2021年全球及中國風力發電行業現狀，海上風電發展迅猛，趨勢明朗
一、風電綜述
風力發電是指把風的動能轉為電能。風能是一種清潔無公害的可再生能源，利用風力發電非常環保，且風能藴量巨大，日益受到世界各國的重視。一個完整的風電場一般由一定規模數量的風電機組和輸電系統構成。一個風電機主要由塔筒、機艙、輪轂和葉片構成，各部件之間的連接和旋轉都需要用到軸承。塔架內敷設有發電機的電力電纜、控制信號電纜等，塔底有塔門，塔架內分若干層，層間直梯便於人員上下。風電機組之間由電纜相互連接，再經變電站升壓再連接至電網。
電機是風電設備的核心，根據風輪驅動發電機的方式，可分為齒輪箱升速式和直驅式，根據發電機類型的不同，風電機可分為雙饋式和全功率變換式。按照上述分類方式，目前市面上主流的風電機可分為：永磁直驅、電勵磁直驅、半直驅、雙饋異步式、鼠籠異步式發電機。
主要風電類型的優劣對比
資料來源：公開資料整理
二、風電行業發展政策環境
從全球風電行業發展情況來看，全球主要國家發展風電主要是致力於於能源獨立和清潔化，具體情況如下：
全球主流風電市場政策一覽
資料來源：公開資料整理
2022年1月，國家發展改革委召開新聞發佈會時表示，要堅持規劃引領、“全國一盤棋”，在落實調峯資源和消納市場的基礎上，加快推進以沙漠、戈壁、荒漠化地區為重點的大型風電光伏基地項目建設，全力提升供應保障能力和優化能源結構。政策積極佈局風電發展建設。2021年12月27日，國家發改委正式印發《江蘇沿海地區發展規劃(2021—2025年)》。規劃提出，加強沿海電源點及電力、油氣輸送通道規劃佈局，統籌建設海上風電、沿海LNG接收、煤炭中轉儲運、核電基地。推進深遠海風電試點示範和多種能源資源集成的海上“能源島”建設，支持探索海上風電、光伏發電和海洋牧場融合發展。
2021年中國風電相關政策情況一覽
資料來源：政府公開報告，華經產業研究院整理
三、風電產業鏈
1、風電產業鏈概覽
風電產業鏈可分為上游、中游、下游三個環節，其中上游為製造風電機組所需的原材料，包括增強纖維、樹脂、夾層材料、結構膠、葉片、鋼材等；中游為機組零部件，包括輪轂、齒輪箱、控制系統、軸承、發電機，以及風電主機、塔筒等；下游為風電場運營商、投資方及風電併網消耗。
風電產業鏈
資料來源：公開資料整理
2、風電成本結構
塔架（塔筒）、葉片、齒輪箱在風電整機成本佔比最高，分別佔比26.3%、22.2%、12.9%、合計超過60%。其他成本佔比如下：
2020年風電整機成本結構劃分（單位：%）
資料來源：公開資料整理
3、產業鏈下游-用電
從下游用電端情況來看，我國用電市場規模持續增長。據中電聯數據，2022年1-2月我國全社會用電量為13467億千瓦時，同比增長5.80%。
2017-2022年中國全社會用電量及增速情況
資料來源：中電聯，華經產業研究院整理
相關報告：華經產業研究院發佈的《2022-2027年中國風力發電設備行業市場深度分析及投資規劃建議報告》
四、風電行業現狀
得益於技術進步和商業模式創新，風能行業正在快速發展。據GWEC數據，2021年全球風電累計裝機量達到837GW，同比2020年增長12.80%。據國家能源局數據，2021年我國風電累計裝機容量達到328.5GW，同比增長16.7%，增速快於全球，風電累計裝機容量佔全球39.2%。
2016-2021年全球及中國風電累計裝機容量情況
資料來源：GWEC，國家能源局，華經產業研究院整理
從新增裝機容量來看，2021年全球新增風電裝機93.6GW，為歷史第二高年份，較去年同期下降1.78%。中國新增裝機容量為47.6GW，同比下降33.6%。
2019-2021年全球及中國風電新增裝機容量情況
資料來源：GWEC，國家能源局，華經產業研究院整理
風電的諸多形式中，海上風電覆蓋面積廣、資源稟賦好、輸送成本低，發展潛力巨大，海上風電裝機規模有望持續超預期。2021年全球海上風電累計裝機容量達到57GW，我國海上風電累計裝機容量為26.39GW，海上風電發展迅猛。
2016-2021年全球及中國海上風電累計裝機容量
資料來源：GWEC，國家能源局，華經產業研究院整理
五、風電行業競爭格局
從全球市場競爭格局來看，據BNEF數據，2021年全球風電整機制造行業集中度較分散，CR5市場份額佔比為53%，三家國外巨頭企業維斯塔斯、歌美颯（被西門子併購）、GE市場佔比分別為15.3%、8.7%、8.4%，國內兩家企業金風科技和遠景能源分別佔比12.1%、8.5%。
資料來源：BNEF，華經產業研究院整理
從國內市場競爭格局來看，行業集中度較全球高，CR5市場份額佔比達到70.9%,分別為金風科技、遠景能源、運達股份、明陽智能和電氣風電，分別市場佔比20.4%、14.0%、13.7%、13.5%、9.3%。
2021年中國主要風電整機制造商市場份額佔比
資料來源：BNEF，華經產業研究院整理
六、風電行業未來發展趨勢
1、海上風電成本下降，招標價格持續降低
全球海上風電LCOE持續下降。根據IRENA數據，2010年LCOE平均約為0.162美元/千瓦時,2020年降低至0.084美元/千瓦時，接近腰斬。其中中國從0.178美元/千瓦時降低至0.084美元/千瓦時，與國際平均水平相當。漂浮式海上風機LCOE較固定式更高，2019年約為0.16美元/千瓦時。預計未來持續快速下降，漂浮式下降幅度最大。根據WindEurope預測，由於渦輪機尺寸和容量係數的增加以及風電場安裝和運營方式的優化，未來30年風能成本將繼續大幅下降。其中歐洲固定式風機2050年較2020年下降57%，漂浮式風機下降78%。
國內風機招標價格顯著降低。根據金風科技披露的數據，國內招標均價持續下降，2021年9月，3S機組投標均價均為2410元/千瓦，2020年同期3250元/千瓦；4S機組2326元/千瓦，2020年同期3163元/千瓦。國內多個項目已接近平價，中廣核象山、華潤蒼南兩個海上風電項目開標，項目投標報價均低於5000元/kW，而5000元/kW是此前行業認為的海上風電項目要想做到平價，風電機組報價的臨界點。海上風電持續降低成本，未來有望加快實現平價上網。
2020-2021年中國海上風電公開投標市場均價
資料來源：公開資料整理
2、風機大型化趨勢顯著
風機平均容量近年呈現持續增長態勢。以歐洲為例，根據數據，2020年歐洲風機平均容量達到8.2MW。2020年運行的海風項目中其中2/3的項目風機容量要高於此平均值。預計未來風機容量將持續增長，根據GWEC的預測，海上風電風機容量在2025年將達到15-17MW，海上風機大型化將帶來成本的降低。根據推算，對於1GW海上風電項目，採用14MW風電機組將比採用10MW風電機組節省1億美元的投資。此外，下一代風電機組將在2030年之前出現，功率達到20MW左右。
3、海上風電逐步走向深遠海
歐洲海上風電項目水深增加。根據數據，2020年歐洲在建海上風場平均水深36米（2019年34米）。2020年在建水深最深的風場是67米水深的英國Kincardine浮式項目和擁有100米水深的葡萄牙Wind float Atlantic浮式項目。目前英國在建的Moray East平均水深45米。
新項目離岸距離增加。隨着近海資源逐漸開發，海上風電項目持續向遠海發展，據數據，海上風電項目的離岸距離在2018年左右達到峯值，預計到2024年將會減少。這一趨勢可能的解釋為海上風電快速擴張進入亞洲市場，主要項目與歐洲相比更靠近岸。但在2024年後亞洲和世界其他地區的項目將遠離海岸。
4、漂浮式風機應用逐漸增多
漂浮式風機使用增加，趨勢或將持續。漂浮式風機在2016年後逐漸由樣機走向了小批量，根據千堯科技預計2020年-2025年裝機量明顯增多，漂浮式風機在技術上已趨於成熟，越來越多的國家開始重視對深水風資源的開發。目前，國內多個規劃中漂浮式海上風電項目。十三五期間國內對漂浮式風機的研究熱度逐漸提高起來，並有了示範工程項目，預計將在2021-2023年建成。
國內規劃的漂浮式海上風電項目情況介紹
資料來源：公開資料整理
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