2023年公用事业行业专题研究：综合能源千亿市场扬帆起航

预计 2025/2030 年国内综合能源市场规模 2.84/5.82 亿吨标煤

我们从能源终端消费量的角度测算综合能源的潜在市场规模。2021 年中国全社会的能源终 端消费量（按电热当量，后同）合计 36.7 亿吨标煤（2015-2021 年 CAGR=5.4%），其中 除天然气以外的化石能源合计 20.2 亿吨标煤（2015-2021 年 CAGR=-1.0%）、占比 55%（较 2015 年下降 12pct）。综合能源在工业、建筑、交通、家庭四大领域均有应用，潜在市场空 间包含两部分：1）煤与油的能源消费替代规模，即通过能源的多元化利用降低化石能源的 比例；2）其他能源消费的优化规模，通过节能改造、循环利用等方式提升能源的利用效率。 我们测算 2022 年国内综合能源潜在市场空间为 2.25 亿吨标煤、占能源终端消费量的 5.8%， 并有望在 2025/2030/2060 年达到 2.84/5.82/33.41 亿吨标煤，占比 6.3/10.6/45.2%。

工业领域：能源的多元化+清洁+循环利用

能源的多元化利用：工业领域需要使用各种能源，包括煤炭、石油、天然气、电力等。通 过综合能源应用，可以将这些能源进行多元化利用，提高能源利用效率，减少对单一能源 的依赖。参考中国能源统计年鉴数据，2010-2021 年中国工业领域能源终端消费量由 15.6 亿吨标煤增长至 24.6 亿吨标煤，CAGR 为 4.2%。2021 年中国工业领域能源终端消费量结 构占比由高到低分别为煤及加工品 42%、电力 27%、油品 15%、天然气 9%、热力 7%。 因此在工业领域，综合能源的市场应用主要是：1）通过能源的多元化利用尽量降低化石能 源的比例；2）提高工业设备的用能效率。

能源的清洁利用：工业领域需要实现能源的清洁利用，以减少对环境的污染。通过综合能 源应用，可以利用先进的技术和设备，将各种能源进行清洁转化和利用，减少废气、废水 和固体废物的产生。参考中国能源统计年鉴数据，2013-2021 年中国工业领域煤的消费占 比逐年下降、由 59%降至 42%；其中电力是最主要的替代能源、占比由 21%升至 27%， 随后依次是油品（10%升至 15%）、天然气（5%升至 9%）、热力（4%升至 7%）。2022 年 6 月工信部的《工业能效提升行动计划》提出，到 2025 年工业领域电能占终端能源消费比 重达到 30%，相当于 2022-2025 年每年需提升约 1pct。

能源的循环利用：工业领域需要实现能源的循环利用，以减少能源浪费。通过综合能源应 用，可以将各种能源进行循环利用，提高能源的回收率和利用率，从而降低能源消耗和成 本。参考中国能源统计年鉴数据，2013-2021 年中国工业领域单位 GDP 对应的能源终端消 费量由71克标煤/元降至49克标煤/元，降幅CAGR为5%；参考中国碳核算数据库（CEADs） 数据，2013-2019 年中国工业领域单位 GDP 的碳排放量由 383 克 CO2/元降至 282 克 CO2/ 元，降幅 CAGR 为 5%。

园区的综合能源管理需因地制宜。园区是工业领域的重要组成部分，通过综合能源管理， 可以实现园区的节能减排和环境保护。具体措施包括建设智能电网、推广分布式能源、建 设储能设施等。2022 年工信部的《工业能效提升行动计划》提出，实施重点用能行业能效 “领跑者”制度，探索打造超级能效工厂。强化工业企业、园区能效管理，加强大型企业 能效引领作用，提升中小企业能效服务能力，系统提升产业链、供应链综合能效水平。

工业设备的节能改造：对于传统工业设备，可以通过节能改造来提高能源利用效率。例如， 使用高效电机、优化设备结构、使用隔热材料等。工信部于 2022 年 12 月发布《国家工业 和信息化领域节能技术装备推荐目录（2022 年版）》，包括 90 项工业节能提效技术，涵盖 钢铁、有色、建材、石化化工、机械、轻工、电子等行业节能提效技术，可再生能源高效 利用、煤炭等化石能源清洁高效利用和重点用能设备及系统节能提效技术等；52 项信息化 领域节能技术，涵盖数据中心、通信网络、数字化绿色化协同转型等节能提效技术。

建筑领域：电力与可再生能源消费比例提升

建筑领域能源消耗以电力和油品为主。从能源消耗的角度看，广义的建筑领域包含了建筑 业、交通以外的第三产业。参考中国能源统计年鉴数据，2010-2021 年中国建筑领域能源 终端消费量由 1.8 亿吨标煤增长至 3.4 亿吨标煤，能耗规模远低于工业领域、但 CAGR（5.8%） 高于工业领域（4.2%）。2021 年中国建筑领域能源终端消费量结构占比由高到低分别为电 力 45%、油品 36%、煤及加工品 9%、天然气 5%、热力 4%；其中油品消费主要是建筑业 的石油沥青和三产的汽油。因此在建筑领域，综合能源的市场应用主要是：1）提高电力和 可再生能源消费比例；2）降低建筑能耗和提升能效。

建筑领域的可再生能源的利用率提高。在建筑领域，可以利用可再生能源，如太阳能、风 能、地热能等，为建筑提供清洁、可持续的能源。例如，可以利用太阳能进行热水供应、 电能供应等，利用风能进行自然通风等。参考中国能源统计年鉴数据，2013-2021 年中国 建筑领域煤的消费占比逐年下降、由 27%降至 9%，油品的消费占比由 38%降至 36%；其 中电力是最主要的替代能源、占比由 28%升至 45%，随后是热力（2%升至 4%）。2022 年 3 月住建部的《“十四五”建筑节能与绿色建筑发展规划》提出，到 2025 年建筑能耗中电 力消费比例超过 55%，城镇建筑可再生能源替代率达到 8%。

建筑能源系统的智能化管理和优化运行：通过综合能源服务，可以实现对建筑能源系统的 智能化管理和优化运行，提高能源利用效率，降低能源消耗和排放。例如，可以根据天气 预报和建筑能耗数据，智能调整建筑供暖和空调系统的运行参数，实现能源的合理配置和 优化调度。参考中国能源统计年鉴数据，2013-2021 年中国建筑领域单位 GDP 对应的能源 终端消费量由 11 克标煤/元降至 6 克标煤/元，降幅 CAGR 为 8%；参考中国碳核算数据库 （CEADs）数据，2013-2019 年中国建筑领域单位 GDP 的碳排放量由 12 克 CO2/元降至 5 克 CO2/元，降幅 CAGR 为 13%。

节能改造和绿色建筑：通过节能改造和推广绿色建筑，可以降低建筑物的能耗和排放。例 如，可以对建筑物的外墙、屋顶、门窗等进行保温、隔热改造，提高建筑物的气密性和热 工性能；同时推广绿色建筑，采用自然采光、自然通风等设计，减少对传统能源的依赖。 在建筑领域，可以实现能源的回收和再利用。例如，可以利用余热回收技术，将空调、供 暖等系统的废热进行回收再利用，实现能源的多元化利用。

交通领域：替代化石能源的电气化浪潮

交通领域主要是对油品的逐步替代。参考中国能源统计年鉴数据，2010-2021 年中国交通 领域能源终端消费量由 2.4亿吨标煤增长至 4.0亿吨标煤，能耗规模高于建筑领域、但 CAGR （4.8%）低于建筑领域（5.8%）。2021 年中国交通领域能源终端消费量结构占比由高到低 分别为油品 80%、天然气 11%、电力 6%、其他能源 3%；细分油品的比例，柴油 45%、 汽油 29%、煤油 15%、燃料油 10%。因此在交通领域，综合能源的市场应用主要是：1） 用电力和其他能源（如氢能）替代油品；2）提高交通领域的用能效率。

交通电气化尚在起步阶段。参考中国能源统计年鉴数据，2013-2021 年中国交通领域的化 石能源（煤/油/气）消费占比居高难下、仅由 93%降至 91%，而电力的消费占比由 4%升至 6%。从用能角度看，中国在交通领域的电气化尚在起步阶段，以电力替代为主的综合能源 应用空间依然广阔。

交通领域单位 GDP 碳排放量持续下降。参考中国能源统计年鉴数据，2013-2021 年中国交 通领域单位 GDP 对应的能源终端消费量由 139 克标煤/元降至 86 克标煤/元，降幅 CAGR 为 5%；参考中国碳核算数据库（CEADs）数据，2013-2019 年中国交通领域碳排放量总 额由 6.1 亿吨 CO2 升至 7.3 亿吨 CO2，单位 GDP 的碳排放量由 263 克 CO2/元降至 178 克 CO2/元，降幅 CAGR 为 6%。

新能源汽车正处于快速发展阶段。新能源汽车发展是交通领域综合能源应用的重要一环， 通过使用电力、氢能等能源减少对传统石油资源的依赖，同时降低环境污染。根据公安部 数据统计，截至 2023 年 9 月底，全国机动车保有量为 4.3 亿辆，其中汽车 3.3 亿辆，新能 源汽车 1821 万辆、占汽车保有量的 5.5%；根据中国汽车工业协会数据统计，2023 年 1-9 月全国新能源汽车累计销量达到 628 万辆，市场占有率 29.8%，自 2020 年以来快速提升。 2023 年 11 月工信部等八部门正式印发《关于启动第一批公共领域车辆全面电动化先行区 试点的通知》，确定北京等 15 个城市为此次试点城市，推广领域包括公务用车、城市公交 车、环卫车、出租车、邮政快递车、城市物流配送车、机场用车和特定场景重型货车等， 第一批推广数量超 60 万辆。

智能充电系统的建设。为了满足新能源汽车的充电需求，在城市交通系统需要建设智能充 电系统，实现能源的多元化供应，提高能源利用效率。而其中“光储充”一体化是目前主 流的解决方案，由分布式光伏、储能、充电站、配电设施、监控和保护装置组成。“光储充” 相当于小型自供电系统或者微电网，主要解决三个问题：1）电力容量资源和配电网不足； 2）充电站土地资源有限；3）本地能源生产与用电负荷的平衡。

家庭领域：可再生利用+提升用能效率

替代化石能源，提升用能效率。参考中国能源统计年鉴数据，2010-2021 年中国居民生活 的能源终端消费量由 2.4 亿吨标煤增长至 4.6 亿吨标煤，能耗规模高于交通和建筑领域、且 CAGR（6.0%）也高于交通和建筑领域；其中城镇的 CAGR 更高（6.4%）、乡村为 5.3%。 2021 年中国居民生活的能源终端消费量结构占比由高到低分别为电力 33%、油品 25%、 天然气 16%、热力 12%、煤及加工品 9%；而城镇与乡村的消费量结构差异较大，其中城 镇为电力 28%、油品 27%、天然气 25%、热力 18%，乡村为电力 41%、煤及加工品 23%、 油品 23%。因此在家庭领域，综合能源的市场应用主要是：1）用电力、热力和其他能源逐 步替代化石能源；2）通过智能家居和能源管理提高居民生活的用能效率。

家庭能源系统的可再生利用和集成优化。在家庭领域，利用可再生能源，如太阳能、风能、 地热能等，可为家庭提供清洁、可持续的能源。家庭能源系统的集成和优化可以通过家庭 能源管理系统，对家庭的电能、热能、燃气等进行统一管理和调度，实现能源的多元化利 用和优化配置。另外家庭可以通过节能改造和绿色家居设计，降低家庭的能耗和排放。例 如，可以对家庭的门窗、墙壁、屋顶等进行保温、隔热改造，提高家庭的气密性和热工性 能；同时推广绿色家居设计，采用自然采光、自然通风等设计，减少对传统能源的依赖。

综合能源市场主要驱动力：减排政策+能源降本+负荷预测

节能减排政策推动能源结构调整

2023 年 7 月中央全面深化改革委员会审议通过《关于推动能耗双控逐步转向碳排放双控的 意见》，明确实施“以碳强度控制为主、碳排放总量控制为辅”的制度。随着新型工业化和 城镇化进程加快以及消费结构持续升级，中国能源终端消费量呈现出刚性增长态势，2021 年达到 51.5 亿吨（按发电煤耗）/37.4 亿吨（按电热当量）标煤，自 2010 以来 CAGR 达 到 4.9%/4.6%，能源消耗与国内 GDP 增速基本保持同步。当前，中国经济发展进入新常态， 发展速度放缓，产业结构逐步优化，新旧动能转换，过去以“高投入、高能耗、高排放、 高污染”为特征的粗放型发展模式给我国经济的持续、健康发展带来了巨大的资源与环境 压力。

清洁能源成本持续下行

据 IRENA 数据，2010-2020 年全球陆上风电/海上风电/光伏的 LCOE（平准化度电成本） 已分别由 8.9/16.2/38.1 美分/KWh 下降 56%/48%/85%至 3.9/8.4/5.7 美分/KWh；2012-2019 年中国陆上风电/商业光伏/居民光伏的 LCOE 分别从 6.5/14.8/16.4 美分/KWh 下降 50%/59%/62%至 3.3/6.0/6.3 美分/KWh。未来，风电与光伏发电的 LCOE 有望维持下降趋 势。根据国网能源研究院有限公司在 2020 年 7 月 5 日发布的《中国新能源发电分析报告 2020》预测，中国陆上风电度电成本有望从 2020 年的 0.287~0.539 元/kWh 下降至 2025 年的 0.241~0.447 元/KWh；中国光伏度电成本有望从 2020 年的 0.245~0.512 元/KWh 下 降至 2025 年的 0.220~0.462 元/KWh。

负荷预测技术可行性上升

综合能源系统的多元负荷需求具有强烈的波动性和不确定性，主要源于：1）空调、采暖等 气象敏感负荷具有较强的波动性和随机性；2）用户行为模式具有显著的随机性，直接影响 终端能源需求。 综合能源系统多元负荷预测呈现出以下趋势：1）深入挖掘终端用户用能特性。随着能源技 术发展和能源市场化进程推进，储能技术以及包括电动汽车能源管理在内的需求侧响应技 术，将增加未来终端能源需求的不确定性。2）综合考量影响负荷需求的时空因素。诸如区 域规划布局、社会发展水平、气象数据等因素对分布式能源系统多元负荷需求的直接影响。 3）大力发展数据驱动的多元负荷联合预测技术。负荷预测的核心是分析负荷特性和处理庞 大的历史数据，集成学习、迁移学习、强化学习等数据驱动方法及在线学习、批量与在线 协同学习等算法在多元负荷联合预测中具有巨大的应用潜力。4）逐步构建多维度协同预测 体系。随着数据驱动的源荷（电源与负荷功率）预测技术发展，构建涵盖多能源耦合、多 时间尺度、多空间层级和多管理环节的多维度协同预测体系。

市场主体逐步增多，商业模式趋于明朗

综合能源市场主体逐步增多

2015 年 11 月，国家发展改革委等部门发布《关于推进售电侧改革的实施意见》，《意见》 提出“整合互联网、分布式发电、智能电网等新兴技术，促进电力生产者和消费者互动， 向用户提供智能综合能源服务，提高服务质量和水平”。该文件首次正式提出了综合能源服 务概念。2016 年 7 月，国家发展改革委、国家能源局发布的《关于推进多能互补集成优化 示范工程建设的实施意见》提出“创新终端一体化集成供能系统商业模式，鼓励采取电网、 燃气、热力公司控股或参股等方式组建综合能源服务公司从事市场化供能、售电等业务， 积极推行合同能源管理、综合节能服务等市场化机制”。2018 年以来，两大电网公司、五 大发电集团、油气公司、售电公司、新能源公司以及互联网公司等跨界企业陆续成立综合 能源服务公司或拓展综合能源服务业务，市场主体逐步增多，综合能源服务市场正式进入 培育阶段。

综合能源商业模式趋于明朗

根据收益模式和投资主体差异，当前综合能源行业的商业模式主要包括四类：1）节能利润 分享型，依据节能率分享节能效益；2）能源费用托管型，经济利益主要来自于节能收益； 3）节能量保证型，以预期节能量为奖惩标准；4）融资租赁型，与金融机构合作提高资金 使用效率。

节能利润分享型，依据节能率分享节能效益。在此模式下，综合能源服务企业会提供资金 与服务，与客户共同实施综合能源技术升级项目。在项目合同期内，双方会按比例分享由 项目产生的节能效益。这种模式的优点是能够降低客户的投资风险，同时分享节能效益， 提高客户的满意度。 能源费用托管型，经济利益主要来自于节能收益。能源费用托管型商业模式，由能源服务 商负责企业内部设备改造，提高企业设备运行效率，降低设备在运行过程中所出现的能源 高消耗情况。在这种模式下，能源服务公司会向客户提供一个具体的改造服务，并承担在 改造过程中的所有运行费用，帮助用户实施节能改造并提高节能效果。根据双方协商，客 户支付服务费，节省的能源费用归企业所有。合约到期后，技术装备无条件交付客户，后 期形成的所有节能利润为客户所有。 节能量保证型，通过经济的奖惩机制保证节能效果。全方位的能源服务，包括能源审计、 节能方案设计、项目投资、设备采购、安装调试、运行维护等。在合同期间，能源服务公 司向客户保证节能效果，并承担相应的经济风险。若项目未达到预期节能量，能源服务公 司需承担经济赔偿。超出预期规模的部分，双方协商分享。合约到期后，节能设施无条件 交付客户，后期形成的所有节能利润为客户所有。

融资租赁型提高能源服务公司的资本运作效率。能源服务公司通过融资租赁的方式为客户 提供能源解决方案和相关设备，帮助客户实现能源转型和升级，客户则以租赁费用方式支 付设备费用。融资租赁型的优点在于能够为客户提供灵活的能源解决方案和资金支持，有 助于促进客户的能源转型和升级。同时，能源服务公司能够通过融资方式获得设备和能源 解决方案所需的资金，提高公司的资本运作效率。

编辑：火腿肠