水利发电机的原理(长江电力:大自然的馈赠)
Posted
篇首语:一年之计在于春,一日之计在于晨。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了水利发电机的原理(长江电力:大自然的馈赠)相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
水利发电机的原理(长江电力:大自然的馈赠)
大自然的馈赠
地球的表面有71%的面积被水体覆盖,这让我们的家园在太空中看去呈现为蔚蓝色。当太阳光照射到地球上,温度的升高让地表的液态水蒸发变成水蒸气;伴随着大气环流的输送,云朵中的水汽以雨雪的形式再次回归大地;一边滋润着万物,一边汇聚成为江河;最终,滚滚而去,注入大海。
大自然的水循环之中,蕴藏了来自太阳的巨大能量。
然而,自然状态下水能的分布十分分散,不利于集中利用。于是,人类在江河途经的险峻之处,垒石筑坝,截断奔腾的河流,蓄积河水增大落差,利用水体的动能与势能推动水力发电机,将水能转换为电能,最终输送到千家万户。
商业模式
在目前的各类可再生能源之中,水力发电有这么几个突出的特点:
- 选址受限:水电站必须修建在水能蕴藏量较为丰富的河流之上,坝址的选择需要综合评估地质、能源开发、移民、环保等限制要素,通常离受电区域较远。
- 季节波动:一般河流来水量存在季节性波动,丰水期来水量可达枯水期的数倍,导致水电站发电量存在季节性有规律的增减。我国降雨主要集中在6-9月,水电企业全年的收入主要体现在下半年。
- 建设投入大:大型水电站一般位于深山峡谷之中,修建过程需要从铺路架桥开始,历经截流、大规模土石方开挖,混凝土浇筑,机电设备安装调试等阶段;还需要库区居民搬迁,周边生态保护等相关活动的配合,建设期周期长,资本投入巨大,投产前不产生任何回报。
- 运营成本低:建成后,日常发电过程中所需的原材料、维护费用、废料处理等均显著低于其他发电形式,发电毛利率高,现金流稳定充沛。
- 优先上网:作为清洁可再生能源,国家依据《可再生能源法》等法规优先保障水电上网,并通过特高压线路进行跨省区调配,从而有效减少弃水的比例。
从全生命周期的角度来看,大致可以分为几个阶段:
- 建设期:完全没有收入,通过自有资金+大规模举债,进行水坝建设和机电设备安装;
- 偿债期:从首台机组发电起,产生现金流入,去除运营资本后开始偿债,资产负债率逐步下降,财务费用逐步减少,净利润逐步增加,资产负债结构逐步改善;
- 折旧期:贷款比例下降到一定程度后,成本构成主要为固定资产折旧,净利润保持基本稳定;
- 回馈期:固定资产折旧基本完成,水坝仍在使用年限之内,可变成本成为最主要的成本构成,公司的盈利能力大幅上升。
我们容易看出,水电站的商业模式,存在着成本支出和营业收入的时间错配,全生命周期之中,前半段支出远大于收入,后半段收入逐渐超越支出。
如果用人的一生来比喻,水电站相当于青年时吃苦、晚年时享福的“有晚福”的人生。
固定资产折旧方面,公司采用年限平均法对所有固定资产计提折旧,根据固定资产类别、预计使用寿命和预计净残值率确定折旧率。三峡大坝、向家坝大坝和溪洛渡大坝的折旧年限均为 45 年,葛洲坝大坝为 60 年,水轮机、发电机的折旧年限均为 18 年。计提的折旧主要用于扩大再生产、设备的更新改造及偿还债务。
世纪工程
长江电力成立于2002年9月,“三峡集团”是它的主发起人和大股东。公司于2003年11月在上交所IPO,可以说,从一开始,公司设立的初衷就是为了“三峡大坝”的上市而服务的。
接下来,我们就来简要谈谈这个众所周知的“世纪工程”。
1918年,孙中山先生在《建国方略》中首次提出建设三峡工程的原始构想。近80年后,1994年12月,三峡工程正式开工;1997年11月,实现大江截流;2003年6月,首批机组实现发电;2012年7月,全部32台70万千瓦机组投产发电。
三峡工程的建设,前后历时长达17年,总投资约为2000亿元。从94年项目开工,到2003年首批机组发电,这11年中,工程不产生任何回报,还需要每年支付巨额的贷款利息,充分的体现了水电站的投资特点。
从近5年的月度发电量来看,每年的6月到9月四个月的主汛期期间,三峡电站的发电量要显著高于其余月份。
由于成本构成之中,固定成本占据大头,丰水期的超额发电量会显著提升下半年的公司业绩。
目前,三峡电站总装机容量为2250万千瓦,全年累计发电量988亿千瓦时,相当于减少4900多万吨原煤消耗,减少近一亿吨二氧化碳排放。如果每千瓦时电能对GDP的贡献按10元计算,三峡电站全年发出的清洁电能,相当于为国家带动创造了近一万亿元财富。
在发电之外,三峡工程还承担着防洪、航运和补水的作用,其中防洪被认为是三峡工程最核心的效益。
复制粘贴
在2009年完成三峡电站的资产注入之后,2016年长江电力定增收购运营金沙江上游电站的川云公司,新增溪洛渡和向家坝两座大型电站。
自此,长江电力拥有了4座大型水电站,其中3座位列世界前十;公司运行管理的机组台数从2003年的21台,增加至2016年的82台,其中70万千瓦以上级巨型机组共有58台。
截至2016年底,累计装机容量增加至4045.5万千瓦时,累计发电量15271.50亿千瓦时。累计发电量相当于5.4亿吨标准煤,减少二氧化碳排放12.79亿吨。
除了建成运营的四座电站之外,三峡集团在金沙江的上游还有两座在建电站:其一,是白鹤滩电站,工程于2012年开始筹建,计划2021年7月首批机组发电,2022年12月全部工程竣工,总装机容量1600万千瓦,电站多年平均年发电量约625.21亿千瓦时。
其二,是乌东德电站,工程于2011年开始筹建,2015年12月正式开工,计划2020年7月首批机组发电,2021年12月全部工程竣工,总装机容量1020万千瓦,电站多年平均年发电量约389.1亿千瓦时。
这意味着长江电力在2022年前后,很有可能会再次定增注入新增电站资产。
另外一个视角是,长江电力作为公用事业企业的经营特点,决定了其存在着最优负债水平。当企业的资产负债率下降到最优负债水平(公司内部测算区间为45%-55%)之下时,意味着公司又可以考虑做新增资产注入了。根据上一次三峡电站整体注入的时间周期来看,7年左右为一个周期,据此推算下一次资产注入大约在2022年,和完工时间的吻合度颇高。
竞争优势
长江电力最大的竞争优势,是独家拥有中国最适宜水电开发的金沙江以及长江上游的电站开发牌照。
这种一家公司垄断一条河流的模式,有利于更加合理的电站选址,和更加长期的视角进行分段式投资。
此外,在一条河流建设多座电站构成所谓的梯级利用,还有着进一步提升竞争优势的作用。
当只有一座水电站的时候,如果上游来水过多,来不及转换成为电能,就只能向下游泄洪了。而当多座电站进行协调优化调度时,可以让多出来的汛期洪水逐级的被消化利用,从而转换成更多的电能。
对于长江电力来说,当上游的溪洛渡和向家坝电站建成之后,就可以进行“四库联调”,从而节水增发更多的电力。
在未来,当更上游的乌东德和白鹤滩水电站建成投产之后,可以进行更丰富、更细腻的“六库联调”,从而进一步提升节水增发能力。
财务表现
我们来看看2007年以来长江电力的财务表现如何。
在长达12年的时间周期里,长江电力保持了30+%的营收、净利润、净资产和总资产的平均增长率(以当期在累计中占比衡量),确实堪称长期成长股。
从现金流的角度来看,12年间累计经营现金流足以支撑资本开支、偿还贷款以及高比例现金分红。
从现金余额来看,长江电力仅需保留30亿元左右即可维持日常运营,凸显出低运营资本需求的特点。多赚的钱,可以安全的拿去做投资、还贷款或者现金分红回馈股东。
关键财务指标方面,有几点值得说一说:其一,毛利率和销售净利率都很高,体现了水电的低成本特点;其二,总资产周转率很低,反映了水电站的重资产特征;其三,ROE、ROA、ROIC均不算高,最高的为ROE,分解来看,销售净利率贡献最大,其次为2倍左右的权益乘数的贡献;其四,近年来营业周期逐渐缩短,这一点应该和国家的西电东送政策落地、特高压线路竣工直接相关的。
我们再来看看几个凸显水电站业务特点的财务指标。
其一,以长江电力近年来的负债率和财务费用为例,我们能够清晰的看到通过经营利润降杠杆的特征。2009年和2016年的大幅度跃升都来自于资产注入,之后的阶段可以清晰的看到总负债的不断下降。
其二,随着经营现金流的日渐丰沛,大概率这些钱是要拿去再投资的。
于是,我们看到近年来长江电力的金融资产越来越多。这其中,特别值得一说的是长江电力对于国投电力和川投能源的大比例参股,而这两家共同控制着雅砻江水电公司,而后者是金沙江最大支流雅砻江水电开发权的唯一拥有者。雅砻江可开发装机容量3,000万千瓦,目前已经投产1,470万千瓦,2021-2023年两河口和杨房沟将有450万千瓦投产,装机将增长30%。
参股上市公司每年可以为长江电力带来一定的投资收益,从而起到平滑业绩波动的作用。
其三,赚来的钱,如果没有足够的好项目投资,公司应该给股东分配现金红利。这方面,长江电力表现得十分慷慨,历年的派息率都高于50%。
总结
在复盘长江电力的过程中,突出的感受是公司洋溢着充分的自信。
这一点,可以从公司网站上的介绍,宣传视频,以及投资者推介材料中,直观的感受到。
我们很难得在A股的上市公司中,看到公司的管理层按照巴菲特《致股东的信》中的价值投资原则来逐条阐发公司的投资价值,仅此一点就很让人敬佩。
更难能可贵的是,公司在2016年的定增时向所有股东承诺,2016 年至2020 年每年度分红不低于0.65 元/ 股,即年度分红不低于 143 亿元;2021 年至2025 年按不低于当年实现净利润的70% 进行现金分红。
与此同时,大股东三峡集团将在长江电力股票复牌后6 个月内,根据二级市场情况择机增持长江电力股票,增持金额累计不超过50 亿元。
这份对于股东回报的真诚,以及大股东对于公司股权的珍惜,在当前的A股市场中显得那么的卓尔不群,不禁让人感慨万千。
复盘成长股系列:
序篇:《成长股知多少,我们来定量的聊一聊》
其一:《隆基股份:单晶龙头的进击之路》
其二:《通威股份:鱼塘里走出的光伏龙头》
其三:《英伟达:比摩尔定律快三倍》
相关参考
熔盐塔式发电原理(中国百兆瓦级镜子发电站,有着超1万多面镜子,年发电量39亿千瓦)
...我们也已经有了更多形式的发电类型,其中就包含有一些水利发电站这一类大家比较熟悉的类型,不过在这样的情况之下,还出来了更新式的发电站形式,它就是镜子发电站。在我国甘肃敦煌的一
熔盐塔式发电原理(中国百兆瓦级镜子发电站,有着超1万多面镜子,年发电量39亿千瓦)
...我们也已经有了更多形式的发电类型,其中就包含有一些水利发电站这一类大家比较熟悉的类型,不过在这样的情况之下,还出来了更新式的发电站形式,它就是镜子发电站。在我国甘肃敦煌的一
...党委组织部内蒙古自治区统计局随风起伏的绿草间,风力发电机悠然转动,将电力送向远方;崇山峻岭的松涛中,鸟儿欢快鸣叫,栖息在自然馈赠的家园;地下采煤机隆隆作响,将煤炭输送到地面……风景如画的内蒙古自治区生...
...党委组织部内蒙古自治区统计局随风起伏的绿草间,风力发电机悠然转动,将电力送向远方;崇山峻岭的松涛中,鸟儿欢快鸣叫,栖息在自然馈赠的家园;地下采煤机隆隆作响,将煤炭输送到地面……风景如画的内蒙古自治区生...
热能发电原理(电力百科之电能产生的最初环节——发电类型及原理)
...提前下发调度计划,发电厂根据调度计划调整出力。发电原理电力生产的发电环节是利用电能生产设备将各种一次能源或其他形式的能转换为电能。生产电能的主要方式有火力发电、水力发电、核能发电、地热发电、风力发电、
热能发电原理(电力百科之电能产生的最初环节——发电类型及原理)
...提前下发调度计划,发电厂根据调度计划调整出力。发电原理电力生产的发电环节是利用电能生产设备将各种一次能源或其他形式的能转换为电能。生产电能的主要方式有火力发电、水力发电、核能发电、地热发电、风力发电、
水力发电厂的发电原理(电力人须知:火力、核能、水力等5类发电流程原理动图)
...热水,使水变成高温、高压水蒸气,然后再由水蒸气推动发电机来发电的方式的总称。以可燃物作为燃料的发电厂统称为火电厂。火力发电厂主要设备系统包括:燃料供给系统、给水系统、蒸汽系统、冷却系统、电气系统及其他...
...、风能、地热能、海洋能等转换为电能。发电就需要用到发电机。常见的有水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动的发电机,将水流,气流,燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机,再由发电机转换为...
水电站发电厂房图纸(60多年前出版的小型水电站设计图纸观摩)
作者:水利电力部勘测设计总局技术援助处编出版发行:北京:水利电力出版社,1958.09ISBN号:151431027
唐钢职工发明岸线地带可再生能源联合发电技术环渤海新闻网消息(记者常云亮通讯员刘廉君)唐钢职工邢志光,多年来潜心钻研海浪、太阳能、风能等岸线地带可再生能源利用,他发明的利用海浪能、风能、太阳能联合发电技术...