2021年中國風電設備制造行業全產業鏈供需結構分析預測及市場機遇研究預測
?
風電產業鏈包括上游的風電設備零部件制造,中游的風電整機總裝和大型風電場施工,以及下游的風電場投資運營、維護。上游領域由包括風電機組、風電支撐基礎以及輸電控制系統等,因其生產技術性較強,多由中游的風電整機廠商或風電場施工商向專業生產商定制采購。風電整機廠商、風電場施工商領域的參與者多為央企、國企和大型民企等規模以上企業,因而中游領域集中度較高,國內主要風機整機企業包括中國海裝、上海電氣、金風科技、遠景能源,主要風電場施工商包括中國交建、華電集團、龍源振華等。下游的風電場運營商主要由大型國有發電集團投資運營,包括國家能源集團、中國華能、中國大唐、國家電投、中國華電、華潤電力、中廣核、國投電力等。
中金企信國際咨詢公布《2021-2027年中國風電設備制造行業市場發展戰略分析及投資前景專項預測報告》
(1)風電設備制造業發展概況:我國風力發電設備制造技術起步較晚,1996年前我國風電設備全部從國外直接引進,而后才開始風電技術引進和規模化發展。1996年至2006年,我國風力發電設備制造商基本依靠引進國外成熟風電技術,國外風電設備制造商在我國風機市場占據優勢地位,2006年新增裝機市場份額仍超過半數。2006年以來,我國風電設備制造行業進入規模化發展階段,風電機組單機容量持續增大,陸上風電主流機型逐步向3.0MW以上級別發展,海上風電主流機型也已達4MW以上。而風電機組大功率化趨勢,也帶動葉片和塔筒向大型化發展,葉輪直徑和塔筒高度均持續提高;同時,變槳距功率可調節型機組發展迅速,近年來在風電機組特別是大型風電機組上也得到廣泛應用。
伴隨著我國風電設備制造行業的發展與成熟,國內風電設備制造商已成為國內風電設備市場主力,國內風電整機廠商在2019年新增裝機容量中的市場份額已超過85%;同時,海上風電市場上述趨勢更為顯著,2019年海上風電新增裝機容量中國內廠商的市場份額超過95%,上海電氣、遠景能源、金風科技及明陽智能也成為全球第三至第六大海上風電制造商,發展態勢良好。國內風電整機國產化程度的大幅提高,也為國內上游風電零部件廠商帶來良好發展機遇,風電產業鏈各環節處在快速上升通道。
整體來說,我國風電設備技術最近20年的發展一直處于追趕狀態。目前,整機制造、齒輪箱等大型組件國內已能規模化生產,并占據了一定市場份額。但在自主研發能力、檢測認證體系、特別是關鍵零部件制造方面,國內仍與國外先進產能具有一定差距;且公共技術平臺建設也相對落后,例如大型葉片試驗、傳動系統試驗、整機測試場環節,滯后于風電裝機規模擴大速度。預計到2020年,我國陸上風電度電成本將下降至0.30元-0.40元,海上風電度電成本也將下降至0.56元4;通過風力發電設備技術進步帶來降低風電成本、提升發電效率,進而實現經濟效益與環境效益的平衡,已成為實現風電平價上網最為重要實現途徑。
(2)風電設備制造業發展空間及方向:
①風電設備制造業潛在市場價值巨大:基于世界各國對風電領域的不斷投入及風電技術的進步創新,預計全球風電設備制造業市場規模仍將持續增長。據測算,2018-2027年間,全球風機供應鏈潛在市場價值高達5,400億美元。其中,葉片與塔筒的市場潛力最大,分別超過1,000億美元。此外,技術進步推動下一代風機機型將更多選擇4~6MW的機型。
2019-2027年全球風機供應鏈市場空間分析
?
數據統計:中金企信國際咨詢
2018年全球主要部件供應商市場份額分析
?
數據統計:中金企信國際咨詢
②風電設備大功率趨勢顯著:因平價上網、競爭性配置等需要,風電降本增效的需求日益增長,風電設備大功率化作為解決方案之一,已成為風電產業重要發展趨勢,我國風電快速發展帶動風電機組等風電裝備制造產業的發展。截至2019年底,累計裝機的風電機組平均功率為1.8兆瓦,同比增長3.7%。2019年新增裝機的風電機組平均功率為2.5MW,同比增長12.4%;其中,2.0-2.9MW風電機組新增裝機容量市場占比由2009年的8%增長至2019年的72%,3.0-3.9MW風電機組新增裝機容量市場占比由2017年的3%增長至2019年的18%,4.0MW以上風電機組新增裝機容量市場占比由2015年的1%增長至2019年的9%,風電機組單機容量逐年增長。
海上風電機組方面,我國海上風電整機廠商積極推動大容量海上風電機組。當前國內海上機組單機容量主要集中在2.5MW-4MW。根據中國風能協會統計,截至2019年底,在我國所有吊裝的海上風電機組中,單機容量為4MW的風電機組累計裝機容量達到293.0萬千瓦,占海上總裝機容量的41.7%;4.0-4.9MW、5.0MW及以上機組,占海上總裝機容量的比例分別為55.5%、17.0%,較2018年,新增了單機容量為4.5MW、7.0MW、7.25MW的機組。
目前,我國整機廠商已積極布局8MW以上產品。上海電氣已于2018年從西門子Gamesa可再生能源公司引進SG8MW-167海上風電機組,并計劃與浙江大學合作對10MW量級以上機組進行攻關。金風科技也在2018年發布了GW168-8MW機型,并計劃在福建三峽興化灣二期海上風場安裝兩臺8MW樣機。此外,中國海裝、湘電風能、明陽智能等諸多整機廠商也在開展大容量機組的研發。
③風電機組、支撐基礎、海底電纜及升壓站已成為海上風電行業主要增長點:海上風電項目在硬件方面主要包括風電機組、海上風電支撐基礎、海底電纜等。在海上風電的總投資中,上述硬件投資占比超50%,按照目前海上風電平均開發投資造價每千瓦1.4萬元計算,“十四五”期間面向整機制造商以及周邊部件供應商如風電塔筒及樁基、海底光纜等的市場規模將超3,500億元。
風電機組方面,海上風電機組大多是在陸上風電機組的基礎上,通過升容、加強防腐等手段升級設計而來,其關鍵設備的組成與陸上機組總體一致。在目前技術水平下,單機容量4MW以上的風電機組整機造價與單機容量呈正相關,單位造價區間多在5,051-7,300元/kW范圍。6MW以上的風電機組由于沒有大批量應用,研發成本較高,相對來講單位造價較高。
風電支撐基礎方面,海上風電支撐基礎包括風電塔筒、樁基等,受風電場地質情況、水深、離岸距離等因素影響,單臺套海上風電支撐基礎的造價(含施工)約為1,000萬元-3,000萬元,占海上風電投資成本的24%-33%。以4MW風電設備為例,其單樁基礎造價(含施工)約為950萬元到1,350萬元,導管架基礎造價(含施工)約為1,000萬元到1,400萬元,高樁承臺基礎造價(含施工)約為1,200萬元到1,500萬元。此外,由于廣東和福建由于地質條件復雜,單臺基礎的造價(含施工)在2,000萬元左右6。
海底電纜及升壓站方面,35kV的海底電纜造價在60萬元每公里到150萬元每公里范圍內,220kV海纜造價在每公里450萬元到600萬元范圍內;海上升壓站的造價成本主要與建設規模大小呈正相關修改性,施工安裝、電氣設備等成本在20,000-30,000萬元之間,單位造價隨著規模提升顯著下降。
通過近十年來我國海上風電開發經驗的逐步積累,以及各環節設備國產化的持續推進,海上風電的開發成本持續下降;風機運行穩定也持續加強,發電成本不斷下降,海上風電投資回報率逐步進入相對理想區間,未來我國海上風電裝機量將呈現快速平穩增長,海上風電設備市場前景廣闊。
(3)風電設備市場供需前景分析:
(1)總體供需態勢:隨著各國政府和產業界對風電行業的持續投入,風電技術得以不斷進步,推動效率提升和成本下降,風電市場仍將保持平穩增長。陸上風電方面,因發展時間較長、技術儲備豐富、施工難度較小,市場上能夠生產陸上風電塔筒等風電設備零部件的生產廠商較多,能夠滿足市場需求,整體呈現供求平衡的穩定態勢;海上風電方面,近年來海上風電市場規模增長迅速,但因技術標準較高、工作環境復雜、單機容量較大等因素,市場上能夠提供穩定可靠海上風電塔筒、樁基等風電設備零部件的生產廠商相對較少,主流廠商產能相對飽和,整個市場仍處于供不應求的狀態。
(2)市場需求狀況及變化原因:近年來,國內外風電行業尤其是海上風電市場發展持續增長,直接帶動了風電塔筒、樁基等風電設備零部件市場的發展。根據全球風能理事會統計,2001年至2019年全球風電累計裝機容量從23.9GW增至650.6GW,年復合增長率達20.15%。而海上風電作為風電的重要組成部分,因其風源穩定、利用率高、單機裝機容量大等特點,近年來總裝機容量增長速度高于陸上風電。全球風電尤其是海上風電裝機容量的快速增長,勢必將擴增對風電塔筒、樁基等風電設備零部件的市場需求量。
預計2020-2024年全球新增風電裝機容量355.0GW,年復合增長率約4%,亞洲市場、北美市場的市場成長性將較為強勁;尤其是中國,經濟快速發展的趨勢將為電力需求和風電設備市場的持續增長提供動力。而在海上風電方面,預計新增裝機容量50.8GW,年復合增長率超過19%,中國、英國和德國三大主要市場需求依然強勁;其中,中國近期在海上風電方面出臺多項鼓勵政策,引導海上風電更好、更快地發展,市場需求上升十分迅猛,國內海上風電設備制造商迎來了良好發展機遇。
(3)市場供給狀況及變化原因:伴隨國家政策大力推動以及風電市場快速增長,風電設備行業經歷過一段高速的發展,不同類型、不同區域的風電零部件市場供給狀況存在一定差異,具體就風電塔筒、樁基方面,從陸上風電、海上風電兩個維度進行分析。
陸上風電方面,開發時間較長的早期機型技術較為成熟,低功率市場競爭較為充分,整體供給相對充足;而大功率、高塔筒等趨勢影響下的新興機型市場,對工藝創新、生產加工、質量控制、交貨履約、售后服務等方面都提出了更高要求,市場供給集中在上市公司等龍頭企業,設備投入高、工藝難度大、技術設計復雜,市場供給相對集中。
海上風電方面,因在吊裝出運設備、焊接疲勞強度控制、材料無損探傷檢測、工程設計經驗儲備等方面都有著比陸上風電更高的標準,導致生產設備及技術門檻相對較高,且對設備廠商的產品設計、質量控制、生產基地位置等亦有較嚴要求。一般來說,海上風電設備需求方主要為知名風電整機廠商和大型風電場施工商,該等下游客戶在對上游風電設備零部件廠商的設備場地、經營規模、歷史業績等方面進行考量并確認滿足要求后,方才建立合作關系且不會隨意更換供應商。此外,較高的技術要求和質量標準也要求上述公司在選擇上游風電零部件供應商時更為謹慎嚴格,符合要求的零部件供應商相對較少,已處于供不應求的狀態。