电力设备行业专题报告：技术进步空间较大，风机演绎强者愈强.pdf

电力设备行业专题报告 技术进步空间较大，风机演绎强者愈强 行业专题报告 行业报告 电力设备 2018 年 8 月 19 日 请务必阅读正文后免责条款 强于大市 （ 维持 ） 行情走势图 相关研究报告 行业专题报告 *电力设备 *从电力结构 演 变 看 风 电 光 伏 发 展 2018-07-31 行业半年度策略报告 *电力设备 *聚焦政策退潮与技术升级带来的危与机 2018-06-19 行业快评 *电力设备 *风电竞价时代来 临 ， 优 化 配 置 助 力 平 价 2018-05-25 证券分析师 皮秀 投资咨询资格编号 S1060517070004 010-56800184 PIXIU809PINGAN 朱栋 投资咨询资格编号 S1060516080002 021-20661645 ZHUDONG615PINGAN 研究助理 张 龑 一般从业资格编号 S1060116090035 021-38643759 ZHANGYAN641PINGAN 平价上网压力凸显，技术降本大行其道 。 2018 年以来受补贴缺口问题影响，国内风电、光伏市场呈现明显的政策波动；政策层面积极引导风电平价上网，新推出的竞价制度有望加速风电平价进程 ，国内风电行业面临急迫的降本问题 。 技术进步是近年全球范围内风电降本的主要方式， 2017年全球陆上风电平均的度电成本已降至 54.3 美元 /MWh，大容量、长叶片、高塔架是当前技术进步的主要方向。 技术进步空间犹存，以彼之道解己之困 。 风电技术降本依赖技术进步的空间，国内市场风电机组平均单机容量仅略高于 2MW，明显低于以德国为代表的欧洲市场；国内风电机组容量系数也明显低于欧美，未来在高塔 架等方面仍有提升空间； 对比而言， 国内风机龙头金风科技的主打产品在功率等级等方面明显落后海外龙头维斯塔斯。整体来看，国内风电机组技术进步空间广阔、方向明确，有利于风电行业应对降本需求和平价上网。 产品迭代有望加快，风机演绎强者愈强 。 市场倒逼叠加技术进步方向明确，国内风机技术进步进程有望加快。我们总体判断未来两年国内主流机型将从现有的 2MW 级别向 3MW 级别迈进，而 这一进程无疑将加速 风机行业的洗牌。目前国内风机市场已呈现集中度提升的局面， 但集中度程度与欧美仍有差距。 技术进步与新品迭代的加快 将对企业研发能力提出 更高 的要求，也缩短了单个机型的生命周期，对于研发能力明显落后的中小风机制造企业可谓釜底抽薪。 投资建议。 看好 国内风机技术进步推动风电成本下降和行业健康发展，产品迭代加快使得相对落后的中小风机制造企业 面临淘汰压力，龙头企业强者愈强。看好国内风机龙头企业金风科技，建议关注塔筒、叶片环节的天顺风能、中材科技。 风险提示。 （ 1）技术进步本身与市场环境、供应链体系、运输条件等诸多方面相关，新品研发周期长短不一，如果技术进步与行业降本速度迟缓、不及预期，可能影响行业发展前景。（ 2）整体来看国内风机市场行业集中度将加快提升， 但龙头企业之间竞争激烈、各有所长，未来龙头企业之间的座次排序存不确定性。（ 3）当前风机招标价格仍处下行通道，如果风机企业不能采取有效措施实现单位容量成本下降，其盈利水平存在下滑的风险。 股票名称 股票代码 股票价格 EPS P/E 评级 2018-08-17 2017A 2018E 2019E 2020E 2017A 2018E 2019E 2020E 金风科技 002202 11.75 0.86 1.13 1.41 1.71 13.7 10.4 8.3 6.9 强烈推荐 天顺风能 002531 3.78 0.26 0.38 0.51 0.64 14.5 9.9 7.4 5.9 暂 未评级 中材科技 002080 7.95 0.59 0.76 0.94 1.12 13.4 10.5 8.5 7.1 暂未评级 注： 暂 未评级公司盈利预测取自 WIND一致 预测-40%-20%0%20%40%Aug-17 Nov-17 Feb-18 May-18沪深 300 电力设备证券研究报告 电力设备 行业专题报告 请务必阅读正文后免责条款 2 / 21 正文目录 一、 平价上网压力凸显，技术降本大行其道 . 4 1.1 补贴缺口之下，新能源负重前行 . 4 1.2 示范先行，平 价上网大势所趋 . 5 1.3 技术进步是风电降本的重要推手 . 6 二、 技术进步空间犹存，以彼之道解己之困 . 9 2.1 单机容量 ：我国风机功率等级提升空间大 . 9 2.2 容量系数：国内风电容量系数仍有提升空间 . 11 2.3 从国内外风机龙头对比看技术进步空间 . 13 三、 产品迭代有望加快，风机演绎强者愈强 . 17 3.1 渐进式的 技术进步，强弱格局难颠覆 . 17 3.2 价格战叠加高研发需求，优胜劣汰加速 . 19 四、 投资建议 . 20 五、 风险提示 . 20 电力设备 行业专题报告 请务必阅读正文后免责条款 3 / 21 图表 目录 图表 1 近年风电、光伏发电量迅猛增长 . 4 图表 2 近年风电新核准项目标杆电价 . 4 图表 3 各地区风电标杆电价结构 . 5 图表 4 能源局公布的 13 个平价上网示范项目 . 5 图表 5 2017 年全球实施风电竞价制度的区域 . 6 图表 6 德国 2017 年三轮风电项目招标情况 . 6 图表 7 全球风电平均投资成本持续下降 . 7 图表 8 全球新建风电项目容量系数持续提升 . 7 图表 9 全球陆上风电平均度电成本持续下降 . 7 图表 10 美国近 年新建风电项目的单机容量、叶轮直径、轮毂高度发展趋势 . 8 图表 11 我国新增风电装机向风资源相对较差区域转移 . 8 图表 12 金风科技 2MW 系列产品规格 . 9 图表 13 国内风电机组大型化趋势明显 . 9 图表 14 2017 年 中国不同功率风电机组新增装机容量比例 . 10 图表 15 欧洲主要国家 2017 年新增陆上风机平均单机容量 . 10 图表 16 德国陆上风机平均功率等级 . 11 图表 17 全球主要国家风电容量系数 . 11 图表 18 全球风电资 源分布情况 . 12 图表 19 美国风电容量系数与主要影响因素的关系 . 12 图表 20 维斯塔斯大直径钢制塔筒技术示意图 . 13 图表 21 2017 年维斯塔斯风机销售面向的主要市场 . 14 图表 22 维斯塔斯风机产品系列 . 14 图表 23 金风科技风机产品系列 . 15 图表 24 金风科技截至 2017 年底的风机在手订单结构 . 15 图表 25 2018 年 1-7 月维斯塔斯披露的主要风机订单情况 . 16 图表 26 全球前 15 大整机商合计的新品发布情况（款） . 17 图表 27 金风科技历年国内市占份额 . 18 图表 28 国内前十和前五风机企业合计市占份额 . 19 图表 29 美国风机市场集中度很高 . 19 图表 30 国内风机招标价 格快速下降（元 /kW） . 19 图表 31 部分风机企业近年研发投入（万元） . 20 电力设备 行业专题报告 请务必阅读正文后免责条款 4 / 21 一、 平价上网压力凸显，技术降本大行其道 1.1 补贴 缺口之下 ，新能源负重前行 2018 年以来，风电 和光伏行业均迎来明显的政策波动 ： 风电方面， 2018 年 5 月，国家能源局出台的 关于 2018 年度风电建设管理有关要求的通知 （ 国能发新能 2018 47 号 ） ， 从 2019 年起，各省新增核准的集中式陆上风电项目和海上风电项目应全部通过竞争方式配置和确定上网电价（尚未印发 2018 年度风电建设方案的省从 2018 年开始执行） 。 光伏方面， 2018 年 5 月， 发改委、财政部、能源局出台关于 2018 年光伏发电有关事项的通知 （即“ 531 新政”） ， 对于光伏新增补贴规模进行严格管控，主要具体措施包括：（ 1） 降 补贴强度。 I 类、 II 类、 III 类资源区标杆上网电价分别调整为每千瓦时 0.5 元、 0.6 元、 0.7 元，“自发自用、余电上网”模式的分布式光伏发电项目补贴标准调整为每千瓦时 0.32 元； （ 2） 控规模 。暂不安排 2018 年普通光伏电站建设规模，今年安排 1000 万千瓦左右的分布式。 （ 3）推竞价制度。 所有普通光伏电站均须通过竞争性招标方式确定项目业主 ， 招标确定的价格不得高于降价后的标杆上网电价。 政策波动 影响了风电、光伏的发展节奏， 其中对于光伏的影响更为明显，二级市场上风电、光伏板块也呈现明显的调整。 究其原因， 政策调整的出发点 主要 在于防止补贴缺口问题失控。 近年，风电、光伏累计装机规模增长较快， 风电和光伏每年的发电量迅猛增加，补贴需求相应快速增长，在可再生能源附加费近年保持不变的情况下，补贴缺口迅速扩大。 根据能源局官方表述，截至 2017 年底，累计可再生能源发电补贴缺口达 1127 亿元，而且缺口仍在进一步扩大。 图表 1 近年风电、光伏发电量迅猛增长 图表 2 近年风电新核准项目标杆电价 资料来源 : 中电联， 平安证券研究所 资料来源 : 国家发改委， 平安证券研究所 对于风电而言，尽管 风电标杆电价持续下调，各 地 风电标杆电价依然 明显 高于 燃煤标杆电价， 四类风资源区域的 2018 年新核准风电项目标杆电价普遍比当地燃煤标杆电价高出 30%以上， 风电 对于补贴的依赖十分明显 。 光伏的标杆电价相对风电更高，对于补贴的依赖程度更为突出。 显然，补贴缺口问题成为风电、光伏发展的重要 掣肘， 风电、光伏等 新能源要想实现更大的发展规模， 则 必须更快的降低对于补贴的依赖 。 因此，如何实现 快速降 本成为摆在新能源行业面前的重要课题。 0501001502002503003504004502010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017光伏发电量（ TWh) 风电发电量（ TWh)0.51 0.51 0.51 0.51 0.490.47 0.470.40.54 0.54 0.54 0.54 0.520.5 0.50.450.58 0.58 0.58 0.58 0.560.54 0.540.490.61 0.61 0.61 0.61 0.61 0.6 0.60.570.75 0.75 0.75 0.75 0.750.85 0.85 0.85 0.85 0.850.350.450.550.650.750.852011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018（元/kWh）陆上风电 类资源区陆上风电 类资源区陆上风电 类资源区陆上风电 类资源区海上风电 潮间带风电海上风电 近海风电电力设备 行业专题报告 请务必阅读正文后免责条款 5 / 21 图表 3 各地区风电标杆电价结构 资料来源 :发改委， 平安证券研究所 1.2 示范先行，平价 上网 大势所趋 政策层面鼓励和引导风电平价上网的意图明显。 能源发展战略行动计划（ 2014-2020 年） 提出 ，到 2020 年， 我国 风电 要 与煤电上网电价相当 ，即基本实现 发电侧 平价。 在此背景下， 2017 年 8 月 ，国家能源局 下发关于公布风电平价上网示范项目的通知 ， 河北、黑龙江、甘肃、宁夏、新疆相关省（区）总规模 70.7 万千瓦 的项目纳入试点范围， 上网电价按当地煤电标杆上网电价执行，所发电量不核发绿色电力证书，在本地电网范围内消纳。 图表 4 能源局公布的 13 个平价上网示范项目 序号 项目名称 建设单位 拟选场址 装机容量 （万千瓦） 1 风电平价上网及张家口国际可再生能源技术创 新试验实证基地 张北旭弘新能源科技有限公司和 北京鉴衡认证中心 河北省张家口市张北县 10 2 建投康保大英图平价上网示范项目 河北建投新能源有限公司 河北省张家口市康保县 10 3 三峡新能源康保 100MW 平价上网示范项目 三峡新能源康保发电有限公司 河北省张家口市康保县 10 4 张家口平价上网风电检测认证实证基地 北京鉴衡认证中心有限公司 河北省张家口市张北县 5 5 两面井天润平价上网风电项目 北京天润新能投资有限公司 河北省张家口市张北县 5 6 双城杏山 49.5MW 风电项目 黑龙江新天哈电新能源投资有限 公司 黑龙江 哈尔滨市双城区 4.95 7 双城万隆 49.5MW 风电项目 黑龙江新天哈电新能源投资有限 公司 黑龙江 哈尔滨市双城区 4.95 8 华能瓜州干河口北 50MW 风电平价上网示范项目 华能甘肃能源开发有限公司 甘肃省瓜州县干河口北 二南 5 9 甘肃矿区黑崖子 50MW 风电平价上网示范项目 中核汇能有限公司西北分公司 甘肃矿区 5 10 上海尘悟玉门平价上网新型风力发电技术示范 项目 上海尘悟环保科技发展有限公司 甘肃省玉门十三里井子 区域 0.4 11 宁夏东梦灵武高新材料产业园分布式能源（无补 贴电价）示范项目 宁夏东梦能源股份有限公司 宁夏自治区银川市灵武 东山变电站东 0.45 12 新疆晋商风电有限责任公司 5 万千瓦风电项目一期 新疆晋商风电有限责任公司 新疆自治区乌鲁木齐市 达坂城区东部 5 13 龙源达坂城风电三场六期 4.95 万千瓦风电项目 新疆龙源风力发电有限公司乌鲁 木齐分公司 新疆自治区乌鲁木齐县 托里乡 4.95 资料来源：国家能源局，平安证券研究所 0.000.100.200.300.400.500.60风电与煤电标杆电价之差 燃煤标杆电价电力设备 行业专题报告 请务必阅读正文后免责条款 6 / 21 2018 年，国家能源局发布关于乌兰察布风电基地规划建设有关事项的复函，批复乌兰察布风电基地一期规模 600 万千瓦， 列入 2018 年内蒙古新增风电建设规模管理， 所发电量按照可再生能源优先发电原则参与京津冀电力市场交易，国家不予补贴。 新推出的竞价制度有望加速平价进程。 根据 关于 2018 年度风电建设管理有关要求的通知 （ 国能发新能 2018 47 号 ） ， 2018 年国内风电开始引入竞价制度，且明确 风电项目竞争配置过程中电价权重不得低于 40%，预计 风电项目电价水平 相对标杆电价将呈现较为明显的下降， 行业平价进程加速 。实际上，风 电竞价制度已经在全球诸多国家实施，德国 2017 年共开展三轮合计 2.8GW 的风电项目招标，由于竞争激烈等因素，中标均价明显下滑。 图表 5 2017 年全球实施风电竞价制度的区域 资料来源 :维斯塔斯， 平安证券研究所 图表 6 德国 2017 年三轮风电项目招标情况 资料来源 : Deutsche WindGuard， 平安证券研究所 1.3 技术进步 是 风电 降本 的重要推手 从全球范围来看，风电呈现明显的度电成本下降的趋势，根据 国际可再生能源机构 （ IRENA）的统计， 2017 年全球陆上风电平均的度电成本已降至 54.3 美元 /MWh。 度电成本下降的主要原因包括投资成本的下降以及容量系数的提升（即发电利用小时数的提升），其背后的重要推手是风电机组的技术进步。 0102030405060050010001500200025002017.5 2017.8 2017.11中标规模（ MW) 未中标规模（ MW） 中标均价（欧元 /MWh)电力设备 行业专题报告 请务必阅读正文后免责条款 7 / 21 图表 7 全球风电平均投资成本持续下降 图表 8 全球新建风电项目容量系数持续提升 资料来源 :IRENA， 平安证券研究所 资料来源 : IRENA， 平安证券研究所 图表 9 全球陆上风电平均度电成本持续下降 资料来源 : IRENA， 平安证券研究所 近年 ，大容量、长叶片、高塔架 蔚然成风，代表 风电 机组 技术进步的主流方向；从降低风电度电成本的角度，大容量机组有望降低初始投资成本和后续运维成本，长叶片和高塔架则主要提升风机的发电能力，通过提升发电利用小时数摊薄度电成本。 大容量机组 在减少土地使用面积、降低风场配套设施成本和后期运维方面具有优势 。 以金风科技GW140-2.5MW 机型为例，在一个总容量为 10 万 kW 的项目中，它 比 2.0MW 机型节约 5 个机位点。同时，约可节约征地面积 15%，减少山区机位点平整费 50 万元，道路修建费 150 万元，集电线路成本 120 万元，因提前发电增加发电量 1110 万 kWh，优势显著。 更 大的叶轮直径 能够增大扫风面积，提高对风能的捕捉能力。例如，在 6.5 米 /秒的平均风速下，金风 GW130/2.5MW 机型相比 GW121/2.5MW 机型，发电量可提高 7%8%。 更高的塔架则能改善风机轮毂高度处的风资源条件。 1000120014001600180020002200平均建设成本 (美元 /kW)平均建设成本 (美元 /kW)0.000.020.040.060.080.100.120.140.16平均 LCOE (美元 /kWh)平均 LCOE (美元 /kWh)电力设备 行业专题报告 请务必阅读正文后免责条款 8 / 21 图表 10 美国近年新建风电项目的单机容量、叶轮直径、轮毂高度发展趋势 资料来源 :DOE， 平安证券研究所 我国中东部地区的风资源条件相对较差，过去我国风电开发主要集中在风资源条件较好的三北地区，随着风机技术进步，中东部地区风电开发具备可行性，目前中东部低风速地区已经成本 成为 我国风电开发的主战场。 图表 11 我国新增风电装机向风资源相对较差区域转移 资料来源 :CWEA， 平安证券研究所 长叶片和高塔架是助力我国低风速风电开发的主要技术手段，国内主要风机制造厂商陆续推出更长叶片、更高塔架的风机产品，以寻求降低度电成本及不断下探可开发风速下限。以金风科技 GW 2.X MW 系列产品为例，其最新产品的叶轮直径达 131 米，扫风面积 13471.4 平米，采用钢混塔架高度达 140 米。根据金风发布的数据，其最新发布的 GW131-2.X 机型发电性能明显提升： GW131-2.X 机型可有效提高项目收益。在平均风速为 5m/s，电价为 0.6 元 /kWh 的前提条件下，采用 GW131-2.X 机型的全投资内部收益率为 12.11%，相比目前市场上 2MW 级别中装机量最大的 GW115-2.0 机型，可增加 2.8 个百分点。 GW131-2.X 机型可有效下探开发风速。在全投资内部收益率为 9.31%，电价为 0.6 元 /kWh 的前提条件下，采用 GW131-2.X机型的项目可开发年平均风速为 4.6m/s，相比 GW115-2.0 机型，项目可开发风速下探 0.4m/s。 GW131-2.X 机型可有效降低电价压力。在平均 风速为 5m/s 的情况下，采用 GW131-2.X 机型的项目即使在电价下调至 0.47 元 /kWh 时，仍可将内部全投资收益率保持在 8%以上。 02040608010012000.511.522.5平均单机容量 (MW) 平均叶轮直径 (m) 平均轮毂高度 (m)11% 14% 9% 6%18% 7%9% 9%24% 30%18%6%47% 49%64%79%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%2014 2015 2016 2017IV类地区 类地区 类地区 类地区电力设备 行业专题报告 请务必阅读正文后免责条款 9 / 21 图表 12 金风科技 2MW 系列产品规格 项目 单位 规格 型号 GW 108/2000 GW 115/2000 GW 115/2100 GW 115/2200 GW 121/2000 GW 126/2200 GW 131/2200 GW 131/2300 叶轮直径 m 108 115 115 115 121 126 131 131 扫风面积 m2 9156.2 10381.6 10381.6 10381.6 11547.5 12462.7 13471.4 13471.4 塔架类型 钢制锥桶 轮毂高度 m 80 80/85/90/100 85/90/100 85/90 塔架类型 钢混塔架 轮毂高度 m 100/120 100/120 100/120 100/120/140 120/140 资料来源：金风科技，平安证券研究所 即便如此，在现有的技术条件下，我国大部分地区风电开发仍然一定程度依赖补贴，尽管即将实施的竞价上网等模式可能一定程度压缩非技术成本从而降低总的投资成本，但整体来看风电行业的发展前景主要依赖技术进步的速度和空间，我国风电平价上网的进程也很大程度取决于未来技术进步的进程。 但值得思考的是，基于风电机组技术进步的整体框架以及当前先进的风电机组所达到的技术水平（例如金风 2.5MW 机组已经配套 140 米 直径的 叶轮和 140 米 高的 塔筒），未来国内风电技术进步是否还有空间？ 二、 技术进步空间犹存，以彼之道 解 己之 困 技术进步的空间 实质对应技术降本的空间，对比国内外风机技术水平差异可以窥探未来我国风电机组技术进步空间大小。 本章主要讨论陆上风 机 技术差异， 我国 海上风 机 技术 相比欧美 差距更为明显，具体参见 我们海上风电专题报告复制欧洲降本之路，海上风电的黄金时代。 2.1 单机 容量： 我国风机功率等级 提升空间大 根据风能协会公布的数据， 2017 年，中国新增装机的风电机组平均功率 2.1MW，同比增长 8%；截至 2017 年底，累计装机的风电机组平均功率为 1.7MW，同比增长 2.6%，风电机组大型化的趋势较为明显 。 图表 13 国内风电机组大型化 趋势明显 资料来源 :CWEA， 平安证券研究所 电力设备 行业专题报告 请务必阅读正文后免责条款 10 / 21 2017 年中国新增风电机组中， 2MW 以下（不含 2MW）新增装机容量市场占比达到 7.3%， 2MW 风电机组装机占全国新增装机容量的 59%， 2MW 至 3MW（不包括 3MW）新增装机占比达到 85%。3MW 至 4MW（不包括 4MW）机组新增装机占比达到 2.9%， 4MW 及以上机组新增装机占比达到4.7%。 图表 14 2017 年中国不同功率风电机组新增装机容量比例 资料来源 :CWEA， 平安证券研究所 上述风机容量统计包含海上 风机项目，如果剔除海上风电项目，则国内 2017 年新增陆上风电项目的单机容量仅 2.05MW。 与此同时， 2017 年欧洲新增陆上风电装机的平均单机容量 达 2.7MW，远高于中国的风机平均功率水平 ，部分国家的 单机 容量超过 3MW。 图表 15 欧洲主要国家 2017 年新增陆上风机平均单机容量 资料来源 : WindEurope， 平安证券研究所 其中，德国作为欧洲最大的风电市场，其 2017 年陆上风机平均功率接近 3MW，而且逐年提升的趋势明显 ， 近三年的新增项目陆上风机平均功率分别为 2727kW、 2848 kW、 2976 kW。 中国 2017 年的风机平均单机容量大概相当于德国 2010 年的水平。 2MW以下7%2MW59%2.1MW2.9MW26%3MW3.9MW3% 4MW及以上5%3.42 3.10 2.98 2.72 2.60 2.43 2.37 2.07 00.511.522.533.54丹麦 芬兰 德国 比利时 爱尔兰 英国 法国 希腊平均单机容量（ MW）平均单机容量（ MW）