【动力煤专题】气候对煤炭需求影响的分析 速看料
观点小结
近年来气候对于煤炭的需求影响越来越明显。一方面，在我国，水力发电量占总发电量约15%，降水量决定了水力发电量的大小；另一方面，极端气温与用电量的关系密切。根据气象部门目前的预测，2023年西南地区降水仍可能较常年偏少，高温天数较常年偏多，但较2022年的高温干旱的强度和持续时间将有所减弱。当然，气候是无法准确预测的，因此我们基于2022年高温干旱带来的水力发电量的减少和用电量增长，对2023年的煤炭需求在发生高温干旱或正常气候情况的两种场景假设下做出预测，我们预计两种情况下，水力发电量变化将导致全年煤炭增量需求差异将达到约2500万吨；高温下用电量增长导致的全年煤炭增量需求差异将达到5000万吨。这将有可能导致短期内的煤炭供需矛盾，因此我们也将密切监测有关天气的高频数据，及时调整对动力煤需求的预测。
我国水力资源分布不均，四川、云南和湖北集中了我国水力发电量的70%。水力发电量与气象条件息息相关，不仅季节性十分明显，而且年度间的差异也非常大。2022年8月，长江流域多地多次打破有气象记录以来的高温，受到长时间高温、干旱、降雨比同期减少40%以上，四川水力发电站发电量大幅减少达50%以上，给夏季燃煤电厂带来较大的生产压力。
(相关资料图)
另一方面，高温天气也大幅增长了用电量需求，2022年8月，全国用电量同比增幅超过70%，对应动力煤约3560万吨，进而促使当时的煤价上行，本文结合现有的气象和水文资料，对2023年水力发电量和动力煤需求做出展望。
图1：我国电力来源比例
数据来源：国家统计局,国家能源局,紫金天风期货研究所
图2：我国分省水力发电量比例
数据来源：国家统计局,国家能源局,紫金天风期货研究所
1 西南水电装机容量
自2014年以来，中国水电装机容量和发电量稳居世界第一，水电资源成为我国第二大能源主体。2022年，全国水电发电装机容量41350万千瓦，较上年同期增加2258万千瓦，同比增长5.8%。水电装机容量主要集中在我国四川、云南和湖北地区。近年来，较大的水电站陆续投产，四川、云南地区水电装机容量稳步上升，而湖北地区则相对稳定。
图3：四川、云南、湖北水电装机容量（万千瓦）
数据来源：四川、湖北省政府工作报告,云南省能源局,紫金天风期货研究所
表1：四川、云南近年新增较大的水电站情况
数据来源：公开资料整理,紫金天风期货研究所
四川省河流众多，以长江水系为主。四川是水电大省，水力发电量占全国水电总量四分之一以上，是“西电东送”的重要送出端。目前，四川省水电装机容量已经突破9700万千瓦，居全国第一。四川水电占其全省总发电量接近80%。四川大型水电站主要分布于金沙江（本文中金沙江为青海玉树州直门达至四川宜宾的长江段；本文中的长江指的是四川宜宾以下的长江干流，下同）、雅砻江、大渡河（本文中的大渡河指的是在乐山汇入岷江前的大渡河流域）、岷江（本文中的岷江指的是除大渡河流域以外的岷江）和嘉陵江。
图4：四川主要水电装机容量流域分布（万千瓦）
数据来源：公开资料整理,紫金天风期货研究所
图5：四川100万千瓦（已投产）以上水电装机容量流域分布图
数据来源：公开资料整理,紫金天风期货研究所
云南是我国水能资源最丰富的省份之一，水电在其电力结构中约占80%，目前已建成的水电站主要分布在金沙江和澜沧江流域，怒江流域虽然水力资源丰富，但由于各种原因，目前水电站还在筹建阶段。2022年末，云南水电装机容量为8061.59万千瓦，位列全国第二。云南是“西电东送”的重要省份，依托丰富的水电资源，电力资源主要向珠江三角洲输送。
图6：云南主要已投产水电站装机容量流域分布（万千瓦）
数据来源：公开资料整理,紫金天风期货研究所
图7：云南100万千瓦以上已投产水电站分布图（万千瓦）
数据来源：公开资料整理,紫金天风期货研究所
湖北省的水力资源主要分布在长江干流，其中三峡以2250万千瓦的装机容量占到湖北省水电装机容量的70%。
图8：湖北主要水电装机容量流域分布（万千瓦）
数据来源：公开资料整理,紫金天风期货研究所
图9：湖北主要水电装机容量流域分布（万千瓦）
数据来源：公开资料整理,紫金天风期货研究所
从云贵川鄂的水电装机容量流域分布来看，金沙江-长江干流占比超过一半以上，且较大的水电站几乎都在攀枝花以下的河段,澜沧江、雅砻江和大渡河也占有不小的比例，因此上述流域的降水量会较大程度影响水力发电量。
2 水电依然偏少，但趋势好转
降水量与水力发电量密切相关，2022年我国冬春季降水偏多、夏秋季偏少，夏季平均降水量为1961年以来同期第二少。其中，长江中下游、西南、西北降水量偏少；长江流域降水量偏少。由于2022年长江上游春季降水偏多，且四川、云南水电装机容量的明显增长，2022年夏秋季的水力发电量减少幅度小于降水量的减少幅度，而水电装机容量相对稳定的湖北，水力发电量则与长江上游云贵川的降水量基本保持一致。
图10：四川日均降水量（mm）与水力发电量（万千万时）对比
数据来源：国家统计局,路孚特,紫金天风期货研究所
图11：云南日均降水量（mm）与水力发电量（万千万时）对比
数据来源：国家统计局,路孚特,紫金天风期货研究所
图12：云贵川日均降水量（mm）与湖北水力发电量（万千万时）对比
数据来源：国家统计局,路孚特,紫金天风期货研究所
2023年1-4月份，全国规模以上电厂水电发电量2709亿千瓦时，同比下降13.7%。全国水电发电量前三位的省份为四川、云南和湖北，其合计水电发电量占全国水电发电量的64.2%，增速分别为6.5%、-11.4%和-33.0%。这其中与2022年春季降水量偏多造成的水力发电量基数较高有关，同时也是因为2022年夏秋的干旱造成的水库蓄水不足有关。
1.云南干旱持续，但已有所缓解
云南气候基本属于亚热带高原季风型，立体气候特点显著，全省降水在季节上和地域上的分配极不均匀。干湿季节分明，湿季（雨季）为5～10月，集中了85%的降雨量；干季（旱季）为11月至次年4月，降水量只占全年的15%。
今年1月至4月，云南省降水持续偏少，平均气温偏高。全省平均降水量32.9毫米，较常年同期偏少64.1%，为近10年来同期最少。4月18日，云南省防汛抗旱指挥部将抗旱应急响应由Ⅳ级提升至Ⅲ级。5月11日，受印度洋台风摩卡影响，云南迎来今年首次大范围降雨，久旱少雨的局面有所缓解。虽然红河、文山、曲靖等地旱情仍在持续，但大部分严重干旱区域不属于金沙江和澜沧江流域，对水力发电的影响较小。金沙江和澜沧江的水位已经有所恢复。整体看来水力发电量仍然偏低，但随着近期上游来水增加，水电出力已有所增长。
图13：西南地区干旱情况示意图
数据来源：国家气候中心,紫金天风期货研究所
图14：云南丽江（金沙江流域）周度日均降水量（mm）
数据来源：路孚特,紫金天风期货研究所
图15：云南昭通（金沙江流域）周度日均降水量（mm）
数据来源：路孚特,紫金天风期货研究所
图16：云南临沧（金沙江流域）周度日均降水量（mm）
数据来源：路孚特,紫金天风期货研究所
图17：云南保山（澜沧江流域）周度日均降水量（mm）
数据来源：路孚特,紫金天风期货研究所
图18：云南龙开口（金沙江中段）水库水位（m）
数据来源：云南省水文水资源信息网,紫金天风期货研究所
图19：云南景洪（澜沧江中下游）水库水位（m）
数据来源：云南省水文水资源信息网,紫金天风期货研究所
2.四川进入汛期，但水库需要补水
四川省分属三种气候，分别为四川盆地中亚热带湿润气候，川西南山地亚热带半湿润气候，川西北高山高原高寒气候。四川省降水具有较强的空间分布不均匀性，每年夏季受西太平洋副热带高压等天气系统的影响，容易出现持续或间断性异常高温天气。近年来，四川省的高温干旱事件频发，造成的损失非常严重。
2022年6—8月以重旱和中旱为主，7月干旱总面积达87.18%，为历年七月最大值；至8月干旱程度有所减弱。2023年1—4月，四川省平均降水量偏多，四川省5月已经入汛，但由于去年干旱造成水库蓄水缺口，金沙江-长江流域水位仍然偏低，截至5月初，四川局部地区干旱持续，中度及以上干旱主要分布在攀西、川南及甘孜州南部。受此影响，雅砻江流域水位目前仍整体偏低，但大渡河流域的水位已基本恢复常年水平，金沙江流域的溪洛渡水位仍大幅低于常年均值，三峡和向家坝水位则基本恢复常年水平。整体看来，四川水电出力仍然偏低，但由于去年新增水电的投产，四川水力发电量仍高于2021年之前的常年均值。
图20：四川九龙（雅砻江流域）周度日均降水量（mm）
数据来源：NCDC,紫金天风期货研究
图21：四川锦屏一级水库（雅砻江）水位（m）
数据来源：长江水文网,紫金天风期货研究所
图22：四川雅安（大渡河流域）周度日均降水量（mm）
数据来源：NCDC,紫金天风期货研究所
图23：四川瀑布沟（大渡河）水库水位（m）
数据来源：mysteel,紫金天风期货研究所
图24：四川大岗山（大渡河）水库水位（m）
数据来源：长江水文网,紫金天风期货研究所
图25：四川宜宾（岷江流域）周度日均降水量（mm）
数据来源：NCDC,紫金天风期货研究所
图26：重庆（嘉陵江-长江流域）日均降水量（mm）
数据来源：路孚特,紫金天风期货研究所
图27：溪洛渡水位（m）
数据来源：Wind,紫金天风期货研究所
图28：向家坝水位（m）
数据来源：Wind,紫金天风期货研究所
图29：三峡水位（m）
数据来源：Wind,紫金天风期货研究所
图30：三峡出库流量（立方米/秒）
数据来源：Wind,紫金天风期货研究所
3 气候对火电影响的展望
根据国家气候中心预测， 2023年西南地区降水仍可能较常年偏少，高温天数较常年偏多，但干旱的总体范围和强度要弱于去年长江流域的极端干旱。
根据四川省气候中心预测，2023年四川省汛期（5—9月）降水量接近常年同期略偏少，较2022年同期偏多。大渡河、岷江、雅砻江、金沙江流域的成都、德阳、绵阳、雅安、阿坝州、攀枝花、凉山州和甘孜州北部降水量较常年同期偏多10%—20%，省内其余地区偏少10%—20%；平均气温较常年同期偏高，大部平均气温较常年同期偏高0.5℃～1℃。高温日数较常年同期偏多。四川省水文中心预测，青衣江、沱江、涪江可能发生超警戒水位洪水，盆地东北部、中南部局地可能发生阶段性伏旱。
图31：四川水力发电量（亿千瓦时）
数据来源：中电联,紫金天风期货研究所
云南气象部门会商研判，2023年云南省大部分地区降水总量正常偏少，大部地区雨季开始期接近常年雨季开始前，大部地区降水正常至偏少，滇中大部、滇西和滇南局部旱情仍持续。迪庆、丽江、大理、楚雄、昆明将于6月上旬进入雨季；主汛期全省大部地区降水正常至偏多、降水分布不均，普洱、西双版纳、玉溪、红河、文山降水偏多1-2成。
图32：云南水力发电量（亿千瓦时）
数据来源：中电联,紫金天风期货研究所
图33：湖北水力发电量（亿千瓦时）
数据来源：中电联,紫金天风期货研究所
图34：全国水电发电设备容量（万千瓦）
数据来源：中电联,紫金天风期货研究所
当前，除云南中南部地区降水仍明显偏少旱情持续以外，其他地区的降水量已经接近常年均值，上游来水开始增长，四川、云南等地的水位逐步上涨。2023年初的全国水电装机容量同比增长5.5%，综合来看，2023年水力发电量较难再现2022年夏季的明显偏少的现象，但是局部短时高温干旱所带来的城乡居民用电量激增和水电短期出力减少的可能性仍不可忽视。我们按照2021年的水力发电量基数同比减少5%（E1）和同比增长2%（E2）来对2023年水力发电量做出两种场景预测，两种情况下水力发电量对应所需用于发电的动力煤差别约2500万吨。
表2：水电发电量（亿千瓦时）及预测所需煤炭增量（万吨）
数据来源：中电联,紫金天风期货研究所
图35：重庆最高气温均值（亿千瓦时）
数据来源：路孚特,紫金天风期货研究所
图36：湖北水力发电量（亿千瓦时）
数据来源：中电联,紫金天风期货研究所
持续时间较长的高温带来的用电量大幅度增长对煤炭增量需求也非常大。2022年8月，全国用电量同比增幅超过10%，较2021年8月增长约920亿千瓦时，对应动力煤约3560万吨，第一、二、三产业用电量增速分别为13.7%、0.6%和6.2%；城乡居民生活用电量同比大幅增长12.5%。其中受高温影响最严重的四川省全社会用电量同比增长13.8%，其中居民用电量增长高达74.5%，而同期工业用电量为下降8.9%，体现出“让电于民”的特点。
2022年夏季高温的极值和持续时间都是极端情况了，2023年再次出现的可能性比较小，因此我们按照，极端高温气候（E1）和正常气候情况（E2）两种场景来对发电量需求来做出预测对比，两次预测情况得到的煤炭需求增量差别全年将超过5000万吨。相对于水力发电量变化带来的水力发电量的变动，高温带来的电力需求增长造成的煤炭的增量需求将更明显。
表3：全国发电量场景预测（亿千瓦时）及预测所需煤炭增量（万吨）
数据来源：中电联,紫金天风期货研究所
图37：全国发电量场景预测（亿千瓦时）
数据来源：中电联,紫金天风期货研究所
综上所述，气候变化将会通过影响电力供给和需求，进而影响煤炭的需求。年度、月度级别的天气预报目前仍比较困难，因此我们将继续监测天气的高频数据，及时调整煤炭需求的预测。
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