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Zibo Water Treatment Technology Co., Ltd.
我国是世界第一大能源生产国和消费国,能源生产和消费分别约占世界的1/5和1/4。确保能源安全可靠供应,是关系我们国家的经济社会持续健康发展全局的重大战略问题。 面对全球能源局势的变动,为满足经济发展和人民生活的用能需求,“十四五“期间我国能源行业须增强忧患意识,防范化解能源发展面临的各类风险挑 战。国家电规总院今年8月份预计,受到煤价、能耗双控等因素影响,过去几年我国煤电建设积极性不高,新能源可靠保障容量不够。未来三年,我国全社会 用电量年均增速在5%左右,电力供应存在比较大不确定性。未来应着力推动支撑性电源尽快投产,适时新增规划一批电源储备项目,夯实煤电托底保供基础, 压实电力供应保障的基本盘。
火力发电包括燃煤发电、燃气发电、燃油发电、余热/余压/余气发电、垃圾焚烧发电、生物质发电等。由于经济性、资源禀赋等因素,我国火电装机以煤电 为主。2000-2021年我国火电累计装机容量由238GW增长至1297GW,其中煤电装机容量增长至1110GW。2001-2006年我国火电加快速度进行发展,年度新增装机容量从15.5GW增长至92.4GW,CAGR为43%,其中2004年增速最高达93.1%。
2021年中国工业生产迅速恢复,东北地区煤炭价格持续上涨导致火电发电意愿低迷,加上来风较弱导致电力短缺;广东、长三角地区用电需求强劲反弹,叠加夏季高温用电负荷 急剧上升,区域火电容量有限导致高耗能企业拉闸限电;西部地区在短期投产较多高耗能产业,而电力装机没有相应增加,也导致在枯水期电力供给紧张,供需两端共同作 用导致2021年近20个省级电网采取了有序用电措施。2022年,俄乌冲突后国际能源价格持续上涨,进口煤价倒挂,煤电企业持续亏损;2022年我国夏季出现罕见的干旱高温,水 电出力严重不足,川、渝等省域出现短暂严重的用电紧张。
“十三五”以来,我国落实控制煤炭消费总量和碳排放等节能减排政策,新增煤电建设节奏相应放缓。我国2021年新增投产煤电装机28GW,创15年以来的最低值。但为了保 障民生、增加必要的电力供给,提升电力系统的灵活性和可靠性,十四五期间我国仍将新投产一批煤电机组。根据中国能建的预测,“十四五”期间全国火电新增容量 270GW;电规总院估计2022-2024年全国煤电新增装机容量分别为40/50/50GW;同时存量煤电机组中有350GW可实施节能改造。
“十三五”期间我国年均煤电核准容量为28GW。根据国际环保组织绿色和平发布的报告,2021年中国新增核准煤电装机约18.55GW,同比减少57.66%。但2021 年第四季度煤电核准开始加速,单季度核准超过11GW。2022年前8个月我国新增核准煤电装机26.62GW,已超过21年全年核准量。在核准加速的同时,煤电项 目投产进度也明显加快,中电联多个方面数据显示2022年1-7月我国完成火电工程投资额405亿元,同比增长70.2%。
2021年11月,国家发展改革委、国家能源局联合印发《关于开展全国煤电机组改造升级的通知》(发改运行〔2021〕1519号)(以下简称《通知》),旨在通 过实施煤电机组改造升级,逐步降低煤电机组能耗,提升灵活调节能力和清洁高效水平。为加快构建以新能源为主体的新型电力系统,为实现碳达峰、碳中和 重大战略目标,继续发挥及其重要的作用、做出重要贡献,预计“十四五”期间煤电改造容量合计600GW。
新建煤电机组造价由建筑工程费、设备购置费、安装工程费和另外的费用四大部分所组成。2021年以来我国新建煤电机组绝大部分为超超临界机组,且以 2×660MW和2×1000MW的配置方式为主。2×660MW煤电项目EPC造价大约为3700元/kW,其中设备购置费为1473元/kW,在项目造价的占比大约为39.8%。2×1000MW煤电项目EPC造价大约为3373元/kW,其中设备购置费为1359元/kW,在项目造价的占比大约为40.3%。
我国火电主要以燃煤发电为主,EPC总承包市场中国能建国内份额超过70%,其中勘测设计占比80%,工程建设占比60%,是国内煤电工程主要的工程总包方。 “十四五”期间煤电建设需求稳步提升,预计2025年全国新建煤电EPC收入将达到2488亿元,CAGR达到24%;EPC毛利率约为12%,预计2025年全国煤电EPC毛利 将达到299亿元。
火力发电厂主机设备最重要的包含燃烧、汽水、电气三大系统,按照燃料的不同可分为燃煤发电、燃气发电、燃油发电、垃圾焚烧发电、生物质发电等。燃烧系统:包括输煤与磨煤(煤电)、锅炉与燃烧、风烟及灰渣处理(煤电)等环节。燃料的化学能在锅炉中转变为热能,加热锅炉中的水使之变为蒸汽。汽水系统:包括给水、冷却水、补水等环节,由锅炉、汽轮机、凝汽器、除氧器、加热器等构成。锅炉产生的蒸汽进入汽轮机,推动汽轮机旋转,将热能转变为机械能。电气系统:包括汽轮发电机控制管理系统、厂用电控制管理系统、直接送出线路或升压变电站控制管理系统。由汽轮机旋转的机械能带动发电机发电,把机械能变为电能。
煤电主机设备包括汽轮发电机、电站汽轮机、电站锅炉,在2×660MW和2×1000MW超超临界煤电项目中造价分别如下: 1. 2×660MW超超临界煤电项目:主机设备总造价762元/kW,其中电站锅炉424元/kW,电站汽轮机227元/kW,汽轮发电机111元/kW; 2. 2×1000MW超超临界煤电项目:主机设备总造价704元/kW,其中电站锅炉408元/kW,电站汽轮机180元/kW,汽轮发电机116元/kW;“十四五”期间煤电新增需求稳步提升,预计2025年全国煤电主机设备市场空间将达到528亿元,较2021年的221亿元增长139%;按照23%毛利率假设测算,毛利将达到120 亿元。
锅炉的作用是使燃料在炉膛中燃烧放热,并将热量传给水,以产生很多压力和温度的蒸汽,带动汽轮机供发电机组发电。电站锅炉与别的行业所用锅炉相比, 具有容量大、参数高、结构较为复杂、自动化程度高等特点,按燃烧方式可分为悬浮燃烧锅炉及流化床锅炉。国内电站锅炉主要供应商为东方电气、上海电气、哈尔滨电气,“十三五”期间平均市占率分别为41%/26%/33%。
汽轮机是以蒸汽为工质,将热能转变为机械能的非常快速地旋转式原动机,为发电机的能量转换提供机械能。火电项目可根据主蒸汽压力及温度分为超超临界项目 (压力≥25MPa,温度≥580℃)及超临界项目(22MPa≤压力<25MPa,550℃≤温度<570℃)等。国内电站汽轮机主要供应商为东方电气、上海电气、哈尔滨电气,“十三五”期间平均市占率分别为40%/39%/21%。
汽轮发电机是通过电站汽轮机转动,利用电磁感应原理将机械能转换成电能的设备。国内汽轮发电机主要供应商为东方电气、上海电气、哈尔滨电气,“十三五”期间平均市占率分别为35%/43%/22%。 预计2025年全国煤电电站锅炉设备市场空间将达到90亿元,较2021年的38亿元增长137%;按照23%毛利率假设测算,毛利将达到21亿元。
火电主要的辅机设备包括四大管道系统(或六大管道)、煤储运系统、空冷系统等。四大管道即连接锅炉与汽轮机之间的主蒸汽供热管道、再热热段管道、再热冷段管道和主给水管道及相应旁路管道,是火电站、核电站常规岛必备的重要辅 机系统,单位造价为93-150元/kW,按照最小值计算,2025年全国四大管道市场空间将达到72亿元,按照12%毛利率假设测算,毛利润空间达到8.6亿元。
煤储运系统包括卸煤、上煤、储煤和配煤等环节组成,用到的大型物料输送装备包括翻车机、带式输送机、堆取料机等,此外还包括监控管理系统。单位造 价为44-64元/kW,2025年全国市场空间将达到40亿元,按照13%毛利率假设测算,毛利润空间达到5.3亿元。煤储运系统行业主要有三类参与者:第一类为设计院,该类参与者根据项目需求来做针对性设计,提出技术解决方案;第二类为设备制造商,该类参与者根 据设计和合同标准做各部件设备生产并组装;第三类为建设施工公司,主要提供物料输送系统的建设施工安装服务。
电站空冷技术是为解决“富煤缺水”地区建设火电厂而慢慢地发展起来的一种汽轮机乏汽冷却技术,其应用已有半个多世纪的历史,目前国内最大的空冷机组单机容量已达 到1,000MW级。我国投产使用的电站空冷系统占全球总量的60% , 中国慢慢的变成了全球最大的电站空冷系统市场。电厂采用空冷系统的最大优点是节水,最大缺点是一次性投资高 、煤耗高,因此,它最适宜用在富煤缺水地区建设。在我国,空冷系统大多数都用在“三北”地区煤电项目。此前由于“三北”地区新建煤电项目大幅萎缩,市场需求长期萎靡, 随着大基地配套电源点建设的加速,预计空冷系统将迎来新的成长周期。
目前,火电厂建设已由传统混凝土结构逐步转变为钢混结构及形式,煤电钢结构包括电厂主厂房钢结构、集控楼钢结构、锅炉钢结构、脱销钢结构、空冷钢结 构等,煤电钢结构单位造价为45-50元/kW,预计2025年全国市场空间将达到36亿元,按照12%毛利率假设测算,毛利润空间将达到4.3亿元。目前钢结构生产呈现“大行业、小企业”的特征,2020年行业前四名企业的市场占有率仅为5.2%,产能大于30万吨企业仅有12家,行业市场集中度低,未来 钢结构制造集中度提高与规模化生产将成为必然趋势。此外,大部分钢结构企业主要面向工商业建筑行业,专门从事火电钢结构生产设计的公司数较少。
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