能源革命正在加速進行
風力發電和光伏發電勢在必行
十四五 “規劃的政策面將繼續大力扶持海上風電和光伏等清潔能源的發展。在 “十三五 “期間,中國的能源結構不斷優化,低碳轉型取得明顯成效。
中國能源安全進入關鍵時期,能源低碳化改造進入重要窗口期。建議到2025年,非化石能源消費比重提高到20%,非化石能源發電比重達到39%。
電力能源占最終能源消費的30%。這就要求加快發展風電和太陽能綠色發電,全面推進風電和太陽能發電的規?;l展和高質量發展。
風力發電和光伏發電的互補優勢
風力發電和光伏發電具有互補優勢,是可再生能源系統的右臂:
1)基于高利用小時數,陸上風電的千瓦時成本低于光伏,是目前發電成本最低的可再生能源形式。
2020年陸上風電的千瓦時成本為0.04美元/千瓦時,比過去十年的成本降低了54%。中國大部分地區可以實現與煤電相同的價格甚至更有競爭力。
2)風力發電和光伏發電都是間歇性電源,其輸出的隨機性和波動性對并網不友好。與火力發電相比,它們有天然的劣勢。但是,風能和太陽能的互補可以在一定程度上減少對電網可靠性和穩定運行的影響。
從年利用小時數來看,風電和光伏的互補性較強;從日輸出曲線來看,存在季節性差異,需要結合其他靈活性來調整供電量和并網。
3)風能資源豐富,特別是海上開發潛力大。
豐富的海上風能資源
高質量的海上風能資源和高發電量
海上風能資源豐富,質量高。
1)根據世界銀行2020年的數據,中國是世界上海風開發潛力最大的國家,達到2982GW,其中1400GW是固定的。截至21日,累計裝機容量僅為26.4GW,僅占2%,發展空間非常大;
2)海上沒有擋風物,風速高,風機發電量與風速的立方成正比(未達到額定功率),發電量高;3)海上風切變小,避免葉片振動、疲勞甚至斷裂;4)海風穩定,波動小,對電網的調頻要求降低。
海上風電公開招標重新啟動
海上風電的建設周期為2-3年。在21年國家補貼下降的刺激下,2019年海上風電公開招標達到15.6GW,同比增長225%,隨后20年公開招標6.3GW,同比下降60%,21年只有5家。共招標2.48GW的項目,同比下降61%。
海上風電的公開招標和開標加快了重啟的步伐。2021年上半年,僅有渝東南陽江青州一、二期項目招標,中標時間距離招標時間還有8個月。在過去的22年里,截至4月底,海豐的公開招標量為3.14GW(不完全統計)。
海上風電價格低廉迫在眉睫
在海上風電的初始投資成本中,風機、地基和施工占了很大比重,這是降低成本的關鍵所在。數據顯示,海上風電的典型成本約為17600MB/kW,其中海上風機和塔架、施工成本、交付環節分別占初始投資的45%、27%和19%。
該計劃預計將增加50GW以上的裝機容量
根據規劃,”十四五 “有望新增50GW以上的裝機容量:2021年將新增16.9GW的電網,新增和累計裝機容量將超過英國,位居世界第一。國家補貼退坡后,地方政府積極鼓勵海風的發展。
根據江蘇、山東(土地補貼)、廣東(土地補貼)、浙江(計劃土地補貼)、廣西等地批準的項目,”十四五 “總裝機容量超過50GW。我們估計在22-25年內,中國海上風電的新增裝機容量將達到6、9、10、15GW,年復合增長率為36%。
陸風的大型化趨勢正在加速
2022年安裝確定性高
基于行業成本的快速降低,2021年10月3S和4S機組的公開招標均價將降至2257rmb/KW和2293rmb/KW,同比下降約30%。
風力發電機組價格的下降刺激了需求。2021年,公開招標量為54.2GW,其中陸上為51.4GW,同比增長106%。22Q1,招標量為24.7GW,其中陸上為19.3GW,同比增長36%。2022年陸上風電新增裝機容量的確定性比較高。
政策支持
風光基地一期約100GW正在有序推進,”十四五 “二期已完成200GW,”十五 “已完成255GW。2021年10月,國家提出在沙漠戈壁地區加快規劃建設大型風電光伏基地項目,一期裝機容量約為100GW。
截至2021年底,已開工建設約75GW,其余項目將于22Q1開工,預計2023年完工。景區基地二期計劃在 “十四五 “期間建設200GW(150GW對外輸送+50GW本地自用),”十五 “期間建設255GW。
加快推進大規模
在 “十四五 “期間,風電機組的大型化趨勢將加快。2020年,瑞典、加拿大等國平均新增容量為4MW,而中國僅為2.2MW,低于全球平均水平。
主要原因是在補貼時代,項目回報率高,產業鏈各環節對大兆瓦技術升級的積極性不高,而且客觀上也受到了中國風機廠家技術研發周期的限制。在平價的壓力下,降低成本的重要性凸顯,迫使行業加快大兆瓦風電機組的產業化進程。
2021年招標機型要求以2.5-3MW為主,2022年要求提高到4-5MW以上,高風速區為6-7MW以上。預計在未來2-3年內,陸上機組容量將達到10MW水平。
22-25年復合增長率為36%
在能源結構轉型的明確目標下,大基地、千鄉萬村控風計劃&風電伙伴行動、以大代小等政策支持得到充分體現。
隨著大型風電機組成本的降低,風電機組價格下降,陸上風電項目收益率大幅提高,帶動了風電裝機容量的旺盛需求。預計 “十四五 “期間,陸上風電年均裝機容量將達到60GW左右,22-25年復合增長率約為13.5%。
風力發電產業鏈的競爭格局
海底電纜
2025年,市場規模約為375億元,22-25年復合增長率為46%。
隨著海風離岸距離和容量的擴大,大截面面積和高壓海纜的發送比例將增加,單位價值將明顯增加。根據海上風電項目的并網情況,在相同容量下,離岸距離越遠,發送海纜的價格越高;
隨著項目容量的擴大,每公里海纜的價值也在增加。3×500mm2的220kV價格約為350-430萬/公里,3×1000mm2的價格約為700-750萬/公里,三芯500kV的價格超過1400萬/公里。
東方電纜: 技術積淀深厚,盈利能力領先
高端技術儲備率先產業化,先發優勢構筑護城河:公司技術積累深厚,在向高端產品滲透的過程中,產業化速度領先行業。500kV單芯和三芯交流海纜軟接頭技術的應用 行業第一;
高壓直流海纜率先實現產業化,填補了國內空白,具備了特高壓直流海纜技術和生產能力,在遠海趨勢下產業化速度加快;我國最早也是唯一掌握船用臍帶纜技術并實現產業化的企業。
整機
韻達首次躋身前三,CR10增長6pct至97%。
2021年吊裝7.6GW,首次躋身前三,整機廠整體集中度提升。2021年,我國新增風電裝機55.8GW,同比-3%。我國整機廠CR3占比48%,同比保持穩定。
云大排名同比+98%,上升2位至第三;明陽排名下滑至第四,但其吊裝量同比+34%;金風科技和恩威的吊裝量為11.38/7.81GW,同比-8%/-22%。整機廠的CR5上升了6.8pct,達到71%,CR10上升了5.5pct,達到97%。
軸承
工況復雜,技術含量高,中國生產替代最后一環
3MW以上的主軸軸承被海外壟斷,中國替代的空間很大。近年來,海外龍頭企業占全球市場的80%以上,占中國市場的70-75%。新強聯、ZWZZ、LZZ等已經實現了小功率的批量生產。
對于大功率,只有新強聯實現了技術突破,成功開發了5.5MW和6.25MW的大兆瓦風電主軸產品。其中三排滾子和雙排圓錐主軸軸承已批量供應給明陽智能、東方電氣等客戶。
新強聯:主軸軸承加速國產化替代,毛利率逆勢提升
從毛利率來看,主軸軸承>獨立節距>偏航節距。近年來,偏航距約為20-30%,獨立節距軸承約為35-40%,而主軸承為45-50%。2020年,新強聯主軸軸承的毛利率為48.8%,偏航距軸承的毛利率為22.3%,相差26.5pct。
新強聯回轉支承產品的年生產能力在20年內約為6萬套,21年約為8萬套。21年3.0MW以上的風電軸承項目,預計22年達到50%的生產負荷,23年全面投產。齒輪箱軸承及部件的生產能力預計在24/25年達到生產負荷的30%/70%,26年達到滿負荷生產。
塔樓
格局相對分散,龍頭加速集中
塔架結構比較分散,龍頭局部布局產能,市場占有率可能加速提升。鐵塔壁壘相對較低,受運輸半徑限制,格局相對分散。2021年,中國前五大企業的全球市場份額不足25%。
第十四個五年計劃計劃發展九個清潔能源基地和四個主要的海風基地。這些基地主要集中在三北和東部沿海地區。在該地區具有配套生產能力的龍頭企業具有競爭優勢,其份額有望得到集中體現。
鐵塔高度
陸上高塔單位價值整體穩定,海風基礎環節空間大
大型化趨勢下,塔高明顯上升,單位數值整體穩定:風機大型化主要體現在大功率+高塔高+長葉片三個方向。塔高=葉片長度+15米。
未來,葉輪直徑和塔高有望達到200米的水平。在相同容量下,風機容量越大,風機數量越少,但高度越高。3-5MW的風機,單位GW重量保持在7萬-8萬噸。
鑄件
大型機組價格將上漲,25年內市場需求約為400億元
風電鑄件占風電機組總成本的10%左右,精加工為導向,產品附加值高。風機部件中的輪轂、底座、機艙底板、齒輪箱部件(箱體、扭臂、行星架)、主軸(大型化后由鍛造改為鑄造)等
都是鑄造產品,約占風機總成本的10%。鑄造產品以定制和精加工為導向,以工匠精神為核心屏障,以產品質量約束客戶。
日月股份:產能優勢明顯,利潤領先
加強精加工布局,實現一站式供貨,提高公司盈利能力。自7月20日起,公司大型鑄件精加工能力逐步釋放。預計22年后將實現22萬噸的精加工能力。
年產22萬噸的大型鑄件精加工項目正在建設中,預計投產后將形成44萬噸的精加工能力,以滿足客戶 “一站式 “交貨需求。
同時,自營產品的毛利率比外包精加工和毛坯的毛利率高10-15pct。自營精加工產能的釋放將有助于公司從精加工環節獲取利潤,提高公司的盈利能力。
錠子
在中國的生產替代工作已經完成。金雷和通裕重工的結構: 金雷涵蓋1.5-8MW風電主軸。21年來,金雷電主軸的銷量為14.7萬噸,同比增長18%,收入為15.1億元,同比增長9%。
風電主軸銷量(不含委托加工)對應新增裝機容量24GW,增長26%,2021年全球市場份額約為26%。通裕重工覆蓋1.5-5MW風電主軸,21年主軸業務收入為9.1億元,同比增長37%。
法蘭盤
25年市場空間超過100億元,恒潤是行業的領頭羊
鍛件的種類很多。風電部件中的塔筒法蘭、軸承、齒輪箱、主軸等都是鍛件,廠家都有自己的業務重點。恒潤股份有限公司專注于風電塔筒法蘭和海上大兆瓦精鍛件。
中環海陸專注于軸承鍛件和法蘭鍛件,海鍋專注于齒輪箱傳動產品和塔式法蘭產品,金源設備專注于齒輪箱鍛件,金雷專注于主軸。
在風電部件中,塔筒法蘭、軸承、齒輪箱、主軸等都是鍛造產品。
刀片
競爭格局相對分散,全球參與者多種多樣。中國的CR3超過67%:其他國家的公司LM(GE)和TPI占據了全球領導地位,20年后的CR2約為35%。中國有10家專業刀片企業,其中20年后的CR3約為65%。
中材科技是中國的領導者,其市場份額已連續9年位居第一,并持續增長。20年來,它的市場份額約為30%,其領導地位穩定。