一、 十四五風(fēng)電發(fā)展驅(qū)動因素明顯變化
1.1 風(fēng)電歷史需求歸因分析:棄風(fēng)和搶裝導(dǎo)致需求波動
回顧我國風(fēng)電發(fā)展歷程,可以整體把國內(nèi)風(fēng)電發(fā)展分為兩個大的發(fā)展階段:
第一個階段是2010年及以前,屬于典型的成長期。這一階段,國內(nèi)風(fēng)電風(fēng)電行業(yè)呈現(xiàn)快速發(fā)展, 背后則是行業(yè)發(fā)展初期的政策驅(qū)動。2003年9月,國家發(fā)改委出臺《風(fēng)電特許權(quán)項目前期工作管理 辦法》,實行風(fēng)電特許權(quán)招標政策,特許權(quán)項目通過上網(wǎng)電價的招標競爭選擇開發(fā)商,在風(fēng)電特許權(quán)協(xié)議框架下,電網(wǎng)公司與項目投資者簽訂長期購售電合同,保證全部收購項目的可供電量。2005年,國家出臺了《中華人民共和國可再生能源法》,促進國內(nèi)新能源的大力發(fā)展。
第二個階段是 2011-2020 年,需求呈現(xiàn)明顯的周期波動。從 2011 到 2020年,政策主導(dǎo)了我國風(fēng) 電行業(yè)的發(fā)展,其中有利和不利的政策交織,導(dǎo)致行業(yè)需求呈現(xiàn)明顯的周期波動特征,這從歷年風(fēng)電新增并網(wǎng)裝機規(guī)模可以看出。從新增吊裝規(guī)模的角度,2011-2020年新增裝機周期波動的規(guī)律可 能更為清晰,2011-2012、2016-2017 均為新增裝機的衰退期,2013-2015、2018-2020 為新增裝機的增長期。
總結(jié)國內(nèi)風(fēng)電行業(yè)過去十年增長與衰退背后的原因,有兩點因素至關(guān)重要:
第一,過去十年的大部分時間,國內(nèi)的棄風(fēng)率處于較高水平,并呈現(xiàn)一定的波動,直到 2019 年以 來,國內(nèi)棄風(fēng)率才回落到 5%以內(nèi)。棄風(fēng)率的高企一方面抑制了開發(fā)商的風(fēng)電投資積極性,另一方 面促使監(jiān)管層加強監(jiān)管以解決棄風(fēng)問題,主要手段之一是控制新增風(fēng)電項目供給,從而對新增裝機 產(chǎn)生負面影響。
第二,補貼對新增裝機形成了重要影響,具體表現(xiàn)在補貼退坡推動風(fēng)電行業(yè)搶裝。
綜上,過去若干年,尤其是在十三五期間,風(fēng)電的新增裝機受政策的影響非常明顯,或者說,政策主導(dǎo)了國內(nèi)風(fēng)電新增裝機的變化趨勢,而政策的出發(fā)點主要包括兩點,一是棄風(fēng)問題要解決,二是補貼問題要解決,具體表現(xiàn)是紅色預(yù)警機制的出臺和補貼退坡。
1.2 十四五迎風(fēng)電發(fā)展新階段,技術(shù)降本是重要驅(qū)動因素
十四五期間,曾經(jīng)影響風(fēng)電需求的政策因素明顯削弱。首先,我國已經(jīng)建立起解決棄風(fēng)問題的長效 機制,落實消納已經(jīng)成為風(fēng)電場核準的前置條件,盡管 2020年新增風(fēng)電并網(wǎng)規(guī)模創(chuàng)歷史新高,2021 年上半年國內(nèi)棄風(fēng)率約 3.6%,同比下降 0.3個百分點,并未出現(xiàn)棄風(fēng)率大幅反彈的現(xiàn)象;結(jié)合當前旺盛的用電需求判斷國內(nèi)棄風(fēng)率不會再大幅攀升。第二,十四五期間國內(nèi)風(fēng)電進入平價時代, 2021 年仍有前期核準的分散式風(fēng)電項目、海上風(fēng)電項目、部分集中式風(fēng)電項目具有搶并網(wǎng)以鎖定補 貼的需求,后續(xù)新上風(fēng)電項目將基本不再享受中央財政補貼,補貼退坡將成為歷史。
“碳中和”背景下的能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型成為十四五風(fēng)電發(fā)展的底層驅(qū)動因素。應(yīng)對氣候變化成為全球關(guān) 注的焦點,能源低碳轉(zhuǎn)型成為全球性共識;中國將力爭于 2030年前實現(xiàn)二氧化碳排放達峰,努力爭取 2060年前實現(xiàn)碳中和。根據(jù)相關(guān)政策,我國 2025 年非化石能源占一次能源消費比重將達到 20%左右,為實現(xiàn)該目標,國家能源局每年制定各省可再 生能源電力消納責任權(quán)重。我國將建立保障性并網(wǎng)、市場化并網(wǎng)等并網(wǎng)多元保障機制,2021 年非水可再生能源保障性并網(wǎng)規(guī)模不低于 9000萬千瓦;對于保障性并網(wǎng)范圍以外的風(fēng)電、光伏項目, 可通過自建、合建共享或購買服務(wù)等市場化方式落實并網(wǎng)條件后,由電網(wǎng)企業(yè)予以并網(wǎng)。
經(jīng)濟性將成為碳中和以外影響十四五風(fēng)電發(fā)展的核心因素。在碳中和的大背景下,十四五風(fēng)電加快 發(fā)展是較為確定的,最終的發(fā)展程度有賴于應(yīng)用場景的拓展情況。從應(yīng)用場景看,中東南部地區(qū)分 散式風(fēng)電的消納條件較好、發(fā)展空間廣闊,而分散式風(fēng)電發(fā)展的核心問題是經(jīng)濟性;海上風(fēng)電也是 風(fēng)電的重要組成,目前仍需要一定的補貼,地方政府明確支持,其規(guī)模化發(fā)展主要受經(jīng)濟性影響;三北地區(qū)是我國風(fēng)電基地化開發(fā)的重點區(qū)域,無論采用電力外送還是本地消納的模式,上網(wǎng)電價都 是核心關(guān)切點;當前政策層面優(yōu)先支持配置一定比例儲能的新能源項目發(fā)展,風(fēng)電+儲能模式的推廣情況一定程度取決于風(fēng)電成本下降速度。綜合來看,風(fēng)電度電成本的下降和經(jīng)濟性的提升將激活新 的商業(yè)模式和應(yīng)用場景,從而驅(qū)動風(fēng)電加快發(fā)展。
技術(shù)進步是主要降本手段。降低風(fēng)電度電成本的主要途徑包括降低單位千瓦的初始投資和運維成本, 以及提升利用小時數(shù)等,大容量、長葉片、高塔架是被認為是降低度電成本的主要手段。以內(nèi)蒙古 某 50 萬千瓦項目為例,對比明陽智能5.0MW 和 4.0MW 機組,通過對機位點、風(fēng)場整體造價、運 維成本等方面的分析二手吊車,可以看出大兆瓦機組的降本效應(yīng)。
大兆瓦機組可充分利用高風(fēng)速機位點。在風(fēng)電場容量不變,且機位點風(fēng)速差別較大的情況下, 如采用 5.0MW 機組可以舍棄 25個低風(fēng)速機位點,經(jīng)測算使得整場平均風(fēng)速可以提升 0.2m/s;可以有效降低整場尾流損失,增加約 2.8%發(fā)電量收益。
大功率機組降低風(fēng)電場整體造價。采用 5.0MW 平臺機組,可節(jié)省 25臺機組的包括塔筒、風(fēng)機 基礎(chǔ)、箱變、輸電線路、基礎(chǔ)施工費用、設(shè)計費用、場內(nèi)道路建設(shè)費等費用約 1.4 億,相當于 單位千瓦節(jié)省約 280元。此外,還可以縮短建設(shè)周期,降低征地難度,節(jié)省施工時間 20%以上, 提前并網(wǎng)。
大兆瓦機組具有全生命周期成本優(yōu)勢。風(fēng)電場運維費用與機組臺數(shù)密切相關(guān),采用 5.0MW 平 臺機組,整場臺數(shù)減少 25 臺,結(jié)合智慧風(fēng)電場運維管理平臺,可實現(xiàn)風(fēng)電場基于狀態(tài)的運維 和少人值守,降低運維費用約 20%。
綜上,在碳中和政策較為明朗的情況下,風(fēng)電行業(yè)已經(jīng)步入供給創(chuàng)造需求的階段,當技術(shù)進步導(dǎo)致 性能更強大的新機型出現(xiàn)時,風(fēng)電新的商業(yè)模式、應(yīng)用場景、市場需求就有可能涌現(xiàn)。
二、 風(fēng)機大型化推動風(fēng)電供給端變革
2.1 厚積薄發(fā),陸上風(fēng)機大型化速度加快
風(fēng)機大型化對應(yīng)的是零部件制造能力的升級。風(fēng)力發(fā)電機組發(fā)電是利用葉輪接受風(fēng)能,將風(fēng)能轉(zhuǎn)化 為機械能,再將機械能轉(zhuǎn)化為電能的過程。整體來看,葉輪吸收的風(fēng)能與葉輪掃風(fēng)面積成正比,與風(fēng)速的立方成正比,因此,在相同的風(fēng)速條件下,提升葉輪吸收的風(fēng)能需要增大葉輪直徑,即對葉 片的長度提出更高的需求;在風(fēng)切變較高的區(qū)域,通過增加塔筒高度可以提升輪轂處的風(fēng)速,從而 在相同的葉片長度下可以提升葉輪吸收的風(fēng)能。葉輪吸收的風(fēng)能增加之后,通過傳動結(jié)構(gòu)的匹配設(shè) 計,可以提升風(fēng)電機組的額定功率,從而實現(xiàn)風(fēng)機的大型化。因此,在同樣的風(fēng)資源條件下,風(fēng)機 的大型化往往對應(yīng)的是更長的葉片以及傳動裝置(軸承、齒輪箱、發(fā)電機等)的功率大型化,也就 對應(yīng)核心零部件更高的制造難度。
風(fēng)機大型化是風(fēng)電產(chǎn)業(yè)長期以來的發(fā)展趨勢。 2018年我國新增裝機的風(fēng) 電機組平均單機容量為 2.18MW,2.0-2.5MW 機型是主流機型;2010-2018年,國內(nèi)單機容量整體 處于 2-2.5MW 機組替代 1.5-2MW 機組的進程,單機功率逐漸提升;海外也呈現(xiàn)了類似的單機功率 逐漸提升的情況。但是,過去十年國內(nèi)風(fēng)機大型化的速度并不快,參考國內(nèi)風(fēng)機龍頭金風(fēng)科技2020 年的風(fēng)機出貨情況,2S 機組仍然是主力機型。
十四五期間,國內(nèi)陸上風(fēng)機單機容量增長曲線將快速陡峭。一方面,從以金風(fēng)科技為代表的風(fēng)機企業(yè)在手訂單結(jié)構(gòu)可以看出,大兆瓦的產(chǎn)品訂單明顯提升,截至 2020年底金風(fēng) 3MW 以上產(chǎn)品訂單占 比達 54%,較 2020年交付的大兆瓦產(chǎn)品比例明顯提升。另一方面,從 2021年招標情況看,單機容量 4MW 及以上機組逐步成為三北及西南地區(qū)主力機型;國家電投 2021年度第十二批集中招標采購的風(fēng)電機組約 2.4GW,其中單機容量 4MW 以上的容量占比達 63%。可以預(yù)期自 2021 年起,國 內(nèi)陸上風(fēng)機的單機容量增長速度將明顯加快。
風(fēng)機招標機型快速大型化是多年技術(shù)積累的結(jié)果,并非技術(shù)的突變。雖然從應(yīng)用端看,風(fēng)機的大型化趨勢明顯加速,但其中主要原因是 2020年搶裝的陸上風(fēng)電項目主要為 2018年及以前核準的項目, 風(fēng)機選型往往采用的老機型,2018-2020 年風(fēng)機企業(yè)推出的新機型并未在 2020 年搶裝中得到大規(guī) 模應(yīng)用。實際上,近三年風(fēng)機加快迭代,風(fēng)機企業(yè)加快推出新產(chǎn)品,新的陸上風(fēng)機單機容量逐年提升,在 2020年的北京國際風(fēng)能展上,明陽等風(fēng)機企業(yè)已經(jīng)推出單機容量超過 6MW 的新品,但整體 看,風(fēng)機企業(yè)推出大兆瓦機型是一個漸進的過程。
近年風(fēng)機技術(shù)的快速迭代是風(fēng)電行業(yè)去補貼倒逼的結(jié)果。從近年的北京國際風(fēng)能展上主流風(fēng)機企業(yè) 推出的新機型可以看出,風(fēng)機技術(shù)進步的速度在加快,葉輪直徑和單機容量快速增長,其中原因包 含風(fēng)電行業(yè)去補貼倒逼的影響。從 2010-2014 年,風(fēng)電標桿上網(wǎng)電價保持穩(wěn)定,2015 年小幅降低一至三類地區(qū)標桿電價,2017 年以來,風(fēng)電標桿電價快速下降,2019 年國家發(fā)改委明確 2021 年新核準陸上風(fēng)電項目不予補貼;在此背景下,風(fēng)機企業(yè)不得不加快技術(shù)創(chuàng)新的步伐,單機容量的大型化則是風(fēng)機企業(yè)應(yīng)對行 業(yè)快速去補貼的結(jié)果。此外,近年光伏行業(yè)迅猛發(fā)展,也一定程度倒逼風(fēng)機加快技術(shù)進步步伐。
海上風(fēng)電的快速發(fā)展助推陸上風(fēng)機的大型化。風(fēng)機大型化的核心是零部件制造能力的提升,近年, 國內(nèi)海上風(fēng)電在政策支持下快速發(fā)展,海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈逐步成熟。海上風(fēng)電采用相對陸上風(fēng)電單機容量更大的機組,海上風(fēng)電的發(fā)展一定程度助推了陸上風(fēng)電機組的快速大型化。
2.2 風(fēng)機大型化具有降本和擴容的效果
風(fēng)機大型化帶來的風(fēng)機降價效應(yīng)已經(jīng)體現(xiàn)。隨著招標機型的大型化,2021年以來,風(fēng)機招標價格呈 現(xiàn)較明顯的下降。2019-2020 年國內(nèi)風(fēng)電搶裝導(dǎo) 致的風(fēng)機供需偏緊推升了風(fēng)機價格,如果以 2018 年三季度作為時間起來3000w風(fēng)力發(fā)電機價格,風(fēng)機價格從 2018Q3 的 3200 元/kW 左右(當時招標的風(fēng)機以 2S、2.5S 機型為主)下滑至目前的 2300-2500 元/kW 左右, 風(fēng)機的大型化推動風(fēng)機單位千瓦價格下探。
大風(fēng)機對零部件的重量攤薄效應(yīng)明顯。從具體的零部件參數(shù)來對比大容量機組相對小容量機組的優(yōu)勢。根據(jù)相關(guān)參數(shù),WD156-4500 相對 WD107-2500 的額定功率提升幅度達到 80%, 但葉片重量僅增加 65%,輪轂重量增加 68%二手吊車,機艙重量僅增加 17%,意味著單位千瓦零部件的材料用量下降,這也是大容量機組價格下降的重要原因。與此同時,WD156-4500 相對 WD107-2500 的單位千瓦掃風(fēng)面積增加 18%,因而在相同的風(fēng)資源條件下發(fā)電利用小時更高。
大風(fēng)機同時攤薄塔筒等風(fēng)機以外的成本。除了風(fēng)機自身的成本下降以外,大風(fēng)機還對其他風(fēng)電場投 資成本具有攤薄的效果。北方大型風(fēng)電項目采用 5.0MW 機組,相對采用 4.0MW 機組可節(jié)省塔筒、風(fēng)機基礎(chǔ)、箱變、輸電線路、基礎(chǔ)施 工費用、設(shè)計費用、場內(nèi)道路建設(shè)費等,相當于單位千瓦節(jié)省約 280 元。
大風(fēng)機助力大型風(fēng)電項目投資成本下探至 6000 元/kW 以下。云南省曲靖市通泉風(fēng)電場項目總裝機容量 350MW,安裝 70臺單機容量為 4.5MW、7臺單機容 量為 5MW 的風(fēng)電機組,靜態(tài)總投資概算 21.6 億元,折算每千瓦的造價約 6170 元;一般風(fēng)電項目 實際造價低于可研預(yù)算。風(fēng)機及塔筒的采購是風(fēng)電場投資的主要組成部分(其他投資成本包括機組 變壓器、線纜、升壓站、控制保護設(shè)備、建筑工程、施工輔助工程、建設(shè)用地費、建設(shè)管理費、勘 察設(shè)計費等),按照當前價格水平,三北、西南高風(fēng)速地區(qū)大型風(fēng)電項目的風(fēng)機+塔筒(高度 90-100 米)采購成本可以控制在 3000元/kW 以內(nèi),整體投資成本可以控制在 6000元/kW 以內(nèi),部分項目 投資成本接近 5000 元/kW。
大風(fēng)機不僅實現(xiàn)降本,還能大幅提升優(yōu)質(zhì)風(fēng)資源的可開發(fā)規(guī)模。結(jié)合高塔筒技術(shù)對風(fēng)切變較高地區(qū)的風(fēng)資源重塑效果,在幾乎不增加土地供應(yīng)的情況下,風(fēng)電 可開發(fā)空間隨著技術(shù)進步大幅擴展。
2.3 風(fēng)機單機容量仍具進一步提升的空間
技術(shù)迭代具有慣性,主要驅(qū)動因素切換為風(fēng)機產(chǎn)業(yè)競爭。風(fēng)機的技術(shù)進步屬于漸 進式的技術(shù)進步,具有較強的慣性,當前快速的技術(shù)迭代步伐不會戛然而止。2020年以來,風(fēng)機產(chǎn) 業(yè)呈現(xiàn)競爭加劇和頭部企業(yè)份額下降的態(tài)勢,中車風(fēng)電、三一重能等新勢力快速崛起;從 2021年的 風(fēng)機招標情況看,中車風(fēng)電、三一重能等獲取大量訂單,其強勁發(fā)展勢頭并未因搶裝結(jié)束而削弱, 對傳統(tǒng)的風(fēng)機巨頭帶來較明顯的沖擊和競爭壓力。在當前大風(fēng)機展現(xiàn)出突出降本效應(yīng)的情況下,開 發(fā)單機容量更大、成本更低的風(fēng)機產(chǎn)品大概率將是風(fēng)機企業(yè)應(yīng)對競爭的重要抓手。
6-7MW 機組已形成技術(shù)儲備,商業(yè)化、規(guī)模化應(yīng)用可期。當前,三北和西南地區(qū)大型風(fēng)電項目以 4-5MW 機組為主,根據(jù)風(fēng)機企業(yè)的技術(shù)儲備,未來升級至 6-7MW 機型的可見度較高。2021年上半年,運達股份推出陸上大容量機組平臺-鯤鵬平臺,該平臺首款機型為 WD175-6000/6250,風(fēng)輪直徑 175米,機 組功率 6000/6250kW,已取得國內(nèi)權(quán)威認證機構(gòu)設(shè)計認證;該平臺機組采用模塊化設(shè)計方式,可以 根據(jù)客戶需求快速組合出系列產(chǎn)品,通過柔性功率控制可覆蓋 6MW-7MW 功率范圍,風(fēng)輪直徑可擴 展至 180 米及以上。預(yù)計后續(xù)其他風(fēng)機企業(yè)也將跟進推出 6MW 級別的陸上機組,國內(nèi) 6-7MW 陸 上大功率機組的商業(yè)化、規(guī)模化應(yīng)用可期。
風(fēng)機大型化的核心是葉片的大型化,160 米以上葉輪直徑即將成為行業(yè)主流。單機容量的提升意味 著風(fēng)機捕捉風(fēng)能的能力提升,葉片的大型化是關(guān)鍵,未來風(fēng)機進一步大型化有賴于大葉片技術(shù)的升級。2008-2018 年,國內(nèi)風(fēng)機葉輪直徑平均值持續(xù)增長,2018 年全國 新增裝機平均的葉輪直徑約 120 米,其中 121 米葉輪直徑是主流。據(jù)統(tǒng)計,2021 年以來招標的風(fēng)電項目中,160 米及以上葉輪直徑已經(jīng)成為主流。如上所述,運達新推出的鯤鵬平臺,葉輪直徑的 最小值達 175 米(對應(yīng)的葉片長度 85.6 米)。
新型材料的應(yīng)用推動風(fēng)機葉片長度達百米級。玻璃纖維在風(fēng)電葉片中被廣泛作為增強材料使用,與 玻璃纖維相比,碳纖維復(fù)合材料具有高強度、高模量、低密度等優(yōu)點,近年,碳纖維在風(fēng)電葉片領(lǐng)域加快應(yīng)用,推動葉片的大型化。采用碳纖維與玻璃纖維混雜增強,在葉片的一些關(guān)鍵部位表面上用碳纖維復(fù)合材料加強,可以大大減輕葉片的質(zhì)量,提高葉片的力學(xué)性能,同時避免制造成本過高。
國產(chǎn)碳纖維快速發(fā)展,有望提升風(fēng)電用碳纖維的性價比,助力葉片進一步大型化。2020年,全球碳纖維需求量最大的領(lǐng)域為風(fēng)電葉片,需求量達 3.06萬噸,較 2019年增長 20%,風(fēng)電領(lǐng)域碳纖維需求量占比達 29%。2020年我國碳纖維需求量達 4.88萬噸,較 2019年增長 29%,其中,進口碳纖 維供應(yīng)量 3.04萬噸,占需求量的 62%,國產(chǎn)碳纖維供應(yīng)量 1.84萬噸,同比增長 53%,占需求量的 38%,國產(chǎn)占比較 2019 年的 32%增長 6 個百分點。隨著碳纖維國產(chǎn)化的推進,未來更高性價比的用于風(fēng)電領(lǐng)域的碳纖維供給有望涌現(xiàn),結(jié)合材料技術(shù)的進步,葉片的進一步大型化可期。
三、 供給創(chuàng)造需求,風(fēng)機產(chǎn)業(yè)競爭力提升
3.1 供給端變革有望刺激國內(nèi)風(fēng)電需求
碳中和背景下,發(fā)電央企具有較強的新能源裝機規(guī)模訴求。碳達峰、碳中和是黨中央經(jīng)過深思熟慮 作出的重大戰(zhàn)略決策,事關(guān)中華民族永續(xù)發(fā)展和構(gòu)建人類命運共同體,在此背景下,發(fā)電央企積極響應(yīng),提出了較為宏偉的十四五新能源裝機規(guī)劃。其中,華能集團明確提出在十四五期間新增新能 源裝機 8000萬千瓦以上,國家能源投資集團計劃新增 7000-8000萬千瓦,華電集團力爭在十四五 期間新增新能源裝機 7500萬千瓦,國家電投計劃到 2025年電力裝機將達到 2.2億千瓦且清潔能源 裝機比重達到 60%;估計其他發(fā)電央企將積極跟進。
激烈競爭之下,開發(fā)商適當放寬新能源項目投資收益率要求。隨著發(fā)電企業(yè)積極擁抱新能源,新能 源資產(chǎn)獲取的競爭加劇,項目投資收益率整體呈現(xiàn)下滑,部分央企將平價項目的資本金財務(wù)內(nèi)部收 益率最低要求下調(diào)至 7%甚至更低;高收益率的新能源項目屬于稀缺資產(chǎn)。
供給端的變革極大拓展了可實現(xiàn)風(fēng)電平價的區(qū)域版圖。風(fēng)機的技術(shù)迭代帶來風(fēng)電度電成本的下降, 從而使得原本實現(xiàn)平價較難的地區(qū)在平價條件下具備合理投資收益率,從而具備項目開發(fā)價值。整體來看,我國中東部地區(qū)風(fēng)資源較差、風(fēng)電建設(shè)成本較高,實現(xiàn)平價相對 困難。
風(fēng)機大型化以及成本下降驅(qū)動存量風(fēng)電項目投資收益率高企。對于 2020 年底前尚未進行風(fēng)機招標選型的存量風(fēng)電項目,隨著風(fēng)機價格的大幅下降以及發(fā)電性能的提升,項目的投資收益率可能提升至較高水平。公司擬建設(shè)禹城市運達二期葦河 36MW 分散式風(fēng)電場項目, 計劃安裝 10臺3.6MW 風(fēng)機,總投資約 3.1 億元,資本金 6200 萬元;在無補貼情況 下,項目的資本金財務(wù)內(nèi)部收益率 14.35%,在有補貼情況下,項目的資本金財務(wù)內(nèi)部收益率 19.57%。根據(jù)中廣核新能源近期公告,公司擬建設(shè) 200MW 瓜州北大橋風(fēng)電項目,項目投資金額約 10.31 億 元,上網(wǎng)電價 0.285元/kWh;根據(jù)測算,該項目資本金財務(wù)內(nèi)部收益率有望超過 20%。在高收益率的驅(qū)動下,企業(yè)投資積極性提升,據(jù)統(tǒng)計,2021上半年國內(nèi)陸上風(fēng)機招標超過 30GW,與 2020 年全年招標規(guī)模相當。
風(fēng)機大型化以及成本下降有望激活多類應(yīng)用場景,增量風(fēng)電項目規(guī)模可期。隨著風(fēng)機大型化推動成 本下降以及發(fā)電性能的提升,三北地區(qū)“風(fēng)電+儲能”或“源網(wǎng)荷儲一體化”等模式有望興起;2020 年 10 月,烏蘭察布“源網(wǎng)荷儲”示范項目開工,該項目總裝機容量 310 萬千瓦,其中風(fēng)電 280 萬 千瓦、光伏 30萬千瓦,配套儲能設(shè)施 88萬千瓦×2小時;隨著風(fēng)電技術(shù)的進步, 未來電力源網(wǎng)荷儲一體化和多能互補工作項目有望批量涌現(xiàn)。中東部地區(qū),隨著風(fēng)機大型化,風(fēng)電平價的范圍快速拓寬,分散式風(fēng) 電呈現(xiàn)星火燎原之勢。這些新的應(yīng)用場景的涌現(xiàn)有望推升未來風(fēng)電新增裝機規(guī)模。
風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的規(guī)模化推動降本,形成正反饋。預(yù)計十四五期間國內(nèi)風(fēng)電年均新增裝機有望達到 50GW 及以上,風(fēng)電的規(guī)模化發(fā)展有望攤薄各環(huán)節(jié)的生產(chǎn)成本和費用,規(guī)模效應(yīng)進一步推動行業(yè)降本。
3.2 供給端變革推升國內(nèi)風(fēng)機企業(yè)的全球競爭力
國內(nèi)風(fēng)機企業(yè)參與海外市場競爭的力度較小。海外長期以來,海外風(fēng)機市場由海外的以維斯塔斯、 GE、西門子-歌美颯為代表的風(fēng)機巨頭把持,國內(nèi)風(fēng)機企業(yè)較少參與海外市場的競爭,金風(fēng)科技十 三五期間風(fēng)機出口規(guī)模約 2.9GW,同比增長約 204%,約占公司十三五對外銷售總量的 8%左右。2020 年3000w風(fēng)力發(fā)電機價格,全球風(fēng)電主要的海外市場是美國和歐洲,合計約占海外市場總量的 75%,這兩個大的海外 市場主要由海外風(fēng)機企業(yè)主導(dǎo)。
全球化布局成就海外風(fēng)機巨頭。海外主要的風(fēng)機企業(yè)包括維斯塔斯、GE、西門子-歌美颯等,其中 丹麥企業(yè)維斯塔斯是全球最大的風(fēng)機企業(yè),2020年風(fēng)機出貨達到 17.2GW, 2020年維斯塔斯在海外陸上風(fēng)機市場的份額達 33.7%。整體看,維斯塔斯在全球的布局較 為均衡,2020 年風(fēng)機銷往全球 40 個國家和地區(qū)。
長期以來國內(nèi)風(fēng)機單機功率低于海外主要國家,不利于國內(nèi)風(fēng)機企業(yè)參與海外競爭。長期以來,受 技術(shù)、風(fēng)資源條件等因素影響,國內(nèi)風(fēng)機單機容量偏小,2018年,國內(nèi)平均單機容量 2.18MW,約 德國平均單機容量的 67%。2017 年,維斯塔斯新增風(fēng)機訂單中,4MW 平臺產(chǎn)品(單機容量 3.45-4.2MW)訂單的占比約三分之二,2MW 平臺產(chǎn)品訂單占比約三分之一,說明當時海外的陸上 風(fēng)機需求已經(jīng)以 3-4MW 機組為主,而如上所述,2020 年金風(fēng)交付的風(fēng)機產(chǎn)品中,2S 產(chǎn)品(單機 容量 2-3MW)容量占比超過 80%。因此,由于國內(nèi)主流風(fēng)機產(chǎn)品單機容量相對較小,國內(nèi)風(fēng)機企 業(yè)參與海外市場競爭面臨一定劣勢。
國內(nèi)風(fēng)機企業(yè)在風(fēng)機單機容量方面已經(jīng)呈現(xiàn)趕超海外之勢。隨著近年國內(nèi)風(fēng)機技術(shù)迭代的加快,國 內(nèi)風(fēng)機企業(yè)面向市場的產(chǎn)品已經(jīng)全面升級,從單機容量角度來看,2MW 級別的產(chǎn)品已經(jīng)基本退出, 單機容量 3.6MW 以上的產(chǎn)品成為主流產(chǎn)品,單機容量 6MW 以上的產(chǎn)品開始涌現(xiàn)并獲得訂單。而海 外市場競爭格局相對穩(wěn)定,以美國為代表的主要海外風(fēng)機市場基本處于由 GE、維斯塔斯、西門子歌美颯三家寡頭壟斷的格局,近年風(fēng)機產(chǎn)品迭代速度相對較慢。目前,海外風(fēng)機巨頭在單機容量方 面相對國內(nèi)企業(yè)不占優(yōu)勢,而從葉輪直徑來看,國內(nèi)陸上主流風(fēng)機產(chǎn)品的葉輪直徑即將邁入以 160 米及以上為主流的時代,大概率將在未來一兩年超過海外。
單機容量趕超的同時,價格優(yōu)勢將會更明顯。國內(nèi)風(fēng)機大型化帶來較明顯的招標價格下 降,從維斯塔斯披露風(fēng)機訂單價格來看,海外風(fēng)電機組價格近三年穩(wěn)定在 0.7-0.8 歐元/W(折合人 民幣 5.3-6.1 元/W)之間,明顯高于國內(nèi)市場價格。因此,從成本端看,國內(nèi)風(fēng)機企業(yè)的競爭力也 呈現(xiàn)邊際提升。
國內(nèi)風(fēng)機有望加速出海,驅(qū)動海外風(fēng)電市場加快發(fā)展。整體看,全球風(fēng)電市場較為集中,中國、美 國、歐洲占據(jù)全球絕大部分新增裝機,新興市場的裝機占比較小。隨著國內(nèi)風(fēng)機企業(yè)競爭力的提升 以及擴大風(fēng)機出口力度,海外風(fēng)電市場在風(fēng)機供給方面將呈現(xiàn)顯著變化,中國的優(yōu)質(zhì)供給有望帶來 海外市場風(fēng)電投資成本的快速下降,進而刺激海外風(fēng)電裝機需求。
四、 重點行業(yè)分析
整體看,國內(nèi)風(fēng)電行業(yè)十四五期間的發(fā)展驅(qū)動因素發(fā)生明顯變化,導(dǎo)致過去十年需求周期波動的主 要影響因素明顯消退,碳中和政策將成為驅(qū)動包括風(fēng)電在內(nèi)的新能源行業(yè)發(fā)展的主要因素,風(fēng)電自 身的經(jīng)濟性也將成為影響風(fēng)電發(fā)展的重要因素。
在行業(yè)去補貼倒逼等因素的驅(qū)動下,國內(nèi)風(fēng)機產(chǎn)業(yè)技術(shù)迭代加快,風(fēng)機大型化趨勢明顯,單機容量 4MW 及以上機組逐步成為三北及西南地區(qū)風(fēng)機招標的主力機型。隨著招標機型的大型化,2021 年 以來,風(fēng)機招標價格呈現(xiàn)較明顯的下降;根據(jù)近期中標情況,三北、西南地區(qū)大型風(fēng)電項目的風(fēng)機 中標價格已低至 2300-2500 元/kW,較 2020 年初的價格高點呈現(xiàn)大幅下降。風(fēng)機的大型化不僅降 低風(fēng)機自身的生產(chǎn)成本,還能攤薄塔筒等風(fēng)機以外的投資成本,推動三北地區(qū)風(fēng)電投資成本達到 6000 元/kW 以下,部分項目投資成本可低至 5000 元/kW 左右;與此同時,風(fēng)機的大型化擴大了風(fēng) 電項目可開發(fā)容量。從當前的風(fēng)機技術(shù)儲備以及可預(yù)期的關(guān)鍵材料國產(chǎn)化等角度看,未來風(fēng)機單機 容量還有進一步提升的空間,風(fēng)機大型化的趨勢可持續(xù)。
風(fēng)機大型化及成本下降將推升風(fēng)電項目投資收益,激活各類應(yīng)用場景,推升風(fēng)電可開發(fā)空間,從而 有望刺激國內(nèi)風(fēng)電需求;據(jù)統(tǒng)計,2021上半年國內(nèi)風(fēng)機招標超過 30GW,接近 2020年全年水平。與此同時,風(fēng)機大型化將提升國內(nèi)風(fēng)機企業(yè)相對海外風(fēng)機巨頭的競爭力,有助于國內(nèi)風(fēng)機企業(yè)加快 走出去,而中國的優(yōu)質(zhì)供給將驅(qū)動海外風(fēng)電市場加快發(fā)展。
簡而言之,十四五期間風(fēng)電行業(yè)面臨的發(fā)展環(huán)境與十三五大不相同,當前發(fā)生的前所未有的風(fēng)機大 型化某種程度上是一種技術(shù)變革,這種變革明顯推動風(fēng)電行業(yè)成本下降、擴大風(fēng)電可開發(fā)空間,將 刺激國內(nèi)風(fēng)電需求,并助力國內(nèi)風(fēng)機企業(yè)加快走出去。我們看好這種由可持續(xù)的技術(shù)進步驅(qū)動的行 業(yè)內(nèi)生增長,以及由此帶來的風(fēng)電制造產(chǎn)業(yè)的繁榮。
五、 風(fēng)險提示
1、電源的發(fā)展受宏觀經(jīng)濟和用電需求影響較大,如果用電增速明顯下降,將對風(fēng)電在內(nèi)的各類電源 發(fā)展產(chǎn)生負面影響。
2、風(fēng)電、光伏出力具有波動性特點,中長期看電網(wǎng)消納能力將是影響新能源裝機規(guī)模的重要因素, 有可能出現(xiàn)電網(wǎng)消納能力不足導(dǎo)致新能源裝機不及預(yù)期的情況。
3、經(jīng)濟性將是未來各類電源競爭的關(guān)鍵要素之一,如果風(fēng)電的降本速度不及預(yù)期,或者其他電源品 種降本速度超預(yù)期,可能影響風(fēng)電的發(fā)展。
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