老旧风场“以大代小”技改市场分析与政策建议

风电场技改升级迫在眉睫，不同维度下的潜在存量空间广阔。近年来，我国风电装机规模迅速扩大，已建立起全球最大的风电市场。自“十四五”以来，我国早期安装风电机组陆续进入改造、更新替代和退役的窗口期，风电退役换新市场规模将呈现指数级增长之势。预计到2025年末，我国老旧风电机组具备更新换代改造需求的潜在市场规模约为45GW左右；到2030年末，运行超15年的1.5MW及以下机型风电机组潜在技改规模约为93GW；“三北”地区将持续成为我国新增风电装机和技改升级的重心。 相关政策文件与指导意见出台，完善技改产业链可持续发展。随着技改项目需求逐步增加，国家与地方层面纷纷出台政策填补风电场改造升级和退役管理政策的“空白”，给予风电技术改造相关指导细则，提升存量项目实施的积极性。《风电场改造升级和退役管理办法》和《关于开展宁夏老旧风电场“以大代小”更新试点的通知》的发布为老旧风电场升级改造指明了整体方向，有利于促进风电产业的长期发展。未来，将会产生更为详实的指导意见和完备的政策支撑，确保风电技改升级业务的持续推进。 风险提示：各类技改方案及模式推进不达预期风险，老旧风电场技改升级产业化不达预期风险，相关政策文件与指导意见出台不达预期风险，宏观经济下行风险，全球政治形势风险，市场竞争加剧风险等。 1．我国老旧风电场技改升级市场分析 1.1我国风电市场现状 1.1.1风电装机概况 近年来，我国风电装机规模迅速扩大，陆上风电装机容量稳步提升，海上风电增速高于陆上风电。根据CWEA（以风电吊装容量为统计口径），2022年底中国（除港、澳、台地区外）风电累计装机395.57GW，年度新增装机49.83GW；其中，陆上风电新增装机44.67GW，占总体装机容量近89.7%；海上风电新增装机5.16GW，占全部新增装机容量的10.3%。 根据国家能源局数据，2023年1-9月全国风电新增装机33.48GW，同比增长74.01%； 其中，陆上风电32.05GW，海上风电1.43GW。截至9月底，全国风电累计装机容量突破400GW，同比增长15%，其中，陆上风电368GW，海上风电31.89GW。 图表1：历年中国风电新增和累计装机容量（GW） 图表2：中国陆上/海上风电累计装机并网容量 1.1.2分区域风电装机情况 “三北”（东北、华北、西北）地区是我国风电装机的主要分布区域，2022年“三北”地区新增装机容量占比为65.6%，同比2021年提升20.4pct，合计新增装机32.69GW。 根据国家能源局，2023年1-9月“三北”地区占全国新增装机的65%。 分区域看，近五年以来三北地区新增装机容量呈现波动上升趋势，东北和华北地区的新增装机增长显著，2022年中东南部区域新增装机容量同比均有所下滑，整体新增规模不及三北地区。2022年全国六大区域的风电新增装机容量占比分别为华北33.6%、西北19.2%、东北12.8%、华东13.6%、中南15.1%和西南5.7%，分别新增装机16.74GW、9.57GW、6.38GW、6.78GW、7.52GW和2.84GW。其中，华北、西北和西南地区新增装机占比同比均提升。 图表3：2021-2022年全国六大区域新增装机容量（GW） 图表4：2020-2022年全国六大区域新增装机容量占比（%） 2018-2022年，“三北”地区的风电新增装机容量占比由少于中东南部地区，逐渐增至接近中东南部地区新增装机容量的2倍，整体呈现高速发展趋势，而中东南部地区历年新增装机有所收缩。分各省市来看，内蒙古、新疆、黑龙江、吉林等省市新增吊装容量名列全国前茅，内蒙古单省2022年新增超12GW，累计吊装超55GW。 图表5：2018-2022年“三北”和中东南部新增装机容量占比（%） 图表6：截至2022年底中国各省（区、市）累计装机容量（GW） 1.1.3风电机组单机容量发展趋势 我国新增风电机组平均容量快速增长。CWEA数据显示，2022年中国新增装机的风电机组平均单机容量为4.49MW，同比增长27.8%，陆上风电机组平均单机容量为4.29MW，海上风电机组平均单机容量为7.42MW，同比增长率皆超过30%。招投标方面，2022年国内海风招标机型提升为8-10MW以上，下线的新型海风机组的平均单机容量达11.5MW。 新签订单方面，2023年，国内陆上风机已经迈入10MW阶段，海上风机也已扩大至18MW。2023年北京国际风能暨展览会（CWP2023）上，多个公司推出大容量主机产品：三一重能发布全球最大陆上15MW风电机组和13/16MW海上风电机组；远景能源推出EN-270/14MW海上智能风机，其海上模块化设计ModelZ平台产品功率可快速拓展至20MW+，叶轮直径可拓展至300米+。 图表7：历年中国新增陆上和海上风电机组平均单机容量（MW） 4.0MW及以上陆上风电机组成为目前新增装机主流机型。2022年，新增吊装的陆上风电机组中，3.0MW（不含3.0MW）以下新增装机容量占比约为3.4%，同比下降约23.5pct； 3.0-4.0MW（不含4.0MW）新增装机容量占比为24%，同比下降约30.1pct；4.0-5.0MW、5.0MW及以上新增装机占比均有所增长，合计达到72.6%。 陆上风电累计装机容量呈现出较小单机容量占比下滑，而较大单机容量占比上升的变化。 截至2022年底，累计吊装的陆上风电机组中，2.0MW以下、2.0-3.0MW的风电机组占比同比2021年有所收缩；3.0-4.0MW、4.0-5.0MW、5.0MW及以上的风电机组占比同比均有所增长，且较大容量机组的占比增长幅度快于较小容量机组的占比。 根据2023年以来的招标情况：陆上风电1-9月共计招标42.77GW，大部分招标要求单机容量在4-5MW及以上；海上风电1-6月共计招标4.78GW，其中，1-3月要求单机容量＞9MW的机型占比超40%，4-6月要求单机容量＞10MW的机型占比超50%，Q3单季度除国电投16GW海上风电框架集采外无项目开启招标。我们预计2023年陆上新增风机平均单机容量有望接近6MW，海上新增风机平均单机容量可达9-10MW。 图表8：2022年陆上不同单机容量风电机组新增装机占比（%） 图表9：2022年底陆上不同单机容量风电机组累计装机占比（%） 1.2风电技改存量空间多维度分析 1.2.1时间维度 从机组并网运行时间维度来看，风电技改存量空间广阔。分别通过距今不同年份累计装机并网容量的数据可以得出，并网运行超过15年（截至2008年年底累计装机）的装机规模为12.15GW，并网运行超过10年（截至2013年年底累计装机）的装机规模为91.41GW，并网运行超过5年（截至2018年年底累计装机）的装机规模为209.53GW。 根据CWEA统计，预计到“十四五”末（2025年），中国约有34485台、45GW风电机组并网运行超15年；到“十五五”末，约有145.36GW风电机组并网运行超15年年限。 从运行时间维度来看，到2025年年底，我国老旧风电机组具备更新换代改造需求的潜在市场规模约为45GW左右。 图表10：截至2023年运行分别超过5/10/15年装机情况 1.2.2区域维度 根据《2022年中国风能太阳能年景公报》统计，2022年，全国风能资源为正常略偏小年景。平均风速方面，各省（区、市）70米高度年平均风速在4.0m/s~6.5m/s之间，其中，黑龙江、吉林、内蒙古3省年平均风速达到6.0m/s以上；平均风功率密度方面，甘肃、新增、西藏和辽宁等7省较高，年平均风功率密度达到200 W/m2 以上。中电联数据显示，历年风电利用小时数整体比较平缓略微波动，近5年保持在2000小时/年的水平。 结合各省70米高度层风能资源情况和距今累计运行年限、技改需求较为迫切的存量风电机组，可得实施改造的大致区域和规模，主要集中在内蒙古、吉林、黑龙江、辽宁、新疆、甘肃、宁夏、山西、山东、河北和江苏等地，到“十四五”末，潜在技改空间合计约为38GW。 图表11：2022年各省（区、市）70米高度层平均风速（m/s）图表12：历年风电利用小时数（h）与平均风功率密度（ W/m2 ） 根据各省市详细装机数据统计，2008-2022年，我国“三北”地区风电累计装机CAGR约为25%，中东南部地区风电累计装机CAGR约为35%。“三北”地区累计装机容量占比由2008年的80.71%降至2022年的59.02%，下降趋势明显，而中东南部地区累计装机容量占比由19.29%提升至40.98%。 由以上变化趋势推测，“三北”大部分地区以及山东地区风资源优质，多被建设初期风电场所占用。然而，早年我国风机技术相对落后以及政策监管的相对不完善，老旧风电机组的长期发电效率、运行稳定性等方面存在较多问题。近年来，风电机组技术加速迭代，规模扩张，风电资源开发逐步向“三北”以外地区扩展，故中东南部地区装机量呈现上升趋势，但整体规模依旧小于“三北”区域。根据2010年的各省累计装机情况，预计到2025年年底，具备潜在技改需求的风电机组规模约为38GW，中东南部等区域的技改规模约在7GW左右。 图表13：2008、2013、2018、2022年分区域累计风电装机容量 图表14：“三北”地区技改主要实施区域及预计规模（GW） 1.2.3单机容量维度 据统计，运行超过10年机组的单机容量主要集中在2MW以下机型，运行超过15年机组的单机容量主要集中在1MW以下；2025年服役期满的风电机组多为0.5-1MW机型，2030年服役期满的风电机组多为1-2MW机型，未来“以大代小”机组替换需求可观。 国家发展改革委能源研究所发表的《我国风电机组退役改造置换的需求分析和政策建议》显示，“十四五”期间全国改造置换机组需求将超20GW，1.5MW以下机组和1.5MW机组约各占一半；“十五五”期间，风电机组退役改造置换规模约40GW，以1.5MW机型为主。 从不同年限风电机组的机型维度来看，截至2015年底，2.0MW以下机型占据累计装机容量主导地位，占比为65%，单机容量＜2MW的机组累计容量为94.48GW；截至2022年底，中国单机容量≤2MW的风电机组累计容量为100.87MW。由此可知，2015-2022年间，2MW以下机型新增装机的体量较小，约为6GW。同时，根据2018年CWEA公布的统计数据，2014年以来，1.5MW单机容量以下的新增装机容量已微乎其微。因此，预计到“十五五”末，运行超15年的1.5MW及以下机型风电机组潜在技改规模约为93GW，并且随着1.5MW及以下机型新增装机体量趋近于0，未来按照单机容量维度所测算的潜在技改规模增幅将放缓，随后维持在类似水平。 图表15：截至2015年底中国不同单机容量风电机组累计装机占比（%） 图表16：截至2022年底中国不同单机容量风电机组累计装机占比（%） 1.2.4整机厂维度 2010年以来，从新增装机容量来看，我国风电整机制造商的市场集中度呈上升趋势。前五家企业的新增装机容量由2010年的13.44GW增长到2022年超36GW，前十家企业的新增装机容量由2010年的16.5GW跃升到2022年接近50GW；CR5占比小幅增至2022年的72.3%，CR10达到98.6%。 内资主机厂的快速崛起致使外资制造商几乎退出国内市场。比如：2008-2010年，Gamesa、Vestas、GE等头部外资风电整机厂在国内市场尚有一定规模，然而到2022年，内资厂商贡献国内市场几乎全部的装机增量。此外，部分内资整机厂比如华锐风电等曾经位于装机榜前列，历经多轮行业变迁后退居二线，已不再是市场主流。从整机厂维度来看，到“十四五”末，风电场技改潜在市场规模约在45GW左右，其中，华锐风电、金风科技和东汽为需求最大的整机制造商。 图表17：整机新增市场集中度及制造商累计份额变化趋势 图表18：2008年风电整