基于能量传输角度探索煤企的最优模式未来是运煤还是输电

1、目录1. “运煤”仍将是中长期的主要能量传输方式 .1.1 远距离能量传输因国情而起 .1.2 从能量传输效率角度和成本角度来看运煤模式均具优势 .2. 煤电运一体将是煤企的最优解 .3. 主要煤电运一体模式的上市公司介绍 .3.1 中国神华煤电运协同的综合类能源企业 .3.2 兖州煤业布局华东铁路的区域龙头煤企 .3.3 淮河能源有望注入煤矿完成煤电运一体建设 .4. 风险提示 1相关报告汇总 1插图目录图 1： 运煤输电两种能量传输模式图.图 2： 国内煤炭产地产量（左图）、贸易流（右图）情况.图 3： 运煤输电两种模式下的成本和效率图（能量路径：大同上海）.图 4： 不同模式下煤企在产业

2、链中的收入占比（能量路径：大同上海）.图 5： 煤电运一体的公司将充分享受改革红利.图 6： 19 年中国神华各业务营业收入占比.图 7： 中国神华拥有的铁路线路图.图 8： 19 年兖州煤业各业务营业收入占比.图 9： 19 年淮河能源各业务营业收入占比.表格目录表 1： 中国神华 19 年运输板块经营数据.DONGXING SECURITIES东兴证券深度报告P3煤炭行业： 未来是运煤还是输电？“运煤”仍将是中长期的主要能量传输方式远距离能量传输因国情而起能量是人类社会前进的动力源，自第二次工业革命以来电能一直是最经济、实用、清洁且容易控制和转换的能源形态。对于电能的获取，有火电、水电、风

3、电等方式，国内因“多煤，少油，贫气”的国情而以煤电作为主要的能源供应方式。于煤电而言，能量的传输主要有“运煤”和“输电”两条路径。煤炭和电无外乎都是能量的载体，其区别在于煤炭储存成本低而转换做工成本较高，电能反之。运煤是将矿井挖出的煤先通过空间转移至终端市场较近的电厂，然后再以火力发电的形式实现能量传输；输电是将矿井挖出的煤直接在坑口发电，然后再以输配电的方式运到终端需求端。图1：运煤输电两种能量传输模式图资料来源： CNKI、东兴证券研究所国内有巨大的能量跨区域传输需求。我国的煤炭资源及产量主要集中在西部地区，19 年内蒙古、山西、陕西地区煤炭产量 26.4 亿吨，占全国的 70.5%，而对

4、于能源需求量较大的华东、华南地区煤炭产量却很少，客观存在的资源分布空间不匹配是国内需要大规模能量传输的根本原因。我们可通过考察国内煤炭运量来确定能量传输需求的大小，19 年铁路煤炭发运量完成 24.6 亿吨，占比煤炭产量 65%，我国北方沿海港口发运煤炭7.69 亿吨，占比煤炭产量 21%，其中北方港口发运量可以折射国内西部地区至华东华南地区的能量传输量。P4东兴证券深度报告煤炭： 未来是运煤还是输电？DONGXING SECURITIES图2：国内煤炭产地产量（左图）、贸易流（右图）情况资料来源： wind、东方战略发展规划部、东兴证券研究所1.2 从能量传输效率角度和成本角度来看运煤模式均

5、具优势最大限度地提升能量转换效率一直是可持续发展的要求，而在追求效率的同时也需兼顾经济效应。我们通过对比国内煤炭主产地山西省大同市到华东经济中心上海市的成本和效率，来类比全国西部地区到东部沿海地区的能量传输过程。 运煤在能量传输效率上具有较大优势。在能量空间转移的过程中，影响效率的两个关键因素是：空间转移过程的损耗率的大小；坑口发电与终端需求所在地发电效率的高低。运煤过程的空间损耗率就是在汽运、货运、航运等过程中煤炭的热值变化与掉落遗失共同决定的，据统计在西煤东运的过程中综合损耗率不足 1%。而西部地区的电厂需通过特高压技术才能实现远距离输送，据特高压和超高压交流输电系统运行损耗比较分析的数据

6、，可知利用特高压技术进行 1000 公里传输的损耗率在 2.66%-2.74%之间（大同至上海的直线距离为 1232Km，损耗率3.27%）。此外，国内西部煤炭矿井周边通常严重缺水，就地发电需采用空冷发电机组，其供电煤耗高于水冷机组10%以上。综合来看，运煤形式的损耗率不足1%，而输电的能源损耗率超过 13%。运煤实际上更具经济效应。谈及经济效应，可能大家最直观的方法就是通过对比山西省的平均电价（0.48元/度）与上海电价（0.65 元/度），同时再对比山西煤价（355 元/吨）和上海煤价（613 元/吨），发现上海电价多 35%，而煤价多 73%，得出输电更具经济效应的结论。这其实是不够全面

7、的，主要因为国内的电价还未完全市场化，终端用电市场价与成本无直接关系。对于跨区域输电，在输出地的上网电价是低于本地平均上网电价的（举例：山西本地燃煤上网电价是 0.35 元/度，如果将山西的电卖到上海，那么这批电在山西的上网价是低于 0.35 元/度的）。因此火电厂对远距离输电的积极性是不高的。鉴于同一终端市场的电价是确定的，我们可以通过计算能量传输过程中各环节的成本来推得整个产业链的毛利率来判断不同运输方式的经济效应。1 运煤：坑口价（355 元/吨）运输（258 元/吨，毛利率 25%，运输成本 193.5=258*(1-25%)元/吨）电厂发电（煤炭市场价 613=355+258 元/吨

8、，煤炭成本占总成本 80%，发电环节额外成本增加153.25=613/0.8-613 元/吨）电网配电（配电环节额外成本增加 0.2 元/度，配电 1900 度）。总成本：355+193.25+153.25+1900*0.2=1081.5，毛利率：1-1081.5/(1900*0.65)=12.4%。DONGXING SECURITIES东兴证券深度报告P5煤炭行业： 未来是运煤还是输电？2 输电：坑口价（355 元/吨）坑口发电（坑口价 355 元/吨，煤炭成本占总成本 80%，发电环节额外成本增加 88.75=355/0.8-355 元/吨）电网输电（成本：0.094=1232*0.000

9、076 元/度，输电量 1700度）电网配电（配电环节额外成本增加 0.2 元/度， 损耗率 3.27%=2.66%/1000*1232 ，配电 1644=1700*(1-3.27%) 度 ）。 总 成 本 ： 355+88.75+1700*0.094+1700*0.2=943.55 ，毛利率： 1-943.55(1644*0.65)=11.7%。（0.000076 元/(度*km)的特高压输电成本来自输煤还是输电-基于线性规划模型的优化研究）图3：运煤输电两种模式下的成本和效率图（能量路径：大同上海）资料来源： CNKI、中国电力知库、东兴证券研究所目前国内也以“运煤”为主要能量传输方式。据

10、中国储能网的数据，19 年西北（包含蒙西地区）向华东负荷中心跨区输电量合计 534 亿千瓦时，相当于为负荷中心运送 2811 万吨动力煤。结合上文提到的 19 年国内北方沿海港口发运煤炭 7.69 亿吨，可估算出“输电”形式的能量传输仅占“运煤”形式的 3.7%。P6东兴证券深度报告煤炭： 未来是运煤还是输电？DONGXING SECURITIES煤电运一体将是煤企的最优解国内当下的跨区域能量传输还是以运煤为主，且从能量传输效率角度和成本角度来看运煤模式均具优势，预计中长期国内仍以运煤为主输电为辅的形式进行能量传输，那么在这种格局下煤企应具有什么业务模式才能保持长期受益？为寻求煤企的最优模式，

11、首先需判断在“运煤”为主的格局下煤企有几种业务模式：1.单一煤炭业务，即主要进行挖煤然后在矿井坑口直接卖掉；2.煤电一体模式；3.煤电运一体模式。显而易见的是，当下煤企产业链延伸的越长，在整个产业链中的收入占比将会越高。如果继续以大同到上海的例子来看，单煤业务在煤电产业链的占比仅为 29%，煤电一体占 44%，煤电运一体占 65%。图4：不同模式下煤企在产业链中的收入占比（能量路径：大同上海）资料来源： CNKI、wind、东兴证券研究所从长远的角度，煤电运一体化的公司将尽享电力市场化改革带来的红利。与欧洲、日本等国相比，中美两国的电力价格都属于较低水平，但国内电价相较于人均能源资源更禀赋的美

12、国的依然更低一些。未来伴随经济的增长和电力市场化改革，国内平均电价有望提升。这就相当于把煤电产业链的整体蛋糕做大了（见下图）。在电力市场化改革中，对于电网的“管住中间，放开两端” （连维良解释说，“放开两头”，就是对发电方、售电方、用电方提高市场化程度，实现更加充分的竞争。“管住中间”，就是在电网、输配电环节强化政府管理，因为这是自然垄断环节。形象地讲，今后输配电网相当于高速公路，只要向电网交了过路费，发电企业和用电企业就可以逐步实现直接交易。）的改革，也将优化电网资源、降低输配电成本，使得煤电运一体的公司在产业链中占据更大的份额。DONGXING SECURITIES东兴证券深度报告P7煤炭

13、行业： 未来是运煤还是输电？图5：煤电运一体的公司将充分享受改革红利资料来源： CNKI、东兴证券研究所主要煤电运一体模式的上市公司介绍中国神华煤电运协同的综合类能源企业中国神华是全国最大的综合类能源企业之一，其以煤炭和电力为主业。19 年公司实现煤炭销售量 4.4 亿吨，产量 2.8 亿吨，是国内煤企之最；公司发电装机量 31029 兆瓦，发电 1397.7 亿度，隶属于五大发电集团的国家能源集团。图6：19 年中国神华各业务营业收入占比资料来源： 公司公告，东兴证券研究所P8东兴证券深度报告煤炭： 未来是运煤还是输电？DONGXING SECURITIES中国神华除去煤电业务外，还广泛布局

14、运输业务，包括铁路、港口以及航运。19 年公司自有铁路货运周转量 3189 亿吨公里，自有港口下水煤 2.32 亿吨，神华中海航运的航运货运量达 1.1 亿吨。公司不仅具有较大规模的运输业务且与煤电业务高度协同，是较为成熟的煤电运一体的能源巨头。图7：中国神华拥有的铁路线路图资料来源： 公司公告、东兴证券研究所表1：中国神华 19 年运输板块经营数据名称2019 年经营数据单位备注神朔铁路52.4十亿吨公里-朔黄铁路十亿吨公里-176.8黄万铁路十亿吨公里-大准铁路31.7十亿吨公里-包神铁路9.1十亿吨公里-铁路巴准铁路3.4十亿吨公里-甘泉铁路1.4十亿吨公里-准池铁路10.7十亿吨公里-

15、塔韩铁路-十亿吨公里-黄大铁路在建十亿吨公里预计今年投产黄骅港187.1（下水煤量）百万吨-港口神华天津码头45（下水煤量）百万吨-珠海煤码头-百万吨-航运神华中海航运109.6（货运量）百万吨-资料来源： 公司公告、东兴证券研究所DONGXING SECURITIES东兴证券深度报告P9煤炭行业： 未来是运煤还是输电？兖州煤业布局华东铁路的区域龙头煤企兖州煤业是中国和澳大利亚主要的煤炭生产商、销售商和贸易商之一，产品主要包括动力煤、喷吹煤，适用于电力、冶金及化工等行业；煤炭产品主要销往中国的华东、华北、华南、西北等地区及日本、韩国、新加坡、澳大利亚等国家。公司境内外拥有煤炭年产能超过 1.5

16、 亿吨，并经营 7 座电厂，总装机容量为 482MW，此外公司还在山东省拥有自营铁路网和现代化煤炭水运码头、航运船队。19 年公司实现商品煤销量 1.16 亿吨，发电 26.53 亿度，铁路货物运输量 1926 万吨。图8：19 年兖州煤业各业务营业收入占比资料来源： 公司公告，东兴证券研究所淮河能源有望注入煤矿完成煤电运一体建设淮河能源是芜湖市规模较大的集煤炭贸易、港口、运输为一体的国有控股上市公司。根据 19 年年报，公司召以 19 年 5 月 31 日为资产和股权交割日对省港口运营集团进行增资，当前公司主要业务有：1.铁路运输业务，公司自有铁路长度为 272.5km，运力为 7000 万吨/年；2.煤炭贸易业务，主要由公司全资子公司电燃公司和电燃（芜湖）公司开展，主要从事电力领域内煤炭加工、批发