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风电市场研究:平价、补贴退坡、弃风率下降,新一轮抢装潮成必然

日期:2020-04-02    来源:解析投资

国际新能源网

2020
04/02
11:48
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关键词: 风电市场 风力发电 风电抢装

十八世纪初,一场横扫英法两国的狂暴大风,吹毁了四百座风力磨坊、八百座房屋、一百座教堂、四百多条帆船以及超过二十五万株大树连根拔起,并有数千人受到伤害。

若仅就拔树一事而论。研究发现,风在数秒钟内就能发出一千万马力,即750万千瓦,而一马力等于0.75千瓦的功率。

显然,风是一种潜力很大的新能源。

过去,风就被人们利用着,他们主要是通过风车来抽水、磨面等。但现在,人们感兴趣的是如何利用风来进行发电,把风的动能转化为电能。

有人曾估算过,目前地球上可用来发电的风力资源约有100亿千瓦,几乎是全世界水力发电量的10倍。并且全世界每年燃烧煤所获得的能量,也只有风力在一年内所提供能量的三分之一而已。

可想而知,未来风能对人类的贡献将会有多大。

风电产业链围绕风电场的开发、建设、日常运营构建的。具体包括有上游风电原材料,中游风电零件、整机制造,下游风电场开发运营。

其中,风电原材料包括风机、风塔等各类零部件所使用的原材料,包括钢铁组成的风电厚板、合金钢、生铁、废钢等以及其他材料,如玻纤、碳纤、树脂、防腐漆、胶类等等。

风电零件、整机制造有风电整机制造商、风塔制造商、风场施工建设提供商。

风电整机根据大部件可划分为叶片、发电机、传动系统、电控系统、结构件(叶轮、机场、轮毂、底座)等等。

单个风力发电机主要由叶轮、机舱、塔筒三部分构成。叶轮负责将风能转化为机械能,它由叶片、轮毂、整流罩组成。机舱负责将机械能转化为电能,同时负责控制叶片朝向和叶片角度,它由主轴、变桨系统、偏航系统、齿轮箱、发电机、变流器、测风系统、润滑系统、电控系统、冷却系统、底座、机舱罩等部分组成。塔筒负责将机舱和叶轮支撑在高处,一般分为3-4段进行制造。

以某50 MW风电场为例,近70%的成本来自设备费,而设备费中94%的成本来自发电设备,发电设备费中的80%则来自风力机组成本,还有17%来自塔筒成本。

从技术路线看,风电机组按发电机的结构和工作原理可分为异步和同步风电机组,异步风机按其转子绕组结构可分为笼型异步风机和绕线式双馈异步风机,同步风机按其转子励磁方式可分为永磁同步风机和电励磁同步风机。目前全球主流陆上和海上风电整机厂商所采取的技术路线主要集中在异步双馈、直驱永磁、半直驱永磁和直驱励磁这几种技术路线。

就目前来说,海外风电整机市场经过40年多年的发展,已形成非常高的市场集中度。2018年海外前六家风电整机厂商市场份额占比已经达86%,特别是行业前三家维斯塔斯(Vestas)、西门子歌美飒(SGRE)、和通用(GE)合计占有率达到61%,其中行业排名第一的维斯塔斯单独的份额已经接近行业第二和第三名的总和。

国内风电装机市场目前已经初步形成四强格局,分别是上海电气、远景能源、金风科技和明阳智能。其中上海电气常年保持海上风电装机的40%以上市场占有率,处于绝对龙头地位。在陆上风电装机方面,金风科技和远景能源在自2017年以来装机量迅速提升。2018年,金风科技全球新增装机7.06GW,占全球总装机量的14.2%,超越SG,上升至全球第二位,与排名第一的维斯塔斯(Vestas)市占率差距进一步缩小。此外,金风科技国内新增装机超过6.7GW,市场占有率31.72%,已经连续八年国内排名第一,新增装机市场占有率远远高于第二名的远景能源。

风电开发运营隶属于整个电力系统的发电环节,其核心竞争要素为风资源开发能力。

风电开发运营商多为专业型的大型发电集团,或者其他资金实力雄厚的传统行业企业集团。

海外风电运营商主要有伊维尔德罗拉(Iberdrola)、新纪元能源公司、葡萄牙电力公司(EDP)、意大利国家电力公司(ENEL)、法国电力集团(EDF)。

在我国,风电运营商主要分为三类。

第一类是大型中央电力集团,他们本身主要从事火电或者水电业务,但有设立新能源子公司专门从事风电项目的开发。该类型企业包括国电、大唐、华能、华电和中电投,它们在风电市场基本上占据近一半的市场份额。第二类是其他国有能源企业,如中海油、中广核、华润电力、三峡集团和中节能风电等都属于这类企业,他们也占据一定的市场份额。第三类则是其他风电运营企业,一般指民营企业和外资企业,相对前两类企业,这些企业所开发、运营的风电场项目较少,规模也较小。

利用风力发电的尝试,早在二十世纪初就已经开始了。

1930年,丹麦、瑞典、苏联和美国应用航空工业的旋翼技术,成功地研制了一些小型风力发电装置。这种小型风力发电机,广泛在多风的海岛和偏僻的乡村使用,它所获得的电力成本比小型内燃机的发电成本低得多。不过,在当时的发电量较低,大都在5千瓦以下。

然而,风电真正发展是在1973年世界石油危机。美国、西欧等发达国家为寻求代替化石燃料的能源,投入大量的经费,用新技术研制出现代风力发电机组,并建立示范风电场,成为电网新能源,风能作为新能源的一部分才有了长足的发展。

1974年,美国实行联邦风能计划。通过评估国家的风能资源,研究风能开发中的社会和环境问题,同时改进风力机的性能,降低造价,为电力公司、工业用户及农业用户设计兆瓦级的风力发电机组。在80年代初,美国成功地开发了100、200、2000、2500、6200、7200kw的6种风力机组。

此外,在1978年,丹麦建成了日德兰风力发电站,装机容量2000kw。1980年,德国就在易北河口建成了一座风力电站,装机容量为3000kw。而英国由于英伦三岛濒临海洋,风能十分丰富,政府对风能开发也十分重视,到1990年风力发电已占英国总发电量的2%。

我国风电建设起步于上世纪九十年代,当时国家通过“乘风计划”、国家科技攻关计划、“863”计划以及国债项目和风电特许权项目等,支持风电制造业的技术引进、吸收和再创新,大力发展风电市场并培育了国内装备制造业,逐步形成具有竞争力的风电装备全产业链。

进入21世纪后,全球风电装机迎来三个发展期。

2001-2009年是全球风电的高速增长期。全球新增风电装机年复合增长率达到22%。并且海上风电市场开始起步,如荷兰、英国、德国、比利时等欧洲国家陆续开拓海上风电市场,但受制于海上风电技术积累不足、度电成本较高,新增海上风电装机仅占新增风电装机的1%左右。

2010-2013年,全球风电装机进入调整期。全球风电装机增速开始放缓,新增风电装机年复合增长率回落至-3%。欧洲国家持续发展海上风电,中国正式开始进入海上风电市场,这时候新增海上风电份额已经提升至2%左右。

2014至今,全球风电装机出现新一轮发展,表现为风电技术提升加速,度电成本优势凸显,新增风电装机年复合增长率达到7%。在此阶段,欧洲海上风电技术逐步完善,中国海上风电快速发展,新增海上风电份额提升至4%-8%。2016年,美国海上风电才实现了零的突破达到0.03GW,目前美国海上风电市场仍处于萌芽阶段。(美国海岸线长,海上风速大,同时风暴等极端天气频繁,所以,虽然美国风电资源丰富但对风机设备技术要求更高。)

在过去的20多年里,随着风电技术日臻成熟,风电市场的不断发展,2019年全球陆上风电新增装机量已经达到53.2GW,累计装机量达到621.3GW。全球海上风电新增装机突破6GW,累计装机量超过29GW。

目前,中国的风电市场份额在全球占有相当比重。尤其在2008-2018年中国的陆上风电新增装机已经连续十年全球第一。

2018年,中国的新增风电装机量约占全球新增量的44.8%,累计风电装机量约占全球累计风电装机量的35.4%。其中新增的陆上风电装机量占全球新增陆上风电装机总量的45%,累计陆上风电装机量占全球累计陆上风电装机量的36%。

2018年中国陆上风电累计装机206GW,成为世界首个陆上风电总装机超过200GW的国家,提前两年完成了风电“十三五”规划目标(2020年风电并网210GW)。

美国是全球第二大陆上风电市场。2018,年美国陆上风电新增装机7.6GW, 累计装机96GW。

此外,2018年其它三大陆上风电市场新增装机量分别为德国2.4GW、印度2.2GW和巴西1.9GW,但累计装机量则分别为德国53.1GW、法国15.3GW和巴西15.GW。

在海上风电市场,欧洲由于是全球最早商业化发展的海上风电地区,因此在技术、供应链、政策和资金体系发展相对较为成熟下,成为全球最大的海上风电市场。2017年,欧洲海风累计装机量达到15.78GW,占全球海上风电累计装机量84.9%,领先优势明显。其中仅是德国与英国占据了75%以上的海上风电装机市场份额。2019年,欧洲新增海上风电装机量占了全球海上风电市场的59%,剩余的41%分布在亚太地区。

然而,就个别国家来看,2018年,中国已经超越英国和德国,成为海上风电新增装机量第一的国家。2019年,中国的海上风电新增装机超过了2.3GW,仍居世界首位。而英国和德国分别以1.8GW和1.1GW的海上风电新增装机量排在第二和第三位。

我国风电行业是周期性行业。风电补贴政策的调整会带来风电抢装潮,致使风电装机量增长,而弃风限电则会导致运营商资本开支能力下降。因此,风电装机在两大因素交叉影响下,形成了风电行业的周期,该周期一般为5年左右。

我国风电上网电价包含两部分,基数电价和补贴电价。基数电价部分结算由当地电网公司结算,而补贴电价部分来源于可再生能源补贴。

2009年,我国实行了风电标杆电价制度。7月,发改委发布《关于完善风力发电上网电价政策的通知》,将全国分为四类风能资源区,风电标杆电价水平分别为每千瓦时0.51元、0.54元、0.58元和0.61元。

2009-2010年风电新增装机容量大幅增长,2010年首次达到历史新高18.93GW。

2015年风电上网标杆电价首次下调,再次引起抢装潮,使得2014-2015年风电新增装机容量大幅增长,其中2015年装机容量再创新高达到30.75GW。

2018年,一类、二类、三类和四类资源区的风电标杆电价分别是每千瓦时0.4元、0.45元、0.49元和0.57元,相比2009年已经分别下降21.57%、16.67%、15.52%和6.56%。在此次补贴政策调整下,2019年风电市场新增吊装容量高达28.9GW,相较于2018年增长了37%,来到历史第二高水平。

2019-2020年,风电补贴政策的再次下调,将会引领了新一轮的风电抢装潮。

而2021年之后,我国风电将进入全面平价时代,国家对陆上和海上风电将陆续不再补贴,届时风电上网电价仍是必然下降。风电运营商为了盈利就不得不必须努力降低度电成本。那么,也将迎来旺盛的风电需求。

2011-2012年,随着我国风电装机快速增长使得弃风限电的情况开始出现,之后成为制约风电行业发展的主要障碍,风电装机下滑明显。2015年风电抢装潮使得弃风限电情况更加严重。据统计,2016年我国风电平均利用小时数1742小时,弃风率高达17%。直到2017年,弃风率同比下降至11.9%,弃风限电的现象才得到逐步好转。

2017年,我国北部六个省区(甘肃、新疆、宁夏、黑龙江、吉林、内蒙古)的风电投资检测预警为红色,简称“红六省”。“红六省”的风能丰富,但由于当地负荷有限,风电外送通道不顺畅,导致这些区域弃风率高企,风电投资预警为红色。2018年,内蒙古、黑龙江的红色预警转为橙色,宁夏转为绿色,甘肃、新疆、吉林继续为红色预警,“红六省”变为“红三省”。当时全国平均弃风率下降至7%。2019年,吉林解除了红色预警,由红色转为绿色,“红三省”变为“红二省”。2019年弃风率已经下滑低至4%。

总的来看,弃风率的下降意味着我国电网对风电消纳能力的提升,将有助于更多风电并网,同时为我国风电装机贡献增量。

在风电平价、补贴政策以及弃风率不断改善的情况下,基本能够确定新一轮的风电抢装潮会成必然。然而,“抢装”难以改变当前风电市场的竞争格局演变趋势。风电龙头公司将借助自身规模优势,率先抢占更多供应链份额。

金风科技:国内陆上风电装机龙头,连续八年国内新增装机排名第一。2018年新增装机6.7GW,国内市占率31.72%,全球新增装机7GW,市占率14.2%,排名升至第2位。

上海电气:海上风电装机龙头。上海电气最初通过和西门子集团合资的方式引入海上风电技术,之后通过技术转让的方式继续引入高容量的海上风电技术。目前公司占据了国内海上风电一半的市场份额(50.5%)。

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