风电行业：双碳战略引领，风电前景向好-华泰证券.pdf

免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 1 证券研究报告 电力设备与新能源 双碳战略引领，风电前景向好 华泰研究 电力设备与新能源 增持 (维持) 研究员 申建国 SAC No. S0570522020002 SFC No. BSK177 shenjianguo@htsc.com 联系人 周敦伟 SAC No. S0570122020039 zhoudunwei@htsc.com 华泰证券2022年中期线上策略会 行业走势图 资料来源：Wind，华泰研究 重点推荐 股票名称 股票代码 目标价 (当地币种) 投资评级 禾望电气 603063 CH 40.84 买入 运达股份 300772 CH 26.91 买入 东方电缆 603606 CH 61.12 增持 资料来源：华泰研究预测 2022年5月25日│中国内地 深度研究 风电装机需求不减，上下游企业有望迎业绩与估值双增 我国双碳战略引领下，各省市政策端持续利好风电企业，叠加风电平价时代 来临，风电经济性日益凸显，上下游企业需求有望高增。据 CWEA 预测， 2025 年我国风电累计装机容量有望达 655.67GW，21-25 年 CAGR 为 17.3%，“十四五”期间年均新增装机 70GW 以上。我们看好风电行业，首 次覆盖禾望电气、运达股份和东方电缆。1）禾望电气：风电变流器龙头， 三轮并驱助成长；2）运达股份：行业积淀深厚，市场份额稳增；3）东方电 缆：深积淀高壁垒，海缆龙头地位稳。三家公司为行业龙头企业，将充分受 益于十四五规划风电装机需求持续放量，获业绩与估值双增。 行业复盘：周期性削弱，未来成长性是核心特征 2021 年前，国家上网电价政策是影响风电装机容量的最主要因素，而装机 高增长与消纳能力不匹配是行业持续增长的核心瓶颈，因而行业呈现一定周 期性；陆风、海风补贴分别于 2021、2022年取消，行业走向平价时代，未 来装机将体现行业真实需求，成长性将成为行业的核心特征。 趋势研判：风机大型化降本趋势明确，“两海”市场高增可期 随着双碳战略的提出，风电行业发展趋势确定，未来风机大型化是降本的核心 路径，海上风电及海外市场是未来产业链重点发展的两大市场。1）风机大型化： 风机大型化会明显减少单位容量材料的用量，进而降低单位容量的风机造价。 预计未来行业将持续通过大型化降本，低成本将近一步促进需求。2）海上风电 布局：国内海上风电潜在开发空间大，海上风电相比陆上风电具有利用小时数 高、可用资源丰富等特点，预计海上风电将成为风电的核心增长市场；3）海外 市场开拓：海外市场广阔，主要国家均提出风电装机规划，国内风电产业链公 司积极出海，凭借国内企业的规模优势，出海是行业发展的重点。 双碳战略下风电行业高景气，重点推荐大型化受益环节 风电产业链主要分为上游原材料、中游风机及其他核心零部件和下游风电场 运营商。受益于风电赛道高景气，产业链上下游各环节有望高速发展，我们 建议关注六大高景气行业：1）主机：半直驱大型化双力助推，龙头企业有 望受益。2）塔筒：市场格局优化在即，“两海”市场打开增长空间。3）海缆： 远距离大容量演变，高技术壁垒稳定行业壁垒。4）轴承：国产化进程加速， 利好国内龙头企业。5）叶片：向大型化、轻量化发展，碳纤维渗透率有望 提升。6）主轴：国产替代程度高，呈双寡头竞争格局。 风险提示：风机装机量不达预期风险，原材料价格上涨风险。 (29) (7) 15 37 59 May-21 Sep-21 Jan-22 May-22 (%) 电力设备与新能源 沪深300 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 2 电力设备与新能源 正文目录 风电行业复盘 3 行业趋势：风机大型化趋势明显，布局海上风电与海外市场 . 4 风机向大型化发展，推动单位容量成本下降 . 4 海上风电资源优质，海风开发空间大 5 全球需求共振，出海是发展关键 . 6 风电赛道高景气，六大行业增长可期 . 7 风机：半直驱大型化双力助推，龙头企业有望受益 7 塔筒：市场格局优化在即，“两海”市场打开增长空间 . 9 海缆：向远距离大容量演变，高研发投入稳定行业壁垒 . 12 轴承：国产化进程加速，利好国内龙头企业 . 14 叶片：向大型化、轻量化发展，碳纤维渗透率有望提升 . 16 主轴：国产替代程度高，呈双寡头竞争格局 . 19 首次覆盖推荐标的 . 22 风险提示 22 首次覆盖公司 22 禾望电气（603063 CH，买入，目标价 40.84元） 22 运达股份（300772 CH，买入，目标价 26.91元） 31 东方电缆（603606 CH，增持，目标价 61.12元） 38 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 3 电力设备与新能源 风电行业复盘 在历史上，我国风电装机量具有一定周期性，国家上网电价政策是影响风电装机容量的最 主要因素，截至 2020年，我国风电累计装机量达到 281GW。 2005年前：我国风电行业处于起步阶段，截至 2005年我国累计装机规模约为 1.2GW，零 部件国产化率低，风机及零部件企业以海外公司为主； 2006-2010：2006年国内颁布《可再生能源法》，政策层面全面推动风电行业的发展，这一 阶段国内装机基数低，随着国内企业自主创新能力增强，装机增速明显加快，产业链国产 化率也近一步提高，2009 年国家发布新上网电价政策，开始对风电进行补贴，截至 2010 年，国内累计装机规模接近30GW； 2011-2015：行业在快速增长的同时风机质量和弃风限电的问题也逐渐显现，国内政策有所 收紧。2015年行业抢装需求旺盛，全年新增装机30.75GW，截止15年末我国累计风电装 机量达 145GW； 2016-2020：“三北地区”弃风限电问题凸显，国内出台多项政策以解决弃风率高的问题， 风电装机增速出现阶段性下滑，21 年开始陆上风电将没有补贴，因此陆风项目的上网电价 和项目的核准时间与并网时间直接相关，业主在政策节点到来前会加快项目投资建设进度， 20年风电装机出现快速上涨； 2021年至今：在国家“碳中和碳达峰”的指引下，一些沿海省份相继出台十四五期间海上 风电发展规划，积极推动海上风电的发展。陆上及海上风电分别从 2021、2022 年开始取 消国家补贴，未来行业成长性将替代周期性，成为主要特征。 图表1： 风电行业复盘 资料来源：CWEA，华泰研究 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 4 电力设备与新能源 行业趋势：风机大型化趋势明显，布局海上风电与海外市场 风电产业链主要分为上游原材料、中游风机及其他核心零部件和下游风电场运营商。下游客 户主要是国有发电集团为主的投资运营商，发电集团需在电力投资时配置一定比例的清洁能 源；中游是风机、塔筒和海缆等风力发电核心部件，以及其他风机的核心零部件，包括轴承、 叶片、齿轮箱、发电机等；上游为原材料，主要为钢材、碳纤维、玻璃纤维、铜材等。 图表2： 风电产业链 资料来源：公司公告，华泰研究 图表3： 我国风电零部件各环节产值（亿元） 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E CAGR 塔筒 269 319 378 418 438 12.9% 海缆 218 102 216 400 600 28.9% 轴承 118 145 179 205 221 17.1% 叶片 327 394 472 530 563 14.5% 主轴 24 27 30 35 42 15.0% 风电叶片碳纤维 22 28 40 57 81 38.7% 注：主轴产值预测数据来源于华经情报网，其余为华泰研究预测 资料来源：华经情报网，华泰研究预测 随着双碳战略的提出，风电行业发展趋势确定。未来风机大型化将是降本的核心路径，此 外海上风电及海外市场是未来产业链重点发展的两大市场。 风机向大型化发展，推动单位容量成本下降 风机大型化会明显减少单位容量材料用量，进而降低单位容量的风机造价。大型化会使单 台风机技术难度更大，成本更高，但相同规模的风电场需要安装的风机数量减少，带来风 机单位容量成本的下降，同时也摊薄了施工等费用。 随着新能源发电进入平价时代，国内风电成本开始加速下降。根据金风科技业绩演示材料， 2020年起国内风机公开投标均价从抢装时期的高点加速下行，2021中相比2020年初价格 下降超过 30%。预计未来行业将持续通过大型化降本，低成本将近一步促进需求。 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 5 电力设备与新能源 图表4： 风机功率变化趋势 图表5： 风机功率及招标价格（单位：元/KW） 资料来源：CWEA，华泰研究 资料来源：金风科技业绩演示材料，华泰研究 海上风电资源优质，海风开发空间大 从资源禀赋看，国内海上风电潜在开发空间大，海上风电相比陆上风电具有利用小时数高、 可用资源丰富等特点，根据世界银行 2021年1月发布的全球海上风电潜力地图显示，中国 可开发的海上风电资源空间达到 2,429GW，其中固定式海风可开发资源达到 1,321GW， 漂浮式海风可开发资源达到1,108GW。同时，我国海上风电地理位置更接近东部沿海的用 电高负荷地区，没有消纳问题。 图表6： 十四五清洁能源基地规划 资料来源：国家能源局，华泰研究 0% 20% 40% 60% 80% 100% 120% 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 1.5MW-1.9MW 2MW 2MW-3MW 3MW以上 0 500 1,000 1,500 2,000 2,500 3,000 3,500 4,000 4,500 20 20 /01 20 20 /02 20 20 /03 20 20 /04 20 20 /05 20 20 /06 20 20 /07 20 20 /08 20 20 /09 20 20 /10 20 20 /11 20 20 /12 20 21 /01 20 21 /02 20 21 /03 20 21 /04 20 21 /05 20 21 /06 20 21 /07 20 21 /08 20 21 /09 2.5MW风机招标价格 3MW风机招标价格 4MW风机招标价格 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 6 电力设备与新能源 全球需求共振，出海是发展关键 海外主要国家均提出风电规划，未来海外风电市场增速高。欧盟计划 2030 年风电装机在 2019 年基础上增加一倍，英国计划 2030 年风电累计装机达到 66GW，美国预计 2030 年 装机 30GW，日本提出海上风电 2030 年规划 10GW 和 2040 年 45GW 的计划。国内风电 产业链公司积极布局海外市场，凭借国内企业的优势，产业链出海是未来行业发展的重点。 图表7： 国内及海外海上新增装机及增速（GW） 图表8： 2014-2021年国内风机产值 资料来源：CWEA，华泰研究 资料来源：金凤科技业绩演示材料，华泰研究测算 -50% 0% 50% 100% 150% 200% 0 5 10 15 20 25 30 2018 2019 2020 2021 2022E 2023E 2024E 2025E 国内新增海风 海外新增海风 国内新增yoy 海外新增yoy -40% -20% 0% 20% 40% 60% 80% 100% 120% 0 500 1,000 1,500 2,000 2,500 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 产值（亿元） yoy 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 7 电力设备与新能源 风电赛道高景气，六大行业增长可期 风机：半直驱大型化双力助推，龙头企业有望受益 风力发电机组是一种将风能转化成电能的能量转化装置。目前,大型风力发电机组包括叶轮 (由叶片和轮毂构成)、传动系统、偏航系统、液压制动系统、发电机、控制与安全系统、机 舱、塔架和基础等部分。其工作原理是由风力带动叶轮转动,叶轮通过主轴连结齿轮箱,叶轮 产生的动能经齿轮箱加速后驱动发电机发电,电流经变频器变频、变压器升压后,被送入电网。 图表9： 风电机组结构 资料来源：几种大型风力发电机组技术特点及应用（林明，2010），华泰研究 轻体量、高效率、低成本俱全，风机龙头加入半直驱领域。半直驱技术路线通过使用两级 传动齿轮箱来适当提高永磁发电机的转速，与传统的技术路线相比具有体积小、重量轻、 效率高等特点。以明阳智能的超紧凑半直驱技术为例，超紧凑半直驱技术采用两级行星齿 轮箱，效率为 98.5%；在相同条件下，使用超紧凑半直驱技术的 MySE 机组发电量同比其 它机组要高约 5%。通过采用超紧凑传动链技术，风机载荷受力传递路径较短，可以有效减 轻齿轮箱、发电机经受的载荷，大幅提升机组运行的可靠性，进而有效降低综合度电成本。 总体而言，半直驱风机较直驱风机体积更小、重量更轻、效率更高，便于运输和吊装，市 场竞争优势明显；较双馈风机可靠性更高、成本更低，具有较强的技术优势。 图表10： 各风机机型对应厂商及产品 机型 厂商 具体产品 双馈 三一重工 6.X风电机组 Vestas V162-6.0MW 西门子歌美飒 SG155-5.8MW GE 运达股份 WD147-4.8MW 直驱 金风科技 GW165-4.0MW机组、GW165-5.0MW机组 上海电气 DEW172-5.5MW 东方电气 13MW 半直驱 明阳智能 MySE系列风电机组 上海电气 WG172-5.55MW 资料来源：各公司年报，华泰研究 原材料为风机成本主要来源，其中叶片、齿轮箱、发电机占比大。以明阳智能为例，2020 年原材料成本占风机总成本高达95%，其余费用占比约5%，而对原材料拆分来看，叶片、 齿轮箱、发电机是风电整机中价值量最大的零部件，成本占比最高。以双馈式风电机组为 例，叶片成本占比最高，为23%，其次为齿轮箱和发电机，分别占比 15%与10%。 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 8 电力设备与新能源 图表11： 明阳智能风机整机成本拆分 图表12： 双馈式风机原材料拆分 资料来源：明阳智能2020年年报，华泰研究 资料来源：产业信息网，华泰研究 技术专利叠加品牌认知，造就海外风机厂高市场份额。 1）技术专利：国内整机商原始风机技术很早开始就由海外引入，已有较强依赖性。此外， 即使国内整机商引进海外产品后，仍需按照中国国内风资源的不同情况进行定制，对整机 商的跨学科、跨行业整合能力具有较高要求。 2）品牌认知：风机本身售价高，一旦出现故障将带来高昂的维修费用，因而具有较高的运 维要求。而国外头部的整机企业已经有了较长时间的运维保质的经验累积，具有一定的品 牌壁垒。 图表13： 2018-2020年风机整机商国际市场十大龙头市场份额 2018年 2019年 2020年 排名 企业 市场份额 企业 市场份额 企业 市场份额 1 Vestas 19.50% Vestas 18.00% Vestas 14.90% 2 金风科技 14.20% 西门子歌美飒 15.70% 金风科技 12.80% 3 SGRE 12.40% 金风科技 13.20% GE 11.70% 4 GE 11.20% GE 11.60% 远景科技 10.00% 5 远景科技 9.20% 远景科技 8.60% SGRE 8.10% 6 Enercon 5.70% 明阳智能 5.70% 明阳智能 5.20% 7 Nordex 5.10% Nordex 4.90% 上海电气 5.10% 8 明阳智能 4.00% Enercon 3.00% Nordex 4.70% 9 上海电气 2.30% 运达风电 2.50% 运达风电 4.10% 10 联合动力 2.00% 东方风电 2.10% 中国中车 3.90% 其他 14.40% 其他 14.70% 其他 19.50% 资料来源：国际能源网，库珀新能源，华泰研究 风机大型化趋势下龙头企业有望受益，国内风机厂商市占率有望提升。机组大型化趋势下， 大兆瓦机组需适配更大规格的核心零部件，但目前大部分零部件环节产能仍仅适配小型机 组，大型机组所适配的零部件产能相对稀缺。龙头企业所具备的上游资源整合、产业链调 配能力将帮助整机环节龙头企业扩大在方面的优势。 国内和国外风机技术先进性逐步接近，主要动力来源于研发支出增加。风电平价时代来临， 对整机厂商大兆瓦机组设计研发能力和技术工艺先进性提出了新的要求。国外龙头整机商 的长期技术垄断地位是由长期领先的研发支出支撑的，而目前国内外头部整机商的研发支 出差距逐渐缩小，说明国内风机机组设计研发能力和技术工艺先进性也在逐步向国外靠齐， 市占率有望提升。 原材料 95% 人工 2% 其他 3% 叶片 23% 轮毂、底座、变桨 距部分 6%制动系统 6%主轴3% 齿轮箱 15% 发电机 10% 控制系统等与 5% 塔架 15% 其他 17% 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 9 电力设备与新能源 图表14： Vestas和金风科技 2015-2020年研发支出对比 注：Vestas研发支出金额已折算成人民币 资料来源：国际能源网，库珀新能源，华泰研究 塔筒：市场格局优化在即，“两海”市场打开增长空间 塔筒是风电机组的主要承载部件，在风力发电机组中主要起支撑作用，同时吸收机组震动, 对整个风电发电机组起着至关重要的作用。随着风机单机功率的提升，单个风机配套的塔 筒高度和直径也会随之增加，即使单瓦塔筒用量有所下降，随着下游装机规模的提升，塔 筒行业增速依然十分可观。我们假设国内外风电装机量逐年上升，国内/海外陆上单GW 塔 筒用量分别以 7%/5%的速度逐年下降，海上单 GW 塔筒用量以 3%的速度逐年下降，测算 得2025年全球陆上/海上塔筒规模分别为942/242万吨，21-25年CAGR分别为4%/12%。 图表15： 大型化推动塔筒高度增加 图表16： 塔筒市场规模测算（单位：万吨） 资料来源：美国能源局，华泰研究 资料来源：CWEA，华泰研究测算 海风基础带来市场增量：海上风电支撑基础包括桩基+导管架和漂浮式基础两种主要技术路 线。海上风电大量涉及水下支撑结构，其中桩基+导管架主要用于水深 0-60m 的浅海区域， 除了塔筒外，海底桩基也是重要的基础结构，据海力风电招股书披露，单 GW 桩基用量约 20万吨；漂浮式基础主要用于50m以上的深海，漂浮式基础目前技术不成熟，施工难度较 大，整体成本较高，短期商业化难度大。 海底桩基带来新增量：随着海风向远海发展，预计支撑结构的用量也将快速增加，桩基市 场将带来塔筒行业增量。我们假设 21-25 年单 GW 桩基用量以 3%的速度逐年递减，全球 海上风电装机量逐年攀升，测算得桩基市场 2025 年市场规模将达 790.4 万吨，21-25 年 CAGR约为16%。 0 5 10 15 20 25 2015 2016 2017 2018 2019 2020 亿元 Vestas 金风科技 -30% -20% -10% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 0 200 400 600 800 1,000 1,200 1,400 2018 2019 2020 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E 陆上塔筒规模（万吨） 海上塔筒规模（万吨） yoy 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 10 电力设备与新能源 图表17： 桩基、导管架示意图 图表18： 桩基市场规模测算 资料来源：海力风电招股书，华泰研究 资料来源：CWEA，华泰研究测算 塔筒行业竞争格局分散。塔筒的下游为风电运营商，集中度较低，2020年国内CR4合计市场 份额仅约31%，其他零部件下游为整机厂商，市场较为集中，会受到整机厂商价格战的影响。 1）技术壁垒低：塔筒是风电基础部件，塔筒、桩基等产品已经基本实现国产化，主要的技 术特点在于钢板切割、坡口焊接、表面防腐，技术壁垒较低。 2）运输半径有限：塔筒、桩基等风电零部件体积大、重量大，因此通常运输成本占塔筒行 业综合成本的比重大，陆上运输半径大约 500km，海上运输考验码头布局，所以早期单个 工厂规划较为保守，规模效应有限。 图表19： 2020年塔筒市场格局 图表20： 重点公司产能及 CR4预测 资料来源：华经研究院，华泰研究 资料来源：华经研究院，华泰研究 -60% -40% -20% 0% 20% 40% 60% 80% 100% 120% 140% 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 2018 2019 2020 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E 桩基市场规模（万吨） yoy 天顺风能 11% 泰胜风能 7% 大金重工 7% 天能重工 6% 其他 69% 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 2017 2018 2019 2020 （万吨） 泰胜风能 大金重工 天顺风能 天能重工 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 11 电力设备与新能源 原材料及运费成本占比高。原材料占塔筒总成本 80%以上，其中主要原材料为钢材（60% 以上）、法兰（20%左右）、油漆等。由于塔筒体积大、重量大，运输较为困难，所以相比 其他制造业企业，运输成本在塔筒总成本中占比较大。 图表21： 2020年塔筒成本拆分 图表22： 2020年塔筒原材料成本拆分 资料来源：天顺风能2020年年报，华泰研究 资料来源：华经情报网，华泰研究 国内市场向头部集中：1）技术壁垒提高：风机大型化意味着塔筒的高度、直径、强度都需 进行相应的升级，制造环节的难度与精度要求均将提升，行业的技术门槛有望拔高，龙头 企业将获得更大的利润空间；2）头部企业加速布局：塔筒生产商多元，头部民营企业深耕 主业积极布局产能卡位需求，供应商会优先选择具有较大经营规模且历史业绩稳定的公司 合作，随着龙头加快产能布局、供给结构改善，行业集中度有望持续上升。 海外市场是核心增量：1）原材料成本优势：国内钢材价格优势明显，美国钢板价格比中国 约高出 1200 美元/吨，欧洲钢板价格比中国约高出 300 美元/吨；2）人工成本优势：塔筒 体积过大，产线无法自动化，需要大量人工，国内人工成本低，生产效率高，目前国内企 业技术持续进步，目前在技术上已经具备替代海外企业的能力。 图表23： 钢材价格走势（美元/吨） 资料来源：Wind，华泰研究 产能扩张是头部效应的基础。国内十四五规划出台，重点规划了九大清洁能源基地、四大 海风基地，各基地集中在三北地区及沿海城市，随着需求端的集中，各大塔筒供应商在运 输半径内积极扩张产能，以满足十四五风电吊装的需求。其中，天顺风能当前产能 70万吨， 均为陆上产能；大金重工当前产能 100万吨，海上和陆上分别为 50万吨，天能重工和泰胜 风能产能分布较为分散，陆上及海上均有布局，单个基地产能布局较为保守。随着龙头企 业产能的布局，头部效应将持续显现。 直接材料 82% 人工费用 6% 制造费用 5% 运费 7% 钢材 69% 法兰 20% 防腐涂料 5% 其他 6% 0 500 1,000 1,500 2,000 2,500 2018-01-01 2018-07-01 2019-01-01 2019-07-01 2020-01-01 2020-07-01 2021-01-01 2021-07-01 2022-01-01 美国 欧洲 日本 中国 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 12 电力设备与新能源 码头布局是出海的必要条件。自由码头的塔筒公司能够有效利用码头资源，根据公司的生产 和发货计划安排船期，大幅提升发货效率，最大限度地保障公司海上及海外产品的发运需求。 相比之下，其他使用公共码头的生产商在产品下线后需要通过公路运输至公共码头装船发货， 大型海上管桩产品直径大，加大了运输难度，运输费及其他滞港费用也增加了成本。 海缆：向远距离大容量演变，高研发投入稳定行业壁垒 海上发电由集电与送出两个主要环节构成。海上风电的发电环节由若干风力发电单位（包 括风电机组、塔筒、管桩等）组成，电力送出环节包括交流送出和直流送出两种模式，目 前以交流送出为主。风电机组发出的电能通过 35kV集电海底电缆接入海上升压站，升压至 220kV，然后通过220kV交流海缆送至陆上变电站。 目前主流使用的海缆主要由 220kV 的交流送出缆和 35kV 的集电缆构成。交流送出主要采 用220kV海缆，截面积以3×500mm2为主，一般采用单回三芯结构，输电能力 18-35万千 瓦。集电海缆主流为 35kV，单位千瓦价值约 470元。集电海缆主要将风电机组的电力汇集 至升压站或换流站。 图表24： 海缆集电、输电原理示意图 资料来源：中天科技官网，华泰研究 参考欧洲经验，海上风电离岸化是趋势。向深远海发展是欧洲海上风电发展过程中较明显的 趋势，截至2020年欧洲在建海上风电项目平均离岸距离44公里，其中英国的Hornsea One、 德国的EnBW Hohe See和EnBW Albatros等海上风电项目离岸距离超过100公里；而以金 风科技为例，根据其中标项目来看，离岸距离逐渐由平均40-50公里往平均60公里演变。 受疫情影响 2022年应为海缆交付小年，2023-2024年回归正常交付水平，应为交付高峰。 按十四五规划，2025年应当达到30GW 的装机量，则按正常增速 22-24年海上风电装机量 分别为 6/12/20GW；以青洲四 500MW 海上风电海缆中标价格 12.2-13.9 亿元/GW 分析， 由于海缆离岸距离增大叠加单位传输容量提高，其价值量应当在近几年保持稳定增长，预 计 2022-25年单 GW 价值量为 17/18/20/20亿元。测算得 2022-25年海缆市场规模分别为 102/216/400/600亿元，21-25年CAGR达28.9%。 图表25： 海缆市场规模测算 2019A 2020A 2021A 2022E 2023E 2024E 2025E 中国海风装机量（GW） 2 4 15 6 12 20 30 单GW 价值量（亿元） 13 14 15 17 18 20 20 海缆市场规模（亿元） 32 54 218 102 216 400 600 资料来源：CWEA，全球能源互联网发展合作组织经济技术研究院，华泰研究 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 13 电力设备与新能源 海缆行业壁垒较高，有一定制造施工门槛。目前在国内具备海缆制造和施工能力的企业还 较少，主要有中天科技、东方电缆、亨通光电、汉缆股份等，而东方电缆、汉缆股份、中 天科技大有三分天下的局势，考虑海缆行业壁垒和已有公司的先发优势，预计未来新入者 重塑格局的可能较小，未来海缆行业格局将维持稳定。 1）生产设备和技术：海缆长期运行于复杂的海底环境，需要具备抗腐蚀、潮湿等特性，因 此对生产技术和设备要求较高，例如 VCV立塔交联生产线、CCV悬链交联生产线、盘框绞 机等设备。此外截面构造相对于陆缆更加复杂并且要求能够单根连续生产； 图表26： 海缆生产工艺流程 资料来源：东方电缆招股书，华泰研究 2）地理位置：海缆因大长度、重量以及运输难度高等因素，生产基地需要配备码头，而国 内码头数量有限，且由政府部门审批； 3）资金：海缆行业属于重资产，需要有雄厚的资金建设生产基地。例如，东方电缆新建的 郭巨基地投资额约为 15亿元（预计新增100亿元产能）；此外，出于产业链一体化的目的， 海缆企业通常要求具有施工能力，需要建设铺缆船； 4）品牌：海缆的下游多为国企、央企电网业主等，公司品牌和历史业绩是重要的竞标参考 指标，新进入者难以在短期树立品牌形象、积累业绩，部分产能可能因此闲置； 海缆竞争格局与欧洲类似，均呈现龙头垄断的格局。2005年以前，海缆市场主要由国外的 海缆企业垄断，主要包括耐克森、普睿司曼、阿尔卡、特朗讯、泰科和日本富士通株式会 社等。截至目前海上风电开发区域主要集中在欧洲和中国，两地海底电缆市场均呈现非常 相似的多寡头格局。 图表27： 2019年中国海缆市场份额情况 资料来源：华经研究院，华泰研究 中天科技 44% 汉缆股份 29% 东方电缆 20% 亨通光电5% 其他 2% 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 14 电力设备与新能源 海缆中最主要的构成材料是铜和绝缘材料。海缆营业成本的主要构成成分依然是材料成本， 占比 93%，其中由于铜材、钢材占比较大且单价波动风险较高，故此处消除价格对成本的 影响，主要讨论材料用量，可知单位千克海缆中，铜材、绝缘材料、护套材料为占比最高 的三个部分，其中铜材由于价格也较高，也是影响海缆成本的主要因素。 图表28： 海底光电复合缆典型结构示意图 图表29： 2014年东方电缆海缆原材料成本用量拆分 资料来源：《海上风电场电力传输与海底电缆的选择》（张建民，2011），华泰 研究 资料来源：东方电缆招股书，华泰研究 轴承：国产化进程加速，利好国内龙头企业 通常来说，一套风力发电机组的核心轴承含有：偏航轴承 1 套，变桨轴承 3 套，主轴轴承 1-3套，此外根据不同的风机技术路线（如双馈式风机）还可能需要搭配齿轮箱轴承等。由 于风电机组的恶劣运行工况和长寿命、高可靠性的使用要求，使风电轴承具有极高的技术 复杂度，是公认的国产化难度最大的部件之一。目前风机偏航、变桨、发电机轴承及 3MW 级以下的主轴轴承已实现了国产化，但大风机的主轴承却受制于人，依赖进口。 图表30： 双馈式风机风电设备轴承示意图 资料来源：新强联招股书，华泰研究 材料+工艺差距筑造技术壁垒。国内高端轴承主要在材料和工艺上不及国外，并且在高精度 机床、感应加热设备等工艺设备商也相对薄弱。高端轴承的制造过程涉及设计、加工、测 试等技术问题和力学、摩擦学等理论基础，需要长期的技术经验积累和大量的高素质人才。 长认证周期+高技术要求造就客户认证壁垒。轴承产品需要保证在长期复杂载荷、多种工况 下的可靠稳定，所以客户对产品质量有着严格的要求，从而产生了对供应商相应严苛的认 证体系。针对高端轴承的研发和生产，轴承生产企业还需要与整机生产商进行合作研发， 和工业化测试，不断进行反馈与技术改进，研发成功后应用于整机生产商新产品的规模化 生产之中。由于产品的认证周期长，对技术质量要求高，双方投入大，形成稳定供货关系 后，整机生产商不会轻易改变供应商。 铜材 53% 铝材 6% 绝缘材料 13% 屏蔽材料 3% 护套材料 13% 钢丝 6% 合金铅 6% 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 15 电力设备与新能源 图表31： 轴承生产工艺 资料来源：新强联招股书，华泰研究 风机大型化加高技术壁垒，大兆瓦轴承享产品溢价。国际市场上单兆瓦主轴承价值量随着 风机功率的上升呈现出明显上升趋势。小兆瓦主轴轴承价值量在 5-20 万，4-6MW 级别主 轴承报价约在 30万，而 6-8MW级别主轴承报价则高达 250-270万。主要原因为随着风机 大型化趋势推进，风电轴承的尺寸随着装机容量的增加而增大，其加工难度亦成倍增加。 此外，大兆瓦配套产品产能相对有限且成品率低，因此单位价值量有所提高。2018上半年 风机主轴承价值占比在明阳智能 1.5MW 风机中仅约2%，而在3.0MW 风机中达7%。 图表32： 2010-2019年风电轴承销售均价变化 图表33： 2018H1明阳智能风机零部件材料价值占比 资料来源：华经产业研究院，华泰研究 资料来源：明阳智能招股书，华泰研究 轴承市场量价齐升，220亿规模可期。风电轴承市场规模和需求量与风电装机量关系密切， 风电装机量持续攀升，带动风电轴承市场需求的上涨，2019 年风电轴承市场规模达 99 亿 元，需求量达 1.08 万机组。我们假设 21-25 年国内年新增装机稳步上涨，大兆瓦风机单 MW 价格为小兆瓦的1.1倍，且大兆瓦风机占比逐年上升，测算得 2025年主轴轴承/偏航变 桨轴承市场规模分别为 123/98亿元，21-25年风电轴承总市场规模 CAGR为17.1%。 图表34： 2014-2019年风电轴承市场规模 图表35： 2012-2019年风电轴承需求量 资料来源：华经产业研究院，华泰研究 资料来源：华经产业研究院，华泰研究 55.2 55.4 58.5 63.0 67.8 67.3 67.5 72.7 81.2 91.3 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 销售均价（万元/机组） 1.98% 1.31% 6.98% 2.74% 3.53% 3.20% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 1.5MW 2,0W 3.0W 主轴轴承 变桨轴承 叶片 齿轮箱 发电机 变频器 其他 (40) (30) (20) (10) 0 10 20 30 0 20 40 60 80 100 120 2014 2015 2016 2017 2018 2019 市场规模（亿元，左轴） 增长率（%，右轴） (40) (30) (20) (10) 0 10 20 30 40 50 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 需求量（万机组，左轴） 增长率（%，右轴） 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 16 电力设备与新能源 轴承行业市占率集中，国外龙头企业优势明显。目前我国配套大功率机型的高端轴承主要 依赖进口，全球范围内风电轴承仍主要由德国、瑞典、日本、美国的厂商供应，2019年国 内洛轴、瓦轴、新强联等企业合计市占率不到 10%。我国国产化程度较高的是小功率变桨 偏航轴承、小功率主轴轴承，目前已实现量产；而大功率主轴轴承国产化程度较低，仍然 依赖于海外厂商供应，但已有国内厂商取得突破性进展。 主轴承进口受限，国产化进程加速。目前我国进口风电主轴轴承存在一定的限制，一是欧 洲疫情持续对风电轴承全球供应链造成较大影响，二是国外企业大型轴承产能不足以支撑 国内风电行业发展需求，根据“疫情下海上风电产业链的全球协同发展线上会议”上的描 述，目前主要配套海上风电的大型轴承的舍弗勒和 SKF合计产能约 600套，需要在全球范 围内分配，低于我国海上风电的预期装机量。头部国内企业有望受益于机组大型化的趋势， 逐步实现国产替代。 图表36： 2019年风电轴承企业市占率分布情况 资料来源：华经产业研究院，华泰研究 叶片：向大型化、轻量化发展，碳纤维渗透率有望提升 叶片是风电机组将风能转化为机械能的关键核心部件之一，也是风机获取更高风电机组利 用小时数和实现经济效益的基础。 图表37： 风电叶片生产工艺 资料来源：时代新材2020年报，华泰研究 中国瓦轴 4% 中国洛轴 4% 捷克ZKL 1% 德国罗特艾德 8% 美国Timken 9% 日本KOYO 9%日本NTN12% 瑞典SKF 24% 德国舍弗勒 29% 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 17 电力设备与新能源 风电叶片供需存在结构性失衡。 供给端：模具的使用造成叶片行业产能瓶颈。一套模具在生命周期内可生产约 400-600 片 叶片，每片叶片的生产周期为 2天左右，即每套模具大概具备年产 60套叶片的能力。在满 负荷生产的情况下一套