开源证券策略：当“碳中和”遇上限电

随着夏季高温的来临，全国部分地区最高用电负荷创下历史新高、用电量创下历史纪录。从今年5月开始，已经有地区先后制定有序用电方案，近期云南、内蒙古等地也实行错峰用电。

本轮限电有别于历史上任何一次限电，一方面本轮限电处于工业和居民用电同时上升期，同时供给还受到“碳中和”政策目标限制。

“碳中和”遇上限电的结果如何？近期，开源证券策略团队发布专题报告《当“碳中和”遇上限电——投资策略专题》，为您深入分析本轮限电对工业生产的影响，寻找能源转型下的投资机会。

限电再起，用电供需矛盾凸显

1、全国用电量大幅增长，多地采取限电措施

近期全国用电量大幅增加，部分地区先后制定有序用电方案，并逐步开始采取限电措施。从5月开始，宁夏、广州、山东、南京、上海、杭州等多地先后制定有序用电方案，提前计划用电高峰期工业企业限电安排；近期云南、内蒙古、广东等地也已经开启错峰用电。全国用电供需缺口已经十分明显。

我国部分地区从5月开始先后安排有序用电

资料来源：广州市工信局等官网、开源证券研究所

2、需求端：生产“热”叠加天气热，工业与居民用电需求均大幅增加

从历史数据来看，全社会用电需求本身就具有很明显的季节性：

(1)从总量上看，全社会用电总量一般都在每年的7、8月份和12月份达到阶段峰值。

(2)从结构上看，每年居民和工业用电量同时增长的区间大概位于6-8月和11-12月，这也是为何总量在这两个区间达到阶段峰值的原因。居民和工业用电在2月和9月存在明显的错峰调节特征，即往往每年的9月和2月都是居民用电量的绝对高点，对应着同期工业用电的绝对低点。

全社会用电需求本身就存在明显季节性，每年居民和工业用电量同时增长的区间大概位于6-8月和11-12月

数据来源：Wind、开源证券研究所

但这一次与往年不同的是：工业生产的景气度处于2017年以来的最高点，同时本轮电力负荷创新高的地区其气温也处于历史较高水平。

(1)制造业的产能利用率达到过去5年中的最高值，尤其是高耗电行业的产能利用率达到2017年以来的最高值，且仍在上行趋势，这意味着本轮工业生产用电的需求相比于以往大幅增加。

(2)由于南方地区天气炎热，居民部门空调用电需求大幅上升。对比出现高温天气的地区和本轮电力负荷创新高地区，两者基本吻合。其原因在于高温天气下，居民对空调等制冷设备的使用量大幅增加，导致城乡居民生活用电激增。

3、供给端：煤价高企遇上枯水期，火电、水电供给均受制约

从我国发电结构来看，在夏季7、8月用电高峰期间，电力供给端主要还是受火电和水电发电量的影响。具体来看，火电发电量占比约70%，水电占比约20%，风电、太阳能发电占比约5%，核电及其他形式发电占比约5%。

火力发电需要大量消耗动力煤，目前动力煤的价格处于历史高位，且重点电厂煤炭库存可用天数明显低于历史同期水平。我们发现近期煤炭现价带着期货价格上涨，这与重点电厂库存可用天数明显低于历史同期相互形成印证，这意味着用电需求超出预期，而较高的动力煤价格其实也一定程度上影响了电厂的补库意愿。

我国7-8月的发电量主要还是来自火电和水电

数据来源：Wind、开源证券研究所

当前煤炭价格显著高于历史同期水平

数据来源：Wind、开源证券研究所

受降雨量减少影响，今夏水电发电量同样受到制约。我国四川和云南是对水力发电贡献最大的省份，分别占全国水电发电总量的27.3%和22.5%。而2021年以来，云南和四川部分地区降水量较往年并不算很充裕。此外，近年来云南省/四川省大幅引入电解铝等高耗能产业，从2019年/2020年开始云南/四川的电解铝产量明显上升，由于省内耗电量的增加，云南/四川可以用于西电东送的电能受到制约。

云南临沧地区的降水量明显低于历史同期

数据来源：中国气象数据网、开源证券研究所

2019年以来，云南电解铝产量快速提升

数据来源：Wind、开源证券研究所

四川宜宾的降水量并不比过去10年的中枢水平高出多少

数据来源：中国气象数据网、开源证券研究所

2020年以来四川省的电解铝产量也开始大幅抬升

数据来源：Wind、开源证券研究所

“碳中和”+限电：供给受限更严重，通胀上行概率加大

1、历史复盘：2008/2010年的限电之后，通胀上行

从历史规律来看，历次限电之后，通胀均有上行压力。历史上发生过的大范围的限电主要有两次：2008年年初与2010年年初 ，主要原因都是因为寒潮来袭叠加重点电厂的煤炭库存位于相对低位，限电导致2008/2010年1-2月的工业用电量累计同比相比于历次经济复苏或过热期(2005-2007年、2011年以及2018年的1-2月份)处于较低水平。受到限电的影响，工业品的供给回落，使得当时PPI/PPIRM均上行，但明显原材料价格涨得更多。当然，限电和通胀或许本身就是互为因果，限电本就是能源短缺的一种体现，而这种能源环节上的短缺，也大概率导致其它生产环节的矛盾。

历史上大范围限电时期，重点电厂的煤炭库存都位于相对低位

数据来源：Wind、开源证券研究所

2008年/2010年的1-2月限电时期，工业用电量累计同比相较于历次经济复苏或过热期处于较低水平

数据来源：Wind、开源证券研究所。

注：2010与2021年采用两年复合平均增速计算。

2008年/2010年的1-2月限电时期，PPI/PPIRM均上行，PPIRM上行更多

数据来源：Wind、开源证券研究所

具体而言，限电期间供给收缩越严重的工业品其价格上涨幅度也就越大。我们可以明显看到这两次限电对于工业品的影响其实是有较大差异的：2008年的限电期间，主要是火电、粗钢、水泥、纱的产量受到明显的负向影响；而2010年的限电期间，主要是火电、塑料制品、铝材、平板玻璃的产量受到明显负向影响。从PPI当月同比上行幅度来看，与产量受到负面影响程度呈现明显的正相关：2008年的有色金属冶炼及压延加工业PPI上行幅度明显不如同期的黑色金属冶炼及压延加工业，也不如2010年1-2月的有色金属冶炼及压延加工业；2010年1-2月黑色金属冶炼及压延加工业PPI的上行幅度不如2008年1-2月。

两次限电对工业品的影响具有较大的差异

数据来源：Wind、开源证券研究所

限电时产量收缩越明显的工业品其PPI上行越大

数据来源：Wind、开源证券研究所

2、当“碳中和”遇上夏季高峰限电：本轮供给紧缺或将更严重

本轮限电与前文复盘的历史上两次限电其实有很大的不同：

首先，相比于2008/2010年1-2月的冬季由于寒潮给工业用电带来的影响，本轮夏季高峰限电正处于前文提到的工业和居民用电同时上升的时期，这意味着工业生产的景气度本身就要比前两次限电更高，对于用电的需求本身就更高。

其次，本轮供给还受到“碳中和”政策目标的限制，这一点是前两次限电所不具备的，这也将加重高耗电、高排放工业品的供给紧缺。

因此当“碳中和”遇上夏季生产高峰限电，根据行业用电占比以及目前各地限电现状可以分为以下两类受影响的行业：

(1)对于用电占比较高的行业而言，如电解铝和钢铁，限电不仅仅会对供给造成影响，而且生产成本也将因为煤价或者电价的上调而上升，同时在碳中和政策目标下，这些行业的企业自备电厂相比于购电的成本优势将不再，购电需求将上升，进一步拉大电力供需缺口。因此对于这些行业而言供给受限叠加生产成本的上升，未来对应工业品的价格进一步上行概率在加大。

(2)对于用电占比相对较低的行业而言，尽管并非造成用电供需缺口的主要来源，但部分行业的供给也会受到当地限电政策的影响，如受云南限电影响较为严重的磷化工、受内蒙古限电影响较为严重的电石等。限电对于这些行业的供给影响更偏短期的冲击。

目前云南、内蒙以及广东限电措施对部分行业的供给影响较为明显

资料来源：云南电网、内蒙古氯碱协会、Mysteel网、开源证券研究所

供给受限的长短期逻辑共振：电解铝、钢铁

制造业细分行业中，用电量占比排名前二的分别是铝冶炼和钢铁冶炼。从短期来看限电对于这两个行业的供给影响最大；从长期来看在“碳中和”的趋势下，由于自备电厂的成本优势逐步减小、电炉炼钢的占比不断提升，未来这两个行业的购电需求其实反而会增加，电力成本的抬升也将成为限制行业供给的核心因素。

制造业细分行业用电量占比中，铝、钢排名靠前

数据来源：Wind、开源证券研究所。

注：趋势图时间区间为2020年至2021年5月。

具体分析来看：

(1)电解铝的生产成本中，电力成本可以达到30%-40%，对于电解铝生产商而言，可以有两种获得电力的途径：向电厂购买或自备电力，这两种途径面对的成本分别受到电价、动力煤价格的影响。目前由于用电供需缺口不断扩大，动力煤价格维持在高位；而部分地区发改委(如内蒙古、四川、山西等地)均明确决定2021年取消现行省内电网对高耗能等行业优待类电价。这意味着对于电解铝生产商而言无论是哪种电力获取途径成本都比以往高出不少，造成电解铝行业边际生产成本的快速上升。

电力成本为电解铝主要的生产成本之一

数据来源：产业信息网、开源证券研究所

继续提价可能是目前电解铝厂商最优的策略，这意味着未来铝的价格有进一步上涨的需求。根据历史经验来看，电力成本上升带来的电解铝生产成本上升往往也可以顺畅地传导到下游去，这体现为历史上的煤价和电解铝上市公司的成本与毛利率走势均基本保持一致。由于目前“碳中和”和限电的双重限制，扩产不太可能实现，因此电解铝厂商至少要将电力成本上升的部分转嫁给下游。

本轮电解铝营业成本推升主要是电力成本的上升

数据来源：Wind、开源证券研究所

历史上煤价和电解铝的毛利率走势基本保持一致

数据来源：Wind、开源证券研究所

我们看到：云南、四川以及内蒙古的电解铝产能利用率和当月产量同比增速自2021年年初以来均有所下滑，与此同时电解铝的库存仍在下行，而氧化铝的价格略有上行，说明电解铝的供给目前其实已经严重受到限电的影响，跟不上下游的需求，处于被动去库存的阶段。

云南、四川以及内蒙古的电解铝产能利用率和当月产量同比增速均有所下滑

数据来源：Wind、开源证券研究所

电解铝的库存仍在下行，而氧化铝价格指数有所上行

数据来源：Wind、开源证券研究所

(2)在“碳中和”的趋势下，电炉法炼钢占比有望大幅提升。对于钢铁而言，电价成本因不同工艺而有所不同：根据Mysteel公开数据，对于目前主流的长流程(高炉→转炉)而言吨钢耗电约150度，而对于短流程的电炉炼钢而言约500度，电价成本明显高于长流程。目前由于短流程的毛利小于长流程，因此2019年我国电炉法粗钢产量占比仅为10.36%，远低于全球占比的28.37%(如果不包含中国，则全球其他地区的电炉法粗钢产量占比高达49.50%)。我们可以看到2016年之后由于供给侧改革淘汰落后产能(集中于中频炉)以及环保限产，更为环保的电炉法粗钢产量开始触底回升，未来随着“碳中和”的持续推进，由于电炉法炼钢的碳排放仅约为高炉转炉法的1/4，因此电炉法粗钢产量占比仍有很大的上升空间。

2020年电炉炼钢工艺中电价成本约占9.70%

数据来源：产业信息网、开源证券研究所

目前我国电炉法粗钢产量占比仅为10.36%，远不及全球平均水平

数据来源：Wind、开源证券研究所

站在当下，由于限电的影响，耗电量更多的电炉炼钢受到的冲击要比高炉转炉炼钢更大，在碳中和政策要求下这部分更为环保的产能可能无法被高排放的高炉转炉炼钢所替代，这将对钢铁的短期供给造成负面影响，支撑钢价维持高位。从更长期的角度来看，如果考虑到碳价的因素，电炉炼钢的成本与高炉转炉炼钢的成本有望在碳价逐步上涨的过程中收敛，这意味着未来钢厂的生产成本其实是不断抬升的，在这个过程中大概率会出现行业内生产工艺落后、能耗水平较高、碳排放较多的企业产能出清的情形，有利于钢铁行业集中度的进一步抬升，将生产成本往下游传导，这意味着钢价的长期价格中枢将大幅抬升，至少要将碳价考虑进去。在限电+碳中和的双重限制下，我们认为单位能耗更低、产能更大的钢企更有可能受益。

考虑碳价之后，电炉炼钢和高炉转炉炼钢的成本将逐步收敛

数据来源：Wind、开源证券研究所。

注：数据截至2021-07-29。

有吨钢能耗数据的钢企中，相似体量下宝钢、南钢和柳钢吨钢能耗相对较低

数据来源：Wind、开源证券研究所。

注：数据报告期均为2019年。

我们看到：2021年3月以来云南、四川、内蒙古的粗钢产量当月同比整体呈现下滑趋势，尤其是5、6月下滑的幅度更大，一方面有碳中和限产的政策在其中起作用，另一方面限电的影响可能也是不容忽视的对于供给加速收缩的催化剂。

6月云南、四川、内蒙古的粗钢产量当月同比大幅下滑

数据来源：Wind、开源证券研究所

短期供给冲击：化工中的磷化工、电石

本轮云南、内蒙古的限电使得黄磷和电石的供给受到明显的冲击，这也是7月以来黄磷、电石价格大幅上涨的核心原因。我们可以看到2019年云南的黄磷产量占到全国的49%，2019年全国十大电石生产企业中内蒙古有5家。因此本轮云南和内蒙古的限电措施使得全国黄磷和电石的供给受到了明显影响，结果便是黄磷和电石的价格在7月以来大幅上涨，均创下历史新高。

2019年云南的黄磷产量占全国接近50%

数据来源：Wind、开源证券研究所

2019年全国十大电石生产企业中，内蒙古占一半

资料来源：前瞻产业研究院

6月黄磷的当月产量大幅下滑，而电石的当月产量略下滑

数据来源：Wind、开源证券研究所

7月以来黄磷和电石价格大幅上涨，创历史新高

数据来源：Wind、开源证券研究所

更长远的思考：能源转型如何保障电力系统的稳定性

限电现象背后其实正是反映了用电需求与电力供应能力之间的不匹配。因此，我们需要认识到的是在能源转型过程中，随着更依赖于环境因素的可再生能源占比不断提高，其实给电力系统的稳定性带来的挑战也是不断提高的，这意味着为了保证电力系统的稳定性，全社会将不得不：

(1)加大对于储能技术的研发投入，储能技术的应用将平滑风电、太阳能发电的波动，提高能源利用效率。然而目前储能技术的应用速度远远赶不上可再生能源发展的速度，存在明显的缺口。首先，我国储能项目仍以抽水储能为主，而抽水储能效率其实并不高，且容易受到降雨量影响；其次，我国目前电力储能项目累计装机规模同比增速明显放缓，远远跟不上光伏风电的装机速度。

2019年我国的储能仍以抽水储能为主

数据来源：前瞻产业研究院、开源证券研究所

我国电力储能项目累计装机规模相比于光伏风电累计装机规模增速明显放缓

数据来源：前瞻产业研究院、Wind、开源证券研究所

(2)在储能技术大量应用之前，继续使用火电/天然气/石油，因为它们仍然是关键时刻最为可靠、稳定的能源供应来源。然而由于这些资源供给有限，同时调峰带来的能耗较高，因此全社会也将因此承担更高的用电成本。我们以非石化能源消费占比达25%以上的欧洲为例，在德英法三国光伏安装量迅速抬升的时刻，全社会的用电成本反而出现了上升。这意味着可再生能源的不断普及并不意味着整体能源成本的下降，反而因为为了应对这些可再生能源的不稳定因素，消费者还需要支付为保障其用电安全与稳定的新型用电系统的运行成本。

在2007年后，欧洲主要国家开始大力发展新能源(兆瓦)

数据来源：Wind、开源证券研究所

在欧洲大力发展光伏发电期间，欧盟电价出现了上涨(欧元/千瓦时)

数据来源：eurostat、开源证券研究所

投资主线：高耗电行业+动力煤/火电+节能消费

当“碳中和”遇上限电，可以有如下三条投资主线：

第一，生产受到限电影响，产品供给受限的行业：电解铝、钢铁、化工中的磷化工和电石。

第二，短期价格由于供需缺口拉大而具备维持高位的基础、长期保障能源转型过程中电力系统的稳定性的：动力煤、火电厂。

第三，站在长期的角度来看：在居民消费层面，未来随着全社会用电成本最终要上升，节能消费可能会成为一种趋势。分下游和中上游来看，节能消费可以带来两类投资机遇：

(1)下游对应着空调产业结构升级。如前文分析，空调用电作为居民用电的大头，其能效的提高有助于缓解冬夏两季居民用电的压力。根据产业信息网的数据显示，2018年我国定频空调中三级能效零售量占比高达94.60%(级别越低能效越好)，而变频空调中三级能效占比为34.78%，这意味着这些空调未来均面临着能效升级替换的需求。

(2)从下游节能产品对应的中上游原材料来看，钕铁硼永磁材料、稀土以及节能功率元器件将受益。在节能方面具备显著优势的钕铁硼永磁材料是成为超高效产品的基础，其下游对应着消费类电子产品、基础化工、新能源和节能环保等领域，而其上游对应着稀土冶炼；同时考虑到节能产品的核心是节能功率元器件，其发展及应用是节能的重要技术手段。

未来催化：限电措施持续；碳价上涨；碳中和政策陆续落地

未来值得重点跟踪和关注的是：

第一，限电措施的持续性。重点关注南方气温的变化和云南、四川等地降雨量的变化，8月份仍是每年居民和工业用电同时上升的月份，如果气温和降雨量并未好转，则限电大概率只会更严不会更松。

第二，关注上海能源环境交易所的碳排放权交易价格情况，碳价的持续上涨也将给使得市场对于更高的商品价格的预期增强。

第三，关注各地碳中和政策的陆续落地。比如近期山东限产政策文件正式落地，山东地方政府明确要求其2021年粗钢产量不得超过7650万吨，前期紊乱的限产预期正逐步得到印证，后续继续关注其他地方关于限产的正式文件以及与节能消费补贴相关的政策文件。

文章来源：开源证券