乾貨:海上風電深度分析報告

國家能源局資料顯示,截至去年底,我國海上風電累計裝機規模達到2638萬千瓦,已超過英國躍居世界第一。目前,我國海上風電業高速發展,並逐步走向深遠海。在雙碳目標及電力缺口雙重背景下,沿海主要省份發展海上風電動力強勁。下面我們就海上

風電產業

國內外發展現狀、產業鏈、相關公司等內容進行深度梳理,以期從中窺探海上風電行業未來市場發展趨勢。

乾貨:海上風電深度分析報告

01 為何發展海上風電

1。碳中和背景下,風電需求攀升

全球碳中和背景之下,新能源需求持續抬升。2015年《巴黎協定》提出到2050年氣溫升幅進一步限制在1。5℃以內的長期目標後,主要國家陸續提出碳中和目標,全球能源轉型程序有序推進。根據IEA預測,基於全球升溫不超過1。5攝氏度的假設,到2050年全球電力消費的90%將來自可再生能源電力,其中風電和光伏佔電力消費總規模的近70%,全球

新能源

確定性需求持續抬升。

風電累計裝機規模穩步上漲,新增裝機量再創新高。根據GW­EC統計,2020年全球新增風電裝機93GW,同比增幅達到53%,增幅創歷史新高;全球累計裝機量穩步增長,2020年達到743GW,2011年以來年均複合增長率為12。06%。

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2。海上風電具有更多優勢

(1)我國能源結構中,風電同比增長最快

從我國能源結構來看,火電依然是我國目前最主要的電力來源,累計裝機容量超過五成。但從增速來看,風電、光伏等

新能源

裝機增速已顯著高於火電。其中,風電同比增長最快。截至2021年11月,我國風電累計裝機容量達到3。05億千瓦,同比增長29。0%,為同期水電(5。5%)、光伏(24。1%)、火電(3。5%)中增長最的能源型別。

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(2)海上風電具有穩定性高、風速大、易消納的特點

海上風電與陸上風電相比,存在穩定性高、風速大、易消納的特點。離岸海上風速通常比沿岸高出20%,且相比陸上很少有靜風期,發電時間更長。並且對風電裝置而言,陸地地形複雜、粗糙度高,不同高度的風速常常相差很大,導致風電裝置易損壞,而海上就很少有此類風險,因此海上風力機可以提供風速更大、更為穩定的電力來源。另外就我國來說,東部地區經濟相對更為發達,發展海上風電更利於就地消納,減少運輸過程中的電力損耗。

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(3)我國發展海上風電潛力巨大

根據世界銀行釋出的資料顯示,我國在距離海岸線200公里、水深1000m以內水域海上風電技術性開發潛力為2982GW。以2021年我國累計裝機量26。38GW來看,僅佔該值的0。9%。從我國海陸風累計裝機佔比來看,截至2021年,我國海上累計裝機容量2535萬千瓦,僅佔全部累計裝機容量的7。7%。

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02 全球海上風電發展現狀及政策梳理

1。全球海上風電發展

(1)全球海上風電保持穩定增長

過去十年,全球海上風電新裝機量年均複合增長率達到22%,佔風電裝機比重不斷提升。2010年之前,海上風電僅佔風電新裝機量的1%,2019-2020年新裝機量超過6GW,佔比增至7%-10%。

從地區分佈上來看,2020年我國繼續保持新增裝機量優勢,佔全球總量五成以上,荷蘭、比利時、英國、德國位列2-5位,分別佔比24。6%、11。6%、8%和3。9%。在我國帶動下,亞洲新增裝機量超過歐洲,佔全球比重的51。4%;總裝機量方面歐洲繼續保持先發優勢,佔比超過70%。

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(2)未來十年全球海上風電將迎來強勁增長

根據IEA及IR­E­NA的碳減排路線,如果要在2050年順利完成零碳排放目標,海上風電作為全球減碳的核心之一將大幅擴大規模以支援減碳目標。根據IR­E­NA預計,在1。5°C的情景下海上風電裝機容量將超過2,000GW,佔風電總裝機容量的近四分之一,對各國海上風電建設提出新的要求。

未來十年海上風電將迎來強勁增長。2020-2025年全球海上風電新裝機容量年均複合增長率將達到29。3%,2025年新增裝機量突破20GW達到21。96GW;2026-2030年CA­GR為12。7%,2030年新增裝機量將達到近40GW。另外,累計裝機量方面,2030年累計總裝機量將從2020年的35GW增至270GW,其中107GW將在2030年前完成裝機。

2。歐洲:全球最大的區域性海上風電市場,未來將維持穩定增長

歐洲是海上風電產業的發源地。海上風電起源於1991年,丹麥安裝了世界上第一臺海上風機,自此歐洲在全球海上風力發電規模和技術方面一直處於領先地位。經過三十年的研發,海上風電成為具有成本競爭力的發電方式,並且在北海和波羅的海周邊國家建立了穩健的海上風電供應鏈。過去的十年中,歐洲海上風電市場實現了兩位數的年增長率(11%),使歐洲海上風電成為目前全球最大區域市場。2020年歐洲海上風電新增裝機291。8萬千瓦,同比2019年減少70萬千瓦左右,但累計裝機量突破超25GW大關,保持良好的增長態勢。其中,裝機量前五名的國家佔到整個歐洲海上風電規模的99%。

作為全球最大的區域性海上風電市場,未來歐洲將維持穩定增長。碳中和背景下,新海上風電專案比新建核電和燃氣發電廠更便宜從而推升對海上風電需求。未來可幫助歐洲實現其國家自主減排貢獻目標,並在2050年之前實現碳中和目標。在現實預期情景下,未來五年歐洲將新增海上風電裝機29GW,年均新增6GW。其中的一半裝機來自英國,接近15GW。裝機規模較大的國家還包括荷蘭(4。4GW)、德國(3GW)、法國(3GW)、丹麥(1。9GW)與波蘭(0。7GW)。挪威、比利時、義大利、西班牙、瑞典的裝機均超過100MW。根據GW­EC的預測,隨新的國家陸續進入海上風電市場,2020-2024年CA­GR約為26。3%,2025-2030年CA­GR約為12。7%。

3。美國:政策拐點已至,海上風電迎來迅速發展

市場普遍對美國海上風電發展持樂觀預期。根據兩家獨立市場機構BN­EF及4CO­f­f­s­h­o­re的預測,未來十年美國將迎來海上風電的快速增長,到2030年累計裝機量將達到28。8GW(4CO­f­f­s­h­o­re)/22。8GW(BN­EF)。考慮到過去市場機構對美國海上風電預測規模普遍逐年遞增,美國政府的30GW新增目標可能實現。

未來美國海上風電主要集中在東海岸各州。紐約州、新澤西州規劃到2035年累計裝機量分別達到9GW、8GW;北卡羅來納州規劃到2040年累計裝機量實現7。5GW。

2030年部署海上風電30GW的目標。未來美國將在五個領域重點發力,以實現2030年部署海上風電30GW的目標。2022年初,美國能源部發布更新版《海上風電戰略》報告,詳細說明了加速擴大海上風電部署和運營區域的五大國家戰略。

4。亞洲:風電起步較晚,過去增速主要由我國驅動

亞洲海上風電起步較晚,但增速較快。相比歐洲國家,亞洲海上風電起步較晚。2003年日本建造第一個海上風電專案,但直到2014年中國開始規劃大規模海上風電專案才迎來真正意義上的開端。2020年,亞洲海上風電裝機量佔全球市場的不到30%,同期歐洲佔比超過70%。近年來,受傳統能源限制以及低碳轉型壓力影響,亞洲各國紛紛佈局海上風電市場,從2021年或2022年開始呈現穩步增長態勢。到2030年,亞洲海上風電裝機不全球市場佔比將接近歐洲,達到約40。1%。

2025年前,亞洲海上風電市場增長主要由我國驅動。根據GW­EC預測,亞洲新增海上風電裝機量將迎來快速增長,2020-2025年CA­GR為23。5%。其中中國新增海上風電裝機量不亞洲總新增裝機量的佔比將持續維持在70%左右;2025年後,隨日本、韓國、越南等國家海上風電專案逐漸落地,亞州新增裝機量CA­GR約為10。1%,同時我國新增裝機量佔比將降至50%左右。

5。其他國家:巴西、澳大利亞海上風電正啟航

(1)巴西:海上資源潛力巨大,2022年開始啟動

巴西海上資源豐富,近8000公里的海岸線以及很多地方只有不到20米的水深,被世界銀行譽為海上風電潛力巨大的市場之一。2020年,明陽智慧能源與巴西政府簽署諒解備忘錄,計劃開發多個海上風電專案,並與塞阿拉州工業與港口綜合體簽訂合作備忘錄,宣佈將在2022年初建設南美地區第一座海上風場。2022年,巴西政府規劃出臺措施扶持推動海上風電發展。已收到36個海上風電專案開發申請,預計發電能力達80GW。巴西風能協會預測,巴西政府 將在2022年發放許可證,2023年首次舉行開發區域拍賣。

(2)澳大利亞:政策加速,首個海上風電專案持續推進

“南方之星”專案是澳大利亞首個海上風電專案,計劃於2025年開始建設,總裝機將達2200萬千瓦。該專案將創造超過6000個工作崗位,有助於澳大利亞2050年實現淨零排放目標。2021年11月29日,澳大利亞透過《海上電力基礎設施法案》審議,為澳大利亞海上電力基礎設施專案建立監管框架,未來將加速海上電力基礎設施專案發展,總價值估計超過100億澳元。

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03 我國海上風電發展現狀及政策梳理

1。我國海上風電發展情況

我國海上風電發展始於2009年,2014年開始發力,2021年累計裝機躍居世界第一。2009年國家能源局釋出《海上風電場工程規劃工作大綱》、2012年1月釋出《風電發展“十二五規劃”》,對海上風電進行專門規劃;2014年國家能源局印發《全國海上風電發展規劃(2014-2016)》,列入海上風電開發建設方案44個,總容量1053萬千瓦,至此我國海上風電進入起飛階段。2017年,我國海風新增裝機實現里程碑式的1GW,2018年超過英國成為世界新增裝機量最大的國家。2021年,受年底國補到期影響,我國海上風電新增裝機容量達到16。9GW,同比增加339%,同時累計裝機容量達到26。38GW,躍居世界第一。

2。我國海上風電政策發展歷程

政策導向向好,我國未來海上風電市場前景可期。隨著我國雙碳目標以及相關政策的釋出也明確提出有序發展海上風電、推動風電協調快速發展,完善海上風電產業鏈,鼓勵建設海上風電基地。我國海上風電政策主要分為三個階段:

3。各省陸續出臺“十四五規劃”助力海上風電發展

根據GE­I­D­CO2020年釋出的《中國“十四五”電力發展規劃研究》預測,我國將主要在廣東、江蘇、福建、浙江、山東、遼寧和廣西沿海等地區開發海上風電,重點開發7個大型海上風電基地,2035年、2050年總裝機規模分別達到7100萬、1。32億千瓦。

2021下半年以來,各省陸續出臺“十四五規劃”助力海上風電發展。其中,廣東省計劃到2025年底海上風電裝機規模達到18GW;山東規劃海上風電基地總規模35GW(未明確日期);江蘇省規劃“十四五期間”總裝機規模達到14GW,新增8GW。浙江、海南、廣西、福建等省份也陸續釋出海上風電相關規劃,預計“十四五”期間內海風新增裝機可達60GW。

04 產業鏈梳理

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1。上游

(1)葉片

葉片:風能轉換為機械能的重要零部件,大葉片和輕質化是趨勢。風機葉片對於提升風能利用率至關重要,海上風電大功率對葉片尺寸要求提升,以明陽智慧正在研發1。6萬千瓦的海上風機為例,其葉片長度預期為118米。大型葉片技術難度較高,需兼具葉片大、重量輕、強度高的特點,只有少數廠商具備量產能力。國內風電葉片頭部企業市佔率不斷攀升,2019年,風電葉片行業CR5市佔率達68%以上。全球來看,風機葉片市場玩家較多,外資品牌有LM、TPI等,國內廠商包括

中材科技

、中復連眾、上海艾郎、天順等。此外,部分主機廠如明陽也自主生產葉片。大葉片和輕質化趨勢下,碳纖維葉片佔比或增長。一般來講,發電功率在3-5MW之間的風電機組相對應的葉片長度在45-60m之間隨風機大型化需求增加,葉片進一步延長,未來大葉片、輕質化成為葉片發展趨勢。海上風電葉片通常採用玻離纖維或碳纖維,當前以玻纖為主。碳纖維密度僅佔玻纖的一半不到,但成本較為昂貴。大葉片和輕質化驅使下,預計未來佔比將會進一步提升。

(2)鑄件

鑄件環節國產化率高,市場集中度高:我國鑄件生產規模巨大,產量多年居世界首位。風電鑄件方面,全球風電鑄件80%以上產能集中在我國,其餘20%產能主要位於歐洲和印度。截至2019年末,全球風電鑄件市場的前5家企業行業集中率達64%。

海風大型化趨勢提升大兆瓦鑄件價值,頭部企業優勢或將進一步擴大。陸上搶裝潮後小兆瓦鑄件受供需影響價格下調,未來大兆瓦鑄件隨海風大型化趨勢價值提升。大兆瓦鑄件相對小兆瓦鑄件工藝要求提升,頭部企業在裝置更新、產能提升方面具有先發優勢,如龍頭

日月股份

目前積極建設甘肅酒泉生產基地及22萬噸自有大型產品精加工產能,未來優勢或將進一步擴大。

(3)軸承

風電軸承是連線各環節系統轉向的重要部件。海上風機功率增加對軸承耐損耗效能提出更高要求,軸承價值不斷提升。軸承為風電機組核心部件及薄弱部位,具有使用壽命長、維修費用高、可靠性要求高的特點。從使用壽命來看,通常風電風電軸承使用壽命一般要求20年以上,且除風載荷外,風機軸承還要承受主軸、右輪等零部件的重力載荷。因此海風相比陸風功率增加對風電軸承抗衝擊性及抗疲勞性提出新的挑戓。此外海上風電吊裝成本遠高於陸上風電,對軸承可靠性要求更高。

主軸軸承:國產化難度最高的海風裝置零部件之一。目前我國風機偏航、變槳、發電機軸承及3MW級以下的主軸軸承已實現了國產化,但大兆瓦主軸軸承主要依賴進口。目前主要主軸軸承市場由海外企業主導,我國大於5MW主軸軸承只有

新強聯

做了小批次,且僅在明陽8MW、

東方電氣

7MW有樣機使用。

海上風電平價背景下主軸軸承國產化或迎來機遇。進口軸承相比國產軸承最大的優勢在於設計和應用經驗上,裝置上差距不大。目前我國以

新強聯

為代表的國內軸承企業在研發上已實現突破,未來海風平價之下,隨著各零部件環節成本佔比下降,國產軸承相對進口軸承具有價格優勢,或將迎來發展機遇。

(4)主軸

主軸:國產化程度高,已形成

金雷股份

+

通裕重工

的雙寡頭格局。風電主軸在風電整機中用於聯接風葉輪轂與齒輪箱,將葉片轉動產生的動能傳遞給齒輪箱,是風電整機的重要零部件。我國主軸環節生產技術成熟,國產化程度高,並已實現優質企業的出口,國內供給佔全球的比重大約70%。競爭格局上已形成金雷股份+通裕重工的雙寡頭格局,2020年兩家公司市佔率均約佔30%。

風機大型化推升主軸從鍛件向鑄件轉變。鑄造主軸和鍛造主軸各有優勢,但從生產成本來看,鑄造主軸生產減少兩道工序,在成本上低於鍛造主軸。另外兆瓦越大,主軸尺寸增加,企業鍛造裝置的轉換成本過高,因此目前大尺寸風機以鑄造主軸為主流。近年來國內廠商陸續佈局鍛造主軸,目前

金雷股份

已實現鑄造主軸的全流程小批次供貨。

(5)電機/齒輪箱

海上風電傳動鏈半直驅路線優勢彰顯,齒輪箱用量有望提升。風機驅動鏈的技術路線幾經變化目前主流的有三種:雙饋、直驅、半直驅。三種技術各有優劣,半直驅技術兼顧直驅的穩定、高效率和雙饋的低成本、小體積優勢,近年佔比有所提升。當前,陸上風電方面,雙饋仍占主導地位;對於海上風機或容量較大的陸上風機,半直驅優勢愈發明顯,而受制於電機銅、稀土永磁等原材料成本不大尺寸運輸壓力,直驅風機近年略有式微。因此齒輪箱需求有望提升,南高齒、德力佳、

威能

極等廠商有望受益。

(6)風機控制系統

風機控制系統是風機的重要組成部分,它承擔著風機監控、自動調節、實現最大風能捕獲以及保證良好的電網相容性等重要任務。風電機組控制系統包括主控系統、變流系統(變流器)、變槳系統、偏航系統及其他。從成本分佈來看,變流系統佔比最大,約佔40%,主控系統及其他系統佔比27%,變槳系統佔比約22%,偏航系統佔比約11%。

從參與主體來看,我國風機控制系統環節主要由國內風電控制系統生產廠商、風電整機企業或其子公司及中外合資企業組成。當前,國內陸上變流器已經實現國產化,未來隨著海上風電的規模化發展、風電機組大功率化以及國內廠商技術水平提高和經驗積累,國內企業大功率的變流器市場份額預計將快速提高。

2。中游

(1)整機與設施製造

整機與設施製造:全球競爭格局分散,國內相對集中。整機與設施製造環節,我國經過多年的自主研發已經實現了國內自主品牌的構建。2021年全球風電整機市場份額前十我國佔六,

金風科技

、遠景能源、明洋智慧分列第二、第四、第七位,但CR5僅為52。64%;我國風電整機格局相對集中,2021年新增裝機容量CR3為47。3%、CR5近70%。

海風整機相對陸風壁壘更高,競爭格局更為集中。海風整機相對陸風單機容量及技術難度更大,具有更高的競爭壁壘。目前國內共有7家整機制造企業可提供海上風電裝機,2021年海上風電整機企業CR3(新增裝機)超80%。其中,

電氣風電

明陽智慧

金風科技

、中國海裝及

東方電氣

累計裝機容量均超過100萬千瓦,合計佔海上累計裝機容量的97。5%。

整機環節海風相對陸風集中度更高。近年來我國海上風電整機企業新增裝機容量CR3超70%、CR5超90%。

海風整機大型化趨勢明顯,持續推動海風成本下降。海上風電場的大規模開發需要更大型的機組,可以透過降低單位制造成本、風電廠建設單位成本、提高發電效率等有效降低風電場度電成本,提高海上風電場規模開發利用的整體經濟性,為投資商創造更多價值。

(2)塔筒

1)海上風電塔筒與陸上塔筒區別:

①筒高度更大:海上風機相較陸上風機單機容量更大,需配合更高塔筒。根據美國能源局DOE的統計,風機平均功率由2。01MW提升至2。75MW,於此同時塔筒的平均高度亦由82。4米提升至90。1米。目前主流的塔筒高度已經提升到了160m以上。

②基礎結構更多:相對於陸上風電,海上風電隨海洋深度及海底環境的不同,可採用單樁、多腳架、導管架、高樁承臺等多種結構。

③成本更高:海洋環境相對陸上環境更為複雜,對抗腐蝕、抗颱風、抗海水衝撞等效能要求提升。以防腐為例,海上風電鋼構裝置豎向存在5個海洋腐蝕區域,在防腐設計、施工和生產執行期間,需要針對腐蝕嚴重區域採取有效防腐技術措施,保證海上風電裝置使用壽命期內的安全執行。

2)塔筒需求隨海上風電及大型化趨勢持續增長,利好頭部塔筒企業市佔率提升

隨海風裝機需求增加,塔筒需求持續上升具有必然性,另外未來大型化趨勢之下塔筒高度、厚度、直徑等隨風機單機容量增加同比增長。競爭格局方面,塔筒市場相對分散,海上風電利好頭部塔筒企業市佔率提升。塔筒本身具有技術壁壘低、運輸費用高的特點,受運輸半徑限制較大。因此陸上風電集中度不高,CR4僅佔31。26%。未來海風發展對塔筒市場格局或產生兩方面影響,其一是隨海上風電大型化趨勢的提升,塔筒大型化、輕量化要求下技術壁壘提升,海風具備海上塔筒大產能的企業較少;二是受運輸費用影響,頭部企業開始佈局碼頭資源以降低物流費用。二者疊加下,海上塔筒利好頭部塔筒企業市佔率進一步提升。

3)樁基

我國目前以單樁和導管架為主,深遠海趨勢下漂浮式基礎更具有經濟性。海上風電結構中樁基連線塔筒和地基,用以支撐和固定風電塔筒及風電機組,對抗腐蝕、抗海水衝擊性能要求高。海上風電基礎結構主要分為樁基、導管架及漂浮式基礎,其中樁基和導管架主要應用於0-60米的中淺海。目前我國海風基礎結構以單樁和導管架為主,漂浮式基礎專案集中在歐洲地區。未來隨我國淺海海域資源的飽和,呈現由淺海到深海的特點。深遠海驅使下,通常水深超過50米,採用漂浮式基礎在選址上可具有更好的靈活性從而更具有經濟性。

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4)法蘭

海風大型化對法蘭承載能力提出挑戰,集中度隨海風大型化提升:法蘭作為風電塔筒的關鍵連線件、支撐件和受力件。以12MW塔筒法蘭安裝為例,分段的塔筒依靠法蘭連線矗立,直至約130米高度,超過400噸的承重力,承受強風、葉片轉動、重力等構成的複雜載荷。隨海風大型化下塔筒高度及重量的不斷提升,對法蘭的承載能力提出更高要求。效能要求、裝置更新投資等利於頭部企業集中度的提升。目前全球可製造7。0MW及以上塔筒法蘭的企業較少,頭部企業如恆潤股份可實現量產9MW法蘭並開始佈局12MW風電塔筒法蘭生產線。

(3)海纜

乾貨:海上風電深度分析報告

與陸纜相比,海纜准入壁壘更高。一方面海底環境比陸地更為複雜:面臨海水的沖刷及腐蝕,且受海底物質摩擦、有害氣體侵蝕及人類海洋活動影響,對海纜的防水防腐性、抗壓性、絕緣性和防海洋生物能力等特殊效能要求高。另一方面對廠商資源佈局要求提高:陸纜一般單盤重量在幾十噸,而海纜重量可達幾百上千噸,且需要專用的海纜敷設船運輸。因此海纜企業靠近江河湖海是海纜企業選址的重要前提。碼頭岸線資源日益稀缺,不僅新進入企業缺少碼頭資源,原有企業擴產也同樣存在障礙。另外隨海上風電深遠海趨勢的演進,遠距離傳輸技術難度隨離岸距離相應增加,也會增加海纜製造的准入壁壘。

海纜交付量逐年提升,已形成

東方電纜

+

中天科技

雙寡頭格局。隨海上風電裝機進行我國及全球海纜交付量逐年提升。由於海上專案逐漸由淺海向近海、遠海擴充套件,海纜交付量增速呈現高於海上風電裝機增速的特點。未來隨海上風電專案向深遠海發展,進一步推升海纜尤其是送出纜需求。

深遠海趨勢下海纜製造門檻加深。深遠海趨勢下對海纜製造技術難度進一步增加,一方面對長度要求提高,另一方面由於長距離電容效應損耗加大,對電壓等級要求提高。目前僅

東方電纜

、中天電纜、

亨通光電

等頭部企業具有500kV交流海纜生產技術。以東方電纜為例,公司交付世界上首條500kV單芯和三芯交流海纜,並將交聯電纜的製造能力提升到了交直流1000kV。

未來海纜技術趨勢:柔性高壓直流輸電。直流海纜與交流海纜各有優劣,通常近海風電場採用交流輸電,遠海風電常採用直流輸電高壓。相比交流輸電長距離的電容效應消耗,直流電纜長距離輸送容量更大,但需額外建設換流站。而柔性高壓直流輸電可透過使換流站裝置模組化整合化以降低換流站費用,實現輸電有效性和經濟性的平衡。

3。下游:安裝與運維

(1)海上安裝更具挑戰性,國內海上安裝船在提速

一直以來,海上裝機需要的專業施工安裝船是行業發展的一大短板,2021年搶裝背景下,單颱風機安裝價格由600萬元飆升至1400萬元,今年2月,中國海域風電安裝船利用率已回落至76%,環比下降16個百分點。預計隨著新船的陸續投產,安裝成本將理性回落。隨著國內海上風電場建設駛入快車道,近年來國內建造了一批專業風電安裝船。國內海上風電場主要由中交三航局、南通海建和龍源振華等負責承建,截止目前海上風電安裝船約42艘,包括中集來福士等的20MW級機組安裝需求安裝船已開工建造。

(2)海上風電運維難度大、成本高

海上風電運維成本包括風電機組運維、運維船維護和保險、管理成本等。其中,海上風電運維中的最大難點在於機組故障率高、維修工作量大。同等裝機容量下,海上風電的運維成本超過陸上風電的2倍。我國多數海上風電場的執行年限為25年,在海上風電機組併網發電後,整機廠商將提供為期5年的質保服務。質保期之外,風電機組的運維工作則由風電場投資方或第三方運維服務商承擔。

(3)未來趨勢:運維裝置專業化

由於海上風電離岸距離較遠,氣候條件、潮汐變化複雜,海上運維難度遠高於陸上。普通運維裝置難以滿足海上需求,專業化的運維裝置必然是未來發展趨勢。風電運維船是海上風電運維的主要裝備,在國外,專業運維船作為最重要的可達性裝備被普遍應用到海上風電場,而我國目前使用的普通運維船,主要由交通艇和漁船發展而來,近年簡易功能的雙體船逐漸出現,但仍與專業運營船差距較大,從目前的實際情況來看,國內專業運維船短缺,投入不足。運維船舶相關的費用佔了運維成本的20%左史,市場潛力巨大。

4。產業鏈各環節對比

(1)受益深遠海趨勢及國產化壁壘

①海纜、塔筒樁基隨深遠海化初始投資比例有望提升

從成本分佈(估計)來看,風機(包含零部件)佔40%、塔筒11%、海纜10%、施工費用20%。其中,海纜、塔筒隨深遠海化初始投資比例提升。其他各環節隨大型化存在降本空間(規模化、技術更新),海風平價時代成本佔比或將減小。

②除主軸軸承外,各環節基本已國產化,大功率零部件產能供給能力

海風相對陸風具有單機容量更大、環境更為複雜的特點,因此在競爭格局上更有利於已具有規模效應的龍頭企業。國產化程度方面,除主軸軸承外,其他環節基本已實現國產化,主軸、輪轂等鑄鍛件環節已實現優質企業的出口。此外,隨著大型化迭代加速,大功率零部件產能釋放存在約束,相關龍頭受益。

(2)整機環節受益大型化降本,零部件盈利短期承壓

①零部件受原材料影響較大,整機環節大型化降本效應顯現

從營收角度來看,整機、電纜、運營、塔筒等中下游環節收入佔比較高,其中整機佔比最高,為37。70%。同比來看,受益於21年年底海風搶裝潮,海風產業鏈各環節主要公司總體營收均有不同程度提升。從毛利率和淨利率來看,海風產業鏈整體毛利率分佈較為平均,基本在20%-30%左右。內部呈現下游風電專案運營商>上游零部件製造商>中游整機制造及配套商的分佈。同比來看,風電產業鏈上游零部件環節受原材料影響較大,21年來大宗原材料上漲使得上游零部件毛利率不同程度的下降,受益於競爭格局及國產化程度,海纜與軸承環節相對堅挺;整機環節同比提升3。37%,大型化降本影響逐漸顯現。

②大型化、輕量化、平臺化為風機帶來單位零部件用量下降

隨著碳纖維技術的成熟應用及成本下降,將進一步帶動風機綜合成本的下降。另外,大型化後單GW風場機位數量減少,可攤薄安裝、電纜鋪設等各項投入,此外伴隨著風機大型化,在同等風速情況下,葉片更長,掃風面積更大,塔筒越高帶來切變值越大,提升風能利用率,從而達到提升發電效率、降低度電成本的效果

③海上風電降本空間大,全球海上風電推進超預期

隨著海風規模化的開發、大兆瓦機型的應用和漂浮式基礎、柔性直流輸電等技術進步,未來仍有較大的降本空間。

05 相關公司

1。

東方電纜

海纜領域優勢地位顯著,持續受益海上風場大型化、離岸深遠化。公司海纜龍頭地位穩固,受益2021海風搶裝,全年實現海纜銷售1419。89公里,同比增加64。28%,有望持續受益行業集中度提升與高質量發展趨勢。專案產品研發方面,完成國內首根尼龍12複合護層電纜實現產業化應用、全球首個淺海抗颱風型漂浮式風機動態纜系統成功實現產業化應用,強電覆合臍帶纜、臍帶纜關鍵附件系統等高階產品開發成功,產業鏈進一步延伸。

三大板塊齊頭並進,海纜系統營收佔比過半。2021年公司陸纜系統、海纜系統、海洋工程三大業務板塊均實現高增,其中,海纜系統營收32。72億元,同比增加50。21%,佔比增至51。52%,佔比首次過半,彰顯海上優勢地位。未來公司加速產能擴張,支撐訂單消化,到2023年底,公司海纜設計產能有望達到75-80億。原材料價格上漲疊加行業降本背景下,公司全年產品綜合毛利率25。34%,同比下降5。21pct,其中,海纜毛利率43。9%,仍保持在較高水平。

2。

新強聯

新強聯

是風電主軸軸承國產化龍頭,大功率產品具有行業領先優勢。新強聯作為國內風電主軸軸承龍頭,目前已推進海上7兆瓦風力發電機組雙支承圓錐滾子式主軸軸承、大功率風力發電機組獨立變槳軸承的研發及產業化,公司在大功率產品研發和產業化步伐方面擁有行業領先優勢,已成功研製5。5MW和6。25MW等大兆瓦風電主軸軸承產品,並開始為

明陽智慧

批次供貨。

隨著產能提升及國產替代推進,公司知名度逐漸開啟。公司優先保證核心產品、高毛利率主軸軸承產品市場供應,訂單量持續增長,直驅式三排滾子風電主軸軸承和雙列圓錐滾子主軸軸承均已量產並嚮明陽智慧、

東方電氣

和哈電風能等客戶供應。2021年公司產品綜合毛利率30。82%,同比增加0。37pct,全年風電類產品營收達21。28億元,同比增加16。87%,毛利率31。56%,同比增加0。07pct,表明公司產品技術壁壘及抵禦市場風險的應對能力。

3。

大金重工

天順風能

大金重工

:塔筒產量大幅增長,持續加碼產能佈局。2021年公司塔筒產量56。41萬噸,同比大增42。76%,現已佈局蓬萊、阜新、興安盟、張家口四大生產基地。2021年6月與乳山市簽署了《海上風電重型裝備專案投資框架協議》,規劃分三期建設風電塔架製造、風電管樁製造和風電導管架製造專案等;與丹東東港、廣東陽江政府等亦達成意向合作,持續擴大產業佈局。隨著新產能逐步投產及技改推進,公司在海上風電塔筒/管樁方面的規模有望大幅提升,競爭優勢顯著。2021年公司實現收入44。32億元,同比增長33。28%,歸母淨利潤5。77億元,同比增長24。17%。

天順風能

:塔筒龍頭佈局產業鏈,持續推進“兩海”佈局。公司目前塔筒產能合計約90萬噸/年,未來將配合零碳產業群在東北、西北、華東、華中、華南等地進行佈局,進一步實現產業鏈聯動;葉片和模具業務起步較晚,也進入了良性成長期,並且與公司塔筒業務形成協作。未來公司看好海外出口及海上風電的發展,將在2022年開展新一輪“兩海”佈局,除了正在穩步推進中的德國和射陽的海工基地建設,產能聚焦江蘇、廣東/廣西及福建,確保公司在海外出口及海上風電的領先位置。2021年公司實現收入81。67億元,同比增長1。42%;實現歸母淨利潤13。10億元,同比增長24。76%。

4。

明陽智慧

金風科技

明陽智慧

:海風出貨高增,在手訂單充足。公司大機組戰略成效顯著,帶動公司經營業績實現增長,新增訂單幾乎均為3MW及以上機型,持續領跑國內機組大型化。2021年,風電機組新增訂單11。22GW,同比增長160%,在手訂單19。07GW,維持歷史高位,有效支撐未來業績增長。公司海上風電出貨量達到2。89GW,同比增長220%,成為全球第三大海上風電整機制造廠商。2021年公司實現營業收入271。58億元,比上年同期增長20。93%;歸母淨利潤31。01億元,比上年同期增長125。69%。Q4單季度實現營收87。28億,同比+19。06%;歸母淨利潤9。40億,同比+112。96%。

金風科技

:風機龍頭地位穩固,實現“直驅永磁+中速永磁”雙技術路線佈局。公司龍頭地位穩固,根據BN­EF資料,公司2021年新增裝機國內市場份額20%,連續11年排名全國第一;全球市場份額12。14%,連續7年全球份額前三。公司實現“直驅永磁+中速永磁”雙技術路線佈局,2021年釋出了全新一代中速永磁旗艦產品,在多個商業化專案中實現了交付及併網。有望進一步提升公司風機業務整體競爭力。2021年公司三大業務整體保持穩健,風機制造、風電服務、風電場投資與開發業務分別實現營收399。3億元、40。8億元、53。2億元。業績下降主要系公司外部市場變化及內部戰略調整,Q4提取11。1億資產減值與信用減值。

5。

恆潤股份

恆潤股份

:本土風電法蘭龍頭,軸承&齒輪有望成為第二成長曲線。恆潤股份成立於2003年,是國內輾制環形鑄件&鍛製法蘭重要供應商,具備較強的裝備工藝&研發優勢。公司為風電塔筒法蘭重要供應商,技術水平全球領先。受益國內風電行業高景氣度,公司業務規模快速擴張,盈利水平積極向好。公司積極擴充海風大型鍛件產能,夯實核心競爭力,募投加碼軸承&齒輪業務,有望成為第二成長曲線。

6。

中際聯合

中際聯合

為專注於風電行業的高空作業裝置供應商。中際聯合成立於2005年,主要從事高空安全作業裝置研發、生產、銷售並提供高空安全作業服務。

風電高空作業裝置領域主導地位顯著。公司已成功供貨海內外主流風電客戶群體。風電行業需求旺盛&市場份額提升,公司業績保持快速增長。

06 市場未來發展趨勢

1。海上風機未來向大型化進發

從經濟性來看,海上風電具有水下工程成本佔比高、後期運維費用高的特點,因此大機組由於具有規模優勢,相對小機組具有更高的經濟性大型化趨勢下,海上風電發電效率未來將持續提升。根據國際可再生能源署的資料,2000-2019年期間,全球海上風機平均單機功率從1。6MW提升至6。5MW。

2。漂浮式風電將進一步發展

與固定式海上風電相比,漂浮式風電可離岸更強的風力產生更多的電力,因此隨著海上風電逐步向遠海、深海擴充套件,漂浮式海上風電開始受到更多關注。2021年12月,全球首臺抗颱風型漂浮式海上風電機組在廣東陽江海上風電場成功併網發電,標誌著我國在全球率先具備自主研發、製造、安裝及運營能力。

儘管成本依然較高、商業化尚需時日,漂浮式海上風電具有較清晰的降本路徑,單體規模的提升和單機容量的增加被認為是漂浮式海上風電降本的重要抓手。基於海洋工程和固定式海上風電的積累,漂浮式海上風電具有較好的供應鏈基礎,未來具備快速降本的潛力,近期主要國家海上風電專案用海權招標情況也反映了海上風電向漂浮式發展的趨勢。按照全球風能協會的預測,從2026年開始,漂浮式海上風電進入新增裝機達到GW級的商業化階段,歐洲、中日韓和美國將主導全球漂浮式海上風電市場。