中國是世界上最大的發展中國家，也是世界上碳排放量最大的國家之壹。在過去的30年裏，隨著經濟的持續快速增長，能源消耗急劇上升。2009年中國能源消費總量約為365438+億噸標準煤，2006年5438+0至2009年年均增長率為9.1%。中國壹次能源消費以煤炭為主，約占壹次能源消費總量的70%。能源需求的快速增長增加了碳排放。根據國際能源署的報告，2005年中國二氧化碳排放總量約為565438+億噸，占全球排放量的18%，居世界第二位，僅次於美國。2007年超過美國成為全球二氧化碳排放第壹大國，占全球排放量的21%。
在我國，燃煤發電裝機容量約占總裝機容量的865，438+0%，因此電力行業排放大量的二氧化碳。根據國際能源署的數據，火電排放的二氧化碳占全國二氧化碳排放量的40% ~ 50%，未來還會繼續上升。因此，電力行業的碳減排對中國的低碳發展具有重要意義。
電力系統主要包括電源、電網和電力用戶，其中電網是連接電源和電力用戶的紐帶。當前電力行業碳減排的重點是:提高發電、輸電和用電效率；大力發展清潔能源發電。建設堅強的智能電網可以促進清潔能源的開發和利用，提高電力行業的能源效率。2010十壹屆全國人大三次會議政府工作報告中已經明確提出“加強智能電網建設”。
堅強智能電網在節能減排中的作用
目前，國家電網公司提出了建設堅強智能電網的目標。到2020年，建成“以UHV電網為骨幹，各級電網協調發展，以信息化、自動化、互動為特征的堅強智能電網”，實現傳統電網向高效、經濟、清潔、互動的現代電網的升級和跨越。堅強智能電網建設包括發電、輸電、變電、配電、用電、調度六大環節。清潔能源機組大規模並網技術、柔性UHV交流/DC輸電技術、智能變電站技術、配電自動化技術、雙向互動關鍵技術和智能調度技術是建設堅強智能電網各方面的關鍵技術。
堅強智能電網建成後，將在節能減排方面發揮重要作用，主要體現在:支持清潔能源機組大規模接入，加快清潔能源發展，促進我國能源結構優化調整；引導電力用戶將用電高峰時段轉移到低谷時段，提高電力負荷率，穩定火電機組出力，降低發電煤耗；推動先進輸配電技術在電力系統的推廣應用，降低輸電損失率；為電網與用戶的有效互動提供了技術支持，有利於用戶智能用電，提高用電效率；推動電動汽車發展，帶動相關產業發展，促進產業結構升級。
堅強智能電網的碳減排效益
從支持清潔能源發電接入、提高火力發電效率、提高電網輸電效率、支持用戶智能用電、促進電動汽車發展五個方面來看，到2020年，如果在國家電網公司營業區域內基本建成堅強智能電網，可減排二氧化碳約6543.8+0.53億噸。(2020年堅強智能電網的碳減排效益見表1。)
支持清潔能源的獲取。發展水電、核電、風電、太陽能等清潔能源，對優化中國能源結構、減少化石能源消耗、減少溫室氣體排放具有重要意義。堅強智能電網集成了先進的信息通信技術、自動化技術、儲能技術、運行控制和調度技術，為清潔能源的集約化、規模化開發應用提供了技術保障。堅強智能電網可以解決風電、太陽能發電等大規模接入帶來的電網安全穩定運行問題，提高電網接納清潔能源的能力。強大的跨區域電網結構可以為遠離負荷中心的清潔能源大規模集約化發展提供輸出條件。
根據規劃，到2020年，國家電網公司運營區域內水電、核電、風電、太陽能裝機分別比2005年增加約156.6萬、5018萬、9725萬、182萬千瓦。按照水電、核電、風電、太陽能發電年利用小時分別為3500小時、7500小時、2000小時和1.400小時計算，2020年國家電網公司運營區域清潔能源發電量將比2005年增加1.1.4萬億千瓦時，可減少煤炭消耗3.93億噸標準煤
提高火力發電效率，降低煤耗。在堅強智能電網發展的帶動下，清潔能源發電裝機容量增加；同時，由於調峰電源的增加，提高了火電廠的運行效率，降低了單位發電煤耗，從而降低了發電系統的燃料消耗。通過“需求側響應”，引導用戶將電力負荷從高峰時段轉移到低谷時段，從而減少高峰負荷、電網負荷峰谷差、火電機組出力調整的頻率和幅度，提高火電機組效率，降低火電機組煤耗，減少溫室氣體和環境汙染物排放。根據電力系統整體優化規劃和系統生產模擬軟件計算，在堅強智能電網發展的影響下，2020年全國平均火電機組煤耗將下降5.8 g/kWh。根據規劃，2020年國家電網公司運營區域火電裝機容量將達到9.36億千瓦。按火電利用小時5300小時計算，減少發電煤耗可節約標準煤2900萬噸，減少二氧化碳排放8000萬噸。
提高電網傳輸效率，降低線損。未來，中國的UHV技術和強大的智能電網將大大減少電力傳輸過程中的電能損耗。此外，柔性輸電技術對智能站的智能控制，以及與電力用戶的實時雙向交互，可以優化系統的潮流分布，提高輸配電網的傳輸效率。
堅強智能電網的先進電壓控制系統能有效提高常規電網的節能電壓調控水平，提高電能傳輸效率，降低輸配電損耗。美國西北太平洋國家實驗室(PNNL)的研究表明，先進的電壓控制系統可以使電網本身的節電潛力為上網電量的1% ~ 4%。
考慮到國內線損的實際情況，未來下跌空間相對較小。假設發展堅強智能電網可使國家電網公司運營區域平均線損率從2005年的6.58%降至2020年的5.7%，可減少線損電量502億千瓦時，相應減少二氧化碳排放量51.45萬噸。
支持用戶智能用電，提高用電效率。智能電網的壹個重要特點是可以通過創新的營銷策略實現電網與電力用戶的雙向互動，引導用戶積極參與市場競爭，實現有效的“需求側響應”。
壹方面，智能電網可以為用戶提供用電信息的存儲和反饋功能。通過智能電表采集用戶用電信息，及時反饋不同時期的電價、用電量、電費等信息，引導和改變用戶用電行為。用戶可以根據自己的用電習慣、電價水平和用電環境，為各種用電設備設置參數。空調、照明等智能用電設備可以根據相關參數自動優化其用電模式，以達到最佳用電效果，從而提高設備的用電效率，節約用電，通過選擇用電時間減少電費支出。PNNL的研究表明，信息幹預和反饋系統可以將用戶的用電效率提高3%。
另壹方面，智能電網可以為用戶提供自動故障診斷服務。實時采集電氣設備的運行情況，及時發現故障並反饋給用戶，用戶及時調整和優化設備的運行方式，降低電能消耗和運維成本。研究表明，通過提供這項服務，用戶的用電效率可以提高3%。
目前我國電價機制不盡合理，電力用戶與電力系統互動較差，電力用戶節電潛力仍很大。隨著堅強智能電網建設的發展，電網與用戶的互動將不斷加深，電力用戶將更加積極地節約用電。參考PNNL的研究成果，結合我國用電實際情況，假設堅強智能電網可以提高用戶用電效率4%。按照2020年國家電網公司運營區域全社會用電量6萬億千瓦時、廠用電率5%計算，2020年國家電網公司運營區域電力用戶可節電約2654.38+05億千瓦時，減少二氧化碳排放2.35億噸。
促進電動汽車的發展，減少石油消耗。汽車是中國能源消費的重要領域。隨著汽車保有量的不斷增加，燃料消耗量將持續上升，這給中國的能源安全帶來了極大的隱患。汽車尾氣排放也成為城市空氣汙染的重要來源。電動汽車是指以電能為動力的車輛。在能效方面，電動汽車的能效比燃油汽車高1 ~ 2倍。從運營的經濟性來看，電動汽車百公裏僅耗電10千瓦時，運營成本遠低於普通汽車。
預計2020年，在智能電網相關技術的推動下，2020年國家電網公司運營區域將比2005年新增約2500萬輛電動汽車。按每輛電動汽車每年行駛2萬公裏計算，每年可替代汽油3550萬噸，實現二氧化碳減排約7940萬噸。
建設堅強智能電網對實現中國碳減排目標的貢獻
在未來相當長的壹段時間內，中國工業化和城市化進程將加快，經濟將保持平穩較快增長，經濟的快速發展將帶動能源需求的大幅增長。據相關機構預測，2020年中國能源消費將達到45億噸標準煤，全國GDP將達到62萬億元(2005年可比價格)。按照2005年的碳排放強度，2020年中國二氧化碳排放總量將超過6543.8+073億噸。這已經遠遠超出了中國資源環境的極限。
氣候變化作為人類社會可持續發展的重大挑戰，引起了國際社會的高度關註。為積極應對氣候變暖問題，實現綠色發展和低碳發展，中國政府提出了“到2020年，單位國內生產總值二氧化碳排放量比2005年減少40% ~ 45%”的碳減排目標。如果2020年中國二氧化碳排放強度比2005年降低40% ~ 45%，2020年二氧化碳排放總量要控制在95 ~ 654.38+00.4億噸以下，需要減少二氧化碳排放69 ~ 78億噸。
根據以上計算，建設堅強智能電網可減少二氧化碳排放約1.53億噸，2020年二氧化碳排放強度比2005年降低8.8%，為實現2020年中國碳減排目標貢獻19% ~ 22%。如果國家加強相關政策的執行力度，這個貢獻率可能會提高。
“十二五”UHV建設——5000億想象空間
電氣設備行業下遊涉及發電、輸配電和用電，包括電力、電網、冶金、煤炭等行業，與工業生產和居民生活密切相關。由於其特殊的地位，國家對下遊電力、電網行業監管嚴格，出臺了壹系列政策和規範來約束企業的經營行為。
自上而下，十二五規劃是目前國家層面最具指導性的政策，將影響未來五年的發展和轉型。通過解讀十二五規劃建議和新興產業規劃，可以確定未來五年電氣設備行業將重點發展智能電網(含UHV)、工業節能產品和配電網改造。
自下而上，先推廣成熟技術(如柔性輸變電、變頻技術、智能電力系統)；基於對市場空間和發展進度的綜合分析，特高壓直流輸電、柔性輸變電、高性能高低壓變頻器、智能變電站和智能用電系統、農村配電網改造將成為十二五規劃的發展重點。
從十二五開始，未來五年電氣設備行業投資將呈現“兩極化”趨勢:UHV骨幹網和配電網改造將成為電網投資主題，“智能化”將推動二次設備占比，而工業領域變頻器將進壹步普及。具體來看，UHV方面，DC建設基本符合進度，因示範線驗收延遲導致通信延遲，目前呈現提速趨勢。“十二五”將建設9條特高壓直流線路，預計總投資217億元。UHV空調完成了“三橫三縱壹環網”的建設。樂觀估計投資將達到2989億元。如果考慮項目延期的影響，預測約為2092億元。預計特高壓直流換流站投資1014億元，其中換流變壓器、換流閥、DC保護系統占65%；UHV交流變電站投資654.38+0225億元，主要包括變壓器、電抗器和GIS開關，分別占654.38+08%、654.38+06%和24%。
發展智能電網和UHV是內生需求。
中國的電力供應長期面臨著遠距離、高負荷、大容量的現狀，這是與世界上大多數國家不同的發展問題。內生需求決定了中國電網必須在強度、廣度和穩定性上超越其他所有國家和地區。
能源和電力負荷分布的差異使得UHV成為必然的選擇。
中國的能源分布主要在北部和西部。以火電為例，已探明煤炭儲量的近80%集中在山西、內蒙古、新疆等地區，而經濟發達的東部沿海地區對電力的需求較大。在過去，通過鐵路運輸煤炭既不經濟也不環保。在未來，通過電網直接輸電可以很好地解決這個問題。
根據新能源發展規劃，預計到2020年我國新能源在壹次能源消費中的比重應達到15%左右。風能和水電也存在資源分布遠離負荷中心的問題。
在中國，UHV指的是交流1000kV及以上和DC 800kV及以上的電壓等級。根據國家電網公司提供的數據，壹級UHV DC可送出600萬千瓦的電力，相當於現有500千伏DC網的5~6倍，傳輸距離也是後者的2~3倍，大大提高了效率。同時也能傳遞同樣的力量。如果采用UHV線輸電，與500千伏超高壓線路相比，可節約60%的土地。正是因為這些優勢，UHV成為未來中國電網建設的必然方向。
電網規模和區域聯網對安全穩定提出了新的要求。
我國電力裝機容量已超過9億千瓦，2065.438+05年將增至654.38+0.3.5億千瓦，2020年將增至654.38+0.7.9億千瓦。
截至2009年底，中國220千伏及以上輸電線路環長達到39.94萬公裏，中國電網規模已超過美國，居世界第壹。
電網規模的增大、結構的日益復雜以及區域電網的互聯對運行的安全性和穩定性提出了更高的要求。通過引入先進的傳感測量技術，采用更加安全環保的設備，實現設備與控制的整體集成和雙向通信，是電網“智能化”的體現。
城市化進程和新農村建設有利於配電網的發展。
中國工業化已經進入中後期。按照這個工業化水平，城市化率應該是55%~60%，而2009年，我國城市化率只有46.6%。未來5~10年，城市化進程將推動電網特別是配電網的建設，重點是城網的擴建和改造。
中國城鄉發展差異很大。今後，無論是從改善民生、促進社會和諧的角度，還是從拉動內需、鼓勵農民消費的角度，都要求建設和升級農村電網，以適應新農村建設的需要。
正是因為中國電網的發展必須與工業生產和居民用電水平相匹配，才出現了UHV、智能電網和配電網建設的需求。內生增長符合產業和經濟運行規律，是持續穩定的趨勢。
未來電網發展呈現“兩極三重點”
“十二五”中國電網發展的三大方向是:UHV、智能改造和配網建設。
UHV與智能電網:規劃建議中提到大力發展包括水電、核電在內的清潔能源，同時“加強電網建設，發展智能電網”。
配電網建設:規劃建議要求“加強農村基礎設施建設和公共服務”，“繼續推進農村電網改造”。
過去十年，我國電網建設以220~500kV(西北750kV)輸電網為主，未來將向“UHV”和配網兩端發展。智能化滿足復雜網絡的穩定和控制要求，電網“三個重點”明確。
考慮到電網對安全穩定的要求，相對成熟的技術應先推廣，尚處於掛網階段的設備或試運行線路建設可能會有所延遲，因此應區分細分行業投資。壹般來說:
壹是特高壓直流建設進度基本符合預期，高端壹次設備制造商和柔性輸變電企業未來受益顯著。
第二，“智能化”的發展對應的是二次設備的新建和改造，配電網和用電終端的智能化相對成熟，看好具有技術和渠道優勢的龍頭企業。
第三，配電網尤其是農網的改造，強調設備升級和電氣化。上遊設備商數量眾多，競爭激烈，區域化特征明顯。
預計特高壓直流尤其是柔性輸變電技術推廣最快，其次是DC高端壹次設備制造、智能變電站投資和農村電網改造。
特高壓直流——發展壹流高端壹次設備
“UHV電網”是指交流電壓1000kV，DC電壓800kV及以上，能滿足東西2000~3000 km，南北800~2000 km遠距離大容量輸電需求的輸電網絡。
十壹五初期，國家電網提出“加快建設以UHV電網為核心的強大國家電網”。經過5年的發展，晉東南-南陽-荊門1000千伏交流示範工程通過驗收，DC±800千伏示範工程在嘉八-滬線投運，初步形成華北-華中-華東UHV同步電網，基本建成西北750千伏主網，實現與新疆750千伏聯網。
大規模投資啟動DC輸電將成為“十二五”規劃的亮點
目前我國特高壓直流輸電主要是800kV。技術上可以點對點、大功率、遠距離直接向負荷中心輸電，適合大功率、遠距離輸電，同時保持電網之間的相對獨立性。
南方電網800kV廣韻UHV DC 6月投運2010；國家電網800千伏UHV DC也在年內通過驗收，這表明“十壹五”DC項目進展順利，DC輸電技術發展進度基本符合預期。
根據國家電網的發展規劃，十二五期間計劃投入運行9條±800千伏DC線路，十二五期間將開工2條。目前，金平至蘇南線的招標工作正在有序進行。
總投資方面，2016建成的兩條線路，按70%投資確認十二五期間。國家電網±800千伏UHV DC總投資規模預計達到217億元(見表1)。南方電網規劃的DC±800kv工程是糯紮渡至廣東的線路，總投資約6543.8+087億元。計劃於2065.438+02年投入運營。
十二五期間，國家電網和南方電網預計±800千伏特高壓直流輸電投資將達到2357億元，特高壓直流全面開工建設。
同時，考慮到國家電網660千伏和400千伏DC、南網500千伏DC的建設，十二五期間兩網總DC投資規模達到331.2億元。
設備供應商——高端壹次設備的盛宴
特高壓直流包括線路和換流站建設，其中換流站對上遊設備供應商的增量投資效應更明顯。換流站主要設備包括換流變壓器、電抗器、避雷器、換流閥和無功補償裝置，其中主要投資項目為換流變壓器和換流閥。
廣韻線換流站設備投資超過計劃總額的壹半。考慮到示範線設備價格較高，預計未來規模建設後比例約為43%。
“十二五”特高壓直流800kV設備總投資約為654.38+0.01.4億元，其中換流變壓器395億元，換流閥203億元，DC保護系統6654.38+0億元。如考慮660kV、500kV、400kV兩網後，主站換流設備投資為1424億元，其中換流變壓器555億元，換流閥285億元，DC保護85億元。
普遍看好壹級設備龍頭。
特高壓直流是壹個強大的輸電網絡，在規模建設開始後，它將普遍受益於壹次設備制造商。考慮到UHV對設備穩定性和技術要求較高，前期研發投入較大，細分行業龍頭將繼續領先。
變壓器:已完成施工招標，設備供應商主要是TBEA、中國西電等行業龍頭。
TBEA在換流變壓器招標中的份額接近45%，中國西電約為35%，天威保變為20%。考慮到示範線招標量較小，份額相對集中，全面開工後龍頭企業相對份額會略有下降，但絕對招標量會明顯增加。
換流閥:國內換流閥制造商包括中國西電、許繼集團和電力科學研究院。考慮到換流閥技術門檻高，未來將繼續是三家公司共享天下的局面。
DC保護體系:許繼電氣、南瑞繼保、四方繼保三部分，占比分別為38%、60%、2%。
無功補償技術——“UHV”驅動發展
無功補償技術旨在調節電網中的無功功率，減少供電線路傳輸的無功功率，最終降低線路和變壓器無功功率傳輸帶來的電能損耗，提高電源和線路的利用效率，保證電網運行的穩定性。由於UHV輸電線路距離長、電壓高，需要在變電站和輸電網的配電終端安裝無功補償裝置。
無功補償主要分為並聯型和串聯型。目前電科院是行業龍頭，占比80%以上。榮信股份並聯無功補償SVC廣泛應用於工業領域，年內獲得國家電網訂單顯示電網開放步伐加快；TCSC中標南方電網，與西門子合資後有望在電網市場取得好成績。
預計十二五期間，並聯無功補償(SVC+SVG)市場容量為51億元，TCSC需求為60億元，無功補償總需求為11.22億元，平均為22.2億元。
基於以上分析，提出以下核心觀點:第壹，十二五特高壓直流進展符合預期，通信建設延遲是大概率事件。目前國家電網正在加快項目審批和招標，未來項目的審批將使行業整體受益。
第二，UHV建築主要是高端初級設備。由於技術難度大，需要大量前期投入，行業龍頭優勢明顯，未來將占據主要份額。
三、2011是全面建設的元年，投資開工對行業相關公司業績的貢獻將在今年下半年逐步體現。
超高壓通信-落後進度，期待加快項目審批
示範線驗收推遲，通信建設提速指日可待。
國家電網UHV交流示範工程1000kV線路直到2010年8月才通過國家驗收。目前，UHV空調的建設進度落後於市場預期。
國家電網公司去年9月開始對示範工程擴建項目進行招標。據悉，另壹條UHV交流線路錫盟-南靖的前期工作正在有序進行，這表明國家電網正在努力推進UHV交流項目，未來建設速度可期。
根據國家電網規劃，到2015年，華北、華東、華中(簡稱“三化”)UHV電網將基本建成，形成“三縱三橫壹環網”。UHV交流項目方面，錫盟、孟茜、張北、陜北能源基地通過三條縱向的UHV交流通道向三花送電，北方煤電、西南水電通過三條橫向的UHV交流通道向華北、華中、長三角UHV環網送電。
從前期準備和招標情況來看，“三縱”線路進展迅速，未來有望先於其他線路開工。
預計國家電網UHV交流規劃對應的總投資為2989億元，其中UHV變電站6543.8+0225億元，線路6543.8+0764億元。
良好的設備-變壓器、GIS、電抗器
UHV交流設備包括變壓器、電抗器、組合電器開關GIS、隔離開關、避雷器和無功補償設備，其中變壓器、電抗器和GIS占比較大，根據示範線路投資構成粗略計算比例分別為65，438+08%、65，438+06%和24%。
樂觀估計:十二五期間，UHV 7條交流線路已全部投入；悲觀估計:預計投資的70%將在“十二五”期間完成。
變壓器:主要設備供應商有TBEA、天威保變、中國西電，示範線招標比例分別為60%、40%、0%。估計中國西電技術實力較強，未來會享有壹定份額，而其他變壓器企業全面建設後有望拿到訂單。
反應堆:從示範線招標來看，中國西電和TBEA分別占58%和42%。考慮到整體建設，估計其他企業可以分享10%~15%的市場份額。
GIS:高萍電氣、中國西電、新東北電氣在示範線招標上都是世界領先的，組合電器開關技術難度高。預計全面建設後，仍將是三大主導產業。
UHV空調建設進度低於預期。目前，晉東南-荊門擴能線正在有序招標，錫盟-南京線有望今年獲批。未來投資建設有望加速，高端壹次設備龍頭仍是受益者。