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股市头条

漂浮式风电产业分析

2023/5/25 17:04:18

一、漂浮式风电产业介绍

海上风电走向深远海大势所趋,漂浮式风电是深远海主要技术。漂浮式风电由风电机组(含塔筒)、浮式基础、系泊系统和动态海缆系统四部分组成。漂浮式风电通过浮体漂浮在海水中支撑上部风电机组,通过系泊系统进行位置和运动的约束来保证漂浮状态下浮式基础结构的稳定性和安全性,然后经由动态海缆实现电力输送。

跟传统的固定式相比,漂浮式风机把桩机换成了浮体和系泊系统。此外,在风电机组和海缆设计上,漂浮式和固定式相比也有一定差异。

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二、漂浮式风电行业市场状况

1、行业政策 

政策差异化鼓励深远海风电发展,深远海奖励 500 元/KW。我国政策层面也对深远海风电项目采取了差异化支持。例如,去年出台的《上海市可再生能源和新能源发展专项资金扶持办法》不再对离岸 50 公里以内的近海风电进行奖励,对深远海风电和场址中心离岸距离不小于 50 公里的近海风电,按每千瓦 500 元奖励,单项目年度奖励金额不超过 5000 万元。

中国沿海多省市已出海风建设规划,政策文件筑底海风装机需求。中国沿海省市山东、广东、福建等相继发布了海上风电发展相关规划,其中海上风电装机规划量继续提升。据全球风能理事会(GWEC)预测,未来几年中国海风新增装机量将继续领跑全球,成为全球海风装机增长的核心引擎。

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2、漂浮式风电发展背景

近年来我国风电行业发展迅速,全国风电装机量逐年稳定增长。根据国家能源局统计数据显示2016-2022年我国新增风电装机容量及累计风电装机容量整体均保持增长走势。

2022 海上风电新增装机 9.4GW,中国贡献过半 6.8GW。从陆风资源和海风资源比较上看,海上风资源更为丰富,相比于陆上风电,海风风速大、风力稳定、功率密度高、空间开阔、且发电无地表障碍物限制。从我国自身情况看,我国海上风电资源丰富,发展海上风电更具优势,福建、浙江、山东、江苏、广东等用电大省均位于沿海地区,在满足电力高需求下海上风电输运距离短、成本输送低。据 WFO 数据显示,2022 年,全球累计海风装机 57.6GW,2022 年新增 9.4GW,其中中国新增 6.8GW,贡献全球 72.3%新增装机量。截至 2022 年底,中国累计投产海风装机量已达 26.6GW,占全球总装机量44%。

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3、漂浮式风电分类

浮式基础是为风机机组提供浮力和稳定性的钢结构。目前主流的浮式基础结构主要分为以下四种:立柱式、半潜式、张力腿式以及驳船式。

立柱式(Spar):具有自稳定性,该类型平台重心设计远低于浮心,具有结构简单、垂向波浪激励力小、稳定性较好等特点,但对工作水深有特定要求,通常需要大于100m 水深。

半潜式(Semi):适用水深通常大于 40m,适用水深范围较广;可采用湿拖法运输,部署灵活,技术较为成熟。

张力腿式(TLP):具有较好平台垂向运动性能,但安装过程较为复杂,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 60m。

驳船式(Barge):适应水深通常大于 30m;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。

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4、漂浮式风电市场规模

欧洲漂浮式风电规划陆续出台,2030年规划量超过30GW。目前欧洲各国陆陆续续出台了漂浮式海上风电的规划,苏格兰海上风电用海权第一轮招标10个中标项目为漂浮式海上风电,容量14.58GW,占比58.72%,可见漂浮式风电在欧洲的进展较为迅速。假设苏格兰、意大利、法国、葡萄牙目前正在规划的漂浮式风电均能于2030年前完成装机,则目前欧洲各国公布的规划中,2030年前漂浮式风电容量可达到30GW以上。

全球漂浮式风电市场发展前景向好,2025年后新增装机量有望迎来高速增长。据全球风能理事会预测,2025年漂浮式风电新增装机1.05GW,2031年有望达到9.90GW,2025-2030年间CAGR为45.39%。

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5、漂浮式风电市场格局

漂浮式风电日本、欧洲布局领先。全球首个漂浮式海上风电样机 HywindDemo 于 2009年投产。该项目采用立柱式设计,搭载了 siemens2.3MW 风机机组,水深达 220 米。之后,葡萄牙、日本等国家纷纷开始推进漂浮式风机研发投产。目前全球已经投产的 1MW以上漂浮式海上风电的项目总数为 15 个,总装机量为 199.4MW。其中,英国总装机量80MW,挪威 65.9MW,葡萄牙 27MW,日本 19MW,法国 2MW,中国 5.5MW。已投产项目主要来自于日本和欧洲国家。

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我国的首个商业化漂浮式项目海南万宁项目已于 2022 年底开始动工。该项目是目前全球最大的商业化漂浮式海上风电项目,总装机容量 1000MW,分两期进行。一期容量 200MW,预计 2025 年投产。随着越来越多国家和地区开始建设大型漂浮式海上风电场,漂浮式加速进入商业化阶段。

6、漂浮式风电发展趋势

已投产项目多为立柱式和半潜式,半潜式预计成为行业主流。

在已投产项目中,立柱式 和半潜式占比接近,驳船式占比仅为 2% 。 根 据 美 国 能 源 局 发 布 的      

Offshore Wind Market Report: 2022Edition》显示,在2021 年宣布建设的全球所有漂浮 式海上风电项目中,半潜式规划装机量 14183.3MW,占比约为 80%,而张力腿式装机仅为 25.2MW。相比于其他结构,半潜式结构具有适用水深范围最广、运输和组装方便(只需常规拖船)、风电机组可在陆上安装、系泊系统成本低等优点。立柱式由于立柱长度大,需要特殊的安装船进行安装,工程量较大,成本相对较高。驳船式由于运动适应性差,只适用于 50-100m 海域。张力腿式稳定性最好,但是目前由于技术不成熟、安装难度过高等因素难以投入使用。

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三、漂浮式风电产业链

漂浮式海上风电由基础系统、系泊系统、电缆传输系统和风机机组统四个子系统组成。

系泊系统为漂浮式风电新增环节,性能要求高单位价值量较大。系泊链是用于海上设施系泊定位的装备,可保证风机在海浪、海风等影响下发生移动时,仍能正常工作。系泊链用钢必须具备超高强度、超高韧性、低屈强比、耐海水腐蚀、抗疲劳等特性,研发和生产难度很大。

海上风机需要通过海底电缆送出电能,由于漂浮式风机平台会在海面上发生水平和升沉运动进而带动海缆,若使用传统的铺设在海底的电缆,这种运动会增加触泥点部分电缆劳损的风险。因此,漂浮式风机需要采用动态海缆。

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重点关注

亚星锚链601890

亚星锚链是全球锚链龙头,公司在船用锚链市占率全球第一,研制的R6 级系泊链为世界最高强度系舶链。同时公司的R6级系泊链获得了中国船级社和挪威船级社的双船级社认证。亚星锚链的产品大部分出口到多个国家和地区,是我国大型船用锚链和海洋系泊链及附件的生产和出口基地。亚星锚链也多次主持并参与国家标准和行业标准等的制订工作。因此在锚链领域,亚星锚链有着举足轻重的地位,未来受益于锚链需求增加,将具有先发优势。

在漂浮式风电领域,亚星锚链已有两个项目落地。分别是2021年5月中标的广东海装6.2MW漂浮式海风平台扶摇号系泊系统,以及2022年2月中标的中海油融漂浮式海上风电系泊链订单。

已有两个漂浮式海风项目落地的亚星锚链,预计有望受益于本次项目的实施。以广东海装6.2MW漂浮式海风平台扶摇号的系泊系统项目为例,该项目为亚星锚链带来2297万元收入。预计海南万宁漂浮式海上风电项目未来五年内将为公司带来17亿元的营收。此外根据GWEC预测,截至2026年漂浮式风电累计装机容量将达到2947MW,其中2026年新增装机1670MW,漂浮式风电将正式进入商业化阶段;预计2030年新增装机将达到6254MW、累计装机16609MW,2021-2030年复合增速预计达80%,系泊链业务有望开启亚星锚链的第二增长空间。

明阳智能601615

2021年12月,我国首个漂浮式海上风电平台“三峡引领号”在广东阳江海上风电场成功并网发电,搭载单机容量为5.5MW的明阳智能自主研发制造的全球首台抗台风型漂浮式海上风电机组,为中国漂浮式海上风电技术与市场应用打下重要基础,迈出了国内发展漂浮式海上风电的第一步。

2022年9月,明阳智能正式发布新一代科技创新产品“OceanX‘双转子漂浮式海上风电平台,产品搭载两台明阳智能MySE8.3-180超紧凑半直驱海上风机,总容量可达16.6MW,刷新了全球容量最大、重量最轻的双转子抗台风漂浮式风机纪录。

今年1月10日,明阳智能发布18兆瓦全球最大海上风电机组MySE18.X-28X,并在汕尾粤东漂浮式海洋能源智能智造基地下线全球最大漂浮式海上风电机组MySE16.X-260。

明阳智能表示,MySE18.X-28X机组在延续明阳智能半直驱技术路线的基础上进行了创新和突破,具有“模块化、轻量化、高效率、高可靠”的特点,使机组性能发挥到极致的同时降低了关键部件的重量、成本以及零部件制造工艺难度。研发团队采用基于跨领域融合叶片气动创新技术,使得该机组叶片可提升2%发电效率,还能避免失稳,且极端工况下可降低整机载荷。

四、总结

海上风电走向深远海大势所趋,漂浮式风电是深远海主要技术。漂浮式风电由风电机组(含塔筒)、浮式基础、系泊系统和动态海缆系统四部分组成。漂浮式风电通过浮体漂浮在海水中支撑上部风电机组,通过系泊系统进行位置和运动的约束来保证漂浮状态下浮式基础结构的稳定性和安全性,然后经由动态海缆实现电力输送。

中国沿海多省市已出海风建设规划,政策文件筑底海风装机需求。中国沿海省市山东、广东、福建等相继发布了海上风电发展相关规划,其中海上风电装机规划量继续提升。据全球风能理事会(GWEC)预测,未来几年中国海风新增装机量将继续领跑全球,成为全球海风装机增长的核心引擎。

浮式基础是为风机机组提供浮力和稳定性的钢结构。目前主流的浮式基础结构主要分为以下四种:立柱式、半潜式、张力腿式以及驳船式。相比于其他结构,半潜式结构具有适用水深范围最广、运输和组装方便(只需常规拖船)、风电机组可在陆上安装、系泊系统成本低等优点,有望成为未来主流。

全球漂浮式风电市场发展前景向好,2025年后新增装机量有望迎来高速增长。据全球风能理事会预测,2025年漂浮式风电新增装机1.05GW,2031年有望达到9.90GW,2025-2030年间CAGR为45.39%。

我国的首个商业化漂浮式项目海南万宁项目已于 2022 年底开始动工。该项目是目前全球最大的商业化漂浮式海上风电项目,总装机容量 1000MW,分两期进行。一期容量 200MW,预计 2025 年投产。随着越来越多国家和地区开始建设大型漂浮式海上风电场,漂浮式加速进入商业化阶段。

漂浮式海上风电由基础系统、系泊系统、电缆传输系统和风机机组统四个子系统组成。由于漂浮式海上风电产业链长、研发投入大、资金回笼慢、技术难度高,具有较高的行业壁垒。建议关注行业内技术先进、规模领先的细分龙头如亚星锚链和明阳智能等。

五、风险提示

1、漂浮式风电降本速度不及预期的风险

2、风电行业政策调整的风险

3、技术更新迭代的风险

4、原材料价格波动的风险

 

 

 

 

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主稿:产业透析 执业编号:A0380621040006
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