1、本文主要基于“雙碳”政策，從“自上而下”角度探討煤炭需求達峰的時間，是上一篇動力煤研究框架系列之一：需求研究框架中“自上而下”理論的細致梳理。一、“雙碳”政策推動我國發電結構變化（一）我國電力結構：火電職責重心從“主力調峰”轉移“發電主力”是火電的職責重心。“富煤、貧油、少氣”的資源稟賦現狀決定了我國以煤炭為主的一次能源結構，也使得火電在電力領域處于絕對的主導地位。根據歷史發電量數據及裝機規模，我們發現從新中國成立到 2013年前火電承擔了我國主要的電力供應角色。在此期間，火電裝機（CAGR=10.4， 1957-2012 年）和火力發電量（CAGR=9.6，1989-2012 年）快速增長，

2、6000千瓦及以上電廠火電裝機占比也持續高于 70，進而在中國尚未于清潔能源發電方面取得有效進展時，滿足“工業化時代”高強度用電需求。2013 年開始，6000 千瓦及以上電廠火電裝機占比開始低于 70且逐年下降，火力發電 5 年復合增速也進入下降趨勢；同時，環境保護稅法將排污費改為環保稅，標志著新一輪電力體制改革開始、能源生產和消費革命戰略（2016-2030）要求到 2020 年把能源消費總量控制在 50 億噸標準煤以內，如此一系列促進生態文明建設的政策也開始陸續出臺，疊加可再生能源也在技術進步、補貼政策下高速發展，火力發電主力的職責在其他能源發電增長中逐漸轉移。圖 1： 2013 年前我

3、國火電裝機快速增長圖 2： 2013 年開始我國火電裝機占比降至 70%以下6000千瓦及以上電廠發電設備容量:火電:中國 6000千瓦及以上電廠發電設備容量:火電:5年復合增速增速萬千瓦時14000012000010000080000600004000020000195719701980198619881990199219941996199820002002200420062008201020122014201620182020030252015105085807570656055506000千瓦及以上電廠發電設備容量占比:火電1957 1975 1986 1989 1992 1995 19

4、98 2001 2004 2007 2010 2013 2016 2019數據來源：Wind CCTD 中信期貨研究所數據來源：Wind CCTD 中信期貨研究所圖 3： 2013 年前我國火力發電快速增長圖 4： 2013 年開始我國火力發電量占比降至 80%以下時產量:火電:累計值:年度 產量:火電:5年復合增長率億千瓦70000600005000040000300002000010000018161412108642086產量:火電:占比84828078767472701989 1992 1995 1998 2001 2004 2007 2010 2013 2016 2019數據來源：W

5、ind CCTD 中信期貨研究所數據來源：Wind CCTD 中信期貨研究所火力發電已逐漸從發電主力調整至調峰職責。技術完備、電力消納等問題需要時間解決，因此清潔能源發電的接入會伴隨著電力系統調峰、調節問題出現，火電的調峰職責也逐漸重大。對比歐美等發達國家電力發展歷史，我們發現歐美等國火電也是經歷“主力調峰”等過程，例如丹麥從 2000 年電力市場接入可再生能源開始，便持續進行了近十幾年的火電機組靈活性改造戰略，這樣的經驗也已經遍布歐洲各國，使得歐洲在進入 21 世紀以后火電職責發生了明顯的變化。我們從數據中也會發現我國火電也逐漸轉為“調峰”職責，即在全社會發電增速較低時，火電增速弱于全社會發

6、電增速，反之當全社會發電需求大幅增加時，火電增速將高于全社會發電增速，因此 2021 年當全社會發電量超預期高速增長時，火電增量貢獻占比高達 71。類型1990 年前1990-20002000 年以后燃氣聯合循基荷煤電煤電環燃氣聯合循腰荷燃油發電煤電環、煤電尖荷燃油發電燃氣單循環燃氣單循環圖 5： 歐洲火電角色圖 6： 火電逐漸轉為“調峰”職責產量:火電:累計同比:年度 產量:發電量:累計同比:年度20151050-51989 1992 1995 1998 2001 2004 2007 2010 2013 2016 2019數據來源：Wind CSPPLAZA 中信期貨研究所數據來源：Wind

7、 CCTD 中信期貨研究所（二）“雙碳”政策推動我國發電結構變化電力控煤是“雙碳”政策中控煤途徑的關鍵。“雙碳”政策的主要目標，是要減少二氧化碳的排放量，我國化石能源是主要的一次能源消費結構，占比高達 83，且其中煤炭占一次能源消費的比重高達 57.6（2019 年），因為煤炭的碳排放強度（單位熱量所排放的二氧化碳量）遠高于石油、天然氣等其他能源，所以我國目前位 GDP 的二氧化碳排放量為 0.69kg/$，遠高于世界平均水平 0.39kg/$。因此，“控煤”將成為“雙碳”政策主要實現途徑，而動力煤最主要的下游是電力行業，且煤電目前仍是我國電力供給主體，所以電力控煤成為關鍵。圖 7： 我國一次

8、能源消費中的煤炭消費占比過高圖 8： 我國電力的主要來源是煤電（2020 年）1009080706050403020100核能可再生能源水電天然氣石油煤中國美國歐盟日本分結構發電量核電 7%2%5%電7%質電煤電64%氣電3%水1生物2%風電 太陽能數據來源：BP 世界銀行 中信期貨研究所數據來源：Wind CCTD 中信期貨研究所“雙碳”政策近年來逐漸落實，推動我國發電結構變化。政策方面，國家領導人和相關部門對“控煤、減煤”提出了嚴格要求，尤其在煤炭消費量與煤電建設方面。國家能源局在2021 年能源工作指導意見中明確了 2021 年 “煤炭消費比重下降到 56以下”的預期目標；2021 年

9、2 月 2 日，國務院印發關于加快建立健全綠色低碳循環發展經濟體系的指導意見表示，嚴控新增煤電裝機容量，堅持節能優先，完善能源消費總量和強度雙控制度。控煤目標推進的快慢關鍵在于非化石能源的發展增速。通過政策分析，可知“控煤”目標實際上是減少煤炭在一次能源消費中的占比以及煤炭消費總量，這條路徑實現中涉及兩個博弈，一是日益增長的經濟水平帶動煤炭消費總量增加與控制煤炭消費總量的博弈，二是能源結構的穩定與煤炭在一次能源消費中占比減少的博弈。所以若想突破矛盾，實現“控煤”目標，關鍵在于提高非化石能源及其他化石能源（如天然氣）在能源消費中的比重，并力爭非化石能源供給增量完全替代一次能源消費消費增量，且當此

10、增量結構逐漸增長后，煤炭消費總量也將出現縮減。因此，對于主要途徑電力控煤，我國發電結構的更迭，因“雙碳”政策的逐漸落實和強調，也將走的更快速和確定。下一部分將是對清潔能源發電以及電力儲能、運輸等行業的現狀及發展空間的分析。二、綠電將替代火電進入歷史舞臺（一）綠電發展進入快速時期清潔能源發電進入快速發展時期，煤電發展接近尾聲。從電力生產供應來看，清潔能源發電裝機比例提高，截至 2020 年底，全國全口徑發電裝機容量 22 億千瓦.CAGR=7（2017 年至 2020 年），其中火電裝機容量 12.45 億千瓦，CAGR=4（2017 年至 2020 年），非化石發電裝機容量 9.85 億千瓦，

11、CAGR=13（2017 年至 2020 年），2020 年非化石能源新增發電裝機占全口徑 55。從新增發電設備容量來看，2020 年全口徑新增發電裝機容量 1.91 億千瓦、同比+81.8。其中，新增太陽能發電設備占比最高為 38，新增設備容量0.72 億千瓦，同比+178.7；新增火電裝機容量 0.56 億千瓦，同比+27.4，在新增裝機設備中占比達到 30；另外水電新增裝機 1323 萬千瓦、風電新增裝機 4820 萬千瓦、核電新增裝機 112 萬千瓦。綜上，從裝機規模和新增裝機增速來看，火電雖依舊占主要地位，但其核心地位已逐漸下降，且新能源發展已處于高速時期，發展增速大于火電發展速度，

12、故綠電將替代火電進入歷史舞臺。圖 9： 2020 年火電裝機容量占比已小于 50%圖 10：新能源發電新增裝機大幅增加發電裝機結構：億千瓦2%風電13%煤電49%水電17%核電太陽能12% 發電新增設備容量:火電:累計同比 發電新增設備容量:風電:累計同比 發電新增設備容量:太陽能:累計同比發電新增設備容量:水電:累計同比400300200100生物氣電質電6%1%0-1002015/122016/122017/122018/122019/122020/12數據來源：Wind CCTD 中信期貨研究所數據來源：Wind CCTD 中信期貨研究所（二）風電、光電是綠電未來發展主力上文分析了綠電替

13、代火電的發展趨勢，但是在清潔能源發電中，不同能源結構仍面臨不同的發展空間，下文將從綠電主力（風電、光電）以及綠電重要補充（水電、核電等）分析不同能源發電結構差異的原因并對未來發電量空間進行預測。1.風電、光電是綠電未來發展主力成本推動風、光發電增長。隨著 2022 年起國補全面取消，風、光電平價上網時代開啟，2021 年 10 月中國第一批海上風電平價項目招標均價 4000 元/kW（行業前值 7000 元/kW），這將倒逼產業鏈上游降成本，且風電、光電行業投資成本下降，會帶動了其行業投資規模和增速的擴大，形成了風電、光電行業發展的良性循環。隨著技術不斷進步、規模經濟日益發展，可再生能源的發電

14、成本大幅下降。根據 IRENA 最新數據顯示，2020 年，陸上風電新增產能的全球平均發電加權平均成本 (LCOE)較 2019 年下降 13。與此同時，聚光太陽能發電 LCOE下降 16，海上風電 LCOE 下降 9，并網太陽光伏 (PV) 發電 LCOE 下降 7。結合 IRENA 報告分析，我們預計，2030 年 G20 國家陸地風電發電成本將降至0.038 美元/千瓦時；海風發電成本將降至 0.083 美元/千瓦時；光伏發電成本將降至 0.04 美元/千瓦時。從風電、光電成本結構分析，我們將其分為材料端、制造端、投資運營端三部分，在大宗商品領域主要從材料端影響風、光電成本，風電機材料主

15、要是鋼材（中厚板）、光伏的上游原料主要是多晶硅。因鋼材主要需求下游地產行業未來將周期性走弱，中厚板價格也預期下移，疊加技術改革等影響，風電材料端成本預期逐漸下降。光伏行業則是多晶硅的主要下游，因 2020 年搶裝期等影響，多晶硅需求大幅增加帶來其價格上行，預計未來多晶硅的價格將會在產能釋放與光伏需求韌性的博弈中震蕩調整，綜合全產業鏈規模發展，以及光電成本下移的趨勢，多晶硅的價格中樞或將下行，光電材料端主要成本預期也將下降。根據歷史數據，回溯成本與風、光電新增裝機的關系，我們可以發現其成一定的相關性，即在成本預期下行的規模化發展中，風電、光電新增裝機增量將加速，行業發展將迎來高速的增量空間。圖

16、11：風、光度電成本已幾乎降至低水平圖 12：可再生能源的發電成本大幅下降全球平準化度電成本:海上風電全球平準化度電成本:陸上風電全球平準化度電成本:光伏發電總安裝成本容量系數平均發電成本2020 年 美元/kW2020 年 美元/kWh20102020同比20102020同比20102020同比太陽能光伏4731883-811416170.3810.057-85CSP90954581-503042400.340.108-68陸上風電19711355-312736310.0890.039-56美元/千瓦時0.700.600.500.400.300.200.100.002010 2011 201

17、2 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2030E海上風電47063185-32304060.1620.084-48數據來源：Wind IRENA 中信期貨研究所數據來源：IRENA 中信期貨研究所圖 13：光電 LCOE 下降，新增裝機加速圖 14：風電 LCOE 下降，新增裝機加速美元/ 0.180.160.140.120.100.080.060.040.020.002014年 2015年 2016年 2017年 2018年 2019年 2020年瓦千瓦時 全球平準化度電成本:光伏發電 萬千光電新增裝機容量60005000400030002000

18、10000美元/ 0.180.160.140.120.100.080.060.040.020.002014年 2015年 2016年 2017年 2018年 2019年 2020年瓦千瓦時 萬千全球平準化度電成本:陸上風電 全球平準化度電成本:海上風電風電新增裝機容量800070006000500040003000200010000數據來源：Wind CCTD 中信期貨研究所數據來源：Wind CCTD 中信期貨研究所政策支持行業發展，風光電需求增加。上文從“成本下降行業投資增加良性循環行業發展”的邏輯梳理風光電高速發展的可行性，行業的需求增量更是行業發展空間的重要一部分，相關政策出臺將會直接

19、帶動風、光電需求增加。2021 年 10 月 17 日，“風電伙伴行動”計劃出臺，要求“十四五”期間，在全國 100 個縣，優選 5000 個村，安裝 1 萬臺風機，總裝機規模達到5000 萬千瓦；2021 年 9 月 14 日，國家能源局正式發布關于公布整縣（市、區）屋頂分布式光伏開發試點名單的通知，內容中要求納入名的的 676 個縣（市、區）不同結構的建筑屋頂總安裝光伏發電比例的最低下限，根據不完全統計，2021 年全國整縣推進屋頂分布式光伏試點縣累計備案容量 4623 萬千瓦、累計并網容量 1778 萬千瓦。綜上，政策會直接推進風、光電裝機的需求增量，促進行業的高速發展。風、光發電將成為

20、主角。通過上文“成本推動+政策推動”兩個角度，得出風電、光電行業高速發展的可行性，并結合全球能源互聯網發展合作組織、中國光伏協會等權威機構的行業分析報告，以及國家“2025 年，清潔能源發電占比將達到 20”等最新要求，我們預計 2030 年中國風電累計裝機容量將達到 980GW，CAGR=13.3（2020 年至 2030 年），2030 年中國風能發電量將達到 1995TWh， CAGR=15.6（2020 年至 2030 年）；光電累計裝機容量將達到 1250GW，CAGR=17.3（2020 年至 2030 年），2030 年光伏發電量將達到 1320TWh，CAGR=17.6（202

21、0 年至 2030 年）。圖 15：2030 年中國風電累計裝機容量將至 980GW圖 16：2030 年中國風能發電量將至 1995TWh風電裝機容量同比GW 1100900700500300100-1004035302520151050TWh 2500風能發電量同比2000150010005000454035302520151050資料來源：GEIDCO 中信期貨研究所資料來源：GEIDCO 中信期貨研究所圖 17：2030 年光電累計裝機容量將至 1250GW圖 18：2030 年光伏發電量將至 1320TWhTWh 140012001000800600400200030光電裝機容量同比

22、2520151050TWh 1400光伏發電量同比120010008006004002000302520151050資料來源：GEIDCO 中國光伏協會 中信期貨研究所資料來源：GEIDCO 中國光伏協會 中信期貨研究所（三）其他綠電：電力供應的重要補充水電資源發展悠久，綠電中主要貢獻。我國水力資源蘊藏量世界第一，根據全國水利復查成果，中國水力資源技術可開發裝機容量為 660GW（實際經濟可開發水電為 400GW），年發電量 30000 億千瓦時。水電發展早于風電、光電近 10 年，除怒江、雅魯藏布江外，主要河流干流水電發展完善，故目前是電力供給的主要貢獻力量，根據 Wind 數據，2020

23、年我國水電裝機累計 370.16GW，CAGR=3.3（2014 年至 2020 年），2021 年我國水電發電量達 11840.2千瓦時，CAGR=1.5（2014 年至 2021 年），占全口徑發電量 14.6,占綠電發電量近 51。結合國家能源局最新在建和已建裝機規劃數據，以及 NROC 報告預測數據，中國 2025 年儲水在運裝機總規模將達到 68GW，我們預計 2030 年水電累計裝機容量將達到 525GW，CAGR=3.6（2020 年至 2030 年），2030 年水電發電量將達到 1580TWh，CAGR=2.7（2020 年至 2030 年）。圖 19：2030 年光電累計裝

24、機容量將至 525GW圖 20：2030 年水電發電量將達到 1580TWhGW 6005004003002001000TWh常規水電裝機容量 同比水電（TWh)同比8180071600614005120010004800360024001200006543210-1-2-3數據來源：Wind CCTD 中信期貨研究所數據來源：Wind CCTD 中信期貨研究所隨著技術穩定和產業鏈發展, 中國核電進入持續增長階段。與燃煤發電相比，核能發電減少排放二氧化碳 27442.38 萬噸，發展核電也是電力控煤減碳的重要途徑。根據中國核能協會數據，2020 年中國運行核電機組共 49 臺，總裝機容量為 4

25、9.89GW，CAGR=16.45（2010 年至 2020 年）；2021 年中國運行核電機組累計發電量 407.5TWh, CAGR=17.41 （2014 年至 2020 年)，占全口徑發電量 5.02。根據中國核能協會數據，“十四五”期間，我國運行核電機組預計以 6-8 臺/年穩定推進，2025 年在運核電裝機將達 70GW。在維持核電利用小時數穩定條件下，我們預計 2030 年核電累計裝機容量將達到 90GW， CAGR=6.08（2020 年至 2030 年），2030 年核電發電量將達到 690TWh， CAGR=6.54（2020 年至 2030 年）。圖 21：2030 年核

26、電累計裝機容量將達到 90GW圖 22：2030 年核電發電量將達到 690TWhGW 100908070605040302010012核電裝機容量同比1086420TWh800700600500400300200100012核電(TWh)同比1086420數據來源：Wind CCTD 中信期貨研究所數據來源：Wind CCTD 中信期貨研究所能源化利用推進生物質能成為清潔電力的重要組成部分。根據前瞻研究院報告，我國生物質資源轉換為能源的潛力可達 10 億噸標準煤，擁有巨大潛力。2020年中國生物質發電裝機 29.52GW，CAGR=16.33（2013 年至 2020 年），2020 年生物

27、質發電量 1326 億千瓦時，占全口徑發電量約 1.7。根據 NRDC 數據，在維持生物質能發電利用小時數穩定條件下，我們預計 2030 年生物質發電裝機累計容量將達到 70GW，CAGR=9.02（2020 年至 2030 年），2030 年生物質發電量將達到385TWh，CAGR=11.2（2020 年至 2030 年）。圖 23：2030 年生物質電裝機容量將達到 70GW圖 24：2030 年生物質發電量將達到 385TWh生物質裝機容量同比GW8035703060255020401530201010500TWh 45040035030025020015010050025生物質能發電同

28、比20151050數據來源：Wind CCTD 中信期貨研究所數據來源：Wind CCTD 中信期貨研究所規模化與擠出效應影響氣電難以發展成為煤電替代的主力。“十四五”期間，可再生能源是天然氣的主要制約因素，可再生能源發電成本大幅降低擠壓了氣電的市場空間。同時，天然氣價格機制矛盾帶來的終端用戶價格承受能力限制，將影響天然氣發電的增量上限；疊加運輸能力不完善、產業鏈利潤不均勻等因素，天然氣發電行業仍未達到規模化發展條件。根據 NR0C 報告和國網經濟技術研究院論文（李暉，2021），我們預計“十四五”期間氣電將因剛性需求拉動下有所增長，“十五五”期間氣電增速將放緩，預計 2030 年氣電裝機累計

29、容量將達到 185GW，CAGR=6.56（2020 年至 2030 年）；2030 年天然氣發電量將達 500TWh，CAGR=7.4（2020 年至 2030 年）。圖 25：2030 年天然氣發電量將達 500TWh圖 26：2030 年氣電裝機累計容量將達到 185GWTWh 600500400300200100018天然氣發電（萬億千瓦時） 同比1614121086420GW 20018016014012010080604020014氣電裝機同比121086420數據來源：Wind CCTD 中信期貨研究所數據來源：Wind CCTD 中信期貨研究所（四）儲能及運輸：保障綠電安全及效

30、率綠電供給的高速增長需要消納和調節能力與之配套，才能提升綠電供應的穩定性與靈活性，具體可以分為運輸、儲能、電網建設等方面。特高壓的發展將解決新能源發電端和用戶端的空間錯配。2021 年國家發改委、國家能源局聯合印發關于完善能源綠色低碳轉型體制機制和政策措施的意見，要求“大力支持新能源電力的傳輸和消納，完善適應可再生能源局域深度利用和廣域輸送的電網體系：整體優化輸電網絡和電力系統運行，提升對可再生能源電力的輸送和消納能力”。在政策強調和行業發展推進的條件下，特高壓（即指電壓等級在交流 1000 千伏及以上和直流±800 千伏及以上的輸電技術，具有輸送容量大、距離遠、效率高和損耗低等技術

31、優勢）作用凸顯；截至 2020 年底，我國已建成投運“14 交 16 直”共 30 項特高壓工程，其中國家電網公司已累計建成投運“14 交 12 直”特高壓輸電工程，累計送電超過 1.6 萬億千瓦時。根據中國能源報消息，預計“十四五”期間，僅國家電網規劃建設特高壓工程“24 交 14 直”，對比“十三五”期末規模,“十四五”期間特高壓線路長度增加超過 60。特高壓將在未來 5-10 年走上快速發展的道路，保障我國綠電“供應需求”，進而促進綠電供給成為電力主體。儲能發展是電力供應負載起伏較大時靈活性保障。當光、風發電量占比超過 15時，穩定高效的儲能需求應運而生，中國已投運的儲能項目除了前文提到

32、的儲水蓄能之外，還有物理儲能、電化學儲能以及熔融鹽儲熱。2021 年 7 月，國家發改委、國家能源局聯合發布關于加快推動新型儲能發展的指導意見，到 2025 年實現抽水蓄能以外的新型儲能裝機規模達到 30GW 以上，國家總目標推進下，2021 年中國儲能行業實現了跨越式發展。根據CNESA 數據，截止到 2021 年底，中國已投運的儲能項目累計裝機容量 45.74GW，同比+29，其中電力儲能裝機同比+220，新增投運規模 10.14GW。根據各地區政府的十四五儲能發展目標，以及 CNESA 預測，我們預計 2025 年中國儲能市場新增裝機規模將達到 45GW，疊加儲能裝機規模/新能源裝機規模

33、進一步增強的邏輯，按照 2030 年比值率達到 12，我們預計 2030 年中國儲能裝機規模達到 245GW。新能源電源投資大幅增加，火電則持續下滑。2021 年全國電網基本建設投資完成額 4915 億元，同比+5；2020 年全國電源基本建設投資完成 5244 億元，同比+29.2，因 2020 年風電光伏平價上網項目的推動，可再生能源發電電源投資大幅上漲，其中，水電投資 1077 億元，同比+19.0、風電投資 2618億元，同比+70.6，而在能源轉型、嚴控新增煤電投資政策等原因下，火電投資 553 億元，同比-27.3，降幅進一步擴大。圖 27：國家電網特高壓項目規劃圖 28：部分地區

34、“十四五”儲能項目建設規劃地區要點裝機規模（GW“十四五”末青海新型儲能裝機規模達到 6GW，應用規模青海 6位居全國前列，實現電力系統中短周期儲能調節 山東十四五期間，儲能發展目標 4.5GW，抽蓄 4GW 4.5湖南到 2023 年簡稱電化學儲能電站 1.5GW/3GWh 以上 1.5浙江十四五力爭實現 2GW 左右新型儲能示范項目發展目標 2南方電網內蒙古“十四五”期間，南方五省區將新增抽水蓄能 6GW，推動20新能源配套儲能 20GW到 2025 年建成并往新型儲能規模 5GW 以上，獨立共享儲5能電站不低于 5 萬千瓦，時長不低于 4 小時合計 39數據來源：國家電網 中信期貨研究所

35、數據來源：CNESA 中信期貨研究所圖 29：新能源發電投資大幅增加圖 30：2021 年電網基本建設投資 4915 億元電源基本建設投資完成額:風電:累計值:年度電網基本建設投資完成額:累計值:年度同比億元5000450040003500300025002000150010005000電源基本建設投資完成額:火電:累計值:年度電源基本建設投資完成額:水電:累計值:年度電源基本建設投資完成額:核電:累計值:年度2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020億元600050004000300020001000040

36、3020100-10-20數據來源：Wind 中信期貨研究所數據來源：Wind 中信期貨研究所綜上，我們從一次能源碳排放量結構和“雙碳”政策要求入手，通過電力行業是煤炭最主要下游邏輯，得出電力控煤是實現“雙碳政策”目標的關鍵，因此發電結構的變革是未來電力行業的重心，反推也是影響動力煤需求量的重要變化因素。而為了實現“雙碳”目標的發電結構的變革，最主要是在用電量增長的基數下，增加清潔能源發電，已逐漸實現清潔能源發電增量對煤電增量的完全替代甚至超越，從而可以實現“發電減碳”的要求。而在發展清潔能源發電供應端的同時，電力需求側電源電網，以及運輸側均需要全面配套發展，這才可以滿足清潔能源電力發展中，電

37、力輸出的穩定性和靈活性，從而實現煤電的完全替代。下文將通過電力彈性系數法對電力總需求進行估計，做差值得出煤電需求，疊加煤電機組效率的提高對用煤減量的影響，得到電煤需求何時達峰的答案。三、通過用電需求估算電煤需求量（一）電力彈性系數法預測電力總需求對中長期電力總需求估算，近年較有影響力的研究方法主要有幾種：一是，從電力彈性系數角度，電力彈性系數是指一段時間內電力消費增長速度與國民生產增速的比值。回溯歷史數據可以發現，電力彈性系數的年度變化相對較大，因此一般來說，按更長的時間區間來計算，更具參考意義；二是，結合國際比較視野和分產業、行業的綜合角度推算，動力煤研究分析框架之一中涉及到的電力需求估算，

38、即用到了一些產業、行業多角度的方法；三是，數量經濟模型法，通過搭建數據庫和模擬不同的情景分析，結合歷史數據推算。本文將選擇采用電力彈性系數法，但通過上文我們了解到其年度變化相對較大，所以我們分析了歐、美、日等發達國家歷史經濟發展狀況和電力彈性系數情況，以及制造業增加值占比與電力彈性系數的關系，并結合權威研究機構的預測數據，對我國“十四五”、“十五五”期間的電力彈性進行預估。根據發達國家經濟與電力的歷史數據，長期來看，隨著技術進步和服務業增加值比重提高，典型發達國家電力消費彈性系數呈現下滑趨勢，但是中短期內，經濟危機和戰爭等突發事件會帶來經濟停滯和后續的經濟刺激，從而使得電力彈性系數增大。更具體

39、一步，通過分析美國各行業增加值占 GDP 比重與電力彈性系數的關系，剔除朝鮮戰爭、海灣戰爭、911 事件、次貸危機等經濟波動的前后年份，結合美國各行業增加值占 GDP 比重變化與美國歷史，我們將美國經濟發展分為三個時期：（1）1948-1966 年期間，美國一直是全球最大的貿易順差國，制造業發展也如火如荼，占 GDP 比重 25以上，在此期間美國電力彈性系數均值 1.67;（2）1967-1990 年期間，德國、日本相繼接替美國成為全球貿易順差大國，同時 1980 年開始美國金融業開始高速發展，在此期間美國制造業增加值占 GDP 比重逐年下滑，但仍高于其他行業,在此期間美國電力彈性系數均值 0

40、.9;（3）1990 年至今，1990 年信息技術行業崛起成為美國增長的新動力，制造業增加值占 GDP 比重也開始小于金融行業,在此期間美國電力彈性系數均值 0.6;相比之下，中國 2009 年成為全球最大貿易順差國，2010 年開始制造業總產值超過美國成為全球第一制造業大國，雖近十幾年制造業產值占 GDP 比重出現下滑趨勢，但仍高于 25，且目前我國的金融、信息技術等行業仍未到達超過制造業的時期。根據國內宏觀數據，我們發現隨著城鎮化和工業化階段進入后期，重工業在經濟結構中比重也將逐步下降，相應第二產業用電量占比也逐漸下降，第三產業則逐漸增加，這也側面反映經濟的發展質量在不斷提升，整個經濟對于

41、電力的依賴在逐步降低的規律。圖 31：電力彈性系數伴隨經濟轉型呈下降之勢圖 32：美國各行業增加值占 GDP 比重 GDP:實際同比增長:全球 用電量增速-全球美國:行業增加值占GDP比重:制造業% 美國:行業增加值占GDP比重:信息業8 電力彈性系數-全球 美國:行業增加值占GDP比重:金融,保險,房地產及租賃業電力彈性系數-發達國家76543210-11984198919941999200420092014201930 美國:行業增加值占GDP比重:信息通信技術生產行業 252015105194719511955195919631967197119751979198319871991199

42、51999200320072011201520190數據來源：中圖環球數據庫 中信期貨研究所數據來源：Wind CCTD 中信期貨研究所圖 33：美國電力彈性系數變化趨勢圖 34：中國各行業增加值占 GDP 比重趨勢3.0% GDP構成:現價:第三產業:金融業當年電力彈性系數 均值 GDP構成:現價:第二產業:工業:制造業2.52.01.51.00.50.0353025201510501950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015GDP構成:現價:第三產業:信息傳輸、計算機服務和軟件業200420052

43、006200720082009201020112012201320142015201620172018201920202021數據來源：Wind CCTD 中信期貨研究所數據來源：Wind CCTD 中信期貨研究所圖 35：電力彈性系數伴隨經濟轉型呈下降之勢圖 36：工業在經濟結構中比重逐步下降經濟增速全社會用電量增速av5yr 用電量占比：第三產業 經濟增速av5yr電力消費彈性av5yr（右） 用電量占比：第二產業141.20121.00100.8080.6060.40420.20908070605040302010用電量占比：第一產業（右軸） 5.04.5 4.03.53.02.52.0

44、1.51.00.502008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 20200.0000.0199619992002200520082011201420172020數據來源：Wind CCTD 中信期貨研究所數據來源：Wind CCTD 中信期貨研究所因此，類比美國發展歷史的第二階段，我國也處于新興產業方興未艾時期，但制造業仍為我國發展基石的階段，同時隨著經濟質量提升，單位 GDP 能耗將會逐漸下降，經濟整體的電力消費彈性也將長期趨于下降，但考慮到疫情影響，出口對制造業的拉動效應以及經濟復蘇的補償效應將會帶來短期內電力彈性

45、系數的增加，故我們預測2022 年-2025 年電力彈性系數分別為1.08、 1.02、1、0.97，“十五五“期間電力彈性系數將緩慢下降，均值為 0.88。同時，假設 2030 年前經濟增速保持年化 5，呈前高后低緩慢下降的趨勢，我們得到 2030 年全社會電力消費將達到 12.5 萬億千瓦時，CAGR=5.3（2020 年至 2030 年）。圖 37：預測我國電力彈性系數將逐年下降圖 38：2030 年全社會電力消費 12.5 萬億千瓦時1.41.31.21.11.00.90.80.70.60.50.4電力消費彈性經濟增速預測（右軸）2020年2022年2024年2026年2028年203

46、0年10.09.08.07.06.05.04.03.02.01.00.0億千瓦時全社會用電量增速1400001200001000008000060000400002000002021年2023年2025年2027年2029年12%10%8%6%4%2%0%數據來源：Wind CCTD 中信期貨研究所數據來源：Wind CCTD 中信期貨研究所（二）煤電需求將預計在”十五五“期間達峰用電需求與發電量動態平衡，直接將用電量預測作為未來發電量的預測數據。我國電力行業調度已經成熟，將通過“提前規劃+實時控制”雙保險維持電網發電量與用電量的動態平衡，故即使歷史數據平均每年 1-2“發電用電”耗損，我們仍

47、在預測數據中采用發電量等于用電量的邏輯。可以通過差值法“煤電=發電量 -（風電+光電+核電+水電+生物質電+氣電）”計算煤電需求。通過上文對綠電及氣電的估算，同時將發電量以用電量預測數據替代，我們預計，隨著以風電與光電為代表的清潔電力的迅速增長，煤電的需求將在未來十年，發生根本性變化。清潔電力將逐步替代煤電，我們預計 2028 年煤電需求達到峰值，即煤電需求將預計在”十五五“期間達峰。圖 39：煤電需求將預計在 2028 年達到峰值億千瓦時140000煤電氣電生物質電核電水電光電風電煤電增速1212000010100000880000660000440000220000002020年 2021

48、年 2022年 2023年 2024年 2025年 2026年 2027年 2028年 2029年 2030年-2資料來源：Wind CCTD 中信期貨研究所（三）“十五五”期間電煤需求或將 25.5 億噸達峰上文我們通過估算以風電與光電為代表的清潔電力對煤電需求的替代，進而減少電煤需求量達到電力控煤的目標。這一部分，將從煤電自身節能性發展入手，煤電電煤的估算將包含煤電機組能耗效率優化帶來的電煤減量，進而求得未來電煤需求達峰時量級的大小。煤電機組能耗效率逐漸優化，推動電煤需求中樞下移。近年來，國家政策一直強調煤電機組燃煤效率增強的規劃，2021 年末，國家發改委、能源局聯合推出全國煤電機組改造升級實施方案，要求“2025 年，全國火電平均供電煤耗降至 300 克標準煤/千瓦時以下”。通過歷史數據可以發現，隨著技術的發展，近年來供電煤耗率逐漸優化，但年均優化效率縮減，因此，結合國家規定，我們預計“十四五”期間年均供電煤耗率下降 1.1 克/千瓦時，“十五五”期間，或隨著超臨界機組技術增強，年均供電煤耗率下降