海上风电设备：用海冲突缓解，海上风电是否景气度依旧？

ChinaOffshore Wind Power Equipment Industry research report中国洋上風力発電設備産業の概況 概览标签：新能源发电、海上风电、上网电价、风电抢装 报告说明 本报告为针对性研究报告，将梳理中国海上风电产业行业招投标情况，分析未来趋势、探讨应用空间、测算总体规模。 研究区域范围：全球、中国研究周期：2周研究标的：海上风电设备发布日期：2024年6月项目团队：工业组 陈夏琳首席分析师sharlin.chen@Leadleo.com 头豹研究院www.leadleo.com深圳市华润置地大厦E座4105室18129990784（陈小姐）13080197867（李先生） 马天奇行业分析师Kareem.ma@leadleo.com 摘要 海上风电设备：随政策趋严解决用海冲突，向深海挺进 全球海上风机正向直驱和半直驱转变，企业致力提升风机功率，推动海上风电在全球能源结构中的地位 01 ❑中国海上风机企业多转换至直驱或半直驱技术方案，传统快速度风机如金风科技在2007年推出1.5MW风机，至2021年提升至16MW；中速风机如远景能源在2013年推出4MW风机，至2021年提升至10MW；直驱风机如明阳智能在2011年推出3MW风机，至2021年提升至16MW；浮动风机如远景能源在2021年推出10MW风机。总体来看，风机功率显著提升。 为解“用海冲突”问题，对于近海风电场可采用海上风力发电机组占用的海域面积之和为总用海面积。单个发电机用海面积按以下公式计算：以风机塔架中心为圆心，风机叶片半径加上40米为半径，形成的圆形区域面积。此外未来海上风电政策集约程度的要求将提高，措施如风电场址范围内构筑物与海缆的确权比例不低于5%，海上风电每10万kW用海面积控制在15km²（原16km²）。 中国已成为全球最大的风电装备制造基地，关键部件产量占全球60%-70%，国内市场由约15家企业主导02 ❑中国风机市场主要由国内企业供应，目前约有15家风电整机企业，主要包括金风、远景、明阳、运达、三一、海装、上气、东气和联合动力等。外资企业仅剩Vestas和GE两家。根据CWEA初步统计，2023年前五大整机厂商累计产量接近35GW，行业集中度较高。具体到企业，明阳智能、远景能源、金风科技和电气风电占据主导地位。 深远海海上风电通过风机大型化和政策支持，有望实现显著的降本增效，测算表明某项目结果表明单位总投资成本从2022年的16,477元/kW降至2025年的13,532元/kW，经济效益提升 在上网电价取消后，未来十年将新增160GW装机容量。同时风机价格将下探至3,000元/kW以下，海缆价格或将上升03 ❑2021年上网电价（FiT）取消后，海上风电装机量虽大幅下降，但市场保持韧性。2022年新增5GW，2023年新增6.3GW，显示出行业在“电网平价”时代的稳定增长能力。截至2024年5月，中国在建海上风电项目装机容量超17GW。根据近年风机（含塔筒）中标价格趋势分析，未来将继续下探至3,000元/KW一下，向陆风靠拢（但仍会高于陆风）。基于目前“深远海”趋势预计海缆价格将上升（主要体现在66KV阵列电缆价格），实际幅度仍需进一步观察。 ◆中国海上风电行业背景 目录CONTENTS •混合优惠融资对新兴市场和发展中地区海上风电场的影响•本世纪中叶供应链瓶颈将显现•人工智能在海风应用•全球海风建设、安装、运营和维护方面的劳动力需求；50兆瓦陆上和500兆瓦海上固定底部风电项目的人力资源和职业要求 ◆中国海上风电设备行业综述 •发展历程、中国海上风机技术路线•发展现状•竞争格局•市场规模 ◆中国海上风电设备产业链分析 •海上风机成本结构•上游：风电叶片分析•中游：海缆分析•下游：海上风电+海洋牧场 ◆中国海上风电设备主要政策 •驱动观点：政策趋严，将解决用海冲突 ◆中国海上风电设备发展趋势 •发展趋势：“深远海”趋势 ◆中国海上风电设备行业上市企业介绍 目录CONTENTS ◆Overview of Offshore Wind Power Industry •Definition、Classification and History of Offshore Wind Power•Application Prospect ofOffshore Wind Power•Market scale ofOffshore Wind Power ◆Industry chain Analysis of Offshore Wind Power Industry •Upstream：Wind turbine blade analysis•Midstream：Submarine Cable Analysis•Downstream：Offshore wind power + marine ranching ◆Drivers and Trends ofOffshore Wind Power Industry •Drivers：Tighter policies will resolve conflicts over sea use•Trends：“Deep Sea” Trend ◆Performance of Local Manufacturers •Basic information of Local Manufacturers•Finance performance ofLocal Manufacturers ◆Methodology ◆Legal Statement 图表目录List ofFiguresand Tables 图表2：本世纪中叶供应链瓶颈将显现 图表7：基础类型海上风机对比 图表8：漂浮式风机类型及对比 图表目录List ofFiguresand Tables 图表17：中国海上风电累计装机容量（万千瓦），2012-2023年 图表18：中国海上风电新增招标量（GW），2018-2024E 图表19：2023年部分海上风电中标价格对比 图表20：辽宁未来主要海上风电项目建设情况 图表21：河北+天津未来主要海上风电项目建设情况 图表22：中国风电机组关键环节全球市场占有率 图表23：中国海上风电制造企业新增/累计装机容量及占比，2023年 图表24：中国海上风电主要原材料及零部件企业竞争格局 图表25：中国海上风电设备市场规模及预测，2019-2028年 图表目录List ofFiguresand Tables 图表27：风机成本构成 图表28：海上风电产业链图谱 图表29：风电叶片分析 海上风电LCOE受工程和经济参数影响，通过多元化融资可显著降低成本，中国LCOE预计2025年为0.34-0.38元/千瓦时，2035年为0.21-0.23元/千瓦时，2060年为0.19-0.20元/千瓦时 Chapter 1混合融资优势 头豹洞察 ❑风电平准化度电成本（LCOE）将项目全生命周期成本分摊到单位发电量上，受工程和经济参数影响。贷款利率直接影响投资收益率（建设成本包括设备费用、机械、土建、安装和调试、施工期间的融资和利息以及电网接入设施费用）。 ❑通过多元化融资渠道，利用国际金融机构的低息贷款和补助可以有效降低融资成本，从而降低海上风电项目的LCOE。 ❑世界银行研究表明，1GW海上风电项目中，使用40%优惠融资、10%赠款融资（补助）和50%私人债务的混合融资模式，可将LCOE从108美元/兆瓦时降至70美元/兆瓦时，使得在发展中国家，混合融资的海上风电项目可与热能发电成本竞争。 ❑中国海上风电LCOE自2010至2022年下降了64%，根据CWEA预测，到2025年海上风电项目平均造价为10,000-11,000元/千瓦，LCOE为0.34-0.38元/千瓦时；到2035年，平均造价降至8,500-9,500元/千瓦，LCOE为0.21-0.23元/千瓦时；到2050年，LCOE为0.20-0.21元/千 瓦 时 ； 到2060年，平 均LCOE为0.19-0.20元/千瓦时。 本世纪中叶，全球风电供应链将在多个领域出现瓶颈，特别是齿轮箱、发电机、叶片、铸件和塔架等关键组件，区域制造中心的建立将有助于缓解这些供应链压力 AI技术在风电项目的各阶段应用广泛，从选址优化到维护规划，可显著提升效率和成本效益，同时在电网平衡和风机设计中展现潜力，但并不会取代如风机组装等劳动密集型环节 头豹洞察 ❑AI技术已用于风电项目的各阶段：从数据分析优化选址、生成虚拟模型，到优化安装物流降低成本。例如，荷兰TNO的IBIS项目利用AI和X射线技术，通过无人机扫描叶片，生成“数字孪生”模型预测维护需求。GE Vernova开发的AI工具在安装物流分析中可节省10%的费用，预计十年内为行业节省250亿美元。 ❑海上风电领域使用自治水下车辆（AUV）进行维护和退役规划。工厂中，机器人和自动化显著提升了效率，如三一重工的5G智能工厂质量提升28%、效率提升40%。AI和ML支持的预测模型帮助运营商平衡电网供需，显著降低电力平准化成本（LCOE）。例如，印度Infosys利用ML分析传感器和智能电表数据，为消费者和电力供应商提供新服务。美国能源部国家可再生能源实验室的研究表明，AI算法可通过更准确的风力预测优化风机设计。AI有潜力简化全球监管流程，利用生成式AI和ML平台，工程师和技术公司可以快速建立符合1.5°C目标的清洁能源项目管道。AI不会取代风电项目中的许多环节，如社区互动及制造、安装和风机运营等劳动密集型工作。 到2030年，全球风电行业需数十万技术人员，从而实现全球可再生能源容量三倍增长目标。未来五年需57.4万新技术人员，主要集中在陆上风电。到2027年，43%的技术人员将是新入行者 Chapter 5劳动力需求 ❑到2030年，全球风电行业需要数十万技术人员进行建设、安装、运营和维护，以实现可再生能源容量的三倍增长。根据此目标预测，未来五年内将需要超过57.4万名新技术人员，其中87-90%用于陆上风电，10-13%用于海上风电。 ❑到2027年，几乎43%的技术人员将是新人才，尤其是在澳大利亚、巴西、中国、美国、印度、日本、韩国、哥伦比亚、埃及和肯尼亚等国。 ❑美国已经通过几项IRA资助的计划支持标准化培训，培训机构数量从2020年的25家增加到2023年的60多家。 第一部分：行业综述 主要观点： 海上风机基础结构包括重力式基础、桩承式基础和浮式基础，适用水深范围从小于15米到大于50米不等，各类型基础在结构刚度、施工简便性和抗冲刷能力等方面各有优缺点全球海上风电发展可分为应用探索期（1991-2009）、建设扩张期（2009-2014）和商业化高速发展期（2014至今），欧洲最先起步海上风电的建设与运营，美国等国陆续追赶中国海上风电自1978年以来经历了探索试验、规模化开发和快速发展三个阶段，累计装机容量和技术水平不断提升，已连年成为全球海上风电装机规模最大的国家，相关设备和零件产能在上网电价取消后，海上风电装机量虽下降但保持韧性，未来十年将新增160GW装机容量，巩固中国在全球海风的领先地位，同时风机价格将下探至3,000元/kW以下，海缆价格或将上升 海上风机基础结构包括重力式基础、桩承式基础和浮式基础，适用水深范围从小于15米到大于50米不等，各类型基础在结构刚度、施工简便性和抗冲刷能力等方面各有优缺点 适应水深通常大于30m ❑具有较好的平台垂向运动性能❑其安装过程较为复杂，且张力腱结构造价较高❑目前国内缺乏相关的制造和施工安装经验。❑适用水深通常大于40m，对高频波浪二阶力敏感。 ❑适用水深通常大于40m 结构形式简单，容易制造，稳性较好，可采用湿拖法整体运输，部署灵活且成本较低。 ❑较小的水线面设计，可减