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风电设备行业研究海上风电将成为行业重要驱

发布时间:2023/4/22 13:50:00   
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(报告出品方/作者:东吴证券,周尔双,黄瑞连)

1.海上风电有望成为行业重要驱动力,大型化趋势将延续

1.1.成本持续下降,风电经济性凸显将驱动行业快速发展

降本是风电脱离政策补贴持续快速发展的关键因素,目前陆上风电已成为全球度电成本最低的清洁能源。风力发电为清洁能源领域中技术最成熟、最具商业化发展前景的发电方式之一,年全球新增装机容量达到93GW。据IRENA数据,受益规模效应下零部件安装维修成本下降,年全球陆上风电海上风电LCOE分别同比-13%和-9%,降幅明显高于光伏(-7%)。在此驱动下,年陆上风电已成为全球成本最低的可再生能源,年LCOE仅为0.USD/kWh,明显低于光伏和水电。

通过复盘我国风电行业发展历史,可以发现,受政策力度新能源消纳能力影响,我国风电行业经历几轮波动。

①-年:整体处于发展初期的导入阶段,政策持续推进下,行业高速增长;②-年:我国脱网安全事故率上升,风电政策有所收紧,风电招标规模大幅下降;③-年:弃风现象改善,政策有所缓和,开始出现大规模抢装;④-年:集中抢装后弃风率再次上升,国家出台多项弃风限电政策,新增装机量明显下滑;⑤-年:双碳目标下政策持续加码,我国风电行业重回上升通道,其中年抢装潮背景下,我国实现新增装机量52GW,创历史新高。

全球范围内来看,我国已成为第一大风电装机市场。①截至年底,我国风电占总装机的比重达到12.79%,仅次于火电和水电,已成为主要清洁能源,年我国风力发电量全球占比达到29.32%,稳居全球第一;②新增装机量方面,年我国实现风电新增装机52GW,全球占比高达56%,成为全球风电行业的主要增长点,年我国风电新增装机47.57GW,在年抢装的背景下依然维持较高的装机水平。

作为现阶段度电成本最低的清洁能源,我国陆上风电已实现平价上网,叠加电力市场改革、能源消纳能力提升、政策退补推进市场化需求等,我们认为我国风电行业有望进入市场需求驱动的快速成长阶段。

1.2.年国内海上风电异军突起,有望成为风电行业重要推动力

相较陆上风电,海上风电天然优势显著,具体体现在:①风机利用率更高:根据风能密度公式(W=(1/2)ρv3),发电功率与风速三次方成正比,海上风速普遍较大,故同等发电容量下年发电量要远高于陆上风电;②单机容量更大:风机单机容量越高,风机尺寸越大,陆地交通难以运输,而海上运输并不存在此问题;③风机运行更加平稳:受地形影响,陆上不同高度风速相差较大,风片易受力不均而损坏传动系统,而海面风速平稳,风向改变频率较低;④海上风电更靠近沿海用电终端,便于能源消纳。

然而,受海上复杂环境、维修成本等限制,全球海上风电发展仍处起步阶段。年起全球海上风电进入高速发展期,年全球新增装机量达到6.1GW,但仍远低于同期陆上风电(86.9GW),全球海上风电渗透率尚处于低位。我们认为主要原因:①海上环境条件复杂,机组设计需考虑盐雾腐蚀、海浪载荷、台风等众多制约因素;②海域使用涉及海洋养殖、航运、军事管理等诸多领域,是一个系统性工程;③海上恶劣环境下易损零部件更换频率加快,人工往返维修成本较高。

年我国海上风电异军突起,新增装机创历史新高。在政策驱动下,我国海上风电正处于高速成长期:①年我国海上风电实现新增装机量3.06GW,-年CAGR高达44.70%,明显高于同期风电新增装机量CAGR(12.77%),年我国海上风电新增装机16.90GW,同比增长%,主要系年国补退出导致的抢装;②全球范围内来看,年我国海上风电新增装机量全球占比高达50.45%,同样成为海上风电全球产业重心。

我国海岸线长度超过1.8万千米,海上资源十分丰富,同时毗邻东南沿海用电负荷区,便于能源消纳,海上风电已成为我国“十四五”能源转型的重要战略发展路线,自年起,我国取消对新增并网海上风电的国家补贴,标志着海上风电平价改革正式开启。年3月1日,全国各沿海地区海上风电规划及支持政策陆续出台,其中广东、山东、浙江、海南、江苏、广西等地区已初步明确其海上风电发展目标,“十四五”海上风电新增装机合计达到73.45GW,约是-年我国海上风电新增装机总量的8倍,伴随着海上风机价格不断下探及施工成本低逐步降低,我们认为海上风电在“十四五”阶段将迎来大发展,有望成为我国风电行业快速发展的重要驱动力。

1.3.大型化仍是行业发展趋势,是持续降本重要手段

风电行业能否持续快速放量,关键在于成本,我们梳理年以来各级别风机投标价格发现:年以来呈现明显的下降趋势,截至年9月,3S风机投标均价为元/kW,4S风机投标均价为元/kW,分别同比下降25.85%和26.46%,其中M93S风机招标均价较M11降幅超过40%。

展望未来,风电投资商为保证自身收益率,其降本增效需求愈发迫切。我们认为风电大型化是推动行业持续降本的重要手段之一,下面我们将详细分析。

风电机组成本占比超过50%,是行业持续降本的重要突破点。风电项目投资主要包括机组、塔筒、升压站及各类辅助设施安装费用等。从年我国风电项目成本构成来看,不论是陆上风电还是海上风电,风电机组的成本占比均超过50%,是风电项目最大的成本构成,是降本的关键点。

风电机组大型化,已经成为国内风电行业的发展趋势。大型化体现为在整机叶片尺寸变大、塔架高度增加的基础上,风机单机容量的功率明显提升,年全球海上风电和陆上风电平均风机容量分别为4.9MW和2.6MW,而年的海上风电和陆上风电平均风机容量分别为2.6MW和1.5MW。

从我国的风电装机结构看同样可以得出大型化趋势。据CWEA数据,截至年,我国风机机组累计装机容量的功率集中在3MW以下,其中1.5-1.9MW和2.0-2.9MW装机量占比分别为31.1%和52.5%;但在年我国新增风电装机中,3.0-5.0MW风电机组合计占比达到34%,占比提升明显。

此外,从我国风电主机厂的出货情况来看,大型风机的销售占比呈现上升态势。1)金风科技:年前三季度对外销售容量MW,其中3/4S和6/8S机组分别实现销售MW和MW,分别同比增长.4%和.0%,大容量机组销售占比大幅度提升;2)明阳智能:年实现3.0-5.0MW机组销售台,销售占比高达79.66%,较年(25.22%)和年(44.04%)明显提升。

究其原因,我们认为风机大型化是降低陆上/海上风电成本最有效的途径,主要体现在:①均摊风机固定成本:大型化机组的固定成本增量主要体现在叶片、塔筒等部件,齿轮箱、减速机、主轴等零部件单位成本可得到一定均摊;②均摊非机组成本:同等项目容量下,风电机组单机容量与机组数量成反比,故大机组容量可均摊风电场线路、塔架等配套设施成本,并降低后续运维成本;③提升机组可利用小时数及发电量:风机容量增大可提升扫风面积及轮毂高度,在同一地理位置可以捕获更多风能,有效提高发电小时数及发电量。

随着风电平价时代到来,大型化仍将是风电行业长期发展趋势。①以海风为例,对比欧洲,我国海上风电大型化有较大提升空间。海上风电发展最成熟的欧洲年海上风电新增装机平均风机容量达到8.2MW,而我国仅为4.9MW,远低于欧洲同期水平。

②技术研发层面上,国内外风电整机龙头均在加紧机组大型化布局。Vestas早在年9月即研发了10MW海上风机,并于年2月研发了15MW海上机组,成为全球海上风电装机容量最大的机型。国内整机厂目前已研发成功的大容量机组主要包括明阳智能10MW风机组、东方电气10MW风机组、上海电气风电8MW风机组和金风科技10MW风机组,已陆续交付使用。此外,随着碳纤维叶片、大兆瓦核心零部件技术突破,陆上/海上风电LCOE仍存在较大大型化降本空间。(报告来源:未来智库)

2.风电景气向好背景下,

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