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2021年全球及中国风力发电行业现状分析海上风电发展迅猛趋势

来源: 华体会体育app在线登录 作者: 华体会全站官网登录入口 发布时间: 2022-08-30

  风力发电是指把风的动能转为电能。风能是一种清洁无公害的可再生能源,利用风力发电非常环保,且风能蕴量巨大,日益受到世界各国的重视。一个完整的风电场一般由一定规模数量的风电机组和输电系统构成。一个风电机主要由塔筒、机舱、轮毂和叶片构成,各部件之间的连接和旋转都需要用到轴承。塔架内敷设有发电机的电力电缆、控制信号电缆等,塔底有塔门,塔架内分若干层,层间直梯便于人员上下。风电机组之间由电缆相互连接,再经变电站升压再连接至电网。

  电机是风电设备的核心,根据风轮驱动发电机的方式,可分为齿轮箱升速式和直驱式,根据发电机类型的不同,风电机可分为双馈式和全功率变换式。按照上述分类方式,目前市面上主流的风电机可分为:永磁直驱、电励磁直驱、半直驱、双馈异步式、鼠笼异步式发电机。

  从全球风电行业发展情况来看,全球主要国家发展风电主要是致力于于能源独立和清洁化,具体情况如下:

  2022年1月,国家发展改革委召开新闻发布会时表示,要坚持规划引领、“全国一盘棋”,在落实调峰资源和消纳市场的基础上,加快推进以沙漠、戈壁、荒漠化地区为重点的大型风电光伏基地项目建设,全力提升供应保障能力和优化能源结构。政策积极布局风电发展建设。2021年12月27日,国家发改委正式印发《江苏沿海地区发展规划(2021—2025年)》。规划提出,加强沿海电源点及电力、油气输送通道规划布局,统筹建设海上风电、沿海LNG接收、煤炭中转储运、核电基地。推进深远海风电试点示范和多种能源资源集成的海上“能源岛”建设,支持探索海上风电、光伏发电和海洋牧场融合发展。

  风电产业链可分为上游、中游、下游三个环节,其中上游为制造风电机组所需的原材料,包括增强纤维、树脂、夹层材料、结构胶、叶片、钢材等;中游为机组零部件,包括轮毂、齿轮箱、控制系统、轴承、发电机,以及风电主机、塔筒等;下游为风电场运营商、投资方及风电并网消耗。

  塔架(塔筒)、叶片、齿轮箱在风电整机成本占比最高,分别占比26.3%、22.2%、12.9%、合计超过60%。其他成本占比如下:

  从下游用电端情况来看,我国用电市场规模持续增长。据中电联数据,2022年1-2月我国全社会用电量为13467亿千瓦时,同比增长5.80%。

  相关报告:华经产业研究院发布的《 2022-2027年中国风力发电设备行业市场深度分析及投资规划建议报告 》

  得益于技术进步和商业模式创新,风能行业正在快速发展。据GWEC数据,2021年全球风电累计装机量达到837GW,同比2020年增长12.80%。据国家能源局数据,2021年我国风电累计装机容量达到328.5GW,同比增长16.7%,增速快于全球,风电累计装机容量占全球39.2%。

  从新增装机容量来看,2021年全球新增风电装机93.6GW,为历史第二高年份,较去年同期下降1.78%。中国新增装机容量为47.6GW,同比下降33.6%。

  风电的诸多形式中,海上风电覆盖面积广、资源禀赋好、输送成本低,发展潜力巨大,海上风电装机规模有望持续超预期。2021年全球海上风电累计装机容量达到57GW,我国海上风电累计装机容量为26.39GW,海上风电发展迅猛。

  从全球市场竞争格局来看,据BNEF数据,2021年全球风电整机制造行业集中度较分散,CR5市场份额占比为53%,三家国外巨头企业维斯塔斯、歌美飒(被西门子并购)、GE市场占比分别为15.3%、8.7%、8.4%,国内两家企业金风科技和远景能源分别占比12.1%、8.5%。

  从国内市场竞争格局来看,行业集中度较全球高,CR5市场份额占比达到70.9%,分别为金风科技、远景能源、运达股份、明阳智能和电气风电,分别市场占比20.4%、14.0%、13.7%、13.5%、9.3%。

  全球海上风电LCOE持续下降。根据IRENA数据,2010年LCOE平均约为0.162美元/千瓦时,2020年降低至0.084美元/千瓦时,接近腰斩。其中中国从0.178美元/千瓦时降低至0.084美元/千瓦时,与国际平均水平相当。漂浮式海上风机LCOE较固定式更高,2019年约为0.16美元/千瓦时。预计未来持续快速下降,漂浮式下降幅度最大。根据WindEurope预测,由于涡轮机尺寸和容量系数的增加以及风电场安装和运营方式的优化,未来30年风能成本将继续大幅下降。其中欧洲固定式风机2050年较2020年下降57%,漂浮式风机下降78%。

  国内风机招标价格显著降低。根据金风科技披露的数据,国内招标均价持续下降,2021年9月,3S机组投标均价均为2410元/千瓦,2020年同期3250元/千瓦;4S机组2326元/千瓦,2020年同期3163元/千瓦。国内多个项目已接价,中广核象山、华润苍南两个海上风电项目开标,项目投标报价均低于5000元/kW,而5000元/kW是此前行业认为的海上风电项目要想做到平价,风电机组报价的临界点。海上风电持续降低成本,未来有望加快实现平价上网。

  风机平均容量近年呈现持续增长态势。以欧洲为例,根据数据,2020年欧洲风机平均容量达到8.2MW。2020年运行的海风项目中其中2/3的项目风机容量要高于此平均值。预计未来风机容量将持续增长,根据GWEC的预测,海上风电风机容量在2025年将达到15-17MW,海上风机大型化将带来成本的降低。根据推算,对于1GW海上风电项目,采用14MW风电机组将比采用10MW风电机组节省1亿美元的投资。此外,下一代风电机组将在2030年之前出现,功率达到20MW左右。

  欧洲海上风电项目水深增加。根据数据,2020年欧洲在建海上风场平均水深36米(2019年34米)。2020年在建水深最深的风场是67米水深的英国Kincardine浮式项目和拥有100米水深的葡萄牙Wind float Atlantic浮式项目。目前英国在建的Moray East平均水深45米。

  新项目离岸距离增加。随着近海资源逐渐开发,海上风电项目持续向远海发展,据数据,海上风电项目的离岸距离在2018年左右达到峰值,预计到2024年将会减少。这一趋势可能的解释为海上风电快速扩张进入亚洲市场,主要项目与欧洲相比更靠近岸。但在2024年后亚洲和世界其他地区的项目将远离海岸。

  漂浮式风机使用增加,趋势或将持续。漂浮式风机在2016年后逐渐由样机走向了小批量,根据千尧科技预计2020年-2025年装机量明显增多,漂浮式风机在技术上已趋于成熟,越来越多的国家开始重视对深水风资源的开发。目前,国内多个规划中漂浮式海上风电项目。十三五期间国内对漂浮式风机的研究热度逐渐提高起来,并有了示范工程项目,预计将在2021-2023年建成。

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