风光发展如火如荼,2021年陆上风电实现平价,今年海风平价时代即将到来,在这样的大背景下,风电行业的细分赛道也被大家越来越重视,含金量高的赛道也越来愈多。下面华尔街见闻·见智研究就带领大家来梳理下风电行业的优异细分赛道,如塔筒、轴承、海缆等等,并深度分析这些赛道的价值量如何,是否有持续超预期的可能?
本文看点:
1、风电行业当前发展及未来空间?
2、平价时代风电行业降本增效的路径及进展
3、2022年哪些细分赛道会是“最靓的仔”?
我国风电行业发展基本可以分为四个阶段。第一阶段:起步阶段。主要指的是2010年以前,我国风电行业起步早,但是前期进展缓慢,直到2004年后,国家陆续出台相关鼓励政策,风电行业才逐步发展起来,2008-2010年发展开始加速,用两年的时间实现了风电装机量世界第一的水平。第二阶段:整顿休整期。前期由于风电发展的过于激进迅猛,导致了国产机组质量问题频出,风电装机设备产能过剩、弃风等问题凸显,于是2011-2013年迎来了风电行业的调整期,政策开始收紧,装机量增速也开始下滑。第三阶段:稳步发展期。行业经过调整和洗牌后才真正进入了6年的稳步发展期,发展模式也从重规模和重速度的粗放模式向重质量的模式转变。第四阶段:风电平价阶段。2020年后“双碳”目标逐步被提上日程,叠加风电补贴退坡,陆上风电和海上风电迎来了抢装潮,2021年陆上风电实现全面平价上网,今年海上风电平价正式开启。
从装机规模看,全球风电累计装机容量从2001年的24GW增长到2020年的707GW,20年时间增长30倍左右。全球风电新增装机容量从2001年的6.5GW增长到2020年的93GW,翻了14倍。细分看,陆上风电新增装机容量从2001年的6.4GW增长到2020年的86.9GW,增长近14倍。海上风电真正发展起来是在2009年左右,2009年全球海上风电新增装机0.6GW,2020年全球海上风电新增装机6.1GW,10年时间翻了10倍。据彭博新能源数据,2021年全球新增海上风电装机13.4GW,同比大幅增长了120%,在新增装机中我国贡献了绝大部分,约10.8GW。相较于陆风而言海风发展更为迅速,尤其是近两年陆风发展到了瓶颈期,全球海风加速布局,所以增速极高。
2020年的《风能北京宣言》指出,“十四五”期间年均保证风电新增装机50GW以上,2025年后年均新增风电装机60GW以上,2030年装机总量达到8亿千瓦(800GW),到2060年至少达到30亿千瓦(3000GW)。截止到2021年底,我国风电装机累计达3.28亿千瓦,距离2030年有近1.5倍增长空间,到2060年有近8倍的增长空间。
我国风电发展始于20世纪90年代,开始主要是陆上风电,陆上风电的补贴也经历了还本付息电价、风电特许权招标上网电价和陆地风电上网标杆电价、竞价上网四个阶段。标杆电价是2009年开始执行的,所以2009-2010这两年我国陆风开始加速发展。但是无论是风电还是光伏行业想靠补贴发展始终不是长久之计,终究还是需要“断奶”,所以我国陆风上网标杆电价在这几年里也经历了多次下调,2015年的标杆电价在0.51-0.61元/KWh区间,2020年下调至0.29-0.47元/KWh,下降幅度在23%-43%。其间执行标杆电价是在2019年前,2019年7月后政策就由标杆电价上网调整为竞价上网了,也就是上网电价要通过竞争方式确定,为陆风平价做准备。2021年后,陆风项目全面平价上网,国家不再给予补贴。
海上风电2014-2018这几年级都是按照标杆上网电价进行补贴的。2019年后海上风电标杆电价改为指导价,也就是新核准的项目不得高于指导价。对于2018年底前已经核准的海上风电项目,如果在2021年底前全并网,则执行核准时的上网电价,2022年以后全部机组完成并网的,执行并网年份指导价。所以海风平价时代在今年正式开启,比陆风晚一年。
风电全面平价后,成本的下降显得更为重要。风电运营企业成本主要包括风力发电成本和度电成本,其中风力发电成本主要由建设成本和运营成本构成,建设成本占比约为60-80%,建设成本包括设备购置、安装工程、建筑工程、土地使用权、建设期贷款利息等;运营成本中设备折旧占绝大比重。“度电成本”指项目单位上网电量所发生的综合成本,主要包括项目的投资成本、运行维护成本和财务费用。度电成本(静态算法:度电成本=发电成本/发电量)要考虑年发电量这个因素。
近几年伴随风机大型化,风电行业降本速度明显。风电机组建设成本持续下降,我国目前风电发电成本持续降低,目前对于对应上网电价0.45-0.50元/度的资源区,风力发电的度电成本约0.2元/度。目前我国陆风降本显著,基本与火电成本接近。但海风的成本构成与陆风又存在差异,相比陆上风电而言海上风电施工、安装、运输等要更困难,所以成本也更高,工期更长,我们之前在文章“利好频出,海风时代即将到来 | 见智研究”深度讨论过海上风电,再此不再赘述。
目前海风和陆风成本差距还是比较大,但海风未来还有较大的降本空间,从近期的了解看,近期浙江台州海风风机价格在2800-2900元/KW的区间,总造价约11元/W,度电成本大约是0.3元/度,降本速度已经超预期了,预计今年还会继续下降,进而刺激装机量的增加,乐观估计今年风电出货有望超60GW。
风电行业可以分为上游核心零部件、中游风电主机厂与下游风电运营商三大部分。其中核心零部件包括:叶片、齿轮箱、轴承、塔筒、海缆等等。零部件环节中主轴、轴承、电缆的毛利率相对较高,塔筒和叶片次之。整机环节相对而言毛利率要更低。从风电细分赛道看,华尔街见闻·见智研究认为以下环节价值量较高,今年有望超预期。
图:风电产业链
资料来源:公开资料
1、海缆:海上风电高价值的细分赛道
海缆按功能分类主要分为三类:海底光缆、海底电缆以及海底光电复合缆。应用在海上风电的海缆项目主要是海底光电复合缆。海缆这条赛道是区别于陆上风电的主要差别赛道。海缆的上游主要是铜、铝等有色金属以及绝缘料等化工原材料;中游是海缆供应商,国内企业主要是东方电缆、中天科技、亨通光带、汉缆股份等。海缆行业之所以是优异的赛道主要是因为其相对于陆缆技术更复杂,因为海洋环境复杂,要解决海水强腐蚀性、鲨鱼撕咬等风险,所以生产工艺复杂,流程多,技术壁垒高,新进入者较难以生存。所以目前国内海缆行业集中度高,国内呈现“双寡头”局面,东方电缆和中天科技合计占我国海缆市场份额的70%左右,2020年底东方电缆市场份额占34%,中天科技占37.5%。下游为客户端,主要包括国网、南网这样的电网公司以及一些海上风电投资建设企业。
今年是我国海上风电平价元年,海底电缆作为价值量极高的环节发展也十分迅速,2021年全球新增海上风电装机13.4GW,同比大幅增长了120%,我国贡献了10.8GW的体量,占四分之三之多。2021年我国海缆市场需求约130亿,2025年预计国内海风新增装机有望达到18GW,对应海缆需求预计有望达到300亿,增速超130%。
2、轴承:高端轴承壁垒高,国产替代需求大
轴承是发电机组核心零部件。风电发电机用轴承包括偏航轴承、变桨轴承、主轴轴承、变速箱轴承、发电机轴承等。其中每台风力发电机组用偏航轴承1套、变桨轴承3套、发电机轴承3套、主轴轴承2套,共9套。在各类轴承中,最重要的是主轴轴承,要承担整个风机的巨大震动冲击,加之海风中还需要具备防腐防潮功能,其技术复杂度较高,所以属于高技术壁垒环节。主轴轴承核心技术基本被国外企业覆盖,国内市占率较低,所以国产替代需求较大。
从最新轴承行业进展看,国产轴承厂商在热处理环节逐步成熟,在工艺和设备上与进口厂商差异不大,只需要多积累经验。虽然目前我国已经实现了大尺寸轴承的制造,但批量化生产还需时日。3MW以下偏航、变桨、主轴轴承已实现国产化,但3MW以上的还是要依赖进口,所以高端轴承进口替代迫在眉睫。
国内企业已经在3MW形成了小批量供应,但是大于5MW目前只有新强联形成小批量生产,领先于业内。我国轴承设备和工艺的难度主要在于经验积累的瓶颈,其次难度就是信心问题,国内主机厂很多还是更信任外资品牌,不敢大规模使用国产轴承,这也是导致外资轴承涨价和国内轴承发展相对没那么快的原因。从长期看,国内轴承目前发展迅速,但是上塔验证过程仍需时间,但国产替代大趋势不会变,因为风电平价后,降本尤为重要,降本的速度直接决定装机的规模,所以高端轴承进口替代赛道值得重点关注。
3、塔筒-技术壁垒提升,集中度有望提高
风机塔筒是风力发电机的支撑结构,同时吸收风电机组震动。它是风电机组和基础环之间的连接结构,内部有爬梯、电缆梯、平台等内部结构,供风电机组运营和维护使用。
图:风机塔筒示意图
资料来源:鹏芃科艺
风机大型化是趋势,也是降本的关键途径,虽然风机大型化导致单瓦装机对应塔筒根数减少,但单根重量将明显提升。在大型化的趋势下,塔筒高度要相应增加。高度增加后,需要增加结构强度来满足稳定性。一般是通过增加钢板厚度或者是增大直径两种方式来实现,进而对塔筒的用量会有大幅的增长。其中陆上塔筒由于直径扩张有限,基本在4-4.5m范围内,一般选择增加厚度这种方式。海上塔筒直径可以做到6-7m,限制相对较少。
伴随着未来海风的发展,塔筒行业将迎来巨大增量。第一是降本角度看,海风机组大型化趋势快于陆风,塔筒高度和直径也会随之提升,进而提升用量。第二,陆风桩基和海风桩基构成结构不同,海风涉及大量水下支撑结构,海底桩基也会带来大量新增量,且短期内漂浮式装机因为难度大等原因,短期大批量商业化可能性低,至少近5年内还是以桩基基础为主,所以也会为塔筒带来新增量。
塔筒行业相对于其他风机零部件行业市场格局相对分散。且由于其轻资产的模式,相对而言进入难度较低,所以竞争者多。伴随风机大型化,对塔筒高度、直径、强度都需要进行升级,技术门槛会进一步提升,也会促进行业集中度的提升。2020年国内海上风电累计装机9.5GW,新增装机4GW。2020年国内塔筒海上规模在105万吨,假设如果2025年国内海上风电新增装机20GW,假设单GW塔筒用量4万吨,单GW桩基用量20万吨,塔筒总规模在500万吨左右,增长了近4倍。
整体而言,风光今年装机都有望超预期,且“十四五”期间也会继续放量增长。且在陆风发展逐渐瓶颈的情况下,海风将会在未来扛起风电装机的大旗。而在这样的大背景下,海缆、轴承、塔筒等优异细分赛道值得大家长期关注。
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