全球能源转型叠加电力高增长,促进中长期电力基础设施需求

　　在我们之前预测的基准情况下，中国今年的用电量可能会增长7%-9%，今年第一季度的用电量将增长近10%、在重申中国用电量结构性增长的同时，加入全球视角分析，发现以美国为代表的全球其他国家用电量增长也可能结构性跳升，面临供电瓶颈。本文详细分析了中国和海外电力消耗增加的共同驱动因素及其独特因素。同时，如果全球面临电力供应瓶颈和电网升级需求，相关投资产品的需求也可能结构性增加。　　1.中国第一季度用电量增长率接近10%、再现高弹性

　　根据我们之前的分析，自2022年以来，中国单位GDP用电量进入上升通道，今年第一季度用电量同比增长9.8%、之前对电能增长的支撑因素明显高于同期实际GDP增长率(5.3%):　　高出口增长：工业用电呈趋势增长，特别是出口量对用电量增长的解释也显著增加-今年第一季度出口量增长12%、对应工业用电量增长8%。　　新能源汽车渗透率提高:第一季度公共充电桩耗电量同比增长近60%，充电换电服务业耗电量同比增长70.1%，对耗电量增长贡献超过0.2pct；数据中心和电能替代的影响也在逐渐增强。　　此外，分布式能源的快速发展可能会使用电增长率自2021年以来继续高于发电增长率。国家统计局发布的规定规定的工业发电量不计算风景小型电厂，也可以证明同期分布式集中的省份用电量与发电量增长率之间的较大差异。　　二是美国用电量增长也面临结构性跳跃　　除中国外，2019年以后，全球单位GDP用电量由降转升，目前已超过2015年(巴黎协会时)的水平。以美国为例，北美电力可靠性公司预测，未来9年北美用电量增速将从0.5%左右翻倍至1.4%。具体看：　　人工智能和电动汽车的发展是促进电力增长的共同因素：虽然目前的份额很小，但人工智能行业相关电力消耗的指数增长可能会迅速扩大对电力消耗的贡献。据IEA测算，2022年全球数据中心用电量约占总用电量的2%，但保守估计到2026年用电量可能会增加70%；与此同时，全球新能源汽车销量的渗透率预计将从2023年的17%提高到50%，相应的充电需求将增加3倍。　　美国的“再工业化”过程也可能边际上促进用电需求:美国三大法案支持和补贴当地工业投资，或回归当地汽车、新能源、芯片等制造业。2023年，美国工业用电增速也回升至1.2%。　　三、中外电力高增长周期共振，全球电力基础设施投资或仍面临较大差距　　全球能源转型叠加电力高增长，促进中长期电力基础设施需求。　　三、中外电力高增长周期共振，全球电力基础设施投资或仍面临较大差距　　全球能源转型叠加了高电力增长，促进了中长期电力基础设施的需求。同时，新能源转型过程对电网的需求较高，现有的电力基础设施也可能需要全面升级，包括储能和智能电网。与此同时，电力投资的快速增长也可能结构性地促进上游铜、铝等资源产品的需求。　　风险提示：外需下降拖累出口增长；极端天气影响电力供需。

　　正文　　1.中国第一季度用电量增长率接近10%、再现高弹性

　　在分析基准的情况下，中国今年的用电量增长可能超过7%、第二产业用电量可能高于2023年后，我们看到2024年第一季度用电量同比增速再次超出预期，同比增速(9.8%)明显高于实际GDP增速(5.3%)。从产业用电量来看，第二产业用电量增速贡献达到5.2个百分点(贡献占50%以上)。2019-2024年第一季度工业用电年化复合增速也从2014-2019年同期3.3%翻番至6.2%(图1)，自2023年1月起，第二产业对用电量同比增速的贡献比例保持在5-70%(图2)。；但与此同时，第三产业和居民用电的年增长率分别从10.4%/8.8%下降到8.2%/6.3%。因此，自2022年以来，单位GDP用电趋势进入上升通道，2022-23年年增长1.2%，2024年第一季度进一步上升至4.3%。　　一方面，制造业用电强度明显增加，促进用电量高增长。近年来，出口量对用电量增长的解释也显著增加。今年第一季度，出口量增长了12%、对应工业用电量增长8%。另一方面，新能源汽车渗透率的提高和数据中心推动的增量用电需求也呈现结构性上升。今年第一季度，新能源汽车销量同比增长31.8%，公共充电桩耗电量同比增长近60%，充电换电服务业耗电量同比增长70.1%。我们估计，第一季度新能源汽车将为全社会用电量增长贡献0.2个百分点以上。　　自2021年以来，出口量的高增长对用电趋势的解释显著增加。例如，2022年第二季度GDP同比增长率为0.4%，但用电量同比增长率为第四季度（出口增长率较低）；今年第一季度，我们根据海关总署公布的出口价格指数计算的出口量增长率达到12%，同比增长率达到应用电量的近10%(图5)。　　近年来，新能源汽车的渗透率有所提高，其他快速发展的新兴增长产业也有助于整体用电量增长。例如，2023年，中国新能源汽车销量接近945万辆，同比增长率高达37.5%；公共充电桩充电量同比增长近60%，充电换电服务业用电量同比增长70.1%。我国新能源汽车保有量从2014年22万辆增长92倍至2023年2041万辆，2020年以来年化增长率为60.7%，2023年新能源汽车保有量同比增长率为56%。从2022年4.1%到2023年12月6.1%，新能源汽车的渗透率也迅速上升。　　值得注意的是，第一季度全社会用电量增速记录9.8%，高于发电量增速6.7%，全社会用电量口径更全。两者的差异可能反映分布式能源的趋势增长。具体来说，两者同比增速差距从2021年开始扩大，平均维持在1.8个百分点左右，与风景/分布式能源快速发展时间一致。定义上，国家统计局公布的工业发电量统计了年主营业务收入2000万元以上的发电企业，不包括规模以下的发电企业。风电和太阳能发电仅为6000千瓦以上的电厂。此外，从不同省份用电量与发电量同比增长率的差异来看，青海、宁夏、河南等分布式光伏装机相对集中的省份用电量增长率也高于发电量，这也可以作为证实。　　二是美国用电量增长也面临结构性跳跃　　不仅中国的电力需求继续超过预期增长，而且2019年以后，全球单位GDP的用电量也从下降转向上升，目前已超过2015年（巴黎协会）的水平。以北美为例，根据北美的电力可靠性公司(NERC) 据预测，2023年，该机构将未来9年北美用电量大幅增长至1.4%，2019-2022年预测中心0.5%-0.6%接近翻倍。AI、随着新能源汽车的快速发展，以及世界各国产业链投资的增加，都得到了提振：　　鉴于人工智能仍处于早期发展阶段，在用电量中所占比例相对较小，但随着其快速发展，对用电量的贡献可能会迅速扩大。从单一搜索的角度来看，ChatGPT的功耗约为谷歌搜索的15倍，大语言模型GPT-3的一次训练耗电约为1287兆瓦时 ；因此，IEA计算，2022年全球数据中心用电量约占全球总用电量的2%，到2026年用电量可能会增加70%，比例也会大幅上升。在基准情况下，我们预计今年美国数据中心用电量将超过2600亿千瓦时，并保持年均1.5%的同比增长。对全社会用电量增长的贡献将从2023年的1个百分点上升到2024年/2025年的1.4/1.6个百分点；华泰战略团队还预计，到2030年，中美数据中心的年用电量将超过9500/6500亿度，均达到2022年3.5倍以上(。　　随着新能源汽车渗透率的不断提高，用电量的拉动也不容小觑。　　随着新能源汽车渗透率的不断提高，用电量的拉动不容小觑。2023年，全球新能源汽车销量渗透率达到17%(约1370万辆)。据麦肯锡估计，2030年的渗透率预计将上升到50%，充电需求可能会翻倍。近年来，美国和欧洲新能源汽车的销量普及率有所提高，自2019年以来年均上升3.5/1.4个百分点至2023年7.5%/16.9%(图16)。在基准情况下，假设2030年美国新能源汽车的渗透率从2022年的1%上升到13%，我们预计美国充电桩需求将从2023年的0.14pct大幅上升到2030年的0.8pct。　　一些国家再工业化的推进也可能结构性地提高用电需求。近年来，美国发布了《通货膨胀减少法》(IRA)、《基础设施投资与就业法》(BIL)许多其他政策支持制造业回归当地，并在基础设施、新兴产业制造等领域做出努力。美国三大法案支持和补贴当地产业投资，2023/7/31)，或提振当地汽车、新能源、芯片等制造业回流，再工业化或推动部分工业用电需求增长。假设2023-2030年美国工业用电量同比增长1.2%，预计2030年再工业化可能为全社会用电量增长贡献0.3个百分点；用电量增长加快，对电网基础设施建设也提出了更高的要求。　　三、中外电力高增长周期共振，全球电力基础设施投资或仍面临较大差距　　受制造业、人工智能、新能源汽车等因素的推动，预计中外电力需求的高增长将产生共鸣，以传统资源产品为代表的新能源转型期“老”能源投资不足，电网基础设施叠加新能源需求处于“磨合期”，能源供应模式的重塑也带来了新的电力投资机遇。　　首先，全球电力电网相关基础设施投资可能存在较大差距，包括新电力安装、储能和智能电网需求——如果电力需求的结构增长和新能源转型之间存在“新”、我们认为，不排除国内电价灵活开放，促进储能和智能电网的进一步发展；其次，电力投资（特别是国内火电）的增长预计将继续上升，美国和其他国家的电网相对老化，也有更新需求；全球电力电网投资可能仍有望加速。一方面，2023年国内火电发电比例从2011年高点的83.1%下降到69.5%，2013-2022年保持负增长(图18)，风电、光伏等清洁能源发电波动性和间歇性强；因此，预计火电、储能等产能将继续扩大，更好地适应电力需求结构的变化。一方面，2023年国内火电发电比例从2011年高点的83.1%下降到69.5%，2013-2022年保持负增长(图18)，风电、光伏等清洁能源发电波动性和间歇性强；因此，预计火电、储能等产能将继续扩大，更好地适应电力需求结构的变化。　　美国等发达经济体国家的电网更新空间较大。根据IEA数据，美国等发达经济体的电网相对陈旧。例如，美国50%以上的基础设施已经运营了20多年，只有23%的电网基础设施运营年数不到10年（图19）。彭博新能源金融数据库(BNEF)还预测，在净零目标下，2022-2050年，美国电网投资将达到3.8万亿美元，年化复合增长约5%(图25)，全球电网投资将达到21.4万亿美元，年化复合增长率将达到8%。美国公布的通货膨胀减少法案、美国能源部发布的《基础设施投资与就业法》和《建设更好电网》计划，为美国电力基础设施的改造升级拨款420亿美元。因此，上述法案的实施和推广可能有利于提振国内有能力出海、完成海外生产能力布局、接入美国电力设备供应体系的相关企业。　　美国联邦能源管理委员会(FERC)5月14日，一项针对美国输电网络运营商的法案通过，涉及美国未来至少20年跨区域输电网络的长期建设和投资规划，并要求每五年更新一次。FERC在规定中制定了电网维护和升级成本的分配规则，允许公用事业公司、电力设备供应商和国家政府设计与各参与者投资规模相匹配的成本分配方案，以确保电网的更新和维护得到相应的财政支持。FERC还分析了美国各州/地区电网维护升级所需的投资规模。到2030年，美国高压电网的运输和承载能力将比今天的水平提高60%，投资规模可能达到3300亿美元；到2050年，总投资需求将增加3倍，达到2.2万亿美元。根据Grid 根据Strategies的数据，近年来美国高压电网建设放缓，年均下降近60%（图24），难以适应电力需求的快速增长。美国清洁能源协会还估计，与清洁能源相关的基础设施投资规模将达到6000亿美元。现有电网基础设施的升级可以提高跨区域输电能力，节省每年250-700亿美元的损失，有效降低各州实时电价差，显著降低家庭年平均停电时间。　　同时，电力需求的增长也会提振铜、铝等上游资源产品的价格。自2021年以来，中国的煤炭需求保持了5.1%的年增长率，高于2016-19年的1.7%。相比之下，中国汽油的年增长率从疫情前的1.5%下降到-1.9%，电动汽车渗透率的提高也推动了中国能源结构的切换——汽油需求边际下降，煤炭结构性强。铜本身具有良好的导热性和延展性，广泛应用于电力和电网系统建设，包括发电机、电缆、变电站等。自2013年以来，中国电力行业消耗的铜材比例已上升至46.7%。从全球角度看，应用于电力基础设施建设的铜材比例也呈现结构性增长-2012年以来，全球铜材消耗年均增长率达到2.4%，2022年铜材总消耗量达到3058万吨，其中应用于电力设施的铜材消耗量为14.6%，创2012年以来新高。近年来，由人工智能应用驱动的计算能力增长推动了全球电力的高增长，也将推动铜需求的持续上升。　　风险提示　　1)外需下降拖累出口量增长。如果出口量增长低于预期，国内用电量增长可能会受到一定程度的拖累；　　2)极端天气影响电力供需，如果极端天气出现概率增加，电力等能源供应可能会受到一定程度的干扰。　　本文作者，.华.泰.证.券.研.究.所