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風(fēng)電設(shè)備行業(yè)研究與投資策略:否極泰來,海陸同行!
2023-03-13 09:31:31

(報告出品方/作者:廣發(fā)證券,代川、孫柏陽、曹瑞元)

一、22 年風(fēng)電招標(biāo)創(chuàng)新高,23 年行業(yè)料將高增

(一)國內(nèi)風(fēng)電招標(biāo)創(chuàng)歷史新高,23 年裝機大年確定性高

受疫情以及產(chǎn)業(yè)鏈影響,22年我國風(fēng)電新增裝機37.63GW,相比21年有所下滑。據(jù) 國家能源局和中國電力企業(yè)聯(lián)合會統(tǒng)計,2022全年我國風(fēng)電新增并網(wǎng)裝機量為 37.63GW,同比有所下滑,主要系疫情反復(fù)影響、風(fēng)電機組快速升級以及行業(yè)技術(shù) 迭代影響交付等因素所致。 22年國內(nèi)風(fēng)電招標(biāo)量突破歷史高點。據(jù)金風(fēng)科技業(yè)績演示材料和我們的不完全統(tǒng)計, 2022年國內(nèi)風(fēng)電公開招標(biāo)量達89.8GW(不含EPC和框架),同比增幅在65%+,其 中,陸風(fēng)招標(biāo)76.7GW,海風(fēng)招標(biāo)13.1GW。

風(fēng)電招標(biāo)領(lǐng)先裝機約一年,23有望成為裝機大年。從歷史上的數(shù)據(jù)來看,招標(biāo)對裝 機數(shù)據(jù)有明顯的領(lǐng)先特征,領(lǐng)先時間在1年左右,與招標(biāo)項目整體的交貨、建設(shè)周期 基本相符。2022年高漲的招標(biāo)數(shù)據(jù)表明風(fēng)電產(chǎn)業(yè)將在2023年重新進入高景氣度周期, 隨著“十四五”進入下半程以及風(fēng)力發(fā)電的性價比提升,2023-2025將迎來風(fēng)電產(chǎn)業(yè) 的新上行周期。據(jù)三一重能的投資者交流,2023年陸上招標(biāo)有望在80GW左右,海 上20GW左右;據(jù)中電聯(lián)預(yù)計,至2023年底我國并網(wǎng)風(fēng)電容量有望達4.3億千瓦,以 此推算我國2023年新增風(fēng)電并網(wǎng)裝機量有望超過64.5GW,同比增71.4%以上。

從風(fēng)電并網(wǎng)裝機量口徑看,全年裝機頂峰一般出現(xiàn)在四季度尤其是12月。從近5年新 增裝機中各月度與季度的占比,發(fā)現(xiàn)前三季度新增裝機占比整體相近,約在全年的 15%左右,四季度一般是全年裝機高峰,2018-2022年,四季度新增裝機量分別占到 全年的40%,49%,82%,65%和49%,近五年平均占比達到57%。

2022年風(fēng)力并網(wǎng)發(fā)電量同比增長16.2%,風(fēng)力發(fā)電占比持續(xù)提升。根據(jù)國家統(tǒng)計局, 2022年我國并網(wǎng)風(fēng)電發(fā)電量同比增加16.2%,達到7626.7億千瓦時,占2022全年總 發(fā)電量比例已達8.6%,風(fēng)力發(fā)電在電網(wǎng)中的重要性不斷提升。

(二)風(fēng)機價格階段性趨穩(wěn),23 年預(yù)計將有所分化

2022年風(fēng)機中標(biāo)單價有所分化。據(jù)我們的不完全統(tǒng)計,2022年各主機廠(國內(nèi)+國 外)中標(biāo)量達91.8GW(國內(nèi)中標(biāo)83.6GW),國內(nèi)海上風(fēng)電項目中標(biāo)量14.3GW。價 格方面,2022年全年風(fēng)機均價分別為:陸上(含塔筒)2238元/KW,陸上(不含塔 筒)1857元/KW,海上(含塔筒)3931元/KW,海上(不含塔筒)3542元/KW。 陸風(fēng)價格逐漸企穩(wěn),海風(fēng)價格繼續(xù)下探。陸風(fēng)退補之后,產(chǎn)業(yè)鏈價格經(jīng)歷明顯下降 之后,在下游回報率較高以及大機型迭代趨于平緩的大背景下,陸風(fēng)風(fēng)機價格于Q4 逐漸企穩(wěn),年末含塔筒和不含塔筒的月度項目均價分別維持在2100元/KW和1800元 /KW附近。海風(fēng)于21年退補,為了提高海上發(fā)電的性價比,海風(fēng)風(fēng)機價格年內(nèi)下行 態(tài)勢更加明顯,22Q4海風(fēng)的含塔筒、不含塔筒項目均價企穩(wěn)在3700元/KW和3300元 /KW附近。隨著機型的逐步穩(wěn)定以及下游電站回報率的企穩(wěn),陸風(fēng)風(fēng)機價格將進入相 對平緩的區(qū)間,而海風(fēng)價格下降將繼續(xù)。

從全項目度電成本看,我國海陸風(fēng)已進入平價時代,海風(fēng)成本較國外仍有一定發(fā)展 空間。據(jù)IRENA(國際可再生能源署,下同)數(shù)據(jù),2010-2021年全球陸上風(fēng)電項目 加權(quán)平均電力成本(度電成本)下降68%,從0.102美元/千瓦時降至0.033美元/千瓦 時,新交付陸上風(fēng)電項目的全球加權(quán)平均總安裝成本從2042美元/千瓦下降到1325美 元/千瓦,降幅35%;海上風(fēng)電項目全球加權(quán)平均度電成本從0.188美元/千瓦時下降 到0.075美元/千瓦時,降幅達60%,海風(fēng)總安裝成本則下降了41%,從4876美元/千 瓦降至2858美元/千瓦。 分地區(qū)來看,中國陸風(fēng)平均度電成本自2010年的0.083美元/千瓦時降至0.028美元/ 千瓦時,從全球看屬于較低水平;中國海風(fēng)平均度電成本自2010年的0.178美元/千 瓦時降至2021年的0.079美元/千瓦時,雖降幅顯著但較海風(fēng)發(fā)展較快的歐洲來看, 仍有明顯的降本空間。

22年風(fēng)機大型化趨勢明顯,三北地區(qū)以及海上發(fā)展更快。根據(jù)我們的不完全統(tǒng)計, 2022年末,陸風(fēng)招標(biāo)的機組容量要求基本保持在5MW以上,部分項目要求6.25MW 及以上的大機型。在統(tǒng)計中標(biāo)項目的最低機組容量月度均值后,我們發(fā)現(xiàn)海陸機組 的大型化在2022上半年處于快速發(fā)展階段,下半年延續(xù)了一定的小幅上升態(tài)勢, 2022年12月陸上中標(biāo)項目的最低機組容量平均值為5.15MW,海上為9.17MW。分地 區(qū)看,由于地理、氣候條件等因素的差異,三北(華北、西北、東北)地區(qū)的風(fēng)機大 型化發(fā)展更快,同時也更快趨穩(wěn)。隨著近兩年風(fēng)機大型化的快速發(fā)展,我國陸風(fēng)機 組的代際差距已逐漸縮小,陸上大型化將進入相對平穩(wěn)期;海風(fēng)機組大型化仍處于 發(fā)展階段,中標(biāo)、裝機維度的海風(fēng)大型化仍將延續(xù),更加考驗各主機廠和核心零部 件廠商的技術(shù)與產(chǎn)品能力。

風(fēng)機大型化下零部件總重量增加,單MW重量有所減小,陸上更為明顯。從明陽智能 的主要產(chǎn)品線看,隨著風(fēng)機兆瓦數(shù)的增加,兩條主要產(chǎn)品線內(nèi)主要部件(機艙、風(fēng) 輪、葉片)的總重量有明顯的增加趨勢,但單MW重量均有所下降。 機艙、葉片的單MW減重較為明顯。MySE5.0-166機型的單MW重量分別約為:機艙 26噸、風(fēng)輪22噸、齒輪箱9噸;對MySE7.25/7.25-158機型(主要面向海上),各部 件單MW重量約為:機艙36噸、風(fēng)輪28噸、塔架53噸、輪轂13噸、齒輪箱11噸。首先,風(fēng)機大型化下零部件總重增加,精密性和承重等性能要求提升,考驗部件廠商 制造、交付能力;其次,主要部件單MW重量的下降,成為風(fēng)機單MW成本下降的主 要原因之一,將通過風(fēng)電平價化的推進,進一步刺激終端需求。

(三)十四五規(guī)劃明晰,碳中和趨勢不改

2022年風(fēng)電產(chǎn)業(yè)政策紛紛落地,大型風(fēng)光基地、風(fēng)光儲一體化、海上風(fēng)電等領(lǐng)域的 政策持續(xù)推出。據(jù)北極星風(fēng)力發(fā)電網(wǎng)的不完全統(tǒng)計和我們的整理,2022全年發(fā)布多條國家級風(fēng)電相關(guān)政策,其中的核心趨勢包括: (1)分散式與大基地并舉開發(fā)。各級產(chǎn)業(yè)政策不僅強調(diào)了沙漠戈壁荒漠風(fēng)光基地、 風(fēng)光儲清潔能源基地、海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)基地等,還多次指出發(fā)展分散式風(fēng)電的重要性; (2)持續(xù)推動自主可控的國產(chǎn)化技術(shù)創(chuàng)新。包括大型化風(fēng)機、超長葉片、大型變流 器、主軸軸承、固定基礎(chǔ)等關(guān)鍵技術(shù); (3)走向海洋,走向深遠海。政策對海上風(fēng)電的關(guān)注持續(xù)增加,在大型化海上風(fēng)機 外更提到深遠海、漂浮式的發(fā)展新方向。

各省“十四五”能源規(guī)劃安排陸續(xù)出爐,未來更應(yīng)樂觀。根據(jù)對各省“十四五”規(guī)劃 及碳達峰安排的梳理,內(nèi)蒙古、甘肅、河北、新疆、廣東的風(fēng)電裝機目標(biāo)均超過20GW, 全國(除陜西、黑龍江兩省外)在“十四五”期間的風(fēng)電裝機目標(biāo)達312.8GW,和 21年、22年全國47.65GW、37.63GW的裝機數(shù)據(jù)看,2023-2025年全國年度平均風(fēng) 電裝機將超過70GW,政策為風(fēng)電行業(yè)的健康發(fā)展保駕護航。

二、海上風(fēng)電快速發(fā)展,屬地化優(yōu)勢明顯

(一)海風(fēng)招標(biāo)保持景氣,平價帶來廣闊空間

海風(fēng)產(chǎn)業(yè)鏈逐步成熟,2023年大概率恢復(fù)快速增長。據(jù)克拉克森風(fēng)電數(shù)據(jù)的統(tǒng)計, 截止2023年初,中國已實現(xiàn)全容量并網(wǎng)投產(chǎn)的海上風(fēng)電場有114座,海上風(fēng)機近5700 臺,累計裝機量達28.6GW,裝機規(guī)模領(lǐng)先全球第二大海上市場英國(13.7GW)一 倍以上;同時,2022年新增海風(fēng)裝機較搶裝的2021年有明顯的下降,但隨著海上風(fēng) 電產(chǎn)業(yè)鏈的進一步理順,在22年海風(fēng)高招標(biāo)的大背景下,2023年有望成為我國海風(fēng) 市場邁入脫離“補貼”之后良性發(fā)展的元年。

各地區(qū)海風(fēng)重視度持續(xù)提升,海風(fēng)產(chǎn)業(yè)園如雨后春筍般出現(xiàn)。在中央政策性文件的 推動下,各地方密集制定海風(fēng)的開發(fā)與建設(shè)目標(biāo)。其中,北方地區(qū)中的山東以及南 方的江蘇、福建、廣東、海南是增長潛力最大的區(qū)域。海上風(fēng)電投資額龐大,1GW 超過投資額百億,對當(dāng)?shù)鼐蜆I(yè)、稅收構(gòu)成有效拉動,地方對深遠海項目、海風(fēng)產(chǎn)業(yè)園 的重視度持續(xù)提升。

22年海風(fēng)高招標(biāo),明陽智能中標(biāo)份額領(lǐng)銜。根據(jù)我們的不完全統(tǒng)計,2022全年我國 海風(fēng)項目招標(biāo)量達到13.1GW,中標(biāo)量達14.3GW。從主機廠份額看,共有七家主機 廠有國內(nèi)海風(fēng)項目的中標(biāo),明陽智能以5448MW的中標(biāo)量領(lǐng)銜,其后分別為電氣風(fēng) 電、遠景能源、金風(fēng)科技、中國海裝、東方電氣和運達股份。 廣東、山東為海上風(fēng)電發(fā)展的重點地區(qū)。分地區(qū)看,廣東、山東為2022年海風(fēng)發(fā)展 最快的省份,中標(biāo)量分別達到5.6GW和4.9GW。由于海風(fēng)技術(shù)和產(chǎn)品壁壘更高,頭 部廠商的優(yōu)勢將更為明顯,全產(chǎn)業(yè)鏈的產(chǎn)品質(zhì)量、技術(shù)創(chuàng)新以及產(chǎn)能布局將成為海 風(fēng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心因素。

海上風(fēng)機價格持續(xù)下行帶動項目回報率上升,22年基本進入平價時代。根據(jù)我們的 統(tǒng)計,國內(nèi)中標(biāo)的海上風(fēng)機單價在2022年內(nèi)持續(xù)下行,其中前三季度的價格下行態(tài) 勢更為明顯。在福建漳浦六鰲海上風(fēng)電場二期項目的中標(biāo)公示中,含塔筒風(fēng)機單價 已至3701元/KW,由金風(fēng)科技報出。據(jù)IRENA的數(shù)據(jù),2021年全球海風(fēng)加權(quán)度電成 本為0.075美元(約0.51元),中國海風(fēng)加權(quán)度電成本為0.079美元(約0.54元)。結(jié)合2022年內(nèi)海風(fēng)風(fēng)機的價格降幅,我們認(rèn)為我國海風(fēng)平均度電成本(近海)已低于 0.5元/KWh,進入全面平價時代。


(二)海上風(fēng)機迭代加速,帶動海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展

海上風(fēng)電機組新產(chǎn)品迭代加速,產(chǎn)品端大型化發(fā)展迅速。根據(jù)CWEA和我們的不完 全統(tǒng)計,2022年我國對外宣布新下線的新型海上風(fēng)機達到12款,超過2019-2021年 的總和。隨著海風(fēng)退補,對海上風(fēng)力發(fā)電的性價比要求更高,促進了產(chǎn)品的快速創(chuàng) 新與迭代以有利于終端度電成本的進一步下降,而終端運營的收益增加將與整個海 風(fēng)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展形成共振。 大型化、控成本、集群化和深遠海構(gòu)成我國海風(fēng)發(fā)展的重要趨勢。(1)大型化持續(xù) 發(fā)展。據(jù)北極星風(fēng)力發(fā)電網(wǎng)和CWEA,2022年我國主機廠新下線的海風(fēng)機組平均容 量達11.5MW,較2021年提升2.87MW,其中金風(fēng)推出16MW容量的新機型,中國海 裝更是推出18MW機型;(2)中速永磁(半直驅(qū)/混合)路線占比上升。在近年來下 線的永磁直驅(qū)、雙饋、中速永磁(半直驅(qū)/混合)、高速永磁四種路線中,中速永磁 (半直驅(qū)/混合)的重視度顯著增加,被2022年12款機型中的10款所采用;(3)海 風(fēng)集群產(chǎn)業(yè)園的概念加強?!丁笆奈濉笨稍偕茉窗l(fā)展規(guī)劃》明確提出,加快推動 海上風(fēng)電集群化開發(fā),重點建設(shè)山東半島、長三角、閩南、粵東和北部灣五大千萬千 瓦級海上風(fēng)電基地。(4)深遠海探索加速。深遠海域應(yīng)用空間廣,風(fēng)場條件好,因 此深遠海風(fēng)電技術(shù)(漂浮式等)是我國海風(fēng)發(fā)展的重心之一。

(三)重視海風(fēng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展,關(guān)注產(chǎn)業(yè)集群布局

重視海上風(fēng)電裝備產(chǎn)業(yè)鏈。海風(fēng)裝備包括樁基、導(dǎo)管架、海底電纜等,相關(guān)上市公 司包括海力風(fēng)電(塔架和基礎(chǔ))、大金重工(海風(fēng)塔筒)、泰勝風(fēng)能(塔架和基礎(chǔ))、 東方電纜(海纜)、亨通光電(海纜)、中天科技(海纜、施工船)等;海風(fēng)技術(shù)難 度更高、大型化發(fā)展快且定制要求高,需要主機,葉片、發(fā)電機、鑄鍛件等關(guān)鍵零部 件的升級化配套,相關(guān)上市公司包括金雷股份(鑄造主軸)、日月股份(精加工鑄 件)、恒潤股份(海上塔筒法蘭)、中環(huán)海陸(軸承、齒圈鍛件等)、海鍋股份(傳 動類鍛件為主)等。

海風(fēng)集群產(chǎn)業(yè)園如雨后春筍陸續(xù)推出,重視相關(guān)企業(yè)布局。海風(fēng)資源主要分布在遼 寧、山東、江蘇、浙江、福建、廣東、廣西、海南等省份,以下兩個因素導(dǎo)致海風(fēng)產(chǎn) 業(yè)集群重要性提升:(1)不同海上風(fēng)場存在自然條件差異,需定制化的適配。如山 東、遼寧風(fēng)場適用的主流機型,在廣東、海南等省份適用性就較為一般;(2)海上 風(fēng)場對產(chǎn)業(yè)鏈適配的要求提升。由于設(shè)備定制化、大型化的特點,海風(fēng)產(chǎn)業(yè)更需設(shè) 備商及時、有效、針對性的交付。海風(fēng)裝備產(chǎn)業(yè)園/基地可為海上風(fēng)電開發(fā)提供風(fēng)機, 葉片、鑄鍛件等關(guān)鍵配套,以及塔筒、基礎(chǔ)、海纜等設(shè)備和組件,沿海港口則可提供 高效的產(chǎn)品交付和服務(wù)。 從目前我國的主要海風(fēng)裝備產(chǎn)業(yè)園看,占地面積前五的依次為江蘇大豐、廣東陽江、 山東乳山、山東蓬萊、山東東營;投資額前五的依次為山東東營、山東蓬萊、廣東汕 尾、浙江溫州、廣東陽江。上市設(shè)備公司方面,海力風(fēng)電、金雷股份、大金重工等公 司的布局較多。

三、風(fēng)電出海:外銷打開新市場,貢獻新增長極

(一)海外風(fēng)電啟動在即,國產(chǎn)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈先后出海

全球風(fēng)電市場進入穩(wěn)定擴容階段,2021-2026年全球裝機量CAGR+6.6%,海風(fēng)成為 推動裝機增長的主要驅(qū)動。據(jù)GWEC預(yù)測,2026年全球風(fēng)電新增裝機規(guī)模將達到 128.8GW。2023年后全球風(fēng)電裝機將進入穩(wěn)定增長階段,其中海風(fēng)裝機增速顯著更 高,海上風(fēng)電裝機、新興市場發(fā)展將成為未來5-10年風(fēng)電裝機提升的主要驅(qū)動力。 據(jù)GWEC,2026年全球海風(fēng)新增裝機有望達到31.4GW。

歐洲、北美風(fēng)電市場體量大,亞非新興風(fēng)電市場增長可期。據(jù)GWEC預(yù)測,從2022- 2026年陸風(fēng)新增裝機口徑看,除中國外市場的裝機體量排名分別是歐洲、北美、亞 洲(不含中國)、拉美和非洲中東。歐美市場體量大但相對穩(wěn)定,亞洲、非洲等新興 市場呈現(xiàn)出低基數(shù)下的高增速趨勢,其中印度、越南等市場風(fēng)電發(fā)展尤為迅速。從 海風(fēng)新增裝機看,亞洲是最大的新增裝機市場,歐美則預(yù)計在2025年打開增長。

碳中和趨勢不改,風(fēng)電為主要。整理海外部分國家風(fēng)電裝機規(guī)劃,發(fā)現(xiàn):(1)歐洲 作為發(fā)展風(fēng)電的領(lǐng)銜者,將持續(xù)保持較高投入以助力碳中和;(2)亞洲國家尤其是 新興市場(印度、越南),將以更快新建節(jié)奏,驅(qū)動亞洲風(fēng)電市場的快速增容;(3) 海風(fēng)已成為各國的發(fā)展重點,發(fā)達國家將推動漂浮式等新技術(shù)的落地。 在碳中和以及能源安全的大背景下,歐美各國將維持風(fēng)電的發(fā)展節(jié)奏,亞非等新興 市場則將更為積極地推動市場擴容??紤]到我國風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè),出海將成為我國風(fēng) 電產(chǎn)業(yè)新機遇。

(二)國內(nèi)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈漸次出海,貢獻新增量

1. 整機企業(yè)開始出海,中亞、東南亞為主要突破口

2022年我國風(fēng)機出口額達到66.5億元。根據(jù)海關(guān)總署對“85023100 風(fēng)力發(fā)電機組” 的出口統(tǒng)計數(shù)據(jù),我國2022全年風(fēng)機出口額66.5億元,較2021年的92.8億元有所回 落,主要系疫情擾動和原材料價格波動幅度較大所致。2017-2021年,我國風(fēng)機出口 額穩(wěn)定上升,CAGR達到35.4%。整機的出口顯示出我國風(fēng)電產(chǎn)品具有一定的國際競 爭力。隨著我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展和產(chǎn)品技術(shù)迭代,包括整機在內(nèi)的產(chǎn)業(yè)鏈廠商 出海機遇將更加明確,國內(nèi)風(fēng)電企業(yè)或能以建立生產(chǎn)基地等形式直接參與海外風(fēng)電 產(chǎn)業(yè)鏈。2021年12月,明陽智能與英國國際貿(mào)易部(DIT)簽署了諒解備忘錄(MOU), 雙方將合作落實明陽在英國的海上風(fēng)電行業(yè)投資計劃。

從2022中標(biāo)情況看,印度、中東、中亞是風(fēng)機出口的主要地區(qū),遠景出口份額領(lǐng)先。 根據(jù)我們的不完全統(tǒng)計,2022全年我國主機廠海外風(fēng)電項目中標(biāo)量達到8203MW。 分地區(qū)看,亞洲是我國主機廠出口的主要對象,其中印度是最重要的市場,與其積 極的風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃相適配。分主機廠看,遠景的風(fēng)機海外中標(biāo)份額優(yōu)勢明顯,金風(fēng)、 運達均有公開披露的海外中標(biāo)項目。

2. 零部件企業(yè)出海各有千秋,出海進行時

主軸、鑄件均屬于高出口比例環(huán)節(jié)。按各環(huán)節(jié)生產(chǎn)企業(yè)的境外收入占總收入比例計 算,2021年各環(huán)節(jié)出口比例由高到低分別為:主軸26.9%,鑄件25.6%,葉片23.8%, 鍛件/法蘭17.9%,電纜17.0%,塔筒15.1%,整機7.3%。其中,主軸屬于出口業(yè)務(wù)占 比較高也較穩(wěn)定的環(huán)節(jié),其他各環(huán)節(jié)在2020年都經(jīng)歷了明顯的下降,我們認(rèn)為是 2020年國內(nèi)裝機大年導(dǎo)致偏向國內(nèi)交付所致??梢?,從產(chǎn)業(yè)鏈上各環(huán)節(jié)出口收入占 比看,各環(huán)節(jié)均有較大的出海彈性與空間。

分各環(huán)節(jié)看產(chǎn)品出海情況:(1)塔筒。天順、大金、泰勝三家出口占比相近,大金 重工出海業(yè)務(wù)發(fā)展更為平穩(wěn),天能、海力兩家截至2021年暫無出口;(2)鑄件。振 江股份出海優(yōu)勢明顯,日月股份出海比例稍低;(3)主軸。雙寡頭均有一定的出口, 金雷股份海外優(yōu)勢更大;(4)鍛件/法蘭。整體出口比例有所降低,2021年中環(huán)海陸 出口比例最高;(5)葉片。時代新材的海外布局更具優(yōu)勢;(6)電纜。亨通光電、 中天科技均有一定比例出海業(yè)務(wù),二者都有境外海纜項目的中標(biāo),其中亨通光電曾 中標(biāo)葡萄牙海上浮式高壓海纜的總承包。

四、技術(shù)變革:新技術(shù)持續(xù)推動降本增效

(一)滑動軸承:具備成本性能潛力,軸承降本新方案

滑動軸承與滾動軸承具有不同的結(jié)構(gòu)和原理,具備自身獨特優(yōu)勢。根據(jù)結(jié)構(gòu)和原理 的不同,軸承可分為滾動軸承、滑動軸承兩大類,滾動軸承是指在零件間含有滾動 體作滾動運動的軸承,滑動軸承則是不使用滾動體、僅在滑動摩擦下工作的軸承。 相較而言,滾動軸承摩擦系數(shù)小、傳動效率高、機械性能好,是目前軸承行業(yè)主導(dǎo)種 類;而滑動軸承具有體積小、承載能力高、振動小、噪音小、結(jié)構(gòu)變化多等優(yōu)點。根 據(jù)潤滑材料和方式的不同,滑動軸承又可分為自潤滑軸承、一般滑動軸承兩類,自 潤滑軸承采用自潤滑材料后密封,不需補充潤滑劑。

風(fēng)電軸承目前仍以滾動軸承為主,包括傳動系統(tǒng)軸承(主軸、齒輪箱等)、偏航軸 承、變槳軸承等。在目前風(fēng)電滾動軸承設(shè)計中,偏航軸承一般用單列球或雙列球軸 承;變槳軸承用雙列球軸承或滾子軸承;主軸軸承用調(diào)心滾子、單列圓錐滾子、圓柱 滾子、雙列圓錐滾子、三排圓柱滾子中的一種或兩種組合;齒輪箱軸承中的低速軸 常用調(diào)心滾子、圓柱滾子、圓錐滾子等,輸出軸還可用四點接觸球軸承作推力。 滑動軸承具有承載能力強、體積小、結(jié)構(gòu)簡單的特點,在風(fēng)電中應(yīng)用有兩方面優(yōu)勢。 (1)利于風(fēng)機承載能力提升。傳統(tǒng)滾動軸承為點接觸或線接觸,單位重量/尺寸下承 載能力有限,而滑動軸承為面接觸,高承載能力適配大MW機型;(2)運維成本降 低。傳統(tǒng)滾動軸承在替換時需部署吊車,將整個機頭吊下后替換,而滑動軸承可設(shè) 計為分塊式,靈活的安裝結(jié)構(gòu)使其可以現(xiàn)場維修,可顯著降低開發(fā)和運維成本。同 時,滑動軸承的成本一般也低于滾動軸承,帶來更大降本空間。

1.滑動軸承在風(fēng)電齒輪箱軸承中的應(yīng)用

滑動軸承為高性價比、高可靠性的齒輪箱結(jié)構(gòu)創(chuàng)造可能。齒輪箱是雙饋和半直驅(qū)風(fēng) 機中傳遞功率的關(guān)鍵部件,成本在整機中占比超16%,其中廣泛應(yīng)用到滾動軸承, 而滾動軸承的成本占到齒輪箱的20%以上。但是,目前國內(nèi)風(fēng)電齒輪箱軸承幾乎全 部進口自SKF、FAG、TIMKEN等國外廠商。同時,美國NREL的統(tǒng)計表明齒輪箱 故障造成了整機約60%停機時間,其中超67%的鼓掌則由滾動軸承失效引起。因 此,使用國產(chǎn)可控、高性價比、高可靠性的齒輪箱軸承新方案,成為我國風(fēng)電行業(yè) 的緊迫需求,滑動軸承正提供了新思路。據(jù)《滑動軸承在風(fēng)電齒輪箱中的應(yīng)用現(xiàn)狀 與發(fā)展趨勢》,采用滑動軸承的風(fēng)電齒輪箱扭矩密度可提升25%,傳動鏈長度能減 少5%,齒輪箱重量可降低5%,成本相應(yīng)降低15%。然而,風(fēng)電齒輪箱工況復(fù)雜, 存在復(fù)雜結(jié)構(gòu)耦合變形,對滑動軸承的應(yīng)用提出挑戰(zhàn),就技術(shù)落地看,滑動軸承參 數(shù)設(shè)計、表面強化、載荷優(yōu)化等問題是主要的難點所在。

2.滑動軸承在風(fēng)電主軸軸承中的應(yīng)用

滑動軸承用于主軸軸承優(yōu)勢在降低大型風(fēng)機配套軸承制造難度、成本并提高可靠性。 在風(fēng)機中,主軸系統(tǒng)連接齒輪箱和輪轂,對風(fēng)機葉片起到支撐作用,并將葉片載荷 傳遞到齒輪箱。由于主軸要同時承受軸向力、徑向力和傾覆力矩,故一般需要較好 的調(diào)心性能、抗振性能和運行穩(wěn)定性?;瑒虞S承具有較好的抗振性和穩(wěn)定性,也有 具備優(yōu)良調(diào)心性能的品類,因此理論上主軸軸承可以全部替換為滑動軸承。應(yīng)用滑 動軸承的主軸承可顯著降低大MW風(fēng)機的制造、加工難度,提高軸承運轉(zhuǎn)的可靠性, 同時還具備小體積、小重量、可分塊的特點,利于快速、高效地替換,從而顯著降低 制造、開發(fā)、運維成本并縮短周期。但是,主軸承的尺寸、重量大而載荷高,可靠性 要求和在風(fēng)電機組中的重要性都很高,而目前風(fēng)電領(lǐng)域滑動軸承的開發(fā)研究仍處于 開發(fā)試驗階段,因此我們認(rèn)為滑動軸承在主軸的應(yīng)用會是漸進式的。

長盛軸承、雙飛股份進展較快,已進入客戶試驗階段。長盛軸承創(chuàng)立于1995年,深 度布局汽車、工程機械等傳統(tǒng)行業(yè),進軍風(fēng)電、核電、新能源車等新領(lǐng)域,是國內(nèi)自 潤滑軸承龍頭。2022年11月,長盛已完成6MW半直驅(qū)齒輪箱滑動軸承試驗。雙飛股 份同樣是國內(nèi)規(guī)模最大的自潤滑軸承及自潤滑軸承用復(fù)合材料專業(yè)生產(chǎn)廠家之一, 截至2023年2月,公司小功率風(fēng)電滑動軸承已通過客戶試驗。

(二)碳纖維葉片:受益于風(fēng)機大型化,滲透率有望上升

風(fēng)機大型化對葉片強度、剛性、性價比提出高要求,碳纖維提供材料端新方案。大 型化趨勢下,更大的風(fēng)輪、更高的輪轂需要更長且強度更高的葉片支持。2021年來, 國內(nèi)外廠商陸續(xù)加快百米級大型葉片開發(fā)與下線。2022年8月,中復(fù)連眾123米葉片 下線(中復(fù)連眾此前已下線102米、110米、112米葉片),適配16MW海風(fēng)機組,而 東方風(fēng)電(113米)、明陽智能(118米)、中材葉片、雙瑞風(fēng)電等國產(chǎn)廠商均在2022 年以來密集推出百米級風(fēng)電葉片。 葉片的大型化發(fā)展帶來重量的幾何級增長,在載荷、成本持續(xù)增加下,目前主流的 玻璃纖維已難以充分滿足大型化、輕量化的要求。輕質(zhì)高強的碳纖維是超大型葉片 的增強材料的必然選擇,據(jù)《碳纖維在風(fēng)電葉片中的應(yīng)用進展》,以122米長葉片為 例,使用碳纖維帶來的葉片重量減輕可減少輪轂、機艙、塔架和樁基等結(jié)構(gòu)部件15- 20%的重量,有效降低10%以上的風(fēng)機成本。同時,碳纖維葉片強度、剛度進一步提 升,可減少葉片變形、改善性能并提升發(fā)電效率,其良好的抗疲勞性能還可延長葉 片生命周期并降低日常維護的綜合成本。

2025年全球葉片用碳纖維的需求有望達到8.1萬噸,2021-2025年CAGR+25.0%。據(jù) 賽奧統(tǒng)計,2021年全球碳纖維需求量約11.8萬噸,其中風(fēng)電葉片需求量達3.3萬噸, 市場規(guī)模達到5.5億美元。賽奧預(yù)計2025年碳纖維風(fēng)電葉片需求將達到8.1萬噸, 2021-2025年CAGR+25.0%,據(jù)賽奧估算,由于碳纖維葉片的專利壟斷,2021年維 斯塔斯的碳纖維葉片需求占約2.5萬噸,中國風(fēng)電企業(yè)消耗約4500噸,歐美其他企業(yè) 消耗約3500噸。隨著碳纖維葉片的專利到期,限制碳纖維使用的最大壓制因素消除。

大功率海上機組持續(xù)推出,碳纖維葉片使用頻率預(yù)計將大幅增加。2021年以來宣布 下線的碳纖維葉片基本都達到百米級,均面向10MW及以上的海上大功率機型。由于 目前碳纖維價格仍然較高,將高強度、高剛度、輕質(zhì)化的碳纖維材料用于大功率機 型是更具性價比的方案。2002年,維斯塔斯首次在葉片中應(yīng)用碳纖維并申請專利。 2022年7月,隨著維斯塔斯碳梁專利的到期,國內(nèi)碳纖維葉片的發(fā)展將進一步加快。 我們認(rèn)為,由于海風(fēng)風(fēng)機大型化迅速,碳纖維葉片短期內(nèi)的主要市場在大型海上風(fēng) 機,未來隨著碳纖維規(guī)?;?、國產(chǎn)化以后成本的降低,碳纖維的應(yīng)用將逐漸向陸上 滲透。

相關(guān)參與企業(yè)主要包括材料端、葉片端兩類,產(chǎn)能布局、產(chǎn)品優(yōu)化、材料降本將成 為行業(yè)發(fā)展的主要驅(qū)動因素。從材料端看,2021年碳纖維材料理論產(chǎn)能超過5000噸 的企業(yè)有吉林化纖、中復(fù)神鷹、寶旌碳纖維、新創(chuàng)碳谷、江蘇恒神和光威復(fù)材。但 是,較國外的東麗、三菱等企業(yè),現(xiàn)階段國產(chǎn)碳纖維的力學(xué)性能、產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定性 仍有較大的提升空間。從葉片端上市公司看,中材科技和時代新材的龍頭優(yōu)勢較為 明顯。中材科技的122米海上葉片已經(jīng)采用碳纖維拉擠技術(shù),時代新材自主研發(fā)的 TMT110A海上葉片也已采用碳纖維拉擠板。我們認(rèn)為,碳纖維在葉片的進一步滲透 需要產(chǎn)品優(yōu)化與材料降本的推動,有技術(shù)積累和自有產(chǎn)能的公司將獲得更大優(yōu)勢。

(三)漂浮式海風(fēng):打開廣闊的深遠海,創(chuàng)新與降本空間大

漂浮式海風(fēng)助力風(fēng)電走向深遠海,打開更廣闊的空間。目前,全球新建的海上風(fēng)電 項目均以水深低于60米的近海項目為主,相比于近海海域,深遠海域的風(fēng)能資源更 加豐富,風(fēng)湍流強度和海面粗糙度也比近海小,具有廣闊的利用空間。據(jù)千堯科技 和北極星風(fēng)力發(fā)電網(wǎng)估計,我國海上風(fēng)電潛在可開發(fā)資源近3000GW,其中漂浮式 海風(fēng)達1582GW。 海風(fēng)項目走向深遠海,就無法再采用近海的固定式基礎(chǔ),需依賴面向深遠海的漂浮 式海風(fēng)。與固定基礎(chǔ)比,漂浮式基礎(chǔ)便于移動和拆除,可有效降低深遠海風(fēng)力開發(fā) 成本,適用于深遠海域的風(fēng)力利用。隨著海風(fēng)蓬勃發(fā)展的推動和技術(shù)的進步,漂浮 式海風(fēng)將從目前的實驗階段,逐步走向規(guī)?;蜕虡I(yè)化。據(jù)GWEC預(yù)測,全球漂浮 式海風(fēng)將在2025年左右迎來快速發(fā)展期,2025年全球漂浮式新增裝機有望達到GW 級,2031年新增漂浮式裝機有望達9.9GW,2021-2031年間新增裝機CAGR將達 +67.5%。

據(jù)《全球漂浮式海上風(fēng)電市場現(xiàn)狀概覽與發(fā)展?jié)摿φ雇?,截?021年底,全球?qū)?現(xiàn)裝機的漂浮式海風(fēng)項目共17個,累計裝機容量142.37MW,累計裝機數(shù)量27臺。 在以下項目中,較具代表性的有: 2009年挪威的Hywind I,為全球首臺并網(wǎng)的MW級漂浮式風(fēng)電項目,開發(fā)與工程總包 商為Statoil,風(fēng)機制造商為Siemens,單機容量2.3MW; 2017年英國的Hywind Pilot Plant,為全球首個商業(yè)化漂浮式海風(fēng)項目,開發(fā)企業(yè)、 工程總包商,以及風(fēng)機制造商與Hywind I項目相同; 分別于2018和2021年投運的蘇格蘭的Kincardine項目,是全球最大的漂浮式海風(fēng)項 目(2+48),采用Principal Power的Windfloat半潛式基礎(chǔ),1臺2MW機型于2018年 投運,5臺三菱-維斯塔斯提供的V164-9.5MW于2021年投運。 2021年中國的三峽引領(lǐng)號,是中國首臺漂浮式風(fēng)電機組,采用半潛式基礎(chǔ)和明陽智 能的MySE5.5MW抗臺風(fēng)漂浮機組。

我國對漂浮式海風(fēng)的重視度持續(xù)增加,技術(shù)與產(chǎn)品探索加速。(1)我國漂浮式海風(fēng) 的技術(shù)與產(chǎn)品創(chuàng)新持續(xù)推進。2022年6月,中船集團設(shè)計的漂浮式海風(fēng)“扶搖號”在 廣東湛江完成安裝,浮體和機組總重超4000噸,采用中國海裝6.2MW、風(fēng)輪直徑 152m的機型。2022年11月,明陽發(fā)布的MySE7.25-158機組成為全球首臺7MW級抗 臺風(fēng)漂浮式海風(fēng)機組。(2)漂浮式海風(fēng)目前最大的挑戰(zhàn)是技術(shù)降本。據(jù)北極星風(fēng)力 發(fā)電網(wǎng),2021-2022年國內(nèi)下線的兩臺漂浮式樣機投資成本為3.8-4萬元/KW。中國 電建海風(fēng)公司董事長閆建國在接受《風(fēng)能》專訪時表示,海南萬寧漂浮式項目一期 裝機量20萬千瓦,計劃2025年10月并網(wǎng),降本目標(biāo)2.5萬元/KW;二期裝機量80萬千 瓦,計劃2027年并網(wǎng),目標(biāo)降本到2萬元/KW。

深遠海漂浮式海風(fēng)核心環(huán)節(jié)在浮式基礎(chǔ)、安裝、風(fēng)機和電纜。深海環(huán)境和水文現(xiàn)象 更加復(fù)雜惡劣,對海風(fēng)裝備帶來新變化有:(1)機組基礎(chǔ)形式改變,穩(wěn)定性要求提 高。近海海風(fēng)主要采用單樁基礎(chǔ)、導(dǎo)管架式基礎(chǔ)等著床式的方式,而深遠海項目需 采用漂浮式基礎(chǔ),主要包括單樁式平臺、半潛式平臺、張力腿平臺和駁船式平臺幾 種類型。穩(wěn)定的浮式基礎(chǔ),對傳動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等部件的設(shè)計要求更高;(2)安 裝方式改變。對不同的深海漂浮式風(fēng)機而言,單柱式平臺基礎(chǔ)一般首選整體安裝, 由起重船運送并放置;張力腿平臺基礎(chǔ)一般在目標(biāo)地點將基礎(chǔ)平臺固定后,由自航 自升船進行分體安裝塔筒、機艙及葉片;駁船型和半潛式平臺基礎(chǔ)可在岸邊進行整 體安裝,由拖船將其整體拖曳至目標(biāo)地點;(3)穩(wěn)定可靠的大容量風(fēng)電機組;(4) 動態(tài)的遠距離輸電技術(shù)。海上風(fēng)電并網(wǎng)典型路線包括常規(guī)交流送出、低頻交流送出、 柔性直流送出等。其中,柔性直流送出具有隔離陸上交流電網(wǎng)與海上電場影響、并 網(wǎng)電壓穩(wěn)定、系統(tǒng)運行靈活等優(yōu)勢,一般是遠海風(fēng)電首選方案。

漂浮式海風(fēng)空間廣闊,關(guān)注風(fēng)機、錨鏈、海纜等核心環(huán)節(jié)。隨著深遠海風(fēng)電技術(shù)迭 代發(fā)展,漂浮式技術(shù)發(fā)展和降本空間大,市場空間廣闊。我們認(rèn)為隨著試驗和示范 項目的建設(shè)探索,以及各環(huán)節(jié)廠商的技術(shù)創(chuàng)新,漂浮式海風(fēng)有望在2026年后逐步進 入真正的商業(yè)化階段。在各環(huán)節(jié)中,風(fēng)機、錨鏈、海纜為核心,根據(jù)已建成的三峽引 領(lǐng)號、中船扶搖號經(jīng)驗看,除風(fēng)機外的相關(guān)公司包括: 亞星錨鏈:全球最大的鏈條生產(chǎn)企業(yè),船用錨鏈及海洋平臺系泊鏈獲得了包括美國 船級社、德國勞氏船級社、法國船級社、挪威船級社等多家船級社認(rèn)證。 巨力索具:國內(nèi)最大的索具生產(chǎn)基地,也是目前國內(nèi)索具產(chǎn)品規(guī)格、型號較為齊全 的生產(chǎn)企業(yè),公司形成的部分專有技術(shù)包括:《大型海上低空間多吊點轉(zhuǎn)換吊具研 制》、《浮式風(fēng)電基礎(chǔ)用系泊索研制》和《10MW 海上風(fēng)機葉片多位姿調(diào)整吊具》。

東方電纜:聚焦深海油氣開采和遠海浮式風(fēng)電開發(fā)等領(lǐng)域,攻克超深水和動態(tài)化設(shè) 計等技術(shù),在海洋臍帶纜、動態(tài)纜領(lǐng)域形成定制化設(shè)計、生產(chǎn)、敷設(shè)、運維的完整解 決方案。具備500kV交流海陸纜系統(tǒng)、±535kV直流海陸纜系統(tǒng)等制造、服務(wù)能力。 亨通光電:公司的“浮式海上風(fēng)電用動態(tài)纜關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與示范應(yīng)用”項目獲國家 重點研發(fā)計劃項目。公司通過自主研發(fā)和科研合作具備500kV交流海陸纜系統(tǒng)、± 535kV直流海陸纜系統(tǒng)、330kV/220kV/66kV三芯大截面銅芯/鋁芯海底電纜系統(tǒng)等高 端裝備的設(shè)計、制造及工程服務(wù)能力,同時具備500kV及以下交直流海纜軟接頭技術(shù)。


(四)柔性直流海纜:滿足深遠海輸電需求,技術(shù)降本新路徑

海風(fēng)電纜送出方式主要有交流送出和柔性直流兩種,交流輸電較為成熟,更適用于 小規(guī)模、近距離輸送。交流輸電直接以交流電形式送出,技術(shù)方案較為成熟,整個系 統(tǒng)包括集電系統(tǒng)、無功補償裝置、海上升壓站、海底交流電纜幾個部分,適用于海上 風(fēng)電的小規(guī)模、近距離輸送。交流輸電技術(shù)原理較為直接,具有近海成本低、結(jié)構(gòu)簡 單、可靠性高、運行經(jīng)驗豐富等優(yōu)點。但是,交流輸電在長遠距離時有明顯劣勢: (1)存在明顯電容效應(yīng);(2)無功電壓補償控制難度大,過電壓問題較為突出; (3)海上風(fēng)電場和路上電網(wǎng)間的交互影響大,無法實現(xiàn)故障隔離。 由于目前投運的海風(fēng)項目以近海為主,交流輸電仍是國內(nèi)海纜輸送的主流技術(shù)路線。 交流輸送的電壓等級主要包括35kV、110kV、220kV,其中35kV和110kV交流海纜 輸送容量存在限制,占用空間和輸電損耗也較大。因此,目前主流交流海纜電壓為 220kV,一般采用單回三芯結(jié)構(gòu),輸電能力18-35萬kW;更大截面積的220kV海纜, 以及500kV海纜輸電能力可達40萬kW,適合大容量輸電,但會受到絕緣要求、制造 敷設(shè)的限制。此外,大截面220kV海纜和500kV交流海纜需鋪設(shè)3-4根海纜,占據(jù)海 底空間較大。

柔性直流在深遠海(輸送距離超過70km)、大規(guī)模風(fēng)電場的情景下具備經(jīng)濟性,可 實現(xiàn)技術(shù)推動降本。據(jù)《海上風(fēng)電場輸電方式研究》,目前國外已并網(wǎng)和在建的海風(fēng) 項目中,距離70km以內(nèi)全部采用交流輸電方式,100km以上則采用柔直輸電。在風(fēng) 電場容量更大、離岸距離更遠時,直流方案可顯示出其優(yōu)秀的經(jīng)濟性。據(jù)《海上風(fēng)電 場輸電方式研究》對220kV交流和柔直輸送的工程造價對比,對容量400MW以上的 海風(fēng)外送,交直流方案的造價交叉點對應(yīng)輸送距離在70km左右;輸電距離在70km以 內(nèi)時,交流方案具備經(jīng)濟性;輸電距離大于70km時,直流方案具有經(jīng)濟優(yōu)勢,而且 隨著單個風(fēng)場的容量增大,柔性直流和交流的經(jīng)濟性交叉點也會離岸更近。

海上風(fēng)電深遠化趨勢明確,柔性直流輸電滲透率有望持續(xù)提升。除經(jīng)濟性外,柔性 直流海纜系統(tǒng)還具有占用海域?。ê@|為單芯結(jié)構(gòu))、可減少功率波動(有功無功獨 立控制,與電網(wǎng)故障隔離)、可實現(xiàn)對無源網(wǎng)絡(luò)供電等優(yōu)勢。在深遠海發(fā)展趨勢明 確、電網(wǎng)安全穩(wěn)定性要求不斷提升的背景下,柔性直流有望獲得更為快速的發(fā)展。 目前國內(nèi)主要是兩個項目:(1)三峽江蘇如東項目,已于2021年11月并網(wǎng),為我國 首個柔性直流海上風(fēng)電項目。項目包括兩座海上升壓站、一座海上換流站、一座陸 上換流站、一回直流電纜(采用分兩極的±400kV直流電纜,每極含99km海纜和9km 陸纜)。(2)三峽陽江青洲五、七項目(合計2GW),計劃于2024年12月并網(wǎng)。 項目包括一座海上換流站、一座陸上換流站、一回直流電纜(±500kV,導(dǎo)體截面 2500mm^2)。隨著試驗項目快速落地和推進,柔性直流輸電的滲透有望加速。

柔性直流海纜屬于柔直輸電系統(tǒng)的核心部分,技術(shù)門檻較高,頭部廠商持續(xù)加碼。 柔直輸電技術(shù)壁壘較高,頭部電纜企業(yè)持續(xù)加大研發(fā)和布局力度。相關(guān)廠商中,中 天科技進展較快,且已實際應(yīng)用于江蘇如東海風(fēng)直流工程;東方電纜、亨通光電也 已經(jīng)具備±535kV直流海纜技術(shù)能力。 中天科技:中天海纜參與承接中國目前全部4個直流示范工程,分別為2013年南網(wǎng)南 澳±160kV柔性直流輸電工程、2014年國網(wǎng)舟山±200kV多端柔性直流輸電示范工 程、2015年國網(wǎng)廈門±320kV柔性直流輸電科技示范工程、2019年江蘇如東±400kV 海上風(fēng)電柔性直流接入工程,項目累計銷售長度超過400km。同時,中天成功研發(fā) ±525kV直流光電纜,實現(xiàn)中國直流輸電的“五級跳”。

東方電纜:參與張北±535kV柔性直流電纜項目(陸纜),具備柔性直流電纜制造能 力,已推出±80到±535kV柔性直流海纜產(chǎn)品,率先突破500kV海纜軟接頭技術(shù)。 亨通光電:為白鶴灘浙江±800kV特高壓直流輸電工程提供特高壓傳輸方案,具備± 535kV直流海陸纜系統(tǒng)能力,具備500kV及以下交直流海纜軟接頭技術(shù)。 漢纜股份:參與舟山±200kV多端柔性直流輸電項目,±535kV直流海纜項目已開展 先期設(shè)計驗證工作。

五、行業(yè)景氣度再向上,帶來產(chǎn)業(yè)鏈新機遇

(一)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈龐大,景氣度反應(yīng)有錯位

風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈主要包括風(fēng)機、塔筒、鍛件、鑄件、葉片等環(huán)節(jié)。完整的風(fēng)電設(shè)備包括 風(fēng)電機組、風(fēng)電支撐基礎(chǔ)和輸電控制系統(tǒng)三大部分,其中風(fēng)電機組包括機艙罩、齒 輪箱、發(fā)電機、葉片、軸承等,風(fēng)電支撐基礎(chǔ)包括塔筒、基礎(chǔ)環(huán)等,輸電控制組件包 括電纜、控制系統(tǒng)、升壓站等。對海風(fēng)來說,基礎(chǔ)還包括樁基、導(dǎo)管架。

重點分析整機、葉片、主軸、鑄件、鍛件/法蘭、塔筒和電纜幾個環(huán)節(jié),同時考慮到 軸承(僅包含新強聯(lián))、高空作業(yè)設(shè)備(僅包含中際聯(lián)合)兩個細分市場集中度較 高,且其收入基本均來自風(fēng)電,我們同時加入該環(huán)節(jié)以完善分析。 從年度數(shù)據(jù)看整體業(yè)績增長與變化情況:(1)各環(huán)節(jié)業(yè)績變化時間節(jié)奏基本一致, 2018-2020年,隨著新增裝機增速的快速上升,各環(huán)節(jié)收入、利潤快速增長,2021年隨著陸風(fēng)搶裝結(jié)束,各環(huán)節(jié)增長明顯放緩,2022年行業(yè)進入低谷期;(2)從平均營 收增速看,軸承、高空作業(yè)設(shè)備、塔筒較高,鍛件、整機、電纜居中,主軸、鑄件、 葉片相對更低;(3)從平均利潤增速看,軸承、葉片、鍛件更高,塔筒、高空作業(yè) 設(shè)備、主軸居中,整機、鑄件、電纜相對更低;(4)營收/利潤的平均增速和標(biāo)準(zhǔn)差 之間存在一定的正相關(guān),高增速環(huán)節(jié)的業(yè)績波動率也會更高。從利潤角度看,葉片、 軸承、鍛件、塔筒都屬于較為明顯的高增速、高波動環(huán)節(jié),而主軸、電纜等則屬于穩(wěn) 定性較高的環(huán)節(jié)。

年度的收入/利潤增速與當(dāng)年風(fēng)電新增裝機增速呈現(xiàn)高度相關(guān):通過計算業(yè)績同比增 速與風(fēng)電新增裝機同比增速的相關(guān)系數(shù),并進行線性回歸得到估計系數(shù)(以裝機增 速為解釋變量)。 (1)各環(huán)節(jié)營收/利潤增速與裝機呈現(xiàn)高相關(guān)性,裝機需求是業(yè)績的核心驅(qū)動;(2) 從回歸系數(shù)看,軸承、鍛件的收入和利潤變化對裝機較為敏感,兩者利潤增速對裝 機增速的回歸系數(shù)分別達1.58和0.90,平均而言,提高1%的裝機增速會帶來1.58%和0.90%的軸承、鍛件利潤增速;(3)各環(huán)節(jié)利潤端的回歸系數(shù)顯著大于收入端, 表明風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈固定投入較多,各環(huán)節(jié)對裝機需求具有高利潤彈性。

不同環(huán)節(jié)對下游裝機的反應(yīng)有錯位。我們計算了季度收入增速與當(dāng)季度、滯后一季 度、滯后兩季度、滯后三季度、滯后四季度裝機增速的相關(guān)性,進一步發(fā)現(xiàn): (1)鍛件/法蘭、高空作業(yè)設(shè)備對裝機增速變化領(lǐng)先約2個季度;(2)整機、葉片、 軸承、主軸、鑄件對裝機增速領(lǐng)先約1個季度;(3)塔筒對當(dāng)季裝機增速的敏感性 最高,具有同時性??梢姡L(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈整體較終端需求會提前1~2季度出現(xiàn)收入的邊 際變化,其中鍛件/法蘭企業(yè)業(yè)績的領(lǐng)先時間一般更長,為觀察下游景氣度的重要觀 測環(huán)節(jié)。

利潤率水平從高到低依次為主軸、鑄件、塔筒、鍛件/法蘭、整機、葉片、電纜。主 軸企業(yè)利潤率水平最高,平均毛利率30.2%,平均凈利率14.8%;葉片、電纜企業(yè)的 利潤率水平則相對較低。利潤率的年度變化情況表明,上游環(huán)節(jié)對終端需求(裝機) 的變化較為敏感,22Q3主要上游環(huán)節(jié)的毛利率和凈利率均進入歷史低值區(qū)間,其中 原材料的影響也較大。隨著國內(nèi)風(fēng)電行業(yè)景氣度的再度提升,各環(huán)節(jié)利潤率水平有 望從歷史低值回升,風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈利潤率水平有較高的上升彈性。從存貨周轉(zhuǎn)情況看, 主軸、塔筒企業(yè)的存貨周轉(zhuǎn)更慢,葉片、電纜企業(yè)的存貨周轉(zhuǎn)較快。不難發(fā)現(xiàn),環(huán)節(jié) 的高利潤率一般伴隨著更慢的存貨周轉(zhuǎn)速度(低資本投入)。值得注意的是,本文僅統(tǒng)計電纜企業(yè)全口徑利潤率水平,若僅計算海纜業(yè)務(wù),中天、東方、亨通三家龍頭海 纜企業(yè)的對應(yīng)業(yè)務(wù)毛利率均超過35%。

主軸、鑄件、葉片屬重資產(chǎn)品類,塔筒、鍛件對資產(chǎn)依賴度居中,整機環(huán)節(jié)依賴度 最低。我們分析了各環(huán)節(jié)生產(chǎn)企業(yè)折舊占營收比、固定資產(chǎn)占比兩個指標(biāo),發(fā)現(xiàn)主 軸、葉片、鑄件三個環(huán)節(jié)對固定資產(chǎn)(設(shè)備等重資產(chǎn))依賴度明顯更高,折舊占營收 的比例在4.5%以上;風(fēng)塔、鍛件/法蘭對固定資產(chǎn)的依賴度居中,折舊占營收比例在 2.5%-3.0%;整機環(huán)節(jié)的依賴度最低,折舊占營收比例在2.2%左右。

海纜、整機、塔筒的原材料占成本比例較高。對風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈主要環(huán)節(jié)選擇代表性企 業(yè),重點分析成本構(gòu)成中原材料占比,并計算近兩年均值后可得:海纜、整機、塔筒 的原材料占成本比例較高,均超過80%;鑄件、主軸兩個環(huán)節(jié)的原材料占比相對較 低,分別為59%、57%。 高毛利環(huán)節(jié)毛利率有下降趨勢,降本壓力漸向高毛利環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)移。2020年以后,除整 機毛利率有小幅上升外,其余各環(huán)節(jié)毛利率均有較為明顯的下降。其中主軸、鑄件 的毛利率下降相對幅度較大,高毛利環(huán)節(jié)降本壓力逐漸增大。

(二)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈較寬,競爭要素各不相同

1. 整機:格局分散,綜合競爭

據(jù)2022年吊裝情況,金風(fēng)科技、遠景能源總量領(lǐng)銜,電氣風(fēng)電、明陽智能海上占優(yōu)。 根據(jù)CWEA對2022年整機廠風(fēng)機吊裝容量的統(tǒng)計,金風(fēng)、遠景總吊裝量分別達到 11.36GW、7.82GW,較其后的明陽(6.21GW)、運達(6.1GW)、三一(4.52GW) 等廠商有較為明顯的優(yōu)勢。海風(fēng)裝機上,電氣風(fēng)電(1.44GW)、明陽(1.38GW)、 海裝(1.04GW)三家裝機均超過1GW,僅七家整機廠有海風(fēng)風(fēng)機的吊裝。

根據(jù)2022年中標(biāo)情況,金風(fēng)、遠景、明陽三家頭部廠商優(yōu)勢明顯,三一等廠商緊追。 據(jù)我們對整機廠項目中標(biāo)的統(tǒng)計,遠景能源(19.7GW)、金風(fēng)科技(16.5GW)、 明陽智能(16.0GW)位列前三名,三者市場份額合計達到58.0%,頭部廠商市場優(yōu) 勢明顯。其他廠商中,三一重能(8.0GW)憑借自身的產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢獲得了市場份額 的快速提升。同時,中標(biāo)容量較2022年吊裝容量有大幅增長,凸顯行業(yè)景氣度。 分海陸看,國內(nèi)陸上項目中金風(fēng)以13.5GW的中標(biāo)量處于領(lǐng)先,遠景、明陽、三一的 市場份額分別為16%、16%、12%,均超過10%;國內(nèi)海上項目中明陽以超過5GW 的中標(biāo)量獲得約38%的市場份額,中標(biāo)份額緊隨其后的是電氣風(fēng)電(19%)、遠景能 源(14%)和金風(fēng)科技(12%),其余廠商市占率均低于10%。金風(fēng)在陸風(fēng)項目中優(yōu) 勢顯著;明陽優(yōu)勢在海風(fēng);遠景優(yōu)勢在境外,陸海優(yōu)勢均衡;三一深耕陸上風(fēng)電,尚 未進入海風(fēng)市場;電氣風(fēng)電則在海風(fēng)市場保持優(yōu)勢地位。

分析各整機廠中標(biāo)項目年平均單價,陸上含塔筒在2067-2351元/KW,陸上不含塔筒 1559-1979元/KW,海上含塔筒3306-4118元/KW。陸風(fēng)中標(biāo)項目中,含塔筒均價最 低為2067元/KW(三一重能),最高為2351元/KW(聯(lián)合動力);不含塔筒最低為 1559元/KW(山東中車),最高為1979元/KW(聯(lián)合動力)。海風(fēng)中標(biāo)項目(含塔 筒)中,電氣風(fēng)電平均中標(biāo)單價最高,為4118元/KW,運達股份平均單價最低,為 3306元/KW,海風(fēng)中標(biāo)份額最高的明陽智能單價為3815元/KW。

整機廠圍繞產(chǎn)業(yè)基地進行產(chǎn)能布局,屬地化競爭明顯。據(jù)風(fēng)芒能源的不完全統(tǒng)計, 各整機廠的生產(chǎn)基地均圍繞我國的主要風(fēng)電大省進行布局。陸風(fēng)方面,金風(fēng)的產(chǎn)能 覆蓋具有明顯優(yōu)勢,主要布局在河北、內(nèi)蒙古、甘肅、新疆、廣西、江蘇等省份;海 風(fēng)方面,電氣風(fēng)電在南方海域布局較全,遠景和海裝則在山東、遼寧有所布局。從海 風(fēng)基地的未來規(guī)劃看,遠景、明陽、海裝、金風(fēng)的規(guī)劃覆蓋面較廣。

2. 風(fēng)電塔筒/基礎(chǔ):運輸半徑受限,產(chǎn)能布局為先

塔筒屬于風(fēng)機大型化下銷量和利潤都相對穩(wěn)定的品種,產(chǎn)能分布較為重要。風(fēng)塔/基 礎(chǔ)主要生產(chǎn)企業(yè)包括天順風(fēng)能、大金重工、泰勝風(fēng)能、天能重工、海力風(fēng)電。其中天 順風(fēng)能優(yōu)勢在陸上,正在實現(xiàn)海工0-1突破;大金重工優(yōu)勢在“兩海”(海工+出海), 銷量收入均快速增長;海力風(fēng)電收入幾乎全部來自于海上風(fēng)電,產(chǎn)能布局優(yōu)異;泰 勝和天能布局則較為均衡,海陸均有涉入。

海工裝備、具備產(chǎn)品出海能力的企業(yè)單位毛利明顯更高。從整體銷量看,天順的銷 量較高,但其銷售集中于陸上塔筒;大金銷量增長平穩(wěn),至2021年已位列銷量第二; 泰勝、天能的銷量整體差距不大。(未考慮海力風(fēng)電,其未披露海風(fēng)銷售重量數(shù)據(jù)) 從價格看,單噸價格在近年延續(xù)上行,單噸毛利整體有下降趨勢。(1)價格角度, 2021年各廠商單噸價格分別為:天順8264元、大金8900元、泰勝8993元、天能8942 元;(2)毛利角度,天順單噸毛利下降相對更快,已降至2021年的998元;大金得 益于海上風(fēng)電較多,單噸毛利顯著領(lǐng)先且有所增長,2021年達到1986元。整體而言, 具備海上風(fēng)電、出海能力的廠商盈利性更強。

各公司圍繞新疆、內(nèi)蒙古、山東、江蘇、廣東等風(fēng)電集群基地進行產(chǎn)能布局。從五 家廠商的產(chǎn)能布局看:(1)現(xiàn)有產(chǎn)能和陸上產(chǎn)能看,天順均具有明顯優(yōu)勢,其也正 在加快海工產(chǎn)能的0-1突破;(2)從海上產(chǎn)能看,海力、大金、泰勝、天能均有海上 基地,大金蓬萊基地碼頭條件良好,具備出海+海工大裝備能力,泰勝南通基地也涉 及產(chǎn)品出口,海力規(guī)劃中的啟東呂四港也有潛在的碼頭資源,各家基本都有積極的 新擴產(chǎn)能規(guī)劃;(3)從地域卡位看,集群布局重要性進一步凸顯,海力在江蘇、山 東、海南等均有布局,卡位優(yōu)勢明顯。

3. 風(fēng)電鑄件:大型化背景下,關(guān)注新產(chǎn)能投入

鑄件屬于高集中度、高度專業(yè)化的環(huán)節(jié),規(guī)模、布局、成本控制較為重要。據(jù)電氣 風(fēng)電招股書,鑄件(不含齒輪箱中部件)占風(fēng)機成本比例約為6.3%。據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研 究院,我國風(fēng)電鑄件年產(chǎn)能將在2023年達到246萬噸,同比增長15.0%,顯示出2023 年風(fēng)電行業(yè)發(fā)展對鑄件環(huán)節(jié)的帶動。 日月股份以2021年33.1萬噸的風(fēng)電鑄件銷量成為行業(yè)絕對龍頭,較其他專業(yè)化廠商 具有明顯的規(guī)模優(yōu)勢;吉鑫科技2021年風(fēng)電鑄件銷量13.4萬噸;永冠集團2021年所 有鑄件出貨量19.5萬噸,再生能源業(yè)務(wù)收入占比47.5%(永冠集團非A股上市);宏 德股份2020年風(fēng)電鑄件銷售4.3萬噸。從價看,2021年風(fēng)電鑄件單噸價格在1.12萬元 -1.22萬元之間,單噸毛利則在2000元左右,就時間趨勢看,單位價格變化幅度不大, 單位毛利則略有下滑趨勢,日月股份單噸毛利明顯領(lǐng)先,顯示出頭部廠商的規(guī)模、 產(chǎn)品優(yōu)勢。

頭部廠商日月股份的產(chǎn)能規(guī)模和布局具備相對優(yōu)勢。至2022年6月,日月股份已形成 48萬噸鑄造產(chǎn)能,并具有22萬噸精加工能力。相較而言,吉鑫科技等廠商2021年鑄 件產(chǎn)量均不超過20萬噸,足見日月股份的規(guī)模優(yōu)勢。目前多地已從政策端落實嚴(yán)禁 新增鑄件產(chǎn)能,從自有產(chǎn)能規(guī)模、鑄造能力、精加工能力等多方面看,頭部鑄件廠商 的集中度有望進一步增大。

4. 風(fēng)電鍛件/法蘭:企業(yè)各有側(cè)重,差異化競爭

鍛件/法蘭屬于差異化、精細化、高端化深耕的典型環(huán)節(jié)。風(fēng)電鍛件包括齒輪箱鍛件、 軸承鍛件和塔筒法蘭鍛件等,法蘭和軸承是鍛件進一步加工的產(chǎn)品。由于鍛件產(chǎn)品、 工藝間的細分差異大,對不同需求的鍛件一般需針對化的設(shè)計與制造,細分深耕較 為重要。從量看,恒潤股份、金源裝備、中環(huán)海陸、海鍋股份幾家企業(yè)在風(fēng)電領(lǐng)域的 銷量(重量口徑)差距不大,除海鍋股份外的三家企業(yè),在2021年都經(jīng)歷了銷量的 回落。從價看,海鍋、中環(huán)的單價較為接近,單位價格在8000元左右,單位毛利則 在1000元左右;金源產(chǎn)品單價約在1.1-1.2萬元間,單位毛利2000元以上,毛利率亦 顯著高于中環(huán)海陸和海鍋股份;恒潤產(chǎn)品單價最高,單噸價格超過1.8萬元,單噸毛 利達到5700元以上,毛利率處于較高水平。

各公司擴產(chǎn)較為積極,方向布局上差異化特征明顯。對比看,恒潤股份重點發(fā)展風(fēng) 電塔筒法蘭,持續(xù)打磨輾制工藝,在新項目中積極進行大型化、高端化(軸承)項目 布局;中環(huán)海陸專注于軸承和法蘭鍛件,加大對高端環(huán)鍛件的布局,海鍋股份則側(cè) 重于齒輪箱傳動類和塔筒法蘭產(chǎn)品,持續(xù)強化優(yōu)勢。就鍛件行業(yè)的發(fā)展趨勢看,技 術(shù)進步帶來的高端輾環(huán)鍛造、大型化高性能法蘭、國產(chǎn)化高端軸承,以及海風(fēng)發(fā)展 下海工鍛件等都是重要的發(fā)展主線。

5. 風(fēng)電主軸:雙寡頭競爭,盈利性較好

主軸屬于高技術(shù)門檻、高壁壘的穩(wěn)定環(huán)節(jié),金雷、通裕已經(jīng)形成雙寡頭格局。主軸 在風(fēng)機中連接葉片轉(zhuǎn)輪體和齒輪箱,既可鍛造亦可鑄造,屬于較為細分的市場。鍛 造主軸主要用于陸風(fēng),鑄造主軸在陸上風(fēng)電大機型、海上風(fēng)電大型機組中有優(yōu)勢。 主軸的質(zhì)量要求較嚴(yán)格,主要應(yīng)用于雙饋風(fēng)機和半直驅(qū)風(fēng)機。 從量看,市場基本形成金雷股份和通裕重工的雙寡頭格局。據(jù)金雷股份的增發(fā)募集 說明書,2019-2021年金雷主軸全球市占率分別達到25.7%、20.9%、26.1%,國內(nèi) 市占率達到18.5%、20.6%、22.0%。通裕重工未披露主軸銷量,以兩者主軸收入比 例估算,2021年兩家公司國內(nèi)合計市占率至少將達到35%。從價看,金雷銷售的主 軸產(chǎn)品單噸價格較為穩(wěn)定,基本維持在1.1萬元/噸左右,單噸毛利則達到4076元 (2021年數(shù)據(jù))。高技術(shù)、生產(chǎn)壁壘和出海以及競爭格局好的優(yōu)勢,直接體現(xiàn)在金 雷股份的高毛利水平中。

隨著主軸由鍛造向鑄造轉(zhuǎn)變,主軸企業(yè)新產(chǎn)能布局方向主要為鑄造主軸、精密軸、 海工裝備等。(1)金雷股份:2022年,公司8000支鑄鍛件項目二期鑄造產(chǎn)品澆注項 目產(chǎn)能已開始釋放,“海上風(fēng)電主軸與其他精密傳動軸建設(shè)項目”陸續(xù)達產(chǎn)。同時, 2022年底新募投項目為“海上風(fēng)電核心部件數(shù)字化制造項目”。(2)通裕重工:可 轉(zhuǎn)債募投項目包括“高端裝備核心部件節(jié)能節(jié)材工藝及裝備提升項目”,達產(chǎn)后鍛 造產(chǎn)能提升10萬噸。

6. 風(fēng)電葉片:占整機成本比例較高,為降本增效重點

風(fēng)電葉片行業(yè)集中度較高,產(chǎn)品單價隨裝機需求波動大。我國風(fēng)電葉片生產(chǎn)廠商主 要為中材科技和時代新材,兩者2021年葉片收入分別為70億元和51億元,較裝機大 年2020年有較為明顯的下滑。從量看,中材科技葉片銷量達到11.4GW,時代新材葉 片銷量8.7GW(均對應(yīng)2021年),若以47.65GW的年度裝機量計,兩家企業(yè)合計市 占率將超過42%。從價看,中材科技單MW價格和單MW毛利均在2020年出現(xiàn)大幅的 上升,2021年又出現(xiàn)快速回落。2021年,中材科技單MW價格和毛利分別為61萬元 和10萬元,毛利率水平較低。

葉片企業(yè)具有明顯的運輸半徑,區(qū)域?qū)傩悦黠@,各家持續(xù)布局海上。葉片企業(yè)產(chǎn)能 布局的行業(yè)集中度較高,從中材科技、時代新材的產(chǎn)能布局看,兩者均以生產(chǎn)基地 的地理定位向周邊風(fēng)電產(chǎn)業(yè)區(qū)輻射。海風(fēng)發(fā)展、部件出海都需要葉片基地的高效布 局,就現(xiàn)有產(chǎn)能而言,時代新材在南方沿海區(qū)域具有一定優(yōu)勢,同時時代新材的其 他業(yè)務(wù)線在海外布局更廣且時間更久,國際化程度較高,風(fēng)電葉片業(yè)務(wù)有望受益。

7. 海纜:高壁壘高毛利環(huán)節(jié),陸纜企業(yè)介入增多

受海風(fēng)發(fā)展驅(qū)動,海纜環(huán)節(jié)進入量價齊升的快速發(fā)展期。海纜屬于海風(fēng)裝機中的關(guān) 鍵環(huán)節(jié),技術(shù)壁壘和資質(zhì)限制很高,目前主要參與企業(yè)僅東方電纜、中天科技、亨通 光電三家。從量看,三家公司海纜相關(guān)業(yè)務(wù)營收均在2020年起進入快速發(fā)展期,業(yè) 績增長迅速。從價看,三家公司海纜業(yè)務(wù)毛利率穩(wěn)中有升,亨通光電2021年該業(yè)務(wù) 毛利率達到47%。從東方電纜銷售數(shù)據(jù)看(僅東方披露銷量數(shù)據(jù)),海纜業(yè)務(wù)呈現(xiàn)量 價齊升,每公里海纜價格在2021年達到230萬元,單位毛利達101萬元。

海纜企業(yè)圍繞廣東、江蘇、山東三個南部、東部、北部代表性海工集群區(qū)進行布局。 東方電纜以浙江寧波為核心點,布局南部的廣東;亨通光電以江蘇蘇州為核心點, 建設(shè)射陽基地以強化優(yōu)勢;中天科技產(chǎn)能覆蓋區(qū)域最廣,除現(xiàn)有江蘇、廣東基地外, 積極布局山東。出海維度看,亨通、中天分別有11個和6個海外產(chǎn)業(yè)基地,產(chǎn)品出海 優(yōu)勢更大,主要覆蓋亞洲、南美、非洲、中東、歐洲等海洋業(yè)務(wù)快速發(fā)展的區(qū)域。此 外,漢纜、起帆、太陽等廠商依托其陸纜領(lǐng)域的積累,正逐步加快海工電纜布局。

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