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清洁能源发展迅猛,风电行业 “当仁不让”

2022-02-21 10:36

【前言】近两十年来,清洁能源发展势头有增无减,最具代表的风电行业如同滚滚春潮般席卷神州大地,并快速向海外扩张。据相关统计数据显示:海上和陆地装机容量均创历史新高,成为清洁能源产业的领头羊。根据中银证券统计,1月份陆上风电招标量超10GW,显著高于往年同期,2022全年招标量值得期待。

风电行业虽然已进入高光时刻,但行业竞争非常激烈,呈白热化趋势。据相关产业媒体报道:目前,风电产业平台正处于高速发展阶段,陆上风电已实现平价,海上风电大型化持续降本、平价在即,各环节龙头将持续受益。

  一、 风电概念及优、缺点

  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。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,全国风电产业实现了快速发展,已经成为全国为数不多可参与国际竞争并取得领先优势的产业。

  (一)关于风电概念,所有与之相关的名词解释都在下图表里

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  风电概念相关名词解释(来源:NET)

  (二)优点

  1.风能为洁净的能量来源。

  2.风能设施日趋进步,大量生产降低成本,在适当地点,风力发电成本已低于其它发电机。

  3.风能设施多为不立体化设施,可保护陆地和生态。

  4.风力发电是可再生能源,永不枯竭,环保,洁净。

  5.风力发电节能环保。

  (三)缺点

  1.风力发电在生态上的问题是可能干扰鸟类,如美国堪萨斯州的松鸡在风车出现之后已渐渐消失。目前的解决方案是离岸发电,离岸发电价格较高但效率也高。

  2.在一些地区、风力发电的经济性不足:许多地区的风力有间歇性,更糟糕的情况是如台湾等地在电力需求较高的夏季及白日、是风力较少的时间;必须等待压缩空气等储能技术发展。

  3.风力发电需要大量土地兴建风力发电场,才可以生产比较多的能源。

  4.进行风力发电时,风力发电机会发出庞大的噪音,所以要找一些空旷的地方来兴建。

  5.现在的风力发电还未成熟,还有相当发展空间。

  6.风速不稳定,产生的能量大小不稳定;

  7.风力、风向具有不稳定性,风能利用受地理位置限制严重;

  8.风能的转换效率低;

  9.风能是新型能源,相应的使用设备也不是很成熟。

  10.在地势比较开阔,障碍物较少的地方或地势较高的地方适合用风力发电。

  二、我国目前风力发电主要技术

  (一)水平轴风电机组技术。因为水平轴风电机组具有风能转换效率高、转轴较短在大型风电机组上更突显了经济性等优点,使它成为世界风电发展的主流机型,并占有95%以上的市场份额。

  同期发展的垂直轴风电机组,因为转轴过长、风能转换效率不高,启动、停机和变桨困难等问题,目前市场份额很小、应用数量有限,但由于它的全风向对风和变速装置及发电机可以置于风轮下方(或地面)等优点,近年来,国际上的相关研究和开发也在不断进行并取得一定进展。

  (二)风电机组单机容量持续增大,利用效率不断提高。近年来,世界风电市场上风电机组的单机容量持续增大,世界主流机型已经从2000年的500~1000千瓦增加到2004年的2~3兆瓦,目前世界上运行的最大风电机组单机容量为5兆瓦,并已开始10兆瓦级风机的设计与研发。

  (三)海上风电技术成为发展方向。目前建设海上风电场的造价师陆地风电场的1.7~2倍,而发电量则是路上风电场的1.4倍,所以其经济性仍不如陆地风电场,随着技术的不断发展,海上风电的成本会不断降低,其经济性也会逐渐凸显。

  (四)变桨变速、功率调节技术得到广泛采用。由于变桨距功率调节方式具有载荷控制平稳、安全和高效等优点,今年来在大型风电机组上得到了广泛采用。

  (五)直驱式、全功率变流技术得到迅速发展。无齿轮箱的直取方式能有效地减少由于齿轮箱问题而造成的机组故障,可有效提高系统的运行可靠性和寿命,减少维护成本,因而得到了市场的青睐,市场份额不断扩大。

  (六)新型垂直轴风力发电机。它采取了完全不同的设计理念,并采用了新型结构和材料,达到微风启动、无噪声、抗12级以上台风、不受风向影响等优良性能,可以大量用于别墅、多层及高层建筑、路灯等中小型应用场合。

  以它为主建立的风光互补发电系统,具有电力输出稳定、经济性高、对环境影响小等优点,也解决了太阳能发展中对电网的冲击等影响。

  三、行业趋势分析

  风能作为一种清洁而稳定的可再生能源,是可再生能源领域中技术最成熟、最具规模开发条件和商业化发展前景的发电方式之一。目前,全球已有100多个国家开始发展风电。在当前全球大力提倡发展低碳经济的背景下,得益于风电技术进步和成本持续下降,风能正逐步成为绿色新能源中不可或缺的成员。

  全球范围内,风电度电成本总体呈现下降趋势,陆上风电降本趋势尤为显著。陆上风电度电成本将有望下降至传统燃料发电之下,海上风电进入相近的成本区间并呈现逐步下降的趋势,但目前海上风电由于建造成本等原因度电成本仍然较高。

  (一)指导政策

  随着风电行业的蓬勃发展,国家陆续制定了《风电发展“十三五”规划》、《关于完善风电上网电价政策的通知》、《关于促进非水可再生能源发电健康发展的若干意见》、《可再生能源电价附加补助资金管理办法》、《关于2020年风电、光伏发电项目建设有关事项的通知》等一系列指导政策,通过补贴、竞争性配置、消纳保障机制等众多调控手段支持了国内风电产业的良好发展,使得我国风电装机容量快速增长,风电机组制造技术快速发展,整个风电行业向更加成熟、无补贴的可再生能源产业转型。

  风电产业链中,上游主要包括叶片、塔筒、齿轮箱、主轴轴承、机舱罩、发电机、主控系统等;其中叶片是捕捉风能的基础部件,也是产业链中供应最紧张的环节;中游分为海上风电场和陆上风电场;下游为风电的运维及用电。

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  2021年度中国风电产业最新政策汇总(来源:中商情报网)

  (二)装机容量

  2020年,是我国风能行业获得爆发性增长的一年,我国风电新增并网装机容量达71.7GW,风电累计装机容量达281.53GW。2021年上半年我国风电新增并网装机容量达10.84GW,风电累计装机容量达291.92GW。

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  2016-2021年度我国风电装机容量变化趋势(来源:国家能源局、中商产业研究院)

  (三)占比情况

  2020年,中国风电装机量仍以陆上风电机为主,累计装机容量达到272.53GW,占整体的96.8%。海上风电累计装机容量为9GW,占整体装机容量的3.2%,发展空间很大。

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  2020年中国风电装机占比情况(来源:国家统计局、中商情报网)

  (四)发电量情况

  近十几年来,我国风能发电量呈逐渐上升的趋势,增速呈波动变化的趋势。2017年,我国风电行业发电量为2695.4亿千瓦时,较上年同期增长27.6%,为近几年最高增速。2020年达到4146亿千瓦时的新高,同比增长15.9%。2021年上半年我国风力发电量达2819.2亿千瓦时,同比增长26.6%。

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  2016-2021年中国风力发电量变化趋势图(来源:中商产业研究院)

  (五)企业注册量

  近年来,我国风能产业相关新成立企业的数量呈现大幅度攀升趋势。根据企查猫的数据显示,自2000年来,中国风电相关新成立企业(在业)的数量在近年来呈现大幅度攀升趋势。在2013年仅仅只有321家新成立企业,在2016年有899家新成立企业,但截至2020年底,我国新成立的风电相关企业有2850家,较2016年上升了近3.2倍。而注册资本在1000万以上的新成立企业数在近年来也呈现逐年上升趋势,在2016年仅有210家注册资金在1000万以上的新成立企业,2020年有605家新成立企业,是2016年的2.9倍。因此,整体来看,中国风电行业近年来发展如火如荼。

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  2016-2020年中国风电行业企业注册统计(来源:中商产业研究院)

  (六)风力发电行业发展前景

  1.产业政策大力扶持行业发展

  风电是未来最具发展潜力的可再生能源技术之一,具有资源丰富、产业基础好、经济竞争力较强、环境影响微小等优势,是最有可能在未来支撑世界经济发展的能源技术之一,国家出台了鼓励风电发展的行业政策。随着政府和产业界对风电行业的持续投入,未来风电设备行业发展空间广阔。

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  2021年7月9日,三峡集团在广东阳江海面进行“浮式海上风电平台”吊装作业(来源:国资委网站)

  2.能源结构优化助力行业发展

  在全球气候变暖及化石能源日益枯竭的大背景下,可再生能源开发利用日益受到国际社会的重视。2020年3月,国家能源局发布《关于2020年风电、光伏发电项目建设有关事项的通知》,明确加快发展清洁能源和新能源;有序发展水电,安全高效发展核电,优化风能、太阳能开发布局等。

  在调整能源结构和应对气候变化的双重约束下,在国家相关部门重视和多重政策的支持下,风电已成为中国第三大电源,大力发展风电、太阳能等技术成熟、经济性较好的可再生能源就显得十分重要,风力发电行业前景光明。

  3.终端消纳情况改善带动行业发展

  较长时间以来,我国风电开发集中在三北地区,因当地用电需求量小、配套电力输送基建落后,风电产地与消纳地出现一定空间错配,制约了风电行业健康发展。但随着政府一系列促进消纳政策的实施,以及风电远距离传输、区域开发中心转移,风电产业链逐渐完善,消纳问题持续好转。

  一方面,国家加大电网基建投入,并将特高压作为“新基建”重点投资建设的七大领域之一开展建设,将为风电的跨区域传输提供硬件支持,实现全面消纳成为可能;另一方面,我国逐步将风电开发中心向中东部、沿海地区转移,并大力发展海上风电,通过开发中心向用电中心靠拢,进一步解决风电消纳问题。

  近年来,由于我国陆上风电的建设技术已日趋成熟,国家风电发展政策逐渐向海上发电倾斜;此外,海上风电资源更为广阔。在我国东部沿海的海上,其可开发风能资源约达7.5亿千瓦,不仅资源潜力巨大且开发利用市场条件良好。

  据国家能源局统计数据显示,2013年以来,我国海上风电市场份额稳步提升,2013年,海上风电累计装机容量为45万千瓦,仅占总体的0.58%,截止至2020年底增长至900万千瓦,预计未来,海上风电市场份额将进一步提升。

  四、风电龙头

  (一)产业链上游:叶片

  叶片,是风电机组非常重要的部件,它决定了机组的风能转换效率。在2005年之前,叶片完全依赖进口,2005年开始,国内公司大批进入叶片赛道。

  目前,我国风力发电机叶片市场企业可以分类三类,一是专业叶片生产企业,二是整机制造企业,三是外资叶片生产企业。国内主要叶片生产企业有中材科技、中复连众、时代新材等。

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  中国风力发电机叶片制造竞争企业格局(来源:前瞻经济学人App)

  (二)产业链中游:风电整机制造商

  风电产业中游,主要是风电整机和风塔的制造商,整机(风机)是发电机组,风塔是风力发电的塔杆,上市的企业包括金风科技(整机)、明阳智能(整机)、天顺风能(风塔)、泰胜风能(风塔)等。

  根据CWEA的数据显示,截止2019年底,中国风电有装机的整机制造企业近70家,累计装机容量达2.36亿千瓦。其中,金风科技累计装机容量超过5700万千瓦;其后依次为远景能源(2125万千瓦)、明阳智能(2077万千瓦)、联合动力(1995万千瓦)和华锐风电(1655万千瓦),前五家制造企业累计装机容量占比合计为57.5%。

  从市场份额来看,截止2019年底,金风科技市场份额24.3%;其后依次为远景能源(9%)、明阳智能(8.8%)、联合动力(8.4%)和华锐风电(7%),前五家制造企业累计装机容量占比合计为57.5%。

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  截止2019年底(最新装机容量数据尚在统计中)中国风电制造业装机容量累计(来源:前瞻经济学人App)

  根据CWEA的数据显示,2019年,中国风电有新增装机的整机制造企业共17家,新增装机容量2678.5万千瓦。其中,金风科技新增装机容量达到801.4万千万,其后依次为远景能源(513.8万千瓦)、明阳智能(361.1万千瓦)、运达股份(159.9万千瓦)和东方电气(130.8万千瓦)。

  从市场份额来看,2019年,金风科技市场份额达到30%;其后依次为远景能源(19.2%)、明阳智能(13.5%)、运达股份(6%)和东方电气(4.9%),前五家制造企业新增装机容量占比合计为73.4%。

  (三)产业链下游:风电运营商

  目前,中国已有数十家大型企业参与千万千瓦级风电基地建设和其它风电场开发工作,另有许多中小企业也投入到中小型风电场的建设中。目前,中国风电开发商主要有4种类型:中央电力集团、中央所属的能源企业、省市自治区所属的电力或能源企业以及资、民营以及外资企业。

  其中,中央电力集团在中国风电装机容量中的占比在65%左右;中央所属的能源企业其在中国累计风电装机容量和新增装机容量市场中的市场份额约在15%左右。省市自治区所属的电力或能源企业数量多,在地方拥有一定的资源,在各地风电场开发中业绩显著,它们在中国累计风电装机容量和新增装机容量市场中,约占15%左右的市场份额。

  港资、民营以及外资企业约占5%左右的市场份额;相对前三类开发企业,最后一类企业所进行的风电场项目较少,规模也不大。总体看,风电行业中央企与省属企业规模较大,具有较强的开拓能力。

  近年新增装机容量中,五大集团占比整体呈下降趋势,其他国企和民企参与度正在提升。近年来,我国新能源发电投资回报率具有吸引力,运营环节中地方国企和民企参与度也在提升,其投资活力更强,更具发展潜力。

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  中国风电运营商四大类别(来源:前瞻经济学人App)

  五、全球风电市场综述

  近二十年,全球风电发展迅猛,累计装机容量从24GW增至743GW,年复合增长率超过20%。2020年以来,尽管受新冠疫情的影响,全球风电新增装机仍然受中国和美国等大国市场的拉动而创新新高。截至2020年底,全球累计装机容量743GW,同比增长14.3%。

  分类型来看:过去20年,得全球陆上风电从2001年的24GW增长到2020年的708GW;海上风电从无到有,2001年仅为0.1GW,2020年增长到35GW。截止2020年底,全球陆上风电装机累计装机容量为708GW,海上风电装机容量为35GW,分别占全球风电累计装机容量的95%和5%。

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  2001-2020年全球累计风电装机容量及增长率(GW,%)(来源:GWEC、韦伯咨询)

  最新数据显示:中国2020年海上风电新增装机量超过3GW,占全球新增装机的50.45%;海上风电总容超过德国,仅次于英国,成为全球第二大海上风电市场。英国风电装机多年全球排名第一,但在2021年初,中国已经超越英国成为全球风电装机容量第一的国家。其他国家也不甘落后,例如日本、韩国等国都制定了雄心勃勃的海上风电目标,美国由于拜登政府的大力推动,也将成为未来全球海上风电市场的重要参与者。

  随着国内海上风电存量项目的并网时限临近,全国海上风电建设的步伐加快。2021年1-6月,新增并网装机容量为214.6万千瓦,同比实现翻倍增长。截至2021年6月底,海上风电累计并网装机1,113.4万千瓦,同比增长59.2%。产业链的成熟和规模化应用、风机大型化的普及和技术进步持续推动着海上风电项目降本增效,海上风电市场具有广阔的发展前景,风电“出海”是未来的战略目标之一。

  六、结束语:朝阳产业

  风能发电作为无限循环、永不枯竭的资源,且比水电建设周期要短,未来将是全球电力发展的主要方向。

  能源是国家社会发展和经济增长的核心基础之一,是国家可持续发展的战略资源。“十四五”时期,我国将立足新发展阶段,贯彻新发展理念,主动融入和服务构建世界新发展格局,着力推进能源消费革命、能源供给革命、能源技术革命、能源体制革命,积极推动能源生产和消费方式变革,确保二氧化碳排放2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和,走出一条清洁、高效、安全、可持续的能源发展之路。

  在2020年10月14日,来自全球400余家风能企业的代表通过了《风能北京宣言》,其指出积极推动全球风电健康快速发展,制定科学明确的中国风电未来五年和中长期发展规划,并纳入未来“碳中和国家”建设基本方略。

  综合考虑资源潜力、技术进步趋势、并网消纳条件等现实可行性,为达到与碳中和目标实现起步衔接的目的,在“十四五”规划中,须为风电设定与碳中和国家战略相适应的发展空间:保证年均新增装机5000万千瓦以上。

  2025年后,中国风电年均新增装机容量应不低于6000万千瓦,到2030年至少达到8亿千瓦,到2060年至少达到30亿千瓦。

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  2050-2060年中国风电累计装机容量预测(来源:前瞻经济学人App)

  国际能源网/风电头条(微信号:wind-2005s)获悉,2020年5月27日,全球风能理事会(GWEC)发布了《全球风电市场-供应侧报告2019》,报告显示,2019年全球共安装了来自33个制造商的22893台风机,新增装机量超过63 GW,创造了风电行业供应侧的历史新高。

  在2019年全球风机制造商前十五强中,有八家中国公司,但前两位依然由欧洲企业(维斯塔斯、西门子歌美飒)占据。由于新冠疫情在全球范围内对供应链、整机制造、工程建设都带来了冲击,各国从疫情中恢复的速度将必然对2020年的制造商排名产生影响。

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  全球风能发电企业品牌指数排行榜(来源:购买网-风力发电首页)

  作为全球能源生产和消费大国,近二十年,中国在电力发展领域始终走在世界的前列,不仅满足了国内市场的需求,也逐步向海外扩张、发展,成绩令人瞩目!中国政府致力于环境保护,在世界碳排放交易市场占据着举足轻重的地位。我们将一如既往地在环境保护上做足功课,让我们的后代子孙永远生活在蓝天、白云、青山、绿水的优美环境中!

  (本文数据来自Wind资讯、GWEC、韦伯咨询、前膽经济学人App、国家统计局、中商情报网、中国风电新闻网等)

  (本文图片已标明出处,如有侵权,请联系作者删除)

  (来源:资鲸网 作者:世纪浪人)

消息来源:资鲸网-世纪浪人