海上风电全产业链「深度报告」

时间：2022-12-21 19:47:31来源：搜狐

今天带来海上风电全产业链「深度报告」，关于海上风电全产业链「深度报告」很多人还不知道，现在让我们一起来看看吧！

（报告出品方/分析师：英大证券研究所/刘杰）

我国海上风电潜力巨大，可开发容量达到30亿千瓦；沿海省份高度重视海上风电发展，根据相关地方政府相关规划，“十四五”海上风电新增装机超过4400万千瓦，年均新增超过1000万千瓦。2021年海上风电抢装，2022年中央补贴取消，海上风电将步入平稳快速增长期。

一、全球海上风电持续保持高速增长

海上风电主要类型

海上风电具有风能资源稳定，目前我国海上年利用小时3000小时左右，陆上风电在 2000小时左右，一类地区可能达到2300小时左右，欧洲海上风电能达到4000小时，单位面积能源输出大、消纳条件良好、能够GW级规划化开发等独特优势。

目前海上风机基础主要是固定式的，水深主要为40-60米，距离海岸最远80公里，固定式风机基础存在多种样式，最常见的是重力式底座（gravity-based foundation）、单桩基础（monopile foundation）、三脚架基础（tripod foundation）、导管架基础（jacket foundation）等，重力式底座通常用于30米水深以内，底座采用钢材混凝土的组合提供强度，当水深在30-50米的时候，主要采用三脚架、导管架基础等。

受风机、风机基础、安装、接入、运行和系统整合等技术驱动，海上风电逐步走入深远海，漂浮式海上风电将成为主要方式，风机基础主要有Barge等多种形式。

全球海上风电持续保持高速增长

近十年全球海上风电装机增长了9倍。2002年，丹麦全球首个16万千瓦商业化海上风电投运以来，海上风电保持快速发展，特别是近10年，年均复合增长速度约为22%，截止到2020年底，全球海上风电装机规模达到3400万千瓦，是2010年的10倍。

海上风电在全球可再生能源发展目标中发挥越来越重要的作用。目前全球海上风电装机主要集中在中国、英国和欧盟等地。2021年底我国海上风电累计装机规模已经超越英国跃居世界第一。

近十年全球海上风电度电成本下降50%

在市场竞争力方面，海上风电全生命周期度电成本从2010年的0.162美元/kWh降低到 2020年的0.084美元/kWh。2010年-2014年间，受深远海海上风电项目推动，LCOE度电成本提高到0.171美元/kWh。2014年-2020年LCOE度电成本步入快速下降区，海上风电市场竞争力逐步增强。

2020年-2030年全球海上风电将保持高速增长

根据国际可再生能源署报告，为实现1.5℃目标，全球海上风电装机规模在2030年将达到3.8亿千瓦，是当前的10倍左右。根据国际风能协会2021年报告，2025年、2030年全球海上风电年度新增装机分别为2000万千瓦、4000万千瓦左右，2021年-2025年、2026年-2030 年新增装机年均复合增长率分别在30%和12.7%左右。2020年-2025年，全球海上风电年度新增装机容量预计扩大三倍以上，由607万千瓦增至2196万千瓦，在年度新增装机的占比由目前的6.5%增长到2025年的20%。

二、“十四五”期间我国海上风电逐步步入快速发展期

从资源禀赋来看，我国海上风电潜力巨大

中国拥有超过1.8万公里的海岸线，海上风能资源丰富，集中在中东部及南部等能源负荷中心区。根据2021年12月中国工程院重大咨询研究项目“海上风电支撑我国能源转型发展战略研究”课题评审会结论，仅考虑0-50米海深、平均风功率密度大于300瓦/平方米的开发区域，按照平均装机密度8兆瓦/平方千米计算，我国海上风电装机容量可达到30亿千瓦。

“十四五”是海上风电的关键培育期，2026-2035年将迈入海上风电产业成熟期，逐步实现平价上网。随着碳达峰碳中和的推进，海上风电将成为新型电力系统的重要组成部分，海上风电及其并网送出发展前景可期。

抢装潮带来2021年海上风电新增装机创新高

2014年6月，国家发改委发布《关于海上风电上网电价政策的通知》，明确潮间带风电项目含税上网电价为每千瓦时0.75元，近海风电项目含税上网电价为每千瓦时0.85元，标杆电价的出台推动了我国海上风电快速发展。2019年1月财政部等三部委联合印发《关于促进非水可再生能源发电健康发展的若干意见》明确从2022年开始，中央财政不再对新建海上风电进行补贴，鼓励地方政府自行补贴支持本省海上风电项目的而建设。2021年我国海上风电中央财政补贴最后一年带来抢装潮，海上风电新增装机1690万千瓦，累计装机 2777万千瓦，海上风电装机规模跃居世界第一。

“十四五”我国海上风电侧重集群化开发

根据2022年1月份能源局局长章建华署名文章，“十四五”期间，优化近海海上风电布局，开展深远海海上风电规划，推动近海规模化开发和深远海示范化开发，重点建设山东半岛、长三角、闽南、粤东、北部湾五大海上风电基地集群。海上风电出力相对平稳，紧邻负荷中心，能够减轻西电东送通道建设压力。

东部沿海省份高度重视海上风电发展

根据地方政府相关规划，“十四五”海上风电新增装机超过4400万千瓦，年均新增超过1000万千瓦。2021年海上风电抢装，2022年中央补贴取消，海上风电将步入平稳快速增长期。未来中东部电力负荷将形成以本地传统电源、西电东送、就地分布式新能源和规模化海上风电四点支撑的局面。

在碳中和背景下，着力提高可再生能源及非水可再生能源的消费比例是各省电力规划的重点。2019年5月，国家发改委发布《关于建立健全可再生能源电力消纳保障机制的通知》（发改能源〔2019〕807号），明确提出对各省级行政区域设定可再生能源电力消纳责任权重，建立健全可再生能源电力消纳保障机制。根据《关于2021年可再生能源电力消纳责任权重及有关事项的通知（发改能源〔2021〕704号）》，从2021年起，国家发改委每年初滚动发布各省权重，为约束性指标，各省按此进行考核评估，次年权重为预期性指标，各省按此开展项目储备。目前东部沿海地区集中式电站和分布式电源空间有限，海上风电成为主要增长空间。

海上风电由于零部件重量和体积较大、运输成本高，适合本地、就近生产，因此，发展海上风电对当地的装备制造等产业的拉动效果较好。目前东部省份广东、浙江、江苏等都将打造海上一体化产业链作为海上风电开发的前提，拉动当地经济增长，如：浙江省在《浙江省可再生能源发展“十四五”规划》中提出探索海上风电基地发展新模式，集约化打造海上风电海洋能储能制氢海洋牧场陆上产业基地的示范项目；广东《促进海上风电有序开发和相关产业可持续发展实施方案》提出，到2025年，全省海上风电整机制造年产能达到900台（套），基本建成集装备研发制造、工程设计、施工安装、运营维护于一体的具有国际竞争力的风电全产业链体系。

三、“十四五”海上风电主要发展趋势

趋势一：机组容量大型化

目前欧洲新增海上风电装机平均容量从2019年的7.2MW提高到2020年的8.2MW。2020 年，西门子歌美飒发布SG14 DD海上风电机型，叶轮直径222米，更高效率的15MW的风机将于2024年正式商业化。2021年2月，维斯塔斯发布了V236-15MW海上风电机型，该系列预计2024年量产。

从2021年风能展上，金风科技、明阳智能、电气风电、运达风电、东方电气和中国海装均推出了10MW以上的风电机组。2021年8月，明阳智能推出MySE16.0-242海上风电机组，为全球最大海上风机，预计2023年开始吊装，并于2024年商业化量产。2021年国内海上风电新增装机单机功率由5MW提升到6MW、7MW，并逐渐成为主流，但仍然低于国外水平。

趋势二：半直驱、直驱比重不断增大

海上风电场建设的核心设备之一是风电机组。随着海上风电的需求上升，机组单机容量增大，海上风电机组的类型从早期应用在陆上风电的恒速恒频鼠笼式异步风机发展为变速恒频的高速传动双馈式异步风机，目前半直驱式永磁同步风机和直驱式永磁同步风机在海上风电中应用比例不断增加。

双馈式齿轮箱故障率相对较高；直驱式没有齿轮箱，运行稳定，对发电机性能要求高，且成本偏高。半直驱技术路线采用中速齿轮箱中速永磁同步发电机全功率变频技术，兼顾直驱的高稳定性和双馈的低成本优势，即避免使用多级齿轮箱导致的故障率偏高，也减轻了永磁发电机的体积和重量，预计是“十四五”海上风电发展选择趋势。

趋势三：选址深远海化

从世界海上风电建设与规划来看，离岸距离大于100km、水深超过50m的深远海域风能资源更加丰富，海上风电未来将呈现规模化、集群化、深远海化的特点。以德国、英国为代表的欧洲海上风电技术强国已率先布局深远海风电。英国的HornseaZone规划装机容量6GW，其中二期1.4GW，安装165台西门子歌美飒8.4MW海上风机，预计2022年下半年投运，离岸距离89公里，三期规划容量2.4GW，离岸距离120公里，目前开发申请已被批准。2021年12月26日江苏大丰H8-2海上风电项目并网，场址离岸最远距离超80千米，水深 7.5至20.9米,安装20台套6.45兆瓦和38台套4.5兆瓦机组，总装机容量30万千瓦。

趋势四：主设备价格不断下降

近期招标显示海上风电主设备价格由7000元/KW下降到3500元/KW左右，降幅接近 50%。根据2021年21个公开指标项目统计，海上风电平均单机价格约为7095元/KW（中国能源报、北极星风力发电网）。2021年10月华润电力苍南1号海上风电项目风机招标中标公示，华润电力苍南1号海上风电项目风机及塔筒的中标企业为中国海装，总报价16.24亿元，相当于单位千瓦的风机及塔筒采购价格4061元。近期浙能台州1号海上风电项目已经完成风机招标，总装机30万千瓦，要求单机容量在7-9MW的风电机组及塔筒等附属设备，中标企业为东方电气，总报价为10.6亿元，相当于单位千瓦采购价格3548元（含塔筒）。

趋势五：消纳更多依赖柔直送出

考虑资源潜力、消纳能力、近海海域用地紧张等因素，深远海风电必然是未来海上风电发展的重要方向。相比陆上风电，海上风电的并网送出工程更为复杂。从技术经济性角度看，近海风电使用交流输电技术具有明显优势；随着深远海风电开发规模的扩大化，直流送出方案优势逐步凸显。

在输送功率相等、可靠性相当的可比条件下，直流输电的换流站投资高于交流输电的变电站投资，而直流输电线路投资低于交流输电线路投资；随着输电距离的增加，交/直流输电存在等价距离，目前通常认为约在50~75km范围。

随着电力电子技术发展、换流装置价格下降，交/直流输电的等价距离还会进一步缩短。大规模海上风电接入我国东南沿海负荷中心电网，加之电网特高压直流落点多、分布式光伏大量接入，电网安全稳定问题相对突出。我国在“十四五”乃至更长时期内，将主要采用高压交流、柔性直流输电技术来实现海上风电并网送出。

趋势六：海洋资源一体化开发

海上风电紧邻负荷中心，海上风电逐渐走向深远海，新建输电设施成本较高，而利用现成的天然气管道可以大大降低成本，同时海上风电与海洋牧场、海上油气、海水淡化，氢能、储能多种能源综合开发利用融合发展，有助于提升海域利用效率，推进海上风电制氢等综合应用，是海上风电的重要发展方向。

《广东省海洋经济发展“十四五”规划》提出，支撑海洋资源综合开发利用，推动海上风电项目开发与海洋牧场、海上制氢、观光旅游、海洋综合试验场等相结合，力争到2025 年底累计建成投产装机容量达到1800万千瓦。浙江省在《浙江省可再生能源发展“十四五” 规划》中提出将“探索海上风电基地发展新模式”，集约化打造海上风电海洋能储能制氢海洋牧场陆上产业基地的示范项目。福建省漳州市《漳州市国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标纲要》，提出将加快开发漳州外海浅滩千万千瓦级海上风电，布局海上风电制氢等氢能产业基地，发展氢燃料水陆智能运输装备，构建形成“制氢—加氢—储氢”的产业链。

表 3：沿海各省“十四五”海上风电制氢规划

四、海上风电产业链梳理

风电产业整个链条可以分为：（1）上游原材料的环节，包括叶片制造的玻纤、碳纤等材料。（2）中游零部件和整机环节。零部件包括主机、叶片、铸件、主轴、轴承等。由风机主机供应商进行风机整合。（3）下游风电运营商，目前是以国企、央企为主。

我国风电技术通过引进、消化、吸收、再创新的模式，目前基本形成了较为完善的风电设备配套产业链。风电产业链上游零部件的国产化率，据行业统计，已经达到了95%以上，如：东方电气7MW海上风电整机国产化率96.2%，13MW海上风电机组国产化率90%。在叶片材料、电子器件、芯片、大型轴承、工具软件等部分核心零部件方面，国产替代化仍是近期重要发展趋势。

未来行业的降本驱动因素在于技术提升。随着海上风电行业的发展，行业的技术和市场门槛将得到进一步提升，核心企业将随着行业规模的扩张不断布局新产能，行业集中度不断提升，拥有核心技术壁垒及成本优势的产业链龙头或将迎来较快发展阶段。

大型化、轻量化催生碳纤维材料应用需求

叶片制造材料由最初的亚麻布蒙着木板发展至钢材、铝合金，直至目前的复合材料。风电叶片传统以玻璃钢（玻璃纤维增强复合材料）为主材制造，但玻璃纤维材料密度大于碳纤维，同时力学性能尤其是模量远低于碳纤维复合材料，目前碳纤维的应用主要受制于价格。

风机大型化对叶片轻量化提出了更高要求，以明阳智能海上风电为例，在风机额定功率增长50.9%、叶轮直径增长12.7%的情况下，叶片和叶轮重量分别下降13.9%和8.5%。以碳纤维材料为基础的轻量化解决方案在大型叶片生产中的应用已成为一种重要趋势。

未来海上风电叶片的生产中将更多使用碳纤维。目前我国碳纤维进口份额超过60%，随着叶片碳纤维渗透率的逐步提高，国产率将进一步提升，产业化程度明显增强。当前我国国内主要的碳纤维（及原丝）制造商为吉林碳谷、吉林宝旌、中复神鹰、江苏恒神、光威复材、兰州蓝星和上海石化等。

零部件和整机制造环节受益需求增长以及国产替代

（1）叶片

叶片是风力发电机的核心部件之一，约占风机总成本的15%-20%，它设计的好坏将直接关系到风机的性能以及效益。

图 25：风机各部分成本构成

目前风机叶片基本国产化，头部企业主要有中材科技、时代新材、艾朗风电、中复连众、天顺风能等，此外，明阳智能和东方电气等整机厂商具有独立的叶片生产能力。

（2）塔筒：

海上风电塔筒与陆上风电塔筒的功能类似，但相比陆上风电塔筒，海上风电塔筒的尺寸一般较大、防腐要求更高，相应技术要求更高。由于运输半径限制，海上风电塔筒对于就近建厂的要求更高。

塔筒定价一般采用成本加成模式，目前塔筒市场的参与者主要包括专业风电塔筒厂商、大型央企下属子公司、以及区域性厂商这三大类。2016—2020年塔筒CR4从25%上升到了 31%。随着区域小型塔筒厂商逐步退出，未来头部厂商产能会快速扩张，行业集中度也会大幅度提高。代表企业是天顺风能、天能重工、泰胜风能、大金重工、海力风电等。

（3）铸件

铸件是用各种铸造方法获得的金属成型物件，即把冶炼好的液态金属，用浇注、压射、吸入或其它浇铸方法注入预先准备好的铸型中，冷却后经打磨等后续加工手段后，所得到的具有一定形状，尺寸和性能的物件。铸件是风力发电设备的重要部件，包括轮毂、底座、定子主轴、转动轴、行星架、主轴套、齿轮箱等。

其中，轮毂是风力发电机组中最为重要的大型铸件。全球风电铸件80%以上的产能在中国，生产成本、产业链上下游都比较完整，成本可控。

随着风机大型化的趋势，国内铸件龙头企业日月股份、豪迈科技等均在大兆瓦、海上风电铸件项目方面有产能布局。

（4）齿轮箱

主要功用是将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机并使其得到相应的转速。根据GWEC的数据显示，三大齿轮箱供应商南高齿、采埃孚和威能极已占全球齿轮箱产能的70%。其中，南高齿覆盖从1.5MW到11.XMW各种类型风力发电齿轮箱和偏航变桨产品，产能占比为23.72%为全球第一大风电齿轮箱供应商。

（5）轴承

轴承国产化进程得到进一步提速。轴承主要起支撑固定作用，支撑机械旋转体，降低其在运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度。风机轴承一般由1个主轴轴承、3个变桨轴承、1个偏航轴承以及变速箱和电机轴承组合而成。目前我国配套大功率机型的高端轴承主要依赖进口，高端轴承的溢价较为明显。

根据WoodMackenzie的统计，2020年全球范围风电轴承仍然主要由德国、瑞典、日本、美国的厂商供应，国内的洛轴、瓦轴、新强联等企业均已经成功研制了配套大兆瓦机型的轴承产品，但在规模化应用上仍需市场检验。

（6）整机制造商

截止到2020年底，海上风电整机制造企业主要有13家，其中排名前五的为电气风电、远景能源、金风科技、明阳智能和中国海装，累计装机容量占比94.5%。其中2020年海上风电新增装机容量前五企业分别是电气风电、明阳智能、远景能源、中国海装、金风科技。海上风电整机格局与陆上风电不同，显示出海上风电与陆上风电存在差异，存在一定进入壁垒。

海缆环节壁垒高、格局稳定，龙头受益

海缆-海缆门槛相对较高，海缆运行的水下环境复杂，强腐蚀、大水压的应用环境使得海缆对耐腐蚀、抗拉耐压、阻水防水等性能要求更高，其材料选择、结构设计、生产工艺、质量管理、敷设安装、运行维护等方面的技术难度较高，2020-2021年，国内海上风电处于抢装状态，集电海缆和送出海缆主要采用交流35kV和220kV，深远海风电开发进一步提升至66kV和±500kV。