海上風電行業研究:規劃護航海風發展,大型化驅動平價進程

2022年07月13日11:52:08 熱門 1049

(報告出品方/作者:廣發證券,陳子坤、紀成煒、曹瑞元)

一、大型化推動平價進程,海風發展東風已至

(一)海風時代全球化,揚長避短突破制約

近十年來全球海風市場呈現向榮狀態,裝機容量穩步提升。風力發電是實現「雙 碳」目標的重要手段,全球減碳大趨勢下,風電行業發展確定性強。據GWEA數據, 全球海上風電新增裝機從2012年1.2GW增長至2021年的22.5GW,年均增長率基本 保持在20-30%之間,我們預計2022-2026年新增裝機量CAGR可達37.83%,到2026 年全球海上風電累計裝機容量將突破145GW,發展前景明朗。

歐洲各國海風裝機略有波動,海上資源稟賦優越。根據GWEC數據,2016-2021 年各國每年新增海上風電裝機容量略有起伏,英國和德國在2019年及以前占歐洲海 風市場大頭,2021年歐洲整體新增裝機量達3.3GW,其中英國新增裝機2.3GW,歐 洲其他國家新增裝機量達1.0GW。歐洲海風穩步發展,我們預計歐洲市場2022-2026 年新增裝機量分別為2.8/5.1/2.4/6.6/11.6GW。根據歐洲風能協會2021年統計數據, 全年風電發電量達458TWh,佔全部發電量16.4%,其中海上風電佔3%,據估算, 歐洲海上風電年利用小時數已近4000h,海上資源豐富。

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國內及全球海風歷史裝機彈性發展,未來市場規模逐步增長。從增長趨勢來看, 中國和全球海風發展基本同步,預測在2022-2025年彈性增長,2026年後發展趨於 穩定,新增和累計容量增速基本保持在10%-12%。從市場規模來看,我們預計到2025 年中國海風新增裝機規模達16.0GW,相比於2020年中國海風新增裝機CAGR可達 32.0%,累計裝機容量達79.0GW;我們預計到2025年全球海風市場新增規模達 35.1GW,累計裝機容量達141.4GW,發展勢頭迅猛。

中國近海風能資源富足,區域間有強弱等級。依據國家氣候中心模擬給出的中 國近海風能資源分佈,中國近海的風能資源非常豐富,四大海區中東海風能資源最 優秀,然後依次是南海渤海黃海。而各個海域中台灣海峽資源最豐富,平均風 速在8.5m/s以上,局部地區超過9m/s;其次是浙江中南部沿海、廣東中東部沿海和 渤海遼東灣,平均風速均在8m/s以上;其它海域平均風速大都在7.5m/s以上;北部 灣北部和黃海中部風能資源相對一般,平均風速在7-7.5m/s之間。同時不同海域平 均風速與最大風速情況並不存在等比關係,風況具有明顯特殊性,如平均風速強度 排序第一位為東海,而最大風速強度排序第一位為南海。

海上風電開發需考量氣象災害因素。自然災害的存在是制約海風發展的一大原 因,對風電運維、工程進程、機組壽命等都會造成一定的威脅。強度低的熱帶氣旋 及外圍環流能夠使風電場處於「滿發」狀態,但颱風卻會對風電場帶來極大破壞, 除此以外,在風電場建設過程中還應該考慮不同區域特有的氣象問題,如東海、南 海的鹽霧帶來的機組腐蝕問題,海風資源與風險並存,需要針對性解決相關困難。

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海風相對陸風存在多方面優勢。比較來看,海風有更高的系統可靠性、更強的 環境保護能力、更廣闊的資源利用空間、更有利的風速條件。海上風電機組有更長 的使用壽命、高出陸風約20%的合理利用小時數。從分佈區域和佔地方面來看,海 上風電場機組傳輸損耗更低,佔地面積更小。

國內海風發展存在一定製約因素。由於離岸距離遠,海上變化大等原因,將導 致前期施工以及後期維護的困難,包括海上氣象災害對風電場造成的腐蝕等損失、 後續人員維修的難度、恢復運營的時長等,都會對海上風電安裝費用、維護費用產 生重要影響,成為度電成本的一部分,制約海風發展。根據CWP風電回顧與展望2021 報告,中國近海風資源相較於歐洲國家差,單機容量較國外平均單機容量小,關鍵 零部件產能受限,安裝施工設備限制,這些都會對中國海上風電成本產生影響。今 後為進一步降低成本降低和實現平價,仍需在技術研發、製造能力、配套產業和運 營維護等方面作出更大努力。

(二)大型化趨勢驅動成本降低,政策護航海風發展

風機大型化趨勢明顯。根據CWP風電回顧與展望2021報告,2020年中國海上 風電場主流機型單機容量已達到5.0MW以上(最大為10MW),平均新增單機容量 達4.9MW,相比2010年增長85%。GWEC預計2025年全球新增海上風電機組平均功 率將達到11.5MW,全球海上風電的先行者Henrik Stiesdal預測下一代風電機組將在 2030年之前出現,功率在20MW左右,葉輪直徑達到275米,風機大型化趨勢保持。 海上風電機組大型化降本效果顯著,海風經濟性凸顯。據Rystad Energy的研究 項目推算,對於1GW的海上風電項目,採用14MW的風電機組將比採用10MW風電 機組節省1億美元的投資,由此可見,風機的大型化將帶來風電成本的下降。從全球 海上風電平均裝機成本和LCOE變化來看,與風機裝機容量呈反方向變動趨勢,裝機 成本由2010年4706美元/KW下降為2020年3185美元/KW,LCOE由2010年0.215美 元/KWh下降為2021年0.085美元/千瓦時,海風經濟性凸顯。

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多重國家政策出台指引海風行業發展。自2021年起,海風行業新增項目不再納 入中央財政補貼範圍,補貼逐步退坡,推動平價上網發展,實行電價市場化競爭機 制。依據風電頭條,2021年進入新的平價時代,海上風電補貼最後一年,風電搶裝 風潮由陸轉海,《國家能源局關於2021年風電、光伏發電開發建設有關事項的通知》 建立消納責任權重引導機制、併網多元保障機制、保障性併網競爭性配置機制三大 長效性機制。2021年底「3060」再次明確,綠色金融支持政策跟進,明確碳排放量 要求,指引海風行業未來發展。

補貼情況接棒進行,多省「十四五」海風規劃明確。廣東省發佈的《促進海上 風電有序開發和相關產業可持續發展的實施方案》,是我國第一份由地方省份行政 單位出台的補貼政策,明確自2022年起,廣東省財政對省管海域未能享受國家補貼 的項目進行投資補貼,項目併網價格執行我省燃煤發電基準價(平價),推動項目 開發由補貼向平價平穩過渡。繼廣東後,山東省能源局副局長在山東省政府新聞辦 新聞發佈會上也明確表示,對2022-2024年建成併網的「十四五」海上風電項目, 省財政將進行適度補貼。

根據2021多省出台政策來看,「十四五」期間海風裝機容量規劃明確,廣東17GW, 山東10GW,江蘇9.09GW,浙江4.5GW,廣西3GW,海南3GW。江蘇環境影響評 價第二次公示較第一次公示規模下降3.03GW,較2020年規劃情況上升1.09GW。廣 西獲國家能源局批複的海上風電規劃共7.5GW,其中自治區管轄海域內全部4個場址 共1.8GW,要求力爭2025年前全部建成併網;自治區管轄海域外擇優選擇5.7GW開 展前期工作,要求力爭到2025年底建成併網1.2GW以上。海南省依據《海南省「十 四五」能源發展規劃》《海南省海上風電場工程規劃》,制定了海上風電場11個、 總裝機1230萬千瓦的海上風電項目招商(競爭性配置)方案。

(三)海上風電經濟性測算

風電機組、風機基礎及施工占海風項目投資比重高。江蘇、廣東、福建三省的 風電機組及安裝、風機基礎及施工的平均投資佔比為68%,在投資成本中佔比較高。 其餘的投資部分還包括塔筒、施工費、電纜、海上升壓站、陸上集控中心、用海(地) 費用等其他項目。降低造價是海上風電是否具備競爭優勢的關鍵,由於海上風電產 業鏈較長,各個節點都存在降低成本的可能性,從而進一步降低整體成本和風險。

海上風電項目建設成本已達到一定的降幅。根據北極星風力發電網的數據, 2020年海上風電項目的建設成本平均為16550元/千瓦,而2022年在建的華潤電力蒼 南#1海上風電項目的建設成本大約為12400元/千瓦,其中風力發電機組(含塔筒) 為4061元/千瓦,風機基礎及風機安裝施工為5491元/千瓦,總建設成本相比於2020 年的平均水平降幅達到25%,建設成本的下降已取得一定成效。

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LCOE的計算公式可以大致表示為(建設成本現值+運維成本現值+財務成本現 值+稅收成本現值)/發電量現值。以華潤電力蒼南#1海上風電項目的建設成本為基 礎,在運營規模為400MW,有效發電小時數為3000小時/年,貼現率為5%等各種假 設下,能夠得到蒼南#1項目的各成本現值,並計算出LCOE大約為0.57元/千瓦時。

風機大型化能夠降低海上風電LCOE。風機大型化能夠影響海上風電項目的建 設成本、運維成本以及發電量,進而使得LCOE發生變化。隨着單機容量的增大,單 位兆瓦下塔筒以及風機基礎等零部件的投資下降,使建設成本得以降低。此外,由 於達到目標功率所需要的風機數量也隨之減少,運維成本也相應降低。同時,風機 大型化也會帶動發電量的提升。在以上各環節的作用下,風機大型化最終能夠實現 LCOE的降低。通過假設風機兆瓦數、發電量現值、建設成本現值與運維成本現值在 大型化趨勢下上升或下降相同幅度,下表展現了不同風機兆瓦數變化幅度下,LCOE 的相應變化情況。

發電量是影響海上風電平價的關鍵因素。在對海上風電項目的LCOE做單變量 敏感性分析後,發現發電量的變化是影響LCOE變化的關鍵因素。發電量現值平均上 升1%,能夠使得LCOE下降0.86%;相比較而言,建設成本現值和運維成本現值分 別平均下降1%,能夠使得LCOE下降0.44%和0.24%。

未來全球海風發展中國居重要地位。根據GWEC預測數據,2026年全球海風市 場新增裝機量中亞洲穩居第一,在亞歐北美三洲中佔比直逼50%。細化來看,亞洲 市場中中國佔據主導地位,且到2030年仍保持重要地位。分析各國政策,到2030年 底,日本海上風電目標累計裝機為10GW,韓國為12GW,印度為30GW,英國為 40GW,距中國預測近60GW的海風規模均有差距。中國提出的可再生能源目標為 2030年非化石能源佔一次能源消費比重降至25%;2030年風電、太陽能裝機容量超 過1200GW,在政策推動之下,未來海風市場發展中中國將發揮巨大作用。

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二、海上風電大型化趨勢所帶來的產業鏈變化

(一)風機大型化引導各產業鏈的主要發展方向

風機大型化趨勢明顯,降本空間的擴大推動收益率提升。在2008-2021年期間 的新增裝機中,大容量機組的佔比不斷提升,金風科技的3/4S和6/8S機組銷售量占 比也逐年增加。根據CWEA發佈的《2021年中國風電吊裝容量統計簡報》,截至2021 年年底,在風電累計裝機中3.0MW及以上風電機組累計裝機容量佔比達到23.4%, 比2020年增長了10.9%。大容量機組還可通過減少機組安裝數量來降低運維成本、 風電場建設成本。根據施耐德電氣在2021CWP風能大會上的數據,當機型從2.0MW 提升至5.0MW時,收益率可從4%提升至8.6%,而典型海上風機的容量大於5.0MW, 因此可以帶來較高的收益率。

永磁同步機組是海上風電的主要機組類型,我國永磁同步機組容量佔比呈上升 趨勢。由於永磁直驅式機組省去了齒輪箱,降低了損耗,具有效率高、噪音低及低 電壓穿越能力強等優點,已廣泛運用於海上風電場,並成為深遠海和大容量海上風 電機型的主流選擇。永磁半直驅機組在保留了永磁直驅式機組優點的基礎上,減輕 了體積和重量,並擁有更高的轉速,也開始投入到海上風電商業運行中。2018年我 國永磁直驅式和永磁半直驅式機組在新增裝機容量中佔比為42%。

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風機大型化推動高塔筒、大葉片趨勢。風機的大型化要求更高的塔筒來給予支 撐,根據風能協會的數據,2018年風電機組平均高度為91m,最高風機達140m;2019 年平均高度為96m,最高達147m,風電機組的高度逐年穩步提升。作為風電機組的 關鍵部件,塔筒在提升風機高度、保障機組安全中發揮着重要作用。在相同功率的 風電機組中,風輪直徑呈增大趨勢,2MW風電機組的平均風輪直徑從2007年的79m 增大至2018年的118m。

大葉片使得葉輪直徑越長,掃風面積越大,進而增大發電量。隨着海上風電機 組單機功率的增大,需要更大的葉片來達到大功率的發電效果。東方電氣自主研製 的B1030A型風電葉片長度為103米,是目前我國已下線的最長風電葉片。根據北極 星風力發電網,明陽智慧正在研發的16MW的海上風機葉片長度為118米,國際整機 商維斯塔斯將推出單機功率為15MW的海上風機葉片長度為115.5米。目前中國海裝 的H256-16MW海上風電機組擁有全球最大的風輪直徑,為256米。

葉片輕量化能為其大型化帶來更高的效用。葉片長度的提升使其重量快速增加, 雖然通過增大掃風面積提高了發電效率,但重量的增加也加重了對主機和塔筒的荷 載,因此輕量化成為大葉片的重點發展方向,其中長度在百米以上級別的葉片必須 用到碳纖維材料。碳纖維是一種具有質量輕、高強度、耐腐蝕、抗疲勞等優異性能 的材料,將其應用於葉片中,將能夠有效減輕葉片質量,增加葉片強度,在海上高 鹽高濕的環境下,葉片中碳纖維材料也能夠提升耐腐蝕性能,適應海上風電惡劣的 氣候條件。

風電葉片已成為碳纖維材料需求量最大的應用領域。碳纖維在風電葉片中的需 求量已從2016年的1.8萬噸上升至2021年的3.3萬噸,在碳纖維成為百米級葉片的剛 性需求背景下,風電大規模使用碳纖維是大勢所趨。根據《2021全球碳纖維複合材 料市場報告》的數據,風電葉片用碳纖維需求量佔總需求量的28.0%,是碳纖維所 有應用領域中佔比最高的行業。受海上風電快速發展的影響,碳纖維企業也迎來新 的發展機會。目前國內風電葉片應用的碳纖維主要以卓爾泰克等國外廠商為主,隨 着國產化碳纖維技術的成熟,存在國產替代空間。相關企業有吉林碳谷、光威復材、 上海石化吉林化纖,其中吉林碳谷擁有多種類型的碳纖維原絲系列產品,年產能 達6.55萬噸,在建產能2萬噸,預計於2022年中期完工。

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碳纖維規模化應用仍存在難題,未來國產碳纖維需與風電行業形成互動。在補 貼退坡的海上風電行業中已經形成降本壓力,碳纖維的經濟性在未來葉片發展中有 着重要的作用。但目前碳纖維的供給無法覆蓋需求,價格迎來上漲,根據上海電氣 風電集團在2021北京國際風能大會上所述,2021年碳纖維價格漲幅約為50%,這體 現出碳纖維批量供應的不穩定性。目前風電葉片對碳纖維的應用需求為碳纖維行業 提供了良好的契機,如果未來碳纖維的批量供應能與風電行業的批量應用形成良好 互動,將有助於兩個行業的共同發展。(報告來源:未來智庫)

(二)海上風電選址深海化,柔性直流輸電經濟性得以體現

近海資源逐步飽和,選址深海化成為海上風電的發展方向。海上風電按照潮間 帶風場、近海風場、深遠海風場的發展路徑逐步推進。目前國內外建成的海上風電 場絕大多數為近海風電場,但近海風電會受到日益嚴苛的環保生態安排等制約,發 展空間受到擠壓;而深遠海範圍更廣,風能資源更豐富,風速更穩定。在深水遠海 區域建立風電場,既可以充分利用更為豐富的風能資源,也不會對航道資源和沿海 工業生產等產生不利影響。

海上風電離岸距離增加使得海纜傳輸距離增加,將帶動海纜用量進一步上升。 海上風電所用的電纜主要包括海上風電機組用電纜、風場內集電線路用電纜、海上 升壓站用電纜和輸送到陸上集控中心用電纜,風電場深海化將增加輸送用電纜的用 量。我國目前計劃的海上風電項目最遠離岸距離已達95km,距離歐洲目前最遠的 200km仍有發展空間。江蘇大豐H8-2項目所用的220千伏海纜長度達到86.6公里, 為國內使用交流海纜距離最長。

海上風電的輸電方式包括交流輸電和直流輸電,直流輸電具有更低的電纜成本 和電力損失。直流輸電通過換流站將交流電轉變為直流電,通過高壓直流海底電纜 將電能輸送至陸上換流站,最後再重新轉變為交流電後接入交流電網。相比於交流 輸電來說,直流輸電能夠減少系統投資、降低電力損失、減輕海上平台負荷以及降 低建設維護價格。

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直流海纜輸電系統比交流海纜輸電系統在長距離輸電中更經濟,深海風電場基 本採用柔性直流輸電。直流線路所耗費有色金屬絕緣子和金具等材料比交流線路 少,因此直流輸電線路的單位長度造價比交流線路有較大幅度的降低。但由於換流 站的設備比交流變電站複雜,包括昂貴的可控硅換流器及其附屬設備,所以換流站 的投資高於同等容量和相應電壓的交流變電站。當輸電線路距離足夠大時(一般大 於57km),直流輸電線路成本低的優勢以及線路損耗費用少的優勢將得以體現。

(三)漂浮式風電技術助力海上風電深海化

漂浮式技術主要應用於深海區域,是海上風電的主要發展趨勢之一。隨着海上 風電不斷從淺近海走向深遠海,海上風機支撐結構形式也伴隨水深變化,從固定式 支撐結構向漂浮式支撐結構演變。漂浮式基礎允許在深海區域部署風力渦輪機,可 最大程度地利用海上風能潛力,不僅開拓了可開發的海域範圍,而且開發周期更短、 對環境更友好,是未來深遠海上風電開發的主要技術。

駁船式、半潛式和單立柱式是主要的漂浮式風電機組基礎類型。常見的漂浮式 風電機組基礎類型有駁船式(Barge)、半潛式(Semi)、單立柱式(Spar)、張 力腿式(TLP)。其中半潛式、駁船式和單立柱式佔據市場主要份額。根據GWEC 的數據,截至2021年7月,全球漂浮式海上風電項目裝機容量為71.3MW,並且預計 到2030年將有近16.5GW的漂浮式海上風電渦輪投入使用。

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我國漂浮式技術研究起步較晚,與歐洲的先進水平相比存在一定差距。SGRE SWT 6.0-154是世界上第一個商用漂浮式風電項目,於2017年在英國投產。明陽智 能的MySE5.5MW抗颱風型浮式機組是我國首台漂浮式機組,並於2021年5月在明陽 智能陽江基地裝配完成並測試下線。

長期漂浮式風電技術愈加受重視,將在全球風力發電中發揮重要作用。發展漂 浮式風電技術,能夠推動漂浮式風機商業化以充分挖掘深海地區豐富的風能資源, 我國漂浮式風機專利申請數量和授權數量逐年增加。根據GWEC的數據,目前漂浮 式風力發電僅占風力發電裝機總量的0.1%,到2030年它將佔全球新增風力發電裝機 總量的6.1%。

三、產業鏈環節梳理

(一)海纜:東方電纜中天科技海纜頭部製造商地位凸顯

海纜行業進入壁壘較高,行業內企業數量較少。由於海纜在海底運行,其環境 複雜並且對海纜損害大,因此需要較高的技術保證海纜的正常運行。此外,由於海 纜的品牌效應以及海纜生產與施工需要專用設備、生產前期需要較大的資本投入, 海纜行業具有生產技術壁壘、資格認證壁壘、生產設備壁壘、品牌業績壁壘和資金 壁壘。在嚴格的進入壁壘的影響下,能夠進行規模性生產海纜的企業僅有東方電纜、 中天科技、亨通光電漢纜股份寶勝股份等大型企業。

海纜行業市場集中度較高,中天科技與東方電纜共處第一梯隊,東方電纜海纜 銷量呈追逐之勢。根據北極星風力發電網數據顯示,中天科技在2020年至2021年期 間累計完成如東項目2090千米海纜敷設。東方電纜在2020年年報中顯示,其2020 年海纜銷量為864千米。在2021年風電搶裝潮的背景下,東方電纜的海纜總銷量有 望持續上升,與中天科技共處海纜第一梯隊。

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海上風電作為海纜最大的下游應用市場,快速發展驅動海纜規模提升。 測算方案一:根據初始投資額測算。海纜產品在風電裝機中成本佔比相較較高 (220kV送出電纜投資成本佔比5-10%,35kV陣列電纜投資成本佔比3-4%,鋪設費 用占電纜成本比20%),是海纜最大的下游應用市場。結合風電新增裝機量,海風 風機大型化,離岸距離進一步增加,未來單GW海纜投資佔比有進一步提升的可能。 初始投資額測算的 2022-2025年中國海上風電驅動的海纜系統市場規模為 99.04/205.67/234.54/269.04億元,較2020年複合增長率為34.76%。

測算方案二:根據220kV送出電纜和35kV陣列電纜需求量和價格測算:平均海 上風電場裝機容量為300MW(取近年來海上風電裝機量最多值),送出海纜平均長 度有海風項目需要雙倍離岸距離的送出電纜,近年來新建風電場離岸距離有小於 50km如江蘇啟東海上風電場離岸距離37km,有大於50km如江蘇大豐#H8風電場項 目離岸距離72km,這裡取2021年取平均值55km,隨着項目遠海化需求長度會增加。 平均海上風電單機容量設定為4MW,結合風機大型化趨勢逐年增加。平均單機所配 陣列電纜以龍源江蘇大豐H4#300項目參考,48颱風機配90.02km陣列電纜,平均每 颱風機配1.88km陣列電纜。根據北極星風力發電網顯示,220kV送出電纜單價在 400-500萬元/千米,取均值450萬元/千米,35kV陣列電纜單價在60-150萬元/千米, 取均值110萬元/千米,單價會隨着技術發展預計以年6%下降。根據需求量和價格測 算 的 2022-2025 年 中 國 海 上 風 電 驅 動 的 海 纜 系 統 市 場 規 模 為 73.93/139.85/158.02/179.71億元,較2020年複合增長率為31.03%。

綜合平均兩種方式測算,預測2022-2025年中國海上風電海纜市場規模為 86.48/172.76/196.28/224.38億元,年複合增長率33.19%。預計2022-2025年全球海 上風電海纜市場規模為193/307/410/578億元,年複合增長率37.18%。未來國內、 全球海纜市場空間廣闊。

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東方電纜擁有高技術含量的交直流海纜產品,是我國領先的海纜企業。東方電 纜擁有500kV及以下交流(光電複合)海纜,±535kV及以下直流(光電複合)海纜 系統產品的設計研發、生產製造、安裝和運維服務能力,能夠提供深遠海臍帶纜和 動態纜系統解決方案、超高壓電纜和海纜系統解決方案。未來海上風電場的數量將 不斷增加,且海上風電場選址越來越推向深遠海,這些因素將加大對於大長度、大 容量、高電壓等級海底電纜的需求,因此東方電纜在海上風電海纜行業中具有較強 競爭力。 東方電纜海纜營收穩步上升,海纜業務的擴張帶動整體銷售毛利率表現強勁。 東方電纜的海纜業務總營收佔比由2016年的8.64%上升至2021年的41.31%,其海纜 供應商地位逐步凸顯。風機大型化背景下,海纜業務單價受影響小,東方電纜海纜 單價長期保持在240萬元/公里左右。受益於海纜業務的快速發展,東方電纜的整體 銷售毛利率也得以提高,從2015年的11.03%上升至2021年的25.34%,盈利能力得 到提升。

中天科技領航海纜行業,多項海纜關鍵技術實現突破。國家能源局統計數據顯 示,2021年我國海上風電新增裝機容量16.9GW,其中中天科技海纜服務的海上風 電項目達21個,合計6.29GW,佔比達37%。從全球角度看,截止2021年底,公司 海纜供貨業績覆蓋除南極洲以外的六大洲,總里程超已20000千米。近年來,公司 加大研發投入與人才隊伍建設,在66kV集電海纜、柔性超高壓直流海纜、三芯330kV 超高壓大容量輸電海底電纜、滿足深海漂浮式風機使用要求的動態纜、滿足2000米 水深使用要求的深海海底電纜等多項新技術上實現突破,為公司助力我國海上風電 平價提供了強大技術支撐。 中天科技海纜業務收入佔比快速上升,拉高公司綜合毛利水平。中天科技深耕 海洋、新能源、電力傳輸、光通信、新材料五大領域,其中海纜業務乘海風行業發 展與技術突破之勢快速拓展,海纜業務營收增速自2019年起快速增長並多年保持在 100%左右,近5年海纜業務營收CAGR達63.75%,海纜業務營收佔比由2017年的 2.95%上升至2021年的20.40%。從毛利率角度看,中天科技海纜業務呈現波動上升 趨勢,從2017年的30.16%上升至2021年的35.55%,連續3年位居各業務第一位, 且遠高於公司整體銷售毛利率水平,是公司盈利能力長期增長的重要動力來源。

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(二)塔筒:關注產能與出海能力卓越的大金重工和天順風能

塔筒行業具有規模效應,運輸能力是塔筒廠商的重要競爭力。由於塔筒本身的 技術壁壘並不高,其生產流程主要包括拼裝和焊接兩個環節,因此大型客戶在選擇 塔架生產商時,通常會選擇生產規模較大且有穩定質量與業績的廠商。在塔筒的生 產成本佔比中,運費成本佔7%左右,僅次於原材料成本,這在在機械行業中處於較 高水平。在風電大型化背景下,塔筒的體積與重量也隨之增加,運輸也將變得更為 困難,因此具有優秀運輸能力與出海能力的廠商能夠獲得較強的競爭力。

大金重工四大生產基地產能達百萬噸,同時具備優異的運輸能力。大金重工擁 有遼寧阜新(20萬噸)、山東蓬萊(50萬噸)、內蒙古興安盟(10萬噸)、張家口 尚義(20萬噸)四大生產基地,產能合計100萬噸。各個生產基地領先的基礎設施 也為塔筒的運輸提供了保障,其中山東蓬萊生產基地碼頭位於蓬萊海域,自然水深 可達20~24米,是國內公認的深水良港,非常適合海風裝備的運輸。截至2021年底, 蓬萊大金碼頭已建成5個泊位,已投運3個泊位,分別為兩個10萬噸級對外開放專用 泊位和一個3.5萬噸級對外開放專用凹槽泊位,剩餘2個泊位預計2022年投入使用。 碼頭建設將有利於實現公司風電裝備部件的直接裝船集港發運,提升公司出海能力。

大金重工塔筒業務營收增長迅速,毛利率水平表現強勁。近幾年來天順風能的 塔筒業務營業收入保持領先,大金重工營收增長迅速,從2018年的9.59億元增加至 2021年的43.58億元,與天順風能的塔筒收入差距逐漸縮小。相比與天順風能塔筒業 務毛利率水平逐年下降的表現,大金重工在塔筒業務迅速擴張的同時,其毛利率水 平依舊維持在22%左右,盈利能力保持穩定。

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天順風能系全球風電塔筒龍頭,規模擴張穩步進行。天順風能自2005年成立以 來,一直深耕於新能源裝備製造產業,目前已是國內外大規模的風塔、葉片及裝備 製造龍頭企業。產品包括陸上、海上風塔,葉片及模具,風電海工產品和其它關鍵 部件。截止2020年天順已經在中國,歐洲建有9個塔架生產基地,3個葉片生產基地, 現有70萬噸塔筒產能,預計2022年底新增60萬噸海工產能,2023年底新增120萬噸 塔筒產能。

業績維持增長,毛利率、凈利率相對穩定。2021年營業收入為82億元,同比 +0.89%;歸母凈利潤為13.10億元,同比+24.76%;2007-2021年公司營業收入CAGR 為28.20%,歸母凈利潤CAGR為26.74%。公司毛利率和凈利率整體較為穩定,毛利 率總體保持在25%上下,凈利率10%以上。2021毛利率為21.57%,同比-1.92pct, 凈利率為15.96%,同比+2.24pct,展現出了較強的抗風險能力。

塔筒業務進入穩增長通道,葉片和發電業務發力。2016、17年以來公司開始拓 展風電裝備製造板塊的多元化布局,並取得了顯著成效。2020年公司塔筒業務收入 為50.53億元,同比增長11.23%;葉片產品收入為21.61億元,同比增長187.50%; 風電發電業務收入為7.10億元,同比增長15.03%;同時葉片產品和風電發電業務的 毛利率較高。預計未來海上風電生產基地建成後,公司的增量空間將進一步打開。

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(三)整機:「兩海戰略」穩步推進,頭部廠商有望受益

海上風電整機行業集中度較高,頭部廠商表現穩定。近年來海上風電整機行業 的CR5均在90%以上,頭部廠商表現相對穩定,其中電氣風電(原上海電氣)的新 增裝機容量長期保持第一,遠景能源、金風科技、明陽智能、中國海裝緊隨其後, 也擁有較高的海上風電新增裝機容量。2021年明陽智能在海上風電領域發力,市佔 率達到26.11%,僅次於電氣風電。

截至2021年年底,我國海上風電整機製造企業共13家。其中,累計裝機容量排 名前五的公司為電氣風電、明陽智能、金風科技、遠景能源和中國海裝,累計裝機 容量達到23.62GW,佔全部累計裝機容量的93.31%。

海上風電頭部整機商盈利能力保持穩定。電氣風電作為海上風電整機商的龍頭 企業,其海風整機業務呈穩定增長的趨勢,營業收入從2017年的45.07億元上升至 2021年的235.76億元。明陽智能則在近兩年來開始重視海上風電領域,營業收入從 2018年的7.27億元上升至2021年的144.75億元。在業務規模擴大的同時,整機廠商 毛利率水平有所下降,電氣風電的海風業務長期保持着相對較高的毛利率,而金風 科技毛利率也出現回升,從2019年的12.50%上升至2021年的17.71%。

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(四)變流器:禾望電氣深耕風光儲電能變換,領航新能源趨勢

禾望電氣專註於電能變換領域,是國內領先的新能源電力電子及電氣傳動設備 供應商,主要產品包括風電變流器、光伏逆變器、電氣傳動設備等。公司經過多年 研發投入,目前已經形成以電力電子技術、電氣傳動技術、工業通信/互聯技術和整 機工藝/製造工藝技術為核心的技術平台。 禾望電氣近年來營收穩步增長,盈利有所回升。2018-2019年公司面臨行業低 谷,風電行業競爭加劇導致部分中小客戶退出,據公司財報,兩年分別計提3.6億元 和4.3億元壞賬準備,公司歸母凈利潤下滑明顯。2020年受益於風電與光伏行業快速 發展,公司營收達23.4億元,同比增長30.9%;歸母凈利潤達2.7億元,同比增長 302.0%。2021年公司營收達21.0億元,同比下降10.0%;歸母凈利潤達2.8億元, 同比增長5.0%,盈利保持增長態勢。

禾望電氣變流器市場份額領先,毛利率領跑同行。同業比較來看,禾望電氣風 電變流器發展時間較早,業務基礎深厚,2016年禾望風電變流器收入已達6.6億元, 同期陽光電源收入為0.86億元。根據Wind數據,禾望電氣和陽光電源2020年風電變 流器收入分別為14.7億元、14.2億元;估測2021年上半年對應收入分別為5.2億元、 4.8億元;估測2021年前三季度對應收入分別為9.0億元、7.7億元,預計禾望電氣與 陽光電源合計市佔率已超過50%,禾望電氣居於行業一線梯隊。風電成本下降帶動 產品價格下行,近年來相關產品毛利率呈現下降趨勢,禾望基於技術沉澱及規模基 礎,毛利率仍具備相對優勢,未來有望隨技術迭代加速降本,保持行業領先地位。

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預計2022-2025年變流器市場規模CAGR將達7.9%,公司業務有望加速發展。 考慮到2021年海上風電搶裝潮,預計2022年市場規模增速相對回落。基於對中國陸 上及海上風電裝機量的判斷,結合風電整機價格趨勢,預計到2025年中國風電變流 器市場規模將達73.1億元,2022-2025年CAGR將達7.9%。其中海上風電對全功率 變流器需求大,隨海上風電不斷發展,全功率變流器佔比或持續提升。預計到2025 年,雙饋變流器市場規模將達26.3億元,2022-2025年CAGR約1.7%,全功率變流 器市場規模將達46.8億元,2022-2025年CAGR將達12.2%。未來海上風電變流器發 展空間廣闊,公司具備先進技術及研發能力,在行業內具備較強競爭力,未來業務 發展有望持續受益。(報告來源:未來智庫)

(五)電力綜合服務商:永福股份新能源+儲能協同賦能

民營勘察設計龍頭企業加速向電力能源綜合服務商轉型,「新能源+儲能」產業 鏈生態日益完善。永福股份作為國內唯一一家自主上市的能承擔大型發電、輸變電 業務勘察設計的民營企業,同國家電網公司、大型發電集團等30多家大型國有企業 及其下屬公司建立了長期穩定的合作關係,在分佈式能源站、海上風電、光伏發電、 特高壓等領域積累了豐富項目經驗。永福股份擁有電力設計最高資質等級—工程設 計(電力行業)甲級資質,具備領先的發電(核電、燃氣發電、風電、光伏等清潔 能源及新能源)、電網(包括特高壓在內的全電壓等級)、綜合能源、智慧能源、 儲能等電力能源系統集成解決方案能力,資質全面支撐公司業務全國擴張。

疫情影響逐漸消散,剔除股份支付影響後業績復蘇明顯。2021年公司實現營業 收入15.68億元,同比增長59.92%,歸母凈利潤0.41億元,同比減少19.94%,扣非 歸母凈利潤0.19億元,同比減少51.48%,歸母凈利潤和扣非歸母凈利潤的大幅下滑 主要系公司對股權激勵費用攤銷形成的股份支付所致,若剔除0.51億元股份支付影 響後的歸母凈利潤為0.92億元,同比增長80.38%。2022Q1公司營業收入4.14億元, 同比增長104.8%,歸母凈利0.17億元,同比增長95.35%,扣非歸母凈利0.14億元, 同比增長1941.17%,一季度作為傳統工程類企業業務淡季,公司業績淡季不淡彰顯 全年強勁需求。展望2022年,風光儲項目加速落地有望為企業帶來新的盈利拐點。

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EPC業務貢獻主要營收,公司整體毛利率隨之承壓。2016年起EPC業務占營收 份額逐年提升,2018年和2019年佔比分別達到62.30%、82.72%,佔據收入主要構 成,2020年受疫情影響,EPC工程進度放緩,收入有所下降,新簽項目訂單業績未 能充分釋放。2021年隨着疫情緩和EPC進程加快,單項業務貢獻營收12.62億元, 同比增長101.34%,占營收比重達80.50%,同比提升16.56pct。毛利率方面,2021 年公司整體毛利率21.99%,同比下滑5.36pct,主要系EPC業務佔比提升影響所致。

以儲能EPC為切入點,攜手動力電池巨頭布局景氣賽道。根據CNESA統計, 2021年國內新增投運儲能裝機中,寧德時代承包1.83GWh新增份額,全球儲能電池 出貨量16.51GWh,市場份額遙遙領先國內同類企業。公司攜手動力電池巨頭布局 景氣賽道,2020年12月,寧德時代以14.52元/股價格受讓公司8%股票成為第二大股 東; 2021年2月寧德時代再次以增資方式入股永福電通(後改名為時代永福,科技 有限公司),持股比例為60%,聚焦智慧能源與新能源產業;2021年5月時代永福 與中核鈦白合資成立中核時代,聚焦風光儲綜合能源的開發、建設與運營,公司與 鋰電巨頭合作持續強化。

作為寧德時代上下游一體化布局的重要環節,公司與龍頭企業合作高度協同與 互補,共同打造儲能行業護城河。寧德時代憑藉規模優勢和品牌競爭力與全球範圍 內眾多企業展開合作,同時深度合作上下游企業,儲能方面先後與星雲股份、科士 達、易事特、國網綜能、福建百城新能源、永福股份等行業龍頭成立合資公司,全 面切入風電、光電等發電側儲能、儲充電站等電網側儲能和充電樁、家用儲能櫃等 用戶側儲能,共同發力布局儲能全產業鏈。目前公司在手示範項目包括:(1)以2062 萬元中標金額承接國網時代華電大同熱電儲能工程並提供全過程諮詢服務,打造全 國儲能工程全過程工程服務標杆項目;(2)為國網時代福建吉瓦級寧德霞浦儲能項 目提供數字化技術服務,實現儲能站設計、施工、移交、運維等全生命周期數字化 技術應用,儲能行業競爭優勢持續強化。

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從 EPC到智慧能源與運維,賦予數字化新機遇。公司智慧能源業務主要包括電 力信息技術服務、數字電力、電力通信和自動化業務,公司依託深厚行業背景為電 網公司、發電企業及能源產業鏈其他相關企業提供電力信息化產品和全生命周期能 源解決方案,產品已應用在福建省電力調度中心、長樂海上風電等多個項目中,市 場認可度較高。智能運維則主要是為客戶提供風光儲一體化運維服務,其中光儲智 能運維平台在分佈式光伏領域應用前景廣泛。未來,公司數字化業務有望從福建拓 展至全國,從電網企業向能源企業開拓。

(六)樁基:行業迎來量價齊升,海力風電具備市佔率優勢

樁基行業存在技術壁壘,海力風電的樁基業務市佔率處於領先地位。樁基行業 存在較高的技術壁壘,大量中小企業較難進入主流市場,下遊客戶在選擇供應商時 往往會選擇頭部企業。根據海力風電招股說明書的數據,海力風電的樁基市佔率在 2018年和2019年分別為17.68%和23.03%,處於領先地位。因此在樁基需求受益於 海上風電的發展時,海力風電的樁基業務將得到擴張。

海力風電樁基產品量價齊升,樁基業務毛利率水平基本維持穩定。海力風電樁 基銷量近年來處於上升趨勢,與此同時單價水平也逐年增加,主要原因在於樁基需 求量提升所帶來的規模效應。根據海力風電招股說明書的數據,其2020年和2021年 上半年樁基的產能利用率分別為121%和102%,產銷率分別為93.39%和93.23%, 基本處於滿產滿銷水平。此外,在議價水平較高的背景下,海力風電的樁基業務也 維持了較為穩定的毛利率水平。

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(七)葉片:聚焦大型化、輕量化趨勢,時代新材脫穎而出

時代新材聚焦風電葉片大型化、輕量化發展趨勢。時代新材在2020年通過調整 產品結構,重點上線了146等大葉型;並與上海電氣結為戰略合作夥伴,深化在海上 風電領域的合作層次,共同研製出長72米的我國首款海陸兩用風力發電葉片S72; 完成了國內首款碳纖維拉擠大梁海上葉片EN161的實驗試製及掛機葉片生產。在管 理水平與技術進步的推動下,交付周期從2020年初的36.1天縮減至17.2天,交付效 率顯著提升。2021年,公司進一步加快葉片研發批產速度,大力攻關海上市場攻關 海上7-8MW及以上大功率葉片的開發,並完成了射陽工廠海上葉片能力建設,為後 續海風業務增長做好準備。

時代新材葉片市佔率穩居國內第二,營收增長迅速。時代新材風電葉片業務規 模穩居國內第二,2020年受益於風電搶裝潮,葉片業務營業收入達到68.8億元,同 比增長196.12%。2021年受新增併網裝機容量走低、主要原材料價格居高不下等因 素影響,行業內公司葉片業務營收均收到影響,其中時代新材葉片業務營收為50.98 億元,同比下降25.9%,但較搶裝前2019 年的葉片營收23.25億元仍有明顯增長。 公司2017-2021年間的CAGR為20.34%,略高於中材科技。從公司毛利角度看,時 代新材毛利率呈波動上升趨勢,從2016年的12.10%上升至2020年的17.04%。2021 年時代新材毛利率下降至9.76%,主要系葉片售價下降、原材料價格上升所致。

(八)主軸軸承:大兆瓦軸承國產化率有待提升,新強聯國內領先

軸承國產化率有待提升,大兆瓦主軸軸承研發任重道遠。伍德麥肯茲的提供的 數據顯示,2019年我國風機葉片、齒輪箱、發電機、塔筒等主要零部件的國產化率 均已超過70%,但偏航變槳軸承和主軸軸承國產化率僅達50%與33%,低於國內風 機零部件平均國產化率水平。隨着風機大型化趨勢不斷推進,8-10MW海上風機逐 步批量投運,但3MW以上主軸軸承的國產化率處於極低水平,大兆瓦主軸軸承市場 仍受斯凱孚、舍弗勒、恩斯克、捷太格特、恩梯恩、鐵姆肯、美蓓亞、不二越等全 球八大軸承公司所壟斷。對於新強聯、瓦軸、京冶軸承等國內軸承製造企業,其目 前的大兆瓦主軸軸承製造能力在4-5MW左右,更大兆瓦的軸承仍需進一步研發與試 驗。

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新強聯營業收入與歸母凈利潤均快速增長,風機軸承業務毛利率長期保持在高 位。新強聯近年來營收快速增長,從2018年的4.57億元增長為2021年的24.77億元, 其中2018-2021年的CAGR達到53.58%。從業務角度看,新強聯風機軸承業務毛利 率長期穩定在高位,自2016年起基本維持在31%左右的水平,盈利能力保持穩定; 風機軸承收入業務佔比自2018年後迅速提升至86%,為公司後續進一步穩定風機軸 承領先地位、加快推進大兆瓦軸承研發起到了奠基作用。

(本文僅供參考,不代表我們的任何投資建議。如需使用相關信息,請參閱報告原文。)

精選報告來源:【未來智庫】。未來智庫 - 官方網站

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