本文来自格隆汇专栏：开源证券研究所
摘要
1本轮限电：生产“热”叠加天气热，煤价高企遇上枯水期
近期随着夏季高温的来临以及工业生产处于高景气，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2021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。从历史数据来看，全社会用电需求本身就具有明显的季节性：总量上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，结构上每年居民和工业用电量同时增长的区间位于6-8月和11-12月。但这一次与往年不同的是：工业生产景气度处于2017年以来的最高点，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。高耗电行业主要集中于上游原材料，这意味着在限电+碳中和的背景下，面对当下供需的紧平衡，未来无论是供给的进一步收缩或者需求的回暖，都会带来相应工业品价格的弹性，这也将使得周期股盈利持续维持高景气。
2对比2008/2010限电：高峰限电遇上“碳中和”，供给收缩或更严重
历史上发生过的大范围限电主要有两次：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低位。受到限电影响，供给收缩越严重的工业品其价格上涨幅度也就越大：比如2008年的钢铁、煤炭和2010年的有色。本轮限电与前两次限电的不同之处在于：本轮限电处于工业和居民用电同时上升期；其次，供给还受到“碳中和”政策目标限制。“碳中和”遇上限电的结果便是本轮商品价格上涨的持续性可能会超预期，相关投资机会值得把握：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，生产成本也将因煤价或者电价上调而上升；对于用电占比较低的行业而言，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黄磷、受内蒙古限电影响较为严重的电石等。
3更长期的视角：能源转型下，正视火电和煤的重要性
限电现象背后其实正反映了两组矛盾：电力供应的不稳定性造成的阶段性短缺（比如水、光、风能的不稳定性）；电力供需之间的矛盾可能需要社会用电成本的上升来解决。在储能技术实现突破和大规模应用之前，火电/天然气/石油等可靠、稳定的能源供应来源仍将陪伴人类许久，社会需要为火电转换为辅助能源的发电效率降低支付一定成本，才能在新能源使用占比不断上升的过程中保证电力供应的稳定性。假设2030年我国煤炭消费占比下降为50%，假定能源消费增速与2019年保持一致的情形下，预计2020-2030年我国煤炭消费量的年化增长率仍能达到正的1.86%。现实的情况是：全社会对传统能源的最终需求存在刚性，而资本开支受到碳中和限制和对未来预期的影响，收缩地过于“富有弹性”，这一长期因素让毛利率提升成为以煤炭为代表的行业长期价值重估的基础。
4把握三大投资主线：高耗电行业+动力煤/火电+节能消费
我们重点推荐以下两条主线：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（磷化工、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。当然，如果站在更为长期的角度来看，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，对应的投资机遇包括：（1）下游对应着空调产业结构升级。（2）从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。
风险提示：经济下行超预期；限电政策解除；碳中和政策落地不及预期。
正文
近期随着夏季高温的来临以及工业生产处于高景气，全国部分地区的最高用电负荷创下历史新高，全国用电量创下历史纪录。从2021年5月开始已经有部分地区先后制定有序用电方案，近期云南、内蒙古、广东等地已经开启错峰用电。
面对明显的电力供需缺口，除了季节性的因素以外，我国高耗电行业的产能利用率达到2017年以来的最高点、煤炭价格位于历史高位是此次不可忽视的非季节性因素，而高耗电行业多集中于上游资源品或原材料制造业。这意味着在限电+碳中和的背景下，上游大宗商品的供给可能会进一步受限，与此同时生产成本会被提高，结合当前经济不弱+降准支持实体的组合下，预示着未来这些商品的价格仍有进一步上行的空间，这也将使得周期股盈利高景气的持续验证概率加大。
1.限电再起，用电供需矛盾凸显
1.1 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。根据中国政府网的数据显示，7月14日当日全国用电量刷新历史纪录，达到271.87亿千瓦时，较2020年夏季的最高值增长超过10%，较2021年年初的极端寒潮天气下的用电量增长4.7%；全国当日的最高用电负荷达11.92亿千瓦，同样创下历史新高。分地区来看，华东、华中和南网三大区域电网以及江苏、浙江、广东等12个省级电网的当日最高用电负荷也创下历史纪录。在用电量大幅上升的背景下，为保障民生用电不受影响，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。
1.2 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。
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。在全社会耗电总量中，制造业耗电量占比超过50%。2021年年初以来，制造业投资持续改善，两年几何平均累计同比持续上行，工业增加值维持高位。其中，有色金属冶炼与压延、黑色金属冶炼与压延、化学原料与制品、非金属矿制品行业是制造业中耗电量最大的四个行业，分别占制造业耗电量的15.9%、15.8%、12.0%和11.1%。从产能利用率来看，制造业产能利用率为78.8%，是过去5年中的最高值。高耗电行业的产能利用率在二季度均有提升，且有色金属、黑色金属和化学制品行业的产能利用率都达到了历史最高值。
（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。杭州、南宁、长沙在过去一周的平均最高气温甚至超过了35摄氏度，和历史同期相比也处于较高水平（大部分地区位于历史70%以上分位数的水平）。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。
我国空调保有量的增长给电力系统带来的压力在持续增加。空调等制冷设备的年耗电量在2000年时不足40TWh，在2017年时已接近400TWh，空调的年耗电量几乎呈直线增长。此外，国际能源署（IEA）在对北京和上海的调研中发现，我国家庭空调保有量持续上升，2018年装有空调的家庭户占比较2015年时大概有5%的增长。IEA的分析指出，在夏季用电负荷达到峰值时，我国空调耗电负荷的占比可以达到50%。
1.3 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。以广州港动力煤市场价为例，2021年3月以来价格快速上行，在5月中旬时价格一度接近1000元/吨；5月19日国常会明确“要做好大宗商品保供稳价工作”后，动力煤价格有所回落，但仍维持在900元/吨附近震荡。过去3年历史同期价格大致位于600-700元/吨，当前动力煤价格显然高于历史同期价格。同时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。
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：如小湾水电站所在地临沧，降水量明显不及历史同期；距离溪洛渡水电站较近的宜宾地区降水量也并不比过去10年降水量的中位数高出多少。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。
2.“碳中和”+限电：供给受限更严重，通胀上行概率加大
2.1 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。
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。
2.2 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。根据前文分析的全社会用电量季节性和工业/生活用电存在的交替性，每年的1-2月本身就是工业用电的低潮，2008/2010年年初的寒潮只不过加重了这种低潮，而本轮从5月就开始的限电其实正处于工业用电和生活用电同时上行的阶段，这意味着面对如此高的生产景气区间，未来电力的供需缺口将会更大，而高耗电工业品的生产也将明显受到限制。
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。
2.2.1 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。
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。我们可以进行如下测算：假定生产1吨的电解铝需要耗电13000度，1度电平均需要消耗标准煤约400g，这意味着生产1吨电解铝平均需要消耗约5.2吨的标准煤，而如果是自备电厂，可能还需要额外承担自备电厂发电新增碳排放带来的碳价成本。因此我们可以得到：如果是向电厂购买电力，根据产业信息网披露的数据显示，电解铝厂根据产能加权的用电成本平均约为0.36元/度（不同地区可能存在差异，比如云南、新疆等地的用电成本要低于全国均值），则1吨电解铝的电力成本大约是4680元/吨；如果是自备电厂，如果动力煤的价格超过4680/5.2=900元/吨，则自备电厂相比于购买电力而言就没有成本优势，这还是在不考虑除了购煤成本以外的发电成本和购买碳排放额的成本基础之上。面对目前高于900元/吨的动力煤价格，显然向电厂购买电力是更优的选择，而这必然将增加当地工业用电的需求，进一步拉大用电供需缺口。
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。
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。
（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。
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。
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。
2.2.2 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。
3.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：一方面可能来自于电力供应能力本身与需求之间存在的缺口（假设全社会满负荷发电），而更有可能的原因是电力供应的不稳定性造成的阶段性短缺（比如十分依赖于降雨量的水电发电、依赖于光能的太阳能发电、依赖于风能的风电等）。此时可能就需要进行调峰，通过改变机组运行的负荷或者投入正常运行以外的发电机组以满足用电需求，从而达到电力系统的相对稳定。而对调峰机组的要求是启动和停止较为方便且成本可控，同时并网也很容易，目前国内的调峰功能主要还是由火电厂来完成。
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。
（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。所以我们可以看到的是德国目前还十分依赖于天然气和从其他国家进口电力，原因在于德国“脱煤脱核”的过程中国内电力供应明显紧张；而美国也十分依赖于天然气/页岩油，目前还只是处于“脱煤”阶段；我们国家由于煤炭资源更为丰富，仍离不开对火电的依赖。
4.投资主线：高耗电行业+动力煤/火电+节能消费
根据前文分析，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。对于电解铝而言，由于目前自备电厂的成本远高于购电成本，同时产能进一步扩张受限，因此未来进一步提价将成本转移给下游企业是电解铝厂商最优的策略，这意味着未来铝价仍有进一步上行空间。对于钢铁而言，在碳中和政策下电炉炼钢占比提升本应是趋势，但此次限电使得电炉炼钢的产出受到更严重的冲击，而这部分产能又不可能通过新增高炉转炉炼钢来弥补，因此钢铁的供给也会受到负面影响，钢价维持高位的概率在增加。对于磷化工和电石而言，主要产能所在地区的限电对于供给的冲击也不容忽视。
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。
根据我们的测算显示，即便假设2030年我国煤炭消费占比下降为50%，然而由于能源消费总量仍大概率随着经济规模的增长而保持正增长（假设增速与2019年相同），则预计2020-2030年我国煤炭消费量的年化增长仍能达到正的1.86%，这还没有考虑由于新能源快速发展带来的对于火电调峰的需求。在这个过程中，要想维持火电调峰的作用，由于碳价和调峰能耗的存在，火电厂的盈亏平衡线将比目前要高出不少，这意味着未来全社会用电成本也将迎来上升，而对于上游煤炭的长期价格中枢维持在高位就形成了一定的支撑。
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。
5.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。
风险提示：经济下行超预期；限电政策解除；碳中和政策落地不及预期。
