资源描述
新 能 源 配 储 系 统 与 燃 煤 发 电 的经济性 对 比研 究 核心观点 摘要 强于大 市 SAC:S1440519060004 SAC:S1440523080002 2024 03 28 电力-15%-10%-5%0%5%10%2022/7/182022/8/182022/9/182022/10/182022/11/182022/12/182023/1/182023/2/182023/3/182023/4/182023/5/182023/6/182023/7/18 电力 风险分析 XVEVuNnQpMpOtNsRnQpQmNbRaOaQsQqQnPsOlOmMrNiNpPnMaQmMwOxNoNzRxNsOqQ 电力 目录.1.4.4.8.14.19.21.25 图目录 图 1：我国电力装机 结构 变化.1 图 2：我国发电量结 构变 化.1 图 3：我国装机容量 的变 化情况（单 位：万千 瓦）.1 图 4：电力电子化电 力系 统示意图.2 图 5：加州电力净需 求曲 线（单位：十亿千瓦）.3 图 6：加州储能装机 变化 趋势.3 图 7：冷氢化工艺流 程图.4 图 8：PERC 双面单晶硅 太阳电池结构示意图.4 图 9：近 10 年光伏电池发 展情况和未来展望.5 图 10：组件背面辐照来源.5 图 11：串联电阻和太阳电 池功率随 主栅/MBB 数目 的变化.5 图 12：多晶硅致密料月度 均价（元/千克）.6 图 13：多晶硅片均价（美 元/片）.6 图 14：单晶 PERC 电池片均价（美元/瓦）.7 图 15：年集中式 光伏 EPC 中标价格(元/瓦).7 图 16：光伏总安装成本与 平准化度电成本.7 图 17：典型风力发电系统 结构示意图.8 图 18：直驱型风力发电机 组结构框图.9 图 19：半直驱型风力发电 机组结构框图.9 图 20：美国 21 世纪以来风机大型化趋势.10 图 21：新增陆上和海上风 电机组平均单机容量（MW）.10 图 22：2022 新增机组不同 单机容量占比.10 图 23：典型风电叶片截面 结构型式.11 图 24：叶片成本结构.11 图 25：碳纤维产能（万吨）.12 图 26：碳纤维价格:大丝束（元/千克）.12 图 27：73 m 叶片和蒙皮不 同芯材吸胶量与质量 变化（kg/支）.12 电力 图 28：73m 叶片应用 HPE 后综合成本的变化（元/支）.12 图 29：预浸料制备工艺流 程.13 图 30：拉挤与灌注工艺复 合材料力学性能的对 比.13 图 31：中国陆上风电总安 装成本和度电成本.13 图 32：陆风机组 中标均价（单位：元/千瓦）.14 图 33：海风机组中标均价（单位：元/千瓦）.14 图 34：我国发电侧新型储 能装机增长情况.15 图 35：电化学储能系统结 构示意图.16 图 36：磷酸铁锂储能系统 成本构成（%）.16 图 37：磷酸铁锂价格变化 趋势.16 图 38：2023 年储能系统 和 EPC 中标均价变化（单 位：元/瓦时）.17 图 39：全钒氧化还原液流 电池结构示意图.17 图 40：钠硫电池内部结构 和发电原理.18 图 41：钠离子电池工作原 理.18 图 42：秦港 5500 大卡动 力煤价格（元/吨）.19 图 43：华能国际度电净利 与煤价对比（左:元/吨,右:元/度）.19 图 44：华能国际度电成本 拆分（单位：元/千瓦时）.20 图 45：度电成本和标煤单 价的敏感性分析.20 图 46：风光出力曲线和电 网负荷曲线.21 图 47：新能源配储实际出 力和电网负荷（万千 瓦）.21 图 48：新能源与储能年运 行成本拆分.22 图 49：新能源配储度电成 本对比煤电（元/千瓦时）.22 图 50：风光典型出力曲线、电网负荷曲线以及 灵活 性电源出力曲线.23 图 51：新能源配储度电成 本对比煤电（元/千瓦时）.23 图 52：不同情景下的新能 源配储经济性(左：万元，右：元/千瓦时).23 图 53：新能源配储度电成 本对比煤电（元/千瓦时）.24 图 54：不同情景下的新能 源配储经济性(左：万元，右：元/千瓦时).24 DKKJBTts8hRFBIWImO6VKMiCYydMK33bsDsO0TSEcfbzMRd/83Rojx+5LCiW9au0 1 电力 新 能源规 模持续增 长，电 网稳定性 压力逐 渐提升 2021 2030 2030 12 2023 10.5 6.1 55.2%4.4 20.7%2050 2030 35.65%2050 69%2023 1.47 23.54%15.55%2021 35%图 1：我 国电力装 机结构 变化 图 2：我 国发电量 结构变 化 图 3：我 国装机 容 量的变 化 情况（单位：万千瓦）ifind 2 电力-图 4：电 力电子化 电力系 统示意 图 表 1：传 统电力系 统和新 型电力 系统对比 分析/3 电力 Net demand 图 5：加州 电力净 需求曲线（单 位：十亿 千瓦）EIA 2015 2023 851.02 88.40%2045 5200 图 6：加 州储能装 机变化 趋势 CEC 01002003004005006007008009002015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023E 4 电力 新 能源建 设成本持 续下行，储能产 业 配套 快速发展 20 90 21 2000 2000-2015 21 80 100 2.5/技术进步助力光伏 成本持续下降 2009 TCS 40%2013 2016 PERC TOPCon HJT IBC PERC 20%24%TOPCon HJT 24%32%/2030 图 7：冷 氢化工艺 流程图 图 8：PERC 双 面单晶硅 太阳电 池结构示 意图 PERC 5 电力 图 9：近 10 年光 伏电池 发展情况 和未来展 望 FBC-IBC-HJ FBC-HJ IBC-图 10：组件背 面辐照 来源 图 11：串联电 阻和太 阳电池功率 随主栅/MBB 数目 的变化 MBB 6 电力 2010 1/W 97%2024 0.1/99%表 2：主 流逆变器 类型对 比 2023 EPC wind 2024 1 17 65/0.13/0.05/75.47%49.91%65.73%2023 12 4 EPC 3.11/W 1.12/W 26.48%2022 0.0372/715/2010 88.77%82.58%图 12：多晶硅 致密料 月度均价（元/千克）图 13：多晶硅 片均价（美元/片）Wind Wind 0501001502002503003501 月 3 月 5 月 7 月 9 月 11 月2022 2023 202400.10.20.30.41 月 3 月 5 月 7 月 9 月 11月2022 2023 2024 7 电力 图 14：单晶 PERC 电池 片均价（美元/瓦）图 15：年集中 式光伏 EPC 中标 价格(元/瓦)Wind 图 16：光伏总 安装成 本与平准化 度电成本 0.9/W 0.15/W 0.40/w 0.6/W 2.05/W 0.95/W 3/W 20 3%0.16/W 0.04 0.04 0.07/W 0.33/W 1200 0.2583/00.050.10.150.21 月 3 月 5 月 7 月 9 月 11月2022 2023 20242.02.53.03.54.04.51 月 3 月 5 月 7 月 9 月 11 月 EPC 0500100015002000250030003500400045000.000.050.100.150.200.250.300.352010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022/8 电力 表 3：光 伏发电成 本模型/W)0.90/W)0.40/W)0.60/W)0.15/W)2.05/W)0.95/W)3.00 10/W)0.04(/W)0.16/W)0.07/W)0.04/0.2583/W)0.31 风机大型化潮流推动风电降本提效 30%图 17：典型风 力发电 系统结构示 意图+9 电力+图 18：直驱型 风力发 电机组结构 框图 图 19：半直驱 型风力 发电机组结 构框图 表 4：风 电机组类 型对比+,30%/,;,;,1.5 4 260 400 4 1.5 40%2023 2022 3.2MW 98.1 131.6 21 350%73%173%LCOE 21 100/32/68%10 电力 图 20：美国 21 世纪 以来 风机大 型化趋势 2023 2022 2022 4.3 27.9%7.4 33.4%2022 2.2 7.5%2022 3.0MW 3.0MW 3%2021 17 7.0MW 7.6%2021 4.4 图 21：新增陆 上和海 上风电机组 平均单机 容量（MW）图 22：2022 新 增机组 不同单 机容 量占比 2022 2022 2021 2 10MW 102 2024 1 22 131 0123456782012 2014 2016 2018 2020 2022 3.00%21.50%24.80%22.90%20.10%7.60%=7MW 11 电力 图 23：典型风 电叶片 截面结构型 式 75%21%33%25%8%6%图 24：叶片成 本结构 2023 7 10.32 42.44%2024 1 24 74.5/37.92%,13%,7%,2%,3%,21%,33%,25%,8%,6%,7%,75%12 电力 图 25：碳纤维 产能（万吨）图 26：碳纤维 价格:大丝 束（元/千克）()PVC PET HPE HPE 73m HPE PET PVC 31%34%Hexion OLIN 图 27：73 m 叶 片 和蒙皮 不同芯材 吸胶量与 质量变 化（kg/支）图 28：73m 叶 片 应用 HPE 后综 合成本的 变化（元/支）(Prepreg)15%-20%02468101221/121/321/521/721/921/1122/122/322/522/722/922/1123/123/323/523/7 0204060801001201401601 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月10月11月12月2022 2023 2024 13 电力 15%25%47%42%图 29：预浸料 制备工 艺流程 图 30：拉挤与 灌注工 艺复合材料 力学性能 的对比 PAN 1996 2022 1103/10.95%LCOE 0.027/7.44%图 31：中国陆 上风电 总安装成本 和度电成 本 2023 2023 96.27GW 2037 1954 1984/14.30%9.91%16.11%3698 3767 3906/-10.50%-3.71%+1.67%0500100015002000250030000.0000.0200.0400.0600.0800.1000.1200.1400.1600.1800.2001996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020 2022:/:/14 电力 图 32：陆风机 组 中标 均价（单位：元/千瓦）图 33：海风机 组中标 均价（单位：元/千瓦）1.5/W 3/W 20 5%0.55 0.04 0.16/W 0.47/W 2000 0.2344/表 5：陆 上风电 成 本模型(/W)1.5(/W)3.0 20/w 0.21/W)0.04/W)0.16/W)0.055/W 0.47(/)0.2344 储能产业迎来高速发展 CNESA 2022 6GW 137%2022 3.5GW 248%CNESA 2022 98.76%05001000150020002500金风科技 远景能源 明阳智能2022 2023 050010001500200025003000350040004500金风科技 远景能源 明阳智能2022 2023 15 电力 图 34：我国发 电侧新型 储能装机 增长情况 CNESA 表 6：主流 电化学 储能性质 对比(%)()-1-8 70-80 5-15-1-8 75-90 5 1-8 80-90 10-15 60-85 5-10 KPMG BMS PCS EMS BMS PCS EMS 05010015020025030035040001002003004005006007002017 2018 2019 2020 2021 2022(,)()16 电力 图 35：电化学 储能系 统结构示意 图 EESA 55%2023 Wind 2024 1 18 4.35/71.29%EPC EESA 2023 1.40/0.8/EPC 1.9/1.4/图 36：磷酸铁 锂储能 系统成本构 成（%）图 37：磷酸铁 锂价格 变化趋势 EESA Wind BMS PCS EMS 02468101214161823/1 23/4 23/7 23/10 24/1/17 电力 图 38：2023 年 储能 系 统和 EPC 中 标 均价变 化（单 位：元/瓦时）EESA 2023 73 49 4h 2.1983.701/6h 1.4483.557/图 39：全钒氧 化还原 液流电池结 构示意图 0.00.51.01.52.02.51 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 10月 11 月 12 月 0.5C EPC 0.5C 18 电力 760 Wh/kg(300 Wh/kg)230W/kg 80%10 beta-500 700/(kWh)8000 0.2/kWh 图 40：钠硫电 池内部 结构 和发电 原理 图 41：钠离子 电池工 作原理 PCS 1.5/(BMS)0.25/PCS 0.1/0.55/10 0.004 0.1/0.24/表 7：磷 酸铁锂储 能 成本 模型(/)0.5(/)0.55(BMS/)0.25 PCS/0.1(/)1.4 10(/)0.004(/)0.1(/)0.24 EESA 19 电力 煤电波动影响火电经营稳定性 2021-2022 5500 2400/2023 图 42：秦港 5500 大卡 动力煤价 格（元/吨）图 43：华能国 际度电 净利与煤价 对比（左:元/吨,右:元/度）2022-173.25 3638.93 0.0476/0.4831/0.3615/0.0441/0.0405/0.0370/0.1191/300 600 800 1000 1200 1400/0.308 0.3689 0.428 0.4889 0.5489/1000/10%7.00%10%1.52%10%1.14%40090014001900240029001 月 3 月 5 月 7 月 9 月 11月2021 2022 2023 2024(0.20)(0.15)(0.10)(0.05)0.000.050.100200400600800100012001400160020-0320-0620-0920-1221-0321-0621-0921-1222-0322-0622-0922-1223-0323-0623-09 20 电力 图 44：华能国 际度电 成本拆分（单位：元/千 瓦时）图 45：度电成 本 和标 煤单价 的敏 感性分析 表 8：不 同情景下 煤价对 度电成 本的影响 1 2 3 4 5/)600 800 1000 1200 1400(/)300 300 300 300 300/0.1800 0.2400 0.3000 0.3600 0.4200/0.1289 0.1289 0.1289 0.1289 0.1289/0.3089 0.3689 0.4289 0.4889 0.5489 0.00000.10000.20000.30000.40000.50000.60002018 2019 2020 2021 2022-8%-6%-4%-2%0%2%4%6%8%-10%10%21 电力 新 能源配 储和火电 经济性 对比 100 168 35 2770 1300 45%35%373 100 129 173 6 1037 173 6 图 46：风光出 力曲线 和电网负荷 曲线 图 47：新能源 配储实 际出力和电 网负荷（万千瓦）1210 141 347 703 0.6437/0.076 0.1877 0.38/0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 0204060801001201401601802000 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 7-16;0-6 17-24 22 电力 900 1014/0.414/0.85 20/40/60/80/0.431/0.448/0.4650.465/0.482/图 48：新能源 与储能 年运行成本 拆分 图 49：新能源 配储度 电成本对比 煤电（元/千 瓦时）10%/20%/30%/40%/50%1128 1069 1011 958 908 0.5610 0.5327 0.5058 0.4805 0.4573/表 9：不同假设下新能源与储能的 设备成本与运行成本 1 2 3 4 5/1845 1640 1435 1230 1025/1350 1200 1050 900 750/765 680 595 510 425 1128 1069 1011 958 908/0.6100 0.5776 0.5467 0.5177 0.4911 10%336 100 10 147 880 050100150200250300350400450500光伏(元/kw)风电(元/kw)储能（元/kwh）0.00.10.20.30.40.50.60.7新能源度电成本 煤电度电成本 80/23 电力 图 50：风光典 型出力 曲线、电网 负荷曲线 以及灵 活性电 源出力 曲线 1092 141 313 596 43 0.5903/0.076 0.1689 0.3224 0.023/10%/20%/30%40%/50%1038 986 936 889 846 0.5610 0.5327 0.5058 0.4805 0.4573/0.414/图 51：新能源 配储度 电成本对比 煤电（元/千 瓦时）图 52：不同情 景下的 新能源 配储 经济性(左：万元，右：元/千 瓦时)2:1 274 137 115 692 959 0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 0.00.10.20.30.40.50.60.7新能源度电成本 煤电度电成本 0.000.100.200.300.400.500.60020040060080010001200情景1 情景2 情景3 情景4 情景5 24 电力 193 255 469 43 0.5183/0.1041 0.1378 0.2534 0.0230/10%/20%/30%/40%/50%914 870 829 790 754 0.4939 0.4703 0.4479 0.4270 0.4077/图 53：新能源 配储度 电成本对比 煤电（元/千 瓦时）图 54：不同情 景下的 新能源 配储 经济性(左：万元，右：元/千 瓦时)0.00.10.20.30.40.50.6新能源度电成本 煤电度电成本 0.000.100.200.300.400.500.6001002003004005006007008009001000情景1 情景2 情景3 情景4 情景5 25 电力 风险分析 26 电力 分析师 介绍 2017 2018 2021 2021-2022 2022 2021 电力 评级说明 6 6 A 300 500 15 5%15-5%5 5%15 15 10%-10-10%10%分 析 师 声明 i,ii 法 律 主 体说 明/一般性声明 12/中信建 投证券研究发展部 中信建 投（国际）2 B 12 528 2103 35 2 18 8610 8513-0588 8621 6882-1600 86755 8252-1369 852 3465-5600 charleneliucsci.hk
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