2005年初，可再生能源法的頒布開啟了國內(nèi)可再生能源發(fā)展的黃金時期，而風電作為可再生能源的代表行業(yè)率先實現(xiàn)了快速增長。

 

 

       回顧過去14年，我國風電行業(yè)在實現(xiàn)快速發(fā)展的同時也經(jīng)過兩輪周期，2005-2012年是行業(yè)發(fā)展的第一輪周期，2005-2010年在政策支持下行業(yè)裝機快速增長，國內(nèi)機組制造商崛起，機組也從千瓦級向兆瓦級轉(zhuǎn)變；2011-2012年在脫網(wǎng)事故影響和政策收緊的情況下，行業(yè)裝機連續(xù)兩年下滑，機組制造商價格競爭激烈，部分產(chǎn)能逐漸退出市場。2013-2018年是行業(yè)發(fā)展的第二輪周期，2013-2015年標桿電價的下降預(yù)期和運營商現(xiàn)金流的改善支持了三年新增裝機的快速增長，而制造商在實現(xiàn)出貨量增長的同時不斷完善業(yè)務(wù)模式，開始進行風電場的開發(fā)和運營；2016-2017年，嚴重的棄風限電影響了行業(yè)裝機，裝機量持續(xù)下滑，行業(yè)發(fā)展以解決限電問題為主，棄風率也從2016年一季度的26%下降至2018年的7.2%，這一時期部分產(chǎn)能繼續(xù)退出，市場份額繼續(xù)向龍頭集中；2018年行業(yè)裝機實現(xiàn)微增，但是風電機組價格下降影響了企業(yè)盈利，同時競價政策的出臺也在推動行業(yè)向新的發(fā)展階段轉(zhuǎn)變。

 

 

       建設(shè)節(jié)奏回歸正軌，風電經(jīng)濟性凸顯

 

       數(shù)據(jù)顯示，2018年我國風電實現(xiàn)新增并網(wǎng)20.59GW，同比增長9.7%，新增吊裝規(guī)模21.14GW，同比7.5%。裝機增長主要受益于：（1）限電改善，三北恢復(fù)性增長（2）風機降價且發(fā)電性能升級（3）中東部建設(shè)節(jié)奏回歸正軌，行業(yè)空窗期已過（4）平價在即疊加存量項目清理政策，項目開發(fā)建設(shè)加速。

 

       2018年10月，國家發(fā)改委能源研究所正式發(fā)布的《中國可再生能源展望2018》報告顯示，2020年后，下個10年中國將迎來光伏與風電大規(guī)模建設(shè)高峰，新增光伏裝機容量約80-160 GW/年，新增風電裝機約70-140 GW/年；到2050年，風能和太陽能成為我國能源系統(tǒng)的絕對主力。2019年5月，國家發(fā)改委發(fā)布的《關(guān)于完善風電上網(wǎng)電價政策的通知》（以下簡稱“《通知》”）中明確，2018 年底之前核準的陸上風電項目，2020年底前仍未完成并網(wǎng)的，國家不再補貼；2019年1月1日至 2020 年底前核準的陸上風電項目，2021年底前仍未完成并網(wǎng)的，國家不再補貼。自2021年1月1日開始，新核準的陸上風電項目全面實現(xiàn)平價上網(wǎng)，國家不再補貼。海上風電方面，跟陸上風電一樣，將海上風電標桿上網(wǎng)電價改為指導(dǎo)價，新核準海上風電項目全部通過競爭方式確定上網(wǎng)電價。2019年符合規(guī)劃、納入財政補貼年度規(guī)模管理的新核準近海風電指導(dǎo)價調(diào)整為每千瓦時 0.8 元，2020年調(diào)整為每千瓦時 0.75元。新核準近海風電項目通過競爭方式確定的上網(wǎng)電價，不得高于上述指導(dǎo)價。對2018 年底前已核準的海上風電項目，如在2021年底前全部機組完成并網(wǎng)的，執(zhí)行核準時的上網(wǎng)電價；2022年及以后全部機組完成并網(wǎng)的，執(zhí)行并網(wǎng)年份的指導(dǎo)價。因此，《通知》明確了以完成并網(wǎng)為標準的補貼時間節(jié)點，我國風電行業(yè)在2019-2021 年進入確定性較強的搶裝潮。

 

 

       據(jù)研究機構(gòu)預(yù)測，2019年和2020年國內(nèi)新增風電裝機依然能夠保持增長，而這主要得益于一方面在競價配置的情況下，開發(fā)商需要將比較好的已經(jīng)核準的裝機資源盡快完成；另一方面，隨著限電的持續(xù)改善，北方地區(qū)逐步解禁，也會為風電裝機打開空間。同時，海上風電裝機和分散式風電裝機將會為風電貢獻明顯的增量。

 

       產(chǎn)能及環(huán)保約束  造成風電零部件價格上漲

 

       風電產(chǎn)業(yè)鏈包括上游的原材料供應(yīng)和零部件制造，中游的風電設(shè)備整機總裝和下游的風電場投資運營。其中，上游領(lǐng)域的重要零部件包括齒輪箱、發(fā)電機、軸承、葉片、輪轂等。由于這些零部件的生產(chǎn)專業(yè)性較強，多由風機企業(yè)向?qū)�業(yè)制造公司定制采購。中游的風機市場集中度較高，國內(nèi)主要風機整機企業(yè)包括金風科技、明陽智能、上海電氣、遠景能源等。下游的風電場主要由大型國有發(fā)電集團進行投資運營。

 

       市場普遍認為，風電零部件成本上揚主要與行業(yè)搶裝量和鋼價兩要素影響有關(guān)，而另據(jù)研究機構(gòu)分析認為，影響風電零部件價格的核心還是供需兩端，供給端受到資產(chǎn)重、產(chǎn)能約束強、有環(huán)保約束影響；需求端則是看技術(shù)迭代速度，如果技術(shù)迭代速度快，部分技術(shù)跟不上的落后產(chǎn)能就會快速消亡，也會造成供需的紊亂。

 

       機艙罩：模具、場地、人工為瓶頸

 

       以機艙罩生產(chǎn)中最常使用的真空袋工藝為例：首先要在模具表面進行膠衣噴涂處理。然后逐層鋪覆玻璃纖維、脫模布、導(dǎo)流布，布設(shè)導(dǎo)入、導(dǎo)出螺旋管，將真空袋膜裁剪成稍大于模具外形的尺寸后覆蓋在模具上。之后令樹脂在負壓的作用逐漸進入纖維內(nèi)，讓樹脂完全浸潤纖維，最后進行固化和脫模�？梢钥吹綑C艙罩和葉片的生產(chǎn)工藝是有些類似的。

 

       除了模具外，主要的機艙罩生產(chǎn)設(shè)備是行車、叉車、切割和噴涂機器、真空系統(tǒng)等等，都是比較常規(guī)的設(shè)備，其主要的產(chǎn)能瓶頸還是在于模具以及場地和人工。

 

       塔筒：行業(yè)集中度較低，產(chǎn)能主要取決于設(shè)備和場地

 

       塔筒為風場基礎(chǔ)而又關(guān)鍵的零部件，是風力發(fā)電的塔桿，支撐風電整機工作、吸收機組震動。

 

       一般情況下，高度越高，風資源越好。在低風速區(qū)，充分利用風資源的有效手段之一，即是提高風塔高度。風塔加高對其品質(zhì)及建設(shè)工藝也相對要求更高。

 

 

       塔筒屬于鋼結(jié)構(gòu)件，工序相對簡單，生產(chǎn)流程是起重、吊裝、切割、卷板、焊接、噴漆、噴砂等，核心工序僅切割、卷板和焊接三步，設(shè)備也無非是起重機、卷板機、切割機、焊接機等。

 

 

       風機塔架市場可分為高端市場、中端市場和低端市場，一般來說2.0MW 及以上風機市場屬于高端市場，1.5MW至2.0MW 風機塔架市場屬于中端市場，1.0MW 及以下塔架市場屬于低端市場。中低端風機塔架市場尤其是低端市場是完全競爭的市場，端市場份額被少數(shù)實力較強企業(yè)所占據(jù)。據(jù)天能重工招股說明書介紹，目前國內(nèi)塔架行業(yè)擁有100多家生產(chǎn)廠商，各個廠商的規(guī)模較大，技術(shù)水平參差不齊；行業(yè)龍頭企業(yè)市場份額較低，行業(yè)集中度仍然相對較低。隨著國家對清潔能源需求的持續(xù)增長及風電市場的良性化、優(yōu)質(zhì)化，行業(yè)內(nèi)龍頭企業(yè)將獲得更多的發(fā)展機遇，市場空間廣。

 

       目前，風機塔架行業(yè)內(nèi)主要上市公司包括天順風泰勝風能、大金重工和天能重工等。據(jù)興業(yè)證券披露的研報顯示，從風塔企業(yè)歷史毛利率來看，整個板塊與原料價格變化強相關(guān)。2015年后，原材料價格單邊上行，侵蝕企業(yè)盈利能力。目前階段，盈利能力處于相對低點。

 

       此外，由于風塔企業(yè)定價采用成本加成模式，因此只要在“定價-生產(chǎn)-交付”周期內(nèi)原材料價格不大幅波動，公司毛利率即可修復(fù)。若單邊下行，毛利率提升，反之亦然。

 

       主軸：核心設(shè)備鍛壓機，熟練工也會制約產(chǎn)能的發(fā)揮

 

       主軸的加工過程是先將鋼錠加熱到鍛壓所需溫度范圍，之后利用鍛壓設(shè)備將鋼錠鍛打成所需要的形狀及尺寸，再加熱至一定溫度，保溫一定時間后冷卻，再進行機械加工，之后進行超聲波探傷、熱處理、打磨，而后是硬度、機械性能等的檢驗，最后是精加工、清洗和噴砂、噴鋅、噴漆。以上步驟在鍛造、熱處理、機械加工和涂裝四個車間完成。

 

       主要設(shè)備包括鍛壓機、操作機、燃氣爐、電爐、行車、各種車床鋸床鏜床鉆床等，其中最核心的就是鍛壓機，主軸的產(chǎn)能都是以鍛壓機的產(chǎn)能來計算的。此外，培養(yǎng)一個合格的鍛壓機操作員需要2至3年時間，熟練工人也是瓶頸之一。

 

 

       鑄件：廠房、設(shè)備、模具、人工都會制約產(chǎn)能的發(fā)揮

 

       風機中使用鑄造工藝生產(chǎn)的零部件包括輪轂、底座、扭力臂、行星架等，屬于風電鑄件產(chǎn)品。鑄件原材料主要生鐵及廢鋼，占比成本比例達到68%。由于近年原材料價格處于高位，造成風機各鑄件成本大幅上升。

 

       2019年我國風電鑄件產(chǎn)能超過10萬噸的有5家企業(yè)，市占率合計73.5%集中度較高。同時據(jù)相關(guān)調(diào)研情況來看，僅有日月股份處于擴產(chǎn)周期，預(yù)計行業(yè)集中度有望進一步提升。

 

 

       生產(chǎn)鑄件時，首先要制備模具，根據(jù)整機廠提供的圖紙制備外膜和芯膜，用模型和芯砂制作出所需模具的形狀，然后用模具、砂箱、芯砂、輔助材料制作出砂芯，將砂膜和芯膜組合起來，成為滿足澆鑄需要的砂型制品。生鐵、廢鋼和回爐料通過輸送帶進入爐內(nèi)熔化、保溫、調(diào)成分，熔化的鐵水進行球化、孕育處理，然后澆筑到制備好的型腔中。開箱除去砂膜和砂芯，除去氧化層、附著物，之后進行探傷、檢測，機床粗加工、精加工、鉆孔，最后進行清洗、噴砂和表面處理，整體的工序比較長。

 

       廠房、設(shè)備以及熟練工人都構(gòu)成了鑄件產(chǎn)能的瓶頸。設(shè)備中，最核心的是中頻熔煉爐（用于熔化鐵水）、橋式起重機（又稱行車，用于起重和運輸）、模具砂箱、混砂和除塵機以及用于機加工的數(shù)控機床。

 

       葉片：大葉片的產(chǎn)能短缺短期內(nèi)難以解決

 

       據(jù)研報統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，行業(yè)高峰期時，我國風電機組制造商有超過60多家，在2011-2012年這一階段迅速下滑至30家。這一方面是由于隨著行業(yè)回歸到平均利潤甚至到平均利潤以下，部分產(chǎn)能注定要被淘汰，另一方面部分企業(yè)在產(chǎn)品創(chuàng)新方面已經(jīng)不具備持續(xù)投入的可能，也會被淘汰掉。

 

 

       而目前風機功率大型化成為主流趨勢，我國新增裝機中2.0MW機型占比從2014年41%提升至51%，2.0MW以上機型占比從2014年11%提升至45%。2018年，中國新增裝機的風電機組平均功率為2.2MW，同比增長3.4%。

 

 

       此外，由于風能開發(fā)利用不斷向低風速區(qū)轉(zhuǎn)移，因此延長風輪直徑、葉片輕型化成為近年來越發(fā)明顯的發(fā)展趨勢。

 

 

       過去幾年，葉片大型化的速度非常之快，2.0/2.XMW 機型的葉片從最早的 93 米迅速發(fā)展到 121、131 和 141 米，雖然葉片的總需求可能比較穩(wěn)定，但細分結(jié)構(gòu)一直在快速變化中。其原因也非常簡單，為了降低風電的度電成本，必須增加發(fā)電時間，也就是要提升風機捕捉風能的能力，其中一個最主要的途徑就是增加葉片的掃風面積、增大葉片的直徑。

 

 

 

       葉片是一個小眾行業(yè)，并沒有公開可得的行業(yè)產(chǎn)能數(shù)據(jù)。不過，從葉片廠商來看，葉片廠商已經(jīng)由最高峰的100多家下降到目前的不足20家，產(chǎn)能呈現(xiàn)了逐漸淘汰的過程。而在過去三年，由于行業(yè)規(guī)模持續(xù)萎縮，葉片廠商也在經(jīng)歷供給側(cè)的出清，二線廠商如南通東泰、美澤風電等都難以為繼、相繼停產(chǎn)；一線廠商如中材葉片也基本沒有新增的產(chǎn)能。

 

       據(jù)方正證券研報資料顯示，葉片的產(chǎn)能瓶頸很大程度上在于模具，根據(jù)中材科技的永續(xù)債跟蹤評級報告，截至2017年末，中材葉片共擁有67套在用模具生產(chǎn)線，具備年產(chǎn)4,000 套兆瓦級風電葉片的生產(chǎn)能力，相除之后每套模具對應(yīng)年產(chǎn)60套即180片葉片，每片葉片的生產(chǎn)周期2天/48小時左右。一般一套模具生產(chǎn)400到 600 片模具就不能再使用。(下表為中材葉片萍鄉(xiāng)基地的主要生產(chǎn)設(shè)備表格，排名第一的就是模具。)此外，由于鋪設(shè)玻纖布的過程全部依靠手動完成，工人也是產(chǎn)能的瓶頸因素之一。

 

 

       由于葉片的技術(shù)迭代速度較快，很多模具的壽命還未結(jié)束，其所對應(yīng)的葉型就沒有需求了，這時葉片廠商只能選擇將模具報廢、計提資產(chǎn)減值，因此葉片廠商在購置模具時非常謹慎，在對應(yīng)葉型確定有比較長的生命周期和比較大的需求時，才會選擇擴張產(chǎn)能。

 

       正是由于上述原因，葉片的供給和需求，發(fā)生了結(jié)構(gòu)性的錯配，141 米大葉片的需求快速上升，而供給端反而是以 115、121 這些常規(guī)葉型為主，因此這些葉型的發(fā)展時間長，技術(shù)也早已成熟，每家廠商都配有大量的模具，141 葉型的供給則跟不上。即需求是倒三角、而供給是正三角。葉片行業(yè)整體供應(yīng)偏緊，而 140 米以上的大葉片就更是供不應(yīng)求了。

 

       環(huán)保約束：鑄件、葉片擴產(chǎn)限制最多、難度最大

 

       在機艙罩、葉片、塔筒、主軸、鑄件這五大環(huán)節(jié)中，環(huán)保約束最嚴重的是鑄件，一方面鑄造過程本身是高耗能的，在 2016 年，日月股份一年要耗用近 7000 萬千瓦時的電力以及超過 2 萬噸的焦炭，這兩項的花費近億元；另一方面鑄造過程中會散發(fā)大量的污染物，尤其是澆注、冷卻和落砂過程中煤粉和有機粘合劑會發(fā)生熱解，散發(fā)揮發(fā)性有機化合物、危險的空氣污染物以及粉塵等，熔煉、砂處理過程中也會產(chǎn)生大量廢砂和爐渣。

 

       2018年以來，在環(huán)保重壓之下，多地對鑄造行業(yè)進行停產(chǎn)整頓和環(huán)保整治，影響了部分鑄造產(chǎn)能的發(fā)揮。其次兩個環(huán)節(jié)是葉片和塔筒，兩個環(huán)節(jié)都涉及到噴漆，需要對油漆渣、油漆桶等危廢進行處理�；�本上沒有環(huán)保約束的是機艙罩和主軸，只排放非常少量的粉塵和廢氣。

 

       綜上所述，從擴產(chǎn)難度來看，受限制最多的就是鑄件，同時受到熟練工人、設(shè)備、場地、模具和環(huán)保的限制；塔筒和主軸擴產(chǎn)受的限制最少，基本上只需要添置設(shè)備即可，不涉及模具和環(huán)保的問題，主軸的鍛造環(huán)節(jié)對熟練工有一定需求，其余環(huán)節(jié)可自動化。

 

       葉片和機艙罩比較類似，占地面積非常大（尤其是葉片）、受廠房面積的制約嚴重，此外是勞動密集型產(chǎn)業(yè)，需要大量的熟練工人，人均產(chǎn)值只有五六十萬元，而且需要使用模具，產(chǎn)線的適配性比較弱，產(chǎn)品型號變更后，需要重新上新的模具。而且由于大的葉片和機艙罩，重量高、需要的物料多，其占用模具的時間也更長，單位模具對應(yīng)的產(chǎn)能在減少。

 

       電力需求增速仍在增長，風電、光伏將成電力新增供給主力

 

       近年來，隨著經(jīng)濟規(guī)模的不斷提升以及城鎮(zhèn)化進程的加速，我國迎來了新一輪“再電氣化”進程。農(nóng)網(wǎng)改造、電能替代的建設(shè)進程也受到了政策的支持，我國總用電量的增速保持了相對穩(wěn)定的高速增長。

 

       華中、華東、華北地區(qū)成風電裝機主力，用電需求也在倒逼裝機

 

       據(jù)華創(chuàng)證券研報顯示，2018 年華中地區(qū)風電新增裝機容量達到 5.14GW，同比增長44.3%；華東地區(qū)去新增裝機達到 3.01GW，同比增長 22.6%；華北地區(qū)新增風電裝機容量5.98GW，同比增長 12.9%。華中地區(qū)，新增風電裝機量增速已經(jīng)連續(xù) 3年保持在 40%以上。這三個地區(qū)2018年風電合計新增裝機達到了14.13%，占 2018 年全部新增風電裝機的68.6%。

 

       從需求側(cè)來看，我國六大區(qū)域的用電量、最高電網(wǎng)負荷繼續(xù)保持增長。2018年我國六大區(qū)域的用電量增速保持了1%~7%的增長，其中華東和華中區(qū)域增速分別為 6.7%、6.2%。另一方面，我國六大電網(wǎng)區(qū)域的用電負荷繼續(xù)保持了 3%~10%的高速增長，特別是華中區(qū)域最高電網(wǎng)負荷增長 10%。這樣就意味著，華東與華中地區(qū)在需求側(cè)，同樣對新增發(fā)電裝機有著巨大的需求。

 

 

 

       風電裝機量2020年有望達到35GW

 

       根據(jù)國家政策，火電已經(jīng)獲得了明確的限制，未來幾年的裝機量大概率在40GW 左右。水電在我國的可開發(fā)空間也逐步枯竭，除金沙江下游外，其余地區(qū)已難有大規(guī)模開發(fā)可能。水電裝機方面，雅礱江的兩河口和楊房溝兩個水電站裝機量 300 萬千瓦（3GW）150 萬千瓦（1.5GW），在 2021-2022年陸續(xù)投產(chǎn)；烏東德 2021 投產(chǎn) 1020 萬千瓦，白鶴灘 2022 年 1600 萬千瓦（16GW）。

 

       同時，我國 2019~2020 年核電并網(wǎng)量不會超過2GW，。2019 年 1 月 9 日，1 臺海陽核電廠 2 號機組投運，裝機容量為 125 萬千瓦；山東石島灣 20 萬千瓦預(yù)計于2019 年投運。而其他核電機組大概率在 2021年開始才能陸續(xù)并網(wǎng)。

 

 

       2017 年開始，我國風電光伏的裝機占比已經(jīng)突破 50%，裝機總量隨占比提高而增速邊際提升。如果考慮到風電、光伏的比例進一步提升，那么因為拉低了新增裝機平均發(fā)電小時數(shù)，所以裝機量將有進一步的提高。據(jù)華創(chuàng)證券研報認為，未來風電光伏將承擔全國新增裝機至少 55%以上的份額，也就是 2020 年合計至少在 80GW 以上。如果按照2020年新增裝機達到145GW估算，風電裝機量有望達到35GW。