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2024前瞻 | 风电产业势头强劲,可持续发展之路乘风向前
发布时间:2024-04-24   浏览次数:


2023年,中国风电行业继续保持了强劲的增长势头,全年新增风电并网装机达到7,590万千瓦(75.9GW),相较于2022年的36.96GW,同比增长102%,亦打破2020年新增装机72.38GW的纪录,创历史新高。其中,陆上风电新增69.1GW,海上风电新增6.8GW,同比增幅均超过100%。值得注意的是,2023年是中国风电市场在停止补贴新增风电项目后,首年实现陆上海上双增长。这一成绩标志着风电行业在全面平价时代迎来了重要拐点。风电行业的快速发展,为中国实现可再生能源发电装机规模历史性超过火电的目标提供了有力支撑。

技术创新方面,风电装备的大型化趋势显著,塔架高度、单机容量和叶片长度的增加成为降低成本、提升效率的主要途径。中国企业在风电技术上屡获突破,如金风科技成功实现了185米钢混塔吊装,创造了全球陆上风电塔架高度的新纪录;东方电气联合中国华能下线的18MW机组,成为全球单机容量与风轮直径最大的低速永磁型海上风电机组。海上风电的技术创新也取得了突破,如漂浮式风电机组技术的进展和构网型风电机组技术的商业化应用,为风电行业的未来发展奠定了坚实的基础。

“十四五”规划积极引导建设风光大基地、发展分散式风电,同时《风电场改造升级和退役管理办法》的出台,有望推动“以大代小”——老旧风机的改造升级,释放存量风能资源。各地在“十四五”规划或产业发展规划中推出相关鼓励海上风电发展的政策,大型化和深远海发展将是海上风电的两大趋势。

产业链方面,中国风电产业链逐渐成熟,从核心部件生产到风电场的建设和运营,已经形成了较为完备的产业链体系。中国企业在风力发电机组、叶片、齿轮箱、塔架等核心部件生产领域展现出较强的技术实力和市场竞争力。部分瓶颈技术如主轴轴承、齿轮箱轴承的国产化替代正在加速推进。

中国风电产业的发展势头强劲,技术创新不断推进,政策环境持续优化,产业链日益完善,正成为推动可持续发展和“双碳”目标实现的重要力量。



跳出周期波动实现海陆双增,预期稳步增长,潜力巨大


根据国家能源局的数据,2023年中国风光总装机已突破10亿千瓦,预示着“2030年风光装机达12亿千瓦以上”的目标有望在2024年提前实现,比原计划提前6年。

历史上政策补贴与弃风限电共同作用形成风电周期,在平价时代到来后,中国风电进入市场化良性发展轨道,风电在2023年迎来了交付与并网高潮,在停止补贴新增风电项目后首年实现陆上海上双增长。预计2024、2025年风电装机仍将稳步增长,2024年新增装机量预计在89GW,海风新增装机同比增长将超过60%,2025年风电年装机量将向1亿千瓦(100GW)进发。

资料来源:国家能源局、Wind、IRENA、公开信息整理


清洁能源装机容量占比不断走高,从国内装机规模来看,光伏、风电装机量占比已从2022年的30%上升至2023年的35%,增速迅猛前所未有,清洁能源有望逐渐替代传统火电成为主要的能源供应主体。

资料来源:国家能源局、Wind


火电、风电、光电平均利用小时数分别为6,000小时、2,100小时和1,200小时,据此计算,如果风、光发电量要与火电相当,则风、光装机容量约是火电装机的4倍左右。即风、光总装机容量需占到全部装机容量的70%以上。加之未来绿电制氢合成氨等消纳方式逐步开启,未来风、光发电仍有巨大的增长空间。


大型化趋势明确,持续推动降本增效


风力发电机组是传统的机电产品,降本难度较大,机组大型化是风电综合降本的主要路径。大型化的主要着力点包括“高、大、长”三个方面,即塔架高度进一步提升,单机容量稳步增大,叶片长度持续增加。大型化的降本驱动因素主要表现在:

(1)风电叶片长度及轻量化升级,可增大风能获取能力,提升单机发电效率;

(2)风电机组结构轻量化设计可以降低单台风机的材料用量,从而降低风电机组成本;

(3)单机容量扩大实际吊装风机台数减少,运输、吊装等成本得以降低;

(4)风机大型化后,可以建在深海区域,增加运转时长,从而增加发电利用小时数,降低海风度电成本。

资料来源:北极星风力发电网,公开信息整理


我国风机大型化技术不断取得突破,头部整机商陆续推出大兆瓦风机。2023年北京国际风能大会暨展览会上,共有12家头部整机企业带来45款新产品。三一重能发布了全球陆上最大的15MW风电机组;明阳智能发布了全球最大的海上机型MySE22MW海上机组,是全球最大单机功率、最大风轮直径海上风电机组。

大型化直接带来的降本增效使得风电度电成本也稳步下行,截至2022年末,全球陆风和海风的发电成本分别为0.081美元/kWh和0.033美元/kWh。

资料来源:IRENA


上述数据为2022年的全球数据,而2023年是国内新能源产业链降本的大年,光伏组件从年初的每千瓦2,000多元降到了年末的1,000元以下,风电主机(陆风)则从每千瓦约2,000多元降到了1,500元以下,甚至接近千元。因此,按上述全球2022年度电成本来看,合理估算2023年国内陆风的度电成本应在0.2元以下甚至更低,而海风则有望在2030年前降至0.25元每千瓦时。


海风将成为未来增长的最重要驱动力


回顾2023年海风发展不及预期的重要原因,主要为2023年二季度时海风项目审批放缓,由此也引发了海风招标量的大幅下滑。

2023年四季度以来,江苏和广东两个海风建设大省的海风项目进展明显,其余海南、广西、福建、浙江、山东等省或自治区亦在积极推进海风发展。行业问题已经逐步清晰,自然资源部也正在组织出台深远海风电的用海办法,预计多部门联合签批后发布。当前海风已核准项目容量较大,短期问题解决后,伴随国内政策的进一步理顺,海风起量在即,奠定后续放量加速的基础。

资料来源:国家能源局,中国风电行业协会,公开资料整理


沿海省份是国内电力消费主要区域,海风风力平稳,输送成本低,伴随陆地优质风资源的紧张,海风开发大有可为。

目前沿海省份“十四五”海上风电规划饱满,整体规划新增海风并网规模超过55GW,可支撑“十四五”期间年均新增至少11GW装机规模。截至2023年末“十四五”海上风电累计装机完成度不到一半。如果要圆满完成各省市制定的“十四五”目标,后两年的海上风电开发建设将会明显提速,有望迎来一波装机小高峰。

资料来源:水电水利规划设计总院,中国风电行业协会,公开资料整理


国内海风已基本实现平价上网,度电成本有望持续下降。根据CWEA统计,当前中国海上风电项目的平均度电成本已经下降到0.33元/kWh左右。在水深小于35m,登陆距离小于70km的浅、近海风电场,只要基础不需嵌岩,已基本能够实现平价上网。随着海上风电降本增效的不断推进,根据CWEA的预测,从2022年底到2030年中国海上风电度电成本将整体降低19-23%,预计2030年海风度电成本将降低到0.25元/kWh左右。


需求增大但仍应警惕过剩


时至2023年底,国内前十大整机商市场份额已经达到了99%,国外整机制造商市场空间被不断压缩,从2021年的约3%逐年降低,2022年与2023年国外整机制造商市场份额分别仅有1%和0.4%,2023年仅有欧洲风电企业维斯塔斯新增吊装容量61兆瓦(0.061GW)。

资料来源:彭博新能源财经


受到本土激烈竞争影响,国外风电整机制造商在中国几乎不再有新增吊装容量。供应过剩风险之下,国内风电整机招标价格从2020年前后的3,700元/千瓦左右降至2023年第三季度的1,500元/千瓦左右,降幅近60%。不仅如此,据业内统计,过去一年中标价格在每千瓦1,000元至1,400元的项目数量占比达到17%,一再刷新历史低点。

恶性低价竞争很可能让风机业务“赔本”,以6.25兆瓦风机为例,按照行业平均价格,设备部件成本基本上达到1,200元/千瓦,浮动成本约为200元/千瓦,这也意味着低于1,400元/千瓦的风机价格几乎没有利润。从2023年年报的业绩预告看,部分整机厂商归母净利润同比减少了超过90%。

整机制造商毛利率下降已席卷行业,并不断向上游传导,上游诸如叶片、齿轮箱、铸件、锻件毛利率也将随之下行,风电产业链微利时代或已到来。


与光伏齐头并进,不存在替代风险


可再生能源领域,风电装机量一直都领先于太阳能发电,然而在2022年两者位置发生互换,中国太阳能发电累计装机量首次超过了风电。2023年,国内光伏新增装机容量超过200GW,是风电的近3倍。光伏的技术迭代快,科技感强,想象空间大,适用范围广。因此有观点认为新能源发电的未来可能会是光伏一家独大,风电的份额可能被取代。对此观点分析比较如下:


从上面的比较看,光伏近年装机的增量、降本的速度确实要快于风电,然而由于地理位置、资源条件和政策支持等不同,其适用条件完全不同,光伏无法取代风电。此外风电还具有其独特优势,主要表现在:

一是具有更高的经济性,如上述所示目前陆风的建造成本与集中式光伏相当,但年均发电小时数要显著远高于光伏,当前风电(陆风)的度电成本更低,在上网电价无差异的条件下,风电具有更好的性价比。

二是成本继续下行的通道更为明确。风电主要通过大型化降低单位成本,在一段较长时期内这个方向非常明确;而光伏主要通过硅料、电池片的技术迭代来提高转化率,通过减少一些贵重材料(如银、铟)的用量降低成本,通常需要技术上的突破来实现,而技术的突破周期较长、不确定性较高。

三是土地利用上的优势,相比光伏,同等装机容量风电占用土地很小,土地征用成本如考虑在内,光伏的成本可能大幅提高。

四是生产过程更加低碳环保,风电设备在建造过程中耗能少,排放在各类发电资源中最低,而光伏的硅料、电池片生产等环节均是极度耗能的行业。

综上,风电和光伏各有优劣,双碳目标下,风电和光伏更多的是协同发展、优势互补。随着技术的发展和成本的降低,两者都将在未来的能源结构中占据更重要的位置。


中国风电产业的瓶颈及挑战

经过三十多年发展,目前我国已自主掌握风电领域的多数核心技术,特别是陆上风电,技术成熟并具备一定市场规模,但仍有部分环节对国外依赖度比较高,有一些技术瓶颈有待解决,主要包括风资源分析、风电机组整机设计仿真等工程仿真软件,关键轴承、变流器、控制器中的关键电子器件,碳纤维、巴沙木、润滑剂等关键材料等。           


▓ 来源:奇夺能源

▓ 责编:情报君

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来源:玻纤情报网
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