新能源风电行业专题(一)：海底电缆-东证期货.pdf

有色金属 重要事项：本报告版权归上海东证期货有限公司所有。未获得东证期货书面授权，任何人不得对本报告进行任何形式的发布、复制。本报告的信息均来源于公开资料，我公司对这些信息的准确性和完整性不作任何保证，也不保证所包含的信息和建议不会发生任何变更。我们已力求报告内容的客观、公正，但文中的观点、结论和建议仅供参考，报告中的信息或意见并不构成交易建议，投资者据此做出的任何投资决策与本公司和作者无关。有关分析师承诺，见本报告最后部分。并请阅读报告最后一页的免责声明。 [Table_Title]新 能 源 风 电 行 业 专 题 （ 一 ） — — 海 底 电 缆[Table_Rank]报 告 日 期 ： 2022年 8月 16日[Table_Summary]★ 海 上 风 电 的 未 来 发 展短 期 来 看 ， 随 着 沿 海 地 区 疫 情 得 到 控 制 ， 产 能 释 放 ， 下 半 年海 风 装 机 有 望 发 力 ， 预 计 中 国 下 半 年 海 上 风 电 装 机 规 模 在8GW 左 右 ， 需 求 提 升 将 带 动 海 缆 行 业 在 下 半 年 高 速 增 长 。 中长 期 来 看 ， 随 着 “ 双 碳 ” 政 策 的 持 续 推 进 ， 国 家 投 资 基 建 力 度 的 加 大 ， 以 及 欧 美 国 家 海 上 风 电 装 机 计 划 的 不 断 落 地 ， 未来 10年 ， 海 上 风 电 仍 将 在 全 球 范 围 内 维 持 高 景 气 度 。★ 海 底 电 缆 行 业 的 市 场 竞 争作 为 海 上 风 电 的 核 心 部 件 ， 需 求 端 的 持 续 增 长 以 及 深 海 远 海化 带 来 的 单 位 价 值 量 增 加 将 助 力 海 缆 行 业 量 价 齐 升 。 从 企 业竞 争 角 度 看 ， 我 们 认 为 海 缆 企 业 未 来 将 维 持 强 者 恒 强 的 格局 ， 行 业 龙 头 中 天 科 技 ， 东 方 电 缆 ， 亨 通 光 电 ， 这 三 家 企 业无 论 是 在 业 绩 经 验 ， 码 头 资 源 还 是 高 端 技 术 上 都 具 备 了 一 定的 先 发 优 势 ， 后 进 入 玩 家 短 期 内 难 以 突 破 。★ 海 上 风 电 的 市 场 规 模2021 年 全 球 海 上 风 电 市 场 规 模 约 为 0.96 万 亿 元 ， 根 据 模 型 测 算 ， 2026 年 全 球 海 上 风 电 的 市 场 规 模 将 达 到 2.54 万 亿 元 ，CAGR21.48%。 若 海 风 降 本 速 度 超 过 预 期 ， 2026年 市 场 规 模 将达 到 2.23万 亿 元 ， CAGR18.36%。★ 海 缆 行 业 的 市 场 规 模目 前 欧 洲 海 缆 在 海 上 风 电 项 目 中 成 本 占 比 约 为 18%， 中 国 占比 海 缆 占 比 约 为 10%， 我 们 认 为 随 着 高 压 化 ， 深 海 远 海 化 趋势 ， 中 国 海 缆 市 场 的 单 位 价 值 量 将 进 一 步 提 升 ， 海 缆 投 资 成本 占 比 在 2026 年 将 达 到 14%。 欧 洲 则 相 反 ， 2026 年 预 计 降 低到 16%。 2021 年 全 球 海 缆 市 场 规 模 约 为 1373.2 亿 元 ， 2026 年预 计 将 达 到 3781.1亿 元 ， 未 来 五 年 或 迎 来 200%的 增 长 。★ 风 险 提 示 海 上 风 电 项 目 装 机 速 度 不 及 预 期 。 [Table_Analyser][Table_An r]曹 洋 首 席 分 析 师 （ 有 色 金 属 ）从 业 资 格 号 ： F3012297投 资 咨 询 号 ： Z0013048Tel: 8621-63325888-3904Email: yang.cao@orientfutures.com[Table_Report]专 题 报 告 — — 新 能 源 风 电 专 题 报 告 2022-08-16 2 期 货 研 究 报 告【行业研究】 目 录1、 海 上 风 电 行 业 概 述 . 51.1、 海 上 风 电 的 发 展 历 史 及 现 状 .51.2、 中 国 海 上 风 电 发 展 情 况 .51.3、 欧 洲 海 上 风 电 发 展 情 况 72、 海 缆 的 发 展 历 史 及 现 状 . 82.1、 海 缆 种 类 .92.2、 海 缆 材 料 .12 2.3、 海 缆 生 产 工 艺 .132.4、 海 缆 技 术 趋 势 .143、 海 缆 行 业 的 现 状 153.1、 海 缆 产 业 链 .153.2、 行 业 壁 垒 .163.3、 竞 争 格 局 .173.4、 驱 动 海 缆 行 业 发 展 的 因 素 .193.4.1、 需 求 因 素 193.4.2、 技 术 因 素 20 4、 海 上 风 电 及 海 缆 市 场 规 模 预 测 224.1、 海 上 风 电 发 展 预 测 .224.2、 海 上 风 电 市 场 规 模 预 测 .224.3、 海 缆 市 场 规 模 预 测 .244.4、 投 资 机 会 .265、 风 险 提 示 27 专 题 报 告 2022-08-16 3 期 货 研 究 报 告 图 表 目 录图 表 1： 2011-2021全 球 海 上 风 电 新 增 装 机 及 同 比 5图 表 2： 2011-2021全 球 海 上 风 电 累 计 总 装 机 及 同 比 5图 表 3： 2011-2021中 国 海 上 风 电 新 增 装 机 及 同 比 6图 表 4： 2011-2021中 国 海 上 风 电 累 计 总 装 机 及 同 比 6图 表 5： 2011-2021欧 洲 海 上 风 电 新 增 装 机 及 同 比 7图 表 6： 2011-2021欧 洲 海 上 风 电 累 计 总 装 机 及 同 比 7图 表 7： 2020年 底 欧 洲 各 国 海 上 风 电 场 及 装 机 情 况 .8图 表 8： 海 底 电 缆 发 展 历 程 .9 图 表 9： 海 底 电 缆 根 据 不 同 用 途 分 类 .10图 表 10： 海 底 电 缆 根 据 电 压 等 级 分 类 .10图 表 11： 海 上 风 电 集 电 海 缆 与 送 出 海 缆 .11图 表 12： 高 压 交 流 海 缆 电 路 输 电 过 程 .11图 表 13： 高 压 直 流 海 缆 电 路 输 电 过 程 .11图 表 14： 海 缆 输 电 方 式 对 比 .12图 表 15： 单 芯 交 联 聚 乙 烯 绝 缘 海 缆 结 构 图 .13图 表 16： 三 芯 交 联 聚 乙 烯 绝 缘 海 缆 结 构 图 .13图 表 17： XLPE海 缆 生 产 工 艺 对 比 13图 表 18： 中 天 科 技 交 流 海 缆 生 产 工 艺 流 程 图 .14 图 表 19： 中 天 科 技 柔 性 直 流 海 缆 生 产 工 艺 流 程 图 .14图 表 20： 海 底 电 缆 产 业 链 导 图 .15图 表 21： 2021年 海 缆 规 模 企 业 材 料 成 本 占 比 及 市 占 率 .16图 表 22： 66kV集 电 海 缆 和 220kV以 上 送 出 海 缆 中 标 项 目 整 理 16图 表 23： 部 分 海 缆 项 目 招 标 要 求 17图 表 24： 部 分 海 缆 企 业 码 头 资 源 .17图 表 25： 2020年 欧 洲 阵 列 海 缆 市 场 份 额 .18图 表 26： 2020年 欧 洲 送 出 海 缆 市 场 份 额 .18图 表 27： 中 国 海 缆 企 业 市 场 份 额 .18图 表 28： 中 国 规 模 海 缆 企 业 毛 利 率 .19 专 题 报 告 2022-08-16 4 期 货 研 究 报 告 图 表 29： 驱 动 海 缆 行 业 增 长 的 逻 辑 .19图 表 30： 国 内 “ 十 四 五 ” 各 省 海 上 风 电 政 策 不 完 全 整 理 .20图 表 31： 全 球 其 他 国 家 海 上 风 电 装 机 计 划 .20图 表 32： 2001-2020海 缆 敷 设 深 度 和 距 离 变 化 趋 势 21图 表 33： 离 岸 距 离 超 过 50km海 上 风 电 项 目 .21图 表 34： 部 分 海 风 项 目 海 缆 价 格 对 比 .22图 表 35： 2022-2026年 海 上 风 电 装 机 成 本 （ 元 /kW） .23图 表 36： 2021-2026年 我 国 海 上 风 电 累 计 装 机 量 23图 表 37： 2021-2026年 全 球 海 上 风 电 累 计 装 机 量 23图 表 38： 2021-2026E全 球 海 上 风 电 市 场 规 模 （ 万 亿 元 ） . 24 图 表 39： 各 省 海 上 风 电 成 本 拆 分 .24图 表 40： 中 国 海 缆 市 场 规 模 （ 亿 元 ） .25图 表 41： 2020年 NREL机 构 600MW海 上 风 电 项 目 成 本 拆 分 .25图 表 42： NREL2017-2020年 600MW海 上 风 机 海 缆 成 本 占 比 . 26图 表 43： 全 球 及 海 外 海 缆 市 场 规 模 （ 亿 元 ） .26 专 题 报 告 2022-08-16 5 期 货 研 究 报 告 1、 海 上 风 电 行 业 概 述1.1、 海 上 风 电 的 发 展 历 史 及 现 状2015 年 12 月 12 日 ， 近 200 个 缔 约 国 在 巴 黎 气 候 大 会 上 签 署 了 《 巴 黎 协 定 》 ， 各 国 在利 用 清 洁 能 源 取 代 传 统 能 源 ， 减 少 温 室 气 体 排 放 方 面 达 成 了 共 识 。 这 也 意 味 着 风 力 发电 作 为 绿 色 发 电 手 段 将 得 到 越 来 越 广 泛 的 应 用 ， 是 未 来 推 进 能 源 转 型 的 重 要 路 径 。 在取 代 煤 炭 发 电 方 面 ， 海 上 风 电 的 减 排 效 果 更 加 显 著 ， 中 国 1GW 的 海 上 风 电 项 目 ， 每 年可 节 省 标 煤 消 耗 46.7 万 吨 ， 减 少 二 氧 化 碳 排 放 约 124 吨 。 根 据 世 界 银 行 集 团 测 算 ， 全球 海 上 风 电 技 术 可 开 发 潜 力 为 71TW， 海 上 风 能 储 备 资 源 达 到 全 球 电 力 需 求 的 十 倍 以上 。近 几 年 ， 全 球 海 上 风 电 的 装 机 量 持 续 增 长 ， 根 据 GWEC 数 据 统 计 ， 2021 年 全 球 海 上风 电 新 增 装 机 量 21.1GW， 创 造 了 历 史 记 录 ， 全 球 海 上 风 电 装 机 总 容 量 达 到 57.2 GW。 可 以 预 计 ， 在 碳 中 和 背 景 下 ， 海 上 风 电 将 成 为 未 来 低 碳 发 展 的 主 线 之 一 。图 表 1： 2011-2021全 球 海 上 风 电 新 增 装 机 及 同 比 图 表 2： 2011-2021全 球 海 上 风 电 累 计 总 装 机 及 同 比 资 料 来 源 ： GWEC 资 料 来 源 ： GWEC1.2、 中 国 海 上 风 电 发 展 情 况中 国 蕴 藏 着 丰 富 的 海 上 风 力 资 源 ， 根 据 发 改 委 能 源 研 究 所 发 布 的 《 中 国 风 电 发 展 路 线图 2050》 报 告 ， 中 国 水 深 5-50 米 海 域 ， 100 米 高 度 的 海 上 风 能 资 源 可 开 发 量 为 5 亿 千瓦 ， 总 面 积 39.4 万 平 方 千 米 。 另 外 近 岸 潮 间 带 、 深 远 海 也 具 备 较 丰 富 的 风 能 资 源 。 与陆 上 风 电 相 比 ， 中 国 海 上 风 电 具 有 运 行 效 率 高 ， 风 力 资 源 丰 富 ， 发 电 稳 定 的 特 点 ， 同时 中 国 用 电 主 要 集 中 在 东 南 沿 海 地 区 ， 发 展 海 上 风 电 可 以 更 靠 近 用 电 中 心 ， 就 近 消 纳 。 专 题 报 告 2022-08-16 6 期 货 研 究 报 告 随 着 国 家 政 策 的 大 力 支 持 以 及 海 风 成 本 的 降 低 ， 近 几 年 中 国 海 上 风 电 高 速 发 展 ， 已 经成 为 了 全 球 装 机 规 模 最 大 的 海 上 风 电 市 场 。 根 据 GWEC 统 计 ， 2021 年 中 国 海 上 风 电新 增 装 机 量 16.9GW， 约 占 全 球 新 增 装 机 量 80%， 累 计 总 装 机 量 27.68GW， 占 全 球 总装 机 48.4%。 中 国 海 上 风 电 发 展 历 程 大 致 分 为 四 个 阶 段 ：1） 初 期 探 索 阶 段 （ 2010-2014 年 ）中 国 海 上 风 电 相 较 于 欧 洲 发 达 国 家 起 步 较 晚 ， 2010 年 6 月 ， 中 国 同 时 也 是 亚 洲 首 个 大型 海 上 风 电 场 — — 东 海 大 桥 100MW 海 上 风 电 场 并 网 发 电 ， 标 志 着 中 国 海 上 风 电 产 业迈 出 了 第 一 步 。 但 是 受 制 于 海 上 风 电 发 展 初 期 资 本 投 入 较 大 ， 发 电 成 本 较 高 ， 风 场 运营 维 护 经 验 不 足 等 因 素 限 制 ， 2010-2014 年 期 间 海 上 风 电 发 展 速 度 较 为 缓 慢 ， 这 一 阶段 ， 主 要 采 用 特 许 权 招 标 方 式 招 标 海 风 项 目 ， 截 至 2014 年 底 ， 中 国 海 风 累 计 装 机 量654MW。 2） 稳 步 发 展 阶 段 （ 2015-2018 年 ）在 此 期 间 ， 国 家 发 改 委 发 布 了 《 关 于 海 上 风 电 上 网 电 价 政 策 的 通 知 》 ， 规 定 了 2017 年投 运 的 潮 间 带 海 上 风 电 和 近 海 海 上 风 电 项 目 上 网 电 价 分 别 为 0.75 元 /千 瓦 时 和 0.85 元 /千 瓦 时 。 这 一 阶 段 ， 随 着 地 方 政 府 层 面 的 政 策 支 撑 ， 海 风 项 目 的 经 验 积 累 ， 以 及 技 术设 备 逐 渐 成 熟 等 因 素 驱 动 ， 海 上 风 电 累 计 总 装 机 量 迅 速 增 长 ， 从 2015 年 1035MW 增长 到 2018 年 4443MW， CAGR 达 到 62.5%图 表 3： 2011-2021中 国 海 上 风 电 新 增 装 机 及 同 比 图 表 4： 2011-2021中 国 海 上 风 电 累 计 总 装 机 及 同 比 资 料 来 源 ： GWEC 资 料 来 源 ： GWEC3） 三 年 抢 装 阶 段 （ 2019-2021 年 ） 专 题 报 告 2022-08-16 7 期 货 研 究 报 告 随 着 国 家 宣 布 2019 年 1 月 1 日 至 2020 年 底 前 核 准 的 海 上 风 电 项 目 ， 2021 年 底 前 仍 未完 成 并 网 的 ， 不 再 享 受 国 家 补 贴 ， 中 国 迎 来 了 为 期 三 年 的 海 上 风 电 “ 抢 装 潮 ” 。 2019-2021 年 海 上 风 电 累 计 装 机 从 4.44GW 增 长 到 27.68GW， CAGR 为 84%。 这 三 年 由 国家 政 策 驱 动 的 海 上 风 电 规 模 跨 越 式 发 展 ， 也 同 时 带 动 了 风 电 产 业 链 上 下 游 的 需 求 ， 进一 步 完 善 了 产 业 链 的 结 构 ， 部 分 零 部 件 如 高 端 海 缆 ， 轴 承 等 逐 步 实 现 国 产 替 代 。4） 平 价 上 网 阶 段 （ 2022 年 -至 今 ）随 着 国 补 取 消 ， 部 分 省 份 用 省 补 接 力 国 补 ， 海 上 风 电 迈 进 平 价 时 代 。 相 较 于 去 年 整 年海 上 风 机 招 标 的 冷 淡 ， 根 据 国 际 风 力 发 电 网 统 计 ， 2022 上 半 年 海 上 风 机 公 开 招 标 量 达16.1GW。 山 东 和 广 东 的 海 风 总 招 标 数 占 69%。 其 中 ， 山 东 2204.5MW， 广 东1696MW。 在 海 风 平 价 上 网 阶 段 ， 海 上 风 电 产 业 链 持 续 的 降 本 增 效 将 是 驱 动 行 业 发 展的 关 键 因 素 。 1.3、 欧 洲 海 上 风 电 发 展 情 况欧 洲 是 世 界 上 最 早 落 地 海 上 风 电 项 目 的 地 区 。 1991 年 ， 丹 麦 Vineby 海 上 风 场 安 装 了世 界 上 第 一 台 海 上 风 机 。 欧 洲 的 海 上 风 电 距 今 已 有 30 年 发 展 的 历 史 ， 无 论 技 术 上 还 是规 模 上 都 保 持 世 界 领 先 水 平 。 过 去 的 十 年 中 ， 欧 洲 海 上 风 电 装 机 量 CAGR 达 到18.88%， 保 持 高 速 增 长 的 同 时 成 为 了 全 球 最 大 的 区 域 海 上 风 电 市 场 。 2021 年 欧 洲 海上 风 电 新 增 装 机 量 为 3.3GW， 截 至 2021 年 底 欧 洲 海 上 风 电 累 计 总 装 机 量 28.2GW。图 表 5： 2011-2021欧 洲 海 上 风 电 新 增 装 机 及 同 比 图 表 6： 2011-2021欧 洲 海 上 风 电 累 计 总 装 机 及 同 比 资 料 来 源 ： GWEC 资 料 来 源 ： GWEC欧 洲 海 上 风 电 发 展 主 要 分 为 三 个 阶 段 ： 专 题 报 告 2022-08-16 8 期 货 研 究 报 告 1） 萌 芽 期 （ 1991-2001 年 ） ， 在 这 一 时 期 ， 大 部 分 政 府 和 企 业 都 不 认 可 海 上 风 电 的发 展 前 景 。 安 装 的 容 量 很 少 ， 缺 乏 可 靠 的 产 业 链 。 风 机 的 容 量 一 般 在 0.5-1MW， 风 场的 规 模 较 小 ， 一 般 在 20MW 以 内 。 2001 年 ， 欧 洲 海 上 风 电 累 计 装 机 不 到 100MW， 平均 安 装 成 本 2600USD/kW， 平 准 化 度 电 成 本 (LCOE) 约 为 0.12USD/kWh。 由 于 此 阶 段风 场 的 规 模 较 小 ， 因 此 限 制 了 海 上 风 电 的 社 会 影 响 和 经 济 效 益 。2） 上 升 期 （ 2002-2011 年 ） ， 在 这 一 阶 段 ， 海 上 风 电 得 到 了 政 府 政 策 支 持 ， 施 工 安 装技 术 进 一 步 完 善 ， 融 资 规 模 大 幅 增 加 ， 海 上 风 电 进 入 高 速 增 长 期 ， 单 一 项 目 规 模 也 达到 100MW 以 上 ， 2002 年 丹 麦 建 设 了 一 个 有 现 代 规 模 的 风 电 场 Horns Rev 1， 装 机 容量 为 160 MW， 离 岸 距 离 在 14~20 km。 2011 年 欧 洲 海 风 平 均 安 装 成 本 4658USD/kW，平 准 化 度 电 成 本 达 到 0.159USD/kWh， 累 计 海 上 风 电 装 机 量 达 到 3.8GW。3） 市 场 化 （ 2012-至 今 ） ， 这 一 时 期 在 技 术 可 行 性 证 明 后 ， 海 风 成 本 降 低 ， 政 府 进 一步 减 少 补 贴 ， 海 上 风 电 市 场 化 成 为 主 题 。 风 机 的 设 计 容 量 不 断 增 大 ， 离 岸 距 离 也 不 断 增 加 。 截 至 2021 年 ， 欧 洲 海 上 风 电 总 装 机 量 达 到 28GW。 平 均 安 装 成 本 在 2013 年 达到 最 高 峰 5740USD/kW 后 ， 开 始 逐 步 下 降 ， 2019 年 下 降 到 4094USD/kW， 平 准 化 度电 成 本 达 到 0.117USD/kWh。 2018 年 ， 欧 洲 出 现 了 “ 零 补 贴 ” 海 上 风 电 项 目 ， 可 再 生能 源 开 发 商 Vattenfall 获 得 了 荷 兰 Kust Zuid 两 个 海 上 风 电 场 的 开 发 权 ， 随 后 ， 德 国 、丹 麦 、 荷 兰 等 国 也 有 多 个 “ 零 补 贴 ” 的 海 上 风 电 项 目 相 继 落 地 。 2021 年 12 月 ， 丹 麦出 现 了 首 个 中 标 的 “ 负 补 贴 ” 海 上 风 电 项 目 ， 标 志 着 欧 洲 海 上 风 电 已 经 走 向 市 场 化 。图 表 7： 2020年 底 欧 洲 各 国 海 上 风 电 场 及 装 机 情 况英 国 德 国 比 利 时 丹 麦 荷 兰 欧 洲 其 他 国 家风 电 场 数 量 40 29 11 14 9 13风 机 并 网 数 量 2294 1501 399 559 537 112累 计 装 机 量 (MW)（ 2021） 12522 7728 2262 2308 3003 331装 机 规 模 占 欧 洲 比 重 44% 27% 8% 8% 11% 1% 资 料 来 源 ： GWEC， 欧 洲 风 能 协 会2、 海 底 电 缆 的 发 展 历 史 及 现 状海 缆 分 为 海 底 通 信 电 缆 和 海 底 电 力 电 缆 。 电 力 海 缆 是 海 上 风 电 的 核 心 零 部 件 之 一 ， 其特 点 是 在 绞 合 的 导 体 外 用 绝 缘 层 包 覆 ， 并 辅 以 屏 蔽 、 护 套 、 铠 装 等 特 殊 结 构 使 其 具 有良 好 的 绝 缘 、 机 械 、 电 气 性 能 ， 主 要 应 用 于 电 力 系 统 中 输 配 电 网 电 力 传 输 ， 安 装 方 式以 水 下 敷 设 为 主 。根 据 技 术 迭 代 和 发 展 历 史 ， 我 们 把 海 缆 发 展 分 为 以 下 三 个 阶 段 。1） 实 验 期 （ 1850-1961 年 ） 专 题 报 告 2022-08-16 9 期 货 研 究 报 告 1850 年 ， 法 国 和 英 国 之 间 敷 设 了 世 界 上 第 一 条 海 底 电 缆 ， 随 着 这 一 阶 段 自 然 科 学 的 迅速 发 展 ， 海 缆 的 绝 缘 材 料 也 在 不 断 迭 代 ， 黄 麻 沥 青 ， 聚 氯 乙 烯 ， 聚 乙 烯 ， 交 联 聚 乙 烯等 材 料 先 后 应 用 。 这 一 时 期 的 海 缆 技 术 尚 未 成 熟 ， 还 停 留 在 实 验 阶 段 。 2） 商 业 化 （ 1962-1999 年 ）这 一 时 期 ， 欧 洲 国 家 海 缆 技 术 已 经 相 对 成 熟 ， 迎 来 了 大 规 模 商 业 化 。 1988 年 ， 中 国 建成 了 第 一 条 海 底 电 缆 。 共 有 两 条 ， 一 条 是 福 州 川 石 岛 与 台 湾 沪 尾 （ 淡 水 ） 之 间 ， 长177 海 里 ； 另 一 条 由 台 南 安 平 通 往 澎 湖 ， 长 53 海 里 。 1999 年 ， 世 界 上 首 条 商 业 化 直流 XLPE 电 缆 敷 设 完 成 。3） 发 展 期 （ 2000 年 -至 今 ）随 着 海 上 风 电 从 近 海 到 深 海 远 海 不 断 探 索 ， 海 缆 的 技 术 趋 势 进 一 步 从 低 压 到 高 压 ， 从交 流 到 直 流 。 2009 年 ， 中 国 首 条 500kV 高 压 交 流 海 缆 电 路 建 成 ， 2014 年 ， 中 国 首 条柔 性 直 流 电 缆 投 入 运 行 。 这 一 时 期 ， 欧 洲 海 缆 无 论 是 技 术 研 发 还 是 商 业 化 应 用 ， 始 终领 先 于 中 国 。 2.1、 海 底 电 缆 种 类海 缆 的 种 类 繁 多 ， 根 据 电 压 等 级 ， 传 输 形 式 ， 输 电 作 用 ， 绝 缘 材 料 不 同 ， 我 们 可 以 把海 缆 分 为 四 类 图 表 8： 海 底 电 缆 发 展 历 程 资 料 来 源 ： 公 开 资 料 整 理 ， 东 证 衍 生 品 研 究 院 专 题 报 告 2022-08-16 10 期 货 研 究 报 告 图 表 9： 海 底 电 缆 根 据 不 同 用 途 分 类 资 料 来 源 ： 公 开 资 料 ， 东 证 衍 生 品 研 究 院1） 根 据 电 压 等 级 分 类根 据 电 压 等 级 的 不 同 ， 可 以 分 成 低 压 电 缆 ， 中 压 电 缆 ， 高 压 电 缆 ， 超 高 压 电 缆 ， 特 高压 电 缆 五 类 。 低 压 电 缆 常 用 于 住 宅 间 或 小 型 商 业 客 户 到 公 用 事 业 的 配 电 线 ， 中 压 电 缆常 用 于 市 区 及 郊 区 的 电 力 分 配 ， 高 压 及 以 上 电 缆 通 常 用 于 远 距 离 或 高 效 能 电 力 传 输 。图 表 10： 海 底 电 缆 根 据 电 压 等 级 分 类 电 压 (交 流 ) 电 压 （ 直 流 ）低 压 电 缆 U≤ 1kV 中 压 电 缆 1kV≤ U≤ 33kV U± 30kV高 压 海 缆 33kV≤ U≤ 230kV ± 30kV≤ U≤ ± 800kV超 高 压 电 缆 230kV≤ U≤ 1000kV特 高 压 电 缆 U⩾1000kV U⩾± 800kV资 料 来 源 ： 公 开 资 料 ， 东 证 衍 生 品 研 究 院2） 根 据 输 电 作 用 不 同 可 以 分 为 集 电 海 缆 和 送 出 海 缆 。 集 电 海 缆 一 般 用 于 海 上 风 力 发 电机 的 连 接 ， 送 出 海 缆 用 于 风 机 并 网 使 用 。 在 海 上 风 电 输 电 过 程 中 ， 风 力 机 组 发 电 通 过集 电 海 缆 送 到 海 上 升 压 站 ， 将 电 压 升 高 后 ， 再 由 送 出 海 缆 传 到 岸 上 接 入 电 网 。 在 综 合考 虑 经 济 性 ， 输 电 效 率 ， 海 上 风 电 场 容 量 的 情 况 下 ， 国 内 常 见 的 集 电 海 缆 通 常 为 交 流35kV， 送 出 海 缆 为 交 流 220kV， 根 据 不 同 需 求 也 会 采 取 更 高 电 压 等 级 。 专 题 报 告 2022-08-16 11 期 货 研 究 报 告 图 表 11： 海 上 风 电 集 电 海 缆 与 送 出 海 缆 资 料 来 源 ： 公 开 资 料 整 理3） 根 据 电 路 传 输 形 式 不 同 可 以 为 交 流 海 缆 输 电 和 直 流 海 缆 输 电交 流 海 缆 输 电 发 展 较 早 ， 技 术 相 对 较 为 成 熟 ， 生 产 成 本 较 低 ， 早 期 海 上 风 电 多 采 用 高压 交 流 输 电 方 式 。 高 压 交 流 输 电 过 程 中 ， 先 由 海 风 驱 动 风 机 转 动 ， 带 动 发 电 机 发 电 ，通 过 变 压 器 在 机 舱 内 部 提 高 电 压 ， 再 由 集 电 海 缆 传 输 到 海 上 升 压 站 二 次 升 压 ， 最 后 由送 出 海 缆 输 送 至 陆 上 变 电 站 。 高 压 直 流 输 电 系 统 是 在 输 电 线 路 的 始 端 ， 风 电 机 组 输 出 的 交 流 电 经 过 升 压 变 压 器 ， 再通 过 集 电 海 缆 至 海 上 换 流 站 转 换 为 直 流 ， 最 后 通 过 直 流 线 路 传 输 到 陆 上 换 流 站 转 换 为符 合 要 求 的 交 流 电 并 进 行 并 网 。 图 表 12： 高 压 交 流 海 缆 电 路 输 电 过 程 图 表 13： 高 压 直 流 海 缆 电 路 输 电 过 程 资 料 来 源 ： 《 海 上 风 电 外 送 及 电 能 输 送 技 术 综 述 》 资 料 来 源 ： 《 海 上 风 电 外 送 及 电 能 输 送 技 术 综 述 》 专 题 报 告 2022-08-16 12 期 货 研 究 报 告 柔 性 直 流 输 电 系 统 是 在 传 统 直 流 输 电 系 统 的 基 础 上 引 入 了 可 关 断 电 子 器 件 的 一 种 新 型可 换 流 的 直 流 输 电 技 术 ， 能 够 对 电 压 提 供 稳 定 的 支 撑 ， 还 具 有 可 控 性 强 等 优 点 ， 是 在大 规 模 且 远 距 离 海 上 风 电 场 中 输 电 并 网 的 首 要 选 择 ， 随 着 远 海 风 电 场 的 不 断 开 发 ， 柔性 直 流 输 电 已 逐 步 变 为 海 上 并 网 的 核 心 技 术 。图 表 14： 海 缆 输 电 方 式 对 比高 压 交 流 海 缆 输 电 高 压 直 流 海 缆 输 电 柔 性 直 流 海 缆 输 电缺 点 1） 交 流 有 电 容 损 耗 ， 需 加装 无 功 补 偿 装 置 。2） 远 距 离 多 回 风 电 场 ， 需要 增 加 回 路 满 足 需 求 ， 增 加经 济 成 本 。 3） 一 旦 故 障 影 响 整 个 系统 ， 稳 定 性 无 法 保 障 1） 增 加 了 无 功 补 偿 设 备 和滤 波 器 成 本 。2） 谐 波 污 染 电 网 ， 连 接 交流 电 网 易 发 生 换 相 失 败 。3） 平 台 占 用 面 积 较 大 。 1） 直 流 输 电 需 进 行 多 次 交直 流 变 换 ， 而 换 流 器 成本 较 高 。2） 海 上 风 电 场 不 能 直 接 对陆 上 交 流 系 统频 率 变 化 做 出 响 应 、 进 行主 动 频 率 支 撑 。3） 技 术 尚 不 成 熟应 用 情 况 近 海 风 电 场 远 海 风 电 场 远 海 风 电 场电 力 损 耗 由 于 临 近 效 应 和 集 肤 效 应 ，电 容 和 电 感 产 生 的 阻 抗 损 耗较 高 直 流 导 体 电 阻 损 耗 和 绝 缘介 质 损 耗 ， 损 耗 较 低 直 流 导 体 电 阻 损 耗 和 绝 缘介 质 损 耗 ， 损 耗 较 低长 度 长 度 受 限 长 度 不 受 载 流 量 影 响 ， 适合 深 海 远 海 输 电 长 度 不 受 载 流 量 影 响 ， 适合 深 海 远 海 输 电安 全 程 度 相 对 直 流 较 低 适 中 高投 资 成 本 电 站 投 资 较 少 ， 电 缆 较 高 电 站 投 资 较 高 ， 电 缆 较 少 电 站 投 资 最 高 ， 电 缆 较 高 资 料 来 源 ： 公 开 资 料 ， 东 证 衍 生 品 研 究 院4） 根 据 绝 缘 材 料 的 不 同 ， 我 们 把 海 缆 分 为 油 纸 绝 缘 海 缆 ， 橡 胶 绝 缘 海 缆 ， 塑 料 绝 缘 海缆 。 交 联 聚 乙 烯 （ XLPE） 绝 缘 电 缆 ， 是 一 种 适 用 于 配 电 网 等 领 域 的 电 缆 ， 它 结 构 简 单 、重 量 轻 、 耐 热 好 、 负 载 能 力 强 、 不 易 熔 化 、 耐 化 学 腐 蚀 ， 机 械 强 度 高 ， 已 经 是 应 用 最广 泛 的 海 缆 产 品 。 但 是 从 高 压 直 流 输 电 海 缆 的 市 场 来 看 ， 传 统 的 油 纸 绝 缘 输 电 海 缆 仍然 是 主 流 产 品 。2.2、 海 底 电 缆 材 料海 缆 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 。 专 题 报 告 2022-08-16 13 期 货 研 究 报 告 在 海 缆 的 结 构 中 ， 最 外 层 的 外 被 层 用 来 抵 御 海 水 腐 蚀 ； 下 一 层 是 钢 丝 铠 装 ， 用 来 加 强海 缆 的 机 械 强 度 ， 防 止 外 力 破 坏 ； 铅 护 套 用 来 抵 御 海 水 腐 蚀 和 强 大 的 水 压 ； 阻 水 层 可以 阻 止 当 铅 护 套 损 坏 时 ， 海 水 渗 入 铅 护 套 并 沿 轴 向 扩 散 ； 海 缆 绝 缘 层 和 陆 缆 绝 缘 层 没有 区 别 ， 用 来 传 送 能 量 ； 内 外 屏 蔽 层 用 来 均 匀 电 场 分 布 ， 提 高 绝 缘 寿 命 。 根 据 海 缆 导 电 芯 数 量 的 不 同 ， 可 以 分 为 单 芯 海 缆 和 三 芯 海 缆 。 单 芯 海 缆 便 于 敷 设 ， 敷设 长 度 一 般 为 三 芯 电 缆 的 三 倍 ， 总 体 施 工 时 间 较 长 。 同 时 ， 单 芯 海 缆 要 敷 设 在 三 根 非磁 性 管 道 中 ， 而 三 芯 海 缆 敷 设 在 同 一 根 管 道 中 ， 单 芯 管 材 根 数 相 比 三 芯 需 求 较 多 ， 变电 站 多 回 进 出 线 不 方 便 布 置 。 高 压 电 力 海 缆 因 为 相 间 绝 缘 问 题 通 常 使 用 单 芯 海 缆 ， 中压 电 缆 因 为 电 压 较 低 ， 相 间 绝 缘 问 题 可 以 忽 略 ， 一 般 采 用 三 芯 形 式 。2.3、 海 缆 生 产 工 艺目 前 国 际 上 用 来 生 产 中 高 压 海 缆 和 110～ 500kV 高 压 XLPE 电 缆 的 工 艺 装 备 主 要 有 立塔 交 联 （ VCV 与 GCP 法 ） 、 MDCV、 CCV、 FZCV 等 生 产 方 法 。 图 表 17： XLPE海 缆 生 产 工 艺 对 比立 塔 法 （ VCV） 卧 式 长 承 模 具 交 联 法 （ MDCV） 全 干 式 悬 链 线 法 （ CCV） 硅 油 交 联 悬 链 线 法 （ FZCV）设 备 投 资 较 低 ， 但 建 筑 产 品 质 量 好 ， 占 地 面 积 比 悬 链 线 由 于 交 联 管 长 度 可 不 受 立 塔 高 由 于 硅 油 成 本 高 ， 采 用 者 不 图 表 15： 单 芯 交 联 聚 乙 烯 绝 缘 海 缆 结 构 图 图 表 16： 三 芯 交 联 聚 乙 烯 绝 缘 海 缆 结 构 图 资 料 来 源 ： 中 天 科 技 海 缆 招 股 书 资 料 来 源 ： 中 天 科 技 海 缆 招 股 书 专 题 报 告 2022-08-16 14 期 货 研 究 报 告 特 点 费 用 大 。 采 用 这 种 方法 ， 生 产 过 程 中 质 量 容易 控 制 ， 由 于 不 偏 心 ，生 产 的 电 缆 内 电 场 强 度分 布 均 匀 ， 电 气 性 能好 ， 击 穿 电 压 高 。 小 ， 土 建