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光热发电行业专题报告:“光”彩醒目,炙手可“热”

添加时间:2022-08-06 18:10:03   浏览次数:388  

(报告出品方/作者:西部证券,李华丰)

一、双碳配景下,新能源蓬勃生长

2020年,我国提着力争在2030年前二氧化碳排放抵达峰值,起劲争取 2060 年前实现碳 中和目的,“双碳”目的的提出新一轮能源革命。据网易研究局数据显示,2020年整年中国共排放103.76亿吨二氧化碳。从行业大类看,工业领域排放量51.6亿吨, 占比49.75% ;电力领域位列第二,排放36.66亿吨二氧化碳,占比35.33%作为占有 碳排放量三分之一的电力行业,其完成“脱碳”将为“双碳”目的的实现提供重大助力。

电力系统深度脱碳的方法之一即更多依赖以太阳能、风力等可再生能源2021年,我国 发电装机总容量量抵达23.77亿千瓦,其中清洁能源占比45.4% ;新增发电装机容量1.76亿千瓦,新增清洁能源装机容量占比70.58%。国家能源局局长章建华体现,2025年可再 生能源发电装机占比将超50%,未来风电和太阳能发电将成为电力行业生长的主要偏向。

 

二、长时储能必不可少,光热发电未来可期

2.1同属太阳能发电,光伏生长先于光热

太阳能发电规模一连高增。2021 年,我国太阳能发电装机总容量抵达 3.07 亿千瓦,同比 增添 20.9% ;近年来太阳能发电快速生长,太阳能发电装机量占清洁能源装机量的比重持 续提升,2021 年已经抵达 28.41%。在清洁能源装机量占总量比一连上升的时势下, 2009-2021 年太阳能发电装机量占清洁能源比仍一连走高。

太阳能发电分为光热发电与光伏发电两种。光伏发电是使用光伏电池板将光能直接转变为 电能的发电方法(光能电能)。光热发电也称聚光型太阳能热发电,是使用大宗反射镜以聚焦的方法将太阳光群集起来,加热工质,先将太阳能转化为热能,并将热能贮存起来, 在需要发电时,再使用高温工质爆发高温高压的蒸汽,驱动汽轮发电机组发电(光能热 能机械能电能)。而正由于光热发电特有的光热转换历程,也使光热发电自带储能本 领。我国正加速构建“以新能源为主体的新型电力系统”,光热发电集发电与储能为一身, 将在有用解决新能源发电波动性问题上饰演主要的角色。

光热发电和光伏发电比照来看: 1)在应用方法上,现在光伏发电多应用于漫衍式发电,而光热发电多用于集中式发电。 光伏发电爆发的是直流电,而光热发电爆发的是和古板的火电一样的交流电,以是与古板 发电方法及现有电网能够更好契合,可直接上网。 2)在储能方法上,光热发电由于自带储能而具备调峰的功效,关于填补太阳能发电的间 歇性有着很是主要的意义。而光伏发电由于直接由光能直接转换为电能,而发电会受气象 条件制约,因此发电功率具有间歇性、波动性和随机性。

海内累计光伏装机容量远大于光热装机容量。阻止 2021 年底,我国光伏累计装机容量 3.06 亿千瓦,而光热累计装机容量为 589 兆瓦,光伏装机容量远大于光热。两者差别悬殊主要 系现在光伏发电本钱远低于光热发电,无论是从占地面积照旧光电效率,光热发电都没有 太大优势,难以在市场化条件下实现大规模自力生长。

海内光热项目集中在 2018-2019 年投运,随后生长进度有所放缓。阻止现在,我国共有 10 个大型光热项目投运,合计装机规模抵达 560MW(部分小于 10MW 的项目披露信息 较少,未计入统计)。我国早的光热项目(青海中控太阳能德令哈 10MW 塔式光热电站)于 2013 年 7 月乐成并网,是亚洲首先投入商业运行的光热项目、全球第六座实现商 业化运营的塔式光热电站。2016 年 9 月 14 日,国家能源局宣布首批 20 个太阳能热发 电树模项目名单,包括 9 个塔式电站,7 个槽式电站和 4 个菲涅尔电站,总装机 134.9 万 千瓦。在首批项目中,有 8 个项目已经顺遂投运,而部分项目由于资金欠缺陷入障碍,后 续随着新的投资注入,有望重启工程进度。

2.2承储能之风,光热迎来新生气

2.2.1储能生长,势在必行

电力市场生长至今,长时储能必不可少。风力发电、光伏发电等新能源发电虽较古板化石 燃料发电在资源富厚水平、环保性、地区性等方面具有显著优势,但在现实应用中,依然 面临挑战:光伏发电功率受阳光强度、角度影响,随机性强 ;风力发电则受风速影响,同 时,风力发电具有逆调峰特征,即风力发电功率大的时刻为用电负荷低的时段。新能源发 电的季节性、间歇性、波动性等特征成为抑制其被效率高使用的主要因素。

 

因此,长时储能系统生长势在必行。只有大力生长长时储能系统,充分验展其对新能源电 力的调理作用,才华实现对风电、太阳能电的合理运用,从而抵达大限度延伸并网供电 时间的目的。海内一样平常将可实现大于 4 小时或者数天、数月充放电循环的储能系一切称为长时储能。 2011 年 9 月,美国能源部率先启动“长时储能攻关”妄想,将电化学储能、机械储能、储热、 化学储能等纳入思量,将知足电网无邪性所需的一连时间和本钱目的的任何储能手艺组合。 长时储能系统(LDES)现在无明确界说,美国能源部将其界说为“至少一连运行(放电) 10 小时,使用寿命在 15-20 年的电力储备系统”。

全球长时储能市场欣欣向荣。据长时储能委员会与麦肯锡团结宣布的报告,阻止 2021 年 11 月,全球已安排或投入运营的长时储能系统已凌驾 5GW(对应储能容量约 65GWh) (不包括氢储能、锂电池和抽水蓄能)。据麦肯锡预计:随着可再生能源占比一连提升, 至 2025 年长时储能全球累计装机量将达 30-40GW(对应储能容量约 1TWh),累计投资 额约 500 亿美元 ;至 2030 年,全球可再生能源渗透率将凌驾 60%,长时储能全球累计装 机量将达 150-400GW(对应储能容量约 5-10TWh),累计投资额约 2000-5000 亿美元。 至 2040 年,长时储能全球累计装机量将达 1.5-2.5TW(对应储能容量约 85-140TWh), 累计投资额约 1.5-3.0 万亿美元。

我国起劲推进储能和可再生能源协同生长。2021 年 8 月 10 日发改委与能源局团结印发的 《关于勉励可再生能源发电企业自建或购置调峰能力增添并网规模的通知》中明确提出: 随着我国可再生能源的迅猛生长,电力辖档烷活性缺乏、调理能力不敷等短板和问题突出, 制约更高比例和更大规 ?稍偕茉瓷。实现碳达峰要害在增进可再生能源生长,增进 可再生能源生长要害在于消纳,包管可再生能源消纳要害在于电网接入、调峰和储能。同 时,该文件勉励多渠道增添调峰资源。承 ?稍偕茉聪啥杂Φ牡鞣遄试,包括抽水蓄 能电站、化学储能等新型储能、气电、光热电站、无邪性制造刷新的煤电。

各地起劲推行储能支持政策,阻止 2022 年 7 月尾,已有 28 省区宣布十四五清洁能源发 展目的,其中 26 省市提出装机规模 10~25%的储能配比要求。别的,新疆发改委在《服 务推进自治区大型风电光伏基地建设操作指引(1.0 版)》中特殊指出,对建设 4 小时以上 时长储能项目的企业,允许配建储能规模 4 倍的风电光伏发电项目 ;勉励光伏与储热型光 热发电以 9∶1 规模配建。

2.2.2储能形式,百家争鸣

储能手艺蹊径百家争鸣,各有所长。凭证能源存储形式差别,可基天职为机械式、电化学、 电磁储能、热储能、化学类储能几大类。现阶段,电化学储能商用化希望更快,且相关于太阳能、风能,电化学储能并不是效率高的 储能方法。而热储能系统在冷、热、电综合能源使用方面效率高,在储热容量、规 ; 设及运营本钱、运行寿命、发电功率等方面具有突出优势,特殊是对消纳间歇性 新能源(风电、光伏等)装机着力,在构建以新能源为主体的新型电力系统、包管电力系统稳固运行等方面施展主要作用,具有辽阔的生长远景。

2.2.3政策利好与自身优势双重加码,光热迎来新热潮

光热发电焦点优势如下:

1)一连、稳固:太阳能热发电自带大容量、低本钱的储能系统,可实现24小时一连、稳 定发电,也可按需求知足早晚岑岭、尖峰时段及夜间用电,替换部分火电机组肩负电力系 统的基础负荷。光热发电承 ;「汉傻哪芰σ言诙喔鱿钅恐谢竦醚橹ぃ何靼嘌烙18个 太阳能热发电站不中止运行达 3 周,其中 20MW、15h 储能的 Gemasolar 电站实现一连 36 天全天候运行 ;我国50MW中广核德令哈太阳能热发电站一连运行32天(2021年数据为 107 天)。

2)调理能力强:据《2021 年中国太阳能热发电行业蓝皮书》,我国 2018 年并网的 3 座 商业化太阳能热发电树模项目的太阳能热发电机组调峰深度大可达 80%,爬坡速率快, 升降负荷速率可达每分钟 3%~6%额定功率,冷态启动时间 1 小时左右、热态启动时间约 25 分钟,可 100%加入电力平衡,可部分替换化石类通例发电机组,对包管高比例可再生 能源电网的稳固运行具有主要价值。

因此,光热可与光伏发电、风力发电混淆互补发电,包管电力的稳固输出,提高电力系统 中的可再生能源占比。在电力系统中光伏发电着力较高时,光热发电机组可将太阳能资源 以热能的形式贮保存储罐中,机组降低着力运行,为光伏发电让出发电空间。晚岑岭时段, 通过储热系统发电,知足电网晚岑岭负荷需求。电网夜间进入低谷负荷时代,光热发电机 组可以 ;,给风电让出发电空间。通过调峰运行,光热发电可增强电力系统消纳可再生能源电力的能力,镌汰弃风、弃光造成的电力损失。电力妄想设计总院以现在新疆电网为 例举行过模拟盘算,假定建设100万千瓦~500万千瓦差别规模的太阳能热发电机组,可 镌汰弃风弃光电量10.2%~37.6%。

3)牢靠性高,适合大容量储能使用:储能牢靠性是大容量储能的一个主要方面。现在, 海内单机容量大的首航高科塔式光热电站储电已达1.7GWh,全球抵达了1000GWh。 自1982年4月美国 SOLARONE 以来,全球669万千瓦的太阳能热发电装机还未爆发过 类似锂电爆炸等事故。

4)储热系统可双向毗连电网,无邪调理电力:太阳能热发电的熔融盐储能系统,既可通 过太阳能集热系统给其充热、储热,也可通过电加热系统将网上的峰值电力转化为热能存 储发电。这样的使用方法很是有利于电力系统的电力平衡,也能很好地加入电力市场生意营业。 2021 年 9 月 23 日,吉林省白都会人民政府宣布“吉西基地鲁固直流白城 140 万千瓦外送 项目入选推荐企业评优效果公示”,风电 800MW、光伏400MW、光热200MW。其中太 阳能热发电系统熔融盐储罐中带有可接纳可再生能源电力的电加热系统,太阳能热发电系 统对电网形成双向毗连,抵达无邪调理可再生能源电力的目的。

5)低碳、清洁、无污染:光热发电全生命周期度电碳排放仅为火电的 1/50、光伏发电的 1/6,具有优异的生态情形效益,可助力双碳目的的实现。

从光热的生长历程来看: 我国光热工业起步于“十二五”、快速生长于“十三五”,本土光热工业链基本形成。我 国光热项目起步于“十二五”,在“十三五”时代迎来了一次快速生耐久,特殊是依托 首批光热发电树模项目,我国已形成了初具规模的光热发电全工业链,装备和质料国产化 率达 90%以上,孕育出一批有国际竞争力的本土企业。可是从“十二五”和“十三五”妄想指 标完成情形来看,光热的生长远远低于预期。

“十四五”时代,多能互补时势所趋,光热发电迎来新一波生长热潮。随着我国新能源发 电装机规 ?焖僭鎏,储能的主要性日益突出,而光热发电能够肩负“基荷电源+调理电 源+同步电源”多重角色,能够与光伏、风电起到较好的协同、互补作用,因而“景物热 储”、“光热储能+”等一体化项目成为未来主要的生长趋势。2022 年 3 月 22 日,国家 生长刷新委、国家能源局团结印发《“十四五”现代能源系统妄想》,剖析了我国能源生长 目的、主要目的和使命行动,是“十四五”时期加速构建现代能源系统、推动能源高质量 生长的总体蓝图和行动纲要。妄想批注,十四五将推动光热发电与风电光伏融合生长、联 合运行,因地制宜生长储热型太阳能热发电。

三、光热系统重大、工业链长,多行业有望受益

3.1塔式光热发电为现在主流手艺形式

光热发电需通过“光能-热能-机械能-电能”的转化历程。光热发电的原理是:通过反射 镜、聚光镜等聚热器将收罗的太阳辐射热能汇聚到集热装置,用来加热集热装置内导热油 或熔盐等传热介质,传热介质经由换热装置将水加热到高温高压蒸汽,蒸汽驱动汽轮机带 动发电机发电。

凭证聚能方法及其结构举行分类,光热发电可分为塔式、槽式、碟式、菲涅尔式四类手艺。

1)塔式发电:塔式发电使用大规模自动跟踪太阳的定日镜场阵列,将太阳热辐射能反射到置于高塔顶部的集热器,投射到集热器的阳光被吸收转酿成热能并加热中央介 质。在种种形式的光热发电手艺中,塔式熔盐储能光热发电因其较高的系统效率,成 为现在我国主流的光热发电手艺蹊径,其弱点主要是造价腾贵,随着未来的手艺发 展有较大的下降空间。

2)槽式发电:槽式发电使用大面积槽式抛面镜反射太阳热辐射能,一连加热位于焦线位置集热器内介质,将热能转化为电能。全球首座槽式太阳能热发电商业电站 SEGSI 于 1984 年投运,于 2015 年底正式退役,作为全球光热电站的实验,虽然其时的技 术并不可熟,但仍然平稳运行 30 年,这也从侧面印证了光热电站具有较长的生命周 期,意味着光热电站带来的全寿命周期售电收益有更大的想象空间。

3)碟式发电(又称盘式电站):由许多抛物面反射镜组组成集热系统,吸收器位于抛物 面焦点上,网络太阳辐射能量,将吸收器内的传热介质加热到 750℃左右,驱动斯特 林发念头举行发电。蝶式光热电站单个规模较小,通常用于空间太阳能电站。

4)菲涅尔发电:接纳多个平面或微弯曲的光学镜组成的菲涅尔结构聚光镜来替换抛面镜, 众多平放的单轴转动的反射镜组成的矩形镜场自动跟踪太阳,将太阳光反射群集到具 有二次曲面的二级反射镜和线性集热器上,集热器将太阳能转化为热能,进而转化为 电能。成内情对来说低廉,但效率也响应降低。由于聚光倍数只有数十倍,因此加热 的水蒸气质量不高,使整个系统的年发电效率仅能抵达 10%左右。

塔式和槽式两种类型应用较多,槽式手艺较为成熟,塔式手艺更具生长潜力。在我国已建 成的光热发电系统中,塔式占比高,塔式/槽式/菲涅尔式的占比划分为 60%/28%/12% ;在全球主要国家和地区已建成的光热发电系统中,槽式占比高,槽式/塔式/菲涅尔式的 占比划分为 76%/20%/4%。详细来比照塔式和槽式,槽式手艺较为成熟,在国际上已经 有富厚的应用履历,但系统效率低于塔式,并且本钱下降空间有限 ;塔式手艺效率高,虽 然现在塔式电站的投入本钱较为高昂,但随着未来手艺生长有望下降,未来具有较好的发 展远景。

3.1光热工业链企业众多,多个行业有望受益

3.1.1光热发电属手艺和资金双麋集型行业,对工业拉动力强

太阳能热发电是手艺和资金双麋集型行业,项目的投资受装机容量规模、储热时间影响较 大。从我国已投运的光热项目来看,50MW的光热项目,设置6~15小时的储热时长,初 始投资金额在10~18亿元不等 ;100MW 的光热项目则基本设置10小时以上的储热时长, 初始投资金额靠近30亿元。一个塔式光热电站包括聚光系统、吸热系统、储换热系统和发电系统,其中聚光系统、吸 热系统和储换热系统的手艺要求更高,而发电系统与通例火电系统类似,手艺较为成熟。

塔式光热电站的投资本钱中,聚光系统、储换热系统合计占比近 70%。据可胜手艺测算, 一个塔式光热发电站的聚光系统/吸热系统/储换热系统/热力系统本钱占比划分为 51.4%/7.73%/17.88%/7.12% ;而一个12h储热时长100MW的塔式光热电站的总投资一 般在25~30亿元之间,凭证30亿元盘算,聚光系统/吸热系统/储换热系统/热力系统的成 天职别抵达15.42/2.32/5.36/2.14亿元。

光热电站的建设工业链长,对工业有较强的拉动力。光热发电的生长一方面能增进高端装 备、自动化、软件等工业的生长,另一方面还可消化大宗水泥、钢材、玻璃、化工、机械 等行业的过剩产能。通过首批光热发电树模项目建设,我国光热发电装备制造工业链已经 基本形成,在国家首批光热发电树模项目中,装备、质料国产化率凌驾 90%,在部分项目 中(如青海中控德令哈 5 万千瓦塔式光热发电项目),装备和质料国产化率已抵达 95% 以上。据太阳能光热工业手艺立异战略同盟不完全统计,2021 年,我国从事太阳能热发 电相关工业链产品和效劳的企事业单位数目近 550 家 ;其中,太阳能热发电行业特有的聚 光、吸热、传储热系统相关从业企业数目约 320 家,约占现在太阳能热发电行业相关企业 总数的 60%,其中聚光领域从业企业数目多,约170家。

3.1.2保温质料——受益于光热生长细分行业之一

光热电站保温规模广,对保温质料质量要求高。一方面,光热电站系统运行温度普遍较高, 并且需要大宗的介质运送管道和相关换热装备。尤其是现在光热电站普遍设置有熔盐储热系统,但常用的二元盐凝固点在 220 摄氏度左右,因此保温的要求十分严酷,不然一旦 熔盐凝固,对电站将造成破损性损失。为只管镌汰热量损失和熔盐等介质凝固引发运行事 故,选用质量可靠的保温质料和保温计划对电站的经济性、运行稳固性极为主要。 另一方面,现在光热电站高运行温度可达近 600℃,与周围情形温差重大,并且首批光 热树模项目多集中于天气条件卑劣、高寒且昼夜温差较大的西北地区,这些因素对保温材 料和计划也提出了更高要求。

在当下主流的塔式和槽式光热项目中,保温质料主要应用于其聚光集热系统、换热系统、 储热装置和汽轮发电装置四部分。现在光热发电系统中使用的保温质料主要包括陶瓷纤维 制品、岩棉保温毡、硅酸铝板、硅酸镁板、气凝胶等。 以一个装机 50MW 设置 7 小时储热系统的槽式光热项目为例,其所需保温质料的用量约 为 2 万立方,投资本钱约为 4000 万元(包括装置和施工用度),约占光热电站总投资成 本的 2%左右。

光热电站建设带来的陶瓷纤维需求测算: 我国各省市在“十四五”时代清洁能源生长目的中明确提到的光热新增规模为 2590MW(内 蒙古 500MW、甘肃 840MW、青海 1000MW、新疆哈密 250MW),以 50MW 装机对应 4000 万元的保温质料本钱盘算,“十四五”时代将爆发 20.72 亿元的保温质料新增需求, 并且保温质料的按期维护、替换还将带来一连的替换需求。

我们以为陶瓷纤维有望成为光热电站的主要选择保温质料,充分受益于光热发电行业的生长。 陶瓷纤维早在 2012 年已经乐成应用于全球大的塔式光热电站 Ivanpah 光热发电项目, 也在我国首指挥范项目中的多个项目有使用实绩,履历成熟、性能精彩,有望成为光热发 电项目的主要选择保温质料 K剂康缴嘎实奈侍,按 40%的渗透率举行守旧测算,2021-2025 年有望带来 8.29 亿元的陶瓷纤维新增需求,平均每年增添 1.66 亿元的陶纤需求,相当于 昔时海内市场总量的 3%左右。而随着光热发电手艺的进一步成熟与工业化水平的提升, 未来还具备辽阔的生长空间。

在此对光热电站领域 2021-2025 年的新增需求举行了汇总,凭证行业建设规模,接纳三种 差别情形的假设,我们测算获得该领域在气馁、中性、乐观假设下划分将直接新增陶瓷纤 维需求 8.29 亿元、12.43 亿元和 16.58 亿元,折算每年直接新增陶瓷纤维需求 1.66 亿元、 2.49 亿元和 3.31 亿元,相当于现有市场规模的 3%、5%和 7%。

四、企业剖析

鲁阳节能

海内陶瓷纤维龙头,双轮驱动助力公司业绩增添。公司是亚洲大的陶瓷纤维制造基地, 产能 48 万吨,包括山东、内蒙古、新疆、贵州四大基地,占天下销量的 40%,市占率第 一。公司主营陶瓷纤维和玄武岩产品,焦点产品陶纤利润率维持高增添,玄武岩产品一连 发力,公司产品结构一连优化。

下游存量与新增需求并存,双碳配景下行业迎来生长机缘。陶瓷纤维是效率高节能绝热保温 质料,下游应用普遍,其存量需求主要泉源于石化、有色和钢铁领域。随着新能源市场蓬 勃生长,储能的主要性日益提升,光热发电依附其自带储能的优势重启高速生长通道,“十 四五”时代妄想新增装机规模2590MW。公司作为保温质料龙头,早在2015年就最先布 局光热发电市场,现在已拥有首航节能敦煌 10MW 熔盐塔式光热电站、深圳金钒阿克塞 800 米熔盐槽式试验回路、中广核德令哈 50MW 槽式光热等多个现实项目供货业绩,凭 借公司的产品优势、规模优势、生产基地优势,将在未来五年内充分受益于光热行业的新 一轮生长热潮。

低端市场有本钱优势,高端市场有手艺优势,扩产加速份额增添。产能方面,随 着公司未来内蒙古基地扩建产能的投产加之产线的一连技改,22 年尾公司乐观产能可达 60 万吨。同时,公司注重工业链延伸,岩棉产品已进入行业主要梯队,除尘滤管在政策 推动下也有望迎来放量期。近年来公司 ROE 一连改善,自 2015 年 3.63%提升至 2021 年的 21.32%。

大股东完成邀约收购,收购价钱 21.73 元/股,未来营业协同生长有较大空间。我们预计 22年净利润6.76亿,大股东邀约收购价钱对应估值16.3倍,显示对公司内在价值的认可。 与要约收购完成的同步公司与外地南麻街道签署战略相助,将增添在外地的节能工业投资, 主要集中在排气控制、特种纤维、工业热治理等三个方面,显示了大股东持股比例上升对 于鲁阳未来生长的重视水平,大股东是全球陶纤双寡头之一,在汽车尾气处理等许多产品方面享有手艺优势,未来"新鲁阳"的生长值得期待。

(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

 

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