海上风电行业专题报告：蓝海崛起，海上风电迎来黄金发展期.pdf

最近一年行业指数走势 -22%-11%0%11%22%33%44%55%66%2019-09 2020-01 2020-05电气设备 上证指数 深证成指行业专题报告 投资评级 :增持 (维持 ) 表 1：重点公司投资评级 代码 公司 总市值（亿元） 收盘价（ 09.10） EPS（元） PE 投资评级 2019A 2020E 2021E 2019A 2020E 2021E 002531 天顺风能 117.06 6.24 0.42 0.64 0.73 15.67 10.28 9.01 增持 601615 明阳智能 224.21 13.31 0.52 0.95 1.19 26.21 14.00 11.21 增持 2020 年 09 月 10 日 海上风电行业专题报告 电气设备 投资要点： 全球海上风电快速发展，欧洲已率先进入平价时代 相比陆上风电，海上风电具有风资源丰富稳定、利用小时数更高、且临近负荷中心、消纳便利等优点，因此海上风电极具开发潜力。截至 2019 年底，欧洲海上风电累计装机量占全球累计总装机量的 75%，仍领衔全球海上风电发展，同时规模化发展及技术进步带动了成本的快速下降，欧洲已率先进入了无补贴的平价时代。我国同样具备海上风电的发展基础，十三五期间在政策推动下发展迅速，现已成为全球最大的新增装机市场。随着风电机组大 型化、产业链国产化，叠加产业成熟度和规模效应，我国海上风电有望在十四五期间迎来快速发展。 抢装期行业量价齐升，海上风电项目建设加速 随着国家补贴的退出，国内风电行业进入了抢装期，抢装期零部件及整机企业均呈现不同程度的量价齐升。截至 2020 年上半年，海上风电在建项目已达 30个，共计容量约 13GW，海上 风电建设 加速。 虽然海上风电产业对于技术要求更高，但目前国内海风产业已基本成熟，已核准的海上风电存量项目将于未来两年集中并网， 且国内海上风电存量基数小， 短期内行业同比增量数据将迎来爆发。 国内海上风电降本空间广阔，中长期有望迎来黄金发展 2022 年开始 风电行业 迎来平价时代，对于陆上风电，国内风资源最丰富的三北地区开发已趋饱和，同时涉及到输电及弃风限电等问题，我们认为长期可能会趋于平稳增长。而海上风电开发潜力极大，成本端有望复制欧洲市场降本路径，通过规模化发展（降低建设运维成本）和技术提升（机组大型化）最终实现平价。考虑到海上风电的降本潜力，我们认为地方政府将极大可能出台海风补贴政策驱动行业继续发展，行业中长期有望维持高景气。 投资建议 整体来看，海上风电短期和中长期（十四五）期间均有望维持高景气，行业有望快速崛起。建议关注提前布局海上风电供应链的企业，整机环节推荐明阳智能，零部件环节推荐天顺风能，建议关注东方电缆、大金重工。 风险提示： 海上风电政策落地不及预期；技术进步缓慢；成本下降不及预期 。 行业研究 财通证券研究所 蓝海崛起，海上风电迎来黄金发展期 请阅读 最后一页的重要声明 以才聚财 ，财通天下 证券研究报告 联系 信息 龚斯闻 分析师 SAC 证书编号： S0160518050001 gswctsec 021-68592229 林煜 联系人 linyuctsec 021-68592290 付正浩 联系人 fuzhenghaoctsec 021-68592272 周淼顺 联系人 zhoumsctsec 021-68592219 相关报告 1 多晶硅供需反转，国内龙头尽享红利 :光伏行业深度报告 2020-07-20 2 特斯拉引领电动化进程，全球动力电池行业格局渐清晰 :动力电池行业专题报告 2020-03-29 3 中国光伏，光照全球：光伏行业深度报告之产能篇 2020-03-29 4 光伏的征途是星辰大海：光伏行业深度报告之市场篇 2020-03-29 数据来源： Wind,财通证券研究所 谨请参阅尾页重要声明及 财通 证券股票和行业评级标准 2 证券研究报告 行业专题报告 内容目录 1、 欧洲海上风电进入平价时代，海上风电迎来黄金发展期 . 4 1.1 全球海上风电快速发展，欧洲市场已进入平价时代 . 4 1.2 我国海风资源丰富，开发潜力大 . 7 1.3 海上风电机组技术各异，永磁半直驱优势明显 . 8 1.4 海上风电 产业 链 更长，降本增效空间大 . 14 2、 风电：抢装期行业量价齐升，风机盈利能力有望触底回升 . 18 2.1 风电抢装开启上行周期，行业景气度上行 . 18 2.2 弃风改善三北解禁，风电厂商盈利能力提升 . 20 2.3 平价上网为指 导价，海上风电有望进入全新发展阶段 . 21 2.4 海上风机厂商集中度稳步提升，国内外技术差距缩小 . 23 3、 陆上风电平价后趋于稳定增长，海风潜力大，补贴有望延续 . 26 3.1 陆上风电步入平价时代，未来有望趋于平稳增长 . 26 3.2 海上风电可开发资源丰富，未来有望开启平价时代 . 27 3.3 借鉴欧洲降本路径，海上风电平价可期 . 29 3.4 地方补贴有望接力 ，海上风电将开启黄金 5 年 . 33 4、 投资建议： . 35 5、 风险提示： . 35 图表目录 图 1：海上风电工作原理 . 4 图 2：欧洲海上风电发展历程 . 4 图 3：英国新增装机量与度电成本趋势 . 5 图 4：欧洲各国海上风电市场份额 (到 2019 年末 ) . 5 图 5：各省 “ 十三五 ” 海上风电规划 . 6 图 6：我国海上风电发展历程 . 6 图 7：中国海上风电新增装机容量全球领先（截至 2019 年末） . 7 图 8：中国海上风电累计装机容量全球第三（截至 2019 年末） . 7 图 9：柔 性直流输电用 XLPE 绝缘直流海底电缆 . 9 图 10：风电机组示意图 . 9 图 11：风电产业链 . 14 图 12：海上风电成本拆解 . 15 图 13：设备购置费用具体拆分 . 15 图 14：碳纤维进口平均价格（美元 /吨） . 17 图 15：中厚板价格走势（美元 /吨） . 17 图 16：海上风电运维成本分析 . 17 图 17：国内风电项目潜力巨大（ GW） . 19 图 18：国内风电新增装机量及未来预测 . 19 图 19： 2016 年以来弃风率持续下降 . 20 图 20：零部件厂商单季业绩增 长（亿元） . 21 图 21：风机厂商毛利率环比略有上升 . 21 图 22：中国海上风电新增装机容量 . 21 图 23：中国海上风电累计装机容量 . 21 图 24：我国海上风电电价政策梳理 . 22 谨请参阅尾页重要声明及 财通 证券股票和行业评级标准 3 证券研究报告 行业专题报告 图 25：我国海上风电电价政策变迁 . 23 图 26：海上风电产业链环节 . 23 图 27： 2019 年国内主要开发商招标情况（ GW） . 25 图 28： 2016-2019 国内开发商前十名合计份额 . 25 图 29： 2019 风电开发商市场份额 . 25 图 30：国内主要风机厂商海上份额变化情况 . 25 图 31： 2019 国内主要整机厂商海上份额占比 . 25 图 32：国内新增、累 计并网容量（ GW） . 27 图 33：中东南新增装机占比逐渐超过三北地区 . 28 图 34：中国海上风电新增装机容量 . 28 图 35：中国海上风电累计装机容量 . 28 图 36：海陆风机累计装机容量对比（ GW） . 28 图 37：海陆风机新增装机容量对比（ GW） . 28 图 38： 2010-2019 欧洲海上风电度电成本大幅下降 . 29 图 39：欧洲平均单机容量呈逐年上升趋势 . 30 图 40：明阳智能大功率风机销量大幅提升 (MW) . 30 图 41：金风科技大功 率风机销量大幅提升 (MW) . 30 图 42： 2010-2019 欧洲海上风电单体规模增长近一倍 . 31 图 43：我国海上风电运维特点 . 32 图 44： 2019 年国内海上风电开工、 核准项目 . 34 图 45：广东省占 2019 年已招标项目半数以上 . 34 表 1：我国沿海格式件近海区风资源情况 . 8 表 2：风资源比较丰富的省区 . 8 表 3：三种主流技术类路线 . 10 表 4：不同技术路线风电机组的定性比较 . 10 表 5：主要整机厂商采取的技术路线 . 10 表 6：海上风机的主要构成 . 11 表 7：风电机组基础结构介绍 . 12 表 8：苏浙闽粤海上风电项目造价控制范围 . 14 表 9：海上风电成本解析 . 15 表 10：海上风电安装船 . 16 表 11：陆上风电上网电价调整方案（元 /kwh） . 18 表 12：海上风电上网电价调整方案（元 /kwh） . 19 表 13：国内外海上风电运维情况对比 . 33 表 14：沿海各省煤电价格及地方补 贴意愿 . 34 谨请参阅尾页重要声明及 财通 证券股票和行业评级标准 4 证券研究报告 行业专题报告 1、 欧洲海上风电进入平价时代，海上风电迎来黄金发展期 1.1 全球海上风电快速发展，欧洲市场已进入平价时代 海上风能资源丰富稳定，全球风电开发呈现由陆上向近海发展的趋势。 风电原理是利用风力带动风车叶片旋转，促使发电机发电，因而风电场当地的风速对发电量影响较大。 相较于陆上风电，海上 风能资源丰富稳定 、 且沿海地区电网容量大、风电接入条件好 ，因而海上风电更具优势。 海上风电的并网由两部分组成： （ 1）海上风电机组通过 33或 66KV的海底电缆连接到海上变电站 ； （ 2）海上变电站通过132-220KV的海底光电复合缆与陆上变电站相连，再由陆上变电站将电力输送到电网公司。 图 1： 海上风电工作原理 数据来源： GWEC，财通证券研究所 全球海上风电起源于欧洲，现已开启平价时代。 1991年，世界上第一个真正意义上的海上风电场 丹麦 Vineby海上风场正式投运，迄今海上风电已 有约 30年历史。 欧洲海上风电发展主要 分为三个阶段： （ 1） 技术可行性验证阶段 （ 1991-2001年） ， 建设规模及单机容量较小，期间丹麦、荷兰、英国等 国 合计建设了 9个海上风电项目，其中 5个项目容量低于 10MW，总投资额不超过 1亿欧元； （ 2） 商业化开发阶段 （ 2002-2011年 ） ， 单个项目的建设规模平均达到 400MW，累计装机规模超过 6GW，海上风机进入大功率时代，平均单机功率达到 4MW，平均度电成本降至0.69-1.29元 /千瓦时。同期多国出台相关政策，推动海上风电建设，投资规模超过 20亿欧元； （ 3） 平价时代 （ 2012-2019年）， 欧洲开始深水远海的探索，新技术的探索带来建设成本的先抑后扬， 2015年单位造价高达 3.3万元 /KW，截止 2018年，单位造价已经可以控制在 1.8万元 /KW左右。目前欧洲已步入平价时代，度电成本现已低于 0.5元 /千瓦时，英国海上风电的招标电价已经下降至 0.35元 /千瓦时，德国也实现了零补贴，目前计划在 2023-2025年投运的欧洲项目多数电价在0.4元 /千瓦 时 以下。 图 2： 欧洲海上风电发展历程 谨请参阅尾页重要声明及 财通 证券股票和行业评级标准 5 证券研究报告 行业专题报告 数据来源： 公开资料， 财通证券研究所 目前欧洲已步入平价时代。 欧洲 平均度电成本现已低于 0.5元 /千瓦时 ， 英国海上风电的招标电价已经下降至 0.35元 /千瓦时，德国也实现了零补贴 ， 目前计划在2023-2025年投运的欧洲项目多数电价在 0.4元 /千瓦时 以下。 图 3： 英国新增装机量与度电成本趋势 图 4： 欧洲各国海上风电市场份额 (到 2019年末 ) 数据来源：财通证券研究所 数据来源：财通证券研究所 我国海上风电起步较晚，“十二五”期间发展相对缓慢。 2007年 11月，中海油渤海湾钻井平台试验机组（ 1.5MW）的建成运行标志着我国海上风电发展正式开始 。2010年 6月，我国首个、 同时也是亚洲首个 大型海上风电场 东海大桥 100MW海上风电场并网发电，标志着我国海上风电产业迈出了第一步。 海上风电初期由于技术欠成熟，投资成本高昂，维护困难，缺乏专业开发团队，“十二五” 期间开发进度相对缓慢 ，截止 2015年底，我国海上风电累计装机容量 仅为 1GW，远未达到“十二五”规划定下的 5GW目标。 随着国家层面以及地方政府层面政策持续扶持，以及设备技术逐步成熟，开发经0.46 0.75 0.85 0.73 0.81 0.57 0.06 1.72 1.31 1.76 0.00.20.40.60.81.01.20.00.51.01.52.02010 2012 2014 2016 2018新增装机容量（ GW） 度电成本（元 /kwh）英国45%德国34%丹麦8%比利时7%荷兰5%其他1%谨请参阅尾页重要声明及 财通 证券股票和行业评级标准 6 证券研究报告 行业专题报告 验的不断积累，国内海上风电开发逐步进入了加速期。 2016年 11月，国家能源局正式印发风电发展“十三五”规划，提出确保 2020年实现海上风电并网 5GW，风电累计并网装机容量达到 210GW以上，重点推动江苏、浙江、福建、广东等省的海上风电建设。为响应国家能源局号召，总共有 20多个省份对外公布了“十三五”能源发展规划，每个省份都根据自己独特的地理条件因地制宜的发展风电。目前有 7个省份明确规定了海上风电建设规模，到 2020年底海上风电规划装机规模达 22GW以上。 图 5： 各省“十三五”海上风电规划 数据来源： 公开资料， 财通证券研究所 我国现已成为仅次于英国、德国的海风第三大市场。 经过“十二五”时期的示范探索，我国海上风电产业技术逐步成熟、制造能力快速发展、标准体系不断完善，各方面条件基本成熟，“十三五”时期，我国海上风电正加速发展。 截止 2019年，我国海上风机累计装机容量达到 6.8GW，已成为仅次于英国（ 9.7GW）和 德国（ 7.5GW）的第三大海上风电市场。 图 6： 我国海上风电发展历程 谨请参阅尾页重要声明及 财通 证券股票和行业评级标准 7 证券研究报告 行业专题报告 数据来源： 公开资料， 财通证券研究所 图 7： 中国海上风电新增装机容量全球领先 （截至 2019年末） 图 8： 中国海上风电累计装机容量全球第三 （截至 2019年末） 数据来源： CWEA， 财通证券研究所 数据来源： CWEA， 财通证券研究所 1.2 我国海风资源丰富，开发潜力大 我国海风资源丰富， 大部分近海海域 90米高度年平均风速 可达 6.5-8.5m/s，具备较好的风能资源条件，适合大规模开发建设海上风电场。 我国海岸线长约 18000多公里， 拥有 6000多个 岛屿， 近海风能资源主要集中在东南沿海及其附近岛屿，包括苏州、江苏、浙江、福建、上海、广东等地，这些地区均属于低风速地区，相较而言，近海 90米高度海域平均风速可达 6.5-8.5m/s，海上风资源更充足。 根中国39%英国29%德国18%丹麦6%比利时6%其他2%英国33%德国26%中国25%丹麦6%比利时5%荷兰4%其他1%谨请参阅尾页重要声明及 财通 证券股票和行业评级标准 8 证券研究报告 行业专题报告 据风能资源普查成果，我国 5-25米水深、 50米高度海上风电开发潜力约 200GW；5-50米水深、 70米高度海上风电开发潜力约 500GW。 表 1： 我国沿海格式件近海区风资源情况 省份 90 米高度海域的年平均风速（ m/s） 江苏省 7.2-7.8 浙江省 7.0-8.0 上海市 7.0-7.6 福建省 7.5-10 广东省 6.5-8.5 辽宁（大连） 7.4-7.6 河北省 6.9-7.8 山东省 6.6-7.3 数据来源： 海上风电发展研究， 财通证券研究所 表 2：风资源比较丰富的省区 陆上风资源 近海风资源 省区 风能资源（ GW） 省区 风能资源（ GW） 内蒙古 61.78 山东 3.94 新疆 34.33 江西 2.93 黑龙江 17.23 江苏 2.38 甘肃 11.43 广东 1.95 吉林 6.38 浙江 1.64 河北 6.12 福建 1.37 辽宁 6.06 海南 0.64 数据来源：海上风电发展研究 ， 财通证券研究所 1.3 海上风电机组技术各异， 永磁半直驱 优势明显 海上风电场主要由一定规模的风电机组和输电系统组成，通过在风电场海底敷设输电电缆，将其所发电力送至陆上 。 海缆以光电复合缆为主。 由于敷设运维经济性好，海底光电复合缆现已成为海上风电采用的主流海缆类型，负责电力输送与信号传输。 国内采用的光电复合缆主要分为两种， 35KV的集电线路海缆与 220KV的输电线路海缆。 海缆 向直流化、动态化方向发展 。 随着海上风电朝着深远海 发展，对海底电缆提出了更高的要求，海底电缆向直流化、动态化方向发展。柔性直流输电技术 输送效率高、线路损耗小，有利于 长 距离输电 ，稳定性高， 不产生大的短路和环线电谨请参阅尾页重要声明及 财通 证券股票和行业评级标准 9 证券研究报告 行业专题报告 流 ，能解决 风力发电场间歇式电源并网的问题，大幅改善大规模风电场并网性能 ，在海上风电、长距离海上输电项目中应用广泛。 图 9： 柔性直流输电用 XLPE绝缘直流海底电缆 数据来源： 东方电缆官网， 财通证券研究所 风电机组由风电机舱 (内装齿轮箱和发电机 )、轮毂、叶片和塔筒等构件组成。 风电机组的工作原理是空气动力学，风吹过叶片形成叶片正反面的压差，从而产生升力，令风机旋转并经过齿轮箱进而带动风力发电机转子。由此，叶片和风机将风的动能转化为发电机转子的动能，再将转子的动能转化为电能输出。 图 10： 风电机组示意图 数据来源：财通证券研究所 主流技术路线包括双馈异步、永磁直驱和永磁半直驱。 风电机组按发电机的结构和工作原理可分为异步和同步风电机组，异步风机按其转子绕组结构可分为笼型异步风机和绕线式双馈异步风机，同步风机按其转子励磁方式可分为永磁同步风谨请参阅尾页重要声明及 财通 证券股票和行业评级标准 10 证券研究报告 行业专题报告 机和电励磁同步风机。 目前全球主流陆上和海上风电整机厂商所采取的技术路线主要集中在双馈 异步 、永磁 直驱和 永磁 半直驱 这 三 种技术路线。 表 3： 三种主流技术类路线 技术路线 永磁半直驱 永磁直驱 双馈异步 特点 风轮机通过低变速比齿轮箱与永磁半直驱电机相连；定子侧有全功率变换器 风轮机与转子绕组直接相连， 转子为永磁体励磁；定子侧有全功率变换器；无增速齿轮箱 风轮机通过增速齿轮箱连接至转速较高的双馈异步发电机转子，转子额的励磁绕组通过转子侧和网侧变换器连接至电网 数据来源：财通证券研究所 不同技术路线各有千秋 ，直驱与半直驱更适应风机大型化趋势 。 双馈异步技术成熟度较高，具有运输维护成本低、供应链成熟等优势，但齿轮箱可靠性较低，不适合远海项目 ，更适合小兆瓦机型。永磁与半直驱风机的可靠性与发电效率较高，更能使适应风机大型化趋势。 表 4： 不同技术路线风电机组的定性比较 重量 /体积 可靠性 运维成本 发电效率 电网兼容性 度电成本 半直驱 低 中 低 高 高 低 直驱 高 高 中 高 高 中 双馈 中 低 高 低 低 高 数据来源：财通证券研究所 半直驱与直驱路线受到主流整机厂商青睐。 出于成本的考量，主流整机厂商的小兆瓦机型大都 采用双馈异步风电机组的技术路线 ，从而降低到度电成本以环节平平价上网的压力，而在大兆瓦机型技术路线的选择上有所差异。明阳智能与Vestas选择了 体积更小、重量更轻、效率更高 且 便于运输和吊装 的半直驱路线；直驱永磁技术路线因其 具有发电效率高、维护与运行成本低、并网性能良好、可利用率高等优越性能 ，受到金风科技和 Siemens Gamesa等整机厂商的青睐。 表 5： 主要整机厂商采取的技术路线 明阳智能 机型 MY1.5/2.0MW MySE3.0MW MySE4.0MW及以上