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电荒背后的机会

发布时间:2021-10-07

危机是最有效的催化剂。

作 者 / 文 雨

编 辑 / 小市妹

拉闸限电冲上热搜,互联网上则充斥着不解与困惑,似乎对现代文明的脆弱颇感意外。有人甚至发出了这样的疑问:都21世纪了,还能出现电不够用这种事?

对于这种看法,只能说一句:Too Young,Too Naive。

目前全球还有超8亿人没用上电,就算能用上电的发达国家也是勒紧裤腰带过日子。英国的电价在过去一年涨了7倍,能用得上,但快用不起了;美国的电网随时处在崩溃边缘,2020年有44%的美国公司经历了每月停电一次或更频繁的停电频率,比2019年翻了一倍还多。

所以,我们不是生活在一个不缺电的时代,只是生活在一个不缺电的国家。

而这一切,或多或少的要感谢十八年前的那次电荒危机。

1

生于危机,长于危机

2003年,位居地球两面的中美相继出现了“世纪电荒”。

由于俄亥俄州的一家发电厂发生短路,居住在北美的纽约、底特律、克利夫兰、渥太华、多伦多等重要城市及周边地区的近5000万人陷入一片漆黑。商家停业,生产停摆,交通熄火,现代文明中的人们顷刻间回到了原始社会,美林的经济学家后来算了一笔帐,直接经济损失高达300亿美元。

中国这边并没有风景独好,22个省(市、自治区)在这一年出现拉闸限电的情况,并在随后的一年愈演愈烈。以浙江为例,2004年共拉电573706条次,损失电量58.72亿千瓦时,相较上一年分别增长了1.6倍和1.72倍。

经济大爆炸的时代,用电需求激增与电网负荷有限成了主要矛盾,一场电力革命在所难免。

恰逢此时,长安街86号迎来新主,刘振亚正式执掌国家电网。新官上任三把火,现在地利、人和等条件都有了,只待天时。

刘振亚并没有等太久,两个月后,他和时任国家发改委主要领导一同坐车去参加三峡—广东直流输电工程验收总结会。

急速飞驰的中巴车上,刘振亚先是主动谈起中国电力系统的隐患和弱点,随后又献上了自己的锦囊妙计——发展特高压。

特高压,从名字上就能看出是一种很高的电压。我国电压等级一共分为五种,分别是安全电压、低压、高压、超高压、特高压。作为目前全世界最先进的输电技术,特高压是指±800千伏及以上的直流电和1000千伏及以上的交流电。

特高压的优势非常明显:损耗低,且运的远。

在相同输送功率下,1000千伏交流线路的最远送电距离是500千伏线路的四倍,而损耗只有500千伏线路的25%到40%,同时还能节省60%的土地资源。

2005年3月,国务院主持召开的会议上明确表示同意发展特高压电网。但反对者很快上书北京,递上一份题为《关于发展特高压电网存在的问题和建议》的“折子”,主旨大意是:不经济,不安全,没必要。

有人反对,这事就不能在小圈子里议了,按照传统,必须充分听取各方面的意见。

2005年的夏天,一场规模空前的电力论战在北戴河展开,电力领域有头有脸的专家基本都来了。刘振亚代表国网坚定支持搞特高压,接受台下“反对派”的问询和发难。最终,谁也没能说服谁,会议在一片紧张、激烈的气氛中悄然落幕,国家电网的方案惊险通关。

2006年,国家发改委正式批准了晋东南-荆门的特高压试验示范工程,但这并不意味着反对声音的消失。

在随后多年的时间里,还是有人时不时的“递折子”,政府只能再组织研讨,然后由国家电网汇报工作并陈述理由,如此反复,耗尽了太多的能量。

国家能源局原局长张国宝就曾在《筚路蓝缕》一书中讲到:“由于有着过多的争议,延缓了特高压的建设,也使得搞特高压的人倍感艰辛、身心疲惫,不要说刘振亚了,像我们这样的人都感到身心疲惫。其实争论不可怕,但只争论不拍板,这是有问题的。”

幸运的是,虽饱受争议、阻力重重,但特高压总能绝处逢生。

2012年,又有人拿特高压未走评审程序大做文章,上边虽未怪罪,但也只能要求按章办事,华东电网“北半环”项目因走评审流程而被搁置了一年。

“反对派”似有卷土重来的迹象,然而,一场雾霾整治活动让特高压的天空再次晴朗了起来。

为缓解中东部雾霾污染问题,国务院提出开展跨区送电项目,2014年6月,国家能源局发布《关于加快推进大气污染防治行动计划12条重点输电通道建设的通知》。外送电战略让特高压进入三年高速发展期,2014—2016年,共有15条特高压线路被核准或开工。

▲图片截取自国信证券(002736,股吧)

2017年,特高压再次进入低潮,全年无新线核准,但转机很快又来了。

2018年,贸易摩擦加剧了经济下行压力,出口和消费双双受挫,叠加房地产“房住不炒”的大政方针,基建投资扛起了稳经济的大旗。2018年9月,能源局发布《关于加快推进一批输变电重点工程规划建设工作的通知》,明确表示要在2019-2020年核准开工5条直流和7条交流特高压工程。

在此之前,国家能源局曾就这一规划向中国工程院请教,得到的答复依然是不建议。不过学界和产业界的分歧与争论已经不重要了,作为“新基建”的重要组成之一,特高压已在国家战略层面得到了认可。

2020年,疫情的突然爆发打乱了固有的经济秩序,“新基建”取代旧基建,担负起保经济的任务。

至此,特高压理论层面的多年争辩在现实中被终结。

2

唯一的出路

对于特高压,支持者深谋远虑,反对者也并非无理取闹。

作为后发工业化国家,中国早就习惯了“摸着洋人过河”,对于西方国家都没搞明白的事情,总有一种畏惧感。从上世纪70年代开始,美国、苏联、日本、意大利等国家试图发展特高压,但最后都不了了之,这无疑给中国人泼了一盆冷水。

但之所以否定特高压,最根本的原因还是有备选方案,尽管这个方案在今天已经没什么价值了。

▲图片截取自光大证券(601788,股吧)

我国能源禀赋与用电负荷在地理上存在较大的不平衡性,全国80%的煤炭资源分布在西北,80%的水能分布在西南,但能源需求的75%集中在中东部,能源富集地区距离东中部电力需求中心1000到4000公里左右。

想要实现电能的调配,要么运电,要么运煤。前者就是在发电资源就近发电,然后用特高压运输,后者则是把煤炭等资源运到各地,施行电力的“区域自治”和自给自足。

早年反对特高压的传统派就是希望能够继续走第二条路线,在本地发电,既能带动当地就业,也更有利于调度。如果用特高压把全国电网连起来,很可能出现城门失火殃及池鱼的情况。

此外,高昂的投资成本也是特高压遭遇质疑的一个重要原因,后来证明也的确如此,从2006年到2020年,中国在特高压上已经砸进去6000多亿。

站在当时来看,部分同志的算盘打的还是很准的,但很遗憾,这个算盘太“小”了。

在去年举办的第七十五届联合国大会上,国家最高领导人做出了“双碳”承诺,至此,碳减排成为社会和经济发展的重中之重,而电力是重点被针对对象。

根据清华气候院发布的《中国长期低碳发展战略与转型路径研究》综合报告的数据,2020年,国内二氧化碳总排放量约为113.5亿吨,其中电力CO2排放占比达到40.5%。

而进一步深究,碳排放主要就来自煤电、水电、光伏、风电等清洁能源的基本不产生二氧化碳。

电力结构转型的路径已经非常清晰,大力发展风电和光伏,降低对煤电的依赖。在《关于2021年风电、光伏发电开发建设有关事项的通知(征求意见稿)》中,国家能源局首次提出风电、光伏发电量占比到2025年要达到16.5%左右的目标。

国网董事长辛保安则在自己的文章中表示,到2060年前,新能源发电量占比有望超过50%,成为电量主体。

煤炭尚可运输,但风、光资源却只能尊重客观自然条件,而这些资源又主要集中在大西北,因此,特高压几乎是唯一的出路。

去年新疆全年发电量4122亿千瓦时,但电力消费量仅2998亿千瓦时,电量余额超25%,这些如果不用特高压送出去必然造成浪费。

最近几年西北地区的弃风率和弃光率明显下滑,主要就是得益于储能和特高压的上马。2015年的时候,甘肃和新疆地区的光伏“弃光率”分别高达40%和30%,现在已经降到了5%以下。

▲图片截取自湘财证券

用光伏和风电等新能源取代煤电,靠特高压完成长距离输送,在终端则用电动车替代燃油车,中国摆下了一盘能源转型的大棋局,链条上的每一环都不能出问题。

此轮拉闸限电的原因有很多,但总的来说还是能源转型过程中绕不开的阵痛,下游用电增加,但上游依然无法摆脱对煤电的依赖。

加大清洁电力的生产,提升特高压的运载能力,这是中长期解决电力供给和转型的能见度最高的路线。

3

做蛋糕与分蛋糕

在中国,特高压的建设可大致分两部分,电力运营商负责投资,设备商负责产品生产和技术攻关,下游设备商是跟着电网系统吃饭的,上边有开支,下边才有订单。很大程度上,运营商对整个产业的发展有决定性影响。

2006-2009年,我国电力系统的资本开支快速扩张,并进一步传导至对电力设备的需求,相关企业赚得盆满钵满。中国西电(601179,股吧)的变压器业务收入从23.48亿元增长到48.24亿元,特变电工(600089,股吧)的变压器业务收入从39.08亿元增长到100.16亿元,均实现了倍量增长。

此时正值中国特高压起步阶段,有了钱,这些企业便可以进一步投入到技术攻关中去,然后反过来推动电网的升级,中国特高压产业从完全依赖进口到完全国产化正是在这种良性合作的循环中实现的。

经营区域覆盖全国26个省(自治区、直辖市),供电范围占国土面积的88%,供电人口超过11亿,作为全球最大的公用事业公司,国家电网基本执掌了整个电力系统,其态度和动作直接决定了整个产业链的起伏。

在前不久举办的2021能源电力转型国际论坛上,国网董事长辛保安明确表示,未来五年计划将投入3500亿美元(约合2.26万亿元人民币),推进电网转型升级,而且特别提到要加大跨省运送能力。

根据国家电网的规划,“十四五”期间将新增特高压交流线路1.26万公里,新增直流线路1.72万公里,而目前在运在建的特高压工程线路总长度为4.5万公里,也就是说,“十四五”期间特高压要在原有基础上再增加近70%。

国家电网做蛋糕,设备商分蛋糕,但这个“圈子”并不大,值得关注的也就那几家头部企业。

直流特高压的主要设备是换流站和输电线,而换流站中的设备主要是换流变压器、换流阀。

根据中商产业研究院的数据,特变电工是换流变压器龙头,市占率为30%,中国西电、保变电气(600550,股吧)、山东电力设备则各占了20%。

在换流阀领域,国电南瑞(600406,股吧)独占一半,许继电气(000400,股吧)和中国西电的市场份额分别约为30%、15%。

交流特高压的主要设备为交流变压器和GIS。

特变电工在交流变压器市场中占35%左右,中国西电和保变电气市场各占30%。

可以清晰的发现,特变电工、中国西电和保变电气三家几乎垄断了变压器市场,而这种领先优势并非一日形成的。

2006年,中国首条交流特高压工程的变压器国产化研制就交给了特变电工和天威保变,尽管最开始都失败了,但也从中积累了别人难以拥有的经验,两家企业在随后的日子里始终是国产变压器的尖子。

GIS市场集中度也很高,国电南瑞吃掉了超40%的市场份额,许继电气、中国西电加起来的市场占有率在45%左右。

危机能带来反思,也是最好的催化剂。

此轮拉闸限电透视出当下中国电力系统的主要矛盾,即社会经济发展对于电力需求的日益增长与能源结构转型下清洁能源生产力不足之间的矛盾。

从实际出发,必须承认煤电在短期内的主体地位难以替代,而站在更长远的角度,当5G、电动车等高耗电产业快速普及之时,上游的新能源发电+特高压输送必须同步跟上,否则这种“头重脚轻”的能源结构链条必然会时不时的发出灵魂之问:保经济还是保碳中和?

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