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美国电力系统BPS由包括加拿大、美国本土以及墨西哥部分地区在内的东部、西部、魁北克和ERCOT(德克萨斯)四个区域电网组成。区域电网之间交流线路电力传输受限,通过直流线路连接。1)美国现有超过97万公里交流输电线路(>69kV),其中高压交流输电线路(>230kV)39万公里;直流输电线路(400-600kV)约2900公里。2)美国拥有超过885万公里配电线路(<69kV)。数据来源:WECC数据来源:WECC2021年BPS净发电量达约46亿MWh,其中天然气和石油为主要发电方式,发电量分别约16.5亿MWh和9.3亿MWh。近年来天然气发电量占比逐渐增加,石油发电量占比逐渐减小。图:美国电力系统由东部、西部、魁北克和德克萨斯 图:美国输电线路包括从低压到特高压共5类 图:2021年BPS净发电量达约46亿MWh四个区域电网组成数据来源:US-CanadaPowerSystemOutageTaskForce(2004),国泰君安证券研究请参阅附注免责声明4
欧洲电力系统的60%由低压线路组成,37%由中压线路组成,3%由高压线路组成。根据欧洲电工标准化委员会(CEN-CENELEC),低压是指低于1千瓦(kV)的水平;中压范围在1kV和36kV之间,高压范围适用于36kV以上的任何电平。据预测,到2040年欧洲电力系统电力容量将达2933GW,较2020年的1049GW增长近三倍。据Eurelectric预测,到2040年欧洲电力系统电力容量将达2,933GW,其中可再生能源可再生能源装机容量应达到83%。图:欧洲电力系统的60%由低压线路组成,37%由中压线路组成,3%由高压线路组成数据来源:Eurelectric图:欧洲电力系统到2040年电力容量将达2,933GW请参阅附注免责声明5数据来源:Eurelectric
海外新能源并网需求激增,带来巨大电网投资需求。美国、西班牙、巴西、意大利、日本、英国、德国、澳大利亚、墨西哥、智利、印度、哥伦比亚共有新能源并网请求接近3TW,其中500GW已处于并网连接的最终阶段。欧美地区并网进展缓慢,成为阻碍新能源转型的一大问题。根据EUSolarPower在2023年11月发布的调研报告显示,欧洲目前地面光伏项目安装时间周期最长可达8年,平均时长为4年。美国目前清洁能源平均并网排队时长在2年以上,在CAISO(加州电力调度中心)管辖地区则达到近4年。图:欧洲目前地面光伏项目安装时间周期最长可达8年,平均时长为4年数据来源:EUSolarPower图:美国目前清洁能源平均并网排队时长在2年以上数据来源:GGII,劳伦斯伯克利国家实验室图:海外新能源并网请求接近3TW数据来源:IEA请参阅附注免责声明6
导致并网延期的一个重要原因在于海外主要经济体基础设施老旧,无法适应上升的可再生能源发电量。可再生能源发电量上升,老旧的配电系统面临巨大压力,目前欧美面临电网规模小、基础设施老旧、连接不足等问题。美国基础设施老旧。根据PTR披露,美国高压电网拥有超过3500个变电站,其中超过33%的变压器使用寿命超过50年;AEP指出,在未来十年内,30%的现有输电导线的预期寿命将达到或超过70年。欧洲基础设施老旧。根据德勤披露,欧洲预计2030年欧洲现有电网中将有40-55%的低压线路年限将大于40年。图:在未来十年内,美国30%的现有输电导线的预期寿命将达到或超过70年数据来源:Brattleestimate图:预计2030年欧洲现有电网中将有40-55%的低压线路年限将大于40年数据来源:德勤请参阅附注免责声明7
新能源建设与电网基础设施投资周期不相匹配。新能源发电需要依托配电线路进行传输,两者是密不可分的关系,但电网基础设施建设周期远长于新能源建设。以欧美地区为例,建设高压输电线路需要4-8年,建设特高压线路需要5-13年,而新能源建设市场往往在2-5年不等,平均在3年左右,导致两者之间产生错配,需要提前规划电网基础设施建设。图:新能源建设与电网基础设施投资周期不相匹配,欧美地区尤为严重数据来源:IEA请参阅附注免责声明8
海外主要经济体电网投资稳定增长,但整体不及预期,电网投资不足或成清洁能源转型的巨大障碍。据IEA统计,2016-2022年海外主要经济体电网投资达到近3200亿美元。2022年电网投资增长6%,但远远没有达到APS与NSE的计划,如果到2030年的电网投资保持在当前水平,年平均投资将低于APS标准的约35%,NZE标准的42%。电网投资滞后于电源投资增长。2016-2022年电力投资显著增长,增长率达40%,到2022年已经超过7,500亿美元。相比之下,在电网基
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