2019年中国海上风电行业概览.pdf

1 报告编码19RI0769 2019 年 中国海上风电行业概览 报告摘要 工业研究团队 海上风电是指在潮间带、近海海域等主要区域建立 风力发电场，并将风能转换为电能的一种使用离岸 风力能源的方式。目前由于中国陆地可开发的风能 资源逐渐减少，风电场的建立从陆地逐步向海上拓 展。随着中国大力开展对清洁能源的使用，用电负 荷不断增加，海上风电的需求被进一步释放。得益 于政策的大力推动、资本投入力度加大、技术工艺 不断创新的全方位支持，中国海上风电行业得以快 速发展。 预计到 2023 年， 中国海上风电累计装机容 量有望达到 4,970.6 亿元。 热点一：东部地区用电负荷加剧，海上风电提供电能补充 热点二：技术进步与产业链优化推动行业发展 热点三：宏观战略引导提升行业发展动力 随着中国社会经济飞速发展，社会用电量急剧增加。海 上风电集中于东部沿海地区发展，这些地区是中国经济 发展较好、用电负荷大的地区，且普遍存在电力紧张的 局面。此外，中国政府严格调控传统发电，东部地区城 市如广东、江浙的用电缺口将逐步增加。在此形势下， 东部地区城市用电需求为海上风电行业发展提供契机， 海上风电能缓解电力紧张的局面。 随着海上风电产业链趋于完善，海上风电项目的增多令 企业掌握更多技术经验，海上风电技术进步叠加设备专 业化、先进化将驱动风电项目投资成本下行，将提升企 业参与海上风电行业产业链各环节的积极性，进而推动 中国海上风电行业进一步发展。 在中国政府坚持可持续发展战略的宏观方针大背景下， 中国经济发展转型升级的关键时期对于可再生能源的需 求巨大，可再生能源的使用将是未来发展趋势。可再生 能源中，海上风电凭借稳定性和发电功率高的特性，已 受到中国政府的重视，目前成为中国政府主推发展的行 业之一。 雷介民 邮箱： csleadleo分析师 行业走势图 相关热点报告 电气设备系列概览2019 年中国风电叶片行业概览 电气设备系列概览2019 年中国风力发电行业概览 电气设备系列概览2019 年中国发电机组行业概览 头豹研究院 | 电气设备系列概览 400-072-5588 2 报告编号19RI0769 目录 1 方法论 . 6 1.1 研究方法 . 6 1.2 名词解释 . 7 2 中国海上风电行业综述 . 8 2.1 中国海上风电行业定义及分类 . 8 2.2 中国海上风电现状 . 9 2.3 中国海上风电行业发展历程 . 10 2.4 中国海上风电行业产业链 . 13 2.4.1 上游分析 . 15 2.4.2 中游分析 . 18 2.4.3 下游分析 . 20 2.5 中国海上风电行业市场规模 . 21 3 中国海上风电行业驱动与制约因素 . 22 3.1 驱动因素 . 2 2 3.1.1 技术进步与产业链优化推动行业发展 . 22 3.1.2 宏观战略引导提升行业发展动力 . 24 3.1.3 东部地区用电负荷加剧，海上风电提供电能补充 . 25 3.2 制约因素 . 2 6 4 中国海上风电行业政策及监管分析 . 28 5 中国海上风电行业市场趋势 . 29 5.1 行业发展规模化、集群化 . 29 3 报告编号19RI0769 5.2 风机应用大型化 . 30 6 中国海上风电行业竞争格局 . 31 6.1 中国海上风电行业竞争格局概述 . 31 6.2 中国海上风电行业投资推荐企业分析 . 33 6.2.1 远景能源科技有限公司 . 33 6.2.2 北京京城新能源有限公司 . 35 6.2.3 南京风电科技有限公司 . 37 4 报告编号19RI0769 图表目录 图 2-1 中国海上风电实景图 . 8 图 2-2 中国海上风电装机容量，2014-2018 年 . 10 图 2-3 中国海上风电行业发展历程 . 11 图 2-4 海上风电累计装机容量占比，2018 年 . 13 图 2-5 海上风电产业链 . 14 图 2-6 海上风电和陆上风电投资各项对比 . 15 图 2-7 全周期海上风电与陆上风电成本对比 . 15 图 2-8 风电机组成本构成 . 16 图 2-9 海上风电叶片尺寸占比情况，2016 与 2021 年预测 . 17 图 2-10 发电机结构 . 18 图 2-11 中国海上风电不同风机组累计装机容量，2018 年 . 19 图 2-12 中国风电开发运维商累计装机容量，2018 年 . 21 图 2-13 海上风电运维船类别介绍 . 21 图 2-14 中国海上风电累计装机容量，2014-2023 年预测 . 22 图 3-1 英国海上风电 2020 年 LCOE 下降百分比预测 . 23 图 3-2 海上风电投资、维护成本 . 24 图 3-3 中国海上风电布局，2020 年 . 25 图 3-4 中国用电量，2014 年 7 月-2019 年 7 月 . 26 图 4-1 中国海上风电行业相关政策 . 29 图 6-1 中国海上风电整机制造企业累计装机容量情况，2018 年 . 31 图 6-2 中国海上风电整机制造企业累计装机容量情况（按比例） ，2018 年 . 32 5 报告编号19RI0769 图 6-3 中国海上风电行业本土代表企业介绍 . 33 图 6-4 远景能源智能风机介绍 . 34 图 6-5 风电机组介绍 . 36 图 6-6 南京风电风机产品介绍 . 38 6 报告编号19RI0769 1 方法论 1.1 研究方法 头豹研究院布局中国市场， 深入研究 10 大行业， 54 个垂直行业的市场变化， 已经积累 了近 50 万行业研究样本，完成近 10,000 多个独立的研究咨询项目。 研究院依托中国活跃的经济环境，从风电、制造业、新能源等领域着手，研究内容 覆盖整个行业的发展周期，伴随着行业中企业的创立，发展，扩张，到企业走向上 市及上市后的成熟期，研究院的各行业研究员探索和评估行业中多变的产业模式， 企业的商业模式和运营模式，以专业的视野解读行业的沿革。 研究院融合传统与新型的研究方法， 采用自主研发的算法， 结合行业交叉的大数据， 以多元化的调研方法， 挖掘定量数据背后的逻辑， 分析定性内容背后的观点， 客观 和真实地阐述行业的现状， 前瞻性地预测行业未来的发展趋势， 在研究院的每一份 研究报告中，完整地呈现行业的过去，现在和未来。 研究院密切关注行业发展最新动向，报告内容及数据会随着行业发展、技术革新、 竞争格局变化、政策法规颁布、市场调研深入，保持不断更新与优化。 研究院秉承匠心研究， 砥砺前行的宗旨， 从战略的角度分析行业， 从执行的层面阅 读行业，为每一个行业的报告阅读者提供值得品鉴的研究报告。 头豹研究院本次研究于 2019 年 10 月完成。 7 报告编号19RI0769 1.2 名词解释 潮间带：平均最高潮位和最低潮位间的海岸。 热固性集体树脂： 树脂加热后产生化学变化而形成的物质， 具有耐热性高、 受压不易变 形的特点。 玻璃纤维：一种无机非金属材料，具有耐热性强、绝缘性好、抗腐蚀能力强的特点。 碳纤维：由碳元素组成的一种特种纤维，具有耐高温、抗摩擦、耐腐蚀的特点。 海上升压站： 海上风电的关键设施， 可汇集风力发电机的电能， 并通过海缆连接到陆地 的电网。 法兰：用于轴于轴之间连接的部件，多为钢及合金材料构成。 LCOE：Levelized Cost of Energy， 平均化度电成本， 风电项目的总生命周期成本除以 总生命周期总电量。 并网：独立发电厂或小电力系统与邻近电力系统发生电气连接，进行功率交换的行为。 8 报告编号19RI0769 2 中国海上风电行业综述 2.1 中国海上风电行业定义及分类 风能是由于太阳对地球表面辐射不均所导致的大气层中的压力分布不平均， 而在水平气 压梯度作用下， 空气沿水平方面流动产生的一种动能。 风能属于一种可再生能源， 具有能量 丰富、广泛分布、清洁的特点，各国正在大力推进风能的各项研究和开发应用，风力发电是 世界上发展最快的绿色能源技术之一。 海上风电是指在潮间带、 近海海域等主要区域建立风力发电场， 将风能转换为电能， 是 一种使用离岸风力能源的方式。 目前由于中国陆地可开发的风能资源越来越少， 风电场的建 立逐步从陆地向海上拓展（见图 2-1） 。 图 2-1 中国海上风电实景图来源：湘电集团有限公司，头豹研究院编辑整理 相较于发展较为成熟的陆上发电，海上风电具有以下五大优势： （1） 风能资源丰富，可开发空间较大：中国海岸线长度约为 1.8 万公里，可利用海 域面积达 300 多万平方公里，海上可开发及利用的风能储量约为 7.5 亿千瓦， 9 报告编号19RI0769 其中 5-25 米水深、50 米高度的海上风能储量约 2 亿千瓦，5-50 米水深、70 米高度的海上风能储量约为 5 亿千瓦，中国海上风能资源丰富，拥有发展海上 风电的天然优势。 （2） 风能资源条件优异：中国近海 90 米高度海域的平均风速在 6.5-8.5 米/秒，沿 海区域如江苏、福建、广东的沿海风速均高于各区域陆上风速。以江苏为例， 其近海海域 70 米高度风速超过 7 米/秒， 而陆地同高度风速低于 6.5 米/秒， 江 苏西部地区风速低于 6 米/秒。 （3） 风电出力波动性小： 由于陆上风电场一般存有障碍物， 对风速易造成一定影响， 而海上风速相较陆地更为平稳，其出力的波动性低于陆上发电。 （4） 单机容量高：海上风电的机型较陆上风电的机型更大，同一地区的扫风面积更 大、可利用的风能越多，海上风机的发电容量更大。 （5） 不占用大量土地资源：中国沿海地区普遍经济较发达，人口密度大，土地资源 较为稀缺，而陆上风电需占据大量土地资源，因此发展陆上风电较为不便。而 海上风电不需要占用大量土地资源。此外，中国沿海地区也是电力负荷中心， 电网结构较完善，基础设施建设较好，易对海上风电进行消纳。 在中国大力推进清洁能源应用， 坚持可持续发展的大背景下， 海上风电作为风电领域的 细分领域，其发展空间巨大，有望受到政府及企业的重点关注，未来发展潜力不容忽视。 2.2 中国海上风电现状 根据全球风能协会（GWEC）及中国风能协会（CWEA）数据显示，截止到 2018 年 底，中国海上风电累计装机容量达到 445 万千瓦，较 2014 年 67 千瓦增加 378 千瓦， 2014-2018 年的年复合增长率达到 60.5%， 中国海上风电新增装机容量在 2014-2018 年 10 报告编号19RI0769 的年复合增速达到 65.7%。此外，中国海上风电累计装机容量占风电总装机容量比重从 2014 年的 0.7%上涨至 2018 年的 2.4%，未来还有较大的上升空间（见图 2-2） 。 图 2-2 中国海上风电装机容量，2014-2018 年 来源：全球风能协会，中国风能协会，头豹研究院编辑整理 随着中国政府大力推动海上风电项目建设， 海上风电行业发展日益加速。 目前海上风电 的三种模式（潮间带、近海、远海）中近海风电累计装机 381 万千瓦，约占海上风电累计装 机容量的 85.6%，此外，自 2016 年“十三五”规划以来，新增装机均为近海的海上风电项 目。 2.3 中国海上风电行业发展历程 中国海上风电行业发展至今，主要经历了起步、快速发展两个阶段（见图 2-3） 。 11 报告编号19RI0769 图 2-3 中国海上风电行业发展历程 来源：头豹研究院编辑整理 （1）起步阶段（2007-2013 年） 国外海上风电行业萌芽于 20 世纪 70 年代，早期海上风电发展主要集中于欧洲国家， 如丹麦、瑞典、荷兰等，由于欧洲海岸线辽阔，地势较为平坦，风能资源优越，欧洲国家发 展海上风电具有天然优势。此外，欧洲各国政府及企业的重视度高，海上风电开发时间早， 因此欧洲各国在海上风电发展最为迅速，目前也发展最为成熟。丹麦的 Vendeby 是世界上 第一座海上风电场，这个海上风电项目共有 11 个海上风电机组，并于 1991 年正式开始运 行。 海外国家海上风电项目设计、 建设及运营的经验对中国海上风电行业具有参考意义， 对 指引行业发展起到促进作用。 伴随着中国污染日渐加剧， 社会耗电量不断增加， 中国政府逐渐重视新能源的使用， 并 引导中国企业进入海上风电行业，开启试点阶段。2007 年，中国海油开启了中国首次海上 风电场建设的尝试： 中国海油旗下的新能源公司， 联合海油工程公司、 金风科技等知名企业， 在渤海辽东湾建立了中国第一个海上风电示范项目。 该项目采用国外先进技术， 由本土企业 自行生产制造的 1,500KW 的风力发电机组，并于 2007 年正式投入使用。随后，在 2009 12 报告编号19RI0769 年至 2010 年之间，中国政府引导下地方企业，陆续有多个海上风电项目开始建设，包括龙 源江苏如东潮间带试验 32.5 兆瓦风电场，东海大桥 102 兆瓦海上风电场等，其中 2010 年 建成的东海大桥 102 兆瓦海上风电场是中国建成的首个真正意义上的海上风电场，为后续 中国海上风电项目的各环节推进提供了大量可参考经验。随后 2011 年至 2013 年间，中国 政府在江苏、东北等地陆续开展了多个海上风电示范项目，引导企业进入海上风电行业。 这一阶段由于企业研发实力仍较薄弱、重视度不足，海上风电的风机设备机型并不多。 （2）快速发展阶段（2014 年至今） 随着中国企业引进国外先进技术， 叠加中国政府相继出台相关政策对行业加以引导及扶 持，这一阶段中国海上风电行业发展快速。 中国发改委于 2014 年 6 月颁布了关于海上风电电价政策通知 ，对于海上风电上网 电价提出明确标准，2017 年以前运行的近海海上风电项目上网电价定为 0.85 元/千瓦时， 潮间带风电项目上网电价定为 0.75 元/千瓦时。 这是中国海上风电行业首次规定海上风电标 杆电价。 进入“十三五”时期，中国政府陆续发布了多项海上风电行业相关政策，如全国海洋 经济发展“十三五”规划 、 关于完善风电上网电价政策的通知等，表明了中国政府对于 发展海上风电的重视，海上风电累计装机容量持续增长，从 2014 年的 67 万千瓦上升至 2018 年的 445 万千瓦。 海上风电开发成本的下降叠加装机容量的不断扩大， 中国海上风电行业逐步缩小了与欧 洲成熟市场的差距。截至 2018 年底，中国已成为全球海上风电第三大市场，仅次于英国 （35.7%）与德国（27.8%） ，中国海上风电行业发展态势良好（见图 2-4） 。 13 报告编号19RI0769 图 2-4 海上风电累计装机容量占比，2018 年 来源：WindEurope，中国风能协会，头豹研究院编辑整理 电价定价方面，2018 年 5 月中国国家能源局颁布关于 2018 年度风电建设管理有关 要求的通知 ，提出 2019 年开始推行竞争方式配置海上风电项目，标志着中国海上风电从 标杆电价进入市场竞价时代。 此外， 中国在引入竞价机制的同时合理引导电价下调， 参考欧 洲成熟的海上风电发展路径，中国海上风电行业已开始步入电价市场化的平价时期。 2.4 中国海上风电行业产业链 中国海上风电行业产业链参与主体包括上游风机零部件制造商， 主要进行叶片、 齿轮箱、 发电机、风机控制系统等零部件的设计制造，中游风机整机制造商与海缆塔架等重要设施制 造商，以及下游安装商和开发运维商（见图 2-5） 。 14 报告编号19RI0769 图 2-5 海上风电产业链 来源：各公司官网，头豹研究院编辑整理 海上风电与海洋工程相关技术结合较为紧密，如海底电缆的铺设、海上风机吊装、海上 风机基础配套设施施工。 此外， 海上气候条件较陆地更为复杂， 台风、 海啸等环境风险更大， 因此海上风电项目复杂度、技术难度更高，需要考虑因素更多。与此同时，海上风电远离陆 地，相关设备后期的维护保养也更为困难。所以，相较于发展相对成熟的陆上风电，海上风 电对于技术应用以及相关设备的设计、制造、维护等能力要求更高。 与此同时，海上风电从前期项目建设到后期运营，其复杂程度和费用支出均远超陆上风 电。由于海上气候条件较复杂，海上风电项目的建设期间，海缆、核心零部件的使用要求更 为严苛，单位成本的造价及施工支付费用更为高昂。在运营期间，同等规模的海上风电场维 护工作量约为陆上发电场的 2-4 倍，涉及费用也更多（见图 2-6 和图 2-7） 。 15 报告编号19RI0769 图 2-6 海上风电和陆上风电投资各项对比 来源：水电水利规划设计总院，头豹研究院编辑整理 图 2-7 全周期海上风电与陆上风电成本对比 来源：头豹研究院编辑整理 2.4.1 上游分析 海上风电行业产业链上游由零部件制造商组成。 其中核心设备风电机组由叶片、 齿轮箱、 发电机、风机控制系统等组成，这些关键零部件所涉及的原材料涵括碳纤维、永磁材料、玻 璃纤维等，原材料的加工成本及价格波动对风电机组零部件厂商具有较大影响。 16 报告编号19RI0769 风电机组的成本结构（不包含塔架）中叶片占比最高，约为 30.2%，风机控制系统（包 括制动系统、安全系统、 偏航系统等）占比约为 21.3%，齿轮箱占比约为 17.6%，发电机占 比约为 5.0%（见图 2-8） 。 图 2-8 风电机组成本构成 来源：北极星电力网，头豹研究院编辑整理 （1） 叶片： 叶片是决定风能利用率的关键因素， 可直接影响风电机组的性能和使用效率。 风电叶片是风电领域准入门槛最低的零部件，技术壁垒相对较低，国产化率高，产 业化程度高。叶片的销售模式具有盈利清晰的特点，叶片定价按照重量为标准。材 料方面， 风机叶片 90%左右由复合材料组成， 主要包括热固性集体树脂、 玻璃纤维、 碳纤维等。尺寸方面，目前海上风电使用的叶片主要以 45.0-59.9 米为主，其占比 超过 70%（见图 2-9） 。2016 年 6 月，中国发改委和能源局颁布能源技术革命创 新行动计划（2016-2030） ，明确提出要研发 100 米及以上的大型海上风电机组叶 片，推动具有自主知识产权的风电叶片产业化。未来随着海上风电产业发展愈加成 熟，叶片制造商企业提升技术研发力及加大新型材料的使用（可减轻叶片重量） ，海 上风电叶片将呈现大型化和轻质化的趋势。 17 报告编号19RI0769 图 2-9 海上风电叶片尺寸占比情况，2016 与 2021 年预测 来源：TPI 预计，头豹研究院编辑整理 （2） 风机控制系统：风机控制系统是风电机组的重要组成部分，其成本约占风电机组的 21.3%。 风机控制系统按照控制结构分类可分为 4 类， 包括电网级控制、 整机控制、 变流器、 变桨控制。 据在海上风电行业从业近 10 年的专家介绍， 风机控制系统中的 变流器是风机控制系统的核心部件，技术壁垒高、设计难度复杂，目前本土厂商与 外资厂商在制造风机控制系统的技术还存在较大差距，因此风机控制系统主要以从 欧美国家进口为主。未来随着海上风电规模化，本土厂商技术水平提升、生产经验 逐渐丰富，本土厂商将研发出具有自主知识产权的国产化风机控制系统。 （3） 齿轮箱：由于叶片的转速通常较低，因此需要安装齿轮箱以实现传动，其主要作用 是将叶片的转动传递至发电机。由于海上风电机组的安装位置远离陆地，且海上气 候条件较恶劣，安装位置位于塔顶，若齿轮箱出现故障，修复成本较高。因此企业 对于齿轮箱的质量要求较高。目前齿轮箱的制造已经实现完全国产化，中国本土主 要有三大风电齿轮箱制造企业，分别为南京高精齿轮箱有限公司、重庆齿轮箱有限 公司和杭州前进齿轮箱集团。 18 报告编号19RI0769 （4） 发电机：发电机是风电机组中进行能源转换的部件，发电机的性能优劣决定了风能 转换率的高低。目前发电机主要有直驱式发电机和双馈式发电机（见图 2-10） ，而 双馈式发电机的使用量较多，占比超过 80%。目前发电机也基本可以实现国产化替 代，国外知名厂商有丹麦维斯塔斯（Vestas） ，美国通用电气（GE） ，德国瑞能 （Repower）等，国内知名厂商有明阳智能。 图 2-10 发电机结构 来源：头豹研究院编辑整理 海上风电需要大型叶片、塔架，因此零部件制造厂商选址需临近港口，以减少运输成 本在企业成本中的比重，企业的工厂布局将对公司订单获得影响较大。 2.4.2 中游分析 海上风电行业产业链中游主要包括风机整机制造商与海缆、塔架等重要设施制造商。 （1）风机整机 风机整机是海上风电最重要的组成部分， 在海上风电项目中的成本投入占比约41.7%。 中游企业根据设计的风机整体需求购买上游零部件进行组装和制造。 随着行业的发展， 产业 链中游与上游渐成融合之势， 未来将有大部分中小型零部件生产厂商被整合进中游风机整机 制造厂商。 此外，截至 2018 年底，单机容量 4.0KW 的海上风电机组占比最大，是中国主流的机 19 报告编号19RI0769 组配置， 其累计装机容量达到 234.8 万千瓦， 占海上总装机容量的 52.8% （见图 2-11） 。随 着中游企业进一步加大技术研发， 整机的性能及成熟度有望进一步提升， 海上风电整机将呈 现大容量的发展趋势，例如各省已颁布海上风电项目竞争性配置办法鼓励企业应用 5.0MW 以上的风机组，其中福建省鼓励使用 8MW 以上的机组。 图 2-11 中国海上风电不同风机组累计装机容量，2018 年 来源：中国风能委员会，头豹研究院编辑整理 随着中国对于清洁能源的不断重视， 未来中国海上风电行业将持续向好， 风机市场需求 将进一步释放， 优质企业将利用资本、 技术等优势进一步