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电力的三个隐形冠军方向!

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背靠国家提出的“2030年前碳达峰”和“2060年前碳中和”策略,“双碳”的投资将是未来很明确的投资主线,君临坚定看好这部分的投资机会。

当前,电力行业排放约占我国CO2排放总量的四成,“需求端:终端用能电气化+供给端:电力系统脱碳”是减少碳排放的主要路径。

用通俗易懂的话来解释这两条路径:

终端用能电气化,指的是能用电的都用电,终端能源需求主要由电力满足,解决的是“用什么”的问题。

比如,电动汽车代替燃油车、工业部门用电产热、建筑供暖和热水供应使用电力。

这是必然的趋势,国网能源研究院《中国能源电力发展展望 2020》研究显示,2060年我国终端电气化率将由2020年的26.8%上升至50%-70%左右。


电力系统脱碳,解决的是“电从哪里来”的问题。

火力发电是国内发电最主要的形式,虽然随着太阳能、风电的逐步推广,火力发电重要性在逐渐下降,但截至7月份,我国火电发电仍占总发电量72.2%。

而煤是火电的能量来源,在能量转换过程中,煤炭的直接燃烧导致了居高不下的碳排放。

通过逐步淘汰常规燃煤发电,快速发展以可再生能源为主,核能和碳捕集、利用和封存为辅的多样化技术组合发电量,实现电力部门脱碳。

虽然目前可再生能源占比仅在9.5%左右,但国网能源研究院预测2050年这一比例将提升至50%。

这两条路径,均事关“电力系统”,因而电力系统在“双碳”中居于核心地位。

电力系统的转型升级,是新的投资增量。

在新能源比例占比较低的阶段,消纳新能源不会对电网造成太大负担。

但,要实现以新能源为主的电源结构,那么这一套系统就得重新再来,加大投资,建设新型电力系统,以支撑新能源接入和消纳。

发电侧、电网侧,均需要大量配套投资以实现电力系统的平衡和灵活,而这些新的建设,又带来了软硬件、电网业态的持续升级。

新型电力系统建设的过程中,投资机会非常多样。

按照改造的路径,大致可分为网架建设、灵活性建设、数字化转型、调度能力升级、电能替代及节能改造、市场机制建设六大方面。


每个环节单独拎出来看,都是目前大热的投资机会。

但,这些明线并非君临的主要分享,今天,君临来分享一条暗线,贯穿整个新型电力建设的3个科技领域的方向!

1.电子元器件

在发电端电力系统脱碳环节,风力和光伏是取代火力的中坚力量,在这两个环节,都需要用到逆变器。

但逆变器的阳光电源,股圈尽人皆知,估值也已经上百倍了,君临并非介绍逆变器相关的机会,而是往上游零部件追溯。

功率半导体的IGBT是风电和光伏逆变器的核心零部件,是电力电子行业里的“CPU”。

由于电有高压电,低压电,IGBT的作用,简单来说,就是将高压转换成低压,低压转换成高压。

按照封装的方式区分,有IGBT分立器件、IGBT模块以及IPM。

其中,IGBT模块又是IGBT最常见的形式,它是将多个IGBT芯片封装在一起,实现更大功率、更强的散热能力。

虽然功率器件在整台电力电子装置中的价值通常不会超过总价值的 20%-30%,但对整机的总价值、尺寸、动态性能、过载能力、耐用性和可靠性起着十分重要的作用。

除了发电端的用途外,输电端、变电端、用电端均需要用上IGBT模块,需求的增长给这个行业带来机会。

在输电端,特高压直流电中的FACTS柔性输电技术需要大量使用IGBT等功率器件。

在变电端,IGBT是电力电子变压器(PET)的关键器件。

在用电端,新能源汽车对IGBT有大量的需求。

可以说,IGBT的需求贯穿“双碳”的整个过程。

2019年,全球IGBT模块市场规模约300亿元,中国的需求就占了一半,同年市场规模为162亿元。

在各端需求的带动下,国内IGBT的市场规模,将以15.75%的增速增长,2023年,整体市场规模将达到290.8亿元。


但是,在国内,IGBT的供需有很大的缺口,因为供小于求,行业的周期性,并不会特别明显。

2020年,国内IGBT需求在1.1亿只以上,然而供给只有0.2亿只左右。

Yole预测,2024年,国内IGBT的需求量达到1.96亿只,然供给只能达到0.78亿只。

为什么供给只有那么少呢?

在芯片设计层面,IGBT为应用场景服务,只有下游做大做强,上游的研发才能跟上。

IGBT的全球供应,主要被英飞凌、三菱和安森美垄断。


英飞凌的崛起,得益于德国的强大汽车工业体系,依托宝马、奔驰、奥迪等车企。

三菱的高占比,得益于日本家电行业的发达,三菱的空调催生了三菱电机。

因此,在海外企业的垄断下,短期国内的IGBT企业并不多。

在芯片制造层面,传统功率半导体工艺流程只有1周左右,但IGBT流程达到2.5-3个月,只要有一个参数发生偏差,就需要工艺流程重新返工,1年之内没有几次试错成本。

此外,IGBT是一个资本密集型产品,进入门槛高,是一个辛苦活。

例如,8寸线每月1万片产能,设备的投入就需要30亿元,每一代工艺的更新也需要不停地投钱研发,如果客户没有批量订单导入,财务资金压力很大。

这就使得,一方面,专注于某一个应用领域的公司,很难在短时间跨越到其他应用领域;新的企业也较难进来。

另一方面,交期排产节奏被市占率高的欧美企业垄断,市占率越高,产品的反馈数据越多,积累的经验越多,产品越成熟,利润体量越大,投入新一代的研发也越多,形成一个良性循环。

现在,这两种状况都在改变。

国内的IGBT市场格局,依然是英飞凌占主导,总体市占率在2019年达到58%,其次是比亚迪,市占率达到18%。

比亚迪主要是依托于其新能源车,其产品设计可以直接匹配比亚迪汽车对动力性能的要求。

国内的中车时代半导体虽然市占率不高,但它的崛起,得益于中国高铁里程的全球第一,庞大的内需市场,才使得中车时代半导体能够在收购英国的技术上实现了国产替代。

现在的时代背景是,国内的新能源汽车发展领先世界,电力改革推进力度大,为国内的IGBT发展带来持续的需求和研发动力。

又因为2018年开始的贸易摩擦、去年开始的全球缺芯,国内IGBT企业的订单逐步增加,他们累积的数据不断增加,生产进入良性循环。

因此,IGBT在双碳时代的投资逻辑,可以总结为:需求贯穿全周期+具备稀缺性+国产替代加速=国内的IGBT公司受益。


具体标的方面,发电端(光伏和风电)和用电端(新能源车)的标的需求持续性更强。

斯达半导:近日,斯达半导在与投资者互动时表示,公司使用自主IGBT芯片的模块和分立器件已在国内主流光伏逆变器厂家大批量装机应用。

士兰微:在风电领域,虽然量比较少,但已经开始批量出货;在汽车领域,已经通过多家客户的车规级认证,但受限于产能,量还不大。

时代电气:风电变流器、光伏逆变器和中央空调变流器批量交付;新能源车领域,与东风、广汽等车企及汇川等电驱厂商深度合作。

2.电力IT

电力IT的这个方向是根正苗红的。

国网经历了六任一把手,每一任一把手均有自己带领国网行进的方向。


第三任期间,主推的是特高压建设。

第四任提出了“三型两网”战略目标,其中“三型”是指枢纽型、平台型、共享型企业;“两网”是指坚强智能电网和泛在电力物联网。

第五任对国家电网战略目标的表述是——具有中国特色国际领先的能源互联网企业,因而,能源互联网就是主旋律。

现任的辛总,上任之后的表态有前几任掌舵者的集大成之意,总结是“碳达峰、碳中和”、能源互联网以及新型电力系统。


三型两网、泛在电力物联网的建设,必然少不了电力IT的支持。

根据国家电网《泛在电力物联网建设大纲》,2018年底,国家电网接入电网的终端设备超过5.4亿只,日采集数据量超过60TB。

预计到2025年接入终端设备数量将超过10亿只,到2030年将超过20亿只。

了解国家电网的行事风格的话,就能明白,从重要性的角度来说,电力IT是符合上级意志的发展方向。

不仅有重要性,还有必要性。

与传统电力系统相比,新型电力系统最大的升级在于灵活性与智能化方面,电力IT匹配智能化,因而也是贯穿双碳全过程的一条暗线。

从投资额可以看出,智能化投资重要性逐渐凸显。

2009-2020年国家电网规划总投资达3.45万亿元,其中智能化投资3841亿元,占总投资的11.13%。

我国电网智能化的投资建设大体可分为三个阶段。

第一阶段是2009-2010年,其间电网总投资为5510亿元,智能化投资为341亿元,占比6.19%。

第二阶段是2011-2015年,智能化投资占比达到了11.7%;

第三阶段是2016-2020年,智能化投资额占比达到了12.5%。

从这三个阶段的投资额来看,智能电网的重点在用电、配电、变电及通信环节。


9月7日开始,《绿色电力交易试点工作方案》被正式批复,意味着居民可以选择使用风电、光伏发电产生的绿色电力。

未来绿色发电的提升,居民选择权的完善,又给发电、配电和用电环节带来了新的动力,带动电力IT,特别是电力软件需求的增长。

因而,电力IT的建设,既有重要性,亦有必要性。

个股方面:

恒华科技:国产BIM平台软件领导者,掌握国产BIM软件核心技术。

自成立以来,一直专注在电力领域的BIM软件及数字化应用,电力领域营收占比97%,覆盖从发电到输电、变电、配电、用电等全流程。

核心客户包括国家电网、中国南方电网、国家电投、国家能源集团、中国能建、中国电建、内蒙古电网、大唐集团公司等。

电力IT的升级,将为公司带来新的增量。

一方面,公司可以开展面向整县光伏规划咨询、工程设计、资产运维、信息化产品等全过程的技术服务业务。

另一方面,公司可以为客户提供BIM系列软件。

朗新科技:售电和用电信息化龙头,其在电力行业用电服务数字化领域市场占有率超过40%,B端和C端业务均非常成熟。

电力IT的升级,给公司带来两方面的增量。

其一,“双碳”战略,公司能源数字化系统建设持续高景气,公司全面参与国网能源互联网营销服务系统(营销2.0)的试点项目建设工作,企业能源数字化服务开拓新市场。

其二,绿电交易推动下,直接推动公司售电侧和用电侧软件模块升级和新增。

国电南瑞:国内领军的能源互联网解决方案提供商,为电网、发电、轨道交通、水利水务、市政公用、工矿等行业和客户提供软硬件产品、整体解决方案及应用服务。

是国内电网安全稳定控制和调度领域唯一能够提供一体化整体解决方案的供应商。

3.虚拟电厂

日常用电来自发电厂,那什么是虚拟电厂呢?

如果用一个短句来概括,虚拟电厂是“能源调度的智能管家”,通过虚拟电厂,来实现“储能协调”以及“哪里不够补哪里”,举个例子就能更加直观明白。


前段时间,南方电网首个市级虚拟电厂正式投入运行。

8月29日凌晨,广州市荔湾区龙溪村,连日的持续高温使居民用电节节攀升,电网负荷一度告急。

这个时候,广东电网广州供电局调控中心通过广州市虚拟电厂管理平台向公交充电公司发出首条直调指令,精准削减变电站负荷,调整公交充电计划时间。

指令下达1分钟内,110千伏增滘站主变峰值负荷下降约2000千瓦,削减比例约10%,保障了2000户家庭的空调用电。

首先,这个举措,对应的是“哪里不够补哪里”的作用。

虚拟电厂缓解了高峰用电紧张,削峰填谷。

这事要搁以前,解决模式是新建电厂,并加大变电站及电网的投入,但这样不仅要投入大量的人力、物力、财力,也会增加碳排放。

但现在不需要了,通过虚拟电厂的连接,让电网端更加灵活,提高供电网的协调能力。

其次,虚拟电厂能够调用公交充电公司的电,这些企业起到储能侧的作用。

这些企业接入虚拟电厂并参与调峰辅助服务市场后,在不影响整体产能的前提之下,实现错峰用电,调整生产时序。

既享受到低谷电价,还能得到一笔调峰补贴费用,降低了经营成本,又可缓解电网高峰时段的负荷问题。

现阶段我国的虚拟电厂,产业生命周期属于尚在起步阶段,但具备政策、产业、行业多因素共振,恰逢其时。

在政策端,就是我们前面说的双碳背景,以虚拟电厂为首的综合能源服务加速发展,各地区加速推进虚拟电厂建设。

在产业端,最近的电力紧张、限产限电情况越发严重,让虚拟电厂越来越具备实际的使用价值。

在行业端,储能技术不断完善,储能成本下降,虚拟电厂能带来的利益随着成本的下降不断提升,对参与者而言商用条件逐步成熟。

虚拟电厂的个股,恒实科技较纯正

公司是国内领先的综合能源服务、通信设计及物联网应用解决方案供应商,全面参与了冀北虚拟电厂项目运营流程。

其次是东方电子,是国内能源管理系统解决方案主要提供商,参加了广州虚拟电厂管理平台项目的设计工作。

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