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洞察2024|抢抓风口!清洁能源四大领域投资机会解析

· 洞察2024
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随着全球对绿色、低碳发展的日益重视,清洁能源投资已成为推动能源结构转型、实现可持续发展的关键。在中国,这一趋势尤为明显。

自 2021 年以来,中央政府在生态环保领域密集出台了一系列支持政策,对污水处理、固废处理等领域设定了明确目标。随后,多地政府也相继发布了相关政策。在这一背景下,中国清洁能源市场不仅迎来了政策的春风,更吸引了全球投资者的目光。*本洞察来源于 MSC 与全球知名制造业公司及其在华子公司的合作项目。

从上一篇推文对在华投资清洁能源的 PESTLE(政治、经济、社会、技术、法律和生态)分析中我们能看出在华投资清洁能源前景一片大好,但是在进一步确认投资方向之前,我们还需要对各个细分市场的价值进行更加精确和清晰的评估与判断。

经过综合考虑,我们洞察到光伏、风电、生物质能以及氢能这四个清洁能源类别在当前的投资环境中展现出了显著的优势。这些领域政策明朗,市场发展势头良好,技术优势明显,且法规保障完善,为清洁能源项目的实施提供了坚实支持。*为了大家更好地理解,本文仅提供一般性信息,在实际项目推进过程中我们将结合实际情况进行更深度地调研和分析,以得到更准确的结论。

本文我们将进一步讨论中国清洁能源投资的市场机会。

四类清洁能源项目概况

光伏发电

光伏项目专注于利用太阳能资源进行电能转换,是我国绿色能源发展的重要组成部分。鉴于我国太阳能资源的丰富性,实现太阳能发电主要有两种途径:一种是通过太阳能集热技术产生工业蒸气,进而驱动汽轮机进行热能至电能的转换;另一种则是利用光电效应,即太阳能(光照)直接通过太阳能电池(半导体光电二极管)转化为电流,这种模式通常被称为光伏发电。

在光伏产业链中,光伏发电位于下游,其技术实现高度依赖于上游硅原材料的供应和中游核心组件——太阳能电池的供应。光伏项目类型主要分为集中式和分布式两大类:

  • 集中式光伏项目主要利用荒漠地区丰富且相对稳定的太阳能资源,构建大型光伏电站,容量一般在 50MW - 100MW 以上,需要接入高压输电系统并供给远距离负荷。
  • 分布式光伏项目则侧重于在用户所在的建筑或厂房的屋顶或附近地面铺设光伏电站,通过用户侧发电上网,在配电网系统平衡调节。这些项目类型在规模、资源依赖度和基础设施要求上各有特点。
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*光伏产业链上中下游说明;图源:中国氢能联盟研究院

风力发电

风力发电是一种利用风能资源进行电能转换的可再生能源项目。其主要流程是风车在风力的吹动作用下旋转,将风能转化为机械能,再通过风机内部的发电机实现从机械能转化为电能的过程。

风电产业链涵盖了从风机制造到风电场运营等多个环节。风力发电作为风电产业链的核心部分,位于下游,其技术实现高度依赖于风机整机的制造和性能。

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*风电产业链上中下游说明;图源:中国氢能联盟研究院

在风电项目类型上,根据风电场的不同落项地点,风力发电投资主要分为陆上风电和海上风电两种:

  • 陆上风电主要在风能资源丰富的地区开发风电站,如中国的西北、华北平原和西南山区。这些地区已经形成了成熟的技术和服务市场。
  • 相比之下,海上风电由于陆上风电土地资源的紧缺,并且具有资源更丰富稳定、利用小时数更高的优势,成为了新的发展方向。目前,中国已建成的海上风电项目主要集中在东南沿海的滩涂和近海地区,未来将向远海方向发展,技术复杂性增加,成本也会相应上升。

生物质能发电

生物质能发电是一种利用农林废弃物、畜禽粪便、生活垃圾以及污水污泥等生物质资源作为燃料的热力发电形式。它通过燃烧这些生物质,将其中蕴含的生物质能(化学能)转化为热能,进而生成高温蒸汽。这些高温蒸汽驱动汽轮机旋转,从而带动发电机产生电力。

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*生物质能产业链上中下游说明;图源:中国氢能联盟研究院

基于不同的工作原理,生物质发电技术可细分为多种类型,主要包括生物质直接燃烧发电、生物质与化石燃料混合燃烧发电、生物质气化发电、沼气发电以及垃圾焚烧发电:

  • 生物质直接燃烧发电利用生物质原料直接燃烧产生热能;
  • 生物质混合燃烧发电则结合生物质与化石燃料,提高燃烧效率;
  • 生物质气化发电则通过气化过程将生物质转化为可燃气体,进一步发电;
  • 沼气发电则利用生物质发酵产生的沼气作为燃料;
  • 垃圾焚烧发电则是对城市生活垃圾进行有效处理的同时,将其转化为电能。

这些技术各具特色,共同推动了生物质能源的多元化利用。

氢能项目

氢能产业涉及的主要环节包括氢能的制备、储运与发电。氢能是氢的化学能,即氢元素在物理与化学变化过程中所释放的能量,氢能发电需要借助氢气和氧气的燃烧,从而产生热能进而转化为电能,或通过燃料电池直接转化成电能。同时,氢能作为储能的一种常见介质,且清洁氢气可以通过可再生能源发电制氢获得,因此氢能常以氢气的形式参与新型绿色电力系统建设,即「电-氢-电」模式。

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*生物质能产业链上中下游说明;图源:中国氢能联盟研究院

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*2020 年中国制氢结构;图源:中国氢能联盟研究院

在绿氢的制备方式中,目前产业应用较为广泛的是通过电解水制氢,即「绿氢」,以及利用工业副产品制氢,即「蓝氢」。这两种方式均以清洁能源为导向。

  • 电解水制氢,又称「绿氢」,利用可再生能源电力电解水直接制取氢气,无二氧化碳排放,是纯粹的清洁能源。目前,碱性电解水技术(AWE)是技术最成熟且应用最广的电解水技术,而质子交换膜电解水技术(PEM)仍处于研发和小量应用阶段。
  • 工业副产氢,即「蓝氢」,是通过甲烷或煤的转化过程制取氢气,同时积极捕集、存储并利用产生的 CO2,确保整个生产流程实现二氧化碳零排放,展现出较高的清洁性。这种制氢方式的一个重要来源是烷烃脱氢,它为行业提供了可持续的氢气供应。

四类清洁能源项目市场判断

光伏发电产业:已形成规模效应,市场最为成熟,预计保持规模化增长

中国光伏产业已形成显著的规模效应,市场成熟度极高。自 2013 年起,中国连续十年领跑全球光伏装机规模,八年间新增装机容量占全球总量的 40.6%。在 2017 至 2023 年间,装机规模从 120GW 迅速扩张至超过 500GW,复合年增长率超过 20%。中国已成为太阳能光伏组件和系统的全球制造中心,硅料、硅片、电池和组件等主要环节的产量全球占比超过 60%。

规模效应带来的成本优势和投资需求共同推动光伏行业达到历史最高净利率,且随着光伏成本的进一步下降,这一利润空间有望继续扩大。2022 年,光伏投资需求旺盛,上游产能释放促使价格下降,下游企业盈利显著回升,光伏发电企业净利率达到历史最佳水平。

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*中国光伏累计装机规模及增长率;图源:国家能源局

在市场未来的发展趋势中,光伏行业正展现出强劲的增长势头。一方面,光伏建设成本的持续下降与日益增长的清洁低碳用能需求,预计将共同推动未来光伏装机需求的持续增长,中国光伏市场预计将保持规模化扩张。根据各省的「十四五」可再生能源规划以及《中国 2030 年能源电力发展规划研究》的预测,到 2025 年,中国光伏发电的总装机容量预计将达到 550GW;到 2030 年,装机容量有望进一步攀升至 1050GW;而到了 2060 年,这一数字更是有望达到惊人的 3800GW,显示出超过 13% 的复合年增长率。

另一方面,随着光伏发电规模的迅速扩大,光伏+储能的新模式也迎来了重要的发展机遇。发展储能技术成为提高电力系统灵活性、降低弃电率的关键所在。光伏与储能的融合模式展现出了广阔的前景,被视为光伏市场的第二曲线增长点。据统计,2022 年全年新增投运的光储项目装机规模已达到 2.2GW,预示着这一领域的强劲势头。预计至 2025 年,中国光储的累计装机规模有望超过 10GW,为光伏市场的持续发展注入新的活力。

风力发电产业:正在形成规模效应,政策加持下预计保持较高增速

中国风电产业正在当前规模与水平上形成显著的规模效应。累计装机容量已突破 400GW,连续 13 年保持世界第一的装机总量,新增容量更是连续 14 年蝉联榜首。在 2017 至 2023 年间,装机规模从 140GW 大幅扩容至 400GW 以上,年均复合增长率近 15%。

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*中国风电累计装机规模及装机占比;图源:国家能源局

展望未来,国家政策的强力支持及风电产业的规模效应预计将推动市场保持高速增长。「十四五」规划下,各地风电规划及支持政策陆续出台,预计全国风电新增装机总量将突破 200GW。到 2030 年,中国风电装机容量预计将达到 800GW,2060 年更是有望达到 2500GW。

在政策的大力鼓励下,超大型风光基地有望成为未来风电市场的引领者,短期内这一发展将由国央企主导。

目前,大型风电和光伏基地正在成为国家规划下清洁能源项目开发的新模式。根据《以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的大型风电光伏基地规划布局方案》,到 2030 年,计划建设的大型风光基地总装机容量将达到约 400GW,其中外送风光基地的装机容量增量空间为 240GW。在这一进程中,华能、大唐、国家电投等五大六小电力央企将成为开发的主力军。

生物质能发电产业:占比小,增长乏力,市场预计持续下降

在当前规模与水平上,生物质能发电的总体发展与其他清洁能源相比存在显著差距,产业增长相对乏力。从 2017 年的 15GW到 2022 年底的 41GW,尽管生物质发电装机容量有所增长,但年增量仅 0.3GW,同比增长 8.8%,占全国电力总装机的比例仅为 1.6%。增长乏力的主要原因在于生物质能发电对秸秆、垃圾等原料的持续供应依赖性强,且原料成本高昂。此外,原料的能量密度低,电能转化效率不高,使其难以成为大规模发电站的主要发电方式。

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*中国生物质发电装机容量及增长率;图源:国家能源局

在市场未来发展上,生物质发电市场面临多重挑战。成本高、发电效率低等因素导致其市场竞争力有限,预计中国生物质能市场将持续面临下行压力。生物质发电行业作为重资产领域,前期投入巨大,在补贴退坡的情况下,新增投资预计会放缓。市场将逐渐从无序扩张转向规模经营,预计到 2030 年,生物质发电装机容量预计仅超过 50GW。

在生物质能发电市场中,垃圾焚烧发电仍将作为生物质能发电绝对主力,但区域下沉趋势明显。垃圾焚烧技术进步与良好的产业化基础,推动垃圾焚烧发电保持较大市场占比,然而核心一、二线城市的生活垃圾焚烧发电基础设施已经建设完毕,垃圾焚烧发电市场已趋于饱和,因此垃圾焚烧发电新建项目呈区域下沉趋势,由大中型城市向中小型城市发展,从东部沿海向西部内陆发展。

清洁氢能产业:当前规模较小,但有望迎来万亿级市场空间

中国氢能市场规模大,产能稳步增长,市场处于清洁换能过渡期。截至 2022 年,中国已是世界上最大的制氢国,氢气年产量达 3300 万吨,同比增长 32%,市场规模是 2017 年近两倍(1850 万吨)。虽然氢能市场规模相比其他清洁能源市场规模较小,但市场增长率较大,发展趋势向好。

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*中国氢能产量及增长率;图源:国家能源局

在未来,氢能市场有望迎来万亿级增长。据中国氢能联盟预测,随着 2030 年碳达峰目标的推动,中国氢气的年产量将达到 3715 万吨,在终端能源消费需求量中占比约为 5%。而到 2060 年,在碳中和目标的驱动下,年产量将激增至约 1.3 亿吨。

资本市场对氢储能环节在清洁能源发电中的潜力寄予厚望。投资者信心主要源于两大方面:一是供给端的优势,中国可再生能源装机量居全球首位,未来装机增量空间超过 1000GW,为清洁低碳的氢能供给提供了巨大潜力;二是需求端的增长,清洁能源比例的提高将推动储能系统需求的大幅增加,而氢能以其长时效和高发电效率成为理想的储能选择。预计至 2030 年,中国用于储能的氢气用量将超过 160 万吨,年复合增长率高达 70%。

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*中国储能氢气用量预测;图源:国家氢能行业发展规划

总结

基于清洁能源投资总体市场情况,并对比细分产业当前表现与未来潜力,我们可以得到以下洞察:

  • 光伏发电产业为中国清洁能源市场主力,最成熟且未来增量空间最大,达 550GW,规模效应下成本优势显著,利润空间已达历史最优并将进一步拓宽,投资需求旺盛,融资手段多元,投资趋势好。

 

  • 风电市场产业链发展成熟,增量空间达 400GW,但国有资本提前入局并已经形成主导,虽然大型风光基地是风电市场发展新模式,但该模式由国央企垄断,外商投资空间有限;走向深远海的海上风电呈连片开发态势,但开发成本过大,投资盈利空间有限。

 

  • 生物质能发电市场长期以来在清洁能源市场中相对小众,行业投资较谨慎,发展主要靠政策拉动,难以作为大规模清洁能源发电源,且未来增量空间仅有约 10GW,投资优先级较低。

 

  • 氢能市场当前规模横向对比全球而言较为庞大,产能稳步增长,迅速流入的资本表明氢能市场的中长期表现受到大量关注,战略投资潜力较大,就目前而言无论是狭义上的氢储能,还是广义上的氢能领域都处于发展早期,有投资意向的企业可以等待氢能应用场景真正跑通之后出手。

经过上文对光伏、风电、生物质能以及氢能这四类细分市场的深入分析,我们发现其投资潜力和发展前景各有差异。因此,在实际投资项目中,我们需进行深度的调研和分析,以充分考虑各种因素,确保得出更准确的结论和决策。