智造分享｜深度分析：风电产业的发展历程及趋势展望

　　本文转自蔚蓝资管。蔚蓝资管是洪泰智造旗下投资平台，坚持秉承价值投资理念，以一二级市场联动的方式，寻求智能制造细分领域的龙头企业，依托金融资本协助企业发展，陪伴企业成长。

　　从我国国情出发，“双碳”目标驱动下，实现碳中和潜力最大的方向是能源结构的清洁化、低碳化，根本性措施是实现能源生产清洁化和能源消费电气化。能源生产清洁化要求新能源发电成为电力供给结构的核心，未来新增电力装机将呈现风光协同发展的新格局。

　　本文以我国风电行业的发展历程展开。我国风电行业的发展历经两个阶段，两个阶段在不同政策背景驱动下呈现成长与周期波动两种形态。区别于政策单一主导下的行业发展历程，“十四五”期间，受政策完善、风电经济性提高等多重因素影响，风电行业发展进入新阶段。

　　在新的行业发展阶段，风电行业发展高景气成为常态，“十四五”期间海陆风电总装机有望超过300GW。伴随着风电装机量的高企，是装机成本持续下降、风机发电效率不断进步带来的风电项目经济效益的稳定提升，风电行业发展进入良性循环。

　　在行业良性发展的基础上，纵观风电产业链，虽然短期的抢装潮使得上游零部件利润率上升、中游整机利润率下行，但从长远来看，整机环节的龙头趋势将进一步加强、行业壁垒进一步深化；零部件环节的发展格局取决于企业对于核心技术的掌控与国产替代进程的推进。在行业大发展的背景下，整机与核心零部件将明显受益。

　　这一阶段，国内风电风电行业呈现快速发展，背后则是行业发展初期的政策驱动。2003年9月，国家发改委出台《风电特许权项目前期工作管理办法》，实行风电特许权招标政策，特许权项目通过上网电价的招标竞争选择开发商，在风电特许权协议框架下，电网公司与项目投资者签订长期购售电合同，保证全部收购项目的可供电量。2005年，国家出台了《中华人民共和国可再生能源法》，促进国内新能源的大力发展。

　　从2011到2020年，政策主导了我国风电行业的发展，其中有利和不利的政策交织，导致行业需求呈现明显的周期波动特征，这从历年风电新增并网装机规模可以看出。

　　过去十年的大部分时间，国内的弃风率处于较高水平，并呈现一定的波动，直到2019年以来，国内弃风率才回落到5%以内。弃风率的高企一方面抑制了开发商的风电投资积极性，另一方面促使监管层加强监管以解决弃风问题，主要手段之一是控制新增风电项目供给，从而对新增装机产生负面影响。

　　过去若干年，尤其是在十三五期间，风电的新增装机受政策的影响非常明显，政策主导了国内风电新增装机的变化趋势，而政策的出发点主要包括两点，一是弃风问题要解决，二是补贴问题要解决，具体表现是红色预警机制的出台和补贴退坡（包括明确享受补贴的截至并网时点）。

　　1、我国已经建立起解决弃风问题的长效机制，落实消纳已经成为风电场核准的前置条件。尽管2020年新增风电并网规模创历史新高，但2021年上半年国内弃风率仅约3.6%，同比下降0.3个百分点，并未出现弃风率大幅反弹的现象；结合当前旺盛的用电需求，我未来国内弃风率不会再大幅攀升。

　　2、十四五期间国内风电进入平价时代，补贴退坡将成为历史。2021年仍有前期核准的分散式风电项目、海上风电项目、部分集中式风电项目具有抢并网以锁定补贴的需求，后续新上风电项目将基本不再享受中央财政补贴，补贴退坡将成为历史。

　　3、“碳中和”背景下的能源结构转型成为十四五风电发展的底层驱动因素。根据《国家能源局关于2021年风电、光伏发电开发建设有关事项的通知（国能发新能〔2021〕25号）》，我国将建立保障性并网、市场化并网等并网多元保障机制，2021年非水可再生能源保障性并网规模不低于9000万千瓦；对于保障性并网范围以外的风电、光伏项目，可通过自建、合建共享或购买服务等市场化方式落实并网条件后，由电网企业予以并网。

　　4、经济性将成为碳中和以外影响十四五风电发展的核心因素。在碳中和的大背景下，十四五风电加快发展是较为确定的，最终的发展程度有赖于应用场景的拓展情况。从应用场景看，中东南部地区分散式风电的消纳条件较好、发展空间广阔，而分散式风电发展的核心问题是经济性；海上风电也是风电的重要组成，目前仍需要一定的补贴，地方政府明确支持，其规模化发展主要受经济性影响；三北地区是我国风电基地化开发的重点区域，无论采用电力外送还是本地消纳的模式，上网电价都是核心关切点；当前政策层面优先支持配置一定比例储能的新能源项目发展，风电+储能模式的推广情况一定程度取决于风电成本下降速度。综合来看，风电度电成本的下降和经济性的提升将激活新的商业模式和应用场景，从而驱动风电加快发展。

　　2021年内风电装机需求预计同比有所回落，但仍处于历史高位。基于中电联《2021年上半年全国电力供需形势分析预测报告》中的预测，至年底我国并网风电将达到330GW（2020年底风电装机量282.53GW），全年风电新增装机量50GW，预计全年同比-30.9%。相较之下，2015年“抢装潮”过后的2016年全年16.72GW，同比-51.1%，预计全年降幅超出2021年20.2pct。

　　其一，国家能源局发布的《关于2021年风电、光伏发电开发建设有关事项的通知》中明确指出，至2030年风电光伏装机总容量将达到12亿千瓦以上（约合1200GW），假设风电光伏装机量相等，则风电装机量将至少达到600GW，据此推算，2022-2030年风电装机将至少保持30GW的装机规模。

　　其二，“五大四小”电力央企集团陆续提出“十四五”时期新能源装机规划，依据各集团规划，并假定风电与光伏新增装机量相等，大致可推算出九大集团将至少年化贡献40-50GW风电装机增量，考虑地方性中小运营商开展装机，结合“30·60”双碳规划下的压力，央企与地方政府具备大规模开发新能源意愿，预计“十四五”期间风电将保持年化60GW的装机增量。

　　看短：2021年底为此前海上风电国家补贴的最后时限，若在此时限前未完成并网，将不再享受0.85/0.80/0.75元/度的三档补贴电价。因此，2021年实际为海上风电的抢装之年，叠加风机招标价格的普遍下降与大型机组的逐步上装，海上风电年内预计将提供较为可观的装机增量。

　　看长：展望“十四五”时期，广东、江苏、浙江、山东等多个沿海省份发布了海上风电相关的产业或装机规划，据此可大致推算出四省份2022-2025年合计年均贡献约8GW左右的海上风电装机增量。

　　1、风电项目经济性的提高将增强运营商开发意愿，因此风电项目的经济性边际变化成为影响风电行业需求景气度的核心因素之一

　　在技术进步、EPC设计优化、供应链成熟等因素的共同催化下，风机成本、风电项目装配成本出现一定程度上的下降，已逐渐具有平价开发吸引力。依据国际可再生能源署IRENA于2021年6月发布的《Renewable Power Generation Costin 2020》报告，2010-2020年内，陆上风电装机成本下降31%，成本降幅明显，但相较于光伏发电81%的装机成本降幅仍有较大前进空间。

　　Ø装机成本：陆风，单位投资成本假设为6000元/千瓦（福建：7000元/千瓦）；海风，单位投资成本均假设为17000元/千瓦；

　　Ø等效利用小时数：陆风采用各省2020年全年风电利用小时数；海风参考三峡能源招股书中所披露数据；

　　Ø项目与机组装机量假设：陆风选用当前主流4MW陆上风电机组，项目总装机容量100MW，共计25台发电机组；海风选用8MW海上风电机组，项目总装机容量400MW，共计50台发电机组；

　　国内陆上风电项目总体盈利已保持在较高水平，共计17个省市的风电项目全投资内部收益率可超过7%，而部分三北地区伴随弃风问题的持续改善，项目利用小时数有望进一步提升，拉高三北地区风电IRR中枢。海上风电方面，因当前装机运维成本高企（装机成本通常为15000-18000元/千瓦），尚属平价在途阶段，机组大型化带来的装机成本降低与整机降价将推动海上风电项目逐步达成全面平价。在此过程中，部分如福建省等海上风能资源禀赋与开发条件较好的地区，将在海上风电平价化的过程中占据先机。

　　在风电未来平价上网已经确定的情况下，成本端成为提升风电项目经济性唯一途径。因此，从分子与分母端分别着手，降低平准化度电成本（LCOE）的主要方向包含：1、降低装机成本；2、降低运维成本；3、提高发电利用小时数。

　　着眼边际，因风电补贴的确定性退坡，以往因电价补贴而出现的抢装现象将不复存在，风电招标量、新增装机量进入平稳区间，因零部件环节短期供需矛盾而产生的整机成本激增情况预计将大幅减少，风机价格回归理性区间。同时风机产业链供应配套能力提高，带来零部件、人工、制造费用等方面的整体性降本，拓宽风机价格下探空间。

　　（1）首先，机组大型化可带来整机的降本，其原因在于单机功率的提升与重量提升的亚线性关系，机组大型化趋势之下，单位功率机组重量下降。大型、大功率机组增加风机主轴、轮毂、叶片大小，其重量提升幅度小于机组功率提升幅度，带来原材料环节降本。

　　（2）其次，更大的风机意味着更大的叶片与更高的轮毂，叶片长度与扫风面积的关系呈平方级增长，更高的轮毂可以利用加强低风速、高风切变地区的风能资源开发。同时，通常情况下，同一地区内，高度越高，风资源越好。

　　（3）最后，项目总规划装机量固定的情况下，机组大型化将降低施工数量，减少风机基础、线路搭建、土地使用、施工安装等方面的成本。大功率机组将摊薄装机成本中的建安、电缆、变压站等各项成本，平摊至运营期，降低度电成本，提高项目收益率。此外，伴随风电行业“抢装潮”的结束，陆上风电吊车、海上风电吊装船等环节供需关系得到大幅缓解，项目EPC供需关系逐步转向宽松，EPC价格同样处于下行通道。

　　风电产业链包含零部件制造、整机制造及配套、风电运营三大环节。具体而言，零部件制造：叶片轮毂等铸件轴承齿轮箱主轴等锻件变流器法兰等主要环节，该环节主要为风机整机制造各类零部件；整机制造及配套：整机制造风机塔筒电缆等主要环节，该环节主要为风机装机环节所需装备，塔筒、电缆配套整机进行安装；风电运营环节则指风电运营商，也即新能源发电业主。

　　风电行业景气周期时，零部件环节毛利率表现显著优于整机厂商。2020 年“抢装潮”期间，整机环节产能不足，传导至上游零部件环节，因上游零部件环节扩产周期整体长于中游整机，短期内产能难以形成规模化增长，因此零部件价格普遍提升。同时，整机环节涌现大量非上市中小企业，迅速增产扩能，尽管后续体现出风机质量低劣等问题，但在此前补贴时限临近的情况下，此类产能大量被同化为有效产能，推动了整机环节在产业链中的地位走弱。叠加中游环节毛利率普遍低于上游环节，侧面反映出中游整机环节以往在产业链中相对较弱的话语权。

　　伴随抢装潮退与平价时代的到来，风电产业链被平价上网倒逼进行降本，进入类似于光伏行业的“产业正循环”，也即“降本—刺激需求放量—供给端竞争加剧导致进一步降本”的循环圈。

　　在此过程中，预计产业链格局将出现变化：整机环节有望出现产业链话语权的边际提升，上游零部件环节出现显著分化，上游各细分赛道的格局优劣与护城河深浅将决定零部件环节后续走势。

　　2020 年风电抢装潮期间，下游运营商装机需求超预期释放，风机整机环节供不应求，龙头企业产能增幅有限，后排非龙头整机厂商大规模释放产能。尽管此类产能所产风机在部分情况下相较于龙头企业所产风机质量稍差，但在2020 年底补贴电价临期的大背景下，风机供应极度紧缺，因此亦被认作有效产能。

　　伴随“抢装潮”退去，装机需求下滑，尽管同样出现非上市中小型整机厂商释放产能低价抢单的情况，但龙头企业市占率于2021 年上半年显著回升。

　　参照国内龙头风机整机厂商新增及在手订单，2018-2020 年大型机组订单占比显著提升。如在明阳智能2020年新增订单中，5MW系列陆上风电机组订单占比由2019年的0.9%迅速提升至5.3%，8MW 系列海上风电机组订单占比达到7.9%；金风科技2020年外部订单中，3/4MW级别陆上风电机组占比较2019年提升10pct。

　　大兆瓦机组需适配更大规格的核心零部件，如齿轮箱、电机、轮毂、叶片等，尽管目前机组大型化趋势显著，但大部分零部件环节产能仍仅适配小型机组零部件，大型机组所适配的零部件产能相对稀缺。因此，在机组大型化道路上，龙头企业所具备的上游资源整合、产业链调配能力将帮助整机环节龙头企业扩大在方面的优势。

　　目前来看，半直驱与直驱风机是大型化浪潮下逐渐占据主流的技术路线，龙头厂商如明阳智能、金风科技等均采用此两种技术路线开发大型陆上、海上风电机组，其他厂商新发机型则以中小型风机为主，多为双馈式、高速齿轮鼠笼型风机，技术路线的代际差异同样是大型化起步阶段龙头企业构筑护城河的一大优势。目前，龙头企业已占据大型风机市场的主导权，龙头市占率或将在大型化浪潮的推动下进一步提高。

　　Ø轴承为风电设备核心零部件，技术壁垒高、国产替代空间大 。风机轴承共分4 类：偏航轴承、变桨轴承、主轴轴承等。其中，技术难度相对较低的偏航轴承与半桨轴承已经基本实现国产化，主轴轴承因技术壁垒较高而主要依赖进口，中高端轴承生产技术及生产经验不足为轴承业的主要壁垒，风机大型化趋势则提高了这些壁垒。国内厂商当前大兆瓦风机主轴轴承供应能力较弱，产能、性能、稳定性均与国际先进水平存在一定差距。根据第三方统计数据，多个跨国轴承集团公司基本垄断了中高端轴承行业，我国企业占据的市场份额较少。

　　Ø大兆瓦风机主轴承存在溢价，新强联引领国产替代趋势。伴随风机单机容量提升，主轴轴承单价大幅提高，以陆上风机为例，单机容量由3-4MW提升至5-6MW后，主轴轴承单价提升17.8%。新强联为国内高端轴承业务的领军者，公司位于全国五大轴承产业基地之一的洛阳，公司与全国少数设有轴承专业的大学河南科技大学签订了产学研合作框架协议，这为公司奠定了技术发展基础。公司已逐步实现大兆瓦风机主轴承量产，同时所生产的主轴轴承内在质量完全达到国外同类产品水平，引领国产替代浪潮，且在不断加大研发投入，向上游拓展锻件业务，加深公司护城河。随着后续公司偏航、变桨、主轴轴承的产能释放，公司轴承业务整体市占率预计由2020 年的7%-15%，快速提升至增产后的18%-32%。

　　多因素推动行业供给出清，日月股份市占率持续提升。铸件主要用于风机轮毂制造，铸件行业为劳动与能源密集型产业，其生产总体自动化程度较低，但其产能受工具模组、人员熟练度、环评等因素影响较大，因此其扩产周期一般长达2-3年，且在近年来环评标准收严、原材料成本中枢上移的背景下，中小型企业产能因环评不达标或连续亏损等原因退出。大型龙头企业如日月股份等则凭借自身逐步构建起的规模优势，形成规模化经营达成降本增效，经营效益超出同业。借此，日月股份市占率快速扩张，并成为少数仍存铸件扩产计划的公司。经营层面上，公司维持“两海战略”，也即铸件出海与提升海上风电大型机组铸件占比，支撑起公司铸件量价齐升。

　　强者恒强，规模效应+精加工，提升毛利率稳定性。风电铸件主要原料为生铁、废钢，二者为铸件的主要成本来源。铸件行业毛利率总体随原材料价格变化而产生波动，但对比同业公司，日月股份毛利率稳定性显著较高，原因在于，成本方面通过规模效应达成降本增效的目的，收入端通过提升铸件精加工比例提升议价能力，增厚毛利率安全垫。

　　在风电行业景气度向上、平价上网在即的当下，产业链被倒逼进入降本增效阶段，叠加风机大型化趋势等因素带来的行业壁垒加深，整机环节有望加速进入行业出清阶段。此过程中，具备生产大型化机组、较强产业链资源整合以及产能调配的龙头公司将愈发占据优势，带动行业格局持续优化，龙头公司长期业绩具备提升空间。同时海上风电产业链降本增效的过程下预计将加速达成平价上网，结合沿海各省海风规划，海上风机具备释放高增速基础。因此，市占率提升、重点布局大型风机、海上风机的龙头企业具备广阔的成长空间。建议关注市占率提升最为显著的运达股份、大型风机与海上风机龙头明阳智能、传统风电设备龙头金风科技。

　　风电零部件环节横向结构错综复杂，面对近一年以来的大宗商品涨价浪潮与产业格局变化，零部件环节中出现显著 分化。产业链中护城河最深 、格局最优环节的龙头企业将凭借自身规模效应自身规模降本增效与议价能力增厚公司盈利安全垫，龙头公司阿尔法优势将愈发凸显。综合来看，技术壁垒最深的轴承与供给出清、格局优化的铸件环节最为值得关注。行业格局优化的风机塔筒环节同样值得关注。因此，建议关注国内风机轴承方面技术与市占率领先的龙头企业新强联、铸件方面规模效应最优且具有扩产弹性的龙头企业日月股份、国内风机塔筒龙头天顺风能。