本文來源：時代商學院 作者：鄭少娜
時代商學院研究員 鄭少娜
能源是關係國計民生的基礎性產業。據國家電網統計，2019年全社會用電量7.2萬億千瓦時，同比增長4.5%；2020年全社會用電量為7.5萬億千瓦時，同比增長3.1%。隨着我國經濟的快速恢復，用電量將保持較快增長，2021年1-9月全社會用電量同比增長12.9%，預計2021年全國全社會用電量達7.9萬億千瓦時，同比增長6.5%。
用電量的增加將加大對能源的需求，由於以傳統能源為主的能源結構將帶來化石能源枯竭和環境污染問題，近年來我國能源結構正加速轉型，非化石能源的消費佔比持續提升。
據國家統計局數據，截至2020年，我國煤炭消費佔能源消費的比重為56.8%，從2009年的71.6%下滑了近15個百分點。而同期，全球的能源消費中煤炭佔比為26%，歐洲的煤炭消費佔比僅為14%，加拿大佔比僅為4%。相比之下，當前我國以煤炭為主的能源消費結構亟待調整。
我國力爭2030年前實現碳達峯、2060年前實現碳中和，這已成為一場廣泛而深刻的經濟社會系統性變革。2021年，“雙碳”目標首次被寫入《政府工作報告》，將推動產業結構和能源結構進一步優化，引導加大對風電、光伏的金融支持力度。另據《2030年前碳達峯行動方案》，預計到2030年，我國非化石能源消費比重達到25%左右；到2060年，非化石能源消費比重達到80%以上，風電、光伏產業將得到大力發展。
風能是一種清潔而穩定的可再生能源，在雙碳背景下，風力發電產業鏈將會迎來怎樣的發展機遇？這條賽道的競爭格局又將如何？本文將對上述問題進行一一探討。
目錄
一、風電行業概況
1.1 行業發展歷程
1.2 風電行業政策梳理
1.3 制約與驅動因素
二、風電行業產業鏈分析
2.1 上游零部件廠商
2.1.1 風塔
2.1.2 葉片
2.1.3 風電結構件
2.2 中游整機廠商
2.3 下游風電站運營商
2.4 上下游代表上市企業的基本面數據和增長情況
2.4.1 收入增速
2.4.2 利潤率水平
2.4.3 回報率水平
三、風電行業市場前景
3.1 需求端
3.2 供給端
3.3 未來行業規模
3.4 海上風電的發展
四、結語
一、風電行業概況
我國風能資源儲備豐富，但地區分佈並不均衡，主要集中在北部地區（東北、華北、西北）和東南沿海及附近島嶼一帶。風力發電是指將風的動能轉化為電能的一種發電形式。
據國家能源局數據，截至2021年11月14日，我國風電併網裝機容量達到30015萬千瓦，較2016年底實現翻番，是2020年底歐盟風電總裝機的1.4倍、是美國的2.6倍，已連續12年穩居全球第一。目前，世界最大水電站三峽電站總裝機容量2250萬千瓦，3億千瓦可再生能源裝機則相當於新建13座三峽電站。
目前，風電佔全國電源總裝機比例約13%、發電量佔全社會用電量比例約7.5%，較2020年底分別提升0.3和1.3個百分點，風電對全國電力供應的貢獻不斷提升。
與此同時，我國風電產業技術創新能力也快速提升，已具備大兆瓦級風電整機、關鍵核心大部件自主研發製造能力，建立形成了具有國際競爭力的風電產業體系，我國風電機組產量已佔據全球三分之二以上市場份額，作為全球最大風機制造國的地位持續鞏固加強。
1.1 行業發展歷程
如圖表1所示，我國風電行業的發展大致經歷了兩個週期：第一輪週期為2005—2012年，具體來看，2008年之前的新增裝機量增速在150%左右，增速較高主要是風電裝機基數較低；2009年增速超過100%，主要是當年出台政策制定陸上風電標杆上網電價，刺激了風電行業的發展；而2011年開始，新增裝機量出現下滑，主要和前期發展過快導致風電消納出現困難、風電質量事故頻發有關。
第二階段為2013—2017年，具體來看，2014年、2015年新增裝機量大幅增加，主要原因是監管層出台政策下調補貼，帶動行業出現“搶裝潮”；2016年開始，新增裝機量再次下滑，主要原因是前期增長過快導致棄風現象再次嚴重，政府限制內蒙古、黑龍江等北方六省的新增裝機；2017年至今，行業逐漸復甦和穩定。
1.2 風電行業政策梳理
風電行業屬於國家產業政策重點鼓勵發展的行業。如圖表2所示，近年來，我國風電行業政策利好不斷，多層次政策出台，行業發展前景明朗。
1.3 制約與驅動因素
從整體發展歷程看，風電行業受兩個因素影響較大，一是風電上網電價政策；二是風電消納情況。
首先，從政策影響層面看，隨着補貼政策的出台，裝機量大幅提升。如圖表3所示，2009—2020年，監管層多次調整風電上網電價，陸上風電的補貼電價逐漸走低，如I類陸上風資源區的“指導性電價”由2009年的0.51元/千瓦時降至2020年的0.29元/千瓦時；IV類陸上風資源區的“指導性電價”由2009年的0.61元/千瓦時降至2020年的0.47元/千瓦時。
2019年5月，監管層發佈下調補貼的政策，要求2018年底之前核準的陸上風電項目，2020年底前仍未完成併網的，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年底前仍未完成併網的，國家不再補貼。
自2021年1月1日開始，新核准的陸上風電項目全面實現平價上網，國家不再補貼。政府補貼政策的減少，也説明行業逐漸走向市場化，企業需要依靠自身經營能力在行業中謀發展。
再來看一下風電消納問題。儘管我國風能資源儲備較大，但風能資源分佈並不均衡，再加上西北部電力基礎設備相對薄弱，導致風電棄風率較大。
如圖表4所示，在2012年、2016年時，隨着全國平均棄風率的增加，當年的新增風電裝機容量的同比增速均出現回落；而在2014年、2018年時，全國平均棄風率有所降低，同期新增風電裝機容量的同比增速逐漸走高。可見，國內風電新增裝機容量增速與棄風率呈負相關關係。
不過，據發改能源規定〔2018〕1575號文件，到2020年，基本解決清潔能源消納問題，確保全國平均風電利用率達到國際先進水平（力爭達到95%左右），棄風率控制在合理水平（力爭控制在5%左右）。
據國家能源局數據，2021年1-6月，全國棄風電量為126.4億千瓦時，棄風率為3.6%，同比下降0.3個百分點，平均利用率96.4%。今年上半年，新疆、湖南和甘肅地區的棄風率分別為8%、2%和4%，同比分別下降了4.2、3.2和3個百分點，可見我國風電的棄風率問題基本已得到改善。
二、風電行業產業鏈分析
據天眼查數據，目前我國風電企業總數量超過2萬家，已上市的企業數量超過百家。從地域分佈情況看，廣東省、江蘇省和山東省的風電企業數量排名前三，分別為2343家、1999家和1873家；另外，註冊資本在1000萬元以上的企業數量達到9807家，佔比為44.88%。
自2014年起，我國每年新成立風電企業數量均在1000家以上，如圖表5所示，2020年我國新成立風電企業數量達2543家，同比增速為13.94%。
圍繞着風電場的開發、建設和日常運營，風電產業鏈可分為上游、中游和下游三個環節，伴隨着資金進入堡壘要求以及安全技術要求越來越高，並且平價化政策的實行，我國風電行業呈現高度集中化趨勢。
具體來看，行業上游主要是風電的零部件製造商，包括葉片、發電機、軸承、電控系統等。上市企業包括中材科技(002080.SZ)（葉片）、新強聯(300850.SZ)（迴轉支承）、華伍股份(300095.SZ)（風電制動）、雙一科技(300690.SZ)（機艙罩）、日月股份(603218.SH)（鑄件）、禾望電氣(603063.SH)（變流器）、金雷股份(300443.SZ)（主軸）等。
中游主要是風電整機和風塔的製造商，整機（風機）是發電機組，風塔是風力發電的塔杆。上市企業包括金風科技(002202.SZ)（整機）、明陽智能(601615.SH)（整機）、東方電氣(600875.SH)（整機）、運達股份(300772.SZ)（整機）、上海電氣(601727.SH)（整機）、天順風能(002531.SZ)（風塔）、泰勝風能(300129.SZ)（風塔）等。
下游主要是風電場運營和運維環節。上市企業包括中廣核新能源(1811.HK)、大唐新能源(1798.HK)、北控清潔能源(1250.HK)等。
2.1 上游零部件廠商
上游零部件主要包括葉片、變頻器、齒輪箱、電氣控制系統、發電機、主軸、輪轂等。特殊地，如海上風電還包括海底集電系統、海上分電站、海底高壓電纜和岸上分電站、關鍵原材料如碳纖維等。
整體來看，上游零部件具有產品差異大、質量要求高、供貨週期緊等特徵，對新進入者而言，若缺乏工程經驗和技術儲備，則無法快速響應下游客户需求，難以適應日益激烈的市場競爭。
此外，除葉片外，其他賽道技術壁壘不高，但對產品的質量要求很高，如風電塔筒、樁基等屬於大型鋼結構產品，要求可靠使用壽命在20年以上，一旦發生質量問題，更換造成的損失非常大，在機組大型化對質量要求更高的情況下，龍頭品牌效應會更加顯著。
根據在風電機組中的功能作用、重要性、市場規模等情況，上游行業主要分為風塔、葉片、風電結構件三大細分賽道。
2.1.1 風塔
具體來看，首先，風塔是支撐發電機組的塔杆，它的作用是吸收葉片旋轉引發的機組晃動、支撐整個機組。風塔的高度越高，風力就越強，則風能利用率越優，但相應地對風塔的品質及製作工藝要求就越高。
風塔市場分為高、中、低端市場，2兆瓦及以上風塔為高端，1兆瓦及以下的風塔為低端，剩餘為中端市場。目前，國內生產風塔的企業較多，中低端風塔市場集中度低，但高端市場相對較集中，除天順風能、泰勝風能、天能重工(300569.SZ)、大金重工(002487.SZ)四家專業化塔筒生產企業外，還有粵水電(002060.SZ)、中船澄西船舶修造有限公司（中國船舶旗下）、中國水利水電四局（中國電建旗下）、中車同力鋼構、華電重工、江蘇神山風電等眾多企業。
在機組大型化、高塔筒、長葉片的行業發展背景下，後期風塔行業集中度會進一步提升。而這種趨勢下，大型機組重量更重、葉片旋轉導致的振動也會越大，下游整機對塔筒的質量要求更高。
不過，由於重量、長度的問題，風塔運輸會受到一定的限制，進而會影響行業集中度地提升。例如，天順風能2020年風塔運輸費用佔據營業成本的比例為7.37%，而葉片運輸費用佔據營業成本的比例僅為0.74%，可見，風塔受產能半徑的限制影響更大。因此，企業市佔率的提升需要建立在不斷新建廠房上，例如新疆的風塔運到東部沿海地區會比較困難，需要在東部地區建立廠房來覆蓋。
2.1.2 葉片
葉片，是風電機組非常重要的部件，它決定了機組的風能轉換效率。葉片越大，風能轉換效率越高，但相應地葉片重量就越重，研發生產難度也越大，技術製造門檻較高。因此，葉片是現階段風電整機制造成本中的最大項目，在陸上、海上風力發電機整機成本的比例分別佔到21%、30%左右。
2020年，受政策影響風電行業迎來搶裝潮，行業迅速進入了調整期，風電招標價格較去年同期大幅下降，疊加原材料成本上升，風電裝備供應鏈面臨較大成本壓力。因此，葉片生產逐漸向大型化和大功率化趨勢發展，一方面可以減少單位原材料消耗，另一方面可以降低企業運維成本。
在2005年之前，我國風力發電裝機容量較小，行業資本關注度低，因此本土葉片生產企業較少。2005年開始，部分資金充裕的國有企業大批進入葉片賽道，目前葉片市場形成了以專業葉片生產企業、整機制造企業、外資葉片生產企業為主要參與者的多元化競爭格局。
國內葉片生產企業主要有中材科技、連雲港中復連眾複合材料集團有限公司、時代新材、洛陽雙瑞風電葉片有限公司等20餘家。其中，中材科技為國內生產葉片的龍頭企業，其2020年年報披露，報告期內該公司合計銷售風電葉片12.3GW，實現銷售收入90.2億元，淨利潤10億元，市場佔有率連續10年保持全國第一。
另外，國外生產葉片的代表企業主要有通用電氣（中國）有限公司、艾爾姆（中國）投資有限公司、維斯塔斯風力技術（中國）有限公司等。
2.1.3 風電結構件
風電結構件對風電機組起到支撐、保護和傳動作用，這些零部件主要包括鑄件、主軸、塔筒、法蘭、機艙罩、定子和轉子等。
從競爭壁壘方面看，鑄件賽道為重資產行業，產能的擴張需要有大量資金投入、且其為重污染行業，環保原因擴產受限，較難有新進入者出現。國內主要的公司包括日月股份、吉鑫科技(601218.SH)、永冠能源科技集團等。
鑄件行業集中度同樣存在上升空間，主要原因是和其餘零部件驅動一致，大功率機組的出現使得鑄件的體積和重量也相應變大，導致製造難度增加。
2.2 中游整機廠商
中游風機環節，就是將上游零部件等組裝成發電機組的過程。目前，我國風電制整機制造商前三名分別是金風科技、遠景能源有限公司（以下簡稱“遠景能源”）和明陽智能。
據彭博新能源財經(BNEF)數據，從2020年我國風電整機制造商市場份額看，排名前十大企業分別為金風科技、遠景能源、明陽智能、上海電氣、運達股份、天津中車風能科技有限公司（以下簡稱“中車風能”）、三一重能股份有限公司（以下簡稱“三一重能”）、東方電氣(600875.SH)、中國船舶重工集團海裝風電股份有限公司（以下簡稱“中國海裝”）、國電聯合動力技術有限公司（以下簡稱“聯合動力”），市場份額分別為21%、17%、10%、9%、7%、7%、6%、5%、5%、4%。可見，2020年我國整機行業CR3達到48%，幾乎佔據了一半的市場份額，行業集中度較高。
未來，整機市場集中度將進一步提升。首先，國家政策層面上鼓勵風電行業優勝劣汰、淘汰落後產能、促進企業兼併重組；其次，整機機組大型化可以減少吊裝、土地、日常運營維護等成本，進而降低度電成本，因此機組大型化是未來風機的發展趨勢，但大型機組的生產技術集中在頭部企業，因此龍頭企業的市場份額將進一步提升。
2.3 下游風電站運營商
不同於上游和中游產業鏈對技術、經驗存在一定的要求，風電運營商的核心競爭力主要體現在風資源開發能力、資本金、債務融資能力和融資成本優勢上。
在國內，風電運營商可分三類，一是大型的電力央企，這些企業主營業務為火電、水電的生產銷售，比如國家能源投資集團有限責任公司、國家電力投資集團公司、大唐集團(2117.HK)、中國華能集團有限公司、中國華電集團有限公司等；二是其他的能源國企，比如中國廣核集團有限公司、華潤（集團）有限公司、中國長江三峽集團有限公司和中節能風力發電股份有限公司等；三是民營、外資企業，比如金風科技。
其中，電力央企佔據國內風電市場近一半份額，其他能源國企次之，民營和外資佔比較低。
2.4 上下游代表性上市企業的基本面數據
由於所處產業鏈的位置不同，風電企業的體量規模、成長能力、盈利能力和回報率大小等表現差異較大，在此，如圖表6所示，時代商學院選取了19家產業鏈上下游的代表性企業，從2020年的企業營收同比增速、歸母淨利潤同比增速、毛利率、淨利率、總市值、市盈率、總資產報酬率(ROA)、投資回報率(ROIC)、淨資產收益率(ROE)共9個指標進行比較，以探究風電產業鏈上下游企業的整體經營情況。
2.4.1 收入增速
從收入增速水平來看，如圖表7所示，上游、中游收入增速要高於下游，這主要由於兩大原因導致，一是搶裝潮的出現，2019年5月平價政策落地，平價前下游運營商開始搶裝，帶動中上游收入上漲，而下游由於需要電站併網才能產生收入，收入增長時點晚於中上游，所以其收入增長不明顯。
二是體量大小不同。從收入規模看，中游企業的收入體量在100億元以上，而上游除葉片環節收入體量在100億元以上外，其餘賽道收入體量較小，導致平價對其刺激更大，收入波動更大。
2.4.2 利潤率水平
從利潤率水平來看，如圖表8所示，上游企業毛利率均值為27.19%、淨利率均值為13.57%；中游企業毛利率均值為17.27%、淨利率均值為3.68%；下游企業毛利率均值為68.14%、淨利率均值為15.79%，可見，上游、下游的毛利率、淨利率水平要高於中游。
具體來看，上游的機艙罩（雙一科技）毛利率相對較高，主要原因是其在定價時會將運輸費用包含在銷售價格裏，而實際發生的運輸費用在銷售費用中核算；另外，主軸環節（金雷股份）的毛利率較高，主要是其競爭格局較好，具備一定的定價權。
相對來説，中游整機企業的毛利率較低，主要是因為其下游為大型央企，話語權強，導致其定價權較低。
2.4.3 回報率水平
從回報層面來看，如圖表9所示，上游企業的ROA、ROIC、ROE分別為11.1%、10.55%、15.12%；中游的ROA、ROIC、ROE分別為1.78%、2.98%、8.23%；下游企業的ROA、ROIC、ROE分別為4.88%、2.02%、9.23%。
不難看出，上游零部件環節的回報要明顯好於中游整機環節，這主要原因是其競爭格局較好，擁有定價權，而中游整機雖然同樣格局較好，但由於其下游為大型央企，其定價權較小，導致其回報率較低。
另外，雖然下游大型央企的定價權較高，但一般運營週期長，因此回報率相對也低於上游零部件廠商。
三、風電行業市場前景
在全球能源結構向低碳化轉變、能源消費結構不斷優化的背景下，風電行業需求持續增長的趨勢具備確定性。我國是世界最大的風電市場，擁有豐富的風力資源，部分企業的產品技術水平逐步向國際先進水平靠攏。
為推動實現碳達峯、碳中和目標，我國將陸續發佈重點領域和行業碳達峯實施方案和一系列支撐保障措施，構建起碳達峯、碳中和“1+N”政策體系，在十四五期間我國風電裝機量將有較大提升。
2021年以後，陸上風電行業的需求將更加多元化，平價大基地項目、分散式風電項目以及部分特高壓配套項目將成為陸上風電增長點。預計2025年以後，我國陸上風電市場將進入換機潮初期，新老機組更新換代催生全新市場需求。
同時，從中長期來看，海上風電的新增吊裝容量預計仍將保持增長，並逐步向風機大型化和深遠海規模化發展。
3.1 需求端
電力需求變化是社會經濟運行的“晴雨表”，隨着我國經濟的快速恢復，用電量將保持較快增長。如圖表10所示，2021年前三季度，全國全社會用電量6.17萬億千瓦時，同比增長12.9%，用電量的快速增長，表明我國經濟持續恢復，能源需求快速增長。
據國家電網統計，2021年前三季度，全國可再生能源發電量達1.75萬億千瓦時。其中，規模以上水電發電量為9030億千瓦時，同比下降0.9%；風力發電量為4694億千瓦時，同比增長41.5%；光伏發電量為2486億千瓦時，同比增長24.0%；生物質發電量為1206億千瓦時，同比增長25.7%。相比於光伏、生物質等可再生能源發電方式，風力發電量及同比增速均處於高位。
3.2 供給端
研究機構普遍預測，2030年碳達峯前我國全社會用電量年均增速仍將超過4%。據國務院印發的《2030年前碳達峯行動方案》目標要求，到2030年，非化石能源消費比重達到25%左右，風電、太陽能發電總裝機容量達到12億千瓦以上。
據國家能源局數據，截至2021年9月末，我國風電累計裝機容量達到2.97億千瓦，其中陸上風電累計裝機容量為2.84億千瓦、海上風電累計裝機容量為1319萬千瓦；光伏發電累計裝機容量為2.78億千瓦。
可見，當前風電和光伏發電累計裝機容量之和在5.75億千瓦左右，若按照“雙碳”目標達到12億千瓦計算，到2030年，風電、光伏發電總裝機容量將在現有的基礎上再翻一倍。
3.3 未來行業規模
據GEIDCO（全球能源互聯網發展合作組織）預測，如圖表11所示，2025—2030年我國新增電力需求幾乎全部由新能源滿足，其中，風力發電裝機總量約25億千瓦，裝機佔比在31.2%；光伏發電裝機總量約38億千瓦，裝機佔比在47.4%。也就是説，2060年時風電和光伏發電裝機佔比近80%，風電將成為電力供應的主要支柱之一。
此外，雙碳背景下，我國陸上、海上風電將協同發展。另據GEIDCO預測，至2060年碳中和時，我國陸上風電、海上風電裝機市場份額佔比分別為93.6%、6.4%，西北部、東中部裝機市場份額佔比分別為57.3%、42.7%。
從地域分佈規劃看，在新疆、內蒙古、甘肅等西部和北部地區將重點發展大型陸上風電基地的開發，在廣東、江蘇、福建等中部和東部地區將主力發展分散式風電建設。
3.4 海上風電的發展
與陸上風電相比，海上風電具有風阻和風切變小、平均風速高、單機裝機容量大、距負荷中心近以及不佔用土地資源等優勢。由於經濟發展轉型升級的關鍵時期對於可再生能源的需求巨大，海上風電憑藉穩定性和發電功率高的特性，已受到我國政府的重視。
東部地區用電負荷加劇，海上風電提供電能補充。海上風電集中於東部沿海地區發展，這些地區是我國經濟發展較好、用電負荷大的地區，且隨着火電裝機佔比進一步下滑，東部地區城市如廣東、江浙的用電缺口將逐步增加。
據國家能源局數據，2020年，江蘇是我國海上風電累計裝機量最多的省份，佔比達70%；其次是福建和廣東，佔比分別為7.1%和6.9%。
但同時，海上風電技術要求更高，投資金額更大，雖然前景更好，目前尚存在技術（比如風電設備的設計、製造、安裝技術仍不夠成熟）、高額投資成本的制約，其份額在短期內快速提升的可能性較小。此外，海上風電建設涉及部門眾多，易造成多頭管理的局面，項目審批速度慢、運營難度大、行政效率偏低等因素都會阻礙行業發展。
總體來説，大型企業由於具有規模、資金、技術等優勢，能夠搶先佈局，獲取訂單。據GWEA（全球風能理事會）發佈的《2020全球海上風電報告》，目前我國海上風電整機制造企業共有11家本土企業，2家外資企業。
其中，11家本土企業為上海電氣(601727.SH)、遠景能源、金風科技、明陽智能、湘電風能(600416.SH)、中國海裝、華鋭風電科技（集團）股份有限公司、聯合動力、東方電氣(1072.HK)、太原重工(600169.SH)和三一重能；外資企業有西門子(Siemens Gamesa)和通用公司(GE)。
另據GWEA數據，2019年我國海上風電累計裝機容量超過600MW的有上海電氣（2909MW）、遠景能源（1399MW）、金風科技（1378MW）和明陽智能（603MW），上述4家企業的海上風電機組累計裝機量佔海上風電總裝機容量的比例達89.5%，可見，海上風電整機市場已呈現出市場集中度高的特點。
四、結語
2021年，在“雙碳目標”的提出下，我國能源結構轉型邁入加速階段。近年來，隨着風電本土企業不斷在關鍵材料、技術門檻等方面取得突破，風電整機的國產化率逐步提高，國內風電行業寡頭格局漸漸形成，且部分優質企業迅速在全球風電市場佔據一席之地，儘管陸上風電補貼退坡，但風電行業已進入提質增效階段。
今年4月，國家能源局委託水電總院牽頭開展全國深遠海海上風電規劃，規劃總體圍繞山東半島、長三角、閩南、粵東、北部灣五個千萬千瓦級海上風電基地，共佈局41個海上風電集羣，總容量約2.9億千瓦，將推進海上風電項目集中連片開發。可以預見，隨着政策持續指引，海上風電將逐漸成為風電行業裝機的重要組成部分。
【參考資料】
《2030年前碳達峯行動方案》.國務院
《2022年中國風電市場現狀預測及市場準入壁壘分析》.中商產業研究院
《2019年中國風力發電機葉片行業概覽》.頭豹研究院
《風電產業鏈梳理——核心賽道與資產是哪些？》.併購優塾
《全球風電運營商和整機廠商市場格局變遷和主要企業介紹》.國信證券
《機械設備行業深度研究：碳中和系列1-風電設備-平價時代來臨，風正揚帆正當時》.天風證券
《洞察2021：中國海上風電行業競爭格局及市場份額》.前瞻產業研究院