发电行业技术发展及行业特征分析
1、发电行业技术发展趋势
(1)风力发电机组大型化趋势明显
随着现代风电技术的不断发展,新产品、新技术不断涌现。由于风电机组单机容量大型化有利于提高风能转化效率以及降低风电机组制造运营成本,使得机组大型化成为当今发展趋势。根据《中国风电发展路线图2050》,我国将于2020年前,实现5MW风电机组的商业化运行,完成5-10MW海上风电机组样机验证,并对10MW以上特大型海上风电机组完成概念设计和关键技术研究。
(2)低风速和海上风电技术成为重要发展方向
过去,由于中东部和南方地区地形复杂多样、选址难度大,风电开发有着更高的技术要求,风电场工程建设与运维的成本也较高。随着近年来低风速风机技术的进步,低风速地区的年发电小时数提升至2,000小时左右,低风速地区风电场的经济效益得到了提升。当前,在“三北”地区优质风资源区基本划分完毕和持续弃风限电的背景下,向中东部和南方低风速区域拓展已逐渐成为未来风电行业发展的新趋势。
风电场建在海上,节约了土地资源,降低了风力发电的成本。欧洲许多国家都制订了大规模开发利用海上风力资源的计划,海上风电在未来几年将进入爆发式增长阶段。目前,海上风电的关键技术和产业化瓶颈在于海上风电机组技术研发和产能,全球海上风电的主要机型有2.5MW、3MW以及5MW。5MW以上风电机组将是未来海上风电机组的发展方向。
(3)风电智能化及信息化
随着科学技术的不断进步,信息化正逐步出现在风电企业的日常运行中。其中,融入大1-1-228数据、云计算等新一代信息技术的风电机组智能化和信息化将成为风电行业的重要发展趋势。应用大数据、“互联网+”等信息技术,建立健全风电全生命周期信息监测体系,可以全面实现风电行业智能化和信息化管理,可以加强对风电工程、设备质量和运行情况的掌握,提高风电设备的发电效率,降低运维成本。
2、发电行业技术水平
我国风电设备制造行业在近年来得到了较快的发展,行业技术水平不断提升。目前,我国已基本掌握兆瓦级风电机组的制造技术,1.5-2.0MW风电机组经成为我国市场主力机型,3MW风电机组开始批量使用,5-6MW风电机组样机下线。同时,风力发电机组制造和配套部件产业链初步形成,能够批量生产发电机、齿轮箱、叶片、控制系统和偏航轴承等零部件。
2016年3月,国家发展改革委和国家能源局联合发布的《能源技术革命创新行动计划(2016-2030)》,鼓励大型风电设备技术创新,尤其在大型风电关键设备、远海大型风电设备建设方面。未来,随着我国在风电整机设备领域研究进展的加快,风电设备制造企业的产品研发能力将不断增强,制造工艺水平将不断提高,行业技术水平亦将随之提升,从而为风电设备制造行业的发展提供新的动力。
3、发电行业经营模式
风机制造企业在制造业务板块通常采取总装方式,对主材部件采取定制外购方式,销售方面对大型发电集团采取直销方式。除少数企业自产叶片、电控系统等重要核心部件外,经营模式差异较小。主流风机制造企业的业务已经延伸到风电场的开发、投资、建设、运营,获取稳定的发电收入。同时,对较为成熟的风电场进行选择性的转让,进一步实现风电场出售收入。总体上已形成了风机制造、发电、电厂投资转让三大收入和利润来源。
(1)周期性
总体而言,风电行业是长周期朝阳行业。在发展的过程中,全国风电建设规模会受到国家上网电价政策的影响,进而导致新增风电装机容量和采购需求发生阶段性变化。例如2014年12月,国家发改委颁布《关于适当调整陆上风电标杆上网电价的通知》(发改价格[2014]3008号),下调陆上风电标杆上网电价,将一类、二类、三类资源区风电标杆上网电价每千瓦时降低2分钱。上述规定适用于2015年1月1日以后核准的陆上风电项目,以及2015年1月1日前核准但于2016年1月1日以后投运的陆上风电项目。由此引发风电行业2015年的抢装潮,市场需求旺盛,2015年全国新增装机容量近31GW,同比增长32.54%。
(2)区域性
中国的陆上风电主要集中在风力资源丰富的“三北”地区,即东北、华北、西北。截止2016年,“三北”地区累计风电装机容量超过10GW的省市共4个,依次为内蒙古、新疆、甘肃和河北。但随着国家加快对中东部和南方地区陆上低风速区域以及海上风电的开发建设,未来风电行业的区域性将逐渐减弱。
经过了多年的发展,三北地区较好的风资源区已基本开发完毕,而三北地区并非我国用电需求量较多的区域,当地消纳能力有限,对外输送有赖于特高压输电线路建设的现状,进一步对三北地区进行风电开发必然会造成发电与用电区域性的错配。近年来,为了缓解三北地区弃风限电的影响,国家能源局及地方政府暂缓核准三北地区部分省份新风电项目,电网也不再办理新的接网手续。在无法并网的情况下,开发商将不得不放缓和推后新项目的开工和吊装,故这些省区开工量和吊装并网量均明显下滑。根据国家能源局的数据,2015年至2017年,西北地区并网装机容量占比由48.23%下降为16.06%,华北地区并网装机容量占比由22.14%下降为14.20%,东北地区并网装机容量占比由3.49%下降为1.66%。另一方面来说,风机制造技术的进步以及大叶片机组的开发使中南、西南、华东等低风速区域开发风电的经济性效益大为提升,而且该类地区靠近电力荷载与使用中心、无须长距离输出电量,风场发电不存在消纳与弃风限电问题。所以近年来风电投资商的开发热情逐渐向中南、西南、华东等地区转移,该类地区开工量和吊装并网量明显上升。根据国家能源局的数据,2015年至2017年,华东地区并网装机容量占比由10.95%上升为31.19%,西南地区并网装机容量由7.22%上升为11.88%,中南地区并网装机容量占比由7.98%上升为25.02%。
风电行业并网装机容量分区域具体构成如下:
单位:MW
(3)季节性
风电行业发展早期,我国风电场多集中在风力资源丰富的“三北”地区,受北方冬季冻土天气的影响,该区域风电场普遍采用年初开工、年中建设、年末吊装并网的模式,风机制造企业一般在下半年,甚至集中在第四季度实现销售收入较多,具有比较明显的季节性。随着国家加快对中东部和南方地区陆上低风速区域以及海上风电的开发建设,季节性对风电行业影响逐渐减弱。
风电行业产业链主要由零部件制造、风电设备整机总装和风电场投资运营构成。部件制造商和原材料供应商处于产业链的上游。重要核心零部件主要包括齿轮箱、发电机、轴承、叶片、轮毂等。上述部件生产专业性较强,国内供应商技术较为成熟,一般由风机制造企业向其定制采购。除个别关键轴承需进口外,风机部件国内供应充足。风机制造企业市场集中度较高,对上游议价能力总体较强。
风机制造企业的下游客户是以大型国有发电集团为代表的投资商。这些发电集团在进行电力投资时,必须配比一定比例的风电等清洁能源,除受个别年份投资进度波动影响外,总体需求稳定增长。