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10月29日，10家基金公司集中申報跟蹤中證風電產(chǎn)業(yè)指數(shù)相關(guān)產(chǎn)品，其中有9只ETF基金，一只場外指數(shù)基金。資金的密集關(guān)注，似乎預(yù)示著資本市場中屬于“風電”的時代即將來臨。
“碳中和”趨勢下，全球最大的改變來自能源結(jié)構(gòu)的本質(zhì)變化，新能源開始逐漸部分取代煤炭、燃油等傳統(tǒng)能源。
僅2020年一年，全球新能源市場發(fā)電裝機規(guī)模就增長了10%，由2572.5GW增至2832.6GW。在新增的260.1GW新增裝機量中，光伏機組和風電機組分別占據(jù)了53.4%和35.8%的份額。照此趨勢，光伏發(fā)電和風能發(fā)電有望成為未來全球發(fā)展的核心力量。
但在資本市場中，光伏概念與風電概念卻走出了不同的股價趨勢。與火爆的光伏概念相比，風電概念雖然整體亦有增長，但無論是股價漲幅還是市場關(guān)注度都要低很多。
究竟是何原因造成風電關(guān)注度低呢？這一被低估賽道背后，又有哪些產(chǎn)業(yè)發(fā)展機會呢？
01 今非昔比的風電產(chǎn)業(yè)
雖然光伏與風電同為新能源產(chǎn)業(yè)，但風電卻始終給人一種極為平庸的印象，甚至被不少投資者看成是傳統(tǒng)制造業(yè)。究其根本就在于“曾經(jīng)”的風電并沒有性價比。
風力發(fā)電的原理很簡單，就是利用自然流動的風吹動風輪機旋轉(zhuǎn)，帶動發(fā)電機工作，由此將風的動能轉(zhuǎn)化為電能。然而，發(fā)電原理雖然簡單，但想要真正的將風電用之于民難度卻很高。
眾所周知，大自然界中的風是不受人類控制的。由于風力、風向、風速都存在不固定性，因此風力發(fā)電的周期實則也是不固定的，這就給電力并網(wǎng)造成了很大的困難。
在風電剛剛興起的時候，我國曾在三北（西北、東北、華北）地區(qū)大規(guī)模的興建風電廠，寄希望于迅速馭風發(fā)電。
理想很豐滿，現(xiàn)實很骨感。由于電能并網(wǎng)是瞬時的，而風力發(fā)電又不受控制的，因此當所發(fā)電量超過當?shù)仉娋W(wǎng)的消納能力后，就會給整個電網(wǎng)造成負擔，導(dǎo)致當時很多時候只能通過關(guān)機的方式暫停發(fā)電，以保證電網(wǎng)的穩(wěn)定運營，這就造成了棄風現(xiàn)象。
在2017年之前，我國棄風率幾乎始終維持在10%以上，部分地區(qū)的棄風率甚至超過20%，造成了嚴重的浪費現(xiàn)象。
數(shù)據(jù)來源：中國能源網(wǎng)、國家能源局，東吳證券研究所
從本質(zhì)而言，衡量發(fā)電效率最重要的就是發(fā)電成本。構(gòu)成風力發(fā)電的成本主要有三大部分：機組的一次性購置成本、整個項目運營成本、設(shè)備維護成本。
風電發(fā)展早期，行業(yè)各項技術(shù)均不夠成熟，因此制造成本并不便宜，再加上盲目擴產(chǎn)造成的棄風現(xiàn)象，因此風電成本一度遠高于火電。
同時，由于風力大的地方往往地理位置偏遠，電網(wǎng)鋪設(shè)很難短期跟上，電網(wǎng)消納能力提升無望，這就造成了在很長一段時間中風電都不是一門很好的生意。
但這種情況如今發(fā)生了徹底改變。隨著風電機制造技術(shù)的成熟，配套電網(wǎng)的完善，全國棄風率已經(jīng)降至3.5%，風電成本更是直線下降。
從2018年開始，三北地區(qū)大幅提升消納能力，并逐漸開始裝機解禁，地區(qū)裝機增長已有所提升。在裝機量提升的基礎(chǔ)上，三北地區(qū)棄風率并未同步增長，表明我國風電產(chǎn)業(yè)已經(jīng)取得全面發(fā)展。
縱觀全球市場，陸上風電已經(jīng)成為最為成熟的新能源發(fā)電方式，其成本不僅低于光伏發(fā)電，甚至比水電成本還要低。聚焦國內(nèi)，產(chǎn)業(yè)持續(xù)革新使得我國風電成本有望在2025年降至0.1元/度之下。
政策層面分析，我國風電行業(yè)即將完全進入平價時代。陸上風電在2021年后將進入全面平價開發(fā)階段，價格補貼完全退坡，這也證明我國風電技術(shù)已經(jīng)全面走向成熟。
補貼退坡，勢必會給風電企業(yè)提出更高的要求，提升效率將是“平價時代”的主旋律，“迭代”將成為行業(yè)核心關(guān)鍵詞。
基于此，我們認為未來風電發(fā)展將延續(xù)三大迭代方向：產(chǎn)品迭代、技術(shù)迭代、模式迭代。
02 產(chǎn)品迭代：以大代小
成本是能源行業(yè)的核心指標，因此降本增效是風電發(fā)展的核心方向。
風電能效提升主要依靠風機大型化，大型風機雖然造價較高，但發(fā)電量高，能夠顯著攤薄風機發(fā)電成本。目前風電行業(yè)最前沿的風機企業(yè)已經(jīng)推出6-7MW的大型風機，風電機組正朝著“大容量”的方向發(fā)展。
我國風電產(chǎn)業(yè)大規(guī)模發(fā)展應(yīng)當從2008年算起，當時中國風電機組產(chǎn)業(yè)技術(shù)并不成熟，導(dǎo)致早期機組功率小，質(zhì)量差，性價比低，甚至出現(xiàn)了很多1MW之下的微型風機。
回溯歷史，在2012年之前，我國新增的風電機組幾乎都是2MW之下，直至2016年，2.5MW以上機組才開始逐漸開始普及。
風電機組并非安裝完就完事了，還需要付出長期的維護成本。早期不成熟的技術(shù)導(dǎo)致當時的機組性能欠佳，維護成本高昂，因此小型風機并不劃算。很多運營企業(yè)發(fā)現(xiàn)，當初安裝的小型風機甚至不能賺回維護運營成本，因此干脆暫停維護，將其棄置變成“孤兒機組”。
而那些“有幸”運營的機組其實也存在很多問題，如設(shè)備老化、風片斷裂、飛車倒塔等。甚至部分機組存在維修難的困境，早期進口引進技術(shù)不成熟，零件通用率低，導(dǎo)致維修需要大量的人力物力。
盡管技術(shù)存在較大缺陷，但早期風電機組并非一無是處，提早布局幫助企業(yè)搶到了優(yōu)秀的風口點位，在風電技術(shù)越發(fā)成熟的今天，那些優(yōu)秀的風口點位有望被置換成更大的機組，提供新的增量。
據(jù)發(fā)改委能源研究所測算，2021-2030 年全國風電機組累計改造退役容量將超過6000萬千瓦。其中2000萬千瓦在2025年前改造完成，1.5MW以下的機組是主要退役或改造的對象。
隨著電網(wǎng)的鋪設(shè)，機組“以大代小”的推進，中國風電行業(yè)有望進入運行時間與裝機容量雙提升的黃金期，風電運營效益或?qū)@著提升。
“以大代小”是我國風電行業(yè)的一次產(chǎn)品全面迭代，主要是針對落后機組的升級。這種趨勢下，除風機制造企業(yè)將會受益外，早期布局的風電場運營企業(yè)也有望從中獲利。如龍源電力、大唐新能源、華能國際、國電電力等。
風機大型化，將成為風電行業(yè)產(chǎn)品迭代的核心方向。
03 技術(shù)迭代：半直驅(qū)是未來方向
僅用十二年時間，中國風電行業(yè)就由成本居高不下，演進至平價時代。可以說，我國風電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是極為迅速的，也是少數(shù)能夠在國際上具備競爭力的產(chǎn)業(yè)。
按類別劃分，風電行業(yè)共分為陸上風電和海上風電兩種。
縱觀產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢，目前陸上風電技術(shù)已經(jīng)極為成熟，技術(shù)門檻很低，競爭激烈，且即將進入平價時代。與之相對，海上風電市場潛力較大，具有占地少、風速高、電量大、經(jīng)濟效益高的特點。由于特殊的地理環(huán)境因素，海上風機對風電機組具有一定的技術(shù)門檻要求，有望成為未來全球風機制造企業(yè)爭奪的焦點。
從技術(shù)角度來看，風電機組共有雙饋、直驅(qū)、半直驅(qū)三種類型。其中雙饋和直驅(qū)是較為成熟的主流路線，而半直驅(qū)則是未來風電技術(shù)迭代的方向。
就結(jié)構(gòu)而言，雙饋技術(shù)和直驅(qū)技術(shù)最大的區(qū)別在于是否連接“齒輪箱”。
雙饋機組的葉輪通過增速齒輪箱與發(fā)電機轉(zhuǎn)子相連。由于有增速齒輪箱的加持，在風電機組向恒頻電網(wǎng)送電時，不需要調(diào)速，有功和無功功率可獨立調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)子勵磁變換器的容量較小等優(yōu)勢。目前全球大部分的機組采用雙饋技術(shù)。
但雙饋技術(shù)的缺點也很明顯，那就是對于風速要求很高，很容易發(fā)生脫網(wǎng)現(xiàn)象，如果風速很低即使有齒輪加速也難以進行發(fā)電，有一定的局限性。同時由于齒輪箱的存在，增加了修護成本。
直驅(qū)技術(shù)的葉輪則直接與發(fā)電機相連，省去了增速齒輪箱，轉(zhuǎn)子為永磁體勵磁，無需外部提供勵磁電源。直驅(qū)機組的發(fā)電機通過全功率變流器并網(wǎng)，具有效率高、噪音低、低電壓穿越能力強等優(yōu)點。
缺點方面，電機和電子裝置成本高，電機重量大，為了適應(yīng)低風速需要配備很多的級對數(shù)極，導(dǎo)致電機體積龐大，且只能通過水冷降溫。
海上風電位置特殊，風力多變，大幅提升了維護成本，因此維護成本較高的雙饋機組并不適用于海上場景；直驅(qū)機組雖然能夠正常發(fā)電，但太過沉重，安裝運送存在問題；因此雙饋機組和直驅(qū)機組其實都不是海上場景的最好選擇。
目前，風機技術(shù)的迭代方向是半直驅(qū)電機。半直驅(qū)綜合直驅(qū)、雙饋優(yōu)點，規(guī)避雙方缺點，被行業(yè)公認是下一代風電機組技術(shù)。
半直驅(qū)機組的葉輪通過中速齒輪箱與永磁同步發(fā)電機轉(zhuǎn)子連接，進行全功率變流器連網(wǎng)。與直驅(qū)相比，半直驅(qū)增加了中速齒輪箱，發(fā)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速比永磁直驅(qū)高，可以減少永磁同步發(fā)電機轉(zhuǎn)子磁極數(shù)，有利于減小發(fā)電機的體積和質(zhì)量。
現(xiàn)如今，半直驅(qū)已經(jīng)成為風電機組制造企業(yè)必爭之地，甚至誰能做好半直驅(qū)誰就有可能成為未來的龍頭。
聚焦國內(nèi)公司，金風科技是絕對的龍頭企業(yè)，全球出貨量僅次于維斯塔斯排名第二，市場占有率高達12.8%。然而，金風科技近一年的股價走勢卻被陽明智能完爆，究其原因就在于半直驅(qū)機組的研發(fā)上。
明陽智能是國內(nèi)首批布局半直驅(qū)技術(shù)的公司。最早明陽智能以雙饋機組立足市場，2008年明陽智能從歐洲風電設(shè)計公司aerodyn引進半直驅(qū)技術(shù)，由此開始半直驅(qū)布局。
從2015年開始，明陽智能逐漸用半直驅(qū)產(chǎn)品替代過去的雙饋機組，2020年報顯示，明陽智能共銷售5658MW機組，其中半直驅(qū)產(chǎn)品的銷售容量占比高達93%，
正是得益于半直驅(qū)技術(shù)的成功，明陽智能有望對金風科技發(fā)起強有力的挑戰(zhàn)。當然，金風科技也曾在半直驅(qū)技術(shù)有所儲備，但產(chǎn)品放量仍然需要時間的沉淀。
04 模式迭代：分散式風電的暢想
風力發(fā)電對地理位置要求較高，因此目前風電主要集中在我國風力較大的北方。
隨著國內(nèi)陸上風電行業(yè)滲透率的不斷提升，優(yōu)秀的風口區(qū)位已經(jīng)迅速減少。放眼未來，大型的集中風能發(fā)電站必將越來越少，取而代之的則很可能是分散式風電。
所謂分散式風電指的是布局在用電負荷中心周圍，不以遠距離運輸為目的的風電布局。這些分布式風電往往布局在重點城市附近，采用就近入網(wǎng)的方式，實時迅速消納。
從2012年至2019年，我國分散式風電累計裝機量由60MW增至935MW，年化復(fù)合增長率接近41%。2019 年國內(nèi)新增分散式風電裝機 300MW，僅約占國內(nèi)新增吊裝風電規(guī)模的 1%，可見分布式風電正處于萌芽階段。
就整體規(guī)模而言，分布式風電項目在國內(nèi)占比微乎其微，但這并不影響我們對分布式風電的暢想。
分布式風電并非天馬行空的想象，其實它已經(jīng)在丹麥、德國等歐洲國家被成熟應(yīng)用。分布式應(yīng)用甚至是歐洲應(yīng)用風電的最初形式，風機散布于機場、港口、社區(qū)附近。
今年，分布式屋頂光伏已經(jīng)開始在我國很多地區(qū)進行推廣，借鑒于此，分布式風電也有望成為下一個重點推廣的戰(zhàn)略項目。
10月17日，600多家風電企業(yè)在118個城市共同發(fā)起“風電伙伴行動·零碳城市富美鄉(xiāng)村”計劃，并公布了具體方案：“十四五”期間，在全國100個縣，優(yōu)選5000個村，安裝1萬臺風機，總裝機規(guī)模達到5000萬千瓦。
雖然距離分布式風電全面落地依然很遙遠，但分布式風電卻可能成為我國局部缺電最有力的電能補充。從集中到分散的模式，已經(jīng)成為中國風電的第三個趨勢。
產(chǎn)品大型化、技術(shù)半直驅(qū)化、模式分布式化，風電行業(yè)的發(fā)展依然存在諸多機會。雖然平價時代的到來可能會讓風電企業(yè)遭遇短期陣痛，但隨著運營效率的進一步提升，中國風電產(chǎn)業(yè)依然具備很明顯的增長潛力。
