风电设备行业研究:平价时代来临,风正扬帆正当时

风电设备行业研究:平价时代来临,风正扬帆正当时
2021年10月11日 14:03 未来智库官网

(报告出品方/作者:天风证券,李鲁靖)

1 风电综述:技术成熟,商业化前景明朗的高性价比赛道

1.1 风电行业概念及产业链:技术成熟,商业化前景明朗

风电技术成熟,商业化前景明朗。风电是指利用风力发电机组直接将风能转化为电能的发电方式。在风能的各种利用形式中, 风力发电是风能利用的主要形式,也是目前可再生能源中技术最成熟、最具有规模化开发条件和商业化发展前景的发电方式之 一。我国已将风电产业列为国家战略性新兴产业之一,在产业政策引导和市场需求驱动的双重作用下,风电产业已成为全国为 数不多在国际取得领先优势的产业; 风电产业上游主要有回转支承、风电制动、法兰等;中游主要为整机组装制造等;下游主要为风电场运营和运维环节。

1.2 风电行业政策规划:多层面政策出台,行业发展加速

在2016年11月,国家能源局制定了《风电发展“十三五”规划》,指出到2020年底,风电累计并网装机容量确保达到2.1亿 千瓦以上,其中海上风电并网装机容量达到500万千瓦以上,风电年发电量确保达到4200亿千瓦时,约占全国总发电量的6%; 随着风电技术的进步,更多“低风速+平坦+临近负荷中心”的风资源可以被“分散式”的形式充分利用,我国分散式风电政 策密集加码。并且,国家陆续推出实行竞争配置、加快风电消纳的相关政策,提出加快发展海上风电建设。与此同时,我国风 电发展政策环境已经开始由之前的补贴鼓励到现在驱动平价上网。

1.3 国内需求:新增装机容量世界领先,超额完成“十三五”规划目标

我国风电行业发展迅速,新增装机容量位列全球第一。随着近年来对环境的整治力度加大,我国逐渐从煤炭发电转向环保的风 力发电,风电行业一直处于快速发展阶段。根据GWEC统计,2020年中国新增风电装机量占全球56%,2019年中国累计装 机容量占全球32.29%,中国的新增装机容量和累计装机容量处于世界领先地位;

2020年我国新增风电装机容量52.00GW,超额完成“十三五”规划目标。根据GWEC数据,2020年我国新增风电装机容量 52.00GW,其中陆上风电新增装机容量48.94GW,海上风电新增容量3.06GW,超过2018年与2019年国内新增风电装机 容量之和。我国累计装机容量达262.10GW,已超量完成了“十三五”规划的风电装机目标。

1.4 竞争格局:行业整体竞争激烈,装机市场高度集中

风电发展如火如荼,2020年新成立企业数超过2837家。风电景气度高带动整体产业链高速发展,新增空白市场吸引大量新企 业进入。根据企查猫的数据,中国风电相关新成立企业(在业)近年数量大幅增长, 2020年超过2837家,2013-2020年 CAGR达到37%;

国内新增装机份额高度集中,2020年CR10超过90%。随着市场调整与整合进程的加快,龙头企业认可度不断提高,风电整 机市场份额趋于集中,寡头竞争格局初现。近年来,风电整机制造行业加速集中,2019年CR5/CR10为76%/94%,2020年 市场集中度小幅下滑,但CR10仍超过90%。

2 风电市场前景:海上风电市场潜力大,带动半直驱技术迭代

2.1 市场结构:陆上风电日趋成熟,海上风电潜力较大

陆上风电技术门槛低,是目前主要风电类型。陆上风力风速变化小,电能转化率稳定,风电整机运营和维护方便,具有技术门 槛和开发成本低的优势,是各国风电行业初期发展的主要方式。根据国家能源局的数据,2020年中国陆上风电累计装机容量 达到27100万千瓦,市场规模远超海上风电;

海上风电先天优势明显,市场发展潜力大。海上风电具有资源丰富、发电效率高、距负荷中心近、土地资源占用小、大规模开 发难度低等优势,是风电行业的未来发展方向,目前被各国重点推进。根据国家能源局的数据,2013年中国海上风机累计装 机容量仅有45万千瓦,2020高速攀升至900万千瓦,CAGR达到53.41%。

2.2 发电机组技术路线对比:直驱、双馈各有优劣,半直驱是未来首选

发电机组主要有双馈和直驱两种技术,前者是陆上风电主流路线。双馈发电机组带有齿轮箱,电机成本低,技术成熟,可靠性 更强,是 Vestas,Siemens Gamesa,Repower等主流厂商主要采用的技术路径。直驱发电机组则放弃齿轮箱,虽然降低 了齿轮箱的维护成本,但机头荷载大降低了整机可靠性,增加了后期维护难度。同时,直驱发电机组综合能耗和效率并不优于 双馈机组,环境适应能力更差,尤其不适用于海上风电。此外,直驱机组发电机重量尺寸更大,运输安装成本更高。综合来看, 直驱机组受限条件多,双馈机组市场占有率更高;

半直驱综合直驱、双馈优点,是未来海上风电首选路线。半直驱机组采用了传动比低的齿轮箱,保障了齿轮箱可靠性,相较于 双馈机组更契合海上风电,是未来海上风电机组的不二之选。并且,半直驱采用永磁发电机和全功率交流电,其中速永磁发电 机体积重量下降,成本也下降显著,在各种功率下都能保持较高的发电效率。综合来看,半直驱在成本和可靠性、发电效率间 维持了巧妙的平衡。目前,以双馈技术为主的Vestas大容量海上风电机组已改走半直驱技术路线,明阳智能的半直驱永磁混合 驱动技术也越来越受到市场认可,越来越多的整机厂加入半直驱技术路线。

3 风电vs光伏设备对比:基于成本与IRR视角

3.1 光伏:投资成本及回报率

光伏度电成本

通常用LCOE(Levelized Cost of Electricity)来衡量光伏电站整个生命周期的单位发电量成本,并可用来与其他电源发电成本对比。 在全投资模型下,LCOE 与初始投资、运维费用、发电小时数有关。2020年全投资模型下地面光伏电站在1800小时、1500小时、 1200小时、1000小时等效利用小时数的LCOE分别为0.2、0.24、0.29、0.35 元/kWh。 随着组件、逆变器等关键设备的效率提升, 双面组件、跟踪支架等的使用,运维能力提高,2021年后在大部分地区可实现与煤电基准价同价。 2020年,全投资模型下分布式光伏发电系统在1800小时、1500小时、1200小时、1000小时等效利用小时数的LCOE分别为0.17、 0.2、0.26、0.31 元/kWh。目前国内分布式光伏主要分布在山东、河北、河南、浙江等省份,等效利用小时数通常在1000-1100 小时左右。

度电成本:2020年主流可再生能源中陆上风电平均LCOE最低,风电优势明显

根据IRENA的统计,2010~2020年全球陆上风电LCOE从0.089 USD/kWh下降至0.039 USD/kWh ,海上风电LCOE从 0.162 USD/kWh下降至0.084 USD/kWh ,降幅分别达到56%和48%;太阳能光伏和CSP的LCOE虽然降幅明显,但2020 年仍然高达0.057 USD/kWh和0.108 USD/kWh ,投资成本显著高于风能;此外,地热能和水电的LCOE均出现上涨,2020 年分别达到0.071 USD/kWh和0.044 USD/kWh ;生物能源的LCOE则维持在0.076 USD/kWh ; 风电内部来看,陆上风电LCOE一直较海上风电LCOE低,降幅较为平稳;海上风电近5年由于技术快速发展,近期降幅更明显, 随着未来海上风电高速发展,其LCOE有望更快速下降。综合来看,目前风电投资成本优势明显,未来有望持续保持。

光伏IRR回报率

我们认为绿电交易本身形成了对于发电侧储能的一种类补贴(企业对企业,而非政府对企业)。 2020年以来,针对储能项目的补贴逐步提升。我们看到现阶段,光储一体在IRR上相较于单纯光伏项目仍有一定提升空间,主要 系储能单位投资较高。我们测算,在每度电0.1、0.5、1.0元补贴之下,光储一体项目IRR相较于无补贴状态分别提升0.33、1.64、 3.19个百分点。 绿电由于相较于一般煤电具备0.03-0.05元/度电的溢价,因而这就形成了购买企业对出售企业的一种类补贴。

3.2 风电:投资成本及回报率

陆上风电IRR回报率

抢装潮叠加技术进步,我国陆上风电项目单位建造成本逐渐下降。以50MW设备为例,我们测算除不同建造成本下陆上风电IRR区间 为4.34%~19.99%,初始投资成本对陆上风电IRR影响显著。随着未来风电投资成本下降,项目回报率有望保持高额增长。

海上风电IRR回报率

海上风电相较于陆上风电发展滞后,应用环境恶劣,其单位建造成本和年营运费用是陆上风电的2.8倍左右。同时,海上风电运营 期和年发电利用时长更长,加之目前国家补贴还未退坡,产生的电费收入远高于陆上风电。以50MW容量的海上风电为例,在上网 电价为0.85元/kWh和0.75元/kWh下,项目IRR可以达到13%以上。随着未来相关补贴消失,海上风电IRR会大幅下降,为保持既有收 益率,项目总成本下降空间仍然很大。

4 重点公司分析

4.1 新强联:国产风电轴承龙头,碳中和加速进口替代

公司主营大型高端回转支承,是风电轴承进口替代龙头。公司主营业务产品主要包括风电主轴轴承、偏航轴承和变桨轴承,盾 构机轴承及关键零部件,海工装备起重机回转支承等,主要应用于风力发电机组、盾构机、工程机械等领域。其中,风电轴承 是风电整机核心零部件,具有极高的运行可靠性与寿命要求,技术门槛极高。公司深耕风电轴承多年,凭借雄厚的原创性和新 产品研发能力率先实现风电轴承产品国产替代,是风电轴承龙头企业;

风电轴承业务发力,支撑毛利率稳定。公司自2018年以来持续提升风电类轴承产品(变桨轴承、偏航轴承、主轴轴承与风电 配件)的销售占比,2021H1主营收入占比已达82.27%。相较于附加值低、毛利率低的铸件产品,公司的风电类轴承产品技 术工艺难度大,附加值高,毛利率持续维持在30%左右,随着其收入占比提升,公司有望持续维持高水平毛利率。

4.2 华伍股份:工业制动器领军者,碳中和下发力大型风电制动器

公司是国产工业制动器龙头,产品覆盖领域广。公司主要从事工 业制动器及其控制系统行业,以传统制动器起家,逐步将业务延 伸至风电、轨交、冶金等其他行业。公司拥有振华重工、宝武钢 铁、中联重科、三一重工等多家业内知名客户,是国内工业制动 器领军企业;

公司盈利能力稳步提升。2020/2021年H1,公司实现营业收入 13.1/7.2亿元,同比+22%/26%;扣非归母净利润1.5/1.1亿元, 同比+104%/38%;2018年因计提大额坏账准备和商誉减值而由 盈转亏;2020/2021年H1毛利率15%/19%,净利率13%/16%, 整体盈利能力逐步向好。

把握碳中和机遇,加码大型化风电产品。公司紧跟下游大型化趋势,公司已在大型化风电制动系统取得多个突破。公司通过 围绕海上大功率风电机组开展产品研发与应用工作,其中变桨电动锁销在行业内首次应用,常规风机锁销产品也在多个海上 风机客户中得到应用,此外,大功率风机主轴制动器产品也在国内外客户中得到推广。大型化步伐加快,叠加碳中和战略机 遇期,公司风电领域综合市占率有望再次提升。

报告节选:

(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

精选报告来源:【未来智库官网】。

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