海外电网现状
1.欧美电网建设投资整体不及预期,滞后严重
(1)欧美电网建设基本情况
美国电力系统BPS由包括加拿大、美国本土以及墨西哥部分地区在内的东部、西部、魁北克和ERCOT(德克萨斯)四个区域电网组成。区域电网之间交流线路电力传输受限,通过直流线路连接。1)美国现有超过97万公里交流输电线路(>69kV),其中高压交流输电线路(>230kV)39万公里;直流输电线路(400-600kV)约2,900公里。2)美国拥有超过885万公里配电线路(<69kV)。
2021年BPS净发电量达约46亿MWh,其中天然气和石油为主要发电方式,发电量分别约16.5亿MWh和9.3亿MWh。近年来天然气发电量占比逐渐增加,石油发电量占比逐渐减小。
欧洲电力系统的60%由低压线路组成,37%由中压线路组成,3%由高压线路组成。根据欧洲电工标准化委员会(CEN-CENELEC),低压是指低于1千瓦(kV)的水平;中压范围在1kV和36kV之间,高压范围适用于36kV以上的任何电压。
据预测,到2040年欧洲电力系统电力容量将达2.93GW,较2020年的1.05GW增长近三倍。据Eurelectric预测,到2040年欧洲电力系统电力容量将达2.93GW,其中可再生能源将占绝大部分。
(2)欧美电网承载力不足,基础设施老旧,导致并网存在延期问题
海外新能源并网需求激增,带来巨大电网投资需求。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、哥伦比亚共有新能源并网请求接近3TW,其中500GW已处于并网连接的最终阶段。
欧美地区并网进展缓慢,成为阻碍新能源转型的一大问题。根据EU Solar Power在2023年11月发布的调研报告显示,欧洲目前地面光伏项目安装时间周期最长可达8年,平均时长为4年。美国目前清洁能源平均并网排队时长在2年以上,在CAISO(加州电力调度中心)管辖地区则达到近4年。
导致并网延期的一个重要原因在于海外主要经济体基础设施老旧,无法适应上升的可再生能源发电量。可再生能源发电量上升,老旧的配电系统面临巨大压力,目前欧美面临电网规模小、基础设施老旧、连接不足等问题。根据PTR披露,美国高压电网拥有超过3,500个变电站,其中超过33%的变压器使用寿命超过50年;AEP指出,在未来十年内,30%的现有输电导线的预期寿命将达到或超过70年。根据德勤披露,欧洲预计2030年欧洲现有电网中将有40-55%的低压线路年限将大于40年。
(3)欧美地区为首存在新能源建设与电网基础设施投资周期不相匹配的问题
新能源建设与电网基础设施投资周期不相匹配。新能源发电需要依托配电线路进行传输,两者是密不可分的关系,但电网基础设施建设周期远长于新能源建设。以欧美地区为例,建设高压输电线路需要4-8年,建设特高压线路需要5-13年,而新能源建设市场往往在2-5年不等,平均在3年左右,导致两者之间产生错配,需要提前规划电网基础设施建设。
(4)海外主要经济体电网投资整体不及预期,且滞后于电源投资增长
海外主要经济体电网投资稳定增长,但整体不及预期,电网投资不足或成清洁能源转型的巨大障碍。据IEA统计,2016-2022年海外主要经济体电网投资达到近3,200亿美元。2022年电网投资增长6%,但远远没有达到APS与NSE的计划,如果到2030年的电网投资保持在当前水平,年平均投资将低于APS标准的约35%,NZE标准的42%。
电网投资滞后于电源投资增长。2016-2022年电力投资显著增长,增长率达40%,到2022年已经超过7,500亿美元。相比之下,在电网基础设施支出仍保持稳定,每年徘徊在3,000亿美元左右。
2.新兴市场国家需求上升将拉动电网投资
新兴市场国家社会用电需求上升,但电气化率与电网可靠性跟不上节奏。据IEA统计,2000年以来全球社会用电量几乎翻了一番,新兴市场国家增长尤为明显,在2012-2021阶段用电量超过10,000TWh,超过发达经济体社会用电量。与之相对的,新兴经济体电气化率明显跟不上社会用电量增长的步伐,显著低于发达经济体。同时,新兴经济体电网可靠性有待提升。以2016-2020年来看,除中国外新兴经济体每年平均断电时长在19小时以上,是美国的三倍左右,中国和欧洲的15倍左右。
新兴市场国家财政资源不足导致电网投资放缓。过去5年除中国外新兴市场电网投资速度放缓,年平均下降7%。电力供应与需求增长促使除中国外新兴市场电网投资增加,但近五年投资速度放缓,据IEA统计,2017-2019年年平均投资860亿美元,2020-2022年年平均投资下降至657亿美元,年平均下降7%,由于亚非拉地区电气化与电网可靠性仍不足,投资放缓令人担忧。亚非拉地区电网投资极度依赖政府投资,政府资金短缺或为电网投资减缓的原因之一。亚非拉地区电网投资通常通过在公共事业部门占主导地位的国有企业进行的,但财政资源不足、监管障碍等阻碍了电网投资进度。
(1)亚洲:用电需求高速增长带来电网投资需求
2022年亚洲全社会用电量为13,073TWh,并将持续增长。以印度为首,东南亚为其次,亚洲用电量持续高增,据Fitch Solutions的预测,未来十年亚洲社会用电量将以3.5%的CAGR增长至2032年的18,406TWh。2022年亚洲国家出现了不同程度的用电紧张,电力基础设施有待提升。
目前亚洲发电仍以原煤为主,清洁能源发电仍有上升空间。2022年亚太地区清洁能源发电量占总发电量的32.0%,中国清洁能源发点占比略高,为34.9%,其他地区为27.5%。
(2)非洲:电力覆盖度较低,未来将拉动电网投资
非洲各国供电人口比例在30%-80%之间,多数国家电气化程度小于10%。世界银行资料显示,非洲大部分国家供电人口比例在20%-60%之间,仅有个别国家供电人口比例超过78%。撒哈拉以南非洲电力公司经营困难,难以维护老化设备或铺设新的电力设施,预计未来电力系统建设产生的需求缺口将进一步加大。
未来非洲将增加电力覆盖程度。据IEA预测,在APS框架下,非洲到2030年将解决67%的现有无电家庭供电,其中4,500万户家庭连接到主电网,3,200万户连接到微型电网,2,600万户通过独立解决方案供电。
(3)拉美:清洁能源发电比例较高,需要配套电网设备投资
拉美地区清洁能源发电占比较高,吸引电网投资升级。根据中国电力网的数据,2022年拉美地区清洁能源发电占比72.4%,其中水力发电占主要部分,为53%,可再生能源发电占比同样较高,为18%。而拉美地区的电网建设落后于电源建设,预计未来电网建设将进一步扩大。