海上風電市場前景及產業鏈格局解讀分析
▌海上風電資源豐富,高速發展打開市場空間
風能資源儲備豐富,海上風電前景廣闊
風力發電是可再生能源領域中技術最成熟、最具規模開發條件和商業化發展前景的發電方式之一。
風能開發和利用不受資源約束,環境影響小,可以大規模和可持續發展。
全球的風能約為2.74×10^9MW,其中可利用的風能為2×10^7MW。在現有風電技術條件下,我國風能資源足夠支撐10億千瓦以上風電裝機,風力發電將是未來能源和電力結構中的一個重要的組成部分。
同時,發展風力發電對于解決能源危機、減緩氣候變化、調整能源結構有著非常重要的意義。
我國海上風能資源豐富,近海風能可供開發資源達到5億千瓦。
我國海岸線遼闊,海上風能資源豐富,主要集中在東南沿海地區。
我國東南沿海及附近島嶼的有效風能密度為200-300瓦/平方米以上,全年大于或等于3米/秒的時數約為7000多小時,大于或等于6米/秒的時數約為4000小時。
根據發改委能源研究所發布的《中國風電發展路線圖2050》報告,中國水深5-50米海域,100米高度的海上風能資源開放量為5億千瓦,總面積為39.4萬平方千米。
不同省份的海上風力資源和地質條件差異明顯。
我國風能資源最豐富的區域出現在臺灣海峽,由該區域向南、北兩側大致呈遞減趨勢。
具體而言,江蘇、山東等長江以北屬于典型的低風速、無臺風風險市場,需求大葉輪機組,河北、遼寧等更北部海域還要考慮海冰的影響;
廣東、浙江等屬于典型的低風速、有臺風風險市場,需求的是大葉輪抗臺風機組;
福建、粵東部分區域、臺灣海峽等屬于典型的高風速、有臺風風險市場,需求的是更大容量抗臺風機組。
利用風能資源發展風電,為實現非化石能源占一次能源消費比重達到15%的目標提供重要支撐。
在國家相關部門重視和多重政策的支持下,風電已成為我國第三大電源,從補充能源進入替代能源的發展階段。
《風電發展“十三五”規劃》指出,“十三五”期間風電建設總投資將達到7000億元以上,到2020年底,風電年發電量要確保達到4200億千瓦時,約占全國總發電量的6%。
增加可再生能源在一次能源消費結構中的比例,并以最終和清潔煤電價匹配為發展目標。
風電發展向非限電地區轉移,海上風電優勢顯著
陸上風電發展增速趨緩,棄風限電現象略有好轉。
2017年陸上風電新增裝機18.50GW,相比較2016年22.78GW的新增裝機量,同比下降18.79%,陸上風電發展增速有所放緩。
2018年一季度,全國平均利用小時數592小時,同比增加124小時;全國棄風電量為91億千瓦時,同比下降44億千瓦時;棄風率為8.5%,同比下降7.9個百分點,與2017年相比棄風限電情況明顯好轉;但國家電網提出的目標是在2020年棄風率控制在5%以內。
陸上風電發展受限使得海上風電成為風電發展新出路。
陸上風電發展主要受限于棄風消納問題,棄風現象嚴重主要在于系統調峰能力嚴重不足,新能源發電與送出工程建設進度不同步和體制機制的問題。
新能源富集地區不同程度地存在跨省、跨區通道能力不足問題,已成為制約新能源消納的剛性約束。
而海上風場基本都建設在沿海100-200公里以內,距離負荷中心較近,減少電力傳輸損失,并且常年有風,所以很適合電負荷中心的需求。
海上風電的發展,有望滿足行業發展增量需求,成為風電發展新出路。
海上風電利用小時數超陸上風電,發電量優勢顯著。陸上風電年均利用小時數為2200左右,海上風電根據資源條件不同,利用小時數一般也不同,但是平均利用小時數可以達到3000小時以上。
相較于陸上風電,目前我國海上風電單機容量以2.5-5MW為主,高于陸上風電以2MW類型為主的單機容量。
隨著技術水平提高,單機規模持續擴大,更強更穩的風力以及更高的利用小時數,海上風電的發電優勢將更加顯著。
海上風電能夠為我國東南沿海省份提供有效的能源補充。
海上風能資源主要處于東部沿海地區,以福建、浙江、山東、江蘇和廣東五個省份為主。
東部沿海省市是國內經濟最發達的地區,用電領先并處于電負荷中心,為大規模發展海上風電提供了足夠的市場空間。
同時,這些省市電力供應緊張,用電增長速度較快,隨著火電裝機量的進一步走弱,用電缺口將進一步擴大,海上風電可以作為目前常規使用能源的有效補充。
2017年,海上風力資源所在的主要五個東南沿海省份(福建、浙江、山東、江蘇和廣東)總用電量為23502億千瓦時,是西北地區的6.1倍左右,消納能力強。
▌海上風電全面啟動,市場空間超千億
風電行業新增裝機量短期下滑,長期看行業發展穩定向上。
受2015年風電搶裝帶來的需求透支、紅六省限裝的影響,2016年與2017年風電行業新增裝機需求量持續下滑。
2017年全國新增風電并網裝機容量19.66GW,較2016年的23.37GW,同比下降15.88%。
不同于2010-2012年的風電行業,在平價上網日趨臨近的大背景下,風機行業需求不存在大幅下滑的風險,長期看風電行業總體發展穩定。
風電投資重心逐漸向非限電地區轉移,海上風電有望受益。2017年三北地區新增裝機占比呈小幅下滑,由2016年53%降為2017年51%。
同時中東部及南方地區新增裝機由2016年的47%增至2017年的49%。
“三北”地區棄風限電嚴重,同時由于技術進步使低風速區域可利用率提升,風電投資重心逐漸向中東部地區轉移。海上風能資源區多集中于非限電地區,海上風電有望直接受益。
海上風電裝機實現大幅度增長。
根據中國風能協會的統計,2017年,我國海上風電新增裝機(吊裝量)319臺,容量達到1160MW,比上年增長97%,海上風電裝機增速有較明顯的優勢。
海上風電累計裝機量呈現爆發式增長,由2010年150MW增長至2017年的2790MW。
海上風電新增裝機占綜合新增裝機的比重迅速上升,由2010年的0.74%增長至2017年的5.90%,占比逐步提升。
海上風電全面啟動,發展前景廣闊。
2017年海上風電全面啟動,海上風電裝機規模持續擴大,2017年國內海上風電項目招標3.4GW,同比增長81%,占全國招標量的12.5%。
根據國家《風電發展“十三五”規劃》,到2020年全國海上風電開工建設規模達到10GW,力爭累計并網容量達到5GW以上,重點推動江蘇、浙江、福建、廣東等省的海上風電建設。
我國未來四年海上風電裝機容量年復合增長率超過75%。
結合“十三五”海上風電發展目標,風能咨詢機構MAKE預計,截至2020年中國海上風電累計裝機容量將達到15.78GW(吊裝量)。按照預計,未來3年海上風電累計裝機容量復合增長率超過75%。
以海上風電投資開發成本14000元/KW測算,結合2020年我國海上風電累計裝機容量15.78GW的估計值,預計到2018-2020年我國海上風電建設投資市場空間約1800億元。
▌全面解讀海上風電產業鏈格局
海上風電呈現與陸上風電相異的產業格局
海上風電投資開發包括項目開發前期工作、風電場項目建設以及運營維護。
前期包括海上風電規劃、申請項目開發權、申請項目核準3個階段。
海上風電規劃包括地址選擇、實地勘察、項目環評及方案設計研究等。
海上風電場則主要由一定規模的風電基礎和輸電系統構成,風電基礎包括風電機組如葉片、風機、塔身和機組安裝等部分,輸電系統則由交流集電線路,海上升壓站和無功補償設備,海底電纜,陸上變電站和無功補償設備組成,已建成海上風電場大部分采用高壓交流輸電系統(HVAC)。運營維護由風電整機廠商和運營商共同負責。
海上風電產業異于陸上風電產業,區別于陸上風電發展。
從本質上看,陸上風電是“機組+電網+一般性電力工程”;海上風電則是“風電項目+海洋工程”,海底光纜、海上樁基及海上裝機如吊船、打樁船是海上風電項目重要組成部分。
不同于陸上風電項目建設,海上風電的發展一定程度上借鑒海洋工程的技術,牽扯到海域功能的區分,航道,電纜的鋪設,海上風機的設計、施工和安裝,并網,環保,甚至國防安全等一系列問題。
從設計、制造、安裝、運維各個方面要提升到一個更高的高度,發展模式異于陸上風電。
海上、陸上風電的成本構成比例差異顯著,呈現不同的產業格局。由于涉及海洋工程,海上風電項目比陸上風電多了海上樁基及海底光纜,開發投資成本構成不同。
海上風電機組基礎、變電站工程、樁基、運輸安裝和輸電線路費用較高,導致海上風電單位造價高于陸上風電;同時海上裝機需要專業風電運輸安裝船以及吊船,海上風電安裝成本顯著高于陸上風電安裝成本。
國內海上風電暫時還處于探索發展階段,國產海上風機大多是對陸上風機進行改裝或升級,通過提升陸上風機容量,做一些防腐措施改造成海上風機。
面對惡劣的海洋環境,風機可靠性會大打折扣,導致海上風電運維成本很高。
由此導致海上、陸上風電的成本構成比例差異顯著,海上風電風電機組成本占比為32%(含風塔),遠低于陸上風電70%(含風塔),相反海上風電的運營、安裝等成本占比則遠高于陸上風電,產業格局相異。
海上風電項目在硬件方面主要由風電機組、風塔及樁基、海底電纜三部分組成。
在海上風電的總投資中,整機、風塔、海底光纜等設備投資約為50%,按照目前海上風電平均開發投資造價14000元/KW計算,2018-2020年面向整機制造商以及周邊部件供應商如樁基、海底光纜等的海上風電市場近900億元。
海上風電產業鏈結構同陸上風電相似,主要分為運營、整機制造、零部件三環節。
從產業鏈環節來看,海上風電和陸上風電沒有明顯區別,自下而上分為風電場運營、風電整機制造、風機零部件制造三個環節。
目前海上風電運營商主要是五大集團及其下屬能源公司,例如南方電網綜合能源有限公司、華能、大唐、申能、國家電投、三峽、中核、中廣核等;
風電整機相對市場化,海上風電累計裝機容量目前國內排名靠前的是金風科技、遠景能源等,零部件環節由于技術門檻較低,涉及公司較多,主要以葉片、塔架、齒輪箱等生產商為主。
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責任編輯:蔣桂云
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