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抽水蓄能行業專題報告:建設提速迎高景氣,精尖研發掀國產替代浪潮

簡介國電南瑞——關鍵零部件國產化領軍企業國電南瑞是行業內抽水蓄能電站專業最全、技術水平國際領先的電力系統二次裝置供應商,擁有全部自主智慧財產權的抽蓄電站工程安全監測、計算機監控、繼電 保護、水輪機調速、電機勵磁和SFC、機組狀態監測等產品,參與

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(報告出品方/作者:國信證券,王蔚祺,陳抒揚)

核心觀點:

兩部制電價開啟盈利空間,下游投資景氣度高

2021年4月30日釋出的《關於進一步完善抽水蓄能價格形成機制的意見》(633號文)明確抽水蓄能電站執行兩部制電價,以激勵性監管的方式核定容量電價並 納入輸配電價,以競爭性方式形成電量電價。該檔案明確了抽水蓄能電站非變動成本的疏導機制,保證了抽水蓄能電站建設的基礎收益率,提高了業主建設積極 性;鼓勵了抽水蓄能電站參與輔助服務市場或輔助服務補償機制。

抽水蓄能行業專題報告:建設提速迎高景氣,精尖研發掀國產替代浪潮

支援政策多管齊下,抽水蓄能專案建設提速

2022年4月,國家發展改革委、國家能源局聯合印發通知,部署加快“十四五”時期抽水蓄能專案開發建設,按照能核盡核、能開盡開的原則,加快推進2022年 抽水蓄能專案核准工作,確保2022年底前核準一批專案,並做好與“十四五”後續年度核准工作的銜接,促進抽水蓄能又好又快大規模高質量發展,從而加快構 建新型電力系統、促進可再生能源大規模高比例發展,以及促進擴大有效投資。核准流程有望標準化、簡約化,專案設計、建設、裝置交付將得到同步提速。

01、抽水蓄能原理及發展現狀

可再生能源發展剛需下,儲能大有可為

隨著可再生能源的發展,以光伏和風電為代表的間歇性電源佔發電量的比例逐步提高,截至2021年我國風電、光伏發電量佔總發電量比例達到12%,並且未來 隨著風電光伏的大規模裝機,佔比將快速提升。

隨著新能源滲透率提高,能源系統對儲能的需求越強

高比例清潔能源系統需要足夠的調節能力同時應對來自消費側和供應側的 隨機變化。一般把用電負荷減去風、光出力後的值定義為淨負荷,淨負荷的 波動特性決定了能源系統對調節能力的需求。淨負荷的波動性與用電負荷、 新能源出力特性密切相關,隨著新能源滲透率提高而增大。

根據應用場景和時間尺度不同儲能系統的分類

電源側:跟蹤計劃出力及平滑發電輸出,為系統提供調峰、調頻及備用容量等輔助服務,解決棄風、棄光;電網側:延緩輸變電裝置的升級與增容,提高電網執行的穩定水平;使用者側:分時電價管理、容量費用管理、提高供電質量和可靠性、提高分散式能源就地消納、提供輔助服務等方面。

技術特性決定電化學儲能應用場景最為廣泛

根據技術型別的不同,以電能釋放的儲能方式主要分為機械儲能、電磁儲能和電化學儲能。抽水蓄能技術成熟,壽命較長,適合電網側中長時間儲能,具有削峰填 谷、調頻、調相、儲能、事故備用、黑啟動等功能。

抽水蓄能受益新能源裝機將快速發展

抽水蓄能電站由上水庫、下水庫、輸水系統、廠房和開關站組成。上/下水庫:蓄存水量的工程設施,電網負荷低谷時段可將下水庫抽上來的水儲存在上水庫內,負荷高峰時段由上水庫下放至下水庫發電。輸水系統:連線上下水庫,由上庫進/出水口及事故檢修閘門井、隧洞或豎井、壓力管道和調壓室、岔管、分岔後的水平支管、尾水隧洞及檢修閘門井和下 水庫進/出水口組成。在水泵工況(蓄電)把下水庫的水輸送到上水庫,在水輪機工況(發電)將上水庫放出的水透過廠房輸送到下水庫。廠房:地下廠房包括主、副廠房、主變洞、母線洞等洞室。廠房是放置蓄能機組和電氣裝置等重要機電裝置的場所,也是電廠生產的中心。

抽水蓄能專案核准建設顯著提速

2021年,我國抽水蓄能核准專案容量以13。7GW創下歷史新高。2022年初至今新增開工抽水蓄能專案達到13GW,建設顯著提速。遵循“能核盡核、能開盡開”的原則,預計2022年抽水蓄能核准建設規模超過50GW,新增投產規模9GW,年底總裝機容量達到45GW左右,“十四五”期 間可核准並達到開工條件專案容量270GW。

02、專案EPC及機電裝置

前期流程有望壓縮,專案建設逐步提速

通常抽水蓄能專案建設週期為6-8年,包括1-2年前期工作,3-4年主體工程建設,及1-2年裝置除錯安裝。在抽水蓄能專案建設提速的背景下,前期核准及相關批 文獲取時間有望縮短,透過審批流程的標準化、模組化、數字化和體系化改造,抽水蓄能專案平均建設週期可以壓縮2-3年。

EPC業務開展流程

勘測設計業務:設計專案合約通常規定按勘測設計進度作出分期付款。工程專案完成後,客戶通常會預扣相當於合約金額的約5%-10%作為保證金。在無發生質保 索償的情況下,保證金將於為期12或24個月的質保期滿後退回。 工程建設業務:履行合約時會按照議定工程款及預定工期表來施工。工程專案通常要求客戶預先支付不低於工程總造價的5%-10%的預付款,按工程進度作出分期 付款。部份合約中有涉及原材料成本增加的費用調整或風險分擔條款。工程專案完成後,客戶通常會預扣相當於合約金額的約5%作為保證金。在無發生質保索償 的情況下,保證金將於為期12或24個月的質保期滿後退回。

抽水蓄能裝置構成

以單級可逆式抽水蓄能專案為例,裝置主要可分為:發電電動機:主要由勵磁裝置、上下機架及機座、定子、轉子等部分。 既可用作發電機也可用作電動機的同步電機,由於抽發兩種工況水流方 向相反,需要加裝換相裝置。水泵水輪機:主要由由導葉、蝸殼、聯軸器、接力器、尾水管等組成, 包括水輪機和調速器、球閥等附屬裝置和冷卻水系統、高壓氣系統等輔 助裝置。進水主閥:裝置在水輪機蝸殼前的閥門,一般為球閥。

調速器系統:根據負荷的變化不斷地調節水輪發電機組的有功功率輸出, 以維持機組轉速(頻率)在規定範圍內。勵磁系統:可透過調節導葉開度和快速改變勵磁輸出頻率,調節抽蓄機 組速度,使機組持續高效執行。靜止變頻啟動裝置(SFC):利用可控矽變頻裝置產生從零到額定頻率 的變頻起動電源,並將發電電動機同步起動。其他輔助裝置:出口斷路器、監控系統、繼電保護系統;高壓裝置:主變壓器、GIS、電力電纜; 未來我國抽水蓄能機組的研發將著力於超高水頭大容量蓄能機組、大容量 變速機組設計製造自主化,同時勵磁、調速器、變頻裝置等輔機裝置國產 化水平需要進一步提高。

大型抽水蓄能裝置需求旺盛,廠商集中度高

我國抽水蓄能裝置快速發展,基本完成國產化替代。我國抽水蓄能機組產量佔水電機組產量比重快速提高,由2016年不到1%提升至2021年的32。7%。國內現有 大中型水電機組生產企業十餘家,但具備大型抽水蓄能機組產能的廠家不多,東方電氣和哈爾濱電氣為抽水蓄能機組主要生產企業。

03、抽水蓄能運營

我國抽水蓄能電價政策梳理

成本加成鎖定專案投資收益率,電網、發電側及使用者側共擔費用(2004-2014)。根據 2004 年發改委印發的《關於抽水蓄能電站建設管理有關問題的通知》,抽 蓄電站主要由電網進行運營,成本及在此基礎上產生的合理收益納入電網銷售費用。在 2007 年《關於桐柏、泰安抽水蓄能電站電價問題的通知》中,發改委規定 核定的抽水蓄能電站租賃費用原則上由電網企業消化50%,發電企業和使用者各承擔25%。

容量電價

容量電價體現抽水蓄能電站提供調頻、調壓、系統備用和黑啟動等輔助服務的價值,抽水蓄能電站透過容量電價回收抽發運行成本外的其他成本並獲得合理收益。 新建專案電站經營期按40年核定,經營期內資本金IRR按6。5%核定。 抽水蓄能容量電價實行事前核定、定期調整的價格機制。電站投運後首次核定臨時容量電價,在經成本調查後核定正式容量電價,並隨省級電網輸配電價監管週期 同步調整。

抽水蓄能運營競爭格局

國家電網及南方電網是我國主要的抽水蓄能電站運營企業。截至2021年底,國家電網在運裝機容量23。51GW,佔在運總裝機65%;在建裝機容量45。78GW,佔在 建總裝機74%。 兩部制電價完善政策釋出後,各大發電企業積極透過開發、併購、參股等形式參與抽水蓄能運營業務,打破了“十四五”前除電網企業外其他業主開發意願不強的 局面。

04、重點企業分析

中國電建——抽水蓄能EPC龍頭

中國電建是中國及全球水利水電行業的領先者,承擔國內大中型水電站80%以上的規劃設計任務、65%以上的建設任務,佔有全球50%以上的大中型水利水電建 設市場,是中國水利水電、風電、光伏(熱)建設技術標準與規程規範的主要編制修訂單位。

東方電氣——我國抽蓄機組主要生產企業

東方電氣深耕大型水輪發電機技術,水電產品總體水平位居國內前列,貫流式、混流式等水電技術達到國際領先水平,2021年公司水輪發電機銷售量為8。1GW, 市場佔有率約為40%。

哈爾濱電氣——我國抽蓄機組主要生產企業

哈爾濱電氣是我國生產水電裝置的主要廠商之一,已為國內近200多座電站提供了300多臺機組,併為國外(美國、加拿大、日本、委內瑞拉、泰國、菲律賓、 尼泊爾、土耳其、剛果、伊朗等國家)的26座電站提供了近80臺水電機組。2021年公司水輪發電機產量為9。6GW,市場佔有率約為47%。

國電南瑞——關鍵零部件國產化領軍企業

國電南瑞是行業內抽水蓄能電站專業最全、技術水平國際領先的電力系統二次裝置供應商,擁有全部自主智慧財產權的抽蓄電站工程安全監測、計算機監控、繼電 保護、水輪機調速、電機勵磁和SFC、機組狀態監測等產品,參與了30多個抽蓄電站的建設。

金盤科技——SFC特種幹變供應商

金盤科技於2009年進入抽水蓄能領域,供貨了近500餘臺套勵磁變壓器、廠用變壓器、SFC輸入輸出變等型別產品,先後用於安徽績溪、福建周寧、廣州、河北 豐寧、吉林敦化、浙江仙居、呼和浩特、陽江、梅州等抽水蓄能電站。公司的抽水蓄能SFC特種乾式變壓器,用於大型同步電機的變頻啟動,解決了合閘衝擊次 數、換流及渦流較大等問題,受到下游客戶認可。

文山電力——吸收南網優質運營資產

2021年9月27日,文山電力對外公告重大資產重組預案,計劃將原有主要從事購售電、電力設計及配售電業務的相關資產負債,與間接控股股東南方電網持有標 的調峰調頻發電有限公司100%股權進行置換。調峰調頻公司為南方電網的全資子公司,主要從事抽水蓄能、調峰水電、電網側獨立儲能和氣電業務。本次重大 資產重組完成後,公司將專注抽水蓄能、調峰水電和電網側獨立儲能業務的開發、投資、建設和運營業務。

報告節選:

抽水蓄能行業專題報告:建設提速迎高景氣,精尖研發掀國產替代浪潮

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(本文僅供參考,不代表我們的任何投資建議。如需使用相關資訊,請參閱報告原文。)

精選報告來源:【未來智庫】

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