2022年中国海上风电发展短报告（摘要版）

报告要点速览 海上风力发电是指把风的动能转为电能，把风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为电力动能，其建设难度和发电量与海面深度成正比，目前全球最大的海上风电场为Hornsea 2，于2022年8月投入运营，海上风电行业的发展状况及前景成为投资者关注的重点，本篇报告主要回答海上风电近期关注的问题，主要涉及： 1）海风发电定义与分类？ 2）海风发电产业链？ 3）海风发电竞争格局？ 观点提炼 海风发电定义与分类？ 海上风力发电是指把风的动能转为电能，把风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为电力动能。风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据风车技术，大约是每秒三米的微风速度（微风的程度），便可以开始发电。海上风力发电正在世界上形成一股热潮，因为风力发电不需要使用燃料，也不会产生辐射或空气污染。 海风发电产业链？ 海风发电上游为各类零部件，中游为整机组装制造，下游为运营和维修保养。尽管中国目前整体装机量不断提升，但离全面国产化进程仍有距离。为承受海上强风载荷、海水腐蚀、海浪冲击等，海上风电机组基础结构远比陆上风电复杂，目前应用最广的为单桩式，其具备技术成熟，成本低，适应性强，且适用于近海风电场等优势。 海风发电竞争格局？ 自2016年海上风电行业进入中国以来，中国海上风电专利申请数量快速增长，是全球海上风电行业每年专利申请量最高的国家，2021年专利申请数量达3832项。中国企业对产业链不断完善，部分零部件如高端海缆，轴承等逐步实现国产替代，各企业加速研发，企业差距即将形成。目前中车风电和上海电气在营收方面保持领先，而在装机量方面电气风电长期处于市场领先位置。 海风发电定义与分类 海上风力发电是指把风的动能转为电能，把风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为电力动能，其建设难度和发电量与海面深度成正比，目前全球最大的海上风电场为Hornsea 2，于2022年8月投入运营 海风发电的定义与分类 潮间带滩涂风电场 潮下带滩涂风电场 近海风电场 q 指位于平均低潮线以下 、 浪蚀基面以上的浅水区域，水深一般3-5米， 这里波浪和水流动力作用较强 q 指在理论最低潮位以下 5m-50m 水深的海域开发建设的风电场，包括在相应开发海域内无固定居民的海岛和海礁上开发建设的风电场 q 处于陆地与海洋交接处，涨潮时被海水淹没，退潮时露出水面 定义 q 2004年广东南澳总投资达2.4亿元的海上2万千瓦风电场项目已经获得批准立项 ， 这是中国首个海上风电场建设项目 q 上海东海大桥海上风 q 江苏如东的海上潮间带试验风场项目，2010年9月28日投产 电场，2010年6月全目前项 部并网发电，全球除欧洲以外，第一个海上风电并网项目 目进度 q 成熟度高， 在2018年装机项目平均水深就已达到 12m q 已具备建设能力 ，2022年初以来招标项目离岸距离分别为50、55、55km q 成熟度高，是中国海上风电最早攻克目标 技术成熟度 n海上风力发电是指把风的动能转为电能，把风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为电力动能，这就是风力发电。风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据风车技术，大约是每秒三米的微风速度（微风的程度），便可以开始发电。海上风力发电正在世界上形成一股热潮，因为风力发电不需要使用燃料，也不会产生辐射或空气污染。 海风发电产业链 海风发电上游为各类零部件，中游为整机组装制造，下游为运营和维修保养。尽管中国目前整体装机量不断提升，但离全面国产化进程仍有距离 海风发电产业图谱 上游（零部件供应商） 一套风电机组一般包含4套偏变轴承、1套主轴轴承、约20套增速器轴承、2套发电机轴承。根据中国轴承协会在高端轴承技术路线图，目前风电主轴轴承主要被SKF、FAG、TIMKEN、罗泰艾德等国外公司垄断。国内企业尤其对于大容量主轴轴承大部分还处于试制阶段 轴承 发电机 一般都是由陆上风机改型设计而成，针对海上的资源条件和环境条件，对基础、防腐、除湿和运输、安装、维护要求等作了相应的或专项的技术改进 主要功用是将风轮在风力作用下所产生的动力传递给 发电机并使其得到相应的转速，占整机价值量高达16%。 齿轮箱 齿轮箱行业市场集中度较高，根据GWEC数据，2021年全球风电齿轮箱前三大供应商中国高速传动（南高齿）、采埃孚、威能极合计市占率接近70%，其中，南高齿的产能占比约为24%，为全球第一 海上风力发电机零部件成本占比 叶片 法兰 主要材料包括环氧树脂、玻璃纤维、结构胶、芯材等。 风电叶片毛利率水平在16%左右，处于产业链中下游水平 风电法兰是连接塔筒 CR3占比46%，CR5占比超64%；各段或塔筒与基座的整机厂自供比例约23%中材科结构件，起支撑和连技是国内龙头，市占率连续9接作用，一般每台风年第一且持续提升机需要7-9个法兰 n主轴是风电机组中最关键的部件之一，它承担了支撑轮毂处传递过来的各种负载的作用，如承受传动链中大部分来自于外部风作用产生的径向力、轴向力以及弯矩，将稳定的转矩传递给风电机组的高速端。因此主轴轴承的承载能力、可靠性以及使用寿命是非常关键的指标，同时定位端主轴轴承在面对较大轴向力或轴向冲击时，其轴向刚度将决定了其在外力作用下的轴向位移，该轴向位移将对齿轮箱内部的受力稳定产生较大影响。 竞争格局 中国海上风电行业发展迅速，尽管行业壁垒较高，入局公司不多，但由于利润可观，行业竞争激烈。海上风电行业目前仍处于行业探索阶段，竞争格局尚未建立 中国和欧洲海风相关专利申请（项），2013-2021年 各企业加速研发，企业差距即将形成 4,500 4,000 3,500 3,000 2,500 2,000 1,500 1,000 500 0 中国海上风电行业刚刚起步阶段，整体产业仍处于探索期，各企业无法拉开差距 中国企业对产业链不断完善，部分零部件如高端海缆，轴承等逐步实现国产替代 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 中国 欧洲 n自2016年海上风电行业进入中国以来，中国海上风电专利申请数量快速增长，是全球海上风电行业每年专利申请量最高的国家，2021年专利申请数量达3832项。中国企业对产业链不断完善，部分零部件如高端海缆，轴承等逐步实现国产替代，各企业加速研发，企业差距即将形成。目前中车风电和上海电气在营收方面保持领先，而在装机量方面电气风电长期处于市场领先位置。 n中国海上风电行业发展迅速，尽管行业壁垒较高入局公司不多，但由于利润可观，行业竞争激烈。海上风电行业目前仍处于行业探索阶段，竞争格局尚未建立。