风电海缆专题研究：乘海风发展之势，迎来高速成长期

电气设备行业专题研究 风电海缆专题研究：乘海风发展之势，迎来高速成长期 / / 2023年09月25日 【投资要点】 海外和国内海上风电的高速发展会大幅带动海缆需求。根据GWEC预测，到2027年全球海上风电新增装机将达到33.6GW，年均复合增速为30.8%。国内方面，江苏，广东和福建等重点区域“十四五期间”均将大力海上风电发展规划。总体预计到2030年我国沿海省份的海上风电装机容量目标接近60GW。海外和国内海上风电的高速发展必然会大幅带动海缆需求，而且考虑海上风电从近海的远海的趋势对送出缆长度要求的提升，海缆未来的需求增速预计会高于海上风电装机的增速。 预计到2025年国内海上风电海缆市场规模为225-293亿元。海上风电项目的建设成本中阵列缆占总成本的比例在3-4%之间，送出缆占比在6-7%之间，两者合计占比10%左右。根据我们的预测，到2025年全球海缆市场规模预计为415-539亿元，对应年复合增速33.2-50.0%，国内海缆市场规模为225-293亿元，对应年复合增速30.6-47.2%；预计到2027年全球海缆市场规模为498-747亿元，对应年复合增速23.2-36.2%，国内海缆市场规模为223-334亿元，对应的年均复合增速为17.1-29.4%。 国内头部电缆企业基本突破了高端海缆产品并正逐步走向海外。东方电缆和中天科技等头部电力电缆企业基本都具备了500KV以上海缆产品或柔性直流海缆的生产能力。随着国内海上风电等海洋经济的发展，国内电力电缆企业不断加大技术研发，很多企业逐步完成了海缆核心技术突破和相关产品的国产化，国内企业海缆产品性能逐步接近国际领先的水平。 【配置建议】 海上风电发展将带动海缆需求高增长；建议持续关注取得了海外海缆订单的头部电缆企业东方电缆和中天科技，以及在海缆产品领域正在不断取得突破的太阳电缆和起帆电缆。 【风险提示】 海上风电装机量不及预期。 上游原材料价格上涨导致海缆企业利润空间压缩。 海缆企业之间竞争加剧导致海缆价格大幅下行。 挖掘价值投资成长 强于大市（维持） 东方财富证券研究所 证券分析师：周旭辉 证书编号：S1160521050001 联系人：程文祥 电话：021-23586475 相对指数表现 6.83% 0.86% -5.11% -11.07% -17.04% -23.01%9/2511/251/253/255/257/25 电气设备沪深300 相关研究 行业研究 新能源 证券研究报告 正文目录 1.风电海缆基础知识4 1.1.风电海缆产品特点和分类4 1.2.风电海缆产品分类和生产工艺5 2.风电海缆需求和供给7 2.1.全球海风装机高增长7 2.2.海风装机到海缆需求10 2.3.风电海缆竞争格局12 3.风电海缆公司推荐15 3.1.东方电缆60360615 3.2.中天科技60052217 3.3.太阳电缆00230018 3.4.起帆电缆60522220 4.风险提示21 图表目录 图表1：单芯交联聚乙烯绝缘海缆和陆缆4 图表2：三芯交联聚乙烯绝缘海缆和陆缆4 图表3：电力电缆按照电压等级分类5 图表4：电力电缆按照材料分类6 图表5：海上风电场示意图6 图表6：交流海底电缆生产工艺流程7 图表7：柔性直流海底电缆生产流程7 图表8：全球海上风电装机预测8 图表9：国内各省份十四五期间海上风电规划9 图表11：江浙地区海上风电项目成本结构11 图表12：闵粤地区海上风电项目成本结构11 图表13：全球和国内风电海缆市场规模预测12 图表14:外资电力电缆企业13 图表15:东方电缆和中天科技部分出海项目情况14 图表16:国内部分电力电缆企业14 图表17：东方电缆营收及增速（亿元）16 图表18：东方电缆2022年收入拆分16 图表19：东方电缆利润率情况16 图表20：东方电缆费用率情况16 图表21：中天科技营收及增速（亿元）18 图表22：中天科技2022年收入拆分18 图表23：中天科技利润率情况18 图表24：中天科技费用率情况18 图表25：太阳电缆收入和收入同比19 图表26：太阳电缆2022年收入拆分19 图表27：太阳电缆利润率情况20 图表28：太阳电缆费用率情况20 图表29：起帆电缆收入和收入同比21 图表30：起帆电缆2022年收入拆分21 图表31：起帆电缆利润率情况21 图表32：起帆电缆费用率情况21 图表33：行业公司估值比较表（截止2023年09月22日）21 1.风电海缆基础知识 1.1.风电海缆产品特点和分类 风电用海缆属于电力电缆中的一种，主要应用场景是水下。与陆缆相比，风电海缆对阻水性能、机械性能也具有更高的要求，而陆缆主要应用于陆地，应用环境较为简单且稳定。如图1和图2分别为单芯交联聚乙烯绝缘海缆和陆缆，三芯交联聚乙烯绝缘海缆和陆缆的截面图，海缆与陆缆相比结构更为复杂。 图表1：单芯交联聚乙烯绝缘海缆和陆缆 资料来源：中天科技海缆招股说明书，东方财富证券研究所 图表2：三芯交联聚乙烯绝缘海缆和陆缆 资料来源：中天科技海缆招股说明书，东方财富证券研究所 海缆通常必须具有良好的阻水和机械性能，以防止水分渗透导致海缆发生故障。因此，通常需要在海缆内部设计专门的阻水结构，其中纵向阻水结构采用阻水材料填充进导体间隙和金属套内，径向阻水结构一般采用无缝合金铅套作为金属护层，在电缆表面形成致密的包覆层，同时起到抵御腐蚀和水压的目 的。陆缆一般使用环境水分较少，导体内通常不具有纵向阻水结构。 海缆对单根长度和连续生产的要求比较高。由于风电海缆的敷设长度通常从几十公里到上百公里，海缆应尽可能实现大长度连续生产。无法一次性生产的长距离海缆，可通过制作接头进行大长度接续，保证海缆长度满足工程应用需求，接头处性能应与海缆本体保持基本一致。而陆缆敷设线路一般较短，单盘陆缆长度通常在几十米到几公里之间，运输过程可以分批进行，敷设过程方便。 海缆运输一般需要专用船舶。海缆单位长度体积和质量较大，单根重量可达几百上千吨，且主要应用于水下，存储时需要采用大型收线地转盘，且通过专用的船舶进行运输。陆缆一般将电缆缠绕于电线盘具上进行存储，单盘电缆重量最大为几十吨，通常以盘具为单位采用陆上车辆载具方式进行运输，运输方便，灵活性较大。 海缆需要金属丝铠装结构以加强其机械强度。陆缆在生产安装过程中也需要承受一定的机械应力，但海缆体积较大且应用的水下环境复杂，敷设过程中需要承受较大的机械应力，运行过程中还需要承受较大的水压和水流作用，同时避免船舶作业、锚害等因素对海缆造成影响，其机械性能要求较高，通常需要设计金属丝铠装结构，以加强其机械强度。陆缆在生产安装过程中也需要承受一定的机械应力，但承受的机械应力以径向压力为主，通常没有金属丝铠装结构，而仅使用皱纹铝套、钢带等作为金属层，提升机械性能，皱纹铝套质量较轻，容易被海水腐蚀，不适用于海底环境。 1.2.风电海缆产品分类和生产工艺 根据电压等级的不同，电力电缆可分为低压、中压、高压、超高压等不同等级。电压等级的高低，直接反映了产品制造技术水平的高低，电压等级越高，工艺装备、技术水平要求也相对更高。风电海缆电压等级一般在35KV-220KV之间，比如目前国内广泛使用35KV海缆用于海上风电阵列缆。 图表3：电力电缆按照电压等级分类 类别 电压等级 产品用途 低压电力电缆 3kV及以下 主要用于低压配电系统，在电力、冶金、机械、建筑等行业广泛使用。 中压电力电缆 6~35kV 主要用于电力系统的配电网络，承担将电力从高压变电站输送到配电点的功能，同时也可用于新能源发电中的电力传输，比如目前国内广泛使用35kV海缆用于海上风电集电线路。 高压电力电缆 66~220kV 绝大部分应用于城市高压配电网络，在钢铁、石化等大型企业内部供电领域也有广泛使用。此外，也可用于风电、光伏等新能源发电项目送出线路。 超高压电力电缆220kV以上 主要应用于大型发电站的引出线路，国内部分城市也将超高压电缆用于城市输配电网。 资料来源：中天科技海缆招股说明书，东方财富证券研究所 交联聚乙烯绝缘电力电缆在风电海缆中已经广泛应用。根据绝缘材料的不同，电力电缆可以分为油浸纸绝缘电力电缆、橡皮绝缘电力电缆、交联聚乙烯绝缘电力电缆、聚氯乙烯绝缘电力电缆等。交联聚乙烯绝缘电力电缆在风电海缆中应用广泛，是采用化学或物理方法，使聚乙烯分子由线型分子结构转变为三维网状体型结构，由热塑性的聚乙烯变成热固性的交联聚乙烯，从而提高聚乙烯的耐热老化性能、机械性能和耐环境能力，并保持优良的电气性能。交联聚乙烯绝缘电力电缆具有重量轻、结构简单、使用方便、耐化学腐蚀、敷设不受落差限制、安装和运行维护方便等优点，已在各电压等级电力电缆中广泛采用，是目前我国电力电缆中最主要的绝缘形式。 类别 产品用途 绝缘层以一定宽度的电缆纸螺旋状包绕在导体上，经过真空干燥处理后用浸渍剂浸渍而成，具有绝缘性能好、安全可靠性高、使用寿命长等特点，主要应用于高压及超高压电力电缆领域。根据浸渍剂的粘度和加压方式，可分为粘性浸渍纸绝缘电缆、不滴流纸绝缘电缆、聚丙烯层压 纸（PPLP）绝缘电缆等类别。 油浸纸绝缘电力电缆 交联聚乙烯绝缘电力电缆 橡皮绝缘电力电缆 图表4：电力电缆按照材料分类 绝缘层为橡胶加上各种配合剂，经过充分混炼后挤包在导电线芯上，再经过加温硫化而成。电缆柔软，富有弹性，适合于移动频繁、敷设弯曲半径小的场合。 绝缘材料为交联聚乙烯的电力电缆。交联聚乙烯材料不仅显著提高聚乙烯的力学性能、耐环境应力开裂性能、耐化学药品腐蚀性能、抗蠕变性和电性能等综合性能，而且非常明显地提高了 耐温等级。 聚氯乙烯绝缘电力电缆 绝缘材料为聚氯乙烯（PVC），PVC的长期工作温度为70℃左右，低于交联聚乙烯绝缘材料。相较于交联聚乙烯，PVC价格相对较低，在对电缆绝缘材料耐热性要求不高的环境下，PVC绝缘电力电缆广泛使用。 资料来源：中天科技海缆招股说明书，东方财富证券研究所 图表5：海上风电场示意图 资料来源：中国新闻网，东方财富证券研究所 海上风电站用电缆可以分为阵列缆和送出缆。海上风电场主要由海上风电机组、海缆系统、海上升压变电站和陆上集控中心四部分组成，其中海缆系统分为集电（阵列）缆和输电（送出）缆两部分。风电机组发出的电能通过集电缆接入升压站，再通过送出缆送至陆上集控中心后接入电网。其中阵列缆（集电缆）主要为35/66kV交流海缆，送出缆（主缆）多为220kV及以上交流海缆。 海缆生产的原材料主要包括金属材料和化工原材料，其中金属材料包括铜杆（电解铜）、铝杆、合金铅锭、铝带、钢丝等；化工原材料包括绝缘料、护套料、半导电屏蔽料等。海缆生产工序较多，包括单丝拉制、阻水导体绞合、导体除潮，绝缘及屏蔽控制等十几道工序。 图表6：交流海底电缆生产工艺流程 资料来源：中天科技海缆招股说明书，东方财富证券研究所 图表7：柔性直流海底电缆生产流程 资料来源：中天科技海缆招股说明书，东方财富证券研究所 2.风电海缆需求和供给 2.1.全球海风装机高增长 未来五年全球海上风电新增装机年均复合增速预计为30%上下。根据GlobalWindEnergyCouncil(简称GWEC)数据，2022年全球海上风电装机为8.8GW，其中亚太地区海上风电装机量为6.3GW，欧洲海上风电装机为2.5GW。 GWEC预测，到2027年全球海上风电新增装机将达到33.6GW，年均复合增速为30.8%。其中，2027年亚太地区海上风电装机将达到18.3GW，年均增速为23.7%，占全球海上风电装机比例为54.4%；欧洲地区海上风电装机将达到10.8GW，年均复合增速为34.5%，占全球海上风电装机的比例为32.2%。总体来看，未来五年全球海上风电将保持高增长的态势，其中亚太地区和欧洲无疑将是全球海上风电发展的主力。 图表8：全球海上风电装机预测 资料来源：GWEC报告《Glob