风电行业深度研究报告：海上风电迎来快速发展期，看好相关设备制造商.pdf

电力设备 行业深度研究 报告 请务必阅读正文之后的免责声明 渤海证券股份有限公司具备证券投资咨询业务资格 1 of 25 Table_MainInfo 海上风电 迎来快速发展期 ，看好 相关 设备制造商 风电行业深度研究报告 分析师： 刘 瑀 SAC NO： S1150516030001 2018 年 9 月 20 日 Table_Summary 投资要点： 风电 发展 空间广阔，机组大 功率 化是趋势 当前全球清洁能源装机容量和发电量占比增长迅速 。 从投资额角度看， 2017年，全球风电投资总额约为 1070 亿美元，占全球清洁能源投资总额的比例约为 32%。 2017 年，全球 累计 风电装机容量约 539 GW，根据 GWEC 的预测， 2018 年全球风电新增装机规模与 2017 年相差不大，大约为 52.9 GW。2019 年开始增长，达到约 57.5 GW。近年来风电装机成本和度电成本下降明显，风电机组单机容量逐年增长，风电装机功率呈现大型化趋势。 2017 年，中国累计风电装机容量在全球风电装机中份额约为 35%。风力发电在中国全部发电装机容量的比重近年来稳步提升。 风电存量消纳仍是主要目标 2018 年上半年，全国弃风电量 182 亿千瓦时，同比减少 53 亿千瓦时；全国平均弃风率 8.7%。弃风限电现象出现好转趋势。近年来，国家电网持续提升电网平衡能力，实施全网统一 调度，推动火电发电计划放开，深挖火电调峰潜力，最大限度利用抽水蓄能电站等措施消纳新能源。发改委和能源局等部门也出台了一系列措施来推动发展风电产业。不过截至 2018 年 6 月底，中国风电累计装机并网容量已经达到 171.2 GW。如果按规划的 2020 年底风电装机 201GW 简单测算，从 2018 年下半年到 2020 年底合计两年半的时间，风电新增装机空间不足 40 GW。此外，补贴方面，截至 2017 年底，累计可再生能源发电补贴缺口总计达 1127 亿元，且呈逐年扩大趋势，目前（ 2018年 9 月）已超 1200 亿元。我们认为，未来三年 风电新增装机出现爆发式增长的概率较小 。 海上风电有望迎来快速发展期 海上风电项目发电小时数长，距离用电负荷较近，适合大规模开发，未来可开发空间广阔。 2017 年，我国海上风电取得突破进展，新增装机 319 台，新增装机容量达到 116 万千瓦，同比增长 96.5%。广东省大力布局海上风电，在 近期公布 了 3.3 GW 海上风电建设规划，总投资约 594 亿元。 海上风电有望进入快速发展期。 投资建议 目前来看，陆上风电平稳发展，分散式风电正在布局阶段 。 我们认为海上风电将迎来快速发展期，建议投资者关注海上风电设备类标的的投资机会。推荐金风科技（ 002202），天顺风能（ 002531），东方电缆（ 603606）等 。 风险提示 ： 大盘整体下跌，风电政策波动超预期。 行业研究 证券研究报告 行业深度研究 Table_Author 证券分析师 刘 瑀 022-23861670 liuyubhzq Table_Contactor 助理分析师 刘秀 峰 SAC No： S1150117080012 liuxfbhzq Table_IndInvest 子行业评级 电力设备 中性 新能源设备 中性 Table_StkSuggest 重点品种推荐 金风科技 增持 天顺风能 增持 东方电缆 增持 Table_IndQuotePic 最近一年行业相对走势 -0 .3 3-0 .2 3-0 .1 3-0 .0 30 .0 70 9 /1 7 1 1 /1 7 0 1 /1 8 0 3 /1 8 0 5 /1 8 0 7 /1 8电力设备 沪深300电力设备 行业深度研究 报告 请务必阅读正文之后的免责声明 2 of 25 目 录 1.风电未来空间广阔，机组大功率化是趋势 . 4 1.1 全球风电投资和装机稳定增长，未来前景广阔 . 5 1.2 风电装机成本不断下降，机组大功率化成趋势 . 6 1.3 中国风电装机居世界首位，国内风电占比稳步提升 . 8 2.陆上风电存量消纳仍是主要目标 . 9 2.1 全国电力需求稳定增长 . 9 2.2 弃风率有所降低，存量消纳仍是主要工作 . 9 2.2.1 国家电网多举措促进消纳，弃风率有所改善 . 9 2.2.2 预计能源局四季度将核准多条特高压工程以促进消纳 . 11 2.3 新增装机规模空间有限，风电建设向中东南部迁移 . 12 2.4 配额制促进消纳，竞价政策加速风电平价上网 . 14 2.5 陆上风电消纳为主，分散式风电尚在布局 . 14 3.海上风电有望迎来快速发展期 . 15 4.投资建议 . 20 4.1 金风科技（ 002202） . 20 4.2 天顺风能（ 002531） . 21 4.3 东方电缆（ 603606） . 21 电力设备 行业深度研究 报告 请务必阅读正文之后的免责声明 3 of 25 图 目 录 图 1：风电行业产业链 . 4 图 2：全球清洁能源装机和发电量占比（包含水电） . 5 图 3：全球清洁能源和风电投资额（十亿美元）及风电投资占比 . 5 图 4：全球风电装机容量（ GW）预测及同比增速（右轴） . 5 图 5： 2010-2017 年全球风电装机成本和 LCOE 变化趋势 . 6 图 6： 1991-2017 年中国新增和累计装机的风电机组平均功率 . 6 图 7： 2008-2017 年全国不同单机容量风电机组新增装机占比 . 7 图 8： 2011 年以来新增风电 机组平均风轮直径（ m）及增速 . 7 图 9： 2017 年新增风电机组轮毂高度分布 . 7 图 10： 2017 年不同国家新增风电装机份额 . 8 图 11： 2017 年不同国家累计风电装机份额 . 8 图 12：风力发电设备容量及占全部发电设备容量的比重 . 8 图 13：风力发电量及占全部发电量的比重 . 8 图 14：全社会用电量变化趋势 . 9 图 15：近年来中国弃风电量（亿千瓦时）及弃风率情况 . 10 图 16：国家电网近年来风电并网容量（ GW） . 10 图 17：国家电网近年来特高压线路长度（万公里） . 10 图 18： 2010-2017 年全国风电新增和累计装机容量（ GW） . 12 图 19： 2017 年与 2020 年底累计风电装机占比变化趋势 . 13 图 20：海上风电厂主要组成部分 . 16 图 21：截至 2017 年底我国海上风电制造企业累计装机容量（ MW） . 17 图 22：截至 2017 年底我国海上风电开发企业累计装机 容量（ MW） . 18 图 23：截至 2017 年底我国海上风电不同单机容量机组累计装机容量（万千瓦） . 18 图 24：截至 2017 年底我国沿海各省区海上风电累计装机容量（万千瓦） . 19 表 目 录 表 1： 双馈齿轮箱技术和直驱永磁技术比较 . 4 表 2：国家电网 2017 年消纳新能源举措（不完全统计） . 11 表 3： 2018 年以来风 电行业相关政策 . 11 表 4：拟核准的三条和清洁能源输送相关的特高压工程 . 12 表 5：主要政策中关于风电建设规模的表述 . 13 表 6：分散式风电发展低于预期的主要原因（不完全统计） . 15 表 7：我国海上风资源分类 . 16 表 8： 2017 年我国海上风电制造企业新增装机容量 . 17 表 9： 2018 年以来核准和开工的海上风电项目（不完全统计） . 19 表 10：海陆丰革命老区振兴发展近期重大项目之海上风电项目 . 20 电力设备 行业深度研究 报告 请务必阅读正文之后的免责声明 4 of 25 1.风电 未来空间广阔，机组大功率化是趋势 风力发电是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升来促使发电机发电。风力发电机组包括风轮、发电机等；风轮由叶片、轮毂 、加固件等组成。风电产业主要由上游的风机零部件和风机整机制造，中游的风电厂运营和下游的电网公司等 组成 。 图 1：风电行业产业链 资料来源： 新材料在线，渤海 证券 风力发电机组的技术路线主要有双馈齿轮箱技术和直驱永磁技术。 简单来说，双馈、直驱两种技术路线的本质区别，在于双馈型带有“齿轮箱”，而直驱型不带“齿轮箱”。 2017 年，双馈齿轮箱技术和直驱永磁技术的市场份额分别为68.8%和 28.4%。 表 1： 双 馈齿轮箱技术和直驱 永磁技术比较 技术类型 优点 缺点 2017 年市场份额 双馈齿轮箱技术 1）技术成熟可靠，成本低、重量轻、易维护，可以在小容量情况下采用全风冷；2）双馈机组变频器容量小，价格低，机组的谐波小； 3）双馈机组采用齿轮箱将风轮转速升高，提高了发电机的效率，且故障率低。 1）需要的风速范围要求高，发电量受限制；2）容易脱网，发电的经济性和稳定性很差；3）有齿轮箱，五年需要更换一次，维护成本很高； 4）有 Active Crowbar，技术上及其困难等。 68.8% 直驱永磁技术 1）可以在非常宽的风速范围发电；省 去齿轮箱，可靠性高，维护性好； 2）电力电子变换装置不需要 Active Crowbar；功率因数几乎不受限制，完全可以看做挂在电网上的一个无功发生器。 1）体积和重量大，对轴承等转动部件要求高； 2）永磁材料容易发生失磁的现象 ； 3）维修成本高； 4）直驱机组采用的是全功率变频器，价格昂贵，并且变频器产生谐波大。 5）省去齿轮箱会增加发电机出故障的可能性。 28.4% 资料来源： 无所不能，渤海证券 电力设备 行业深度研究 报告 请务必阅读正文之后的免责声明 5 of 25 1.1 全球风电投资和装机稳定增长 ，未来前景广阔 清洁能源装机容量和发电量占比增长迅速，风电投资额占比 30%以上。 从装机容量来看， 2007 年，清洁能源装机容量仅占 7.5%，到 2017 年份额已经到了19%；从发电量来看， 2007 年清洁能源发电量占比约 5.2%，到 2017 年 清洁 能源发电量份额已经达到 12.1%。从投资额角度看， 2017 年，全球风电投资总额约为 1070 亿美元，占全球清洁能源投资总额的比例约为 32%。从风电投资额变化来看，全球风电投资额从 2005 年的 280 亿美元增长到 2017 年的 1070 亿美元， 12 年年均复合增速约为 11.8%。 图 2：全球清洁能源装机和发电量占比（包含水电） 图 3：全球清洁能源和风电投资额（十亿美元）及风电投资占比 7 . 5 %8 . 2 %9 . 2 %1 0 . 2 %1 1 . 4 % 1 1 . 9 %1 3 . 0 %1 4 . 3 %1 5 . 7 %1 7 . 3 %1 9 . 0 %5 . 2 % 5 . 3 %5 . 9 % 6 . 1 %6 . 9 %8 . 0 % 8 . 6 %9 . 2 %1 0 . 0 %1 1 . 0 %1 2 . 1 %0%5%1 0 %1 5 %2 0 %2 0 0 7 2 0 0 8 2 0 0 9 2 0 1 0 2 0 1 1 2 0 1 2 2 0 1 3 2 0 1 4 2 0 1 5 2 0 1 6 2 0 1 7清洁能源装机容量占全部能源装机容量的比例清洁能源发电量占全部发电量的比例0%5%10%15%20%25%30%35%40%45%0501001502002503003504002005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017全球可再生能源投资金额 风电投资金额 风电投资额比例资料来源： BNEF，渤海 证券 资料来源： BNEF，渤海 证券 2017年，全球 累计 风电装机容量约 539 GW，根据 GWEC的预测， 2018年全球风电新增装机规模与 2017年相差不大，大约为 52.9 GW。 2019年开始增长，达到约 57.5 GW。 图 4：全球风电装机容量（ GW）预测及同比增速（右轴） 539 .159264 9. 5711 .877 4. 4840 .952. 5 52. 9 57. 5 62. 4 62. 6 66. 5-4%-2%0%2%4%6%8%10 %12 %010 020 030 040 050 060 070 080 090 020 17 20 18 E 20 19E 20 20 E 20 21 E 20 22 E总装机（ GW ） 新增装机（ GW ） 总装机增速 新增装机增速资料来源： GWEC，渤海 证券 电力设备 行业深度研究 报告 请务必阅读正文之后的免责声明 6 of 25 1.2 风 电 装机成本不断下降 ，机组大功率化成趋势 近年来风电装机成本和度电成本下降明显。 从装机成本来看， 2017 年，全球风电平均装机成本在 1477美元 /kW 左右，与 2010 年相比下降了约 20%。 2017 年全球风电 LCOE 大概在 0.06 美元 /kWh 左右，比 2010 年下降了约 22%。 图 5： 2010-2017 年全球风电装机成本和 LCOE 变化趋势 1843 1828 1868175216841540 153814770. 08 0. 08 0. 08 0. 080. 07 0. 07 0. 070. 060. 040. 050. 060. 070. 080. 090. 1020 040 060 080 010 0012 0014 0016 0018 0020 0020 10 20 11 20 12 20 13 20 14 20 15 20 16 20 17装机成本（ 201 6U SD / kW ） LC O E （ 201 6U SD / kW h ）资料来源： IRENA，渤海 证券 风电机组单机容量逐年增长， 风电装机功率呈现大型化趋势 。 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%。 图 6： 1991-2017 年中国新增和累计装机的风电机组平均功率 资料来源： CWEA，渤海证券 电力设备 行业深度研究 报告 请务必阅读正文之后的免责声明 7 of 25 从近十年 中国 风电机组新增装机容量变化来看，单机容量为 2.0MW 以下机组的新增装机占比逐年下降。 2.0MW以下风电机组装机容量从 2008年的 91%下降到2017 年的 7%。 2017 年，全国风电 新增装机主要集中在 2.XMW 系列机组，2.0MW 至 3.0MW（ 不包括 3.0MW） 新增装机占比超过 85%。 图 7： 2008-2017 年全国不同单机容量风电机组新增装机占比 59%75%79%76%64%54%48%35%19%7%9% 8% 12%15%27%36%45%56%68%71%0%1 0 %2 0 %3 0 %4 0 %5 0 %6 0 %7 0 %8 0 %9 0 %1 0 0 %2 0 0 8 2 0 0 9 2 0 1 0 2 0 1 1 2 0 1 2 2 0 1 3 2 0 1 4 2 0 1 5 2 0 1 6 2 0 1 73 . 0 MW资料来源： CWEA， 渤海 证券 从风轮直径和轮毂高度来看，风电机组的风轮直径也在不断增大。 截至 2017 年底，风轮直径最大为 171m，较 2016年增加 11m。 110m及以上的风电机组的装机容量占比逐年提升，由 2012 年的 3%提升到 2017 年的 76%。从轮毂高度来看， 2017 年，全国新增装机的平均轮毂高度达到 85m，轮毂最高高度为140m，比 2016年的最高高度增加 了 20m。从 2017年新增装机来看， 80m高的轮毂装机容量占比最大，达到 38.8%，其次是 90m 的轮毂高度，占比达到29.3%。 图 8： 2011 年以来新增风电机组平均风轮直径（ m）及增速 图 9： 2017 年新增风电机组轮毂高度分布 0%1%2%3%4%5%6%7%50607080901 0 01 1 01 2 02 0 1 1 2 0 1 2 2 0 1 3 2 0 1 4 2 0 1 5 2 0 1 6 2 0 1 7平均风轮直径（ m ） 平均直径同比增速3 8 . 8 %2 9 . 3 %1 8 . 0 %3 . 8 %2 . 5 %2 . 3 %2 . 2 %3 . 1 %1 3 . 9 %8 0 m 9 0 m 8 5 m 1 0 0 m 7 0 m 1 2 0 m 7 5 m 其他资料来源： CWEA，渤海 证券 资料来源： CWEA，渤海 证券 电力设备 行业深度研究 报告 请务必阅读正文之后的免责声明 8 of 25 1.3 中国 风电装机 居 世界 首位 ，国内风电占比稳步提升 2017年，中国风电新增装机容量和累计装机容量均居世界首位。 2017年，中国累计风电装机容量约 188 GW，在全球风电装机中份额约为 35%。其中 2017 年新增装机容量约为 19.5GW，占 2017 年全球新增装机容量的份额为 37%。 图 10： 2017 年不同国家新增风电装机份额 图 11： 2017 年不同国家累计风电装机份额 37%13%13%8%8%4%3%1%1%1%11%中国美国德国英国印度巴西法国土耳其墨西哥比利时其余35%17%10%6%4%3%3%2%2%2%15%中国美国德国印度西班牙英国法国巴西加拿大意大利其余资料来源： GWEC，渤海证券 资料来源： GWEC，渤海证券 风力发电在中国全部发电装机容量的比重近年来稳步提升。 2017 年，中国风电累计并网装机容量占全部发 电装机容量的 9.2%。发电量方面， 2017 年风电年发电量 3057 亿千瓦时，占全部发电量的 4.8%。 图 12：风力发电设备容量及占全部发电设备容量的比重 图 13：风力发电量及占全部发电量的比重 0%1%2%3%4%5%6%7%8%9%1 0 %02 0 0 04 0 0 06 0 0 08 0 0 01 0 0 0 01 2 0 0 01 4 0 0 01 6 0 0 01 8 0 0 0风电设备容量（万千瓦） 风电占发电设备容量比例0 . 4 %0 . 8 %1 . 2 %1 . 6 %2 . 1 %2 . 6 %2 . 9 %3 . 2 %4 . 0 %4 . 8 %0%1%2%3%4%5%6%05 0 01 , 0 0 01 , 5 0 02 , 0 0 02 , 5 0 03 , 0 0 03 , 5 0 02 0 0 8 2 0 0 9 2 0 1 0 2 0 1 1 2 0 1 2 2 0 1 3 2 0 1 4 2 0 1 5 2 0 1 6 2 0 1 7风电发电量（亿千瓦时） 风电占总发电量比例资料来源：国家电网，渤海证券 资料来源：中电联，渤海证券 电力设备 行业深度研究 报告 请务必阅读正文之后的免责声明 9 of 25 2.陆上 风电 存量 消纳 仍 是 主要 目标 2.1 全国 电力需求稳定增长 近年来，随着中国经济的不断发展，中国全社会用电需求不断增长。 2018 年上半年， 全国全社会用电 量 32291亿千瓦时，同比增长 9.4%。 2018年 7月份，持续高温下，全国日发电量已经连续 17 天超过去年最高值 ，用电需求有望维持稳定增长。 图 14：全社会用电量变化趋势 9 . 4 %0%2%4%6%8%1 0 %1 2 %1 4 %1 6 %01 0 0 0 02 0 0 0 03 0 0 0 04 0 0 0 05 0 0 0 06 0 0 0 07 0 0 0 020052006200720082009201020112012201320142015201620172018H1全社会用电量（亿千瓦时） 发电量同比资料来源： Wind，渤海证券 2.2 弃风率 有所 降低，存量消纳仍是主要工作 2.2.1 国家电网多举措促进消纳，弃风率有所改善 弃风限电 有所 好转。 2017 年，中国弃风电量为 419 亿千瓦时，较 2016 年减少78亿千瓦时； 2017年弃风率为 12%，与 2016年相比下降 5个百分点。 2018年上半年 ， 全国弃风电量 182 亿千瓦时，同比减少 53 亿千瓦时；全国平均弃风率8.7%。弃风限电现象出现好转趋势。 电力设备 行业深度研究 报告 请务必阅读正文之后的免责声明 10 of 25 图 15：近年来中国弃风电量（亿千瓦时）及弃风率 情况 1232081621263394974191821 6 . 2 %1 7 . 0 %1 0 . 7 %8 . 0 %1 5 . 0 %1 7 . 1 %12%8 . 7 0 %0%2%4%6%8%1 0 %1 2 %1 4 %1 6 %1 8 %01 0 02 0 03 0 04 0 05 0 06 0 02 0 1 1 2 0 1 2 2 0 1 3 2 0 1 4 2 0 1 5 2 0 1 6 2 0 1 7 2 0 1 8 H 1弃风电量（亿千瓦时） 弃风率资料来源：国家能源局，渤海证券 国家电网近年来风电并网容量不断提升。 2017 年，国家电网风电并网容量达到12890 万千瓦，同比增加 10.6%。 2017 年，国家电网 750 千伏及以下新能源并网及输送工程总投资 95 亿元，建成新能源并网及送出线路 2742 千米，满足了5426 个新能源发电项目并网和省内输送的需 要。 图 16：国家电网近年来风电并网容量（ GW） 图 17：国家电网近年来特高压线路长度（万公里） 4 3 . 95 6 . 87 0 . 48 7 . 91 1 6 . 61 3 1 . 91 4 5 . 40204060801 0 01 2 01 4 01 6 02 0 1 1 2 0 1 2 2 0 1 3 2 0 1 4 2 0 1 5 2 0 1 6 2 0 1 7640 6402542 25434601589910977 10977169372463705 0 0 01 0 0 0 01 5 0 0 02 0 0 0 02 5 0 0 03 0 0 0 02 0 0 8 2 0 0 9 2 0 1 0 2 0 1 1 2 0 1 2 2 0 1 3 2 0 1 4 2 0 1 5 2 0 1 6 2 0 1 7资料来源：国家电网，渤海证券 资料来源：国家电网，渤海证券