導(dǎo)讀：火電靈活性改造的技術(shù)路線初步定型，同時國內(nèi)新能源裝機的消納壓力提升、電力輔助服務(wù)市場化制度逐步完善，有望催化改造投資加速落地。
摘要
投資建議：火電靈活性改造技術(shù)路線初步定型的背景下，新能源消納壓力提升以及加速完善的全國統(tǒng)一電力市場催化改造需求加速釋放。
我國靈活性調(diào)節(jié)電源比重較低，在技術(shù)路線初步清晰的背景之下，新能源裝機的消納壓力提升、電力輔助服務(wù)市場化制度逐步完善，催化靈活性改造訂單加速釋放。推薦：1）推薦掌握寬負荷脫硝裝置改造核心技術(shù)以及熱電機組改造專利技術(shù)的火電靈活性改造龍頭青達環(huán)保；2）推薦具備豐富火電煙氣治理經(jīng)驗、大股東實力強勁的龍凈環(huán)保；3）受益標的為兼具火電煙氣工程&運營業(yè)務(wù)的清新環(huán)境、高效節(jié)能鍋爐設(shè)計制造商華光環(huán)能。
火電靈活性改造目標明確，技術(shù)路線初步定型，奠定改造投資放量的基礎(chǔ)。
1)目前火電純凝機組與熱電機組改造的技術(shù)路線已經(jīng)初步確定，純凝機組改造重點為穩(wěn)定運行以及煙氣排放達標；熱電機組圍繞熱電解耦緩解北方地區(qū)“風(fēng)熱沖突”。2) 火電裝機規(guī)模與發(fā)電量均占我國電源主導(dǎo)，存量火電機組具備改造空間?！笆奈濉逼陂g計劃完成2億千瓦，增加系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力3000—4000萬千瓦，對應(yīng)煤電靈活性市場空間約60-180億元。隨著調(diào)節(jié)容量的提升，將進一步擴大靈活性改造規(guī)模，若考慮存量煤電機組全部改造，則靈活性改造市場空間將達約600億元，同時創(chuàng)造電力輔助服務(wù)運維市場。
中國新型電力系統(tǒng)建設(shè)迫切需要提升調(diào)峰調(diào)頻資源，火電靈活性改造需求釋放節(jié)奏有望超預(yù)期。
我國清潔能源轉(zhuǎn)型加速，要求輸配端加大風(fēng)、光等新能源裝機的消納能力并維持電網(wǎng)穩(wěn)定。在“保供+消納”矛盾之下，利用火電靈活性改造增加調(diào)頻資源是必然趨勢。我們認為，“十四五”期間，搭建以靈活性火電與水、儲相結(jié)合的電力調(diào)頻調(diào)峰輔助服務(wù)體系是大概率事件。我國靈活性調(diào)節(jié)電源占比仍遠低于歐洲等國，存在較大靈活性調(diào)節(jié)缺口，需求釋放節(jié)奏有望超預(yù)期。
全國統(tǒng)一電力市場加速建設(shè)，市場機制完善推動火電靈活性改造市場釋放。
1）電力現(xiàn)貨市場已在14個省市開啟兩輪試點，輔助服務(wù)市場已實現(xiàn)區(qū)域、省級全覆蓋。由于我國各試點地區(qū)現(xiàn)貨交易規(guī)則不統(tǒng)一，導(dǎo)致跨地區(qū)交易存在壁壘。2）南方區(qū)域電力市場于2022年7月啟動試運行，五省區(qū)根據(jù)統(tǒng)一的規(guī)則進行跨省、跨區(qū)交易，進一步銜接調(diào)頻、備用以及調(diào)峰輔助服務(wù)市場。隨著南方區(qū)域電力市場開啟聯(lián)合出清技術(shù)試點，全國電力現(xiàn)貨以及輔助服務(wù)統(tǒng)一市場有望加速建設(shè)并且完善市場定價機制，進一步鼓勵電源側(cè)參與電力輔助服務(wù)市場，推動火電靈活性改造需求釋放。
風(fēng)險提示：新能源裝機并網(wǎng)進度不及預(yù)期、行業(yè)政策變化、技術(shù)迭代的風(fēng)險。
正文
1. 新能源消納壓力提升，打開火電靈活性改造市場
我國新能源裝機持續(xù)提升，消納壓力不斷加大。據(jù)全國新能源消納監(jiān)測預(yù)警中心，截至2022年二季度，我國風(fēng)電、光伏累計裝機規(guī)模分別為3.42、3.36億千瓦，新增裝機分別同比增長3.7%、114%?！笆奈濉逼陂g，國家風(fēng)電光伏發(fā)電大基地項目進入并網(wǎng)投產(chǎn)期，新能源消納壓力不斷加大。2022年一季度累計棄風(fēng)電量60億千瓦時，棄光電量24億千瓦時。
新能源消納量壓力提升，倒逼新型電力系統(tǒng)加速建設(shè)。我們前期發(fā)布的行業(yè)深度報告中提出，參照發(fā)達國家新能源消納經(jīng)驗，我們認為，我國將：1）建設(shè)以市場化手段為核心的電力&電力輔助服務(wù)交易市場，配置調(diào)峰、調(diào)頻資源；2）并將寬負荷火電的調(diào)峰、調(diào)頻資源，與大型電化學(xué)儲能、抽蓄等技術(shù)路線的調(diào)節(jié)資源進行綜合配置，實現(xiàn)兼顧新能源消納的同時保證電網(wǎng)穩(wěn)定的目標。
“十四五”期間，電源側(cè)將以靈活性火電與水、儲結(jié)合的形式提供輔助服務(wù)，保障輸配平穩(wěn)。我們認為，在國內(nèi)加速建設(shè)新型電力系統(tǒng)的過程中，火電作為最主要的電力基荷供應(yīng)來源，累計裝機13億千瓦，具備較大的改造空間。“十四五”期間將以靈活性改造存量火電機組，同時結(jié)合抽水蓄能以及電化學(xué)儲能的方式進行調(diào)峰調(diào)頻，化解風(fēng)電、光伏電源投產(chǎn)并網(wǎng)對輸配側(cè)產(chǎn)生的壓力。
我國靈活性調(diào)節(jié)電源比重較低，火電靈活性改造市場即將開啟。據(jù)中電聯(lián)統(tǒng)計，2018年我國火電深調(diào)、抽水蓄能、燃氣發(fā)電等靈活調(diào)節(jié)電源裝機占比不到6%，而西班牙與德國靈活性調(diào)節(jié)電源占比分別達到34%和18%。中電聯(lián)預(yù)計，至2025年風(fēng)電、太陽能發(fā)電和核電裝機占總裝機的比重為28%，而靈活調(diào)節(jié)電源占總裝機比重將達到9.4%。我國非化石能源裝機雖已達到世界第一，靈活性調(diào)節(jié)電源占比仍遠低于歐洲等國，電源側(cè)存在靈活性調(diào)節(jié)缺口，火電靈活性改造市場即將開啟。
2. 火電靈活性改造目標明確，技術(shù)路線初步完善
火電裝機規(guī)模與發(fā)電量均占我國電源主導(dǎo)，存量火電機組具備改造空間。根據(jù)《全國煤電機組改造升級實施方案》，存量煤電機組靈活性改造應(yīng)改盡改，“十四五”期間完成2億千瓦，增加系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力3000—4000萬千瓦。
火電純凝機組與熱電機組改造后最小技術(shù)出力大幅降低，但不同機組改造重點有所差異。根據(jù)中電聯(lián)，目前我國在運煤電機組一般最小出力為50～60%，國內(nèi)試點靈活性改造示范項目最小出力可低至30%～35%額定容量，部分機組可以低至20%～25%。
純凝機組：靈活性改造重點為低負荷運行條件下，保障鍋爐燃燒穩(wěn)定性以及脫硝裝置排放達標，現(xiàn)階段主要改造內(nèi)容為低溫?zé)煔馍郎匾约板仩t升級。
熱電機組：主要通過熱電解耦等方式提升機組深度調(diào)峰能力，緩解供暖期熱電沖突引發(fā)的新能源消納壓力。根據(jù)中電聯(lián)，在運煤電機組冬季供熱期最小出力為75～85%，經(jīng)改造后，熱電聯(lián)產(chǎn)機組最小技術(shù)出力達到40%～50%額定容量，部分熱電解耦改造最小技術(shù)出力可進一步降低。
3. 純凝機組：改造重點為穩(wěn)定運行+環(huán)保達標
純凝機組靈活性改造的重點為保障鍋爐低負荷穩(wěn)定運行，同時實現(xiàn)煙氣排放達標。純凝機組靈活性改造的目的為降低機組最小技術(shù)出力，增加調(diào)峰能力，為間歇性可再生能源消納提供調(diào)頻調(diào)峰資源。
鍋爐改造：在鍋爐系統(tǒng)改造方面，核心在于降低負荷的同時保證燃燒穩(wěn)定性。一方面保持燃燒穩(wěn)定的最低出力決定了機組的最大調(diào)節(jié)深度，另一方面燃燒穩(wěn)定性也是保證運營安全的核心指標。
煙氣改造：低負荷將導(dǎo)致燃燒量的減少，使爐膛的整體煙氣溫度降低，使得煙氣溫度脫離SCR催化劑的活性溫區(qū)。為保障煙氣排放達標，靈活性改造也需要針對排放煙氣進行提溫。
用綜合性手段實現(xiàn)鍋爐低負荷穩(wěn)定燃燒。穩(wěn)定燃燒的改進措施包括低負荷精細化燃燒調(diào)整，燃燒器、制粉系統(tǒng)優(yōu)化改造，入爐煤質(zhì)的改善，加裝等離子燃燒器或富氧燃燒器，增加微油點火系統(tǒng)等。此外，從安全性的角度，為防止深度調(diào)峰工況時，鍋爐水冷壁進水分配不均造成的爆管風(fēng)險，同時還需要提高水動力安全性。
低負荷運行機組脫硝系統(tǒng)需增加煙氣溫度調(diào)節(jié)裝置，水側(cè)&煙側(cè)方案并行。為了符合超低排放標準（即在基準氧含量 6%條件下，煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放濃 度分別不高于 10、35、50 毫克/立方米），火電廠對產(chǎn)生的氮氧化物通過化學(xué)還原法進行脫除。我國主流的脫硝方法為選擇性催化還原法（SCR）。機組低負荷運作時，SCR 入口溫度低于催化劑活性要求的溫度區(qū)間，如未進行改造，將造成脫硝系統(tǒng)被迫退出，煙氣排放不達標。改造措施包括省煤器水側(cè)和煙氣側(cè)兩種方案，提升入口溫度，保障催化劑在活性溫度區(qū)間運作，使得煙氣達到超低排放標準。
寬負荷脫硝工藝改造根據(jù)省煤器改造流程可分為水側(cè)與煙氣側(cè)。
水側(cè)技術(shù)路線：水側(cè)改造僅針對省煤器內(nèi)水體流程進行改造，以此提高煙溫，不改變煙氣的流場和溫度場，對整個燃燒系統(tǒng)的性能影響較小。水側(cè)改造對增加管道管徑有限，便于現(xiàn)場裝置，因此省煤器水側(cè)旁路相較其他水側(cè)改造方案，工期較短、改造費用較低。
煙側(cè)技術(shù)路線：省煤器煙氣側(cè)改造需要針對煙氣流程以及煙道進行改造，使得煙道流場以及溫度場進行改變。省煤器煙氣旁路與水側(cè)旁路相比，溫升程度較高，可滿足鍋爐在較低負荷下煙溫提升的需求。由于煙氣旁路增加管徑較多，因此相較水側(cè)旁路工期較長、改造成本較高，但是可以承擔(dān)更深度的功率調(diào)節(jié)。
4. 熱電機組：熱電解耦緩解供暖季“風(fēng)熱”沖突
北方地區(qū)供熱需求提升以及新增風(fēng)電裝機并網(wǎng)投產(chǎn)加劇供暖季“風(fēng)熱沖突”，新能源消納壓力加大。1）風(fēng)電出力與供熱峰值的時段重疊導(dǎo)致供暖期間熱電聯(lián)產(chǎn)機組調(diào)峰能力下降。據(jù)2020年城市建設(shè)統(tǒng)計年鑒，“十三五”期間，我國城市集中供熱面積由67億平方米提升至99億平方米，逐步提升的供暖需求將進一步加劇了熱電矛盾。2）根據(jù)全國新能源消納監(jiān)測預(yù)警中心，2022年二季度，北方地區(qū)風(fēng)電新增裝機占全國79.5%，同比增加44.5個百分點。國家風(fēng)電光伏發(fā)電大基地項目在北方地區(qū)投產(chǎn)比重較大，進一步加大北方地區(qū)消納壓力。
熱電聯(lián)產(chǎn)機組可通過增加儲熱裝置或改造機組等熱電解耦方式進行靈活性改造，緩解北方地區(qū)新能源消納壓力。
第一類改造技術(shù)：為增加蓄熱罐、熱泵、蓄熱式電鍋爐等輔助供熱裝置。在電負荷峰值時，通過輔助熱源承擔(dān)熱電廠的熱負荷，增加新能源出力；在電負荷低谷時，可將多余的風(fēng)電生產(chǎn)的熱量儲存，用于非棄風(fēng)時段供熱。
第二類改造技術(shù)：為對機組進行改造，提升機組的供熱能力，降低電負荷。改變機組的設(shè)計運行工況將影響機組使用壽命，同時增加運行成本，因此第二類改造多用作應(yīng)急調(diào)峰手段使用。
第一類改造技術(shù)：
機組熱泵改造：增加電驅(qū)動熱泵機組提取循環(huán)水熱量，通過對熱網(wǎng)水二次加熱實現(xiàn)對外供熱，可提升機組供熱能力，對機組進行一定程度的調(diào)峰。
蓄熱罐：適用于機組具有富余的供熱能力，如富余供熱能力較大，可保證電負荷高峰時段蓄熱罐蓄熱充足，從而可在電負荷高峰期進行供熱。
電鍋爐：儲熱式電鍋爐通過電加熱器將多余的可再生能源以顯熱的方式將熱能進行存儲，在供熱需求提升的時候進行對外供熱，適用于可再生能源發(fā)電占比較大的情況。
第二類改造技術(shù)：
低壓缸背壓機改造：對汽輪機低壓缸通流部分進行高背壓改造，提高機組低壓缸效率。
旁路供熱系統(tǒng)：對機組旁路系統(tǒng)進行供熱改造，補充供熱的不足部分，滿足熱負荷的同時降低機組電負荷。
光軸供熱改造：供暖工況下，蒸汽幾乎全部用于供熱，大幅提高供熱
低壓缸零出力供熱改造技術(shù)方案：切除低壓缸的進汽，將低壓缸進行“零”出力運行，使得蒸汽大部分用于供熱，可大幅提高機組供熱能力。
5. 全國統(tǒng)一電力市場加速建設(shè)，推動靈活性改造需求釋放
電力現(xiàn)貨市場在14個省市開啟兩輪試點，輔助服務(wù)市場已實現(xiàn)區(qū)域、省級全覆蓋。1）2017年8月，國家發(fā)改委、國家能源局選取南方（以廣東起步）、蒙西、浙江、山西、山東、福建、四川、甘肅8個地區(qū)作為第一批電力現(xiàn)貨交易試點。2021年5月，電力現(xiàn)貨試點范圍擴大，上海、江蘇、安徽、遼寧、河南、湖北等6省市為第二批電力現(xiàn)貨試點。2）2017年，國家能源局印發(fā)《完善電力輔助服務(wù)補償（市場）機制工作方案》，計劃通過地區(qū)改革試點，分三階段在“十三五”期間完善電力輔助服務(wù)補償（市場）機制。自2017年起，東北、福建、山西、甘肅等地相繼正式運行地方電力輔助服務(wù)市場，截至2020年底，全國6個區(qū)域電網(wǎng)和30個省級電網(wǎng)啟動電力輔助服務(wù)市場，實現(xiàn)各區(qū)域、省級輔助服務(wù)市場全面覆蓋。
南方區(qū)域電力市場啟動跨省區(qū)聯(lián)合出清試運行，全國電力現(xiàn)貨以及輔助服務(wù)統(tǒng)一市場加速建設(shè)。1）國家發(fā)展改革委、國家能源局發(fā)布《關(guān)于加快建設(shè)全國統(tǒng)一電力市場體系的指導(dǎo)意見》，目標到2025年，初步建成全國統(tǒng)一電力市場體系，到2030年，基本建成全國統(tǒng)一電力市場體系。2）目前，我國各試點地區(qū)現(xiàn)貨交易規(guī)則不統(tǒng)一，導(dǎo)致跨地區(qū)交易存在壁壘。南方區(qū)域電力市場于2022年7月啟動試運行，廣東、廣西、云南、貴州、海南五省區(qū)根據(jù)統(tǒng)一的規(guī)則進行跨省、跨區(qū)交易，進一步銜接調(diào)頻、備用以及調(diào)峰輔助服務(wù)市場。隨著南方區(qū)域電力市場開啟跨省區(qū)現(xiàn)貨市場聯(lián)合出清技術(shù)試點，全國電力現(xiàn)貨以及輔助服務(wù)統(tǒng)一市場有望加速建設(shè)。
電力市場機制完善將推動火電靈活性改造百億市場釋放。我國目前電力現(xiàn)貨市場未發(fā)揮調(diào)動調(diào)峰資源的市場化作用，輔助服務(wù)市場以補償制為主，未將用戶側(cè)納入定價機制。我們認為，我國將加速統(tǒng)一電力現(xiàn)貨市場以及輔助服務(wù)市場并且完善市場定價機制，引入用戶側(cè)承擔(dān)調(diào)峰、調(diào)頻等服務(wù)成本，進一步鼓勵電源側(cè)參與電力輔助服務(wù)市場，推動火電靈活性改造需求釋放。
根據(jù)《火電靈活性改造的現(xiàn)狀、關(guān)鍵問題與發(fā)展前景》，在不包括儲能設(shè)備的情況下，平均改造投資30~90元/千瓦。因此，“十四五”煤電靈活性市場空間約60-180億元。隨著調(diào)節(jié)容量的提升，將進一步擴大靈活性改造規(guī)模，若考慮存量煤電機組全部改造，則靈活性改造市場空間將達約600億元，同時創(chuàng)造電力輔助服務(wù)運維市場。
6. 投資建議
搭建清潔低碳、供應(yīng)安全、價格低廉的電力能源體系，是我國清潔能源轉(zhuǎn)型的終極目標。在現(xiàn)有價格機制和技術(shù)水平之下，三大目標的協(xié)同一直是“不可能三角”難題，快速提升新能源電源的消納能力至關(guān)重要。
在目前我國靈活性調(diào)節(jié)電源比重較低的背景下，從裝機規(guī)模與發(fā)電量兩個維度來看，存量火電機組具備較大的改造空間。隨著我國新能源裝機的消納壓力提升以及電力輔助服務(wù)的市場化機制完善，火電靈活性改造市場需求將加速釋放。
投資建議：1）推薦掌握寬負荷脫硝裝置改造核心技術(shù)以及熱電機組改造專利技術(shù)的火電靈活性改造龍頭青達環(huán)保；2）推薦具備豐富火電煙氣治理經(jīng)驗、大股東實力強勁的龍凈環(huán)保；3）受益標的為兼具火電煙氣工程&運營業(yè)務(wù)的清新環(huán)境、高效節(jié)能鍋爐設(shè)計制造商華光環(huán)能。
7. 風(fēng)險提示
新能源裝機并網(wǎng)進度不及預(yù)期、行業(yè)政策變化、技術(shù)迭代的風(fēng)險。更多股票資訊，關(guān)注財經(jīng)365！