美国新能源发展现状(附下载)

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美国新能源发展现状(附下载)

2024-07-11 21:15:34| 来源: 网络整理| 查看: 265

美国存量市场一:天然气发电为主要电力来源,未来占比将逐年下降

1、自2016年以来,天然气发电量已经超过燃煤发电,2022年天然气发电占比达到40%,成为美国最主要的电力来源。据EIA预 测,2023年夏季美国天然气发电量将达到16.7TWh,同比增长3%;2023年美国天然气发电装机容量新增为7.5GW,其中83% 将来自联合循环电厂。

2、随着美国可再生能源发电产能占比不断扩大,美国天然气发电量占比将逐年下降。据EIA预计,2050年天然气发电占比将从 2022年的40%降至21%。

美国存量市场二:燃电装机容量大规模退役,发电比例持续下降

1、美国燃电装机容量大规模退役。美国多数燃煤电厂建于上世纪70-80年代,随着燃电设备的不断老化以及发电方式的转型, 美国的煤电厂逐渐退役。2015-2020年平均退役产能为11.0GW,2022年为11.5GW,预计2023年淘汰8.9GW产能,占年初燃煤 装机量的4.5%。

2、未来燃煤发电占比将持续下降。由于可再生能源占比增长,叠加IRA法案落地,加速了燃煤发电产能下降,并加快燃煤电厂 的退役时间表。预计到2030年,燃煤发电产能将降至当前水平的50%左右,约为116GW,燃煤发电占比降至8.31%。

美国增量市场一:光伏系统价格持续下降,地面电站贡献主要增量

1、光伏系统价格持续下降,促进美国光伏发电装机容量迅速攀升。2022年光伏发电占新增发电量的比例高达46%,呈持续 上升趋势。过去十年中,光伏系统的安装成本已经下降超过50%;2)IRA法案创造巨大增长机遇。未来五年内,预计光伏装 机量预测将比IRA法案推出前提高40%以上。考虑到东南亚组件出口美国仍有近一年的免税期(至24年6月),叠加5月IRA本地 制造补贴细则落地,预计2023年美国光伏新增装机达到40GW,同比增长100%。

2、从应用场景来看,地面电站持续贡献主要装机增量。预计到2027年,户用/工商业/社区/地面电站的新增光伏装机量分别为 7713MW/2259MW/1687MW/35623MW,对应10年CAGR分别为13.8%/4.2%/11.3%/21.6%。

美国增量市场二:IRA法案推动陆上和海上风电装机高增

1、自IRA法案通过以来,美国陆上风电项目的新增并网需求持续增加,且未来几年将保持稳定增长态势。预计2030年美国陆上 风电新增装机将突破20GW,美国累计陆上风电装机量将超过220GW,装机增速将超过100%。

2、根据美国清洁能源协会数据,截至2023年5月,美国海上风电总装机容量规划近52GW,已有近50MW的项目装机容量成功 并网,同时,有约51.38GW项目正在开发中。项目主要集中在美国东海岸各州,占比整体规划总装机容量84%。

美国增量市场三:政策推动大储发展迅速,预计未来5年增长强势

1、2022年8月,美国通过IRA法案,独立储能首次获得最高70%的投资税收抵免,并延长光储ITC税收抵免政策至2032年。表前 大储是当前的主要趋势,对于满足条件的大储项目,税收抵免比例提升。同时,新能源项目配储比与PPA溢价呈正向线性关 系,更高配储比将获更高PPA溢价,其中可再生能源渗透率高的区域(如加州),溢价更高,储能经济性大幅提升。

2、2022年美国储能新增装机4.80GW/12.18GWh,5年CAGR达80.0%,其中大储新增容量达4.01GW,同比增长34.6%。预计短期 光伏装机的强劲增长将助力储能装机新增,预计2023年大储/储能新增装机量分别为8.9GW/10.5GW,较2022年翻一倍。

美国电网系统:私有制经济体制下的产物,独立且复杂

1、美国电力系统划分为三大区域电网:东部网、西部网和德州网,三大区域售电量占比分别为73%、19%和8%,主要由私立和 公营电力公司根据自身负荷和电源分布组成的一个个独立电网构成。

2、从地理条件上看,落基山脉阻断了东西电网的直接互联,三个电网通过直流线路非同步链接,德州与东部电网没有直流线路 链接,导致德州在出现极端天气下停电事故频发

美国电力与电网政策:加大电力电网投资,限制发电厂温室气体排放

1、2021年两党基础设施法案和2022年通胀削减法案(合称IRA-BIL),代表了美国联邦政府对能源系统的现代化和脱碳化的大 规模投资。根据美国国会预算办公室的数据,从2022年到2031年,通过这两部法案授权的整体气候和清洁能源项目、税收 减免以及其他相应激励措施的支持总额将超过4300亿美元。IRA和BIL两种法案组合后,有助于在2030年前推动清洁电力的大 幅增长,同时降低用户侧的消费成本、缓解气候变化并减少电力部门的排放对人类健康的影响。

2、2023年5月,美国环境保护署(EPA)提出了针对燃煤、燃气和燃油发电厂的温室气体排放限制要求。而在今年8月初,美国 4家电网运营商向EPA发表联合评论,认为EPA没有考虑电网维持可靠性所需的调频等各种电网服务,而目前这些服务通常由 化石燃料机组提供。运营商认为此标准可能会损害电网可靠性,导致美国出现严重的电力短缺。

美国市场监管体系:联邦监管+州监管+第三方独立监管

1、美国市场监管体系:FERC(美国联邦能源监管委员会)+NERC (北美电力可靠性委员会)+ PUC(州公用事业委员会)。

2、美国能源部的独立监管机构FERC主要负责监管跨州输电以及批发电力市场。在州层面,每个州政府也设立了州公用事业委员 会,负责监管当地的配电价格以及电力终端用户的价格制定。FREC及州公用事业委员会分别负责电力批发市场和零售市场的 监管。

3、独立市场监测机构MMU负责对除CAISO和SPP区域外的RTO/ISO实施监管和评估,MMU独立于RTO/ISO及市场运行主体并向 FERC和RTO/ISO董事会汇报,主要职责对批发电力市场进行实时检测和调查,定期对电力市场进行评估和汇报

美国市场化改革:在批发市场和零售引入市场化竞争,放开电网接入

1、美国电力市场化改革起于FERC Order 888&889 (1996),无歧视放开输电网络,同时引入ISO (独立系统运营方)来满足电力接入 需求,放开电力批发市场竞争,在FERC Order 2000 (1999) 中建议成立区域性输电组织RTO来管理输电市场。当前美国电力市 场发电侧及售电侧均充分竞争,而输配电由RTO (区域传输组织) /ISO (独立系统运营方)来确保公平接入。

2、目前有7个美国电力批发市场由系统运营商RTO/ISO 负责运营,主要覆盖美国东北部,中西部,加州以及德州区域。其余东 南部、西南和西北地区仍然实行垂直一体化垄断经营,提供从发电、输电到配电的一体化服务。美国有33个州已经启动了电 力改革,18个州仍然发售配一体。

美国上网电价定价模式:不同市场差异较大,市场竞争与政府定价并举

1、美国市场:垂直一体化市场采用成本+收益的定价模式,并接受政府的监管,其他市场采用竞价上网或者协商。

2、中国市场:中国电力市场采用政府定价+市场竞价+协商的定价模式。对于火电价格,政府设置煤电标杆电价,电网输配电价 统一采用成本+收益的电价模式。对于新能源项目上网电价,政府规定风光项目平价上网,同时鼓励市场化交易,电网企业 只收取输配电费,中国电力市场基本实现发、输、售电分离,批发侧和零售侧市场竞争。

美国电价情况:供应链瓶颈导致美国风光PPA电价呈现不断上涨趋势

1、PPA被称为长期购电协议,风光发电企业和用户通过签订PPA来稳定能源供应。

2、近年来,美国PPA电价呈现不断上涨的趋势,不同运营区域的PPA电价不同。光伏方面,NYISO区域电价最高,2023Q1达到85 美元/MWh,据LevelTen解释,主要原因是美国的UFLPA法案造成组件供应链瓶颈,推高了光伏PPA电价,风电的PPA价格同样 呈现上涨趋势,这种市场化顺价模式保证了发电企业的盈利。2023Q2,多数区域太阳能PPA价格出现三年以来首次下降,表 明供应链开始趋于正常化,发电企业的收益确定性提升。

光伏政策:美国颁布《2022年通胀削减法案》,驱动产业链本土化建设

1、政策发力助推美国光伏产业链发展:2022年8月,美国政府通过《2022年通胀削减法案(IRA)》,激励政策政策主要包含 两部分:①提供300亿美元用于生产税收抵免(PTC),用以加速美国的太阳能组件、电池制造和关键矿物加工。②提供100亿 美元投资税收抵免(ITC)用于建设清洁技术生产设施,如太阳能组件制造厂和其他清洁技术工厂。

2、2023年5月,美国财政部补充对电站补贴:在满足项目本土制造成本45%的条件后可获得IRA税收30%的税收抵免,以及对本 土制造项目进行额外10%的项目成本补贴。

光伏产业链:政策挽救颓势,推进“美国自主制造”

1、过往十年,美国光伏产业链上游呈衰退态势:回溯2013至2022年,美国光伏材料厂商面临经营挑战,2014年美国硅片企业 停产,2020年电池企业停产,太阳能级多晶硅产量下降2/3。至2022年底,美国硅片及电池企业大部分产能仍处停产状态。

2、根据SEIA白皮书,美国目前光伏供应链如硅片、组件、逆变器等环节存在巨大的产能缺口。然而在贸易政策的激励下,美 国太阳能行业已宣布近200亿美元的产能投资计划,包括建设组件85GW 、电池片43GW 、硅锭和硅片20GW、逆变器7GW

光伏产业链:IRA颁布后,美国光伏材料规划产能显著提升

1、自美国IRA颁布后,美国光伏上游主要企业陆续宣布扩产计划。扩产方向主要集中于2022年产能相对较少的硅片、玻璃及电 池环节,多晶硅环节的扩产则相对较少。

2、硅片、光伏玻璃及电池环节的产能增幅较大:按目前企业所宣布的扩产计划,截至2025年底,美国多晶硅、硅片、玻璃及 电池片将分别新增1.8万吨/16.5GW/7万吨/12GW;截至2025年底,多晶硅产能将达16.8万吨,硅片达16.5GW,光伏玻璃达9 万吨及电池达14.7GW。

光伏组件:IRA颁布后,美国光伏组件产能规划增长迅速

1、美国光伏业界对IRA实施后的前景十分乐观。根据SEIA数据,预计到2025年美国组件产能将从目前的不足9GW,猛增至 90GW;届时,组件产出将预计突破40GW,有望带动2023-2026年美国组件进口量大幅下降。同时,预计到2027年美国组件 有望实现完全利用国产电池片生产,但从组件生产情况预测来看,需求大于本土供给,意味着未来部分组件还需进口。

2、根据SEIA数据,美国光伏组件产能在建/规划排名中,前五的制造厂商分别是First Solar、韩华、Convalt Energy、3Sun/Enel、 CSIQ。从在美国现有产能和对未来产能规划的制造商排名来看,First Solar和 韩华稳居前两名。

光伏组件:出货量持续增加,每瓦均价趋于稳定

1、根据EIA数据,2022年美国市场的组件出货价值125亿美元,平均每瓦价值略有增长,但仍处于较低水平。EIA《2022年度太 阳能光伏组件出货量报告》显示,2022年美国的组件出货量和均价分别为3160万块和$0.39/W,高于2021年的近2900万块和 $0.34/W。光伏组件的均价五年来首次出现增长,但与前几年相比仍保持稳定。

2、根据EIA数据,美国今年1-6月的光伏组件出货量接近14GW,同比增长44%,对应今年上半年美国新增光伏装机量在12.3GW 左右,距离EIA规划的29.1GW目标尚有些距离,预计今年下半年市场对光伏组件的需求可能会有较强涨幅。

光伏装机:美国光伏发电扩张迅速,开发商项目装机量分化明显

1、IRA法案为光伏发电提供了十年补贴政策的确定性,光伏发电开发商的装机项目容量逐渐增加。根据S&P Global Market Intelligence数据,截至2023年5月,美国光伏发电企业计划于2023-2027年新增装机项目约199.49GW。目前有26.01GW新增装 机正在建设中,9.24GW处于晚期开发阶段,106.0GW处于初期开发阶段,而58.2GW已经宣布开发。

2、前10大美国光伏项目开发商在2023-2027年共计划新增约57.15GW的装机量。在此榜单中,NextEra Energy Inc.计划新增装机 为15.28GW,位列榜首且是唯1一家超过10GW的开发商,光伏开发商项目装机量分化程度明显。

风电:贸易保护降低进口弹性,塔筒产能供应主要来自于本土和欧洲

自2013年开始,美国对来自中国、越南等地的风电塔筒产品实行反倾销制裁,对中国塔筒出口美国市场征收的双反税率超 过65%,对越南反倾销税率超50%,双返税率降低进口弹性,导致美国塔筒产能主要来自于本土和欧洲。

风电:风机市场GE市占率超50%,2021年以后仅剩4个玩家

1、美国风机市场集中度极高,本土制造商只有GE,从2019至今陆风市占率保持第一,到2022年,市占率接近57%,市场集中 度方面,到2022年,美国市场仅剩四家风机制造商,CR4集中度达100%。

2、2022年GE风机出货7.5GW,实现销售金额为83.73亿美元,均价达$1116/kW,且由于供应链成本上涨,自2021Q2开始,单 位价格不断上涨,到2022Q4价格达$1153 /kW,是同期中国风机市场均价的4倍左右,且剪刀差在进一步扩大。

风电:运营商竞争格局稳定,伯克希尔哈撒韦能源装机排名美国第一

1、截至2021年底,伯克希尔哈撒韦能源运营风电和光伏装机规模超14GW,2022年为15.6GW,同比增长超过10%,排名美国公 用事业运营商榜首,公司主要服务西部和中西部客户。

2、Xcel Energy2021年运营装机12GW,2022年提升至13GW,排名第二,Southern California Edision 2021年运营装机约19GW, 2022年提升至11GW,排名第三,Top10运营商竞争格局稳定

风电:风电设备制造商近450家,2022年开始积极宣布扩产

风电是美国最成熟的清洁能源行业,有近450家与风能相关的制造工厂美国除了提供诸如作为叶片,塔筒和风机,有数百 个提供其他部件的小型制造商如涂料、润滑油、动力传动等风电行业的零部件和其他原材料。

风电:IRA刺激装机,未来2年本地产能能够满足装机需求

2022年8月美国通过了IRA法案,鼓励将制造业回流美国,在美国本土生产制造风电产业链设备,改法案把清洁能源项目的 30%投资税收抵免延长至2032年。叶片、风机组装、塔筒、基础等设备投资均能受益。

电网:过去5年仅新建675km高压输电线路,投资增量主要来自于改造

根据S&P数据,美国近5年来仅新建了675km高压输电线路,电压等级主要分布在345kV到500kV之间,电网投资增速缓慢, 因为制度原因投资推进难度大。

(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

本报告总计:88页。

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