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        風電產業鏈全景解析

        來源:高瞻智庫  瀏覽數:  發表日期:
          在環保能源中,風力發電技術最為成熟,相比于火電,風電更加環保;而相比于其他環保能源,風電則是成本最低的發電方式。
          風力作為清潔能源的代表之一,自20世紀80年代以來,經歷了全球化的高速增長。我國擁有豐富的風能資源,風電作為可再生能源,在我國的發展空間巨大。
          2019年5月國家發改委發布《關于完善風電上網電價政策的通知》,明確“2018年底之前核準的陸上風電項目,2020年底前仍未完成并網的,國家不再補貼;2019年1月1日至2020年底前核準的陸上風電項目,2021年底前仍未完成并網的,國家不再補貼。”
          2021年底將是國內分散式風電、海上風電項目、2019-2020年新核準的陸上風電項目獲得補貼的并網截止時間。
          
          目前來看,2021年國內風電需求構成包括:2019-2020年核準陸上風電項目;2018年前核準海風項目要求全容量并網;平價項目(2019年第一批平價項目);大基地項目;2020年未全容量并網陸風項目遞延部分。
          根據GWEC數據,考慮海風、陸上第二波搶裝、大基地項目以及平價周期開啟,2021年國內需求或達30GW;2021年全球需求將達到75.2GW,國內風電新增裝機持續增長。
          
          我國長期以來風電投資以大型新能源發電集團為主,主要是“五大四小”,“五大”是華電集團、華能集團、國電集團、大唐集團和國家電投,“四小”是華潤電力、國華電力、國投電力、中廣核,合計占比在70%左右。
          近年來發電端地方國企和民企也在不斷增加,一方面風電投資的資本實力在增強,另一方面對行業整體運營效率的提升也有一定積極影響,產業鏈終端發電運營成本在競爭常態化下有望下降。

          圖片圖表來源:中國風電發展報告,CEWA,信達證券
          風力發電是利用風力帶動風車葉片旋轉,再透過增速機將旋轉的速度提升來促使發電機發電。風力發電機組包括風輪、發電機等;風輪由葉片、輪轂、加固件等組成。
          風電價值鏈、企業鏈、供需鏈和空間鏈這四個維度在相互對接的均衡過程中形成了產業鏈。風電行業產業鏈主要包括原材料企業、零部件制造商、風機整機制造商、風電運營等四大環節。
          ▌風電產業鏈上游原材料
          風電葉片的原材料主要為樹脂、玻纖、夾芯材料。
          風電紗市場競爭格局相對穩定,集中度較高,長期協議客戶占比較高,擁有品牌議價。
          在風電紗領域,中國巨石、泰山玻纖和重慶國際(包含與OC的合作線)的市占率達到90%。
          風電玻纖紗對葉片的質量(強度等)起到至關重要的作用,其直接下游是風電經編織物廠商。風電紗與汽車用熱塑紗一樣,存在下游客戶的認證壁壘,因而一般下游主要大客戶會與風電紗供應商簽訂長期協議。
          目前國內主要的風電用經編織物廠商為中國恒石、宏發新材以及天常股份,分別對應中國建材(旗下中國巨石及中材科技)、重慶國際以及歐文斯科寧三大風電紗供應商。
          
          
          ▌風機零部件制造
          風電機組的零部件主要包括葉片、齒輪箱、發電機、塔架、主軸和制動系統等;其中,葉片、齒輪箱是風電機組成本構成中所占比例最大,價值量最高,葉片占整個機組成本約23%;同時鑄鍛件、電力電子也是主要零部件。
          相較于風機僅供應國內不同,零部件可以全球供應平滑國內市場波動,同時大型化和海風有利于提升零部件盈利能力,零部件有望穿越周期實現高成長。
          
          ▌風機葉片
          風機葉片屬于復合材料制品,是風機成本中最大的單項零部件。
          隨著全球風電市場向低速風場和海上風場傾斜,風機葉片尺寸呈上升趨勢。
          葉片直徑增加27.5%可帶來度電成本下降30%:
          
          大型葉片技術難度較高,需兼具葉片大、重量輕、強度高的特點,只有少數廠商具備量產能力。
          國內風電葉片頭部企業市占率不斷攀升,2020年,風電葉片行業CR5市占率達68%以上。
          全球來看,風機葉片市場玩家多元,較為分散。外資企業主要有GE、LM、TPI、Enercon等,國內廠商包括中材科技、時代新材、中復連眾等國有控股大廠以及上海艾郎、天順葉片等民營專業化葉片企業,此外,部分主機廠如明陽也自主生產葉片。
          中材科技連續九年市場占有率第一。在行業總體生產單只葉片需要36-48小時的情況下,中材科技可以控制在24小時內完成單只葉片的生產。技術方面,2MW及以上大葉片占主導地位,且擁有開發海上超大葉片的技術。
          
          大功率葉片轉型中的裝備升級與智能化生產提高了行業的進入門檻,葉片的迭代速度較快,且大型化趨勢不可逆,行業落后產能會被迅速出清,技術上的壁壘將保障頭部公司未來的領先地位。
          伴隨海上風電發展、裝機區域轉移和競價上網等因素的影響,葉片大型化趨勢還將繼續,行業集中度將繼續提高。

          圖片圖表來源:IRENA、公開資料整理,中泰證券
          ▌風塔
          風塔具有一定的技術壁壘和客戶壁壘,新晉競爭者進入市場有一定難度。
          由于風塔常年在野外惡劣環境下運行,客戶對風塔的可靠性要求較高,運行壽命一般要保證20年。
          風塔制造的主要原材料為鋼板,鋼板價格變動對風塔毛利率有較大影響。
          2013-2015年,由于鋼鐵行業產能嚴重過剩,鋼材價格持續下跌。風塔毛利率也因此大幅度上升,四家龍頭企業的平均毛利率由21.15%上升至31.29%。
          隨著中國風電整機行業集中度提升,零部件廠商加速整合,國內塔筒市場主要由天順風能、泰勝風能、大金重工以及天能重工四家龍頭占據。
          國內四大風塔龍頭,因2019年起風電搶裝,需求高增,盈利能力明顯提升,毛利率回到25-30%。
          風塔企業的產能布局主要圍繞著沿海和三北地區。
          沿海地區方面,天順風能、天能重工和泰勝風能都有多個生產基地。
          三北地區方面,天順風能、泰勝風能都在內蒙古包頭建廠,位置優勢較大。
          天能重工和泰勝風能還各有一個生產基地位于新疆,距離平價大基地也較近,可共享下游建設平價大基地的紅利。
          ▌風機鑄件
          鑄件是技術密集型和資金密集型行業,成本受生鐵等原材料價格影響較大。
          從鑄件競爭格局來看,當前全球整體鑄件生產的重心從發達國家轉移至中國。
          在行業發展初期,以一重、二重、上重、中信重工、大連重工等為代表的國有鑄件企業占據市場主導地位。
          這些國企主要給集團內部的成套設備提供配套鑄件,較少參與市場化競爭。
          以日月股份、永冠集團、吉鑫科技以及山東龍馬為代表的民營企業后期發力,為其他市場化成套設備制造商提供配套鑄件。
          2020年日月股份風電鑄件銷售量為37.87萬噸,全球市占率達到18%左右,領先其他國內上市民企。
          目前涉及風機鑄件、主軸等業務的公司還包括吉鑫科技、金雷股份、通裕重工等。
          ▌風機整機制造
          2014年開始,全球和中國整機環節均進入龍頭集中的過程。
          2013-2019年,有十家整機企業連續六年位居新增裝機排名前十,行業格局穩定。
          2019年全球前10大整機商中有6家中國企業,而中國市場前10大整機商中沒有海外企業,表明中國市場對于海外企業來說很難進入。
          國內大型整機制造商包括金風科技、遠景能源、明陽風電、聯合動力、重慶海裝、上海電氣、湘電風能、東方電氣、運達風電等。
          全球來看,裝機第一位通用電氣GE,2020年市占率17%,金風科技、維斯塔斯以16.54%、15.71%的市占率分列第二、第三,CR3達49%,風機市場寡頭格局穩固。
          國內市場呈現金風科技、遠景能源和明陽智能三足鼎立格局。
          根據CWEA數據,中國市場風機制造企業CR5從2015年的58.3%提升至2020年的64.17%。
          明陽智能的產品線覆蓋范圍在三家龍頭企業中最廣,額定功率覆蓋1.5MW至7.25MW,葉輪直徑從70m至178m。憑借著覆蓋面廣的產品線,和靈活的技術路線選擇,未來的市占率有望進一步得到提升。
          2020年風機廠商中國市占率:
          圖片資料來源:BloombergNEF、CWEA
          當前全球主流陸上和海上風電整機廠商所采取的技術路線主要集中在雙饋異步、永磁直驅和永磁半直驅這三種技術路線。
          簡單來說,雙饋、直驅兩種技術路線的本質區別,在于雙饋型帶有“齒輪箱”,而直驅型不帶“齒輪箱”。
          金風科技、明陽智能、湘電風能等主流風機商均采用了永磁發電機,三者市占率合計47%,再加上其他一些中小整機商,估計整個風力發電領域永磁發電機占有率大概50%左右,全球風力發電市場永磁發電機市占率低于國內市場,預計在40%左右。
          
          ▌海上風電
          由于海上風電有風能資源豐富、發電利用小時數高、不占用土地等優點,風電開發逐漸從陸上風電向海陸風電雙重發展。
          未來海上風電的發展趨勢是深水遠?;?,這將對風電機組的研發、制造、安裝運維、相關裝備制造等環節提出更高的要求,掌握核心技術的龍頭企業有一定先發優勢,目前行業集中度較高。
          從我國海上風電行業已公布中標結果的項目統計數據來看,排名前三的整機制造商合計市場份額已經接近85%。
          從新增裝機容量來看,我國海上風電整機廠商呈現四強鼎立的競爭格局,上海電氣、遠景能源、金風科技和明陽智能的占比分別為25.9%、24.7%、24.2%和18.8%。
          海上風電產業鏈梳理:

          圖片圖表來源:中信證券
          ▌海上風電-海纜部件
          相對于陸風而言,海上風電建設難度增加,其中尤其重要的是增加了海纜部件。
          由于海底的環境復雜且海水具有強腐蝕性,海纜相較于陸上電纜技術更復雜,生產難度較大。
          2005年以前,海纜市場主要由國外的海纜企業壟斷,主要包括耐克森、普睿司曼、阿爾卡、特朗訊、泰科和日本富士通株式會社等。
          目前在國內具備海纜制造和施工能力的企業還較少,主要有中天科技、東方電纜、亨通光電、漢纜股份等,其中東方電纜和中天科技是第一梯隊。
          由于海上風電建設周期長,2021年海風裝機預計迎來爆發。
          此外2022年及以后并網的海風項目雖執行并網年份指導價,但仍然有補貼,且當前海風發展仍處在起步階段,未來空間和增量較大,海上風電產業鏈需求長期向上。
          全球風能理事會(GWEC)的預測,到2025年,全球風電裝機量(包括海上風電與陸上風電)將從2019年的60.4GW增長到2024年的73.4GW,年均復合增長率接近4%。
          根據《巴黎協定》,全球電力可再生能源比例在2020年是24%,在2050年則要求達到86%,這為風力發電在內的新能源打開了廣闊的發展空間。
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