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中国电网建设由国企主导,电网结构大一统是必然。国网、南网建设特高压从技术上形成了壁垒,目前,中国已投运的特高压线路共13条,其中国家电网已投运的特高压线路超过10条,南网投运2条。通过特高压建设将使中国电网连成“一张网”。
3.美国输变电网投资陷入停滞状态
3.1中美两国电网投资额比较
我国电网投资市场空间在5000亿元左右。国家电网投资额从2008年2500亿元增长至2016年近5000亿元,8年时间投资额增长一倍,年均复合增速达到9%,近年国家电网投资额保持在4500亿元以上,投资额增速逐年下降,市场空间保持在5000亿元左右。2017年投资额增速预估为-6.4%,相较于2016年10.2%的增速下降趋势十分明显。
特高压投资额增速陷入瓶颈期。特高压累计投资额在2012年之前年均复合增速在20%左右,2014年开始进入快速增长,2015年增速超过50%,增速接近天花板,2016年特高压累计投资额增速同比下降超过20个百分点,这一趋势受我国电网投资额整体减速影响较大。
美国电网投资额不足,建设缓慢。美国输电网投资自20世纪70年代以来一直处于停滞状态,且长期滞后于电力需求和发电装机容量的增长。其中原因在于:①美国联邦制下跨州输电项目建设需要多个州的监管部门同意,多个联邦政府部门之间的协调难度较大,且行政审批程序复杂、耗时长,最终获准门槛高。②输电网项目相较于其他投资项目,具有回报率低,建设周期长等特点,因而比较缺乏投资吸引力,所能筹集的输电项目建设资金规模有限。③美国已经完成了工业化、城镇化,经济发展速度趋缓,电力需求也增长缓慢,使得电网建设驱动力不足,因而在20世纪中期完成迅速扩张后开始停滞。美国电网投资在1975-1999年逐年下降,平均每年下降8600万美元,直到2005年才恢复到1975年的投资水平。
美国存在较大电力缺口,其中配网部分最显著。据美国土木工程师协会于2016年发布的美国基础设施投资缺口研究报告,美国电力投资缺口持续扩大将严重损害经济社会的发展。到2025年,投资缺口额将累计达到1770亿美元,到2040年,则将进一步超过5650亿美元。若这一情况继续得不到解决,将给美国经济发展成本造成很大负担,同时促使美国家庭生活成本和企业经营成本的上升,最终导致全国GDP的下滑。据该报告推算,到2025年,美国GDP将减少8190亿美元,失业人口增加10.2万,到2040年,GDP将扩大减幅至1.9万亿美元,失业人口升至24.2万。
2010-2030年的20年间,在电网建设投资中,配电网投资将达到5815亿美元,接近输电网投资额的两倍,整体上看电网年均投资额为440亿美元。
根据国际能源署《世界能源展望2011》统计,到2035年,全球用电总量将达到317,220亿千万时,较2009年增长84.2%。强劲的电力需求将拉动全球电力投资。2011-2035年全球累计电力投资需求将超过13.7万亿美元,其中发电、输电、配电各部分的投资额将分别达到6.65万亿美元、1.84万亿美元、5.25万亿美元。2025年美国电力投资缺口中配网部分占54%,约为955.8亿美元,占到2011-2035年全球配电累计投资额的1.8%。
美国电网建设成本呈现上涨态势。①电源结构变化提出长距离输电线路建设需求:可再生能源如风电、地热发电装机增长较快,出于环保和燃料供应的考虑,这些电厂一般都远离负荷中心,需要新建长距离输电线路,直接推动了输电网投资的上升。②电网项目建设成本上涨。原材料、土地、人工成本的上升都给电网项目建设造成很大的成本压力。
3.2中美电力设备龙头对比
由于1975-1999年的20多年美国输变电主网投资额处于停滞状态,因此美国电力设备龙头均呈现多元化的业务结构。通过中美电力设备龙头公司的对比,美国电力设备公司与中国电力设备公司均在其传统业务领域存在明显瓶颈,美国电力设备龙头多向其他领域转型延伸,因此业绩规模较大,中国电力设备龙头的业务尚未多元化,业绩规模相对较小。
4. 美国电网为何没有特高压
4.1中美电网分布形态迥异
中美两国的电网呈现不同的分布形态。美国电网由东部、南部和德克萨斯(ERCOT)三大独立体系组成,它们之间仅靠几条小容量的直流线路相连,分别占美国电力销售量的 73%、19%和8%,呈三足鼎立的态势。相比之下,中国的电网体系已经实现了各省份之间的互联互通,呈现出全国大一统的格局。
4.2美国地形限制了跨区域电网的联结
山地地形决定美国电网区域分布特点。①美国前能源部部长、雷曼兄弟公司投资银行部资深顾问施莱辛格先生认为,“落基山脉的阻挡使得美国并不适合建立一张统一的电网,建立两个RTO(区域输电组织)才是美国电网的理想选择”。②美国东西两岸分别有阿巴拉契亚山脉和科罗拉多山系的主干落基山脉分布,高海拔的地形客观上增加了电网建设的难度,限制了电网覆盖区域的拓展,因此美国东部和西部地区的电网各自独立,形成了区域性分布式的电网形态,二者相互之间电网联结的需求较小,建设难度较大,因而大大限制了美国特高压远距离输电网建设的发展空间。
4.3美国是否建设特高压尚不明确
美国现有电网以高压超高压输电线路为主。美国现有输变电线路以超高压为主:美国电力公司(AEP)是美国最大的电力公司之一,其服务区覆盖从德克萨斯州至弗吉尼亚州的11 个州,为五百万用户提供了大约 36000MWH电力。AEP的输电主干线是一条超过3000公里的765kV线路(1条765kV线路输送的电力相当于5条345kV线路输送的电力,或30条138kV电线输送的电力)。
美国也曾尝试特高压建设,但全国建设阻力大。美国电力公司、邦德维尔(BPA)电力局和通用电力公司都曾进行过特高压技术研究。但联邦制下美国各自为政的区域化电网结构很难做到全局统筹兼顾和协调全国范围内的电网系统,远距离输电建设缓慢。
美国政府高层对特高压建设持支持态度,未来有可能建设特高压。①电网升级的现实需求:美国国内面临电网分散、电网技术陈旧,输电能力不足等问题,急需电网升级换代。美国本土分布有9000多个发电站,输电线路总长约48.3万公里,电网布局杂乱、运营效率低下,严重影响美国用电的可靠性。而随着未来电力装机容量的上升,当负载需求以3%-4%的速度增加时,当前电网无法有效供电。②美国政府的政策导向:中国目前在特高压领域的研究与实践一直走在世界前列,是美国建设特高压的学习楷模,美国政府高层对中国特高压技术持很高的评价。
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