约束日紧，发展可再生能源成为共识 环境、资源约束日趋严格，发展可再生能源是普遍共识 。 随着国际社会对保障能源安全、保护生态环境、应对气候变化等问题日益重视， 发展绿色、低碳 能源已成为世界各国普遍共识。开发利用可再生能源 ，已经成为 我国保护环境、打赢蓝天保卫战的重要举措。长期以来，为改善环境问题 、 优化能源消费结构， 我国政府 大力推进 可再生能源的开发利用 。 发展可再生能源，是我国的重要承诺。 巴黎协定生效，约定将本世纪末全球温度变化控制在 2 摄氏度以内，并为控制在 1.5 度以内而努力。中国对外承诺 2030 年非化石能源占比达到 20%，并准备提交面向 2050 年的低排放国家战略。此外，国际社会提出了 2050 或者本世纪下半叶实现“碳中和”的要求，为本世纪末由非化石能源取代化石能源背书 。 资源自给率降低至 80%，发展 可再生能源为保障能源 安全 重要途径。 自然资源部 中国矿产资源报 告 2018指出， 2017 年 我国 一次能源生产 、消耗 总量 分别 为 35.9、 44.9 亿吨标准煤， 分别同比 增长 3.6%、 2.9%，能源自给率为 80.0%。 BP 世界能源统计年鉴 2018 表明 中国的石油、天然气、煤炭的储量、产量分别占全世界的 1.5%/2.8%/13.4% 、 4.1%/4.2%/46.4%，消费量占比却高达 13%/6.6%/50.7%；比例严重失衡，能源自给缺口较大。 加上 逆国际化思潮泛滥的背景下，美国亦在从能源进口国向能源出口国转变。这一转变 赋予 了我国 能源安全新的内涵 ，也使得发展高比例可再生能源成为我国未来能源发展的重中之重。 图表 1： 2017 年我国化石能源储量 /产量 /消费量全球占比 图表 2： 2008-2017 年我国一次能源产量与自给率 来源： BP 世界能源统计年鉴 2018 ，国金证券研究所 来源： 自然资源部 中国矿产资源报 告 2018 ，国金证券研究所 受益多种政策推动，风光装机快速增长 技术日趋成熟叠加 5G 时代来临，为能源转型提供重要支撑。 一方面， 新能源 技术 日趋成熟背，生产 成本 逐渐 下降 。成本的下降将赋予新能源产品更强的经济性，未来 能源投资重心 将逐渐向 可再生能源转移 。 另一方面，新工业革命的爆发 、 5G 技术的快速发展，运用 人工智能技术 将 成为电网的必然选择，也 将为 电力 能源 转型 提供 重要战略支撑。 高比例非水可再生能源结构，为我国未来能源结构 优质 选择。 我国能源革命的行动纲领能源生产和消费革命战略（ 2016-2030）指出“到 2030年，非化石能源发电量占全部发电量的 比重力争达到 50%。”在当前水电与核电受资源与开发经济性制约的背景下，可再生能源成为推动非化石能1 . 5 %4 . 2 %1 3 . 0 %2 . 8 %4 . 1 %6 . 6 %1 3 . 4 %4 6 . 4 %5 0 . 7 %0 . 00 . 20 . 40 . 60 . 81 . 0储量占比 产量占比 消费占比石油 天然气 煤炭行业深度研究 - 5 - 敬请参阅最后一页特别声明 源跨越式发展的基石力量 ， 高比例非水可再生（ 在总发电量中的比重超过25%） 成为我国未来能源结构优质选项。 受益环保政策推动，风光装机快速增长 。 2006 年可再生能源法 开始 实施，（ 除非明确指出，下文可再生能源都指代 非水 可再生能源 ）可再生能源进入 快速发展时期 。 截至 2018 年底，全国可再生能源发电装机容量 、发电量分别为 3.59 亿 千瓦 、 5435 亿千瓦时 ，占比 分别 由 2010 年的3.2%/1.2%提高到 2018 年的 18.9%/7.8%。目前非水 可再生能源 已经成为重要 装机电源之一，预计未来装机、发电量占比将继续提升 。 图表 3： 2010-2018 年风光装机 快速增长（万千瓦， %） 图表 4： 2010-2018 年 风光发电量占比逐渐提升（ %） 来源：中电联， wind，国金证券研究所 来源：中电联， wind，国金证券研究所 图表 5： 2018 年分电源装机结构 来源： 国家能源局 ， 国金证券研究所 发展高比例 可再生能 源，首先需解决消纳问题 弃风弃光现象普遍，消纳问题依然严峻 0246810121416182005000100001500020000250003000035000400002010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018风电 太阳能发电 风光占比 012345678901000200030004000500060002010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018风电 太阳能发电 风光占比（右轴） 火电 , 6 0 . 2 %水电 , 1 8 . 5 %风电 , 9 . 7 %太阳能 , 9 . 2 %核电 , 2 . 4 %行业深度研究 - 6 - 敬请参阅最后一页特别声明 可再生能源 消纳困难，为产业 亟待解决的问题 。 近些年来， 新能源 装机 规模不断壮大，电力消纳机制 发展 却相对滞后。 2010 年弃风限电等消纳问题开始逐渐涌现，且 矛盾 日益加剧。在此期间，国家能源主管部门建立“可再生能源发电全额保障性收购制度”、“可再生能源开发利用目标引导制度”、“风电、光伏投资监测预警机制”等一系列配套政策，且在电网企业的技术配合下，可再生能源消纳问题得到缓解。 2016 年消纳问题出现反弹 ，消纳问题依旧严峻。 2016 年 全年弃风 、弃风电量 分别达到 497/73 亿千瓦时，创历史新高。 2017 以来弃电电量和弃电率实现“双降”， 2018 年， 仍有 320 亿度 的可再生能源发电 量 被 弃置 。新疆、甘肃等地区弃风弃光率仍偏高，问题依然严峻。 图表 6： 2014-2018 年全国弃光限电情况 图表 7： 2010-2018 年全国弃风限电情况 来源： 国家能源局 ，国金证券研究所 来源： 国家能源局 ，国金证券研究所 配套设施、地方利益、技术特性等因素，系风光消纳问题主因 产生消纳问题的因素 1 电网配套建设不足严重影响送出能力 总体规划层面缺失，为消纳困难主要因素。 可再生能源的消纳，要求电网建设在总体规划层面预备足够的提前量，来保障新电源的接入以及电网安全。可再生能源发展前期规模较小， 没有专门的电网规划以匹配其输电要求。 一般五年规划的发布通常在五年的第二年，比如电力发展“十三五”规划在 2016 年 12 月底正式发布。因此在 2017 年前电网规划与可再生能源规划脱节。难以及时为可再生能源的并网和输送提供配套服务。上述时间段刚好与可再生能源消纳问题的突出时段重合。 可再生能源项目规模较小，规划时缺乏输送设施及消纳规划。 在项目规划层面，水电、火电、核电等传统 大电源建设前期即会考虑 输送电路与消纳市场，实现发电、输电、消纳的同步规划。而可再生能源领域项目由于自身项目较小且分散，前期规划时缺乏相应的输送工程与消纳机制。 新能源建设进度较快，配套电网、火电调峰电源建设流程滞后。 可再生能源项目审批、建设进度较快，电网建设则需要协调送受两端利益、坚固送受两端电网网架，配套建设一定火电调峰电源。这些因素造成电网建设审批与建设流程长，进一步加剧电网建设与可再生能源发展间的矛盾，导致本地消纳相对困难且可再生资源丰富的新疆、甘肃等地区资源浪费严重。2018 年，新疆、甘肃两地弃风率仍高达 23%和 19%， 远超全国平均水平。 产生消纳问题的因素 2 全额上网不符合可再生能源发电技术特性 可再生能源 出力 波动性 较大，影响电网 运行稳定性 。 就一次能源的静态出力特性而言，常规火电机组的出力取决于煤、油、天然气、生物质等燃料的供给，是 人为可控、具稳定特性的能源 。风电、光伏等可再生能源发电形式的出力取决于风能大小与太阳能日照时间， 风电日波动最大幅度可达装机容量的 80%，且呈现一定的反调峰特性；光伏发电受昼夜变化、天气行业深度研究 - 7 - 敬请参阅最后一页特别声明 变化、移动云层的影响 。因此，二者在 发电过程中 存在间歇性和波动性，是人为不可控 的资源，而这种波动性会影响电网运行的稳定性 。 可再生能源 随机波动性大，具有弱致稳性及弱抗扰性。 电力系统的 特点是发、供、用 必须 同时完成 ，且 电力负荷呈现明显的时变特点， 即电力负荷存在峰谷差，因此 需要发电机组可控可调来配合用电负荷的变化，维持电力系统平衡。 常规火电 机组 的可靠性 具有平抑电网运行中由于运行方式或负荷变化引起的不平衡功率的能力及可以“穿越”电网扰动的能力，因而具有较强的致稳性和抗扰性 。可再生能源由于随机波动性，无法 响应系统中出现的功率不平衡， 且难以“穿越”电网扰动，因而具有弱致稳性和弱抗扰性。 目前我国 区域电网峰谷差已超过 30%，并呈逐步扩大的趋势 ；与此同时，风光的 波动性和随机性使风电出力的预测结果存在较大的不确定性 。用电侧与供应侧两方面的不稳定性增加， 在缺乏足够的储能、抽水蓄能系统的支持下，强行全额上网将影响整体电网系统的安全性以及可再生能源发电本身的经济性。 图表 8： 常规火电和风电的并网分析模型 图表 9：某省某典型日风电出力和负荷 曲线倒挂 来源：国金证券研究所 来源： 新能源消纳关键因素分析及解决措施研究 J （舒印彪， 2017） ，国金证券研究所 产生消纳问题的因素 3 地方利益矛盾影响可再生能源消纳 省间壁垒严重，跨区消纳不畅。 我国地域广阔，电网实施分省管理，地方电力规划基本以省内消纳为主、省间跨区消纳为补充。通常，跨省跨区消纳将对受电地区用电成本、企业经济效益等方面产生影响。在没有明确的、强制性的可再生能源跨省跨区消纳政策机制下，难以调动各省对可再生能源电力消纳的积极性。此外，当前电力供应总体相对宽松，大部分地区省内电力就足以满足本省用电需要，进一步阻碍了跨区消纳的积极性 。 发电税收享有优惠，影响地方消纳积极性。 国家对可再生能源制定了相应的税收优惠政策，如增值税即征即退 50%政策、企业所得税“三免三减半”政策。在上述鼓励可再生项 目开发建设的税收优惠政策下，项目建成运行的前几年对当地的税收贡献几乎为零，严重影响了地方对此类项目运行保障的积极性，转而选择优先保障火电电量以增加地方税收。 提升电力 系统 的 灵活性 ，为高比例 可再生能源 接入解决之道 高比例可再生电源的并网，要求更高的电网系统灵活性 可再生 能源 的并网，要求电网系统更高的灵活性 。 能源安全与转型 ， 提出了高比例可再生能源发电的清洁电力系统愿景。 高比例可再生能源 并网后，可再生能源 的 波动性与不确定性 ，对电网 系统 的 灵活性 要求 显著增加。 行业深度研究 - 8 - 敬请参阅最后一页特别声明 加州独立系统运营商 California Independent System Operator（ CAISO）在 2013 年预测了 2012-2020 年春季某日的 24 小时净负荷。加州居民与三产用电占比高，春天天气凉爽不需要开空调，因此白天电力需求较低，正常负荷在 20 吉瓦时，但到傍晚 6 点左右，电力需求急剧上升，形成电力负荷高峰。 太阳能装机占比持续增加，调峰要求不断 提高 。 加州地区 春季阳光充足，白天太阳能出力较高， 太阳能装机规模的不断扩大对电力系统其他电源迅速调峰的要求不断提高。 2012-2016 年，随着 可再生能源 发电量的占比持续增加，在 下午 3 点到傍晚 6 点 太阳能无法发电时，电力系统调峰需求由2 吉瓦时增长至 12 吉瓦时， 满足傍晚用电需求 。 2020 年 下午 3 点到傍晚 6点 的净负荷爬坡幅度更是将达到 14 吉瓦时 。这一 由于太阳能发电规模增加而变化 的净负荷曲线被 形象地 称作“ 鸭子曲线 ”。 图表 10： 调峰要求与可再生能源发电占比呈正相关 *净负荷指电网中太阳能以外其他发电源 来源： California Independent System Operator， 国金证券研究所 电网系统稳定性和充裕性，需平衡可再生能源出力波动 实现高比例可再生，须保证电力系统供电充裕性与稳定性 在中国风光高集中度开发、远距离输送的模式下，可再生能源的波动性和不确定性及弱致稳性和弱抗扰性对系统都存在更深层次的影响，对供电充裕性和运行稳定性提出极大挑战。 供电充裕性的实现，可通过调度三种可控电源。供电充裕性是指 是以静态电力负荷实时平衡为目标，通过负荷静态特性的预测、电源和电网的合理规划布局，使在所有可能的运行方式下， 系统都留有足够的供调度用的备用电源。 要实现供电充裕性，可调度一下三种电源实现。一是启停具有在线快速响应特性的电源作为调频电源（分钟级）；二是 启停具有快速响应特性的电源（如水电、燃气发电等）作为负荷跟踪电源（小时级）；三是启停具有慢速响应特性的电源（如火电、核电等）作为基荷电源（日级）。 电力系统的运行稳定性是以负荷动态特性为基础，通过动态电力实时平衡完成 。系统运行稳定性主要包括 两 方面： 一是 动态有功出力控制用于抑制电力系统的相位 和 频率波动； 二是 动态无功出力控制用于抑制电力系统的电压波动。 由于风光渗透 率较高时， 除发电站 本地电压水平受影响外，系统频率稳定也会受到影响 。 可再生能源发电规模化利用 后， 抗干扰和可控性不足 将 导致脱网事故。 以 酒泉风电基地 为例， 仅 2011 年酒泉风电基地发生脱网事故 100 多次、累计脱网风电机组超过 4000 台。 综上所述， 高比例可再生 能源接入电力系统后， 为保障电力系统的运行平稳，必须进行两方面的工作：一是增加系统中常规发电系统静态出力特性行业深度研究 - 9 - 敬请参阅最后一页特别声明 的灵活性 ，有足够的 常规电源跟随负荷变化 ；二是 平衡 可再生 能源的出力波动 ， 改善 其 对电网扰动的动态响应。 图表 11： 酒泉风电基地事故脱网曲线 来源： 高比例新能源电力系统的发展机遇、挑战及 对策（ 汪宁渤 等， 2018） ， 国金证券研究所 丹麦风电的逆势崛起，提供高比例可再生消纳经验 丹麦成功实现高比例可再生， 2017 年风光发电占比超 50% 按照可再生能源发电占比，对电力系统影响分为四个阶段。 鸭子的胖瘦即鸭子曲线的陡度随着可再生能源发电量的增加曲线而变化，也对电力系统运营稳定性等产生影响。国际能源署 2017 的研究从系统特性、对发电机组和电网的影响以及对系统灵活性的挑战等几个方面，将非水可再生能源发电量划分为四个阶段 ： 阶段一 指当可再生能源在电网系统总发电量中占比低于 3% 时，基本对电力系统无影响 。 阶段二 指当占比低于 15% 时，可以通过风电及光 伏发电出力精准预测等运行优化手段化解其对电力系统安全性影响 。 阶段三 指当占比在 15%-25%时，电力系统电源端和负荷端呈现较大的不确定性，运行形态更加复杂，无法通过运行调节实现稳定运行，需要配备更多的调峰调频备用容量 。 阶段四 指可再生能源占比在 25%-50%时， 所有火电机组均不能连续运行，都需要调峰促进可再生能源消纳，同时还要建设以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网。 图表 12： 可再生能源并网规模对电力系统的影响程度 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 特点 可再生能源发电量 占比小于 3% 可再生能源发电量 占比在 3%-15% 可再生能源发电量 占比在 15%-25% 可再生能源发电量占 比 25%-50% 系统特性 可再生能源电力容量对系统完全无影响 对系统运行产生明显影响 在供需平衡上产生较大波动性 要求稳定性，在特定时段电量需求完全由可再生能源满足 行业深度研究 - 10 - 敬请参阅最后一页特别声明 对发电机组影响 无明显影响 上网电量的不确定性和波动性无明显上升，对现有火电机组运行方式稍有影响 上网电量的巨大波动性，对运行方式产生较大影响，火电机组持续性低负荷运行 所有火电机组均不能连续运行，必须调整出力促进可再生能源电力消纳 对电网的影响 影响并网点附近区 域电网 对区域电网产生影响，由于电源切换造成输电拥挤成为可能 由于不同区域不同天气状态，电网潮流的运行方式面临极大变化 必须打造坚强电网，提升电网抗干扰能力 对系统灵活性的挑战 电网的并网条件 在需求侧和可再生能源上网电量的平衡 波动性资源的可获得性、可预测性 提供电网抗干扰能力 来源： IEA report “Getting Wind and Sun onto the Grid”， 国金证券研究所 丹麦 实现能源成功转型，提供高比例可再生发展蓝本 。 根据国际能源署的评价体系，世界上大部分的国家都处于阶段一和二。丹麦为全球可再生能源发电占比最高的国家，占比超 50%率先跨入阶段四之上。 20 世纪 70 年代以前，丹麦 90%以上的能源消费依赖进口，两次石油危机使丹麦受重创，之后丹麦开始大力发展可再生能源。经过四十多年的发展，丹麦在可再生能源领域取得显著成效。 2017 年，丹麦能源消费约 1730 万吨油当量，同比下降 0.4%；但其中可再生能源消费量同比增长 14%，在能源消耗中所占比重达 27.2%。以风电为例，丹麦已成为 世界上风电装机占比最高的国家， 2017 年风力发电已能够满足全国总需求的 47.9%。丹麦应对高比例可再生电源结构挑战 的 应对措施，为我国提供宝贵的经验借鉴。 图表 13： 2017 年部分国家可再生发电占比及所处阶段 注：爱尔兰可再生能源占比低于 25%却列入阶段四系 IEA 报告原文所述。 来源： IEA 报告 “Getting Wind and Sun onto the Grid”， 国金证券研究所 节能措施降低用电需求， 非水可再生能源逆势增长。 受节能措施的影响，丹麦总发电量从 2006 年的 456 亿千瓦时滑落至 2017 年的 309 亿千瓦时，年均下降 3.5%左右；可再生能源却逆势增长，发电量由 61 亿千瓦时增加至 156 亿千瓦时，年均增速达 7.7%，在总发电量中的比重从 2006 年的13.4%增长到 2017 年的 50.4%。 2017 年，丹麦的一次能源消费量从 2006 年的 2180 万吨油当量下降至 1732 万吨油当量，年均降幅约 2.1%；风能消费量从 2006 年的 138 万吨油当量增长到 2017 年 334 万吨油当量，占一次能源消费总量的比重从 6.3%增加到 2017 年的 19.1%。