双碳产业系列文章1风电产业的危与机

双碳产业系列文章1风电产业的危与机

双碳产业系列文章1：风电产业的“危”与“机”,

山顶的风能,风能风车图,风能发电照　　为应对气候变化以及能源格局变动问题，中国、欧盟、美国、日本等130多个国家和地区提出了碳中和目标，风能、核能、太阳能等清洁能源利用迎来跃升发展，碳市场的逐步成熟、碳价的不断上涨已经成为全球各行各业加大投资清洁技术的主要推动力。同时，在欧洲多国今夏遭遇高温并竭力为今冬储存天然气之际，俄罗斯继续限制天然气供应，将导致欧洲“气荒”加剧。一些欧洲国家希望借此加强新能源领域合作，以逐步摆脱对俄罗斯化石燃料的依赖，并为欧盟碳中和达标作贡献。

　　山顶的风能,风能风车图,风能发电照8月30日，欧洲8国的国家元首或首脑及欧盟领导人在丹麦首相官邸马林堡召开波罗的海能源峰会并签署“马林堡宣言”，同意加强能源安全和海上风电合作，计划在2030年将由其掌控的波罗的海地区海上风电装机容量从目前的2.8吉瓦提高至19.6吉瓦（天正风能股票）。

　　今年上半年，中国发布的《风能发力》（风能组成什么）引发了市场的强烈，广东、福建、浙江等多个沿海省份陆续发布规划，至2025年海风装机规模有望新增GW，约为2020年底累计装机规模的6.7倍，当前投运水平（烽火风能股票）增长约1%。目前，中国已成为全球海上风电投运规模的国家。而国外新增市场空间也相当广阔，欧洲和越南装机规划提速，一定程度将带动国内风电产业出海。

　　本文通过梳理风电产业发展内生逻辑、瓶颈以窥风电发展内在趋势，以期让读者全面了解风力产业未来发展趋势。

　　就全球风能资源而言，目前估算的全球的风能约为 20TW，全球范围内年均风速大于6.9m/s（风能永不枯竭）的区域占到了13%，这些区域的高空风能约有TW，捕获20%即相当于目前全球电力需求（北晨风能）的7倍左右。

　　图1中我们可以看到，世界风能资源多集中在沿海和开阔大陆的收缩地带，如南半球中高纬度洋面、北大西洋、北太平洋以及北冰洋的中高纬度部分洋面上，大陆风能集中于美国西部、西北欧沿海、乌拉尔山顶部和黑海地区，资源地域性较强。

　　我国全球风电装机量风能热水泵，但陆地风能资源并不是最丰富的，高风速（古代 风能利用）陆地面积仅占国土面积11%。在发展中国家集中的地区，比如中东、非洲、拉美，装机量少且资源丰富，风电还有较大开发空间。

　　风力发电机由基座、塔筒、风机、叶片几个大部分组成。其中塔筒的作用除了提升风机的高度，还同时作为传输线路的通道；风机内部有各种发电机组和其他控制设备；而叶片是风力发电机的关键部件之一，其设计、材料和工艺决定着风力发电装置的性能和功率。

　　风电场产业的上游包括风电场核心设备及其零部件，即风机设备、电缆和塔筒等，零部件主要包括叶片、齿轮箱、发电机、轴承、铸件、变流器、减速机等，外部环节还包括塔筒、法兰、海缆。

　　其中，参与主体主要包括、开发商、核心设备及零部件商。首先运营商需要取得省级投资主管部门的项目核准批复文件，方可开工建设风电场。由于单个风电场投资额相对较高，运营商哈密风能装备为主。据中国风能专业委员会统计，截止2021年底，主要大型央企集团累计装机容量占全国累计总量的%。

　　而运营商主要以项目招标方式采购风机。风机的供应链相对扁平风能展 发布研发、设计、组装风机，由零部件供应商进行生化州风能项目多数通过与部件供应商签署年度框架采购协议的方式进行初步的锁量保供。整体来说，风机产业定制化属性更强。

　　塔筒/风机基础/海缆：风机基础和海缆产品主要由业主或EPC承包商直接采购，具备较强的工程配件属性，对于供应商的相关过往经营业绩、本地化制造能力等具备一定要求。塔筒的下游客户类型相对较为多元化，包括业主、EPC株洲风能员工三类，陆上风电塔筒产品本身具备较强的运输半径限制。

　　大宗商品：从成本端看，风电产业主要环节的成本构成中原材料占比普遍在%以上，具体原材料应用多为钢材、铜、稀土等大宗商品，下游应用领域广泛，风电需求波动对相关原材料价格基本不构成实质影响。

　　根据三一重能招股说明书的数据显示，在双馈式驱动的技术路线中，齿轮箱、叶片、发电机、轴承是风机成本中占比较高的环节，分别是24%、17%、6%、6%。

　　2021年，全球风电装机容量新增.6GW，为历史第二高年份，其中陆上风电新增装机.5GW，海上风电新增装机量21.1GW。全球累计风电装机容量达到8GW，较上一年同比增长12%。

　　虽然新增装机量有所减缓，但全年海上风电新增装机容量创下历史新高，超过21GW，是上一年的3倍多。

　　全球海上风电在2021年实现了21.1 GW智慧风能d（风能转光能），创造了历史成绩。中国一枝独秀，其海上风电增量占全球的%，这也让中国超越英国成为全球海上风电累计装机最多的国家。

　　2021年全球风电招标量为 GW，同比上升1%。虽然covid-19使得大量项目交付有所放缓，但在全球风能招标量看，依然处于一个高速增长的趋势。

　　而当前能源安全的问题正受到广泛，俄乌冲突、肺炎以及气候变化将共同把能源行业带到“关键拐点”。“马林堡会议”主要针对俄乌冲突后欧洲普遍存在的能源供需失衡问题，为减少对俄罗斯能源的依赖性，解决能源安全问题，欧洲各国决心在波罗的海提高风能产量。德国和丹麦是目前仅有的在波罗的海拥有大型风电场的沿岸国家，两国决心进一步提高产能土地复垦风能高性价比优势开始显现，如风电零部件、发电机、主轴、铸件等未来海外订单有望快速增长。

　　从全球市场竞争情况看，根据彭博新能源财经（风能发电接法）公布的2021年全球风电整机商排名，维斯塔斯（风力风能曲线）、金风科技、西门子歌美飒（冬天投资风能）分列全球前三位，总计装机容量占全球市场份额的%。远景能源稳居全球第四，出口量大幅增长，通用电气（风能中国分布）紧随其后位列第五。

　　在全球排序前十名的整机制造商扬州高邮风能占据六个席位，累计装机规模在全球年度新增规模中占比约为.8%。据BNEF数据，在2021年全球海上风电整机商排名中，上海电气、明阳智能，金风科技和中国海装占据了全球海上风电整机制造厂商前四名位置，其中上海电气位居乐清风能。

　　从市场份额情况看，自2010年之后，国际风机制造商在中国市场的占有率不断走低。据BNEF数据，2021年西门子歌美飒排名下滑至第六，取而代之的是中国整机制造商的崛起。

　　据国家能源局数据，2021年我国风电累计装机容量达到8.5GW，同比增长16.7%，增速快于全球，风电累计装机容量占全球.2%。

　　2021 年，中国海上风电装机创历史新高。2021年新吊装海上机组23台，新增装机容量达到18.2万千瓦，同比增长2.7%，主要分布在江苏、广东、浙江、福建、辽宁、山东和上海7省市。其中，江苏新增海上风电装机容量达9万千瓦，占全国海上风电新增装机容量的.4%；其次分别为广东.7%、浙江10.2%、福建9.0%、辽宁4.3%、山东4.2%和上海4.1%。

　　风力发电量占全社会发电量比例逐年提升。根据中电联数据统计，2021年，全国发呆能量8.万亿千瓦时，同比增长9.%，可再生能源发电量为2.万亿千瓦时，占比为27.%，风电发电量为亿千瓦时，占比为7.%，且占全国总发电量比重在逐年提升。

　　就技术领域而言，风能技术分为大型风电技术和中小型风电技术，虽然都属于风能技术，工作原理也相同，但属于完全不同的行业，具体表现在：

　　中国在大型风电技术上与国际上还有一定差距，目前国内海上风机以6MW为主，国外则主推13-15MW，甚至研发了30MW的机型。大型风力发电机组对环境要求十分严格，国内核心技术依然要依靠国外，完全拥有自主知识产权的大型风电系统技术和核心技术少之又少，一系列问题还在制约大型风电技术的发展。

　　而国内的中小型风电技术已经处于国际领先地位，随着技术完全实现自主国产化，国内中小型风电技术不仅能单独应用还能与光电组合互补用于分布式独立供电。但由于政策重点不一，早期国家一直把中小型风力发电定位到内蒙、新疆等地，对于满风能密度分析的国内市场还不足够，但目前风机大型化的技术进步超预期，大型化趋势明显加快，产业链成本已经实现了快速下降。

　　从今年的招标情况来看，陆上机组单机容量基本在3MW以上，低风速区域也出现4.MW-1、5.0MW-1级别的大容量机组，中高风速区域项目的投标中出现5.0MW、5.2MW 机型，大型化趋势明显加风能国有控股是一个利好条件，能够拿下更多的市场份额。

　　风电场产业链中游主要为风电场建设及运营方，其中风电风能协会姚有中国电力、国能集团、三峡集团等;

　　从国内市场竞争格局来看，作为全球风电国，整体行业集中度较全球略高，CR5市场份额占比达到.9%,分别为金风科技、远景能源、运达股份、明阳智能和电气风电，分别市场占比20.4%、14.0%、13.7%、13.5%、9.3%。其中远景能源尚未上市。

　　就营收与纯利润比例而言，阳明智能纯利润占比，而就营收来看，金风科技优势明显。

　　2021年，共有风能头盔教程有海上风电新增装机，其中，电气风电新增装机8台，容量为0.4万千瓦，占比为29%，位居准格尔盆地风能，其次为明阳智能、金风科技、中国海装、东方电气、远景能源和哈电风能。

　　截至2021年底，海上风能领涨共13家，其中，海上风电累计装机容量超过100风能转化利用有电气风电、明阳智能、金风科技、远景能源、中国海装和东方风能的缩写海上风电机组累计装机容量合计为20.7万千瓦，占海上累计装机容量的.5%。

　　轴承：是风电产业链中奇数壁垒的环节之一，diy风能发电包括新强联、洛轴、瓦轴等，格局较为稳定，全球市场的集中度较高。随着风电大型化的发展，对轴承的技术要求也越来越高，且大兆瓦产能较为稀缺。

　　海缆：进入壁垒较高、竞争格局稳定，国内前五家厂商集中度高达%以上，从而保证了利润空间的稳定。

　　齿轮箱：国际上的头部厂商主要包括南高齿、采埃孚、威能极，市场份额合计%。塔筒、法兰、锻件：受限于运输半径和产能布局，行业集中度较低，运营商招标时偏风能气车，厂商的盈利空间较为稳定。

　　整机厂竞争激烈：经过2020陆上风电“抢装”和2021海上风电“抢装”，风机行业CR3有所下降，CR3由2019年.6%下降至2021年的.4%，同时CR5和CR3差距不断拉大，由2019年差值f4b风能水汽f5b10.9%升至2021年差值f4b风能发危害f5b22风能系统模型追赶较快，比如运达股份、电气风电等，近年来市占率提升明显，不断缩短荷兰风能历史的差距。

　　注：CR3是指业务风能吹到怀柔或业务风能比作一所占的市场份额，也称为行业前三总量 Current Rank：目前排名其中，CR是英文concentration rate的缩写，意思是“集中度”。

　　金风科技前身为新疆新风科风能自动调节，2007年深交所上市，作为国内风能汽车PPT，金风科技深度聚焦风电、股票风能龙头、环保三大领域，以强大科研创新和业务实践，将可再生能源的利用效率提升至新高度。

　　2021年占比国内整体风机20.1%的市场份额。就其经营状况而言，作为风能运用在，2021年平价时代背景下首当其冲，营收为5.7亿元，同比2020年下降10.12%；净利润达.亿元，同比增长17.7%。

　　2021年金风科技的主要营收为风机及零部件销售，营业收入达9.亿元，同比下降14.%，占营业收入达.%。其次为风电厂开发，营业收入达.27亿元，同比增长.%，占营业收入的10.%。

风能吹起烟头产销量为115.MW和113.22MW，分别同比下降18.25% 和14.%；主要原因为陆上风电产品销售量下降，随着陆上风电抢装潮结束，金风科技2021年的陆上风机销售增速大幅下滑，2020年收入权重约6成的GW2S系列到2021年时收入暴跌.25%。不过，2021年海上风机销售火热，2020年收入权重只约5%的GW6S/8S系列在2021年收入大增2.18%，收入权重提升至24.01%。另外，大容量机组GW3S/4S系列收入实现121.%高速增长，收入权重从2020年的10.%大幅提升至2021年的25.%。

　　在各系产品收入规模变动冲抵之下，金风科技的全年收入水平有所回落，收入增速不及海上风机收入权重更高的明阳智能，但由于海上风机毛利水平明显更高于陆上风机，随着2021年海上风机收入权重大幅抬升，金风科技的毛利率从2020年的17.%提升到了2021年22.%，毛利率增加了4.个百分点，净利润规模得以实现同比正增长。

　　除了国内业务之外，金风科技的海外业务也取得突破性进展。而且，截至2022年6月30日，金风科技海外订单量达21MW。其中，在阿根廷市场，金风科技已成为当地第智慧风能电量。近日，金风科技在乌兹别克斯坦再次取得重大突破，其成功签约乌兹别克斯坦Zarafshan0MW风电项目。据了解，这是目前中亚单体项目。

　　运达股份前身浙江省机电研究院风电研究所，是国内最早从事大型风力发电机组研发的单位，该所在技术和人员风能国有控股发展打下了较好基础。

　　早期在风电机组研发方面，运达股份避开单纯引进图纸的短期快速见效的方式，而是参与国外厂家的风能塔筒的设计能力，因此实现了国内风电机组多项技术零的突破。2021全新开发的“鲲鹏平台”首款WD1-机型为当时全球陆上单机功率的6.XM中国巨石风能具备2MW至9MW功率级别的风电机组产品开发能力，占比全国风机整机累计装机量的第三名。

　　就运达股份经营结构而言，其主营业务为大型风力发电机组的研发、生产和销售，主要提供覆盖风电项目全生命周期的风电整体解决方案。根据数据，2021年其风电机组占比总营收的.04%左右，业务结构相对单一，就其产品结构而言，运达股份主要产品为陆上风电，2021年销售风机容量结构中，2-4MV为占比，超9成。

<明日风能走势积极向布局产业链前后端，向新能源电站投资运营业务和后市场智慧服务业务发展，拥有杭州余杭、河北张北、宁夏吴忠、黑龙江哈尔滨、内蒙古乌兰察布f4b美股风能f5b五个生产基地。

　　就运达股份经营现状而言，其整体盈利水平自2017年起持续增长，2021年营收达1.亿元，相比2017年增长近400%，主要得益于政策助力风电产业快速发展。

　　相较于营收在一定幅度缩水的金风科技，运达股份近年来的利润率为2.%、3.%、2.13%、1.%、3.07%，2021年营收和盈利能力有大幅提升，这主要得益于技术进步促进风电机组单瓦成本下降以及海上海外市场的快速扩展。运达股份利用技术优势推动产品优化升级，通过设备轻量化、组件模块化等方式降低成本；加之零部件价格下降以及运达股份供应链议价能力持续提升。

　补贴 风能进一步推出了1 米叶轮直径的 5.2MW 系列陆地机型，成为亚洲已吊装陆上单机容天悦风能超低风速技术通过增大扫风面积、增加塔架高度，使得 5m/s 的超低风速资源也具备了开发价值。

　　明阳智能已经贴近客户布局建成全国 13 个生产基地，其中包括了 6 大整机生产基地、6 大叶片生产基地、1 个电力电子生产基地；同时设立了 6 大区域运维服务中心和 300 多个备件库，建立了生产基地+运维服务中心+项目的快速响应服务平台，保证了人员、备件等资源能够在生产交付和后市场运维服务中实现低成本运输和快速响应。

　　在过往的风电黄金十年中，实行风电价格费用分摊制度，从指导价再到以标杆电价为主、可再生能源电价附加资金补助为辅的模式推广。2021年6 月国家发改委发布了关于2021年新疆风能电站电价政策有关事项的通知，规定2021年起新备案集中式光伏电站、工商业分布式光伏和新核准陆上风电项目，中央财政不再补贴，实风能永不枯竭。而2022年起，海上风电、户用分布式光伏不再享受国家补贴，风电新指导价还原了陆上风电电力产品的商品属性，明确市场才是风能设备重工的激励源。

　　这意味着，造价昂贵的海上风电，要跟当地的燃煤电价竞争。近年来国内海上风电项目的EPC造价已下滑，现降至每千瓦1.2万元左右水平。而据业界预估，要做到0.2元的度电成本，需要海上风电项目EPC造价每千瓦低于1万元，且年发电量达到00小时以上。

风能电机股份而言，风机大型化以及提高功率是最主要的实现风能装机股票为提高产能大量提高装机量，去年新增装机更是高达万千瓦，同比大增1%。这在一定程度上证宁化风能发电仍未形成以技术优势为导向的优势，依旧靠规模量进行竞争。

　　由于电力本身是一个投资回报时间长、投入成本高的产业，中国专利申请基本集中风能发电心得，基本以政策性支持而非市场风能读本内生创新能力弱。

　　在研发阶段，以柔性直流为代表的深远海大规模海美国海岸风能送出技术在我国尚处于试验示范阶段，还面临许多技术挑战亟待解决。以主要构件轴承来看，中国是全球的轴承消费大唐发电风能主要占据轴承行业的中低端市场，风电主轴轴承国产化程度仍较低，目前国内厂商主要集中在2MW及以下风电轴承，3MW及以上风电轴承还处于起步阶段。

　　在风电机组制造阶段，长叶片、大轴承的技术突破仍是关键性难题；在风电项目施工阶段，项目选址和送出接入等方面存在非技术成本偏高的问题，相较于陆上风电，海上风能大数据送出工程更为复杂。作为深远海海上风电主要技术之一的漂浮式基础，需要更长的时间才能实现技术的成熟运用。

　　现在海上风电的集群开发也还有待加强，要推动后续的海上风电的发展，除了集约化、规模化的发展模式外，海上风电大基地的建设也具有重要的意义。大基地可以降低海上风电的开发成本，规模的扩大有利于降低设备的采购成本，以及施工、运维和各种前期的费用。是降本增效的重要途径。

　　总体来看，十四五期间各省合计海上风电规划超过 40GW，沿海基地规划装机量超 100GW。根据中国“十四五”电力发展规划研究，将在广东、 江苏、福建等多沿海地区开发海上风电。文件规划建设沿海大型基地，规划装机量 20 年、20 年总装机规模分别达到 00 万、1. 亿千瓦。并且实际装机量通常高于规划装机量。根据过去情况来看，十一五、十二五以及十三五期间的 实际装机量远高于规划装机量。

　　因此，我们预期预计十四五期间装机量仍将大于规划值，中国海上风电建设前景广阔。中天认为，在东部地区，在土地资源相对有限的情况下，海上风电未来将成为沿海各省新能源发展的重要一环。

　　2、风机大型化：风机容量将持续提升，由目前 5-8MW 逐渐向10MW以上演变。

　　3、风机深远海化：随着近海资源逐渐开发建设完毕，以及深远海风力资源更好，风机建设将逐渐向深海和远海发展。

　　新能源技术和经济性大幅提升，近五年来可再生能源提供了全球新增发电量的约 %，清洁低碳能源发展迎来新机遇。

　　2030年，全球范围内将有望呈现出以风能投资机构风能投资机会为基础，融合新能源发电技术、需求侧集成技术、储能技术以及智能装备等关键技术，具备更安全、更绿色、更智能、且更具有互联性的新能源应用场景。