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节能风电深度分析「风电板块前景」

时间:2022-11-29 13:35:15来源:搜狐

今天带来节能风电深度分析「风电板块前景」,关于节能风电深度分析「风电板块前景」很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!

(报告出品方/作者:开源证券,刘强)

1、政策持续加码,行业空间广阔

1.1、 碳中和顶层设计政策落地,清洁能源发展力度加码

碳达峰具体行动方案出台,清洁能源长期发展目标明确。双碳目标发布以来,关于 碳达峰的各种具体政策持续出台,风光等清洁能源长远发展目标明确。2021 年 10 月 24 日,中共中央、国务院正式印发《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰 碳中和工作的意见》,要求(1)到 2025 年,非化石能源消费比重达到 20%左右;(2) 到 2030 年,非化石能源消费比重达到 25%左右,风电、太阳能发电总装机容量达到 12 亿千瓦以上;(3)到 2060 年,非化石能源消费比重达到 80%以上。

2021 年 10 月 26 日,国务院关于印发《2030 年前碳达峰行动方案的通知》,提出坚 持陆海并重,推动风电协调快速发展,完善海上风电产业链,鼓励建设海上风电基地; 推进退役风电机组叶片等新兴产业废物循环利用,以及“海上风电 海洋牧场”等低 碳农业模式。

大基地项目规划,托底风光行业发展。“十四五”期间规划九大清洁能源基地和五大 海上风电基地,2021 年 3 月公布的《“十四五”规划和 2035 年远景目标纲要》提出, 要建设九大清洁能源基地和五大海上风电基地。九大清洁能源基地包括金沙江上游、 金沙江下游、雅砻江流域、黄河上游、黄河几字湾、河西走廊、新疆、冀北、松辽等 清洁能源基地;五大海上风电基地为广东、福建、浙江、江苏、山东等海上风电基地。 大基地建设规划将成为“十四五”期间风光新增装机的重要源头。


大基地拉开序幕,百万、千万千瓦基地项目浮出水面。目前九大清洁能源基地和五 大海上风电基地所涉及的相关省份均已出台“十四五”期间风电和光伏的规划,不少 地区规划了百万千瓦乃至千万的新能源大基地项目。根据北极星太阳能光伏网统计, 目前各省(区/市)规划百万千瓦大基地项目 46 个,千万千瓦大基地项目 41 个。

首批 100GW 风光大基地项目有序开工建设,预计风光各占一半。目前,首批 100GW 风光大基地项目已经有序开工,预计风光各占一半。根 据北极星太阳能光伏网统计,自 2021 年 10 月中旬以来,全国已有超过 46.34GW 风 光大基地项目陆续开工建设,已公布的总投资达 2068 亿元。

1.2、 风电全球格局明晰,中国独占鳌头

全球风电累计装机规模稳步增长,新增装机规模创历史新高。根据全球风能理事会 (GWEC)发布的数据,过去十年间全球风电累计装机规模由 2010 年的 198GW 增 长至 2020 年的 743GW,CAGR 为 14%。其中陆上风电累计装机规模为 707GW,海 上风电累计装机规模为 35GW。2020 年,全球风电新增装机规模 93GW,同比增长 54%,新增装机规模创历史新高。


无论是累计装机量,还是新增装机量,中国已经成为全球风电市场龙头。根据 GWEC 数据,截至 2020 年底,全球风电累计装机规模排名前三的国家分别为中国(282GW)、 美国(122GW)、德国(63GW),占比分别为 38%、16%、9%。2020 年全球风电新增 装机规模排名前五的国家分别为中国(56%)、美国(18%)、巴西(3%)、新西兰(2%)、德国 2%,合计占比 81%。

我国风电累计装机规模稳步增长。根据国家能源局数据,截至 2021 年 Q3,我国风 电累计装机规模为 298GW,2011-2020 年的 CAGR 为 22%。经历了 2020 年陆上风电 抢装行情之后,2021 年风电新增装机速度有所放缓。根据国家能源局数据,2021 年 1-9 月我国风电新增装机容量 16.4GW,同比增长 25.8%,2021 年 1-9 月新增装机规 模与 2020 年前三季度 17.3GW 的招标规模基本持平。


1.3、 全球风电发展加速,未来行业空间广阔

随着碳中和行动的不断推进,全球风电装机规模有望实现快速增长。根据 GWEC 预 测数据, 2021 年 至 2025 年 全 球 风 电 年 新 增 装 机 规 模 或 将 为 87.5/81.1/90.5/98.0/112.2GW。同时,随着海上风电开发技术的成熟和海上风电度电成 本的进一步下降,未来海上风电新增装机量占比将快速提升,预计 2025 年新增装机 容量中海上风电占比为 21.3%。

我国风电迎来黄金发展期,“十四五”新增装机规模有望持续向好。2020 年 10 月 14 日,全球 400 余家风能企业一致通过的《风能北京宣言》提出在“十四五”规划中, 保证年均新增风电装机 50GW 以上;2025 年后年均新增装机不低于 60GW;到 2030 年累计装机至少达到 800GW,到 2060 年累计装机至少达到 3000GW。截至 2020 年 底,我国风电累计装机容量为 282GW,如果《风能北京宣言》计划能够顺利完成, 这意味着到“十四五”末我国风电累计装机容量将实现翻倍增长。此外,根据中国电 建西北勘测设计研究院有限公司的预测,“十四五”国内年平均风电新增装机规模在 50-70GW。


抢装行情结束,平价项目招标规模可喜。风电行业自 2019 年 5 月政策落地,开启了 平价前的抢装行情。根据金风科技公布的数据,2019 年我国风电设备招标量为 65.2GW,同比增长95%;这也促使 2020 年新增装机规模快速增长,装机规模 71.67GW, 同比增长 178%。2019 年的抢装招标对 2020 年市场招标规模造成一定冲击,2020 年 风电设备招标量只有 31.1GW。随着抢装潮的结束,平价项目招标量逐渐提升,2021 年前三季度风电设备招标量为 41.9GW,同比增长 115%。同时根据明阳智能公布的 数据(与金风科技统计口径或有差异),2021 年 1-10 月国内公开市场风电设备招标 规模为 47.6GW。在 2021 年四季度公开市场招标规模不大幅下滑的情况下,预计 2021 年全年公开市场招标规模在 60GW 左右。

招标规模可喜,行业边际改善明显。一般风电项目风机的交付期为一年左右,上一年 的风机招标量基本决定了当年新增装机规模。基于 2020 年和 2021 年的招标规模, 预计 2021 年新增装机规模在 40GW 左右,2022 年新增装机规模在 55GW 左右,2022 年风电新增装机规模有望实现 30%以上的增长。


2、产业链格局优化,核心企业优势突出

风电产业链可分为上游原材料、中游制造(零部件和主机)以及下游风电运营商三 大部分。关键原材料主要包括用于发动机制造的稀土永磁材料,用于叶片制造的玻 璃纤维、碳纤维,以及用于塔架制造的中厚板钢材。关键零部件主要包括发电机、轮 毂、轴承、齿轮箱、控制系统、叶片、塔架这几部分。其中塔架、叶片、齿轮箱、轮 毂占风电机组的成本比例较大。对于直驱式风电机组,其关键零部件中没有齿轮箱, 但其发电机成本很高,总成本比同级别的双馈风机高。风电整机供应商将以上零部 件整合制造成为风电机组再出售给下游的风电运营商。

2.1、 产业链:市场空间广阔,各环节集中度差异较大

全球风机产业链市场空间广阔。根据 Wood Mackenzie 数据,2020-2030 年全球风机 产业链市场空间有望达到 6000 亿美元,主要增长贡献来自于叶片、塔筒、齿轮箱、 发电机、主轴承、变流器等主要零部件。叶片、塔筒环节有望超千亿美元规模,2019- 2027 年叶片、塔筒、齿轮箱、发电机、主轴承、变流器的市场空间分别为 1250/1150/690/410/310/290 亿美元。

全球风机产业链各环节市场集中度差异较大,叶片、齿轮箱、主轴承环节市场集中 度较高,变流器、塔筒环节集中度较低。集中度的差异在某种程度上反映了各环节的 技术难度。根据 Wood Mackenzie 数据,2018 年末齿轮箱、主轴承、叶片、发电机、 变流器、塔筒环节的 CR5 分别为 86%、84%、60%、53%、49%、35%。


风塔实现 100%国产,轴承环节国产替代亟需突破。风塔、发电机、机舱等环节国产 化率较高,主轴轴承和偏航/变桨轴承国产化率较低。根据 Wood Mackenzie 数据, 2019 年风塔、发电机、机舱、齿轮箱、变流器、叶片、偏航/变桨轴承、主轴轴承的 国产化率分别为 100%、93%、89%、80%、75%、73%、50%、33%。风电轴承特别 是主轴轴承的研发、生产流程复杂,需要充足的技术积累和长期的反复试验,技术壁 垒很高,目前风电主轴轴承市场主要被跨国轴承集团所垄断,国产替代亟需突破。

风电整机行业全球市场格局稳定,主要参与者为通用电气、金风科技、维斯塔斯等。 根据 BNEF 数据,2020 年全球风电整机市场新增装机量排名前五的整机企业为通用 电气、金风科技、维斯塔斯、远景能源和西门子歌美飒,市场份额分别为 14.0%、 13.6%、12.9%、10.9%、7.9%。

国内风电整机市场集中度短期回落,龙头地位依然稳固。2020 年由于国内陆上风电 抢装,一些中小风机企业前期积压订单集中执行,使得风机市场集中度短期回落。根 据 CWEA 数据,2020 年国内风电整机市场 CR3 为 49.47%,同比下降 13.11pct;CR5 为 64.65%,同比下降 8.78pct;CR10 保持稳定。虽然市场集中度有所回落,但龙头 地位依然稳固,整机厂前三的企业(金风科技、远景能源、明阳智能)市占率都维持 在 10%以上,这三家企业已经连续 5 年排名 TOP3。(报告来源:未来智库)


新增装机机组功率大型化趋势明显,4MW 及以上机型将很快成为主流。根据 CWEA 数据,2.0-3.0MW 机组从 2014 年起成为新增装机的主流机型,2017 年占比达到顶 峰,2018 年以来占比开始逐步下滑。近年来,新增装机机型中 3.0MW 及以上功率机 组占比正在逐步提升,2020 年的占比已经达到了 38%。同时,2020 年我国新增装机 的风电机组平均单机功率为 2.67MW,平均单机功率比 2014 年提升了 51%。

金风科 技 2021 年前三季度风机销售中,2S 平台机组销量占比下降趋势非常显著,由 2020年的 82.8%下降至目前的 36.3%;与之对应的是 3/S、6/8S 机组平台销量占比显著上 升,3/4S 平台机组销售容量同比增长 224.4%,占比提升至 39.6%,6/8S 平台机组销 售容量同比增长 332.0%,占比提升至 23.4%。这意味着 4MW 及以上机型将很快成 为主流,大型化有望超预期。

大型化趋势下,造机新势力有望崛起。陆上风电平价之后,风电整机行业在机组功率 大型化趋势的带领下正处于产品快速迭代升级和降本的过程中。新机型的研发和成 本控制将成为未来核心竞争力。根据国际能源网和中国风电新闻网统计数据,2020 年和 2021 年 1-10 月国内风电公开市场中标份额前三为远景能源、金风科技和明阳 智能。运达股份、三一重能和中车风电 2021 年 1-10 月的中标份额相比 2020 年有较 大提升,分别提升了 7.50/2.81/5.44pct。这意味着陆上风电平价之后,以运达股份为 代表的整机厂商通过对大功率机型的布局,降本增效明显,竞争力有较大增强,使得 其在 2021 年的公开市场招标中中标份额快速增加。


2.3、 叶片:市场集中度高,中材科技长期领跑

受大兆瓦风机推动,叶片大型化趋势明显。根据 CWEA 统计数据,2018 年平均风轮 直径达到 120 米,同比增长 6.67%。2008-2018 年平均风轮直径的 CAGR 为 6.32%。此外,海上风电对叶片长度有更高的要求,因此叶片及风轮尺寸大型化的迭代趋势 还将继续推进。轻量化是叶片大型化发展的必然要求。叶片长度的增长将使其重量 增加,从而导致气动效率降低,进而影响发电量。因此,叶片的大型化的同时需兼顾 轻量化。此外,叶片重量增加将带来机组运转载荷及运输难度加大的问题。为实现叶 片轻型化,对叶片新型结构的设计及对碳纤维和高模高强玻璃纤维等新型材料的研 发也将成为未来发展方向。

大型化叶片降低度电成本,创造更高的收益空间。据 GE 测算,若叶片直径从 116m 增加到 160m,则发电量可提高一倍,并使得度电成本降低 30%。这意味着大型化叶 片为风电资源相对较弱的区域提供了风电经济可行性。

叶片大型化趋势加速,行业集中度持续提升。风机功率的提升对叶片大型化提出了 更高的要求,而大型化和智能化叶片的生产有较高技术壁垒。高技术壁垒叠加叶片 迭代速度不断加快的趋势下,国内叶片头部企业市占率不断攀升,根据彭博新能源 数据,2019 年风电叶片行业 CR5 达 68%以上。伴随海上风电发展、装机区域转移和 竞价上网等因素的影响,叶片大型化趋势还将加速,行业集中度将继续提高。


中材科技连续十年领跑,技术实力与产能突出。中材科技产能相对优势明显,年产 能位居全国第一。技术方面,在行业总体生产单只叶片需要 36-48 小时的情况下,中 材科技可以控制在 24 小时内完成单只叶片的生产。公司产品类别丰富,具备 1MW8MW 的 6 大系列产品的设计、生产能力,且拥有开发海上超大叶片的技术。此外, 公司客户资源优质,与金风科技和远景能源等龙头整机厂开展深度合作。在这一系 列优势因素驱动下,中材科技连续十年市占率第一。

2.4、 风塔:高风筒发展趋势,关注本土布局及出海能力

高风筒发展趋势,提高发电利用能力。风速在空中水平和(或)垂直距离上会发生变 化,不同高度在不同风切变下的风速有明显区别,高切变下,高度增加会显著提升风 速。由于风电功率与风速的三次方成正比,高塔筒可以显著提高风电发电功率,降低 度电成本。根据 CWEA 数据,以 0.3 的风切变为例,塔架高度从 100m 增加到 140m, 年平均风速将从 5.0m/s 增加到 5.53m/s,某 131-2.2 机组的年等效满发小时数可从 1991h 增加到 2396h,提升了 20.34%。

风塔具有一定的技术壁垒和客户壁垒,新晋竞争者进入市场有一定难度。由于风塔 常年在野外恶劣环境下运行,客户对风塔的可靠性要求较高,运行寿命一般要保证 20 年,塔筒制造具有一定的技术壁垒。具体包括在法兰平面度要求、法兰的内倾量 要求、焊缝的棱角要求、错边量控制、厚板焊接和防腐要求等。


天顺风能引领国内塔筒发展,深度绑定全球知名风机企业。国内风塔市场的主要参 与者天顺风能、泰胜风能、大金重工和天能重工,因受运输半径条件限制,市场格局 较为分散。天顺风能是国内风塔行业的领军企业,其凭借绑定 Vestas、GE、西门子 歌美飒、金风等全球大型风电整机厂的优势,风塔业务收入逐步与其他三家上市风 塔企业拉开差距。2021H1 天顺风能、泰胜风能、大金重工和天能重工的风塔业务收 入分别为 19.27/4.62/16.38/7.48 亿元。2021 年以来,受原材料涨价影响,各家企业毛 利率一定程度承压,但下降幅度并不大,具有较强韧性。

关注本土布局以及出海能力。受制于运输半径限制,风塔企业的产能多分布在沿海 和三北地区。风塔企业的产能布局主要围绕着沿海和三北地区,位于沿海的生产基 地主要对接海上风塔和出口产品,方便运输体积和重量相对较大的风塔。位于三北 地区的生产基地主要对接平价大基地。沿海地区方面,天顺风能、天能重工和泰胜风 能都有多个生产基地。三北地区方面,天顺风能、泰胜风能都在内蒙古包头建厂,位 置优势较大。天能重工和泰胜风能还各有一个生产基地位于新疆,距离平价大基地 也较近,可共享下游建设平价大基地的红利。

国内塔筒企业在全球具有较强竞争优势。目前出口量较大的企业是天顺风能、泰胜 风能和大金重工,其中天顺风能出口规模最大。2020 年因疫情原因,各家企业海外 收入下滑较大。


2.5、 铸件:风电铸件中国主导,龙头日月股份优势突出

风电铸件生产流程繁杂精细。风电铸件主要包括箱体、扭力臂、轮毂、壳体、底座、 行星架、主框架、定动轴、主轴套等。铸件生产过程主要包括铸造和精加工两大环节。 铸造环节生产毛坯铸件。随后的精加工工序根据毛坯铸件的形状特点及产品使用要 求,采用车、铣、刨、磨、钻、钳等技术手段进行去除加工,以达到交付状态。精加 工环节既需要高精度的设备投入,也需要技术熟练的工人操作。另外,风电铸件精加 工生产线的建设资金投入较大。民营企业限于前期资金实力、风险承受能力制约,往 往优先投资毛坯铸造这一核心流程,精加工工序通过外协解决。

铸件的成本受生铁等原材料价格影响较大。2016-2020 年,日月股份风电铸件直接材 料占比在 60-70%,铸件原材料主要包括生铁、废钢和焦炭等。其中生铁的价格对成 本影响最大,占直接材料成本的 50%左右。自 2016 年起,随着钢铁行业淘汰落后产 能基本完成,钢铁景气度回升,生铁价格持续回升,导致风电铸件的直接材料占比由 2016 年的 50.7%上升至 2018 年的 67.8%。


整体铸件生产的重心从发达国家转移至中国。欧洲、日本和韩国等发达地区有一些 历史悠久,技术水平先进的铸件制造企业,包括法国克鲁索、德国辛北尔康普、日本 制钢所、日本铸锻钢公司、神户制钢、韩国斗山重工等。但由于铸件是能源密集型和 劳动密集型行业,铸件制造业的重心近年来从发达国家转移至中国、印度等发展中 国家。根据 Modern Casting 数据,2019 年中国整体铸件产量占全球 44%。

风电铸件中国主导,龙头日月股份优势突出。根据日月股份公告,全球风电铸件 80% 以上的产能在中国,截至 2019 年末,全球风电铸件市场 CR5 为 64%。我国风电铸 件行业主要参与者为日月股份、吉鑫科技、山东国创等。2020 年,日月股份风电铸 件销量为 37.9 万吨,销量全球第一;风电铸件实现收入 44.55 亿元,同比增长 56%。 此外,日月股份凭借稳定的产品质量及领先的规模优势,和维斯塔斯、GE 及金风科 技等全球知名客户建立了稳定且紧密的长期合作关系。


2.6、 主轴:国产替代完成,双寡头市场格局

国内风电主轴行业呈现双寡头市场格局。国内风电主轴行业的主要参与者为金雷股 份和通裕重工,根据前瞻产业研究院的数据测算,2020 年两者合计占全球风电主轴 市场份额的 60%以上。

金雷股份是全球最大、最专业的风电主轴制造商之一,覆盖了 1.5MW 至 8MW 的风 电主轴,与维斯塔斯、西门子歌美飒、GE、恩德安信能、远景能源、上海电气、国 电联合动力、运达股份、三一重能、海装风电、山东中车等全球风电整机制造商建立 了良好的战略合作关系。金雷股份目前拥有锻造产能 13 万吨左右;此外,8000 支铸 锻件项目二期于 2021 年上半年投产,有望带来边际收益。通裕重工覆盖了 1.5MW 至 5MW 的风电主轴,目前正在加大 5MW 及以上规格风电产品的生产和销售。

2.7、 轴承:新强联打破垄断,国产替代进行时

主轴轴承技术壁垒高,国产有待突破。一组风电机组需要一套偏航轴承、三套变桨轴 承和一套主轴轴承。其中偏航轴承和变桨轴承的生产技术难度稍低一些,国产率较 高;而风电主轴轴承的研发、生产流程复杂,需要充足的技术积累和长期的反复试 验,技术壁垒很高,目前国产化率较低。


新强联率先完成风电主轴轴承国产替代。新强联在风电主轴轴承、偏航轴承、变桨轴 承方面拥有强大的研发、设计和生产能力。公司公司前后研发了三排圆柱滚子主轴 承和双列圆锥滚子主轴承,打破了该领域轴承产品长期国外垄断的局面,实现国产 替代。目前,公司正在研制 5MW 海上风电机组主轴承、6MW 海上风电机组变桨& 偏航轴承,有望率先实现国产替代。

新强联与主要风电整机企业合作,风电轴承成为主要收入来源。随着公司在风电轴 承领域综合实力的增强,目前已经成为国内大型风电整机制造商明阳智能、远景能 源、湘电风能、三一重能等公司的长期主要供应商,风电轴承随即成为公司主要收入 来源。2021H1 公司风电轴承实现收入 10.37 亿元,同比增长 146%,占公司收入的 82%。


2.8、 海缆:龙头地位稳固,有望受益于海风增长

海缆性能要求更高,生产工艺复杂。(1)海缆生产工艺流程较多。由于海底的环境复 杂且海水具有强腐蚀性,海缆相较于陆上电缆技术更复杂,生产难度较大。海缆的生 产流程相比陆上高压电缆的生产多了约 50%的工艺流程。对比东方电缆 220kV 海缆 和陆缆产品,海缆结构比同样电压的陆缆结构多了近一倍。(2)需要掌握接头、敷设、 施工的核心技术。海缆的接头技术、敷设设计施工要求更高,需要专门的技术和设 备。(3)海缆长度更长。海上风电项目距离陆地较远,通常采取一次性运输大长度海 缆的方式节约运输成本。而大长度海缆也对制造的稳定性、一致性要求非常高。

海缆成本主要受铜等原材料价格影响。龙头公司东方电缆的海缆成本构成中,原材 料占比达到 90%以上,其中铜材料的占比最大。另一家龙头公司中天科技披露铜材 料占其海缆原材料成本的 70%左右。依据以上信息推算,铜材料在海缆原材料成本 中大约占 60%以上。

行业技术壁垒高,龙头地位稳固。2005 年以前,海缆市场主要由国外的海缆企业垄 断,主要包括耐克森、普睿司曼、阿尔卡、特朗讯、泰科和日本富士通株式会社等。 目前在国内具备海缆制造和施工能力的企业还较少,主要有中天科技、东方电缆、亨通光电、汉缆股份等,而东方电缆、汉缆股份、中天科技大有三分天下的局势,2019 年我国电缆市场 CR3 为 93%。考虑海缆行业壁垒和已有公司 的先发优势,预计未来新入者重塑格局的可能较小,未来海缆行业格局将维持稳定。


海上风电抢装带动海缆市场快速增长。2021 年,是我国海上风电抢装的一年,根据 CWEA 数据,2021 年前三季度我国海上风电新增装机 3.8GW,已超去年全年新增装 机量。根据 GWEC 的预测结合已经开工建设的海上风电项目,预计 2021 年我国海 上风电新增装机规模在 8GW 左右。

3、降本趋势明确,海风1到10的跨越

3.1、 风机大型化推动风电成本显著下降

风电机组和安装工程降本是推动风电建设成本降低的关键。风电项目建设成本主要 来源于风电机组、电力设施和安装工程等环节。根据北极星电力网数据,风电机组、 电力设施和安装工程占陆上风电建设成本的 85%、占海上风电建设成本的 63%。陆 上风电建设成本中风电机组占 70-80%,因此风电机组降本是推动陆上风电项目建设 成本降低的关键。海上风电由于其安装和桩基建设的复杂性,使得风电机组成本只 占 30%左右,而安装和桩基共占 30-40%。因而,风电机组、安装工程和桩基建设三 方面同时降本才能有效推动海上风电项目建设成本降低。

风机大型化是风电长期降本的有效途径。风电机组功率大型化主要从三方面推动风 电长期降本:(1)降低风机单瓦制造成本;(2)降低风电场建设成本;(3)提高风机 利用小时数和发电效率,增加发电量,从而降低度电成本。


(1)降低单瓦制造成本:制造大功率风机时,功率增加速度要大于零部件用量的增 加速度,从而单瓦成本随着功率的提升而下降。此外,目前整机企业采用平台化、模 块化设计理念,不同型号的风机许多零部件可以通用,这样还可以带来规模化降本。 例如 Vestas V112 机型相比 V82 机型功率提升了 82%,而整体材料用量反而下降了 9.7%;明阳智能 MySE5.0-166 机型相比 MySE2.5-121 机型功率提升了 1 倍,而关键 部件提升只有 20-45%。

(2)降低风电场建设成本:风电机组单机功率的大小决定了同等装机规模风电项目 所需风机台数,从而影响风电场塔架、基础、道路、线路等方面的建设和投资。同时, 在风能资源和土地资源紧缺的情况下,使用大功率机组可以有效解决风电机组点位 不足的问题。根据《平价时代风电项目投资特点与趋势》论文中的数据,当风机功率 由 2.0MW 提升 4.5MW 时,风电项目静态投资成本降低 14.5%,LCOE 下降 13.6%, 全投资 IRR 增加 2.4pct。

(3)提高风机利用小时数和发电效率,增加发电量,从而降低度电成本:与风机功 率的大型化相伴的是叶片尺寸增大、重量降低和塔筒升高。叶片尺寸的增大将增大 扫风面积、降低对风速要求,塔筒的增高可以有效提升风速。这两方面的因素可以提 高风电发电功率以及风机年利用小时数,从而增加有效发电量来降低度电成本。

成本下降推动风机招标价格进入下行区间。风电行业平价以来设备招标价格持续下 降。平价前的抢装推动了风机招标价格在 2019 年的上涨,2.5MW 机型在 2019 年末 的招标均价达到了 4200 元/kW。此后随着抢装潮的结束,风机招标价格进入下行区 间。根据金风科技公布的数据,风电机组招标价格从 2020 年初以来持续下降,2021 年 9 月,3S 级别机组的全市场整机商参与的投标均价为 2410 元/千瓦,4S 级别机组 的全市场整机商参与的投标均价为 2326 元/千瓦,下降幅度达到 40%左右。

此轮招标 价格的下降主要得益于:(1)大功率机型推出带来的单瓦成本下降,从而使得整机厂 商具备降价能力;(2)抢装潮造成的产业链短期供需失衡结束,零部件价格回归合理 区间;(3)核心零件国产替代。因此,此轮价格下降是由成本下降推动,对整机企业 的盈利能力并未造成较大影响。这样将为下游风电场建设和运营商创造更大的收益 空间,为下游需求创造良机。(报告来源:未来智库)


3.2、 海风 1 到 10 的跨越,静待平价到来

我国海上风电可供开发资源丰富,具备长期成长潜力。我国海上风电资源主要分布 于山东、江苏、浙江、福建、广东的近海地区,并且这些省份是电力输入区,海上风 电资源的开发正好与其需求相契合。根据《中国风电发展路线图 2050》对水深 5-50 米的海上风能资源技术开发量的分析,我国近海水深 5-50 米范围内 100 米高度的风 能资源技术开发量为 500GW。

全球海上风电过去 10 年累计装机量增长了 10 倍。根据 GWEC 数据,截至 2020 年 末,全球海上风电累计装机 35.1GW,累计装机量是 2010 年的 10 倍。此外,全球海 上风电年新增装机量也有较大突破,2019-2020 连续两年新增装机规模达到 6GW 以 上。在全球碳中和大背景下,以及海上风电资源开发技术的逐步成熟,未来全球海上 风电将迎来跨越式发展。根据 GWEC 的预测,全球海上风电年新增装机规模有望从 2020 年的 6.1GW 增加至 2030 年的 39.6GW,年均复合增速为 20.1%;2021-2030 年 全球海上风电累计新增装机将在 200GW 以上。新增装机的主要区域为亚洲、欧洲和 北美洲。

过去十年中国海上风电实现了从 0 到 1 的跨越。根据 CWEA 数据,2010 年我国海上 风电装机规模只有 153MW,而截至 2020 年末,我国海上风电累计装机规模已经达 到 9.5GW,年均复合增速为 51.1%。此外,2020 年我国海上风电新增装机规模 3.06GW, 同比增长 54.6%,新增装机规模是过去十年来的新高。


海上风电项目补贴最后一年,行业迎来一轮抢装高峰。2021 年是新建海上风电项目 享受国家补贴的最后一年,因此行业迎来的一轮抢装,根据 CWEA 数据,2021 年前 三季度我国海上风电新增装机 3.8GW,已超 2020 全年新增装机量。根据北极星风力 发电网统计,截至 2021 年 4 月,我国海上风电并网和在建项目共 32 个,规模超 10GW,这些项目预计大部分在 2021 年抢装完成。因此,2021 年我国海上风电新增 装机规模有望超过 8GW。

未来十年我国海上风电将实现 1 到 10 的飞跃。根据 GWEC 预测的数据,我国在 2021- 2030 年之间海上风电累计新增装机量将在 60GW 左右。因此,未来十年我国海上风 电将实现 1 到 10 的飞跃。

海上风电降本路径明确,关键在风电机组、基础、吊装、电气设备环节。根据上海电 气预测:(1)整机厂将通过开发全新平价机组,现有机组设计优化升级,供应链、运 输、制造等环节管控实现风电机组成本下降。风电机组降本空间预计在 35%左右。

(2)设计院、整机厂将通过基础设计优化、塔架减重等方式降低风电基础成本。基 础降本空间在 20%左右。(3)安装公司通过增加吊装船的供给、吊装方法优化实现 吊装环节降本。吊装降本空间在 30%左右。(4)开发商和设计院通过升压站、送出 线路等公共基础设施公用,场内海缆布置优化,新型输电技术实现电气设备降本,降 本空间为 30%。(5)整机厂和运维公司通过提升机组可靠性、开发高空吊装维护平 台、提升空中可更换部件占比等方式实现运维降本,降本空间为 20%。通过以上产 业链各个环节的降本,预计海上风电度电成本将下降 30%,足以应对平价时代的到 来。


海上风电新增装机平均单机功率快速提升,我国海风机组即将开启 10MW 时代。 2020 年根据 GWEC 数据,目前全球海上风电新增装机平均单机功率已经达到了 9.5MW,比 2008 年增加了 90%。随着技术的不断突破,2025 年新增装机平均单机功 率有望达到 15-17MW。此外,根据 CWEA 数据,2020 年我国海上风电新增装机平 均单机功率为 4.9MW,比 2010 年增长了 88%,相比全球海上风电新增装机平均单 机功率还有一定距离。不过目前国内几家主流整机制造商已经推出 8-10MW 及以上 的机型,例如金风科技在推出了 12MW 的中速永磁机组、明阳智能推出 8.3MW 海 上专用机型。这意味着我国海上风电机组单机功率即将迈入 10MW 时代。

海上风电机组功率持续突破,“十四五”末有望达到 16-20MW。根据 GWEC 数据, 全球风电整机制造商西门子歌美飒已经完成 13-14MW 海上风电机组装机,维斯塔斯 布局的 15MW 机型有望在 2021 年完成装机。此外,中国风电整机制造企业明阳智 能、金凤科技正在研发 16MW 机型。因此,随着海上风电大功率机型的加速推进和 制造技术的突破,预计在“十四五”末,我国海上风电机组有望进入 16-20MW 时代。


风机大型化推动海风有效降本。根据明阳智能官网数据,以其应用于海上风电的 6MW 平台的 MySE8.3-180 和 MySE5.5-155 两款机型为例,MySE8.3-180 相比 MySE5.5-155 功率增加了 51%,而主要零部件重量和尺寸增加幅度多在 10%-30%之 间,轮毂、机舱尺寸基本保持不变。因此,单机功率由 5.5MW 提升至 8.3MW,零部 件用量相对减少 20-30%,风机单瓦成本有效降低。同时,叠加大功率另外两条降本 路径,最终降本空间将更大。未来,随着 16-20MW 机型的推出,将进一步推动海上 风电成本降低。因此,海风不惧平价时代的到来。


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精选报告来源:【未来智库】。未来智库 - 官方网站

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