风电行业研究:风光大基地项目建设提速未来行业高景气度不变
风电行业此前具备阶段性行情,主要系受国家新能源产业政策的影响。随着2021年海上风电“抢装”结束,风电行业全面进入“平价时代”,2021Q4以来风电板块回撤较多,目前风电行业估值处于历史低点,行业估值在20倍以下。随着平价上网时代的开启,风电行业短期内受政策影响程度将有所降低,周期性削弱,行业成长性增强,风光大基地和十四五风电规划保障风电行业高速发展,未来风电行业高景气度持续。(报告来源:未来智库)
22年风电板块有所调整,细分环节呈现分化。回顾2021Q1-2022Q2各细分板块及主要公司,2021Q3受益于海上风电“抢装”,风电全产业链环节涨幅较高,其中塔筒、法兰、主轴、轴承、主机涨幅较高,自2021Q4以来风电板块有所调整,不同细分环节呈现分化,2021Q4海缆、塔筒、法兰、逆变器延续高景气度;2022Q1由于疫情影响,各零部件厂商交货低于预期,且盈利端压力较大,仅东方电缆(海缆竞争格局好,技术优势明显,产品毛利率较高)实现一定增幅;2022Q2(截至2022.5.31)以来海缆、塔筒、电机、铸件、法兰等环节开始反弹,其中湘电股份、明阳智能、东方电缆增幅较大。从2021Q4以来板块调整较多主要是由于:1)招标价格持续下行,风电整机及零部件降价压力大;2)原材料涨价,盈利端承压,2021Q4-2022Q1零部件企业盈利能力持续承压。
据全球风能理事会(GWEC),2021年全球新增风电装机容量93.6GW(同比-1.78%),为历史第二高年份,中国、美国、巴西占据前三;2021年,全球风电累计装机容量达到837GW(同比+12.80%);陆上风电:2021年实现71.4GW新增并网,中国及美国陆上风电新增安装量有所下降,分别为30.7GW和12.7GW;海上风电:2021年实现21.1GW新增并网(为2020年的三倍多),中国海上风电增量占全球的80%,超越英国成为全球海上风电累计装机最多的国家。
风电装机量保持稳步增长,发电量占比进一步提高。2020年陆风抢装潮后,2021 年风电装机量增速放缓,海上风电贡献较大增量。2021年,全国风电新增并网装机47.57GW,其中陆上风电新增装机30.67GW、海上风电新增装机16.90GW。到2021年底,全国风电累计装机3.28亿千瓦,其中陆上风电累计装机3.02亿千瓦、海上风电累计装机2639万千瓦。2021年我国用电需求快速增长。2021年全国全社会用电量8.31万亿千瓦时,同比增长10.3%。风电发电量占全社会发电量比例逐年提升。根据中电联,2021年,全国发电量8.38万亿千瓦时,同比增长9.84%,可再生能源发电量为2.32万亿千瓦时,占比为27.73%,风电发电量为6556亿千瓦时,占比为7.83%。
风电吊装规模大于并网规模,奠定后续并网规模基础。根据中国可再生能源学会风能专业委员会(CWEA)《2021年中国风电吊装容量统计简报》,2021年全国新增装机15911台,容量55.92GW,同比增长2.7%;其中,陆上风电新增装机容量41.44GW,占全部新增装机容量的74.1%,海上风电新增装机容量14.48GW,占全部新增装机容量的25.9%。区域装机:2021年,全国六大区域的风电新增装机容量占比分别为中南25.8%、华东23.9%、华北18.4%、西北16.2%、东北10.6%、西南5.1%。“三北”地区新增装机容量占比为45%(同比下降7个百分点),中东南部地区新增装机容量占比达到55%。
2022年上半年风电装机规模维持高增,行业延续高景气度。2022年年初以来风电装机规模依旧维持强势。2022年1-4月,国内新增风电并网规模9.58GW,同比增长45.15%;截至2022年4月末国内风电累计装机338.06GW,同比增长17.3%。2022年1-4月风电平均利用小时数为778小时,今年1-4月风能资源较去年同期有所下降,相较2021年同期下降了45小时。2022年一季度,全国风电平均利用率96.8%,同比提升0.8个百分点。
招标需求持续旺盛,奠定明后年风电装机基础。根据金风科技官网,2021年国内风机公开招标规模为54.2GW,同比增长74.1%,其中陆风招标规模51.4GW,同比增长107%,海风招标规模为2.8GW,同比下降55.7%,考虑部分非公开招标规模(预计5-10GW),我们预计2021年实际招标规模有望超60GW,丰富的项目奠定2022年装机规模基础。根据金风科技官网,2022年Q1,风电累计招标规模已达24.7GW,同比增73.9%。2022年我国风电行业招标规模超预期,我们预计2022年全年风机招标规模在70-80GW左右。根据我们统计,截至2022年5月底我国招标量已达43.7GW,2022年4-5月我国风电行业单月招标量均在10GW以上。
风机招标价格接近底部,2022年Q2价格企稳小幅上升。2020年年初以来风电招标价格步入下行通道,主流投标价格由此前最高的3000元/KW快速下降至2000元/KW左右,累计降幅超40%。风机招标价格持续下行,一方面是由于头部整机厂竞争激烈,各家厂商竞争策略还是以抢占市场份额为主;另一方面是由于风机大型化趋势加快,目前陆上风机招标已经以4MW以上机型为主,甚至出现6MW机型,大型化下风机成本下降较快。2022年年初以来虽有最低报价低至1400-1500元/KW,但中枢水平来看陆风风机招标价整体维持在1800-2000元/KW左右(对应5-8MW机型),近期整体情况有所企稳。
2022年5月份以来钢材价格进入下降通道,考虑到原材料降价反映至利润改善一般有3个月以上的时延,预计下半年风电零部件企业将迎来盈利修复。中厚板是塔筒的主要原材料,铸造生铁及废钢是铸/锻件的主要原材料,2022年中厚板、铸造生铁、废钢价格开始小幅回升,不过5月份以来价格进入下降通道。2022年铁矿石价格高位震荡。2021年下半年铁矿石价格持续回落,2021年11月19日铁矿石(现货)价格降至587元/吨,之后开始反弹,最高涨至3月9日的1030元/吨,最高涨幅为75%,6月2日报价为991元/吨。
环氧树脂价格回落较多,目前价格在2.5万元/吨左右。环氧树脂是叶片的主要原材料,2021年环氧树脂价格高企,叶片厂商盈利端承压,2022年以来环氧树脂价格回落较多,从21年四季度最高价格3.7万元/吨下降至2.5万元/吨,下降幅度达32%。铜价在前期走高后趋于震荡,2022年以来铜价仍维持高位,基本在7-7.5万元/吨的价格区间内浮动。铜主要是电缆的原材料,大多海缆企业通过套期保值平滑铜价波动带来的影响,预计海缆整体盈利能力依旧维持。
据GWEC,2022-2025年全球风电新增装机容量428.1GW(CAGR为5.88%),全球海上风电新增装机容量59.2GW(CAGR为41.22%),预计2025年全球海上风电占比将提升至20.52%。当前全球能源政策处于不断变化中,未来风电装机规划仍有较大提升空间。据GWEC,若想实现本世纪末全球温升1.5°C以内及2050年净零排放,到2030年风电的年安装量需要翻两番。2022年5月18日,欧盟委员会公布“Repower EU”计划,提出到2030年,可再生能源使用比重从2021年计划的40%提升至45%,2030年装机容量从1067GW提升至1236GW,丹麦、德国、比利时与荷兰政府承诺到2050年将四国的海上风电装机增加10倍,即到2050年,四国累计海上风电装机量至少达到150GW,同时提出阶段性目标,即到2030年,四国累计海上风电装机量至少达到65GW。
2022年3月22日,《“十四五”现代能源体系规划》:到2025年,发电装机总容量达到约30亿千瓦,非化石能源发电量比重达到39%左右;2022年6月1日,《“十四五”可再生能源发展规划》:2025年可再生能源年发电量达到3.3万亿千瓦时左右。“十四五”期间,可再生能源发电量增量在全社会用电量增量中的占比超过50%,风电和太阳能发电量实现翻倍。(报告来源:未来智库)
从已公布的省市规划来看,十四五期间风电新增装机量超320GW,其中海上风电十四五期间全国新增装机规模近90GW,另外江苏、福建提出深远海风电规划28.8GW,整体海风规模超100GW。从各省规划来看,内蒙古、云南、甘肃“十四五”期间分别规划新增装机51GW、25GW、24.8GW,海上风电规划则主要以广东、江苏、海南、福建等省份为主。根据我们对十四五风机新增装机规模预测,2022-2025年分别为52.0/59.3/73.6/88.1GW。
九大清洁能源基地和五大海上风电基地保障风电行业高速发展。2021年3月30日,“十四五”规划和2035年远景纲要中提出,未来我国将持续开发包括水电、风电、光伏等电源在内的多个清洁能源基地。大型清洁能源基地将通过“源网荷储一体化”以及“风光火储多能互补”的方式实现可再生能源的消纳,而海上风电基地则靠近东部经济发达的电力负荷中心,整体上看风电的消纳均能得到较好的保障。
2021年12月,国家发改委、国家能源局发布《关于印发第一批以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的大型风电光伏基地建设项目清单的通知》,第一批风光大基地项目总规模97.05GW。2021年底已有75GW项目开工建设,其余项目在2022年一季度陆续开工,其中明确要求在2022年底前投产有超过45GW风光大基地项目,有超52GW风光大基地项目明确要求在2023前投产。2022年2月,国家发展改革委、国家能源局发布关于印发《以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的大型风电光伏基地规划布局方案》,到2030年,规划建设风光基地总装机约4.55亿千瓦,其中,十四五时期规划建设风光基地总装机约2亿千瓦,“十五五时期规划建设风光基地总装机约2.55亿千瓦。
2021年6月7日,国家发改委发布《关于2021年新能源上网电价政策有关事项的通知》指出2021年起,新备案的陆上风电项目中央财政不再补贴,实行平价上网;新核准(备案)的海上风电项目,上网电价由当地省级价格主管部门制定,具备条件的可通过竞争性配置方式形成,上网电价高于当地燃煤发电基准价的,基准价以内的部分由电网企业结算。鼓励各地出台针对性扶持政策,支持光伏发电、陆上风电、海上风电、光热发电等新能源产业持续健康发展。目前广东和山东已发布明确的海上风电地方补贴政策,伴随着海上风机价格不断下探及施工成本逐步降低,海上风电有望成为我国风电行业快速发展的重要驱动力。
与集中式风电相比,分散式风电单体规模往往相对较小,建设周期短,开发方式更为灵活。2017年,国家能源局发布《加快推进分散式接入风电项目建设有关要求》,正式明确分散式风电不占用年度建设实施方案,即不与集中式共同竞争招标,成为行业纯增量。我国中东南部低风速区域有望成为分散式风电的主要市场。我国中东南部是低风速区,资源分布不连续,土地资源稀缺,充分利用风资源的需求下,分散式在中东南部地区成为集中式的重要补充。
中东南部为我国电力负荷中心,消纳能力较强,无弃风无线损,能够减少能源损耗和输送成本,有利于提高项目收益率。风电项目备案制落地,进一步简化审批流程,分散式风电建设提速,十四五期间有望达到40-50GW。
2021年国内风机出口同比上涨175%,海上风机实现首次出口。2021年国内风电机组出口886台,容量为3268MW,同比上涨175%。截至2021年底,中国风电整机制造企业已出口的风电机组共计3614台,累计容量达到9642MW。随着国内风电技术逐步完成国产化替代,国内风电实现跨越式发展,无论从产能还是度电成本,国内风电整机企业已经站在了第一梯队,出口大幅增加。2021年7家整机制造企业分别向13个国家出口风机,其中金风科技出口量最大,出口到11个国家,合计284台,容量为1116.3MW。
远景能源和运达股份分别出口1082、552MW,位居第二和第三;明阳智能、东方电气、中车风电、电气风电分别出口290、153、46、28MW。2021年海上风电机组首次实现出口,共72台,容量为324.8MW,均出口到越南。其中包括金风科技6台3.3MW和36台4.5MW机组、明阳智能16台5MW机组、东方电气14台4.5MW机组。
2022年5月底风电多项利好政策密集发布,主线就是加快风电项目建设,尤其是风光大基地项目,同时风电项目核准制调整为备案制也将刺激分散式风电行业需求。新能源建设成为稳经济促增长的重要抓手,风电行业下半年“抢装”趋势明朗。
风机是将风的动能转换为电能的装置,一般由叶片、主轴、轴承、法兰、轮毂、齿轮箱、发电机、机舱、塔架、控制系统、变流器等组成。在风电机组整机设计中,根据传动链是否包含齿轮箱,可以分为双馈、直驱以及半直驱三种技术路线。
双馈机组:传动链为典型的高速齿轮箱+感应发电机+部分功率变流传动形式,齿轮箱传动比一般在50~100之间,将叶轮转速10r/min~20r/min增速到1000r/min以上,具有技术成熟,成本低,重量轻、易维护等优点,通常适用于小规模电机,由于齿轮箱转速较高,损坏率较大,是目前主要的技术路线。直驱机组:叶轮通过主轴直接同发电机连接,不包含齿轮箱,发电机直接由叶轮驱动通过全功率变流器同电网相连。直驱式发电机由于转数低,且磁极数很多,通常在90极以上,而且体积和重量相比双馈式机组也大很多,对其轴承等转动部件要求极高。半直驱机组:是指风叶带动齿轮箱来驱动永磁电机发电,它是介于直驱和双馈之间,齿轮箱的调速没有双馈的高。
国内风机集中度较高,龙头出货规模持续向上。国内整机环节TOP3市占率维持在40%以上,其中TOP3企业(金风、远景、明阳)市占率基本维持在40%以上,从风机龙头的演变趋势情况来看,近两年龙头企业地位较为确定,而随着国内风机企业的崛起,海外龙头GE、西门子歌美飒、Vestas市占率逐步下降。(报告来源:未来智库)
风机整机厂营收增速出现分化,毛利率同比改善。整机厂营收增速出现分化。从各大整机厂商的风电机组收入对比来看,金风科技作为行业龙头,收入规模最大,明阳智能和运达股份同比增速明显提升,与金风科技营收差距不断缩小。从单千瓦平均售价来看,明阳智能平均售价最高,2021年高达4187元/kw,主要是由于公司海风业务占比较高;从平均交付装机容量来看,大型化趋势明显,明阳智能交付机组容量最高,2021年交付的平均单台机组为4.2MW,金风科技和运达股份平均交付机型也达到3MW以上。
2021年风电整机板块毛利率同比改善,净利率从2019年开始持续提升。随着风机招标价格的不断下降,风电整机厂的成本控制能力十分重要。目前风电整机厂的盈利改善路径:一是大型化降本;二是供应商管理;三是其他高毛利业务对于盈利的提升,主要是风电场开发运营业务。近年来,整机厂商纷纷下沉布局风电场建设领域,风电场建设运营毛利率较高,在60%以上,已成为整机厂商利润新的增长极。从发电收入来看,金风科技并网容量及相应发电收入最大,截至2021年,金风科技、明阳智能风电场并网容量分别为1.4GW、1.2GW。
风塔是承载机舱叶片的重要部件,影响到风机整体的稳定性。运输半径限制和进入门槛低导致风塔行业集中度低。2020年行业龙头天顺风能、泰胜风能、大金重工、天能重工CR4合计市占率为31%。塔筒原材料成本占8成以上,定价模式为成本加成,风塔原材料主要为中厚板、法兰、焊材等,其中中厚板占原材料80%以上。由于塔筒体积较大、重量较重,运输成本占生产成本7%左右。陆上塔筒吨毛利1000-1200元(加工费),一方面价格跟随钢价走势波动,一方面不同厂址辐射范围的供需情况不同,定价具有差异。
大型化对塔筒影响小。风机大型化虽然会导致单瓦装机对应塔筒根数减少,但为了保持稳定性,单根重量明显提升,因此对单W用的摊薄量影响小。塔筒行业核心竞争力在于产能布局。由于塔筒较重,运费占比较大,通常半径500km以外的企业没有竞争力。十四五规划发展九大清洁能源基地、四大海风基地,基地主要集中于三北、东部沿海地区,塔筒头部厂商龙头就近属地化布局产能。
天顺风能:21年陆上塔筒产能90万吨,22年年底产能预计120万吨,23年新增海风基础产能60万吨,达到180万吨;大金重工:21年塔筒产能100万吨,22年预计新增20万吨,其中山东蓬莱基地技改增加10万吨,广东阳江一期22年6月底投产10万吨,22年底产能120万吨;天能重工:21年塔筒产能59万吨(陆上31+海上28),在建产能24万吨;泰胜风能:塔筒产能50万吨➢海力风电:21年塔筒产能35万吨,22年大型化损失20万吨,在建海风产能60万吨。
塔筒:原材料价格进入下行通道,盈利能力有望改善。从各大塔筒厂商的塔筒收入对比来看,天顺风年能作为行业龙头,营收规模最大,但平均售价逐年降低,大金重工和天能重工营收规模增长较快,且平均售价不断上升,2021年单吨售价近9000元/吨,单吨售价受陆风和海风产品结构影响较大。从毛利率来看,除海力风电外,2021年毛利率均有有小幅下滑,主要是21年原材料钢材价格维持高位,陆上塔筒竞争激烈所致。2022年5月份开始,中厚板价格持续下降,从5月初5339元/吨下降至5月底5130元/吨。(报告来源:未来智库)
海缆是海上风电的核心环节,海缆具备较高的准入壁垒,生产工艺复杂、技术要求高、认证周期长以及区位要求严等构筑了海缆环节的高壁垒。1)生产工艺流程多。由于海底环境复杂且海水具有强腐蚀性,海缆相较于陆上电缆技术更复杂,其工艺流程相较陆风电缆更多;2)技术要求较高。接头技术、敷设设计施工要求高,需专门的设备;
3)运输长度更长,未来价值量进一步增长。海上风电项目距离陆地较远,通常采取一次性运输大长度海缆的方式节约运输成本。海上风电成本构成中,海缆约占8%-13%。海上风电场成本主要由以下几个部分构成:设备购置费、建安费用、费用、利息。设备费用中风电机组及塔筒约占设备费用的85%,送出海缆约占5%。建安费用包括海上施工、船班费用等。费用包括项目用海用地费、项目建管费、生产准备费等。细分配置来看,海缆约占总成本8-10%,包括阵列电缆(约3%)以及送出电缆(约5-10%)。
东方电缆技术优势明显,盈利能力领先。东部南部两大产业基地,辐射国内国际市场。公司建成投产位于宁波北仑的未来,撤并原中压产业基地,形成高压海缆分厂、中压电缆分厂、特种电缆分厂、高压电缆分厂及海工基地为核心的东部(北仑)基地,开工建设以广东阳江为核心的南部产业基地,可辐射国际市场。2022年公司海缆产能60亿元,到2023年上半年随着南方(阳江)基地的建成,海缆产能升至75亿元。公司在手订单充足,海缆订单高速增长,已成为公司业务主力增长点。
根据2021年年报数据显示,截至2022年2月末,公司在手订单63.11亿元,其中海缆系统28.53亿元,陆缆系统28.01亿元,海洋工程6.57亿元。结合公司三月份已公告订单,截至2022年3月末,公司在手订单近95亿元,其中海缆系统和海洋工程订单约64.99亿元。从历年数据来看,东方电缆由于其海缆业务优势明显,2019-2021年海上风电景气度较高,东方电缆利润增速均领先于其他公司。
风电铸件主要包括齿轮箱壳体、轮毂、底座、行星架、定动轴等,起到支撑与传动的功能,约占风机成本的8%-10%。铸件加工主要包括熔炼、浇筑、机加工等工序,属于重资产行业,具备明显的规模经济效应。风电铸件属于高端铸件,具有投资大、建设周期长、技术难度高等特点,并存在一定的进入壁垒。风力发电设备的工作环境和条件较为恶劣,风电铸件的材质性能需满足特殊要求,对产品质量要求很高,从掌握生产工艺并形成批量稳定的生产能力需要较长时间,生产能力扩张同时还需要大量资金和专业工人,使得行业具有较高的技术门槛。风电整机企业在选择铸件配套供应商时,需对铸件企业进行十分严格的认证和筛选,周期较长,后进入者要打开市场难度较大。
风电主轴主要用于连接轮毂和齿轮箱,将叶片产生的动能传递给齿轮箱,是风电整机的重要零部件,其机械性能、加工精度和使用寿命等会直接影响整机的运行与使用情况。国内主轴企业在全球具有明显竞争力。风电主轴生产工艺复杂,需要人工操作较多,目前无法完全实现自动化生产,这使得国内风电主轴制造商在生产成本上的优势更加明显。国内龙头企业金雷风电、通裕重工合计市场占有率30%以上。同时,国内主轴企业在全球具有明显竞争力,出口比重相对较大,如金雷风电出口业务占比超过40%。
轴承是国产化难度最高的风电零部件之一,目前我国配套大功率机型的高端轴承主要依赖进口。风电机组工况恶劣,对工作寿命&稳定性要求较高,作为风机各动力系统的连接体,风电轴承技术复杂度高。一般情况下,一套风电机组包含:1套偏航轴承,3套变桨轴承,1套主轴轴承。全球轴承市场几乎被八大跨国集团垄断。
高端轴承领域技术壁垒较高,海外厂商先发优势明显,2020年全球轴承市场70%以上的市场份额由八大海外厂商占据(瑞典SKF、德国Schaeffler、日本NSK、日本JTEKT、日本NTN、美国TIMKEN、日本NMB、日本NACHI),国内轴承产品主要分布于中低端领域。对于大容量风机而言,轴承平均单价和主轴所占风机成本都较小容量风机更高。以明阳智能为例,3MW风机主轴轴承成本占整个风机成本比从1.5MW的2%左右大幅提升至7%,且3MW以上风机的主轴轴承销售单价更高,该成本占比还将进一步提升。
叶片是决定风能利用率的关键因素,可直接影响风电机组的性能和使用效率。技术壁垒:风电叶片技术壁垒相对较低,国产化率高,产业化程度高。材料方面:叶片主要由复合材料组成,原材料包括热固性集体树脂、玻纤维或碳纤维。目前在80-90米的叶片重量大约在25-40吨左右(玻纤)。风机大型化带动风电叶片大型化、轻量化趋势。轻质的碳纤维占比有望进一步增长(相较玻纤重量可能减轻25-30%)。行业竞争格局:截至2020年,CR3为34%,CR5为53%,CR8为68%,产能前三分别为中材科技、时代新材和艾朗科技。
多政策助力风光大基地项目建设提速,下半年“抢装”趋势明朗。2022年5月底风电多项利好政策密集发布,主线就是加快风电项目建设,尤其是风光大基地项目,同时风电项目核准制调整为备案制也将刺激分散式风电行业需求。新能源建设成为稳经济促增长的重要抓手,风电行业下半年“抢装”趋势明朗,预计全年风电行业开工量有望达到70GW。
从需求侧来看,风光大基地和各省十四五规划保障风电行业高速发展,未来风电行业高景气度不变,预计“十四五”期间全国将新增320GW左右风电装机,行业招标需求旺盛,2021年及2022年Q1国内公开招标市场新增招标量分别为54.2GW/24.7GW,同比增速分别为74.3%/73.9%,行业风机招标价格接近底部,2022年Q2价格企稳小幅上升,部分原材料下降趋势显现,行业盈利边际向好,主机和零部件企业的盈利有望在2022年下半年及2023年恢复增长趋势。2021年行业景气度上行,2022Q1整机厂业绩高速增长,零部件板块利润端承压。
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- 编辑:王虹
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