2024电力设备行业报告:全球投资增长与出海机遇分析
一、全球电网投资2740亿美元,新能源、用电增长、线路老化为主要驱动
1.1电网投资总览:2022年全球电网投资2740亿美元,电网数字化发展趋势确定
2022全球电网投资将近3000亿美元,中国和美国投资占比为50%。根据BNEF数据,2022年全球电网投资总额约2740亿美元。按照地区拆分,亚太地区投资1060亿美元(占比39%)、美洲地区投资830亿美元(占比30%)、欧洲地区投资540亿美元(占比20%)、非洲和其他地区投资300亿美元(占比11%)。亚太地区中,中国、印度、日本、投资额排名前三;欧洲地区中,德国、法国、意大利投资额排名前三。
中国是全球电网最领先的国家之一,连续十年电网投资额排名第一,2022年其电网投资完成额超5000亿人民币,在投资额方面只有美国能与之匹敌,2022年中国和美国电网投资合计约为1364亿美元,占全球电网投资额的50%。
2740亿美元电网投资额可以按照:投资环节、投资原因、数字化程度三个维度进行拆分:
1)投资环节:电网投资大致可以分为输变电环节和配用电两部分,投资占比分别为46%和54%。过去50年里,电网以每年约100万公里的速度持续增长,其中增长主要发生在配电网环节,约占电网总长度的93%。
2)投资原因:电网投资主要来自线路新建、线路升级、线路替换三方面需求,占比分别为41%、40%、19%。
3)数字化程度:22年电网投资中数字化占比已提升至20%,非数字化环节占比80%。数字化进程加速可帮助提高电网对于可再生资源的控制、降低运营维护电网的劳动强度。
全球电网数字化发展趋势确定,以应对短期与长期挑战。虽然电线电缆、变压器等仍将是电网投资的主体,但随着可再生能源分布式发电的市场占有率不断提高,源侧和负荷侧波动加剧,电网内的能源流向变得更加难以预测,运营决策部门需要实施更多数字化方案来提高电网可观测性,全球数字技术投资在电网总投资当中的占比已逐步从2016年的12%增加到2022年的20%。
1.2电网投资驱动因素按重要程度依次为:发电侧新能源、用电需求增长、线路老化问题
电网投资逻辑:全球电网投资受三重因素驱动,聚焦输变电、配用电环节配套建设。电网投资三大驱动因素:当前电网投资的首要驱动因素是新能源装机量提升带来的配套设施扩建的需求;同时也要对日益增长且多元化发展的用电侧需求做出响应;此外对于存量老龄化线路的替换也是长期存在的驱动因素。电网投资成效:1)在输变电环节中主要体现在超、特高压新增线路、主网线路长度的增加、跨省跨区输送电量的提升、变电设备的持续扩容;2)在配用电环节主要体现在城市和乡村供电质量与可靠性的改善、综合线损率的控制、以及平均停电时间的缩短。
1.2.1全球电网投资驱动因素一:解决发电侧新能源并网消纳问题
2022年全球发电侧新增装机中,约80%为新能源,光伏风电分别占比59%和21%。2022年全球新增发电能力达到创纪录的424GW,相比2021年的371GW增长了14%,相比2012年的231GW增长了80%以上。424GW中光伏和风电占总量的80%(光伏59%,风电21%)。
2022年光伏新增装机比2021年高出近40%,风电新增装机与2021年相比下降10%,主要受许可、互联、供应链和盈利能力等方面的挑战阻碍。2022年新增总容量中,可再生能源(含水电)占比86%,远高于2008年的52%;煤炭占比回升至7%,天然气占比降至5%。
2022年全球发电装机总容量中,新能源占比25%。2022年全球发电装机容量达到8.3TW新高,同比增长超过5%,相比10年前的5.4TW增长了50%以上,其中风能和光伏首次占四分之一以上。截至2022年,风光、水电等可再生能源发电占全球产能的比例从2012年的33%上升至46%,风能和光伏是所有发电类型中增长最快的。
2022年全球总发电量为27500TWh,风电和光伏占比12.7%。在全球经济从疫情和欧洲能源危机中复苏之际,2022年全球总发电量为27500TWh,相比2021年的26700TWh增长了3.1%。全球可再生能源总发电量在2022年达到有史以来的最高水平,达到8400 TWh,首次占全球发电量的30%以上,其中光伏发电1350 TWh,风能发电2100 TWh。化石燃料仍然是发电的主要来源,发电量为16500TWh,占总电力需求的近60%。
全球输电线路系统建设与新能源发电项目建设时间严重错配。大规模的风光发电基地往往远离人口稠密的城市,因此电力远距离传输至关重要。不同于中国和印度较短的输电线路施工时间,发达地区输电线路施工时间一般会比新的风光项目耗时得多:一条超高压架空线路审批和建造通常需要5-13 年,高电压线路需要4-8年,而风光项目一般在4年内即可完成,因此输电项目需要提前规划布局,以降低扩建延误风险。
电网扩建的延迟阻碍风光项目发展,全球约30亿千瓦新能源等待并网。根据IEA,目前美国、西班牙、巴西、意大利、日本、英国、德国、澳大利亚、墨西哥、智利、印度和哥伦比亚等的太阳能光伏发电、风电、水电和生物能发电的并网申请容量总计接近30亿千瓦,其中约有15亿千瓦的风电和光伏电项目处于后期阶段,相当于2022 年风光新增装机的5倍。在很多地区中,电网容量的不足阻碍了可再生能源的快速发展,导致电网阻塞,因此电网升级扩容需求强烈、政策聚焦电网长期规划和电源侧投资工作协调一致。
1.2.2全球电网投资驱动因素二:满足日益增长的用电侧需求
2022年电力需求同比增长2%,工业与住宅需求占七成。根据IEA数据,2021年全球终端用电总量中,工业用电占比43%,其次住宅占比27%、服务业占比20%。全球终端用电量自2000年以来几乎翻了一番,并且自1990年以来几乎每年都在持续增长,只有2009年、2020年例外,金融危机和疫情导致需求下降。2022 年,尽管发生了全球能源危机,但电力需求仍同比增长2%,驱动力主要来自于新兴市场和发展中经济体的增长。全球终端能源消费量中,电力占比已从2000年的16%增加到现在的21%,份额仅次于石油。电力在全球能源结构中的重要性日益增加,这一趋势预计将会继续,全球电力普及率将会不断上升。
根据IEA数据,在全球各地净零目标下,预计全球电力需求将以每年3%的速度增长。从2021年的略低于25万亿千瓦时上升到2050年的54万亿千瓦时,增幅超过一倍。其中电解制氢将大幅推高电力需求的增长,从2021年的不足20亿千瓦时增加到2050年的5.7万亿千瓦时;交通运输目前仅占全球电力需求总量的2%,2050年这一比例将上升到15%。
1.2.3全球电网投资驱动因素三:解决存量线路老化问题
各国电网在历史发展、投资、当前现代化建设等因素的影响下,运营年数不尽相同。电网设备的使用寿命也因具体组件、过载和容量问题、环境因素、维护方法和技术进步而有所差异。许多电网设备是昂贵的资产,其使用寿命往往比其它环节的设备长很多。分不同电力设备来看,其寿命因具体组件、过载和容量问题、环境因素、维护方法和技术进步而有所差异,往往架空线路/地下电缆/变压器和断路器/变电站自动化系统设计寿命分别为50-60年/40-50年/30-40年/15-20年。
发达地区电网系统老龄化问题严重,部分设施已服役50年以上。各国电网系统在历史发展、投资、现代化建设等影响下,运营年数不尽相同。2)分地区来看,发达国家中只有约23%的电网基础设施运营年数不足10年,而50%以上的基础设施已运营超过20年;相比之下发展中国家的电网系统较新,运营不足10年的约占40%,运营超过20年的约38%。
老龄化的电力资产可能带来重大的安全性和可靠性风险。绝缘材料(例如变压器中的绝缘子)会老化,从而增加电气故障、短路甚至火灾的发生概率;断路器老化后,在故障时跳闸的可靠程度会大幅降低。这种不稳定状态不仅会导致停电,还可能在安全跳闸机制不能正常工作时造成设备损坏。
1.3输配电线路增长和供电可靠性为衡量电网投资成效两大标准
输配电网络扩张主要集中在配电网络,过去十年间全球新建配电线路长度约1500 万公里。过去50 年里,电网以每年约100 万公里的速度持续增长,其中增长主要发生在配电网,配电网约占电网总长度的93%,输电线路占据其余7%。过去十年间全球新修建的配电线路长度约为1500 万公里,其中近1250万公里是在新兴市场和发展中经济体修建的;新兴市场和发展中经济体新建的输电线路约有117万公里,中国扩建占据三分之一以上,相比之下,发达经济体的输电网增长率较低。
不同发达经济体之间的电力供给可靠性差异很大。伊拉克、巴布亚新几内亚等停电较多的新兴市场和发展中国家的用户所经历的平均停电时间约为大多数其他新兴市场和发展中经济体的40 倍;而大多数其他新兴市场和发展中经济体的平均停电时间约为印度和美国的3倍,中国和欧盟的15倍。不同发达经济体之间在供电可靠性方面也有相当大的差异,停电时间通常为平均每年少于1小时到大约6小时不等。
二、海外重点国家规划聚焦净零目标,核心电气企业24年增速指引10%以上
2.1净零目标下,2022至2050年全球电网为21.4万亿美元,年复合增长率为8%
预计2022至2050年,全球电网投资将为21.4万亿美元。根据BNEF数据,在净零情景下,预计2050年达到8710亿美元,相比2022年增长接近两倍,而2022年至2050年期间全球电网需要21.4万亿美元的投资,要实现这一规模的电网投资,需要进行持续的政策干预、改革监管框架、许可要求和供应链支持。
根据BNEF、IEA等数据,预计全球电网投资2022-2050年复合增速为8%,其中2022-2030年增速将更高。分地区来看,大洋洲、非洲、亚洲将贡献更多增速,CAGR达到8%及以上,而美洲、欧洲增速也将在7%以上。此外,多数重点国家已针对净零目标,发布诸多电网相关规划,例如中国《十四五规划》、美国《建设更好电网》、印度《国家电力规划第二卷》(2022-2027)、韩国《第十次输变电长期规划》(2022-2036)等。
2050年全球电网总长度相比当前将翻倍。根据IEA数据,在净零目标下,从2021年到2050年全球电网总长度将增加一倍多,达到1.66亿公里。配电线路占比90%以上,输电网线路总长度将从2021年的530万公里增加到2050年的1270万公里。在发达地区中,从2021年到2050年电网总长度将增加50%,而同期发展中地区的电网总长度将增加150%以上。到2050年,发展中地区的输电线路将达到近1.2亿公里,比2021年高出50%以上
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