吳新竹
2022年起,海上風電項目不再享受國家補貼,沿海省份相繼出臺了海上風電省補政策,助推海上風電有序走向平價上網(wǎng)。國內(nèi)陸上風光基地項目加快建設的同時,深遠海海上風電基地建設也進入快速發(fā)展時期,示范項目接連實施。近期,國務院支持山東打造千萬千瓦級深遠海海上風電基地,有望推動漂浮式海上風電進程。
券商預測,2022年,全國海上風電吊裝容量將從2021年的14.2GW下降至6.5GW,2023年將迎來強勁反彈,2023-2025年年均新增裝機有望最高達到每年16GW。隨著海風招標的風機功率不斷提高,風機大型化帶來行業(yè)的升級機遇,整機廠商間競爭日益激烈,海纜市場需求量將增加。
廣東、福建、浙江等省份明確了“十四五”期間海上風電基地的發(fā)展規(guī)劃,規(guī)劃裝機量總規(guī)模接近100GW。2021年是海上風電項目納入中央財政補貼最后一年,截至該年年末,國內(nèi)海上風電累計并網(wǎng)裝機量達26.39GW。2022年,地方政府接力海上風電電價補貼政策,廣東、浙江和山東出臺了省補政策,海上風電的崛起將對傳統(tǒng)風電產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)生全面影響。產(chǎn)業(yè)鏈上游為鑄件、主軸、軸承等零部件,中游為整機與相關塔架、海纜等設施,下游為海上風機的安裝與運維。近年招標的海上風電項目以6MW-8MW的機型為主,并出現(xiàn)了10MW-12MW的更大功率風機,風機大型化給產(chǎn)業(yè)帶來升級機遇。
據(jù)測算,風電整機單兆瓦鑄件的用量約為20-25噸,其中輪轂、底座、軸及軸承座、梁等合計約需15-18噸,齒輪箱部件約5-7噸,隨著風機向大型化演進,單個風機鑄件的用量會上升,而單兆瓦鑄件的用量將有所下降,預計于2026年單兆瓦鑄件用量將達到19噸。另一方面,風機軸承被國外主導,國內(nèi)主要占據(jù)中低端市場,海上風機功率的增加對軸承耐損耗性能提出更高的要求,而海上風電吊裝成本遠高于陸上風電,對軸承可靠性要求亦更高。功率越大,主軸尺寸增加,企業(yè)鍛造設備的轉換成本越高,因此目前大尺寸風機以鑄造主軸為主流。
國泰君安證券指出,獨立變槳技術是未來風機大型化背景下的發(fā)展趨勢,未來5MW以上的機型有望逐步采用獨立變槳技術,獨立變槳軸承的結構將從單排、雙排、球軸承向承載力更強的三排圓柱滾子軸承轉變,單套價值量也會有所提升。
從海上風電成本分布來看,包含零部件的風機占比40%、塔筒占11%、海纜占10%、安裝費用占20%。整機環(huán)節(jié)占比最高,2021年前三位海上風電整機廠商市占率超過80%,其他整機廠商紛紛加快了海上風機的研發(fā)進程,競爭將更加激烈。一方面,具備海上塔筒大規(guī)模產(chǎn)能的企業(yè)較少;另一方面,為降低物流費用,碼頭資源對相關企業(yè)來說至關重要。
海纜是區(qū)別海上與陸上風電的重要環(huán)節(jié),海纜對防水防腐性、抗壓性、絕緣性和防海洋生物能力等特殊性能要求高。據(jù)統(tǒng)計,新一批海風項目平均離岸距離較2021年及以前平均增長34%,推動海纜需求提升。海纜重量是陸纜的數(shù)倍,需通過碼頭及專門的海纜敷設船運輸,2020年中國沿海港口萬噸級及以上泊位有2138個,其中10萬噸級以上港口泊位有440個,港口布局能為企業(yè)帶來成本和效率優(yōu)勢。
方正證券指出,相比交流輸電長距離的電容效應消耗,直流電纜長距離輸送容量更大,但需額外建設換流站。而柔性高壓直流輸電可通過使換流站設備模塊化、集成化降低換流站費用,實現(xiàn)輸電有效性和經(jīng)濟性的平衡。
全球大部分風資源位于水深超過60米的海域,國內(nèi)海上風電開發(fā)已經(jīng)拓展至超過40米水深的區(qū)域。目前,廣東陽江海上風電的開發(fā)已經(jīng)從近海淺水區(qū)向近海深水區(qū)延伸,這些項目的平均水深基本達到40米以上。
江蘇省2021年度海上風電項目競爭性配置結果顯示,射陽100萬千瓦海上風電項目、大豐85萬千瓦海上風電項目、大豐80萬千瓦海上風電項目場址中心離岸距離分別達到60km、33km、67km,超過了已建成常規(guī)項目的離岸距離,而離岸化往往對應深水化。
在海上風電場邁向深遠海之時,采用固定式基礎的傳統(tǒng)電場在技術和經(jīng)濟性上面臨更大挑戰(zhàn),水深風機越大,固定式海上風機基礎的材料用量越多,且施工難度也會提升,當水深超過60米,業(yè)內(nèi)認為漂浮式比固定式更為適用。
漂浮式的基礎層通過系泊系統(tǒng)與海床相連,擺脫了復雜海床地形以及復雜地質的約束,受水深影響小,且同一海域的若干臺風機基礎可做成標準樣式,可以大幅提高建造效率、降低開發(fā)成本,運維也較為便利。這與固定式基礎的海上風電降本方式類似,單體規(guī)模的提升和單機容量的增加亦是漂浮式海上風電降本的核心手段。目前漂浮式海上風電發(fā)展相對領先的是歐洲和日本,韓國快速跟進,中國和美國開始布局。全球風能理事會已將2030年全球漂浮式海風累計裝機預期上調(diào)至16.5GW,據(jù)預測,從2026年開始,漂浮式海上風電進入新增裝機達到GW級的商業(yè)化階段。
目前漂浮式海風仍處于發(fā)展初期,單體規(guī)模不超過100MW,而深遠海風資源較好,更利于機組大型化,隨著采用固定基礎的海上風電基本實現(xiàn)平價,國內(nèi)漂浮式海上風電的發(fā)展進程有望加快。
2021年,中國首個漂浮式海上風電平臺,搭載全球首臺抗臺風型漂浮式海上風電機組,組成“三峽引領號”,在廣東陽江海上風電場成功并網(wǎng)發(fā)電;由中國海裝牽頭聯(lián)合中國船舶集團內(nèi)多家成員單位自主研制的國內(nèi)首臺深遠海浮式風電機組“扶搖號”浮體平臺成功下線。
2022年以來,明陽智能發(fā)布“OceanX”雙轉子漂浮式風電平臺;龍源電力漂浮式海上風電融合深海養(yǎng)殖關鍵技術研發(fā)與工程示范科技創(chuàng)新項目取得福建省科技廳立項批復,主體結構設計通過中國船級社審查批準。近期,水電水利規(guī)劃設計總院召開了萬寧漂浮式海上風電100萬千瓦試驗項目一期工程可行性研究報告評審會議,計劃分兩期建設:一期工程裝機容量20萬千瓦,計劃于2025年年底前建成并網(wǎng);二期工程裝機容量80萬千瓦,計劃于2027年年底前建成并網(wǎng)。
國務院近日印發(fā)文件支持山東大力發(fā)展可再生能源,打造千萬千瓦級深遠海海上風電基地。在全球能源低碳轉型的大背景下,漂浮式海上風電的興起或將成為趨勢。
漂浮式海上風電的核心制造環(huán)節(jié)包括風電機組、浮式基礎平臺、系泊系統(tǒng)和動態(tài)海纜。
中國海裝預測,到2025年,國內(nèi)漂浮式海上風電可能達到相對有競爭力的成本水平,投資成本有望降至每千瓦2萬元左右,預計在2030年前后降至與固定式海上風電相當?shù)乃?,達到每千瓦1萬-1.5萬元。
2021年12月,第一批風光大基地項目正式公布,規(guī)??傆?7.05GW;2022年2月第二批風光大基地規(guī)劃正式公布,項目總量達455GW,顯著高于第一批。2022年一季度,中國東部各省計劃招標的已核準和待競配的海風項目總計超過25GW。
國信證券表示,2022年是中國海上風電平價第一年,由于2021年海風招標只有2.79GW,因此預期2022全國海上風電吊裝容量將從2021年年的14.2GW下降至6.5GW,但2023年將迎來強勁反彈,新增裝機容量同比增長85%,達到12GW,預計2024年海上風電新增裝機容量進一步增長至14GW,2025年新增裝機容量有望達到18GW。
據(jù)國海證券統(tǒng)計,截至2022年5月底,全國在建、前期啟動海風項目合計規(guī)模已超25GW,未來2023-2025年年均新增裝機最高有望達到每年16GW,各省市制定的海上風電規(guī)劃大多為下限目標,預計下半年風機招標量有望達10.7GW,2022年預計將有2.4GW項目實現(xiàn)全容量并網(wǎng),2023年和2024年分別為6.8GW和8.1GW;綜合各省市的實際情況,2022-2025 年,新增裝機容量有望達到40-55GW,平均每年10-13.75GW,考慮到2022年并網(wǎng)量預計不超過5GW,那么平均新增裝機量在11.6-16.6GW。
按照全球風能協(xié)會的預測,到2025年,中國大陸以外的海外市場海上風電新增裝機有望達到15.4GW,2022-2025年海外市場新增裝機復合增速達到44%。
國泰君安證券認為,隨著鐵、銅等大宗原材料價格步入下降通道,未來海上風電建設招標進程有望進一步加速;原材料在海纜主要成本中占比超過90%,而銅和鋁作為最重要的基礎材料占比約80%,中國在銅鋁材供給方面較為穩(wěn)定,能夠響應招標進程加速帶來的大量需求。