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风电产业专题研究:全球海上风电市场展望与产业链需求

市场资讯 2024.08.30 15:25

(报告出品方/作者:长城证券,于夕朦、王泽雷、谢斯尘)

1. 全球海上风电总体发展趋势

1.1 全球风电发展概况 

2023 年,全球风电装机突破第一个 TW 里程碑。要实现“COP28”设定的“2030 年前 将全球可再生能源发电装机容量增加两倍”以及“将全球升温控制在工业化前水平的 1.5℃ 以内”的目标,需要风电年新增装机从当前的 117GW 提升到 320GW。预计到 2030 年, 全球装机总量将达 3.5TW。全球风能协会(GWEC)近期上调了 2024-2028 年全球装机 增长预测,预计 2024 年全球新增装机量将达到 130GW,未来 5 年 CAGR 接近 10%,年 均新增装机约为 158GW。

海上风电方面,增速同样会加快,主要贡献将来自于中国与欧洲地区。2023 年,全球海 上风电新增装机 10.8GW,其中中国(含台湾地区)、欧洲分别新增 6.9GW、3.8GW;截 至2023 年底,全球海上风电累计装机75.2GW,其中中国装机约38GW,欧洲装机34.4GW (英国/德国分别占据 43%/24%),2023 年中国与欧洲地区的新增和累计海上装机容量 均超过全球 90%的市场。 根据 GWEC 预测,2024-2028 年海上风电占总体风电装机的份额将逐步提升,全球海上 风电装机容量预计将增加 138GW,CAGR 提升至 28%,高于过去 5 年的 14.8%,年装 机容量为 27.6GW。预计自 2026 年起,美国和亚太新兴市场(除中国)的海风装机可能 会有较大增长,到 2028 年,中国和欧洲以外地区的年新增装机可能超过全球比重的 20%。 预计 2028 年,全球海上风电市场年新增装机量将达 37.1GW,海上风电在总体装机中的 份额将从目前的 9%增至 20%。

1.2 欧洲海上风电现状及展望

欧洲方面,根据 WindEurope 预测,2023 年欧洲新增海上风电 3.8GW,德国是欧洲最大 风电装机国,荷兰、英国、法国、丹麦和挪威为主要新增海上风电装机国,土耳其、塞 尔维亚等非欧盟国家也有相当规模的新增装机。预计 2024-2030 年欧洲新增装机共 260GW,其中 94GW 为海上风电,年新增装机量将超过达成气候和能源目标所需的 33GW/年。欧洲海风年度装机量将在 2030 年达到 31.4GW,首次反超陆风,为全球 海上风力发电市场增长提供动力。

欧洲海风推进较快的英国/丹麦/德国/荷兰分别有12.7/9.2/8/4GW 项目开启或完成竞拍, 考虑到海风建设周期较长,这些项目大多要到 2029 年以后进入商业化运营。2024-2028 年,欧洲地区预计建成超过 42GW 的海上风电容量,英国/德国/波兰/荷兰/法国/丹麦 分别贡献 44%/15%/11%/8%/6%/5%的装机份额。

从此前积累的存量项目来看,欧洲海上风电的新增装机量从 2025、2026 年开始呈现明 显增长,而后新项目大规模竞标奠定了 2029 年、2030 年装机将急剧增加的趋势。另一 方面,第二届“北海峰会”设定了到 2030 年北海 120GW 的装机目标,由此可以倒推出 招标流程将于 2027 年前基本完成,在项目审批、成本和供应链基本稳定的前提下,欧 洲海风设备需求有望在未来 3 年内起量,助力各国达成 2030 年目标。具体来看,英国 在现有装机排名欧洲首位的同时,2024-2030 年年均新增 5GW,始终领先欧洲其他国 家;德国、荷兰、丹麦将继续保持当前优势,扩大装机容量;荷兰和爱尔兰预计到 2030 年后显著发力。

1.3 我国海上风电现状及展望

我国风电装机目标确定性强,海风拐点显现周期向上,2023 年起进入新增长周期,未来 两年增量空间可观。根据国家能源局数据,2024 年一季度全国海上风电新增装机并网 0.69GW,同比增长 35.29%;海上风电累计装机并网接近 38GW,同比增长 23.11%。 “十四五”全国风电规划总装机目标 592GW,假设达成总装机目标的情况下,近两年风 电装机增量空间超 150GW,我们预计 2024 年海风装机并网有望超 10GW,到 2025 年我国海风累计装机量将达到 60GW。 海风项目集中核准、竞配、开工、并网,叠加国内外下游需求改善,风电市场有望维持 较高景气度。此前能源局能源工作指导意见出台,各沿海省份公示海风重点项目清单, 近日江苏国信大丰海上风电项目基础建造、施工及风机安装等招标公告发布,验证了过 去阻碍国内海上建设的因素正逐步消除,标志着江苏等地区海上风电建设启动在即,我 国海上风电需求提振将为产业链各环节提供发展空间。

价格方面,2024 年一季度海上风电机组开标容量约 4150MW。其中,除框架集采项目以 外,包含塔筒的风机采购均价为 3388.1 元/kW,该价格水平同比 2023 年一季度含塔筒 海风机组降低 14.8%,海风机组降本显著。

展望未来,潮间带、近海风电资源利用达到饱和,风电场开发必然走向深远海,漂浮式 技术成为下一个重要方向。我国《“十四五”可再生能源发展规划》明确提出,力争“十 四五”期间开工建设中国首个漂浮式商业化海上风电项目,并在资源和建设条件好的区 域启动一批百万千瓦级深远海海上风电示范工程。在此基础上,漂浮式海上风电有望向 规模化、商业开发阶段迈进。

2. 海上风电技术发展趋势

总体上,海上风机机组朝着大型化方面发展,平均功率上行趋势显著。2023 年,欧洲装 机的海上风电机组平均功率达到 9.7MW,同比 2022 年增幅超过 20%,2014-2023 年 CAGR 约 11%。2023 年海上风机订单平均功率也创下 14.9MW 的记录,未来几年风机 平均功率有望进一步扩大。

2.1 维斯塔斯(Vestas Wind Systems A/S):V236-15.0 MW

2021 年,全球陆上风电领导者维斯塔斯推出 V236-15.0 MW 风机,新技术使其在项目投 标过程中的竞争力得到提升,从而引领海上风电的发展进步。V236-15.0 MW 以模块化 的形式提升零部件规模效应,降低平准化度电成本,并且打造面向全系列产品的供应链。 V236-15.0 MW 在推出时拥有全世界最大的叶轮扫风面积和最高的额定功率,单机年发 电量提升到约 80GWh,相比 V174-9.5 MW 海上风机的年发电量提高 65%,风机容量系 数可超过 60%。该型号风机 2023 年获得包括波兰 Baltic Power 1140MW 项目、德国 He Dreiht 960MW 项目、Hollandse Kust West VI 780MW 项目在内的首批订单,将于 2024 年开展批量生产。

2.2 GE Vernova:Haliade-X 12-14MW

作为美国传统工业巨头通用电气子公司,GE Vernova 于 2024 年 4 月独立上市,推出 Haliade-X平台系列风机单机容量已从12MW 跃升到14MW,最大额定功率可达14.7MW, 并且已取得了 DNV 认证。Haliade-X 14MW 是 12MW 的升级版,叶片长 107 米,单机年 发电量约 74GWh,风机容量系数约 61%,2025 年将在全球最大海上风电场 Dogger Bank3.6GW 项目C 阶段中部署。未来,GE 海上风电业务将专注于围绕单机容量 Haliade-X 15.5MW 机型展开。

2.3 西门子歌美飒(Siemens Gamesa Renewable Energy):SG 14-222 DD

2020 年,西门子歌美飒推出 SG 14-222 DD 海上风电机组,采用永磁直驱技术,风轮直 径为 222 米,单机功率高达 14.7MW,使用 Power Boost 功能时可达到 15MW。该机型 具备直接驱动、IntegralBlade 一体成型技术、远程诊断服务和可回收叶片等创新技术。 108m 长的叶片使得风轮扫风面积达到 39000m2,2022 年发电量(AEP)较上一代增加了 25%,并且风机设计可以适用于所有风速,从而提高盈利能力,预计在 2024 年实现量 产。

3. 全球风电产业链分析

3.1 全球风电产业链存在供需不平衡

根据伍德麦肯兹的预测,全球风电市场将于 2024 年迎来复苏,然而通货膨胀、原材料 价格上涨、地缘政治以及对风机产品质量的担忧导致西方供应链企业面临产能不足。短 期内出台并执行相关促进项目开发的政策虽然可以一定程度上缓解问题,但中长期来看, 西方供应链在盈利压力下投建新产能较困难,本土产能将无法满足市场装机并网需求。 当前,除中国、印度和拉美以外地区的全球风机产能均无法覆盖新增的风电装机容量, 欧洲、中东和非洲地区供应缺口较大。

3.2 海外风电市场供应链瓶颈显现

海外海风市场各个环节面临供应链缺口,尤其是欧洲将产生明显的产能缺口。根据 GWEC 预测,2024 年中国以外地区海上风电将新增装机 15.2GW,主要分布在欧洲和其他亚太 地区。除中国以外的全球其他地区,自 2025 年起可能均面临产能不足以支持未来需求 的情形。目前,全球主要发达经济体海上风电海工产品的主要产能集中在欧洲,预计自 2026 年起,欧洲海上风机需求将超过 9.5GW;亚太(除中国)地区 2024 年完成工 厂扩建后,海风机组产能有望增至 3.7GW,但 2027 年后将无法满足高速增长的需求; 北美则会在 2025 年遇到供应链瓶颈,其体量和增速小于欧洲。

海外风电塔筒和固定式基础将出现不同程度的产能不足。2023 年,全球海上风电塔筒产 能约 3910 台套,中国产能占据全球市场份额近 80%,欧洲占据 18%。欧洲海塔年产能 目前为 700 套,可以满足 2023-2025 年的需求,预计从 2026 年起,海上风电塔筒的需 求量将超过年产量,若达成年增加400 套的生产计划,可能缓解2026-2027 的瓶颈问题, 而 2028 年以后仍将面临短缺;北美、拉丁美洲等地区暂无海上风电塔筒生产基地,若 限制性贸易政策出现且当地没有新的投资,预计将出现瓶颈。 未来风电基础将向深远海发展,导管架和浮式基础的市场份额预计会逐年增加,近 5 年 内单桩仍是海上风电基础结构的主流产品。根据 GWEC 报告《MISSION CRITICAL: BUILDING THE GLOBAL WIND ENERGY SUPPLY CHAIN FOR A 1.5°C WORLD》,分区域 看,亚太地区已取代欧洲成为固定式基础最主要产地,占全球产能的 81%,其次为欧洲 和北美洲。预计到 2026 年,全球计划新增超过 2200 套设备,其中中国贡献 53%,欧 洲贡献 33%。根据 GWEC 预测,2024-2028 年,欧洲等海外市场的海上风电基础结构 需要的单桩产品将占据 80%以上的市场份额。仅中国海上风电的固定式基础供大于求, 除中国以外,全球海上风电基础结构的产能满足率不到 70%。鹿特丹的 Sif 公司、埃斯 比约的波罗的海结构公司(Baltic Structures)和英国的 SEaH 公司正在建设三座新的海 上风机基础制造厂。即使欧洲主要海工企业在 2026 年以前完成扩产,总体产能满足率 仅维持在不到 60%,产能扩张速度仍无法满足市场需求的增长速度。

欧洲海缆厂商订单充沛,扩建高压产能匹配装机需求。根据《66kV 海上风电交流集电方 案技术经济性研究》,从技术经济性层面看,66kV 集电方案的各类成本和传输功率均优 于35kV方案,阵列缆需求已由35kV转向电压等级更高的66kV;未来送出方案中的500kV 海缆也将逐步取代 220kV 海缆。2022 年,欧洲海缆的年产能(不包括 33kV 以下)估计 为 15-20 万公里,意大利和希腊的制造基地由于靠近地中海和亚得里亚海,运输方便, 主要生产中压、高压和超高压电缆。根据欧洲海缆制造商 NKT,公司 2023 年高压电缆 积压订单体量超 100 亿欧元,海缆在手订单快速增长。同时,欧洲领先的海缆制造商纷 纷扩建工厂,以确保满足欧洲日益扩张的需求。根据 GWEC 预计,“十四五”期间,中 国维持全球最高的中高压海缆需求,而 2026年起欧洲的需求将超越中国,到 2030年, 我国海缆出口需求可能会比 2022 年增长 14 倍。

4. 近期影响海风项目建设滞缓的主要因素及解决思路

4.1 影响因素

在供应链成本飙升及全球利率上涨的背景下,欧洲和美国海上风电发展面临困境,近两 年来包括美国、英国等在内的国家风电项目纷纷出现滞缓,若要取得装机突破亟需破解 多重难题。

(1)政策方面

行政审批手续:海上风电项目涉及当地空间规划等问题,可能面临更多的环境审查和许 可要求。受限于繁杂的政府审批程序,欧洲各地开发商获得批准难度较高,投资受到阻 碍。根据中能传媒研究院,2022 年,欧洲海上风电场最终投资创下了 10 年来最低点, 欧洲各地约 80GW 风电项目仍陷入手续繁冗的审批流程。

(2)资金方面

高通胀:欧洲经济增速在乌克兰危机的影响下受到拖累,通胀持续走高,日益收紧的融 资环境抑制了支持,进而给风电项目的推进带来巨大压力。目前随着美国国债收益率的 继续上涨,通胀居高难下,资金利率波动向上,欧洲经济持续低迷。高利率严重影响开 发商对项目的投资,而欧洲海上风电产业资金风险更为突出。原材料成本:在高通胀以及能源危机的双重作用下,欧洲国家能源价格持续高于其他地 区。同时,欧洲风电产业对铜、稀土矿、钢、镍、玻璃纤维和硅等原料的需求较大程度 上依赖进口,受国际市场大宗商品价格波动的影响较大,风电全产业链因原材料和上游 产品价格上升而出现成本压力加大以及利润萎缩的情况,当地风电设备制造商过去两年 连续亏损。同时,成本上涨也导致了政府的期望价格水平与开发商项目成本的增加之间 存在脱节,导致项目的延迟或重新谈判,例如 2023 年一些欧洲和美国计划中的项目被 终止或推迟。

(3)供应链方面:根据中能传媒研究院,当前欧盟本土海上风电产能与承诺的 2030 年 装机目标差距较大,供需出现明显失调,欧洲 2025、2027 年后叶片、单桩将面临供不 应求。技术层面,全球风电大型化趋势下,头部企业追求单机容量更大的风机,相关供 应链的研发跟进难以及时匹配。

(4)政治监管方面:地缘政治紧张和监管框架的变化会带来项目的不确定性,影响其 经济性和可行性,欧洲国家对于竞争力日益增强的中国风电产品有意开启反补贴调查, 希望保护本土产业利益。一旦采取行动限制相关产品进口,对其自身能源转型推进也将 会是不小的打击。 尽管阻碍欧美国家海上风电推进的因素颇多,各国仍制定了较高的增长目标和相应的竞 拍计划。根据 S&P Global Commodity Insights 的分析,2024 年欧洲将进行约 50GW 的 海上风电竞标,计划包括英国、德国、荷兰和丹麦成熟市场,以及挪威、爱尔兰和芬兰 在内的新兴市场。根据西门子歌美飒 2023 年第一季度报告,2024 年及往后欧洲海上风 电项目竞标容量达到 75GW,远高于亚太地区(除中国外)和美国,欧洲海上风电行业 有望重回增长的正轨。

4.2 各国海风相关产业促进政策

欧美各国陆续采取行动,发布一系列产业政策并采取行动,以应对行政审批、资金、供 应链以及政治监管方面影响海上风电进程的因素。

各国/组织采取的行动及政策详情: 1)欧盟:2023 年 10 月发布《欧洲风电行动计划》,该计划旨在确保清洁能源转型与工 业竞争力提升的协同推进,将有助于欧盟维持健康和有竞争力的风能供应链,吸引必要 的融资并促进全球公平竞争。海上风电作为能源结构中不可或缺的一部分,欧盟将在未 来 8 年内年均新增接近 12GW 的海风装机。欧盟委员会针对海上风电制定了相关举措 包括:加强电网基础设施和区域合作、加快许可、保证海洋空间的整体性规划、加强基 础设施的韧性、维持研究和创新,发展供应链并开展技能培训等1。 2)英国:CfD 计划年度拍卖预算创新高,奠定英国海上风电增长基础。CfD 作为一种支 持海上风电市场开发的政策,通过政府和开发商签订长期合约,保证固定的电力购买价 格,有助于降低投资风险,并推动海上风电项目的发展。2023 年,由于第五轮 CfD 计划 (AR5)预算不足,无开发商参与竞标,海上风电装机容量不及预期。2023 年 11 月, 英国政府宣布将提高 2024 年即将进行的海上差价合约(CfD)拍卖的价格上限。近日, 英国政府已确认为英国第六轮差价合约(CfD)计划(AR6)提供超过 10 亿英镑的预 算。这是英国有史以来为差价合约分配的最大预算,其中的 8 亿英镑分配给海上风电项 目,将有助于提高开发商积极性并继续支持英国实现脱碳承诺。 英国提出到 2030 年实现海上风电装机 50GW 的目标,此前,在运及已获取合约还未建 成的项目约 29GW,预计 AR6 可以获得 3-5GW 的海风装机容量,为实现 50GW 的目标,下一轮(AR7)拍卖必须获得至少 16GW 的海风装机容量。预计 2024 年将有超过 10GW 项目有资格参与竞标,而预算仅支持最多 5GW,因此,英国政府将继续调整 CfD 计划, 增大预算并修改参数,更大限度地吸引投资来尽快地建设运营储备的项目。

3)荷兰:2022 年底制定《海上风能规划路径图》,明确了新风电场的建设地点和时间, 推动大规模海上风电项目的实际发展,计划 2030/2031 年海上风电建设目标为 21GW, 计划招标项目约 15GW,多数项目招标时间位于 2026-2027 年。气候协议承诺在 2023 年至 2030 年之间在荷兰北海区域装机额外的 7GW 的海上风电3。荷兰将于 2024 年进行 IJmuiden Ver I-IV 前四期 4GW 项目竞标,将采取“负补贴”的方式,即投标人向政府 支付一笔费用,换取更高的竞标分数从而赢得项目开发权,预计在 2028-2029 年投入运 营,后续 V&VI 场址 6GW 项目将于 2025 年开启招标。

4)德国:2023 年 7 月,德国公布另一种海上风电“特别招标”的结果,英国石油公司 (BP PLC)和道达尔能源公司(TotalEnergies)在一次规模为 7GW 的竞标会上同意为 这些项目的开发权合计支付 126 亿欧元的“负补贴”5。德国正在北海和波罗的海大力推 进海上风电项目的建设和扩张,2024 年,计划通过招标新增规模达 8GW 的海上风电容 量。“零补贴”或“负补贴”投标一方面意味着海上风电已具备经济性,对行业降本发 展以及推动能源转型起到积极作用;另一方面,开发商的收入将完全依靠电价获得收益, 可能导致竞争加剧,项目前期融资成本上涨。欧洲能源开发商 SSE 呼吁各国在招标过程 中提高“非价格因素”比重,以更科学全面的标准选择项目,推动行业健康发展。 海上风电配套送出方面,德国政府对海上风电外送设施统一进行规划,每个风电场集群 都由政府委托 TenneT 公司配套建设高压换流平台以提供并网服务,包括送出海缆及陆 上输电系统。风电场开发商只需要安装建设风机、基础、场内海缆及场内海上升压平台 等设施,而无须投资建设外送电力设施。集约化配套送出服务可以简化相关服务流程, 使风电场更高效建设运营地同时保证产品质量。

5)丹麦:将于 2024 年启动约 9GW 的海上风电竞标,涉及五个独立的风电场,前三个 风电场的竞标将于 2024 年底前完成,规模总计约 7GW8。

6)比利时:设定到 2030 年在北海区域的风电装机容量达 6GW,到 2040 年进一步扩大 到 8GW 的目标9。2023 年 10 月,比利时计划于 2026 年在距离奥斯坦德 45 公里处的北 海海域建造第一个能源岛,将各风电场连接起来,打造联通海上风电设施与国内外输电 线的纽带,以便电力以更高效率、更低成本输送至大陆。人工岛周边海域将划分为三个 区域建设海上风电场,2024 年开始招标,预计在 2028 年至 2030 年建设完成,待人工 岛上的输变电设施建造完善后,预计 2030 年起开始供电10。

7)爱尔兰:近期宣布启动海上可再生能源未来框架,该框架将为爱尔兰到 2040/2050 年分别交付 20/37GW 海上风电提供发展路径,明确爱尔兰海上可再生能源 (ORE) 发 展目标。爱尔兰海上可再生能源未来框架包括 29 项关键行动,其中有一项关键行动包 括提供必要的结构及支持,以建立一个未来的指定海洋区域计划 (DMAP,Designated Maritime Area Plan) 路线图,并为爱尔兰海上风电拍卖计划(ORESS)设计和创建后续 的项目计划。该行动通过鼓励投资并最大限度地提高海上风电对国家和当地社区的经济 回报,有助于降低开发商的市场风险,从而推动开发商在未来 20 年内投资超过 1000 亿 欧元11。

8)美国:《美国大西洋地区海上风电传输发展行动计划》:2023 年 9 月,拜登-哈里斯政 府发布该计划,旨在加快海上风能的部署。计划指出了将第一代大西洋海上风能项目接 入电网所需的相关措施,概述了在未来几十年支持电网传输要做的努力。从中长期来看, 加强区域内协调、共享输电线路和高压直流(HVDC)互联海上网络将有效降本,同时增 加电网可靠性和弹性12。 《通胀削减法案》(IRA):2022 年 8 月该法案通过,提供税收抵免以降低开发商的成本, 刺激美国海上风电项目投资,并采取措施解决输电系统问题。同时,法案强调了加强本 土供应链建设的重要性,通过对海风设备制造的税收优惠促进“美国制造”并减少对外 国供应链的依赖。法案还提供资金和政策支持,加大海上风电技术研发,有助于推进项 目的建设进度。

(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

(转自:未来智库)

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