風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈由三部分組成：上游原材料及零部件制造、中游風(fēng)機總裝、下游風(fēng)電場投資 運營。原材料和零部件廠商處于產(chǎn)業(yè)鏈的上游。風(fēng)機的核心零部件包括齒輪箱、發(fā)電機、 軸承、葉片、輪轂等，這些零部件的生產(chǎn)專業(yè)性較強，國內(nèi)企業(yè)技術(shù)較為成熟，一般由 風(fēng)機制造企業(yè)向零部件企業(yè)定制采購。除個別關(guān)鍵軸承需要進口之外，風(fēng)電設(shè)備的零部 件國內(nèi)供應(yīng)充足。風(fēng)機制造企業(yè)處于行業(yè)中游，市場集中度較高，對于上游溢價能力總 體較強。風(fēng)機制造企業(yè)的下游客戶是以大型國有發(fā)電集團為代表的投資商，這些發(fā)電集 團在進行電力投資時，必須配比一定比例的風(fēng)電等清潔能源，除受個別年份投資進度波 動影響以外，總體需求穩(wěn)定增長。

 

 

 

產(chǎn)業(yè)鏈利潤分配情況（毛利率）：下游投資運營商>上游零部件制造商>中游整機商。風(fēng) 電產(chǎn)業(yè)鏈的制造端，零部件中的主軸、軸承、法蘭、電纜、變流器毛利率較高，塔筒、 葉片其次，整機環(huán)節(jié)處于制造端最低，約為 16%左右。

 

（三）系統(tǒng)成本和整機成本拆分

 

海上風(fēng)電的平均投資成本高。海上風(fēng)電的平均投資成本約為陸上風(fēng)電的 2 倍左右，當(dāng)下 海風(fēng)建設(shè)成本在 15000-17000 元/KW，陸風(fēng)建設(shè)成本在 5000-7000 元/KW。分別拆分陸上 和海上建設(shè)成本發(fā)現(xiàn)：陸風(fēng)的風(fēng)電機組與塔筒占比高，風(fēng)電機組占比 60%，塔筒及其他 設(shè)備占比 15%，其他方面的費用占比相對較少；海風(fēng)的施工成本相對較高，以廣東省海 上風(fēng)電成本構(gòu)成為例，風(fēng)電機組與塔筒成本占比合計不超過 50%，而風(fēng)機基礎(chǔ)及安裝成 本占比為 25%，在海上吊裝船比較緊張的時候，該項成本還會進一步上升。

 

 

風(fēng)力發(fā)電的成本：包括風(fēng)電項目前期建設(shè)時的投資成本，和生命周期內(nèi)的運行維護成本 和財務(wù)費用。

 

風(fēng)力發(fā)電的投資成本：投資成本是指風(fēng)電項目開發(fā)和建設(shè)期間的資本投入所形成的成本， 主要包括：設(shè)備購置費用、建筑工程費用、安裝工程費用、前期開發(fā)與土地征用等費用， 以及項目建設(shè)期利息、在項目運行壽命期內(nèi)固定資產(chǎn)的折舊。風(fēng)力發(fā)電站的建造成本非 常高，海上風(fēng)電由于施工條件復(fù)雜，因而比陸上風(fēng)電的建造成本更高。據(jù)國網(wǎng)能源研究 院統(tǒng)計，海上風(fēng)電的平均投資成本約為陸上風(fēng)電的 2 倍。

 

陸風(fēng)建造成本：當(dāng)下陸上風(fēng)電系統(tǒng)成本在 5100 元-6500 元/kw，根據(jù)施工條件（地形復(fù) 雜程度）的不同，施工條件較好（地形平坦）的西北部地區(qū)，建設(shè)成本在 5100 元/kw 以 上，東部的山東、河北、山西等地，成本在 5600 元/kw 左右，南部的湖南、云貴川等地 由于丘陵地形較多，風(fēng)電系統(tǒng)成本在 6500 元/kw 左右。陸風(fēng)的風(fēng)機價格在 2000-3000 元 /kw 左右，占風(fēng)電建設(shè)總成本的 50%以下。

 

海風(fēng)成本：海上風(fēng)電建設(shè)成本在 15000 元-17000 元/kw 左右，其中海上風(fēng)機價格在 6000-7000 元/kw 左右，風(fēng)機成本占風(fēng)電建設(shè)總成本的 40%左右。以廣東為例，2020 年底 海上風(fēng)電典型造價約為 17600 元/千瓦，其中，機本體及塔筒、樁基礎(chǔ)、海纜環(huán)節(jié)占初始 投資的 45%、27%和 19%；運維成本、貸款利息成本、稅收成本占運營成本的 48%、30%和 22%。

 

葉片、齒輪箱、發(fā)電機是風(fēng)電整機中價值量最大的零部件，成本占比最高。以雙饋式風(fēng) 電機組為例，成本占比結(jié)構(gòu)中葉片占比最高為 23.58%，其次為齒輪箱和發(fā)電機分別占比 12.66%與 8.65%。直驅(qū)式發(fā)電機組與雙饋式發(fā)電機組的差異在于沒有齒輪箱，不過其發(fā) 電機成本占比會更高。半直驅(qū)兼具兩者的特點，從結(jié)構(gòu)上看同樣含有齒輪箱。

 

 

（四）風(fēng)電行業(yè)發(fā)展情況

 

歷史上風(fēng)電裝機量根據(jù)政策呈現(xiàn)周期波動，截至 2020 年累計裝機規(guī)模已達 282GW。風(fēng) 電新增裝機在 2015 年和 2020 年分別達到了兩次高峰，主要是由于補貼政策的調(diào)整所致。 從歷史裝機看，在補貼政策的變動下，風(fēng)電裝機量呈現(xiàn)出比較明顯的周期性。在 2020 年陸上風(fēng)電補貼退出后，風(fēng)電行業(yè)進入了全新的發(fā)展階段。

 

補貼額度變化帶來風(fēng)電行業(yè)周期，2021 年過后風(fēng)電將有望平價上網(wǎng)。從 2009 年風(fēng)電行 業(yè)開始大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化以來，國家就對陸上風(fēng)電進行了相關(guān)的補貼。并且于 2014 年開始 對海上風(fēng)電進行補貼。2020 年是陸上風(fēng)電補貼的最后一年，導(dǎo)致陸風(fēng)搶裝，2021 年也 可能會是海上風(fēng)電補貼的最后一年，將迎來海風(fēng)搶裝。此后，風(fēng)電行業(yè)將有望全面進入 按照燃煤標(biāo)準(zhǔn)價上網(wǎng)的時代。

 

 

 

“十四五”期間風(fēng)電行業(yè)裝機有望保持高成長，預(yù)計 2021 年風(fēng)電新增裝機 30GW+，其 中海風(fēng)搶裝帶來 7.5GW 裝機預(yù)期。風(fēng)電有望進入“退補-行業(yè)爭相降本-刺激需求-行業(yè)競 爭加劇-降本”的正向循環(huán)，進入高速成長期，疊加碳中和的國家戰(zhàn)略目標(biāo)，陸上風(fēng)電以 及消納問題更容易得到解決的海上風(fēng)電有望在“十四五”期間實現(xiàn)高速增長。

 

 

（五）風(fēng)電度電成本：風(fēng)電低于光伏

 

全球范圍內(nèi)，在海風(fēng)、陸風(fēng)、光伏中，陸上風(fēng)電的 LCOE 最低，達到 0.25 元/KWh。根 據(jù)國際可再生能源署（IRENA）公布的全球平準(zhǔn)化度電成本數(shù)據(jù)，海上風(fēng)電、陸上風(fēng)電、 光伏在 2010-2020 年間分別下降了 48%、56%、85%，截至 2020 年，海上風(fēng)電、陸上 風(fēng)電、光伏的度電成本約在 0.54 元/KWh、0.25 元/KWh、0.37 元/KWh。相較于光伏的 下降空間來看，陸上風(fēng)電仍有較大進步空間。

 

全球范圍內(nèi)，風(fēng)電的 LCOE 越來越接近 0.04 美元/KWh（0.26 元/KWh），甚至有低于 0.03 美元/KWh（0.19 元/KWh）的項目出現(xiàn)。具有競爭力的低于 0.05 美元/KWh（0.32 元/KWh）LCOE 的國家越來越多：亞洲（中國、印度）、歐洲（芬蘭、瑞典）、非洲（埃 及）、北美（美國）、南美（阿根廷、巴西）。

 

全球平均水平來看，陸上風(fēng)電的 LCOE 低于光伏；中國陸上風(fēng)電平均 LCOE 位于世界前 列，2020 年為 0.24 元/KWh。

 

 

運維成本的下降比風(fēng)機成本的下降對于 LCOE 的下降更重要。度電成本簡單來說就是發(fā) 電項目每千瓦時上網(wǎng)電量所發(fā)生的成本。陸上風(fēng)電的度電成本是由總的建設(shè)成本、運營 成本、項目的發(fā)電周期、財務(wù)成本決定的。盡管所有的因素在決定過一個項目的度電成 本時都是重要的，但是某些因素有更大的影響。比如，風(fēng)機在一個陸上風(fēng)電項目的建設(shè) 成本中是占比最大的構(gòu)成要素。在大多數(shù) 2020 年的陸上風(fēng)電項目中，運維成本占度電 成本的比重在 10%-30%不等。由于風(fēng)機成本的絕對值下降空間變小，運維成本的下降已 經(jīng)比風(fēng)機成本的下降對于 LCOE 的下降有更明顯的影響。因此，運維成本的下降排在更 首要的位置。

 

降本因素包括：（1）風(fēng)機技術(shù)提升：隨著風(fēng)機功率提升、葉片加長、葉片掃風(fēng)面積的提 升，風(fēng)機出力提升。因此帶來發(fā)電量提升，單位千瓦的運營成本下降，因此降低了度電 成本。（2）規(guī)模效應(yīng)：規(guī)模效應(yīng)帶來制造成本、建造成本（隨著機組功率提升，一個項 目需要的風(fēng)機數(shù)量下降）、運維成本下降。（3）運維成本：隨著數(shù)據(jù)分析和自動監(jiān)測能 力的提升，風(fēng)機運行穩(wěn)定性的提升，運維人員經(jīng)驗的積累，運維成本不斷下降，因而帶 來了 LCOE 的下降。（4）競爭力提升：從補貼支撐到競爭競價的轉(zhuǎn)變，無論在本國還 是全球，都導(dǎo)致了更長久的成本下降。制造商不斷提高在供應(yīng)鏈中的競爭力，運維成本 也不斷在下降過程中。對于風(fēng)機制造企業(yè)，為了提高競爭力，也會不斷地減少人工成本、 運輸成本。

 

 

 

（六）風(fēng)電行業(yè)未來發(fā)展趨勢：大功率，高塔筒，長葉片

 

風(fēng)機大型化降低通量成本。對于一個項目容量為 100MW 的陸風(fēng)項目，使用大功率機組 能夠顯著降低靜態(tài)投資額和度電成本，提高 IRR。風(fēng)電大型化能夠顯著提升風(fēng)電項目的 經(jīng)濟性，刺激風(fēng)電裝機需求。風(fēng)電大型化主要體現(xiàn)在三個方向：

 

（1）風(fēng)電機組發(fā)電功率增大：土地資源的短缺使風(fēng)力發(fā)電朝著大容量的方向發(fā)展。

 

（2）高塔筒：隨著低風(fēng)速地區(qū)的開發(fā)，以及土地資源短缺的影響，高塔筒成了未來風(fēng)電 機組的發(fā)展方向。

 

（3）葉片大型化：隨著低風(fēng)速地區(qū)的開發(fā)，對于發(fā)電量提高了要求，葉片大型化是未來 風(fēng)機的發(fā)展方向。

 

二、風(fēng)電整機

 

（一）風(fēng)電整機競爭格局

 

龍頭地位穩(wěn)固，市場集中度穩(wěn)步上升。國內(nèi)風(fēng)電整機環(huán)節(jié)頭部企業(yè)的地位比較穩(wěn)定，近 兩年的國內(nèi)新增吊裝裝機量前三名地位穩(wěn)固，依次為金風(fēng)科技、遠(yuǎn)景能源和明陽智能。 同時在 2016-2019 年間 CR5 與 CR10 的市占率穩(wěn)步上升，2020 年因為搶裝市場需求量 出現(xiàn)極大的擴張，導(dǎo)致 CR5 與 CR10 的市占率有所下滑。風(fēng)電整機行業(yè)的集中度整體上 升。

 

 

海上風(fēng)電新起，電氣風(fēng)電市占率最高。在海上風(fēng)電累計裝機量方面，電氣風(fēng)電在 2019 年累計裝機量為 2.9GW，市占率為 41%，為國內(nèi)第一。與陸上風(fēng)電不同，海上風(fēng)電因為 其對技術(shù)要求更高，所以有如 GE 和 Simens Gamesa 等海外競爭對手的挑戰(zhàn)，電氣風(fēng) 電市占率高原因也在于他的技術(shù)多來源于西門子。

 

中國企業(yè)大多立足國內(nèi)，海外業(yè)務(wù)占比少。相比海外企業(yè)能夠憑借技術(shù)優(yōu)勢能夠在海上 風(fēng)電等技術(shù)要求更高的場景占有市場，國內(nèi)企業(yè)業(yè)務(wù)大多集中于國內(nèi)，除金風(fēng)科技有少 量海外業(yè)務(wù)占比外，其余整機企業(yè)的海外占比較少。

 

 

 

風(fēng)電整機盈利相對零部件環(huán)節(jié)偏低。風(fēng)電整機企業(yè)的毛利率大多在 20%以下，相比于主 軸、軸承、葉片等零部件環(huán)節(jié)，其毛利率相對較低。主要原因在于國內(nèi)風(fēng)電整機環(huán)節(jié)下 游客戶多為“五大四小”等發(fā)電集團議價能力相對較弱，同時行業(yè)整體競爭相較于零部 件環(huán)節(jié)更加激烈，導(dǎo)致了行業(yè)整體的盈利能力相對較弱。

 

 

 

（二）風(fēng)電整機技術(shù)路徑

 

風(fēng)電整機環(huán)節(jié)的企業(yè)選擇的技術(shù)路線大致可以分為異步雙饋、直驅(qū)永磁和半直驅(qū)三種， 國內(nèi)外主要整機企業(yè)產(chǎn)品都涵蓋了陸上和海上風(fēng)電機組，其中海上機組多為大功率產(chǎn)品。

 

（三）風(fēng)機招標(biāo)價格變化

 

補貼期間風(fēng)機價格變化小。風(fēng)機價格在 2010-2020 年的“十二五”與“十三五”期間幾 乎沒有變化，維持在 4000 元/kW 左右，高補貼下行業(yè)發(fā)展動力小。

 

退補第一年，大型化降本趨勢顯著。陸風(fēng)項目退補后的第一年，風(fēng)電行業(yè)的風(fēng)機價格相 較于以往就出現(xiàn)了顯著的下滑，行業(yè)降本直接顯現(xiàn)。同時從金風(fēng)科技的產(chǎn)品來看，2S 以 上的大型機組占比出現(xiàn)了十分顯著的提升，機組大型化的趨勢顯著。

 

 

 

（四）整機環(huán)節(jié)的核心競爭力

 

整機環(huán)節(jié)有多個零部件組成，強調(diào)整機廠商的供應(yīng)鏈管理能力與成本管控能力。整機環(huán) 節(jié)需要的零部件包括葉片、發(fā)電機、齒輪箱、輪轂等鑄件、主軸及多種軸承。對于整機 廠商的供應(yīng)鏈管理能力和資金能力要求比較高，在資金和管理能力上存在比較高的門檻。

 

零部件自制能力。是否具備葉片、鑄件等零部件的自制能力也是整機廠商在競爭取得領(lǐng) 先的關(guān)鍵因素之一。以明陽智能為例，公司能夠自主生產(chǎn)發(fā)電機、齒輪箱、電控系統(tǒng)等 部件，自主配套率在 2019 年達到了 60%。

 

 

 

大功率、輕量化、高可靠為行業(yè)發(fā)展趨勢。根據(jù) CWEA 統(tǒng)計，2.0MW 功率以上的機組 占比由 2014 年的 52%上升到了 2018 年的 96%，風(fēng)電機組的平均功率由 0.8MW 上升到了 2.2MW。風(fēng)機大功率化能夠直接降低單位功率質(zhì)量節(jié)省運輸費用，降低投資成本。同 時海上風(fēng)電的大規(guī)模運用對于風(fēng)電機組的壽命和可靠性要求也正在提升。

 

 

三、零部件：軸承

 

軸承為發(fā)電機組核心零部件。風(fēng)電發(fā)電機用軸承包括：偏航軸承、變槳軸承、主軸軸承、 變速箱軸承、發(fā)電機軸承。每臺風(fēng)力發(fā)電機組用偏航軸承 1 套、變槳軸承 3 套、發(fā)電機 軸承 3 套、主軸軸承 2 套，共計 9 套。軸承在發(fā)電機組中屬于核心零部件，特別是主軸 承需要承擔(dān)整個風(fēng)機的巨大震動沖擊，在海上風(fēng)電機組中還需要具有防腐防潮功能，對 壽命同樣存在要求，所以其技術(shù)復(fù)雜度較高，存在比較高的技術(shù)壁壘。

 

（一） 軸承行業(yè)競爭格局

 

主軸承呈現(xiàn)壟斷競爭格局，國內(nèi)企業(yè)市占率低。目前主流的軸承企業(yè)幾乎涵蓋了包括了 主軸承、偏航軸承、變槳軸承在內(nèi)的所有風(fēng)機軸承。不過其中技術(shù)難度最高的主軸承市 場呈現(xiàn)壟斷競爭格局，國內(nèi)企業(yè)只有洛軸（洛陽）和瓦軸（哈爾濱）分別占據(jù)了 4%的市 場，其余市場幾乎被 SKF、舍弗勒、NTN、TIMKEN 等跨國集團所壟斷。

 

 

（二） 軸承盈利情況

 

技術(shù)壁壘帶來優(yōu)勢盈利，軸承價格逐漸走高。風(fēng)電軸承具有定制化的特性，通過對比不 同風(fēng)電零部件企業(yè)的毛利率可知，軸承環(huán)節(jié)的毛利率在產(chǎn)業(yè)鏈中相對較高，其銷售均價 自 2010 年來也在持續(xù)走高，2019 年中國風(fēng)電軸承的銷售均價達到了 91.27 萬元/機組。

 

 

 

（三） 軸承行業(yè)核心競爭力

 

制造環(huán)節(jié) know-how 很深。軸承生產(chǎn)作為典型的制造業(yè)以實用為主，大量的技術(shù)專利是 在企業(yè)長期的生產(chǎn)實踐中獲得的，需要大量的經(jīng)驗積累和反復(fù)試驗，軸承環(huán)節(jié)的技術(shù)壁 壘深厚。

 

可靠性帶來客戶粘性。風(fēng)電機組由于長時間運行、難維修的特點，對軸承的可靠性要求 很高，對于軸承企業(yè)而言一旦進入整機廠商的供應(yīng)鏈并且產(chǎn)品質(zhì)量得到認(rèn)可后客戶會產(chǎn) 生一定的粘性，所以行業(yè)有比較堅實的客戶壁壘，新進入者需要經(jīng)過比較長的認(rèn)證時間， 有很強的客戶粘性。

 

（四） 軸承行業(yè)發(fā)展趨勢：主軸軸承替代進口，大型化帶來漲價

 

國產(chǎn)主軸承風(fēng)起，國產(chǎn)替代空間大。在進出口軸承單價對比上可知，國內(nèi)對于風(fēng)電軸承 等高端軸承依舊存在比較嚴(yán)重的依賴，進口軸承溢價比較嚴(yán)重。國產(chǎn)小兆瓦主軸承的市 占率不到 30%，大兆瓦不足 20%。在風(fēng)機降本和供應(yīng)鏈安全的大趨勢下，主軸承國產(chǎn)化 是不可或缺的一環(huán)。目前瓦軸已經(jīng)開發(fā)出 1.5MW、2.0MW、3.0MW、5.0MW、6.0MW、 7.0MW 等系列風(fēng)機配套軸承，瓦軸和洛軸是國產(chǎn)軸承的主要廠家。

 

風(fēng)機大型化帶來軸承銷售單價進一步提升。風(fēng)機大型化趨勢下，軸承單價穩(wěn)步提升。通 過比較不同功率的軸承單價可以發(fā)現(xiàn)，大功率整機用軸承存在明顯的溢價。

 

 

 

四、零部件：塔筒

 

風(fēng)機塔筒是風(fēng)力發(fā)電機的支撐結(jié)構(gòu)，同時吸收風(fēng)電機組震動。作為風(fēng)電機組和基礎(chǔ)環(huán)（或 樁基、導(dǎo)管架）間的連接構(gòu)建，傳遞上部數(shù)百噸重的風(fēng)電機組重量，也是實現(xiàn)風(fēng)電機組 維護、輸變電等功能所需重要部件。其內(nèi)部有爬梯、電纜梯、平臺等內(nèi)部結(jié)構(gòu)，以供風(fēng) 電機組的運營及維護使用。

 

（一） 塔筒概述

 

潛在市場空間巨大：據(jù)測算，2019-2027 年間，全球風(fēng)機供應(yīng)鏈潛在市場價值高達 5400 億美元，其中，葉片和塔筒的市場潛力最大，分別超過 1000 億美元。

 

 

 

技術(shù)路線：業(yè)內(nèi)主流的高塔技術(shù)解決方案包括柔性鋼塔（柔塔）、混凝土塔筒（混塔）、 桁架結(jié)構(gòu)塔架、斜拉索結(jié)構(gòu)塔架等。相比混塔施工質(zhì)量的不確定性，柔塔因其經(jīng)濟性優(yōu) 勢突出、制造周期短、退役拆解方便等優(yōu)勢受到國內(nèi)風(fēng)電廠商的青睞。

 

核心競爭力：（1）產(chǎn)品質(zhì)量和履約能力：塔筒屬于電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)裝備，常年野外運行， 環(huán)境較為惡劣，運行 風(fēng)險較大，要求可靠使用壽命在 20 年以上；（2）技術(shù)壁壘：法蘭 平面度要求、法蘭的內(nèi)傾量要求、焊縫的棱角要求、錯邊量控制、厚板焊接和防腐要求 等方面。

 

（二） 塔筒競爭格局

 

進入門檻低+龍頭企業(yè)優(yōu)勢明顯，市場集中度將逐步提升。近幾年，隨著風(fēng)電產(chǎn)業(yè)國家規(guī) 劃和扶持政策的出臺，風(fēng)電塔筒生產(chǎn)工藝在產(chǎn)業(yè)鏈中相對簡單，進入門檻低，使我國塔 筒企業(yè)短期劇增。未來在大功率、高塔筒趨勢下，對塔筒性能要求更高，大規(guī)模制造企 業(yè)工藝控制能力強、生產(chǎn)工藝較為先進、產(chǎn)品質(zhì)量較高，預(yù)計未來市場集中度進一步提 升。

 

天順風(fēng)能穩(wěn)踞龍頭。天順風(fēng)能營收久居行業(yè)第一，2020 年營收達 50.53 億元，市占率達 10%；2020 年產(chǎn)量達 62 萬噸，目前產(chǎn)能 70 萬噸，但海上風(fēng)電項目仍在建設(shè)中。

 

 

 

（三） 塔筒盈利情況

 

鋼板價格高企，塔筒承壓招標(biāo)價提高。塔筒成本中，原材料占比 81.95%，原材料以鋼材 為主；2021 年初以來，鋼板價格高企，塔筒企業(yè)成本增加，但同時塔筒招標(biāo)價也一路上 漲，由 2020 年的均價 8139.6 元/噸漲至 6 月 30 日招標(biāo)報價 10300 元/噸。 龍頭企業(yè)一方面利用規(guī)模優(yōu)勢與鋼企達成合作減少價格波動帶來的影響，另一方面有足 夠的話語權(quán)對下游提價，抵消原材料價格上漲的影響，預(yù)計市場集中度將逐步上升。

 

 

 

（四） 塔筒行業(yè)發(fā)展趨勢一：高塔架

 

高切變下，高度增加風(fēng)速顯著提升。由于風(fēng)切變的存在，高度增加風(fēng)速增大，以 0.3 的 風(fēng)切變?yōu)槔芨叨葟?100m 增至 140m，平均風(fēng)速由 5.0m/s 提升至 5.53m/s，風(fēng)力發(fā) 電功率與風(fēng)速的三次方成正比（P=0.5ρAv³ ），據(jù) CWEA 測算，某 131-2.2 機組的年等 效滿發(fā)小時數(shù)可從 1991h 增加到 2396h，提升了 20.34%。

 

低風(fēng)速地區(qū)的切變風(fēng)資源：我國江蘇、安徽、河南、山東、湖北、河北等低風(fēng)速區(qū)域均 有豐富的高切變風(fēng)資源，在這些地區(qū)增加塔架高度，風(fēng)輪被托舉到風(fēng)速更高的區(qū)域，從 而捕獲更多的風(fēng)能，提高機組發(fā)電量。

 

高塔技術(shù)不是簡單的提高塔架高度，而要涉及機組控制、運輸?shù)纫幌盗屑夹g(shù)問題。如， 柔性高塔架鋼塔在運行過程中需要控制塔頂擺幅、解決渦激振動的問題，目前主要通過 塔架加阻、吊裝階段給上段塔架附加擾流條工裝、安裝阻尼器工裝等方式解決。

 

（五） 塔筒行業(yè)發(fā)展趨勢二：海上風(fēng)電

 

海上風(fēng)電快速建設(shè)。根據(jù)主要海上風(fēng)電開發(fā)省市已公布的海上風(fēng)電建設(shè)規(guī)劃，“十四五” 期間預(yù)計新增海上風(fēng)電超過 40GW，系累計裝機容量的 3-4 倍，風(fēng)電塔筒、樁基的市場 需求超過 1,000 億。

 

 

海上風(fēng)電塔筒短期緊張，長期供需可達平衡。海上風(fēng)電塔筒、樁基因在吊裝出運設(shè)備、 焊接疲勞強度控制、材料無損探傷檢測、工程設(shè)計經(jīng)驗儲備均要求更高，能生產(chǎn)大兆瓦 海上風(fēng)電塔筒、樁基的生產(chǎn)廠商較少，短期內(nèi)市場供給相對緊張。2020 年海上風(fēng)電機組 平均單機規(guī)模為 6.5W，預(yù)計未來進一步提升。以金風(fēng)科技 8MW 直驅(qū)式海上風(fēng)電機組為 例，4 段塔筒重量共計 495t，則單位 MW 海上風(fēng)電機組需 61.875t 塔筒，預(yù)計 2021 年中 國海上新增裝機 7.5GW，需塔筒約 46.4 萬噸，目前主要塔筒上市公司規(guī)劃海上產(chǎn)能可以 滿足 2021 年海上搶裝需求。

 

五、零部件：葉片

 

葉片為發(fā)電機組關(guān)鍵零部件。由于風(fēng)電建設(shè)項目招標(biāo)時塔筒一般單獨招標(biāo)，風(fēng)機則包括 葉輪和機艙兩部分。葉片的尺寸、形狀直接決定了能量轉(zhuǎn)化效率，也直接決定了機組功 率和性能，因此風(fēng)電葉片在風(fēng)機設(shè)計中處于核心地位。

 

 

 

（一）葉片行業(yè)競爭格局

 

全球風(fēng)電葉片呈現(xiàn)多寡頭競爭格局，國內(nèi)企業(yè)市占率低。葉片是整機中最貴，也是最重 要的零部件，因此供應(yīng)鏈策略對于整機廠來說顯得非常重要。對于風(fēng)電行業(yè)來說，像其 他制造業(yè)一樣，垂直整合和外采是兩個重要供應(yīng)鏈采購模式。從歷史經(jīng)驗來說，單一的 垂直整合或完全自己生產(chǎn)都不是最優(yōu)方式，最優(yōu)的方式是對兩種模式進行平衡。葉片供 應(yīng)策略的選擇對于整機廠商來說是重要的，因為它會影響整機企業(yè)的競爭力、成本、差 異化，最終會影響整機企業(yè)的市場占有率。

 

全球葉片供應(yīng)鏈模式：獨立第三方葉片廠商為主流。葉片供應(yīng)策略的選擇對于整機廠商 來說是重要的，因為它會影響整機企業(yè)的競爭力、成本、差異化，最終會影響整機企業(yè) 的市場占有率。從歷史經(jīng)驗來說，單一的垂直整合或完全自己生產(chǎn)都不是最優(yōu)方式，最 優(yōu)的方式是對兩種模式進行平衡。葉片制造企業(yè)分為兩種：獨立第三方、整機廠的葉片 部門。在風(fēng)電行業(yè)興起之前，市場上主流的情況是將葉片生產(chǎn)作為整機廠的一個部門。 在過去的某個時點，幾乎所有的頭部整機供應(yīng)商采取向上游采購葉片的供應(yīng)鏈配套模式， 所以從 2006 年開始整個市場上的一體化葉片制造占比開始下降，到 2019 年該占比已經(jīng) 小于 50%，這一變化可以從幾方面來解釋：

 

（1）2011-2014 年期間的市場波動，迫使整機廠商剝離或者關(guān)閉不穩(wěn)定或者利用率低的 葉片部門。（2）不少歐洲的整機企業(yè)如維斯塔斯、Enercon、SGRE 縮減了一體化策略， 采取外購和自建相結(jié)合的供應(yīng)方式。這種策略使得公司資產(chǎn)更輕、更靈活、更能適應(yīng)市 場的變化，在競價的背景下，采用這種方式的整機廠更有成本競爭力。（3）隨著全球各 地風(fēng)電的興起，以及新產(chǎn)品推出頻率的增加，通過外采葉片來控制資本支出、縮短跟進 市場的時間，對于整機廠商來說更經(jīng)濟。（4）產(chǎn)業(yè)鏈不斷成熟，在不同地區(qū)都有足夠好 的獨立第三方葉片供應(yīng)商出現(xiàn)，整機廠商外采葉片的意愿提高。（5）新興市場出現(xiàn)的大 型獨立葉片企業(yè)對于整機廠滿足當(dāng)?shù)匾髞碚f在成本上是經(jīng)濟的。（6）來自亞太地區(qū)的 新興整機供應(yīng)商更愿意使用原本已經(jīng)在海外市場和海上風(fēng)電領(lǐng)域領(lǐng)先的葉片獨立供應(yīng)商。

 

歐洲的獨立第三方葉片企業(yè)：歐洲是現(xiàn)代風(fēng)機技術(shù)和葉片設(shè)計的起源地。許多歐洲葉片企業(yè)不僅生產(chǎn)和銷售葉片，還向新型市場提供“建造打印”的設(shè)計和許可。截至目前， 隨著歐洲以外地區(qū)風(fēng)電市場的迅速發(fā)展，以及不斷涌現(xiàn)的來源于削減成本、物流等方面 的挑戰(zhàn)，葉片企業(yè)從歐洲不斷擴散到北美、拉丁美洲、亞洲，甚至印度和中東。歐洲現(xiàn) 存的獨立第三方葉片企業(yè)從十年前的 10 多家，減少至 2020 年的 4 家，其中有 2 家位于 意大利的葉片企業(yè)專門生產(chǎn)匹配 kW 級風(fēng)機的葉片，另外 1 家位于英國企業(yè)是專門制造 海上風(fēng)機葉片的企業(yè)。歐洲葉片企業(yè)數(shù)量減少的本質(zhì)原因在于市場的整合，中小型企業(yè) 無力在成本、研發(fā)投入、全球化進展方面擁有競爭力。

 

美洲的獨立第三方葉片企業(yè)：美國原本有 5 家著名的第三方葉片企業(yè)，3 家在美國，2 家在巴西，但在 2015 年，一家 2008 年在美國密歇根成立的企業(yè) Energetx Composites 申請了破產(chǎn)保護，目前僅剩 4 家：TPI、MFG、Tecsis、Aeris。TPI 在美國一直以來都 是最領(lǐng)先的龍頭企業(yè)，并且和世界領(lǐng)先的葉片企業(yè) LM 保持著持續(xù)的競爭節(jié)奏。在 LM 被 GE 收購后，TPI 就成為了真正唯一的具有全球基地的獨立第三方葉片企業(yè)。截至目 前，TPI 在 5 個國家共擁有 13 個生產(chǎn)基地，這家美國的上市公司順應(yīng)近期新興市場的發(fā) 展和整機企業(yè)葉片外包的趨勢，不斷擴大全球版圖，2016 至 2019 年間公司的營收增長 了 87%。

 

亞洲的獨立第三方葉片企業(yè)：幾乎所有的葉片企業(yè)都來自中國和印度。中國不僅僅是全 球最大的整機制造基地，還是世界最大的葉片制造中心。2008 年，在中國有超過 50 家 的處于不同經(jīng)營階段的葉片供應(yīng)商，但是 2011-2013 期間，市場情況發(fā)生了極大的變化， 這些葉片企業(yè)都面臨著產(chǎn)能過剩、需求銳減、支付延期、毛利率低下的問題。在經(jīng)歷了 接近 10 年的發(fā)展后，目前中國僅有 10 家第三方葉片企業(yè)存在，而前 3 家企業(yè)控制了市 場 2/3 的本地市場。以金風(fēng)科技為主要客戶，中材科技現(xiàn)在已經(jīng)成為葉片領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者。 這家國有葉片制造企業(yè)在 2020 年有 10GW 產(chǎn)能，這大概是中國本地需求的 1/3。株洲時 代新材是中國第二大的葉片供應(yīng)商，2020 年出貨 3,000 套葉片。上海艾郎科技也有 3,000 套的葉片產(chǎn)能，但是部分是用做出口。總的來說，中國的葉片企業(yè)當(dāng)下秉持“走出去和 海上風(fēng)電”的發(fā)展方向，向海風(fēng)和海外發(fā)展。

 

整機廠內(nèi)部的葉片部門。截至 2020 年底，全球共有 15 家整機廠仍然有葉片產(chǎn)能。在 2016-2020 年間，全球有 4 家整機廠停止了葉片生產(chǎn)，主要原因是公司間的合并。比如， 2017 年西門子風(fēng)電收購歌美颯等。在亞太地區(qū)，中國的三一集團在國內(nèi)市場于 2018 年 復(fù)蘇后就恢復(fù)了自己的葉片生產(chǎn)。遠(yuǎn)景能源也在江陰的葉片生產(chǎn)基地開始了幾個產(chǎn)品線 的生產(chǎn)來支持中國市場的搶裝。在印度，風(fēng)電市場還處于轉(zhuǎn)型的中期，仍有一些問題沒 有被解決，4 家本地的整機企業(yè)關(guān)停了自己的葉片生產(chǎn)線。

 

隨著標(biāo)桿電價、競價政策、招標(biāo)采購等政府對于新能源新政策的實施，成本對于整機廠 商來說變成了排在首位需要考慮的因素，因此整機企業(yè)對于葉片的供應(yīng)模式發(fā)生了動態(tài) 調(diào)正。

 

（二）整機廠與葉片廠關(guān)系的動態(tài)變化

 

隨著標(biāo)桿電價、競價政策、招標(biāo)采購等政府對于新能源新政策的實施，成本對于整機廠 商來說變成了排在首位需要考慮的因素，因此整機企業(yè)對于葉片的供應(yīng)模式發(fā)生了動態(tài) 調(diào)正。特別是西方的大型整機廠在過去幾年中的葉片供應(yīng)策略發(fā)生了巨大的變化。

 

全球前十大風(fēng)電整機廠中，除了金風(fēng)科技和運達股份，都有葉片制造產(chǎn)能。目前只有 LM 和 TPI 有過與 5 個前十大整機廠合作的經(jīng)歷。中材科技和時代新材也和全球前十大中的 部分企業(yè)建立了合作關(guān)系。

 

 

 

（三）全球風(fēng)電葉片產(chǎn)能分布

 

截至 2020 年，全球范圍內(nèi)，整機廠的葉片產(chǎn)能共 39.02GW。

 

截至 2020 年，全球范圍內(nèi)，獨立葉片廠的葉片產(chǎn)能超過 95GW。

 

（四）葉片長度變化情況

 

受到降低 LCOE、低風(fēng)速地區(qū)開發(fā)和海上風(fēng)電開發(fā)的影響，葉片長度在過去 5 年中不斷 變長，當(dāng)下主流葉輪直徑在 121m-140m。2014 年，91m-110m 直徑的葉輪是裝機占比 最高的產(chǎn)品，占了當(dāng)年全球市場的 49.5%。然而，到 2019 年，這個長度的市占率下降 到了 10.7%，121m-140m 直徑的葉輪成為了主流產(chǎn)品，占據(jù)了全球市場的 52.5%。葉 輪直徑邊長主要由以下幾方面所致：

 

（1）受到降低 LCOE 的壓力，整機廠設(shè)計的陸風(fēng)整機葉片長度不斷加長；

 

（2）低風(fēng)速地區(qū)在主流市場中的加速開發(fā)，如中國和德國；

 

（3）超過 150m 直徑葉輪的海上風(fēng)電項目在部分市場增多，如中國和歐洲。

 

下一個階段海上風(fēng)電和路上風(fēng)電的葉片長度還將不斷增長。在未來 5 年中，150m-170m 的葉輪直徑將是 4-6MW 陸上風(fēng)電整機的主流長度，185m-220m 的葉輪直徑將是 10MW 以上的海上風(fēng)電整機的主流長度。

 

（五）葉片供需情況

 

根據(jù) GWEC 預(yù)測，在 2020-2024 年間全球葉片供應(yīng)充足，較難出現(xiàn)供不應(yīng)求的情況。 截至 2020 年全球葉片供給超過 120GW，根據(jù) GWEC 數(shù)據(jù)顯示，截至 2020 年底的全 球葉片產(chǎn)能實際上遠(yuǎn)多于 2020-2024 年預(yù)計的需求，但是產(chǎn)能過剩的情況不會出現(xiàn)的原 因是：

 

（1）總產(chǎn)能中包括了即將退出市場的短于 45m 長度的葉片產(chǎn)能；

 

（2）2020 年的新冠疫情打斷了全球風(fēng)機項目的建設(shè)進度；

 

（3）大葉片產(chǎn)線升級，導(dǎo)致產(chǎn)能利用率不會百分百滿產(chǎn)；

 

（4）未來 5 年內(nèi)，超過 150m 的葉輪直徑將成為主流，仍會有新建產(chǎn)能需求。