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風(fēng)能的潛力到底有多大?

核心提示:前言風(fēng)能資源儲(chǔ)量巨大,分布廣,風(fēng)力發(fā)電是風(fēng)能的主要用途之一。風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈主要分為三個(gè)環(huán)節(jié):上游的零部件制造,包括葉片、鑄件、軸承、齒







 

前言

風(fēng)能資源儲(chǔ)量巨大,分布廣,風(fēng)力發(fā)電是風(fēng)能的主要用途之一。風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈主要分為三個(gè)環(huán)節(jié):上游的零部件制造,包括葉片、鑄件、軸承、齒輪箱、塔筒等,中游的整機(jī)制造和下游的運(yùn)營(yíng),其中中游是核心環(huán)節(jié)。我國(guó)力爭(zhēng)2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰,2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和,目前2021年國(guó)內(nèi)風(fēng)能光伏發(fā)電占比僅有11%,2050年風(fēng)電將占能源消費(fèi)的38.5%,光伏占比21.5%,所以風(fēng)電是國(guó)內(nèi)未來能源發(fā)展的重要方向。目前我國(guó)陸上風(fēng)電的建設(shè)技術(shù)已經(jīng)比較成熟,而2020年度海上風(fēng)建設(shè)占比僅有3.32%,所以國(guó)家風(fēng)電發(fā)展政策將逐漸向海上發(fā)電傾斜,未來增長(zhǎng)潛力最大。風(fēng)電建設(shè)成本不斷下降,風(fēng)電發(fā)電成本平價(jià)已至,風(fēng)能無限,更待何時(shí)。
 
CCTC®3060
 
一、風(fēng)能概述

1.1 風(fēng)能簡(jiǎn)介

風(fēng)能是指空氣流動(dòng)所產(chǎn)生的動(dòng)能,是太陽能的一種轉(zhuǎn)化形式。由于太陽輻射造成地球表面各部分受熱不均勻,引起大氣層中壓力分布不平衡,在水平氣壓梯度的作用下,空氣沿水平方向運(yùn)動(dòng)形成風(fēng)。
風(fēng)能資源的總儲(chǔ)量非常巨大,一年中技術(shù)可開發(fā)的能量約5.3X10^13千瓦時(shí)。風(fēng)能是可再生的清潔能源,儲(chǔ)量大、分布廣、不均勻,但它的能量密度低(只有水能的1/800),并且不穩(wěn)定。在一定的技術(shù)條件下,風(fēng)能可作為一種重要的能源得到開發(fā)利用。風(fēng)能利用是綜合性的工程技術(shù),通過風(fēng)力機(jī)將風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能、電能和熱能等。
風(fēng)力發(fā)電是主要的用途之一,其原理是用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn),再透過增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升,來促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。依據(jù)風(fēng)車技術(shù),大約是每秒三米的速度(微風(fēng)的程度),便可以開始發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電不需要使用燃料,也不會(huì)產(chǎn)生輻射或空氣污染,對(duì)比太陽能發(fā)電、煤發(fā)電和核能發(fā)電在沒有補(bǔ)貼平準(zhǔn)化的條件下,風(fēng)能發(fā)電的成本比較占優(yōu)。
 
能源發(fā)電成本比較(非補(bǔ)貼平準(zhǔn)化成本)
 
數(shù)據(jù)來源:東莞證券、神華研究院
 
1.2 我國(guó)風(fēng)電行業(yè)發(fā)展歷程

根據(jù)我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)量增速的波動(dòng)關(guān)系可以將行業(yè)發(fā)展大致劃分為兩個(gè)波動(dòng)周期,如2005-2012年和2013-2017年,而2005年之前可以定位為培育期。
第一階段:2008年之前新增裝機(jī)量增速都在150%左右,主要原因是風(fēng)電裝機(jī)基數(shù)較低引起的。2009年之后新增裝機(jī)量增速有所下降,但依舊保持100%以上,原因在于國(guó)家出臺(tái)政策刺激風(fēng)電行業(yè)發(fā)展,制定陸上風(fēng)電標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)。2011年后行業(yè)發(fā)展出現(xiàn)飽和,風(fēng)電質(zhì)量也頻頻發(fā)生事故,導(dǎo)致新增裝機(jī)量明顯下滑。
第二階段:2014-2015年新增裝機(jī)量大幅增加,主要原因是監(jiān)管層出臺(tái)政策下調(diào)補(bǔ)貼,帶動(dòng)行業(yè)出現(xiàn)“搶裝潮”。2016年開始,新增裝機(jī)量再次下滑,主要原因是前期增長(zhǎng)過快導(dǎo)致棄風(fēng)現(xiàn)象嚴(yán)重,政府限制內(nèi)蒙古、黑龍江等北方六省的新增裝機(jī)。2017年至今,行業(yè)逐漸復(fù)蘇和穩(wěn)定。
 
我國(guó)風(fēng)電行業(yè)發(fā)展周期(以新增裝機(jī)量為例)
 
 
數(shù)據(jù)來源:西部證券,神華研究院
 
截至2020年我國(guó)風(fēng)力發(fā)電總裝機(jī)容量共2.82億千瓦,其中陸風(fēng)發(fā)電機(jī)總裝機(jī)容量2.73億千萬時(shí),約占總裝機(jī)容量的96.8%,海風(fēng)發(fā)電機(jī)總裝機(jī)容量0.09億千瓦,約占總裝機(jī)容量的3.32%,預(yù)判未來海風(fēng)發(fā)電將是主要發(fā)展方向。
 
2000-2020年中國(guó)風(fēng)力發(fā)電機(jī)裝機(jī)容量(MW)


1.3 為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo),政策不斷加碼

我國(guó)力爭(zhēng)2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。2021年“雙碳”目標(biāo)首次被寫入《政府工作報(bào)告》,將推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化,引導(dǎo)加大對(duì)風(fēng)電、光伏的金融支持力度。另據(jù)《2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》,預(yù)計(jì)到2030年,我國(guó)非化石能源消費(fèi)比重達(dá)到25%左右;到2060年,非化石能源消費(fèi)比重達(dá)到80%以上。根據(jù)國(guó)家發(fā)改委能源研究所預(yù)測(cè),到2050年中國(guó)風(fēng)電將占到能源消費(fèi)的38.5%,光伏占到21.5%,所以風(fēng)電是未來發(fā)電的主要來源。
近年來,我國(guó)風(fēng)電行業(yè)政策利好不斷,多層次政策出臺(tái),行業(yè)發(fā)展前景明朗。
 
 
數(shù)據(jù)來源:神華研究院
 
二、風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈介紹

2.1 產(chǎn)業(yè)鏈介紹

總體來看,風(fēng)電行業(yè)依照上下游關(guān)系可分為三個(gè)環(huán)節(jié):
1)上游零部件制造:主要包括葉片、鑄件、軸承、齒輪箱、塔筒等產(chǎn)品,負(fù)責(zé)為中游的整機(jī)環(huán)節(jié)制造各類零部件。由于不同零部件之間的差異比較大,行業(yè)分化程度高。
2)中游整機(jī)制造:該環(huán)節(jié)主要負(fù)責(zé)將上游零部件組裝為風(fēng)電機(jī)組,是風(fēng)電產(chǎn)業(yè)最重要的一環(huán)。
3)下游運(yùn)營(yíng)商:即風(fēng)電場(chǎng)的管理與經(jīng)營(yíng)者,也包括投資方與電廠施工方。
 
風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈
 
 
數(shù)據(jù)來源:華創(chuàng)證券,神華研究院
 
2.1.1 上游零部件

葉片
葉片是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的關(guān)鍵部件,它決定了機(jī)組的風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率。一般來說,葉片越大,風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率越高,但相應(yīng)的葉片重量就越重,研發(fā)生產(chǎn)難度也越大,技術(shù)制造門檻較高。因此葉片是風(fēng)電整機(jī)成本中占比最高的零部件,在陸地、海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)整機(jī)成本的比例分別占到21%、30%左右。
從風(fēng)電葉片結(jié)構(gòu)來看,主要由增強(qiáng)材料(梁)、夾芯材料、基體材料、表面涂料及不同部分之間的結(jié)構(gòu)膠組成。
風(fēng)電葉片結(jié)構(gòu)關(guān)鍵材料
 
數(shù)據(jù)來源:網(wǎng)絡(luò)圖片、神華研究院
 
大型葉片技術(shù)難度較高,存在技術(shù)門檻,龍頭企業(yè)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)起到了重要作用,國(guó)內(nèi)葉片行業(yè)在向頭部加速集中,比如2020年中材科技、時(shí)代新材、中復(fù)連眾國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額分別達(dá)30%、20%、15%,伴隨著大型化趨勢(shì)的深入,行業(yè)落后產(chǎn)能將面臨加速出清,行業(yè)集中度還可能會(huì)進(jìn)一步提升。預(yù)計(jì)2021-2025年中國(guó)、全球風(fēng)電葉片市場(chǎng)規(guī)模CAGR分別為15%、12%,行業(yè)景氣度較高。
 
中國(guó)和全球風(fēng)機(jī)葉片市場(chǎng)規(guī)模(億元)
 
 
 
數(shù)據(jù)來源:wind、神華研究院
軸承
軸承作為風(fēng)電整機(jī)的核心零部件之一,有著比較高的技術(shù)壁壘,是國(guó)產(chǎn)化程度最低的風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)件。當(dāng)前國(guó)產(chǎn)高端軸承的精度保持性、性能穩(wěn)定性、尤其是壽命和可靠性與國(guó)際先進(jìn)水平存在一定差距。
 
軸承樣品
 
數(shù)據(jù)來源:網(wǎng)絡(luò)圖片、神華研究院
 
風(fēng)電軸承主要分為三大類,即變槳軸承、偏航軸承、傳動(dòng)系統(tǒng)軸承(主軸和變速箱軸承),其中變槳、偏航軸承主要用于調(diào)整風(fēng)機(jī)朝向及葉片槳距角,保證風(fēng)機(jī)垂直迎風(fēng)、輸出功率穩(wěn)定在安全高效的范圍內(nèi),目前該類軸承的國(guó)產(chǎn)化率比較高。風(fēng)機(jī)的主軸軸承主要用于支撐風(fēng)機(jī)主軸,用于連接輪轂和齒輪箱,將葉片產(chǎn)生的動(dòng)能傳遞給齒輪箱。這一部件直接承受整臺(tái)風(fēng)機(jī)的震動(dòng),對(duì)產(chǎn)品性能要求十分嚴(yán)格,加工難度大,技術(shù)壁壘很高,整個(gè)市場(chǎng)基本被海外企業(yè)壟斷,本土企業(yè)市占率很低。
鑄件
鑄件主要用于風(fēng)機(jī)輪轂制造,是比較典型的勞動(dòng)與能源密集型產(chǎn)業(yè),生產(chǎn)自動(dòng)化程度較低,產(chǎn)能受工具模組、人員熟練度、環(huán)評(píng)等因素影響較大,擴(kuò)產(chǎn)周期長(zhǎng),屬于典型的重資產(chǎn)生產(chǎn)行業(yè)。
 
風(fēng)機(jī)鑄件樣品
 
 
數(shù)據(jù)來源:網(wǎng)絡(luò)圖片,神華研究院
 
鑄件行業(yè)的整體格局比較穩(wěn)定,全球80%以上產(chǎn)能集中在中國(guó),剩余的20%產(chǎn)能主要在歐洲和印度,頭部企業(yè)市占率很高。目前我國(guó)風(fēng)電鑄件行業(yè)主要有兩大趨勢(shì):一個(gè)是風(fēng)機(jī)大型化下帶來的風(fēng)電零部件大型化趨勢(shì),另外一個(gè)就是民營(yíng)企業(yè)正在逐漸發(fā)展壯大的趨勢(shì)。
由于風(fēng)電鑄件與風(fēng)電裝機(jī)增長(zhǎng)成正比,按照未來5年預(yù)計(jì)全球風(fēng)電裝機(jī)年均增長(zhǎng)速度約為17.2%來看,預(yù)計(jì)風(fēng)電鑄件每年增長(zhǎng)速度也在這個(gè)數(shù)字,十四五期間風(fēng)電鑄件有望增長(zhǎng)121%。
塔筒
風(fēng)機(jī)塔筒是風(fēng)力發(fā)電機(jī)的支撐結(jié)構(gòu),同時(shí)吸收機(jī)組震動(dòng),負(fù)責(zé)機(jī)組和基礎(chǔ)環(huán)(或樁基、導(dǎo)管架)間的連接構(gòu)建,支撐上部數(shù)百噸重的風(fēng)電機(jī)組重量,也是實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組維護(hù)、輸變電等功能所需重要部件。其內(nèi)部有爬梯、電纜梯、平臺(tái)等內(nèi)部結(jié)構(gòu),以供風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)營(yíng)及維護(hù)使用。
塔筒樣品
 
 
數(shù)據(jù)來源:網(wǎng)絡(luò)圖片、神華研究院
 
塔筒的生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,準(zhǔn)入門檻很低,產(chǎn)能充分,行業(yè)集中度不高。塔筒的體積極為巨大,運(yùn)輸成本非常高,為了降低運(yùn)輸成本,在電場(chǎng)建設(shè)過程中往往選擇地理位置上更近的制造商,這還為塔筒帶來了地域?qū)傩?,進(jìn)一步分散了市場(chǎng)。

2.1.2 中游整機(jī)制造

整機(jī)是風(fēng)電產(chǎn)業(yè)最核心的一環(huán),其主要是將上游零部件等組裝成發(fā)電機(jī)組的過程。目前該環(huán)節(jié)的行業(yè)市場(chǎng)集中度較高,截止2020年前三名市占率比例已經(jīng)高達(dá)48%,并且未來市場(chǎng)集中度將進(jìn)一步提升。首先國(guó)家政策層面鼓勵(lì)風(fēng)電行業(yè)優(yōu)勝劣汰、淘汰落后產(chǎn)能、促進(jìn)企業(yè)兼并重組;其次是整機(jī)機(jī)組大型化可以減少吊裝、土地、日常運(yùn)營(yíng)維護(hù)等成本,進(jìn)而降低度電成本,因此機(jī)組大型化是未來風(fēng)機(jī)的發(fā)展趨勢(shì),但大型機(jī)組的生產(chǎn)技術(shù)集中在頭部企業(yè),因此龍頭企業(yè)的市場(chǎng)份額將進(jìn)一步提升。
整體上,風(fēng)機(jī)制造是一個(gè)受上游原材料價(jià)格支配的行業(yè),原材料在總成本中占據(jù)絕對(duì)主導(dǎo)地位,產(chǎn)業(yè)鏈溢價(jià)能力不強(qiáng),這導(dǎo)致整個(gè)行業(yè)受大宗價(jià)格波動(dòng)影響非常明顯,觀察行業(yè)整體盈利能力的難度不大,例如近兩年受上游材料價(jià)格普漲影響,整個(gè)風(fēng)電中游的盈利均有明顯承壓。

2.1.3 下游投資運(yùn)營(yíng)

不同于上游和中游產(chǎn)業(yè)鏈對(duì)技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)存在一定的要求,風(fēng)電運(yùn)營(yíng)商的核心競(jìng)爭(zhēng)力主要體現(xiàn)在風(fēng)資源開發(fā)能力、資本金、債務(wù)融資能力和融資成本優(yōu)勢(shì)上,隨著2022年國(guó)家對(duì)新基建的投入加大,預(yù)計(jì)風(fēng)電運(yùn)營(yíng)商將繼續(xù)保持較高的訂單,盈利水平也水漲船高。
在國(guó)內(nèi),風(fēng)電運(yùn)營(yíng)商可分三類,一是大型的電力央企,這些企業(yè)主營(yíng)業(yè)務(wù)為火電、水電的生產(chǎn)銷售,比如國(guó)家能源投資集團(tuán)有限責(zé)任公司、國(guó)家電力投資集團(tuán)公司、大唐集團(tuán)、中國(guó)華能集團(tuán)有限公司、中國(guó)華電集團(tuán)有限公司等;二是其他的能源國(guó)企,比如中國(guó)廣核集團(tuán)有限公司、華潤(rùn)有限公司、中國(guó)長(zhǎng)江三峽集團(tuán)有限公司和中節(jié)能風(fēng)力發(fā)電股份有限公司等;三是民營(yíng)、外資企業(yè),比如金風(fēng)科技。其中,電力央企占據(jù)國(guó)內(nèi)風(fēng)電市場(chǎng)近一半份額,其他能源國(guó)企次之,民營(yíng)和外資占比較低。

2.2 主要上市公司

1)上游零部件制造:風(fēng)力發(fā)電機(jī)是有多個(gè)零部件構(gòu)造而成,并且也包括多種原材料,比如涂料、葉片、發(fā)動(dòng)機(jī)、齒輪箱、軸承、交流器、風(fēng)塔、鑄件、控制系統(tǒng)、鋼鐵、夾層系統(tǒng)等等組成,不同的零部件由不同類型的企業(yè)制造,但是葉片、軸承、鑄件、風(fēng)塔的制造是更加針對(duì)風(fēng)力發(fā)電的,所以在風(fēng)力發(fā)電行業(yè)高速增長(zhǎng)中,這種環(huán)節(jié)的企業(yè)是最收益,主要上市公司如下:
a)葉片:中材科技、中復(fù)連眾、時(shí)代新材、中航惠騰等;
b)軸承:新強(qiáng)聯(lián)、金雷風(fēng)電、通裕重工等;
c)鑄件:日月股份、吉鑫科技、振江股份、雙一科技、華伍股份等;
d)塔筒:天順風(fēng)能、泰勝風(fēng)能、天能重工、內(nèi)蒙一機(jī)等;
2)中游制造:負(fù)責(zé)將上游零部件組裝為風(fēng)電機(jī)組,是風(fēng)電產(chǎn)業(yè)中最重要的一環(huán),并且該環(huán)節(jié)市場(chǎng)集中度較高,并且還有進(jìn)一步提升空間,隨著大型化風(fēng)機(jī)趨勢(shì)的來臨,頭部企業(yè)收益越來越明顯。主要代表企業(yè)是:金風(fēng)科技、遠(yuǎn)景能源、明陽智能、運(yùn)達(dá)股份、東方電氣、上海電氣、聯(lián)合動(dòng)力等。
3)下游運(yùn)營(yíng)商:也就是風(fēng)電場(chǎng)的管理與經(jīng)營(yíng)者,包括運(yùn)營(yíng)和電網(wǎng),在風(fēng)里發(fā)電的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)中,這些企業(yè)屬于國(guó)家新基建建設(shè)的直接參與者。代表企業(yè)主要有中國(guó)電建、運(yùn)達(dá)風(fēng)電、節(jié)能風(fēng)電、福能股份、龍?jiān)措娏?、華能新能源、大唐發(fā)電、華電國(guó)際、國(guó)電電力。
風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈主要上市企業(yè)
 
 
數(shù)據(jù)來源:神華研究院
 
三、行業(yè)發(fā)展:蓄勢(shì)待發(fā),潛力巨大

3.1 全球風(fēng)電發(fā)展風(fēng)口拉起

在2021年3月全球風(fēng)能理事會(huì)(GWEC)發(fā)布的《全球風(fēng)能報(bào)告2021》中披露,2020年是風(fēng)電行業(yè)歷史上表現(xiàn)最佳的一年,全球新增風(fēng)電裝機(jī)93GW,比2019年增加了53%,全球累計(jì)裝機(jī)容量742GW。GWEC預(yù)測(cè),“未來五年全球新增風(fēng)電裝機(jī)為469GW,實(shí)際上2025年前需要每年裝機(jī)180GW,才有望將全球溫升控制在2℃以內(nèi),而到2030年每年新增裝機(jī)要進(jìn)一步增加到280GW,才能實(shí)現(xiàn)本世紀(jì)中期的碳中和。”
2020年全球主要地區(qū)風(fēng)電裝機(jī)量均出現(xiàn)不同程度的上漲,其中中國(guó)增速達(dá)55.91%,再次成為全球風(fēng)電裝機(jī)量的引擎。
2020年全球主要地區(qū)風(fēng)電裝機(jī)量增速(%)
 
 
數(shù)據(jù)來源:GWEC,神華研究院
 
海上風(fēng)電將是未來行業(yè)增長(zhǎng)的主力。目前海上風(fēng)電約占全球風(fēng)電總裝機(jī)容量的5%,隨著海上風(fēng)電技術(shù)不斷提高以及行業(yè)成本不斷下降,全球海上風(fēng)電未來的規(guī)劃目標(biāo)和開發(fā)機(jī)會(huì)正在逐步擴(kuò)大。全球風(fēng)能理事會(huì)GWEC在2021年最新發(fā)布的“全球海上風(fēng)電報(bào)告”中預(yù)計(jì),未來十年海上風(fēng)電新增裝機(jī)容量將達(dá)到235GW,大約是當(dāng)前市場(chǎng)規(guī)模(35GW)的七倍,比2020預(yù)期高出15%。從未來市場(chǎng)發(fā)展來看,整個(gè)海上風(fēng)電的市場(chǎng)空間還很大,還很遠(yuǎn),僅僅從某個(gè)年度來看可能增速不是太高,但是如果從五年十年的角度看,能持續(xù)保持雙位數(shù)增長(zhǎng)已經(jīng)是非常好的行業(yè)了。
 
全球海風(fēng)新增裝機(jī)量增速預(yù)測(cè)
 
 
數(shù)據(jù)來源:GWEC,神華研究院
 
風(fēng)電建設(shè)成本不斷下降,將助推行業(yè)發(fā)展步入快節(jié)奏。與陸上風(fēng)電相比,海上風(fēng)電的建設(shè)環(huán)境更加復(fù)雜,因此總裝機(jī)成本更高、建設(shè)時(shí)間更長(zhǎng)?;仡欁罱?0年全球海上風(fēng)電平均裝機(jī)成本變化雖有起伏,但整體是不斷下降的,相對(duì)應(yīng)的2010-2020年全球海上風(fēng)電的平準(zhǔn)化度電成本(LCOE)由0.162美元/千瓦時(shí)降至0.084美元/千瓦時(shí),并且隨著裝機(jī)容量的擴(kuò)大,規(guī)模效應(yīng)也開始顯現(xiàn)。據(jù) IRENA 測(cè)算,2020年全球海上風(fēng)電的裝機(jī)容量每增加一倍,整體裝機(jī)成本將下降9%,LCOE將下降15%。
2010-2020年全球海上風(fēng)電平均裝機(jī)成本與LCOE變化趨勢(shì)
 
 
數(shù)據(jù)來源:GWEC,神華研究院
 
從不同國(guó)家和地區(qū)來看,陸上風(fēng)的建設(shè)成本都是成下降趨勢(shì)的,下降幅度大約在15%-50%區(qū)間。同一個(gè)國(guó)家或者地區(qū),單獨(dú)的陸上風(fēng)電項(xiàng)目之間建設(shè)成本也可能差距比較大,這些都主要是由于建設(shè)場(chǎng)址、物流運(yùn)輸條件、當(dāng)?shù)卣摺⑼恋乩脳l件,勞動(dòng)力價(jià)格等因素造成的。
 
全球不同國(guó)家或地區(qū)陸上風(fēng)電建設(shè)成本表
 

 
和陸上風(fēng)電項(xiàng)目相比,海上風(fēng)電的施工、安裝及運(yùn)輸條件要困難很多,因此海上風(fēng)電建設(shè)成本更高,工期也更長(zhǎng)。但是隨著國(guó)際供應(yīng)鏈瓶頸的解決、各國(guó)政府的支持政策、海上風(fēng)機(jī)技術(shù)升級(jí)以及更加專業(yè)的建設(shè)和安裝施工方案,項(xiàng)目建設(shè)成本不斷下降,相比過去10年也都有不同程度的下降。
 
全球不同國(guó)家或地區(qū)海上風(fēng)電建設(shè)成本表
 

 
3.2 碳中和背景下中國(guó)風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃

為了能在2030年實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”、2060年實(shí)現(xiàn)“碳中和”的目標(biāo),清潔能源的裝機(jī)容量及發(fā)電量將在未來穩(wěn)步上升。國(guó)家發(fā)改委能源研究所預(yù)測(cè)到2050年,中國(guó)非化石能源比重將提升至78%,煤炭消費(fèi)相比2019年下降90%,二氧化碳排放相比2019年下降76%。中國(guó)風(fēng)電將占到能源消費(fèi)的38.5%,光伏占到21.5%,排在之后的就是天然氣占9.8%,水電占到9%。隨著清潔能源裝機(jī)量的不斷增長(zhǎng),容量系數(shù)也不斷提高,風(fēng)電和光伏將是未來發(fā)電的主要來源。
 
中國(guó)各類型電源發(fā)電量(億千瓦時(shí))

 
數(shù)據(jù)來源:華創(chuàng)證券,神華研究院

中國(guó)各類型電源裝機(jī)容量(MW)
 
數(shù)據(jù)來源:華創(chuàng)證券,神華研究院
 
目前我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)仍處于大規(guī)模安裝的階段,按照國(guó)家給出的風(fēng)電全生命周期推算,大致風(fēng)電裝機(jī)的使用壽命在15年左右,最早的一批風(fēng)電裝機(jī)于2010年安裝,預(yù)計(jì)3-4年后將迎來風(fēng)電裝機(jī)淘汰及重購(gòu)。疊加能耗減排要求對(duì)新增裝機(jī)的需求,預(yù)計(jì)2020-2030年平均每年新增裝機(jī)容量為0.50億千瓦時(shí),2030-2040年平均每年新增裝機(jī)容量為0.70億千瓦時(shí),2040-2060年平均每年新增裝機(jī)容量為0.35億千瓦時(shí),其中包括了新建風(fēng)電廠所需裝機(jī)數(shù)以及更新原有機(jī)器所需的裝機(jī)數(shù)。
2015-2060年中國(guó)風(fēng)電裝機(jī)容量(億千瓦)



數(shù)據(jù)來源:華創(chuàng)證券,神華研究院
 
國(guó)家規(guī)劃和扶持風(fēng)電行業(yè)發(fā)展,相關(guān)企業(yè)紛紛加碼進(jìn)軍。根據(jù)企查貓的數(shù)據(jù)顯示,2000年以來中國(guó)風(fēng)電相關(guān)新成立企業(yè)(在業(yè))的數(shù)量在近年來呈現(xiàn)大幅度攀升趨勢(shì)。從2013年僅僅只有的321家新成立企業(yè),到2020有2837家新成立企業(yè),較2013年上升了8.84倍,其中注冊(cè)資金在1000萬以上的新成立企業(yè)數(shù)從2013年僅有61家上升至2020年的601家,整整增長(zhǎng)了約10倍。因此整體來看,中國(guó)風(fēng)電行業(yè)近年來發(fā)展如火如荼。
 
中國(guó)風(fēng)電企業(yè)在業(yè)新成立數(shù)走勢(shì)(家)
 

 
數(shù)據(jù)來源:企查貓,神華研究院
3.3 我國(guó)海上風(fēng)電前景更廣闊

目前我國(guó)陸上風(fēng)電的建設(shè)技術(shù)已經(jīng)比較成熟,并且2020年度陸上風(fēng)電建設(shè)占比達(dá)到95%,所以國(guó)家風(fēng)電發(fā)展政策將逐漸向海上發(fā)電傾斜。據(jù)國(guó)家能源局統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,2013年以來,我國(guó)海上風(fēng)電市場(chǎng)份額穩(wěn)步提升,2013年海上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量為45萬千瓦,僅占總體的0.58%,截止至2020年底增長(zhǎng)至900萬千瓦,預(yù)計(jì)未來海上風(fēng)電市場(chǎng)份額將進(jìn)一步提升。
2013-2020年我國(guó)陸上、海上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量對(duì)比情況

 
數(shù)據(jù)來源:神華研究院
 
近年來我國(guó)海上風(fēng)電的建設(shè)成果顯著。據(jù)國(guó)家能源局?jǐn)?shù)據(jù)顯示,截至2021年6月底,我國(guó)海上風(fēng)電并網(wǎng)容量達(dá)到1.13GW,位居全球第二。2020年初GWEC預(yù)測(cè)中國(guó)在2025/2030年有望建成投產(chǎn)海上風(fēng)電總裝機(jī)容量分別為29GW/57GW,分別是2020年末的3.2倍/6.3倍,可見中國(guó)海上風(fēng)電將迎來厚積薄發(fā)的發(fā)展時(shí)期。據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院統(tǒng)計(jì),我國(guó)大型基地2035/2050年海上風(fēng)電總裝機(jī)規(guī)模將分別達(dá)到71GW/132GW。
 
2010-2020年中國(guó)海上風(fēng)電裝機(jī)容量及預(yù)測(cè)

比較國(guó)外,中國(guó)海上風(fēng)電成本優(yōu)勢(shì)明顯。相比于海上風(fēng)電市場(chǎng)最大的歐洲,中國(guó)擁有更低的人力成本,且風(fēng)電場(chǎng)距海岸距離相對(duì)較近,因此整體建設(shè)成本更低。據(jù) RENA 數(shù)據(jù)顯示,2010-2020年中國(guó)海上風(fēng)電的裝機(jī)成本由4476美元/KW下降至2968 美元/KW,低于全球平均水平,也顯著低于全球海上風(fēng)電裝機(jī)第一英國(guó)的4552 美元/KW。
 
2020年海上風(fēng)電裝機(jī)成本(中國(guó)僅次于荷蘭和丹麥)

中國(guó)海上風(fēng)電的LCOE與世界平均水平相當(dāng),同樣也顯著低于大部分歐洲國(guó)家。由于風(fēng)電場(chǎng)距海岸較近導(dǎo)致風(fēng)力資源較為匱乏,加上中國(guó)目前使用的風(fēng)機(jī)較小,目前中國(guó)海上風(fēng)電的容量系數(shù)低于歐洲各國(guó),但其在2010-2020年間提升23%,增速位于世界前列,說明中國(guó)海上風(fēng)電建設(shè)趨勢(shì)向好。
 
2020年海上風(fēng)電LCOE


3.4 國(guó)內(nèi)政策加碼,平價(jià)已至

風(fēng)電上網(wǎng)電價(jià)的標(biāo)桿化始于2009年,當(dāng)年7月20日,國(guó)家發(fā)改委發(fā)布《關(guān)于完善風(fēng)力發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)政策的通知》(發(fā)改價(jià)格[2009]1906號(hào)),按風(fēng)能資源狀況和工程建設(shè)條件,將全國(guó)分為Ⅰ-Ⅳ四類風(fēng)能資源區(qū),相應(yīng)標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)分別為0.51、0.54、0.58、0.61元/千瓦時(shí)。隨后經(jīng)歷了2015年、2016年、2018年、2019年、2020年5次降低指導(dǎo)價(jià)。
2009-2020年陸上風(fēng)電標(biāo)桿電價(jià)/指導(dǎo)價(jià)
 

 
技術(shù)降本是風(fēng)電行業(yè)成長(zhǎng)的內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力。陸上風(fēng)電標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)(或指導(dǎo)價(jià))快速下降,并未將行業(yè)需求澆滅,相反以國(guó)家電投烏蘭察布一期6GW風(fēng)電基地項(xiàng)目為代表的大量的平價(jià)和低價(jià)基地項(xiàng)目開始涌現(xiàn),國(guó)家能源局公布的2020年常規(guī)風(fēng)電平價(jià)項(xiàng)目達(dá)11.4GW;表明雖然上網(wǎng)電價(jià)下降速度很快,成本下降的速度可以匹配,從而使得平價(jià)/低價(jià)基地項(xiàng)目具備合理的收益率。根據(jù)某些風(fēng)機(jī)企業(yè)研究結(jié)論,到2023年風(fēng)電在中國(guó)三北高風(fēng)速地區(qū)的度電成本將實(shí)現(xiàn)0.1元/度電,目前最新技術(shù)在三北地區(qū)的風(fēng)電成本已經(jīng)達(dá)到0.16元/度電左右,意味著未來風(fēng)電行業(yè)仍將維持較快的降本速度。

四、總結(jié)

風(fēng)能資源總儲(chǔ)量非常巨大,分布廣。風(fēng)力發(fā)電是風(fēng)能主要的用途之一,相比太陽能發(fā)電、煤發(fā)電和核能發(fā)電具有較大的成本優(yōu)勢(shì)。在全球碳中和的大背景下,風(fēng)能產(chǎn)業(yè)正在蓄勢(shì)待發(fā)。我國(guó)力爭(zhēng)2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰,2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和,目前2021年國(guó)內(nèi)風(fēng)能光伏發(fā)電占比僅有11%,2050年風(fēng)電將占能源消費(fèi)的38.5%,光伏占比21.5%,所以風(fēng)電是國(guó)內(nèi)未來能源發(fā)展的重要方向。
風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈主要包括上游零部件、中游整機(jī)制造和下游運(yùn)營(yíng)商,其中上游主要包括葉片、鑄件、軸承、齒輪箱、塔筒等產(chǎn)品制造;中游負(fù)責(zé)將上游零部件組裝為風(fēng)電機(jī)組,是風(fēng)電產(chǎn)業(yè)最重要一環(huán),下游是風(fēng)電場(chǎng)的管理與經(jīng)營(yíng)者。產(chǎn)業(yè)鏈中主要的企業(yè)包括上游零部件制造的中材科技、新強(qiáng)聯(lián)、金雷風(fēng)電、日月股份、天順風(fēng)能、泰勝風(fēng)能;中游制造的金風(fēng)科技、遠(yuǎn)景能源、明陽智能等;下游運(yùn)營(yíng)商的中國(guó)電建、龍?jiān)措娏Α⒐?jié)能風(fēng)電等。
全球風(fēng)電發(fā)展風(fēng)口拉起,2020年各地區(qū)均新增風(fēng)電裝機(jī)容量呈現(xiàn)不同程度增長(zhǎng)。中國(guó)新增風(fēng)電裝機(jī)容量增速為55.91%,再次成為全球增長(zhǎng)引擎。為實(shí)現(xiàn)碳中和,預(yù)測(cè)到2050年中國(guó)煤炭消費(fèi)相比2019年下降90%,而風(fēng)電將占到能源消費(fèi)的38.5%,行業(yè)增長(zhǎng)空間廣大。目前我國(guó)陸上風(fēng)電的建設(shè)技術(shù)已經(jīng)比較成熟,而2020年度海上風(fēng)建設(shè)占比僅有3.32%,所以國(guó)家風(fēng)電發(fā)展政策將逐漸向海上發(fā)電傾斜,未來增長(zhǎng)潛力最大。
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