碳中和之发电篇：清洁能源的新时代

1、目 录 HYPERLINK l _TOC_250010 能源碳中和：能源电力化，电力清洁化 3 HYPERLINK l _TOC_250009 控制能源领域减碳是实现碳中和的关键 3 HYPERLINK l _TOC_250008 能源消费电力化：全社会用电量有望持续增长 5 HYPERLINK l _TOC_250007 电力生产清洁化：清洁能源成为装机主力，化石能源发电加快转型 6 HYPERLINK l _TOC_250006 新能源发电进入快速发展期，水电核电有望稳步增长 8 HYPERLINK l _TOC_250005 发电集团积极布局，新能源发电进入发展快车道 8 HYPERLI

2、NK l _TOC_250004 发电集团加大投入，积极布局新能源发电 8 HYPERLINK l _TOC_250003 风力发电集中度较高，光伏发电集中度有望提升 9 HYPERLINK l _TOC_250002 水电、核电有望稳步增长 10 HYPERLINK l _TOC_250001 投资建议 13新能源发电：进入高速发展阶段，推荐新能源发电行业龙头 13 HYPERLINK l _TOC_250000 水电：推荐业绩稳定、高分红、有装机增长的大水电 13核电：十四五核电发展有望加速，推荐国内核电龙头 13能源碳中和：能源电力化，电力清洁化控制能源领域减碳是实现碳中和的关键表 1：

3、我国有关碳减排的承诺我国承诺 2060 年实现碳中和，减排力度大超预期。2020 年 9 月 22 日，国家主席习近平在第七十五届联合国大会上表示，中国将力争于 2030 年前达到碳排放峰值，努力争取 2060 年前实现碳中和。12 月 16 日至 18日，中央经济工作会议对做好 2021 年碳达峰、碳中和工作做出明确部署，明确抓紧制定 2030 年前碳排放达峰行动方案，支持有条件的地方率 先达峰。此次承诺的碳减排力度显著高于我国此前在巴黎协定中的承诺。年份事件具体内容2009 年联合国气候大会2020 年碳排放强度较 2005 年下降 40-45%，非化石能源占一次能源消费比重达到 15%左

4、右，森林面积比 2005 年增加 4000 万公顷，森林蓄积量比 2005 年增加 3 亿立方米。（2019 年我国已实现单位 GDP 二氧化碳排放较 2005 年下降了 48%，非化石能源占比 15.3%）2016 年巴黎协定2020 年碳强度较 2005 年下降 40-45%，非化石能源消费占比达到 15%；2030年左右二氧化碳排放达到峰值，单位国内生产总值二氧化碳排放比 2005 年下降 60-65%，非化石能源占一次能源消费比重达到 20%左右，森林蓄积量比 2005年增加 45 亿立方米左右。2020 年联合国大会提高国家自主贡献力度，采取更有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于 2

5、030年前达到峰值，努力争取 2060 年前实现碳中和。数据来源：巴黎协定，新华社，“碳中和”主要可通过控制碳排放的产出和消减两方面实现。碳作为地球中有机生物的能量载体无时无刻的参与着循环，工业革命以来地球中二氧化碳的供给主要来源为化石燃料燃烧，而二氧化碳的需求主要来自绿色植被的光合作用，同时大气和地表的陆地海洋也在时刻进行着碳交换。“碳中和”意味着人类产生的碳和人类创造的森林碳汇总量相等，大气层中不会因人类活动而累积温室气体，因此只有控制碳的供给和需求双方才能实现“碳中和”。图 1：碳循环简图图 2：碳中和意味着“碳排放=碳吸收”数据来源：数据来源：全国能源信息平台控制能源领域碳排放是实现碳

6、中和的关键。2019 年全社会碳排放（不含LULUCF）约 113 亿吨，其中能源活动碳排放约 98 亿吨，占全社会碳排放（不含 LULUCF）的比重约 87%。因此控制能源领域碳排放是实现全社会碳中和的关键。能源活动碳排放包括能源生产和能源使用过程中的碳排放，其中能源生产与转换占比 47%，工业占比 36%（其中钢铁、建材、化工三大高耗能占比分别为 17%、8%、6%），交通运输占比 9%，建筑领域占比 8%。图 3：2019 年能源活动碳排放占全社会碳排放的 87%能源生产与转换,47%其他, 13.0%能源活动,87.0%钢铁, 17%建筑, 8%建材,8%交通运输, 9%其他工业,5%

7、 化工, 6%数据来源：全球能源互联网发展合作组织，我国当前能源消费结构仍然以化石能源为主。从能源消费来看，当前我国一次能源消费仍然以化石能源为主，2019 年我国一次能源消费 48.6 亿吨标准煤，其中煤炭占比 57.7%，原油占比 18.9%，天然气占比 8.1%，非化石能源消费占比 15.3%，虽然非化石能源占比已提前完成十三五规划 15%占比的目标，但仍处于较低水平。图 4：一次能源分类图 5：2019 年非化石能源占一次能源的比重为非化石能源, 15.3原油,18.9煤炭,57.715.3%天然气,8.1数据来源：数据来源：能源局，碳中和目标下，2050 年非化石能源占一次能源消费的

8、比重需超过 80%。根据清华大学气候变化与可持续发展研究院学术委员会主任何建坤教授的研究：“中国到 2060 年实现碳中和，实际上就是要努力实现以 1.5C目标为导向的长期深度脱碳转型路径。”对应 2050 年非化石能源占一次能源消费比重应超过 80%，基本形成以新能源和可再生能源为主体的近零碳排放能源体系。图 6：不同减排力度下我国二氧化碳排放量预测图 7：不同减排路径下非化石能源占比预测数据来源：中国长期低碳发展战略与转型路径研究数据来源：中国长期低碳发展战略与转型路径研究能源消费电力化：全社会用电量有望持续增长能源领域减碳，必须加快以电代煤、以电代油、以电代气，电能在终端能源的占比将不断

9、提升。2019 年我国终端能源消费 34.5 亿吨标准煤，预计 2025 年、2030 年分别达到 38 亿吨、40 亿吨标准煤。能源消费减碳，必须加快以电代煤、以电代油、以电代气，大力提升工业、交通、建筑领域电气化水平。当前我国电能在终端能源消费中的占比仅 27%左右，根据全球能源互联网发展合作组织预测，到 2030 年、2050 年、2060年电能占终端用能的比重有望分别达到 33%、57%和 66%，电能将逐步成为最主要的能源消费品种，取代煤炭在终端能源消费中的主导地位。图 8：预计终端能源消费增速将逐年放缓并于 2030年左右达峰（亿吨标准煤）图 9：2060 年电能占终端能源消费消费

10、的比重有望达到 66%达峰45403530252015105020192025E2030E2040E2050E2060E70%60%50%40%30%20%10%0%66%57%44%33%27%23%26%2012201820202030E 2040E 2050E 2060E数据来源： 全球能源互联网发展合作组织，数据来源：全球能源互联网发展合作组织，电能将成为最主要的能源利用形式，全社会用电量持续增长。根据全球能源互联网发展合作组织预测，2030-2060 年，我国工业、交通、建筑领域用能方式加快转向电能，到 2060 年全社会 2/3 的能源消费均为电能，实现能源消费体系转型。电能替代将

11、驱动全社会用电量持续增长，预计 2030 年以前全社会用电年均增速为 3.6%，2030 年用电量达到 10.7 万亿千瓦时；2030-2050 年均用电增速保持在 2.0%左右，2050 年用电量达到 16 万亿千瓦时；2050-2060 年均用电增速为 0.6%，2060 年用电量达到 17万亿千瓦时。（万亿千瓦时）年均增速2030-2050年均增速2.02020-2030年均增速3.62010-2020年均增速60.61816141210864202050-2060图 11：工业、交通、建筑领域电气化率有望显著提升图 10：2060 年全社会用电量有望达 17 万亿千瓦时75%81% 7

12、9%61%49%54%47%34%11%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%2030E2050E2060E201020202030E2050E2060E工业交通建筑数据来源： 全球能源互联网发展合作组织，数据来源：全球能源互联网发展合作组织，电力生产清洁化：清洁能源成为装机主力，化石能源发电加快转型我国当前的发电装机结构仍然以煤电为主。尽管近年来我国进行能源转型，火电装机占比有所下降（由2012 年的71.6%下降至2020 年的56.6%），但火电依然是我国当前发电的主力电源。2020 年我国电力总装机 22 亿千瓦，其中火电 12.5 亿千瓦（其中煤电 10.8 亿千

13、瓦），占比 56.6%，水电 3.7 亿千瓦，占比 16.8%，核电 0.5 亿千瓦，占比 2.3%，风电 2.8 亿千瓦，占比 12.8%，光伏 2.5 亿千瓦，占比 11.5%。图 12：近年来火电装机占比持续下降图 13：我国当前发电装机以火电为主（2020 年）100%80%60%40%20%光伏核电2.3%风电12.8%火电水电16.8%56.6%11.5%71.6% 69.1% 67.4% 65.8% 64.0% 62.2% 60.2% 59.2% 56.6%0%2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020火电水电核电风电光伏数据来源：能

14、源局，数据来源：能源局，未来新增电源装机主要为新能源发电，化石能源发电加快转型。未来在电源发展方面，各类电源发展呈现出“风光领跑、多源协调”态势。其中煤电装机控制在 2025 年达峰，2030-2050 年转型进程加快，到 2050 年下降至 3 亿千瓦左右，2060 年全部退出；气电主要作为调峰电源， 2030/2050/2060 年装机分别为 1.9 亿、3.3 亿和 3.2 亿千瓦；风电光伏逐步成为电源结构的主体，预计 2060 风电光伏装机占比接近 80%，清洁能源装机占比超过 95%。图 14：新能源发电成为未来的主力电源图 15：2060 年清洁能源装机占比超过 95%（亿千瓦）9

15、08070605040302010020202025E2030E2050E2060E煤电气电水电核电风电光伏生物质及其他燃氢生物质及其他2%光伏47%燃氢 煤电 气电3% 0% 4%水电10% 核电3%风电31%数据来源：全球能源互联网发展合作组织，数据来源：全球能源互联网发展合作组织，新能源发电是未来增速最快的电源种类。根据上述预测，十四五期间我国风电光伏装机容量有望翻倍，长期来看，2021-2060 年，风电光伏是我国各类清洁能源装机中年均复合增速最高的电源种类。图 16：十四五期间风电光伏装机有望翻倍图 17：各类电源装机复合增速对比5.45.62.82.5（亿千瓦）6543210202

16、02025E风电光伏20%18%16%14%12%10%8%6%4%2%0%17.5%13.9%12.9%7.68.4%8.3%4.56.3%5.2%3.83.11.52.3%0.3%1.0%1.3%2020-20252025-20302030-20502050-2060水电核电风电光伏数据来源：全球能源互联网发展合作组织，数据来源：全球能源互联网发展合作组织，新能源发电进入快速发展期，水电核电有望稳步增长发电集团积极布局，新能源发电进入发展快车道发电集团加大投入，积极布局新能源发电十四五期间各大发电集团大力投资新能源发电。在“碳中和”提出之后， 以五大发电集团为代表的主要发电企业纷纷响应，明

17、确碳达峰、碳中和 时间表和相关具体目标。要实现碳达峰碳中和目标，加大清洁能源开发 力度，是各大发电集团的共同选择，清洁能源装机占比的提高也是各大 集团实现碳达峰碳中和的一个重要指标。根据几大发电集团发布的规划，我们预计各大集团十四五期间新能源装机有望增长 1-3 倍（截止 2020 年底，几大集团新能源装机总量约 235GW，预计 2025 年将达到 650GW）。表 2：各大发电集团十四五均大力发展新能源装机十四五新能源规划国家能源集团“十四五”时期，集团公司将继续加大可再生能源开发力度，预计可再生能源新增装机达到 7000-8000 万千瓦。华能集团国家电力投资集团大唐集团到 2025 年

18、，发电装机达到 3 亿千瓦左右，新增新能源装机 8000 万千瓦以上，确保清洁能源装机占比50以上，碳排放强度较“十三五”下降 20。*未有明确装机规划到 2023 年，实现“碳达峰”。2025 年国家电投电力装机将达到 2.2 亿千瓦，清洁能源装机比重提升到 60（2020 年国家电投总装机 1.76 亿千瓦，清洁能源装机占比 56），按此计算，预计“十四五”期间新增新能源装机 3500 万千瓦。*未有明确装机规划到 2025 年非化石能源装机超过 50，提前 5 年实现“碳达峰”。（2020 年大唐总装机 1.59 亿千瓦，其中清洁能源占比为 38.2，若 2025 年非化石占比超过 50

19、，则预计十四五期间风电光伏装机需增加5000 万千瓦以上。）华电集团力争在“十四五”期间新增新能源装机 7500 万千瓦。到 2025 年，华电集团非化石能源装机占比将力争达到 50，非煤装机（清洁能源）占比接近 60，努力实现“碳达峰”。三峡集团“十四五”时期及后续发展阶段，三峡集团将保持每年 1500 万千瓦清洁能源新增装机规模的增速，为碳排放目标贡献力量。中广核集团2020 年上半年公开表示，中广核新能源十四五期间再造一个中广核新能源，也就是十四五期间新增20GW 风电光伏，但碳中和目标提出后，集团规划有所上调，假设十四五期间新增 30GW。数据来源：各集团规划，（国电投集团与大唐集团的

20、新增装机量为估算值）图 18：“十四五”期间几大电力集团新能源装机将增长 1-3 倍(GW)20202025E124123999978486162522424283217140120100806040200数据来源：各集团规划，（国电投集团与大唐集团的新增装机量为估算值）图 19：华能国际 2021 年资本开支主要集中于风电和光伏（亿元）171331912615106291362571001268 70 82 84 56 83 865935259333141006005004002917630017020010002011201220132014201520162017201820192020

21、2021E火电风电光伏数据来源：wind，风力发电集中度较高，光伏发电集中度有望提升风电市场较为集中，国企为主，前十大占比 70%。目前我国风电运营商以大型央企集团为主，行业集中度较高，前十大风力发电企业的装机占比达 70%。光伏市场较为分散，民营企业较多，预计集中度有望提升。我国光伏市场非常分散，前 10 大公司占比仅 27%，同时民企较多，民企占比远高于其他电力子行业（火电、水电民企极少）。近年来由于补贴退坡，光伏电站现金流较差，很多资金压力较大的民营企业将光伏电站出售，大国企则凭借较低的资金成本进行收购，迅速扩张，因此我们预计未来光伏行业集中度将有所提升。图 20：风电行业集中度较高（2

22、019 年数据）图 21：光伏发电行业较为分散（2019 年数据）中国长江三峡集团2%其他30%国家能源投资集团 19%中国华能集团 10%中国大唐集国家电力投资集团 9%协鑫新能源控股3%中国广核集团3%中国三峡新能源（集团）2%中节能太阳能2%中国华能集团2% 浙江正泰电器2%中国电力建设集团 北京天3% 润新能投资华润集团团9%国家电力投资集其他73%晶科电力科技2%北控清洁能源集3%4% 中国广核集团 中国华电集团团6%6%8%熊猫绿色能源集团团1%1%数据来源：各集团年报，数据来源：各集团年报，水电、核电有望稳步增长中国水电发电量近十年稳步增长，水电电源投资额近 5 年持续提升。截至

23、 2020 年底，中国水电装机约为 3.7 亿千瓦，约占全国发电总装机容量的 19% ；发电量约为 1.36 万亿度，占全部可再生能源发电量的 60%以上。水电电源建设投资完成额自 2016 年（617 亿元）起逐年提升，至 2020 年投资完成额已破千亿达 1077 亿元。图 22：2010 年至今国内水电产量稳步上升图 23：2020 年国内水电电源建设投资完成额 1077 亿元（万亿度）1.11.1 1.2 1.2 1.21.3 1.40.9 0.90.7 0.71.51.00.50.0产量:水电同比30%25%20%15%10%5%0%-5%（亿元）1239 1246107797194

24、3819905789617 622 6741400120010008006004002000电源基本建设投资完成额:水电 同比40%30%20%10%0%-10%-20%-30%123456789 10 11数据来源：wind、数据来源：wind、中国水电仍有较大发展空间，未来水电开发的重点地区在川、滇、藏，碳中和不改水电发展节奏，据测算20202030 年装机容量CAGR 为3.5%。中国水能资源技术可开发装机容量约为 6.9 亿千瓦，年均发电量约为 3 万亿度，目前国内仅开发 53.6%的水能资源。“十四五”期间，国内预计 将积极推进金沙江上游、雅砻江上游、大渡河干流等水电基地建设，打 造

25、藏东南“西电东送”接续能源基地。据“十四五”水电开发形势分析、 预测与对策措施统计的“十四五”投产的部分项目，“十四五”期间预 计水电装机至少新增 3629 万千瓦。由于水电在发电过程中近乎于零碳排放，碳中和下水电作为火电机组的替代将有望快速发展，但受限于国内水电资源有限及建设周期较长，预计“十四五”期间水电发展节奏稳定。根据中国水电发展远景规划，2030 年水电装机容量约为 5.2 亿千瓦，其中常规水电 4.2 亿 kW，抽水蓄能 1 亿 kW，水电开发程度约 60%， 20202030 年装机容量CAGR 为 3.5%保持稳步增长。表 3：预计“十四五”水电开发项目（万千瓦）“十三五”在建

26、“十四五”开工“十四五”投产河流备注项目名装机项目名装机项目名装机红水河大藤峡160大藤峡处于完建期托巴140如美240托巴140澜沧江邦多古水68260古学9乌东德870巴塘74乌东德870乌东德处于完建期白鹤滩1305岗托110白鹤滩1305苏洼龙116波罗96苏洼龙116叶巴滩金沙江拉哇198198昌波旭龙106225叶巴滩巴塘19874奔子栏220龙盘420两家人300杨房沟220卡拉106杨房沟220两河口雅砻江300孟底沟牙根二级170108两河口300楞古230金川86丹巴200金川86双江口200安宁40双江口200硬梁包120巴底78硬岩包120大渡河枕头坝二级24.6沙坪一

27、级36老鹰岩一级30老鹰岩二级37玛尔挡黄河羊曲150120茨哈峡宁木特200-大古66街需雅江中游加查5636米林合计43413387.63629数据来源：“十四五”水电开发形势分析、预测与对策措施、核能是高效零碳能源。核能是通过重核裂变释放能量，与燃煤发电相比，核能 2020 全年发电相当于减少燃烧标准煤 10474.19 万吨，减少排放二氧化碳 27442.38 万吨，减少排放二氧化硫 89.03 万吨，减少排放氮氧化物 77.51 万吨。“十三五”期间国内核能装机规模和发电量稳步增长，受福岛事故影响，2012 年后核电投资额逐年下降。据中国核能行业协会，2020 年我国运行核电机组共

28、49 台，装机容量 5103 万千瓦，全年有 2 台核电机组完成首次装料，分别为田湾核电 5 号机组和福清核电 5 号机组。“十三五”期间，核电装机规模CAGR 为 13.4%，核电发电量CAGR 为 16.4%，增速较快。国内核电投资额自 2009 年至今分为两个阶段：20092012 年期间 CAGR7.4%国家持续加大对核电投资；20122019 年，受福岛重大核安全事故影响，国内审慎增加核电投资，期间投资额CAGR-11.4%。图 24：核电装机规模和发电量逐年上升图 25：2012 年后核电投资额逐年下降（万千瓦）（亿度）（亿元）600050004000300020001000020

29、13 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020核电装机规模 核电发电量4000350030002500200015001000500010008006004002000投资额同比20%10%0%-10%-20%-30%数据来源：中国核能行业协会、数据来源：中国未来核电发展趋势与关键技术、国泰君安证券研究国内核电机组主要集中于中广核电力、中国核电，权益装机及占比分别为 16,357MW(33.6%)、10,314MW(21.2%)。国内拥有核电电站运营板块牌照的只有 3 家央企：中广核集团、中核集团和国电投集团；五大发电集团的其余 4 家、地方能源集团等只能通过参股的

30、方式参与核电站开发建设。图 26： 2019 年底国内核电装机占比情况图 27：2019 年底上市公司核电权益装机占比情况(MW)5.1039.2055.7052, 01949, 44635, 9 10314, 2116357, 341542832中国核电中广核国电投中广核电力 中国核电 非上市公司 华电福新 皖能电力 其他数据来源：wind、注：中广核与国电投各持有红沿河 1-4 号（447.6 万千瓦） 45股权，在图中算入中广核数据来源：中国未来核电发展趋势与关键技术、福岛事故后，核电的发展并未停止，更高安全性能的三代核电技术迎来发展。中国是六个具备出口三代轻水堆核电机组的国家之一，中国

31、“华龙一号”HPR1000 示范电站-福清 5 号计划于 2018 年年底冷试，海外首堆-巴基斯坦 Karachi 2 号也进入安装向调试过渡期。表 4：中国签订的三代核电机组出口合同情况业主国机组堆型装机容量(MW)首堆开工时间巴基斯坦阿根廷Karachi 2-3 号-HPR1000HPR10001170*211702015-8-20数据来源：“一带一路”核电出口国际竞争力分析、政策积极推动，核能有望迎来新一轮发展。2020 年 12 月 21 日发表新时代的中国能源发展白皮书中对核电的描述是“安全有序发展核电”，而在 2021 年两会提出“在确保安全的前提下积极有序发展核电”，我们预计在国

32、家的积极支持下叠加国内第三代核电技术实现自主可控，未来我国核电有望迎来新一轮发展。投资建议新能源发电：进入高速发展阶段，推荐新能源发电行业龙头新能源发电即将进入发展快车道，推荐行业龙头公司。风力发电推荐装机规模较大、项目资源储备丰富的全国性风电 H 股公司龙源电力（0916.HK）、大唐新能源（1798.HK）、中广核新能源（1811.HK）以及 A 股风电运营龙头节能风电（601016.SH）；光伏发电推荐长期成长确定性较强且拥有高分红属性的信义能源（3868.HK）以及 A 股光伏运营龙头太阳能（000591.SZ）、晶科科技（601778.SH）。水电：推荐业绩稳定、高分红、有装机增长的大水电推荐业绩稳定、高分红、有装机增长的大水电。a）业绩稳定：水电业