煤炭行業研究報告：煤炭需求的八問八答
1、 我國有多少煤可以兩用？
煙煤中，粘結性弱的煤炭通常用作動力煤，粘結性強的煤炭由于價格較高， 一般只用作煉焦煤，煉焦煤種中粘結性低于主焦煤但高于動力煤的煤種可以經過 洗選作為配煤煉焦，也可以直接用作動力煤，這部分煤炭（包括貧瘦煤、瘦煤、 1/2 中粘煤、氣煤）2021 年的產量占全國煤炭總產量的 16.7%。
2、 今年影響煤價的主要因素是什么？
2.1、 不同煤炭的價格有關聯性
動力煤、煉焦煤價格有關聯性：可以兩用的煤種具有協調動力煤和煉焦煤 價格的作用。當煉焦煤價格與動力煤價格的比值較高時，洗煤廠會提高兩用煤種 的入洗率，這會增加煉焦煤的供應，同時減少動力煤的供應，使得煉焦煤與動力 煤價格的比值下降。 國內外煤炭價格有關聯性：我國是全球最大的煤炭生產、消費和進口國， 2021年我國煤炭產量和消費量占到全球的一半以上，進口量超過 3 億噸（占全 球煤炭產量的 4%、占全球煤炭貿易量的 20%），因此我國的煤價在全球煤炭市 場中有很強的影響力，國內煤價的變動會對國際煤炭價格產生較強的影響。
2.2、 不同煤炭比價：國外動力煤異動強
國外焦煤與動力煤 2010-2021 年價格的平均比值為 2.07、2022 年 8 月 13 日為 0.7，國內焦煤與動力煤 2016-2021 年價格的平均比值為 2.03，2022 年 8 月 6 日為 1.8。國內的焦煤和動力煤價格比值處于歷史正常范圍內，但國際上的 焦煤和動力煤價格比值處于罕見的極值水平，說明今年煤炭市場的異動主要發生 在海外市場。
國內煉焦煤的價格走勢始終與海外保持高度一致，這說明海外煉焦煤不是引 起海外煤炭市場異動的主要因素。 2013-2021 年期間，規格相近的動力煤國內的價格始終略高于國外，但在 2022 年出現了價格的倒掛。2013-2021 年期間，國內外動力煤價格走勢保持高 度一致，國內價格在大多數時間都略高于國外，但 2022 年以來，在俄烏沖突帶 來的全球能源危機的背景下，海外煤炭價格漲幅較大，而國內價格并沒有出現大 幅上漲，造成國內外動力煤價格走勢背離。
因此，海外動力煤是引起今年煤炭市場異動的主要因素，今年國內外煤炭 價格中樞的提升主要是受海外動力煤價格的快速上漲的帶動。 由于 2021 年海外動力煤產量占比達到 89%，因此我們認為中短期內，觀察 海外煤炭供求關系是否出現緩和，應主要關注海外動力煤的價格趨勢，而不是煉 焦煤，從長遠來看，由于焦煤和動力煤的價格比值已經是歷史上非常罕見的位置， 未來有修復的可能性。
2.3、 不同能源比價：煤炭和天然氣價格相關性強
煤炭、天然氣、石油均可用于發電，相互之間具有一定的替代關系，當某一 種燃料的發電性價比偏高時，電廠會增加該種燃料的發電量，使得該種燃料的需求量增加，從而驅動該種燃料的價格上升、性價比降低。 煤炭與天然氣用途相似，與石油的用途差異較大：BP 的數據顯示，2021年煤炭、天然氣都是發電的主要燃料，而石油發電量占總發電量比例顯著低于煤 炭、天然氣。石油是汽油的原料，主要用于交通領域，而煤炭和天然氣的最終下游主要是工業和居民生活，從用途來看，煤炭與天然氣的用途更為相似。
2021 年以來，天然氣價格的三次峰值中有兩次（第一次、第三次）也是煤 炭價格的峰值。這兩次峰值都是受現貨端供需的影響，第一次峰值是由于我國煤 炭供需失衡導致全球煤炭、天然氣價格快速上漲，之后我國提出了煤炭保供政策， 供應快速提升，煤炭、天然氣價格迅速降低；第三次峰值是俄烏沖突帶來了全球 能源供需的緊張，造成了煤炭、天然氣價格大幅上漲。 天然氣價格的第二次峰值主要受政治事件的影響。
2009 年以來，IPE 煤炭期貨價格與天然氣期貨價格的比值基本穩定在 1.8 左右。2020 年該比值出現了較高的峰值主要是受到疫情的影響，相比煤炭，天 然氣依賴管網、接收站、儲氣庫等基礎設施，對即時實現供需的要求很高，難以 大規模儲存，因此當疫情造成能源需求不景氣的時候，天然氣價格的下降幅度比 煤炭更大。截至 2022 年 8 月 25 日，IPE 煤炭與天然氣期貨價格比值為 0.55， 顯著低于歷史平均水平（1.8），說明當前煤炭價格相比天然氣價格顯著偏低， 天然氣的高價格對海外煤價有一定的支撐作用。
從實際發電情況來看，煤炭和天然氣在發電領域有較強的互相替代性。以 德國為例，2016-2020 年期間，煤炭與天然氣價格的比值整體維持上升趨勢，煤 炭發電的性價比減弱，在此期間德國的煤炭發電小時數維持下降態勢，天然氣發電小時數維持上升趨勢；2021 年，煤炭與天然氣價格的比值大幅下降，天然氣 發電性價比大幅降低，導致德國的天然氣發電小時數下降，燃煤發電小時數出現 反彈。
由于煤炭價格與天然氣價格關聯度較高，所以研究煤價就要研究氣價。如果 天然氣的價格很低，由于發電端的替代效應，煤炭價格也難以維持高位；反之如 果天然氣價格快速上漲，煤炭價格大概率也會跟隨上漲。 今年天然氣價格上漲的主要原因是俄羅斯供應的減量。2021 年俄羅斯天然 氣產量占全球天然氣總產量的 17.38%。2022 年 7 月，俄羅斯天然氣單月產量 僅為 370 億立方米，同比下降 24%，1-7 月累計產量為 3510 億立方米，同比下 降 9.1%。根據 BP 數據，2016-2021 年期間，俄羅斯天然氣產量維持 3.6%的年 均復合增速，因此今年天然氣漲價主要是俄羅斯天然氣供應的突然減量造成全球 天然氣供需緊張。
俄羅斯天然氣供應的減量主要由于對歐洲的出口量大幅下降。從 2022 年第 一周開始，俄羅斯出口到歐盟的管道天然氣的量一直低于同期正常水平，第九周 短暫接近 2021 年同期水平后開始持續下降。2022 年 1-7 月，俄羅斯到歐洲的 管道天然氣出口量累計同比下降 39%。截至 2022 年 8 月 23 日，俄羅斯到歐盟 的管道天然氣當周出口量較去年同期下降 68.4%。 從絕對量上來看，2022 年 1-7 月俄羅斯出口歐洲的天然氣較去年同期減量 359.5 億立方米，同期俄羅斯天然氣產量下降 351.5 億立方米，因此俄羅斯天然 氣產量的減量主要是由于對歐洲出口量的大幅下降。
歐洲是俄羅斯天然氣的主要出口去向。根據 BP 的數據，2021 年俄羅斯天 然氣產量 7017 億立方米，消費量 4746 億立方米，凈出口 2271 億立方米，其 中有 1844 億立方米出口至歐洲（1670 億立方米通過管道出口、174 億立方米 以 LNG 的形式通過海運的方式出口到歐洲）。
3、 煤炭內需波動來自何處？
傳統上，煤炭的下游占比（2021 年）：發電（53%）、建材（7%）、化工 （6%）、鋼鐵（17%）、供熱（8%）、其他（9%）。上述幾大行業與地產、 基建有一定的關聯，目前我國房地產行業波動較大，為便于投資人理解基建地產 的波動對煤炭需求的影響，我們對地產、基建直接和間接帶來的煤炭消費量做了 拆解（由于缺少 2021 年數據，故使用 2018 年或 2020 年下游占比代替 2021 年 下游占比，可能造成一定誤差）。 以鋼鐵為例，鋼鐵的直接下游中，地產占 40%、基建占 20%、工程機械占 18%、家電（主要受地產竣工端的影響）占 4%，而工程機械的下游中，地產占 20%、基建占 45%，所以地產、基建通過家電、工程機械間接影響了一部分鋼 鐵需求。
鋁、建材（水泥是混泥土的原料，玻璃等其它非金屬材料總耗能較少，這 里只考慮水泥的情況）、電力也做類似的拆解：地產、基建直接及間接影響了 39%的鋁需求；建材基本都用于地產基建，地產影響 65%的建材需求，基建影 響 35%的建材需求；地產影響 16%的用電量、基建影響 21%的用電量。
將地產、基建影響鋼鐵、建材、電力等需求的量進行匯總，最終地產、基 建分別影響約 21%、11%的煤炭需求量。
地產、基建、第三產業是用電量波動的主要來源。剔除與地產、基建相關的 用電量（由于鋁實際上與地產、基建關聯不是特別大，這里并不剔除鋁的用電量） 以及一直維持增長態勢（增速波動較大）的第三產業用電量以后，我們發現剩下 部分的用電量明顯較全社會用電量的變化更加穩定，這說明全社會用電量的波動 實際上很大程度受地產、基建、第三產業的影響。
由于第三產業（除建筑、地產）僅通過用電量影響 6.85%的煤炭需求量， 且 2014-2020 年期間，第三產業雖然用電量的增速有一定的波動，但始終維持 增長態勢，因此我們認為煤炭內需的波動來源主要是地產、基建。 鋼鐵行業中，新開工用鋼占24%、施工用鋼占 12%、竣工用鋼占 4%；建 材 30%用于新開工端、70%用于施工端；鋁基本都用于竣工端，進一步拆分， 我們發現新開工、施工、竣工分別會影響11%、7%、3%的煤炭需求量。
“穩增長”預期下，我國地方政府專項債發行前置，預計全年基建投資較為 樂觀。今年的政府工作報告明確提到，安排新增專項債 3.65 萬億元，規模跟去 年持平；如果今年地方政府專項債券發行規模與去年一致，則 2022 年 1-6 月地 方政府專項債投放比例已達到 79.6%，遠高于 2019-2021 年 1-6 月的平均水平 （50.8%）；2022 年 1-7 月基礎建設投資完成額同比增加 7.4%，也說明當前我 國基建投資景氣度較高。 地產領先指標并不樂觀：2022 年 1 月 1 日-8 月 26 日，30 大中城市商品房 成交面積為 10133 萬平方米，同比-31.8%，處于 2017 年以來最低水平。
1-7 月基建、地產對煤炭消費量的貢獻可能是同比下滑 4.05 個百分點。2022 年 1-7 月，房屋新開工、竣工面積累計同比分別下滑 36.1%、23.3%，房屋施工 面積累計同比下滑 3.7%，基建投資完成額同比增長 7.4%，按照上文中地產、 基建對煤炭需求的影響測算，1-7 月地產、基建可能對煤炭消費量貢獻同比下滑 4.05 個百分點。 2021 年，中國煤炭消費量占全球能源消費總量的 14.6%，上半年國內煤炭 需求不景氣可能對全球能源的需求也有一定的影響。在“穩增長”的政策下，我 們認為 2023 年地產端指標同比繼續大幅下降的可能性不大，基建投資的高增速 也有望維持。
4、 煤炭的出口依存度有多高？
目前我國煤炭的直接出口量很少。從 2003 年起，我國開始對煤炭出口進行 嚴格的配額限制，2004 年我國開始下調煤炭出口退稅率，從 13%下調到 11%， 并在 2005 年 5 月再次下調至 8%。我國從 2006 年 9 月 15 日起取消煤炭出口退 稅政策，并在 2006 年 11 月 1 日起以暫定稅率的形式對煤炭出口加征 5%的關 稅，此后，我國煤炭的出口量一路下行。2003 年我國煤炭出口量為 9393 萬噸， 而到了 2021 年，煤炭出口量僅為 260 萬噸。
雖然煤炭的實物出口量持續下降，但由于煤炭是重要的能源和工業原料， 實際上煤炭在被加工后以工業、消費品成品的形式出口，因此出口對于煤炭的消 費需求也會產生一定的影響。2016-2021 年期間，我國出口總額占 GDP 總額始 終維持在 20%左右，出口對我國經濟有較大影響，這個影響會通過煤炭的下游 行業傳導到煤炭的需求中。 對于各行業出口依存度的研究，我們采用行業出口依存度=行業出口額/（行業總產值-行業自身中間收入）的方法1。根據我們的測算，電力行業整體的出口 依存度約為 7.6%。
煤炭下游的直接和間接出口依存度：鋼鐵 5.1%、建材 5.8%、化工 15.4%、 電力 7.6%，匯總起來，煤炭（直接和間接）的出口依存度為 6.29%。
2021 年我國出口金額同比增長 21.2%，大約貢獻了 1.33%的煤炭消費增量， 今年 1-7 月我國出口金額累計同比增長 14.7%，大約貢獻了 0.9%的煤炭需求增 量。2022 年 4 月召開的國常會上提出了要加大出口退稅等政策的支持力度，從 政策支持的角度來看，未來出口金額有望維持較高增速。
5、 煤炭需求與水電的相關性如何？
水電和火電是我國最主要的兩種發電方式，2021年火電在發電量中的占比 超過 65%，水電占比為 15.2%，其它可再生能源占比為 13.5%。由于我國富煤、 少油、少氣的地理特征，在我國的火力發電量中，燃煤發電占據主導地位，石油、 天然氣的發電量占比很低。
水力發電的季節性強，彈性較差。由于全年的降水季節性較強，使得水電出 力具有明顯的季節性特征，水電發電的旺季是每年的 6-10 月份，2019-2021 年， 旺季 5 個月的水電發電量分別占全年總量的 52.1%、56.4%、55.2%。季節性的 特征造成水力發電主要取決于降水情況，彈性較差。
火力發電量與水力發電量密切相關。從發電量增速來看，水電、火電發電增 速存在一定的負相關關系，水電發電量增速較高時，火電發電量的增速通常處于 較低位置。從發電量的絕對值來說，2021 年水電發電量是火電發電量的 23%， 在水電、火電以外其它能源發電量不變的情況下，水電發電量每下降 1%，火電 發電量要提升 0.23%才能讓總發電量維持不變，考慮到 2021 年燃煤發電量占火 力發電量的 94%，則煤電發電量應提升 0.22%，相當于煤炭需求提升 0.11% （2021 年發電用煤占煤炭需求的 52.88%）。 2021 年由于來水較少，水電發電量自 2016 年以來首次出現同比下滑，2021 年我國全社會用電量同比增長 10.7%，但水電發電量同比下降 2.5%，按照水電每下降 1%為煤炭需求帶來 0.11%的增量計算，去年水電出力較差帶來了 1.5% 的煤炭需求增量（水電發電量增速低于用電量增速 13.1 個百分點）。 近幾年我國水電裝機容量增速維持在較低水平。2016-2020 年期間，我國水 電裝機容量增速始終維持在 5%以下，2019 年增速僅為 1%，在裝機容量低速增 長的情況下，水電發電量主要取決于當年來水的情況。
來水情況的高頻監測指標：三峽出庫流量。三峽電站是我國最大的水力發電站，2021年其發電量占全國總發電量的 1.2%左右、占全國水電發電量的 8%。 三峽出庫流量與水電發電量具有一定的相關性：2022 年 5 月，三峽出庫流量處 于同期最高水平，水電發電量也處于同期最高水平，2022 年 7 月，三峽出庫流 量出現明顯回落，水電發電量也出現環比的下滑。 水電出力有大小年交替的特征，2023 年水電發電量大概率不理想。2022 年 1-7 月，水電發電量同比+16.7%，全國水電機組平均利用小時數為 1691 小時， 同比提升 195 個小時，參照近年來水電利用小時數大小年交替的規律，預計 2023 年水電利用小時數將有所下滑。
6、 新能源對煤炭需求有何影響？
6.1、 “十四五”期間預計用電量增速為 5-5.5%
“十四五”期間我國 GDP 年均復合增速預計在 5-6%之間。“十四五”規 劃中并沒有設立具體的經濟增長目標，但“十四五”規劃中提出，到 2035 年人 均國內生產總值達到中等發達國家水平。2021 年我國人均 GDP 約為 1.2 萬美元， 如果中等發達國家或經濟體的人均 GDP 入門水平確定在 2.5 萬美元左右，GDP 規模還要再擴大 1 倍左右，要實現這一目標，市場普遍認為 2021-2025 年 GDP 增速應該保持在 5%~6%之間，比如國務院發展研究中心劉世錦、清華大學白重 恩教授、北京大學林毅夫教授等。 從電力消費彈性系數的角度，“十四五”期間全社會用電量的增速預計在 5%以上。2006 年至今，我國電力消費彈性系數基本在 0.98 上下波動，假設“十 四五”期間我國 GDP 年均復合增速為 5.5%，電力消費彈性系數維持 0.98 的水 平，則“十四五”期間我國用電量的年均復合增速預計為 5.4%，考慮到疫情的 擾動，實際的用電量年均復合增速可能低于 5.4%。
根據電力消費彈性系數以及各機構的預測，我們預計“十四五”期間，我國 全社會用電量將維持 5%-5.5%的年均復合增速，到 2025 年，全社會用電量將 超過 9.6 萬億千瓦時。
6.2、 “十四五”期間發電用煤需求增量可觀
2021-2025 年如果年均復合用電量增速在 5%-5.5%，新能源發電增量將無 法完全覆蓋用電需求的增量。根據 CWEA 風能專委會的預測，2025 年風電裝機 容量將較 2021 年增長 2.81 億千瓦；根據《“十四五”現代能源體系規劃》， 2025 年水電、核電裝機量分別為 4.42、0.7 億千瓦；根據 CPIA 光伏行業協會的 預測，2022-2025 年，中國樂觀和悲觀情形下新增光伏裝機容量分別為 90/95/100/110GW 和 75/80/85/90GW，我們取中性預測，到 2025 年光伏裝機 容量將達到 6.69 億千瓦。 利用小時數方面，風電、光伏由于技術提升，預計利用小時數將高于 2015-2021 年的平均值；水電利用小時數主要受來水情況影響，取 2015 年以來 的平均值；核電利用小時數波動較大，也取 2015 年以來的平均值。
根據我們的測算，2025年水電、核電、風電、光伏合計發電量將達到 4.27 萬億千瓦時，2021-2025 年 CAGR 為 9.6%。假設發電量年均復合增速為 5.5%， 略高于用電量增速（出于能源安全以及新能源的不穩定性考慮），則 2025 年發 電量將較 2021 年提高 1.63 萬億千瓦時（水電、核電、風電、光伏分別提高 0.2、 0.1、0.55、0.46 萬億千瓦時），假如生物質等其它發電量維持 2021 年水平，則火力發電量將提升 0.32 萬億千瓦時，折合原煤約 1 億噸（2021 年我國供電標 準耗煤 302.5 克/千瓦時，預計到 2025 年將降至 300 克/千瓦時）。 假設 2025-2030 年期間，發電量維持 2021-2025年的年均復合增速（4.5%）， 水電、核電、風電、光伏發電總量增速略微下降（假設 CAGR 為 9.5%），則火 電及其它發電量將在 2028 年達峰，2025 年以后增速會明顯放緩。
7、 新興產業對煤炭需求影響有多大？
在“十四五”期間全社會用電量增速為 5%的情境下，我們認為新興產業將 成為電力需求的重要推力，預計 2021-2025 年新興產業用電量的年均增速為 14%，在全社會用電量中的占比將從2021年的10.9%提升至2025年的15.3%。
7.1、 數據中心：耗電占比 2021-2025 年提升 1.3 個 百分點
需求快速增長驅動數據中心規模提升。根據 IDC《2025 年中國將擁有全球 最大的數據圈》中的預測，到 2025 年，中國產生的數據總量將由 2018 年的 7.6ZB 增長至 48.6ZB。根據《中國數字基建的脫碳之路 2020-2035》，2020 年我國數 據中心產值為 1819.3 億元，預計到 2025 年達到 3232 億元，到 2035 年，我國 數據中心產值將突破 6000 億元。
政策支持數據中心的擴張。“十四五”期間，國家大力推動數據中心的發 展，2022 年 2 月 23 日，國家發改委同意京津冀、長三角、粵港澳大灣區、成 渝地區建設“一體化算力網絡國家樞紐節點”，引起市場對于“東數西算”以及 數據中心產業的高度關注。
預計 2025年數據中心的平均設備 PUE 為 1.37。PUE是數據中心總能耗與 服務器設備總能耗的比值，多余的電力主要用于服務器的制冷（空調系統）以及 UPS（備用電源）。目前，北京市、上海市、廣東省等各地政府已發布了 PUE 限值：北京市要求新建的云數據中心 PUE 不高于 1.3；上海市要求新建互聯網 數據中心的 PUE 值要嚴格控制在 1.3 以下，改建互聯網數據中心 PUE 值要嚴 格控制在 1.4 以下；廣東省宣布 PUE ≤ 1.25的數據中心優先支持新建和擴建， 1.25-1.3 的支持新建和擴建，1.3 1.5 的禁止新建、擴建和改建。 2020 年，全國數據中心平均PUE 為 1.51，考慮到未來新建的數據中心 PUE 基本在 1.25 以下，我們預測到 2025年全國數據中心的平均PUE 將降至 1.37（新 建數據中心 PUE 假設為 1.2，與舊數據中心進行加權平均）。
根據《中國數字基建的脫碳之路 2020-2035》的測算，2020 年我國數據中 心能耗總量約為 1507 億千瓦時，根據工信部印發的《新型數據中心發展三年行 動計劃（2021-2023 年）》，到 2023 年我國數據中心平均利用率力爭提升到 60% 以上，我們預計到 2025 年數據中心的平均利用率在 65%左右。 假設 2025 年平均單機設計功率維持現狀（服務器內置芯片種類、數量的提 升增加功耗，但芯片制程的提升可以降低功耗），到 2025 年我國數據中心總能 耗約為 3278 億千瓦時，較 2020 年提高 1771 億千瓦時。按照 2020-2025 年的 平均增速，我們測算 2021 年數據中心能耗約為 1760 億千瓦時，在“十四五” 期間全社會用電量年均增速 5%的情境下，數據中心用電量占比將從 2021 年的 2.1%提升至 2025 年的 3.4%。
7.2、 新能源車：耗電占比 2021-2025 年提升 0.6 個 百分點
“十四五”期間，新能源車保有量的快速提升會帶來電力需求的增加。2021 年底我國新能源汽車保有量為 784 萬輛，截至 2022 年 6 月，我國新能源汽車保 有量已突破千萬輛。根據電動汽車百人會的預估，2025 年我國新能源汽車保有 量將會超過 3000 萬輛。 電動汽車分為純電動汽車（BEV）以及插電式混合動力汽車（PHEV），普 通的混合動力汽車（HEV）不滿足我國新能源汽車的標準，不算做新能源汽車。 對于插電式混合動力汽車（PHEV），由于自身重量大（既有發動機又有電池、 電動機），在燃油模式下油耗高，因此常規使用場景下還是主要依靠電能來行駛。 我們預計 2025 年新能源汽車的公里電耗將較 2022 年下降 5%左右。以特 斯拉為例，根據 EPA 的實際路試結果，ModelS 最長續航性能版本的公里電耗在 2019 到 2022 年出現了下滑，在此之前保持不變，2022 年該款車型的實際公里電耗約為 0.18kwh，較 2016 年下降 17.1%，綜合考慮技術進步的節奏，我們認 為2025年新能源汽車公里電耗將在 2022年的基礎上再下降5%左右（相比 2020 年下降 14%）。
根據 IEA 發布的《Global EV Outlook 2020》中對各類汽車年平均行駛里程、 公里電耗的測算，我們假設 2025 年電動汽車的保有量結構與銷量的結構一致， 新能源汽車的年平均行駛里程取區間平均值，公里電耗在 2020 年的基礎上下降 14%，通過計算得出 2025 年新能源車保有量的提升將帶來 711 億千瓦時的用電 量增長（相比 2021 年），在全社會用電量中的占比將由 2021 年的 0.4%提升至 2025 年的 1.0%。
7.3、 通訊基站：耗電占比 2021-2025 年提升 0.6 個 百分點
單設備能耗提升驅動通訊基站耗能的增加。根據 2018年《基站節能減排措施探討》的統計，基站整體的功耗由主設備（45%）和空調系統（40%）為主， 剩余部分主要是電源系統和其它設備的功耗。目前常見的 5G 宏基站單基站（主 設備）功耗約為 3-4kw，整體配套功耗可以達到 10kw 甚至更高。一般 4G 單基 站功耗為 1.3kw，目前主流的 5G 單基站功耗大約為 4G 的 3 倍。按照單基站占 整體配套功耗的 45%計算，目前主流5G 基站的配套滿載功耗在 8.4-10kw，而 4G 基站僅為 2.9kw 左右。
5G 基站數量將會迅速提升。根據工信部數據，截至 2021 年底，我國建成 5G 基站 142.5 萬座，新增 5G 基站 70.7 萬座，5G 基站萬人擁有量達到 10.1 座。 根據《“十四五”信息通信行業發展規劃》，預期目標 2025 年萬人擁有 5G 基 站數達到 26 座，據此我們預計 2025 年全國 5G 基站數量為 380 萬座左右，結 合 2G、3G 基站的逐步退役以及 4G 基站逐步對 2G、3G 基站的替代，我們預計 到 2025 年，2G、3G 基站縮減到 183.5 萬座（每年減少 20 萬座），4G 基站增 長至 630 萬座（每年增長 15 萬座）。 根據華為發布的《5G 電源白皮書》，5G 時代一站多頻將是典型配置，一站 多頻以及 MassiveMimo 技術都會加大整站的最大功耗，同時各運營商也在不斷 對 5G 設備進行改進，據此我們認為 2025 年，5G 基站的整體滿載功率仍維持在 8kw 左右，平均功耗約為 7kw（滿載 8kw，空載 6.5kw）。 由于基站的公用事業屬性，假設基站全年無間斷工作（365*24 小時），根 據我們的測算，到 2025 年通訊基站的總能耗將達到 4637.9 億千瓦時，較 2021 年增長 1125 億千瓦時，在社會用電量中的占比將從 2021 年的 4.2%提升至 2025 年的 4.8%。
7.4、 光伏產業：耗電占比 2021-2025 年提升 0.8 個 百分點
從原料硅砂為起點，到制成光伏發電系統，光伏產業主要的耗能環節可分為 三大部分：原料準備環節、光伏組件生產環節以及運輸安裝環節。
我們根據各個環節的耗能，以典型的 270W（60 片，200μm）型號的光伏 電站為例，對光伏全產業鏈的總耗能進行測算，其中： 硅砂制作冶金硅環節根據《2021-2026 中國工業硅行業發展監測及投資戰略 規劃研究報告》測算，每冶煉 1kg 工業硅預計耗電 12.5kwh，預計到 2025 年將 降至 12kwh。 冶金硅到電池片以及電池片到光伏組件的單耗采用《中國光伏產業發展路線 圖 2021》中的數據。 光伏玻璃：60 片多晶硅組件中玻璃重量約為 12.93kg，按每噸光伏玻璃耗 能 350kg 標煤，電力折標系數 0.1229（kwh/kg）計算，光伏玻璃環節耗電為 0.142kwh/W。 鋁邊框：60 片多晶硅組件中鋁邊框重量約為 2.8kg，按每噸耗電 1.335 萬 度，鋁邊框環節電耗為 0.144kwh/W。 電站輔材：每 100MW 電站需支架鋼材 5000t、鋼筋 1500t、各類電纜 850km， 支架鋼材和鋼筋的能耗為 0.3kwh/W，電纜能耗約為 0.01kwh/W，升壓變、逆 變器等按 0.05kwh/W 計算。 運輸、土建：該環節能耗約為 0.11kwh/W。
根據我們的測算，到 2025 年，270W的光伏電站總耗能預計約為 330.3kwh， 每 GW 的建設能耗約為 12.24 億千瓦時；不算逆變器、支架、運輸、土建能耗， 單純光伏組件每 GW的生產能耗大約為 7.54 億千瓦時。 根據 CPIA（中國光伏協會）的預測，在樂觀和悲觀情形下，2022-2025 年 全球新增光伏裝機分別為 225/270/300/330GW 和 180/210/240/270GW；中國 樂觀和悲觀情形下新增光伏裝機分別為 90/95/100/110GW 和 75/80/85/90GW。 實際上，我國光伏組件大部分用于出口，我國光伏組件產量約占全球總產量 的 80%，我們假設到 2025 年全球 80%左右的光伏組件仍由中國生產，對于出 口的光伏組件我們使用生產能耗測算（不算逆變器、支架、運輸、土建），對于 國內新增的光伏裝機，我們使用建設總能耗測算，最終我們測算出來到 2025 年， 國內光伏全產業鏈的耗電總量將達到 2278.6 億千瓦時，在全社會用電量中的占比將由 2021 年的 1.6%提高到 2025 年的 2.4%。
7.5、 計算機、通信及其它電子設備制造：耗電占比 2021-2025 年提升 1 個百分點
2018-2021 年期間，計算機、通信及其它電子設備制造的用電量快速提升。 根據我國電力統計年鑒數據，2018-2021 期間，計算機、通信及其它電子設備制 造耗電量年均復合增速高達 17.5%。 由于計算機、通信及其它電子設備制造業涉及的產品較多，我們主要通過中 游晶圓的生產情況預測這部分的耗電量。
根據 IC INSIGHT 2022 年發布的預測，2021-2026 年期間，全球半導體銷 售量的年均復合增速預計為 6.1%，低于 2016-2021 年 11%的年均復合增速； 根據 KnometaResearch2022 年版《全球晶圓產能報告》，到 2021 年底，全球 IC 晶圓月產量為 2160 萬片，中國為 350 萬片，預計 2024 年中國在全球 IC 晶 圓產能中的份額將接近 19%。據此，我們認為 2025 年中國 IC 晶圓年產量將達 到 6650 萬片（占全球的 19.5%），2021-2025 年 CAGR 約為 12.2%。 2021-2025 年，晶圓復雜程度的增加會帶來能耗的增加。以中芯國際的晶圓 制造能耗作為參考，2017-2021 年期間，中芯國際的晶圓制造能耗有上升的趨勢 （CAGR=3.1%）。
在電子設備制造的單位能耗維持小幅上升的假設下（CAGR 為 3.1%），我 們預計 2022-2025 年期間，該行業用電量將維持 12.6%的年均復合增速，到 2025 年，計算機、通信及其它電子設備制造用電量將達到 3503 億千瓦時，在全社會 用電量中的占比由 2021 年的 2.6%提升至 2025 年的 3.6%。
8、 國外煤炭行業的發展對我國有何啟 示？
由于煤炭的需求和房地產有較強的關聯，且地產是資本驅動型的傳統產業的 代表，我們將地產新開工指標達峰作為一個關鍵的時間節點，在地產新開工指標 達峰后，資本驅動型的傳統產業對煤炭消費的帶動作用逐漸減弱。 美國的人均煤炭消費量在地產新開工套數達峰后維持了 28 年的增長，人均 能源消費量在地產新開工套數達峰后 7 年達到峰值。美國的房屋新開工套數在 1972 年達到峰值，但人均煤炭消費量在 2000 年達峰，達峰時較 1972 年累計增 長39%。美國的人均能源消費量在1979年達峰，達峰時較1972年僅增長3.8%， 值得注意的是，1972年美國人均能源消費量已經達到 14.38 噸原煤/人，是我國 2021 年的人均能源消費量的 2.5 倍。
我們認為美國人均煤炭消費量在地產新開工套數達峰后仍繼續增長主要是 由于煤炭對石油的替代。1973 年以后兩輪石油危機使得原油價格中樞大幅抬升， 第一輪石油危機（1973-1975）：1973 年 10 月 6 日，第四次中東戰爭打響，美 國公開向以色列提供武器和 22 億美元的軍事援助，此后阿拉伯國家開始實施一 系列削減產量、禁運石油的措施，將石油危機推向高潮，1973 年原油的年平均 價格小于 4 美元/桶，而 1974 年上漲至接近 10 美元/桶；第二輪石油危機 （1978-1980）：1978 年伊朗發生“伊斯蘭革命”，推動原油年平均價格從 1978 年的 13.9 美元/桶上漲至 1980 年的 35 美元/桶。 第二輪石油危機發生后，美國一次能源消費占比中，石油消費占比出現了 下滑，煤炭的消費占比明顯提升，這是造成美國人均煤炭消費量提升的主要原因。 2007 年開始，美國天然氣產量大幅提升，天然氣對煤炭有很強的替代作用，天然氣產量的提升造成美國人均煤炭消費量迅速下降。
美國天然氣產量的提升主要是由于頁巖氣的推動。美國是世界上最早從事頁 巖氣研究和勘探開發的國家，20 世紀 70 年代, 美國政府機構相繼投入了大量 資金用于頁巖氣地質和化學的研究。1981 年，美國第一口頁巖氣井壓裂成功； 2002 年，水平鉆井被用于提高頁巖氣井的產能，這兩項技術有效降低了頁巖氣 開發成本，促成了之后美國頁巖氣產量的快速增長。2007 年開始，美國頁巖氣 高速增長，2007-2020年美國頁巖氣產量的年均復合增速高達 26%，頁巖氣產 量的快速增長是天然氣替代煤炭的主要推動力。
美國頁巖氣發展的經驗不一定適用于其它國家。一方面，世界各國頁巖氣賦 存條件差異很大，符合美國地質成藏的認識不一定適用于其它國家，適用于美國 的開采技術也很難完全照搬到其他國家；另一方面，各國制度差異大，美國大量 土地歸私人所有，大部分土地所有權和礦權屬于相同的主體，在政策許可范圍內， 土地可以自由買賣、出租、抵押，這使得企業可以靈活地在不同產區不斷鉆井、 實驗，以尋找頁巖成藏帶的最佳位置，清晰的礦權交易機制也使得上游進入與退 出都很容易，使開發商很容易在金融市場獲得頁巖氣開發所需的資金。 日本的人均煤炭消費量、人均能源消費量在地產新開工套數達峰后分別維 持了 44 年、27 年的增長。日本房屋新開工套數在 1973 年達峰，人均煤炭消費 量在 2017 年達峰，人均能源消費量在 2000 年達峰，人均能源和煤炭消費量在 新開工面積達峰后仍分別維持了 44 年、27 年的增長，達峰時人均煤炭、能源消 費量分別較 1973 年增長 85%、33%。
我們認為日本人均煤炭消費量在地產新開工套數達峰后仍繼續增長主要是 由于技術驅動型的新興產業推動人均能源消費量的提升。1973-1985 年期間，日 本經濟處于資本驅動型產業向技術驅動型產業轉型的階段，人均煤炭消費量和人 均能源消費量基本維持平穩。這一時期，受石油危機的影響，日本政府開始推動 電子、信息行業的發展，制造業單位能源消耗持續下降，這是 GDP 穩步增長但 能源消耗沒有明顯提升的主要原因。
我國可能正處于日本 1986-2000 年的人均能源消費量上升階段。2018 年我 國制造業單位能耗已經不再繼續下降，基本維持穩定水平，這與日本 1986 年開始制造業單位能耗停止下降相類似。同時，新開工指標達峰時，我國半導體產業 已經高速發展超過 10 年，汽車產量在 2008 年后也有提速發展的現象，因此， 我國可能已經迎來了類似日本 1986-2000 年的技術驅動型產業帶動人均能源消 費量上升的階段。
預計煤炭需求達峰在2028 年。參考日本的經驗，在制造業單位能耗不再繼續下降的情況下，技術驅動型產業將持續拉動能源消費量進而拉動煤炭需求，由 于技術驅動型產業的能源消費主要是電力的需求，根據前文的測算，我們預計火 電發電量可能在 2028 年達峰，電煤的需求可能也在 2028 年達峰，在地產、基建指標維持穩定的情況下，我們預計煤炭需求的達峰 2028 年前后。
