2021年风电行业产业链梳理及市场概况

一、概述

国内风电行业十四五期间的发展驱动因素发生明显变化，导致过去十年需求周期波动的主要影响因素明显消退 ，碳中和政策将成为驱动包括风电在内的新能源行业发展的主要因素，风电自身的经济性也将成为影响风电发展的重要因素。

在行业去补贴倒逼等因素的驱动下，国内风机产业技术迭代加快，风机大型化趋势明显， 单机容量4MW 及以上机组逐步成为主力机型 。随着招标机型的大型化，2021年以来，风机招标价格呈现较明显的下降；三北、西南地区大型风电项目的风机中标价格已低至 2300-2500 元/kW，较2020年初的价格高点呈现大幅下降。风机的大型化不仅降低风机自身的生产成本，还能摊薄塔筒等风机以外的投资成本，推动三北地区风电投资成本达到6000元/kW 以下，部分项目投资成本可低至5000元/kW左右；与此同时，风机的大型化扩大了风电项目可开发容量。从当前的风机技术储备以及可预期的关键材料国产化等角度看，未来风机单机容量还有进一步提升的空间，风机大型化的趋势可持续。

风机大型化及成本下降将推升风电项目投资收益，激活各类应用场景，推升风电可开发空间，从而有望刺激国内风电需求；与此同时，风机大型化将提升国内风机企业相对海外风机巨头的竞争力，有助于国内风机企业加快走出去，而中国的优质供给将驱动海外风电市场加快发展。十四五期间风电行业面临的发展环境与十三五大不相同，当前发生的前所未有的风机大型化某种程度上是一种技术变革，这种变革明显推动风电行业成本下降、扩大风电可开发空间，将刺激国内风电需求，并助力国内风机企业加快走出去。

二、风电市场规模

目前五大发电集团均提出了2025年前实现碳达峰的目标。根据已公布的目标，仅五大发电集团十四五期间的清洁能源装机就将突破300GW。除此以外，三峡、华润电力、中核、中广核、中国电建等大型集团同样提出了规模较大的清洁能源装机规划，我们预计实力雄厚的电力央国企将成为十四五期间风电投资的主力军。十四五/十五五期间国内新增风电装机规模有望分别达到 264/302GW，对应年均装机量为52.8/60.3GW， 较十三五期间 31.2GW 的年均装机规模提升超过 70% 。

分散式风电项目一般位于负荷中心附近，不以大规模远距离输送电力为目的，所产生的电力可以自用，也可上网且在配电系统平衡调节，一般单点接入系统的装机容量不超过 50MW。十四五期间，在全国 100 个县，优选 5000 个村，安装 1 万台风机，总装机规模达到 50GW。第四届风能开发企业领导人座谈会上，国家能源局新能源和可再生能源司负责人明确表示，在风能资源优质地区有序实施老旧风电场升级改造，提升风能资源的利用效率。

2015 年国内海上风电累计装机容量突破 1GW，2020 年底累计装机容量突破 10GW，并网装机容量 9GW，提前完成十三五规划目标。2020年，国内海上风电新增装机容量达到 384.5万千瓦，同比增长 54.2%；累计装机达到10.87GW，预计十四五期间海上风电将贡献 45GW以上新增装机。

三、风电产业链梳理

风电行业产业链主要可分为上游零部件制造商、中游风机整机制造商、下游风电场开发、建设运营等三个环节。其中，风电零部件主要包括主轴、轴承、齿轮箱、法兰盘、轮毂、叶片、塔架等。

1、塔筒

风机大型化导致单瓦装机对应塔筒根数减少，但单根重量将明显提升。考虑到风电降本的主要途径是通过风机大型化摊薄单瓦装机对应的零部件及安装成本，未来相同装机规模对应的塔筒根数将出现明显下降。然而从塔筒用量的角度看，随着风机单机功率的提升，塔筒的直径与高度也将随之增长，例如根据美国能源部的统计，2015 年至 2020 年美国陆上风机的平均功率2.01MW 提升至 2.75MW，与此同时塔筒的平均高度亦由 82.4 米提升至 90.1 米。因此，塔筒尺寸的增长能够部分抵消塔筒根数减少的影响，虽然风机大型化趋势下单瓦装机对应的塔筒重量会有一定程度的下降，但随着装机规模的大幅提升，未来风电塔筒的整体用量仍有望保持较快增长。

单段塔筒的长度为 20 米以上，重量高达数十吨，运输难度较大。根据四家塔筒上市企业的年报，2019 年运输费用在塔筒总收入中的占比达 3%-6%，折合至单吨的运输费用在250-500元左右，明显高于铸件及主轴企业。因此，高昂的运输费用对塔筒的远距离运输形成了较大阻碍，塔筒的运输半径相对有限。我们认为较短的运输半径以及较低的固定资产投入是导致塔筒行业集中度长期偏低的主要原因。

风机及塔筒的采购是风电场投资的主要组成部分（其他投资成本包括机组变压器、线缆、升压站、控制保护设备、建筑工程、施工辅助工程、建设用地费、建设管理费、勘察设计费等），按照当前价格水平，三北、西南高风速地区大型风电项目的风机+塔筒（高度 90-100米）采购成本可以控制在 3000元/kW 以内，整体投资成本可以控制在 6000元/kW 以内，部分项目投资成本接近 5000 元/kW。未来风机大型化将继续推动国内风电成本持续下降，行业进入成本下降-需求扩张的良性循环。

2、轴承

尚处大兆瓦轴承国产替代前夜。从市场结构来看，中国是全球最大的轴承消费市场，占比超过 30%；而全球 70%以上的轴承市场份额，被来自瑞典、德国、日本、美国等四国的几家大型跨国轴承企业所占据，且上述企业也几乎垄断了轴承行业高端市场；而我国企业主要占据轴承行业的中低端市场， 洛轴、瓦轴、新强联等企业合计市占率不到 10%。 目前偏航和变桨轴承国产化程度已经较高，而风电主轴轴承国产化程度仍较低，主要原因在于：1）工作强度大，对稳定性要求高，技术和工艺难度较高，特别是对轴承可靠性和寿命有重大影响

的锻造、热处理环节要求更高；2）风电轴承的尺寸随着风机容量的增加而增大，其加工难度也增加，当前国内大兆瓦配套产品产能相对有限且成品率也低。目前国内厂商主要集中在 2MW及以下风电轴承，3MW 及以上风电轴承还处于起步阶段。目前 新强联 拥有大尺寸风电轴承的全套加工工艺，风电轴承产品已主要集中在 3.0MW 及以上型号，3MW 及以上大功率轴承生产线正在有序建设中，且 2020 年已实现 5.5MW 风电轴承产品对核心客户的批量供应。

3、海缆

海缆：竞争格局和盈利能力良好，受益海风快速增长。海风平价提速，海上风电场的数量正在不断增加，且海上风电场选址越来越推向深远海，又将加大对于大长度、大容量、高电压等级海底电缆的需求；海底电缆需求持续增加将带动海缆安装敷设市场同比增长。海底电缆设计复杂、铺设困难，要求寿命较长，因此对生产企业的设计与制造工艺要求高，行业门槛较高。国 内主要的海缆生产企业包括中天科技（中天海缆）、东方电缆、亨通光电、汉缆股份四家，Top2 中天科技和东方电缆合计市占率接近 70%，竞争格局较为稳定。

4、风机制造

2020 年国内市场风电整机制造商 TOP3 分别是金风科技 12.33GW、远景能源 10.07GW、明阳智能 5.64GW； 受年内抢装影响，龙头满产满销后行业部分订单外溢，使得2020年CR3下降至约48.5%，低于2019年的62.6%和2018年的63.9%。从近 3 年国内新增装机数据看，CR3 市场份额有所稀释，运达、中车、东方电气凭借较高的产品性价比和良好的市场口碑实现份额突破。

2020年以来，风机产业呈现竞争加剧和头部企业份额下降的态势，中车风电、三一重能等新势力快速崛起；从 2021年的风机招标情况看，中车风电、三一重能等获取大量订单，其强劲发展势头并未因抢装结束而削弱，对传统的风机巨头带来较明显的冲击和竞争压力。 在当前大风机展现出突出降本效应的情况下，开发单机容量更大、成本更低的风机产品大概率将是风机企业应对竞争的重要抓手 。

6-7MW机组已形成技术储备，商业化、规模化应用可期。当前，三北和西南地区大型风电项目以4-5MW机组为主，根据风机企业的技术储备，未来升级至6-7MW机型的可见度较高。

新型材料的应用推动风机叶片长度达百米级。玻璃纤维在风电叶片中被广泛作为增强材料使用，与玻璃纤维相比，碳纤维复合材料具有高强度、高模量、低密度等优点，近年，碳纤维在风电叶片领域加快应用，推动叶片的大型化。采用碳纤维与玻璃纤维混杂增强，在叶片的一些关键部位，如横梁、叶片的前后边缘或者叶片的表面上用碳纤维复合材料加强，可以大大减轻叶片的质量，提高叶片的力学性能，同时避免制造成本过高。

四、风电行业发展驱动因素及趋势

碳中和背景下的能源结构转型成为十四五风电发展的底层驱动因素。经济性将成为碳中和以外影响十四五风电发展的核心因素。在碳中和的大背景下，十四五风电加快发展是较为确定的。十四五期间国内风电进入平价时代。当前政策层面优先支持配置一定比例储能的新能源项目发展，风电+储能模式的推广情况一定程度取决于风电成本下降速度。 综合来看，风电度电成本的下降和经济性的提升将激活新的商业模式和应用场景，从而驱动风电加快发展。

技术进步是主要降本手段。降低风电度电成本的主要途径包括降低单位千瓦的初始投资和运维成本，以及提升利用小时数等，大容量、长叶片、高塔架是被认为是降低度电成本的主要手段。 通过对机位点(充分利用高风速机位点)、风场整体造价(大功率机组降低风电场整体造价)、运维成本(大兆瓦机组具有全生命周期成本优势)等方面的分析，可以看出大兆瓦机组的降本效应。

在碳中和政策较为明朗的情况下，风电行业已经步入供给创造需求的阶段，当技术进步导致性能更强大的新机型出现时，风电新的商业模式、应用场景、市场需求就有可能涌现。

五、风机设备技术发展趋势

风机大型化对应的是零部件制造能力的升级。 风力发电机组发电是利用叶轮接受风能，将风能转化为机械能，再将机械能转化为电能的过程 。整体来看，叶轮吸收的风能与叶轮扫风面积成正比，与风速的立方成正比，因此，在相同的风速条件下， 提升叶轮吸收的风能需要增大叶轮直径，即对叶片的长度提出更高的需求； 在风切变较高的区域， 通过增加塔筒高度可以提升轮毂处的风速 ，从而

在相同的叶片长度下可以提升叶轮吸收的风能。 叶轮吸收的风能增加之后，通过传动结构的匹配设计，可以提升风电机组的额定功率，从而实现风机的大型化。 因此，在同样的风资源条件下，风机的大型化往往 对应的是更长的叶片以及传动装置（轴承、齿轮箱、发电机等）的功率大型化 ， 对应核心零部件更高的制造难度。

在 2020年的北京国际风能展上， 明阳 等风机企业已经推出单机容量超过 6MW 的新品，但整体看， 风机企业推出大兆瓦机型是一个渐进的过程。 2019 年国家发改委发布《关于完善风电上网电价政策的通知（发改价格〔2019〕882 号）》，明确 2021年新核准陆上风电项目不予补贴；在此背景下，风机企业不得不加快技术创新的步伐， 单机容量的大型化则是风机企业应对行业快速去补贴的结果 。此外，近年光伏行业迅猛发展，也一定程度倒逼风机加快技术进步步伐。

近年，国内海上风电在政策支持下快速发展，海上风电产业链逐步成熟。海上风电采用相对陆上风电单机容量更大的机组，例如，明阳批量交付的海上风机单机容量超过 5.5MW、叶轮直径超过155米。

六、海上风电市场

相较于陆上风电，海上风电具有利用小时数高、可利用资源丰富、靠近电力负荷中心等优势，但此前较高的成本与施工难度限制了海上风电的大规模发展。随着陆上优质风能资源逐步得到开发，越来越多的地区开始将目光瞄准潜力巨大的海上风电，与此同时近年来各大风机厂纷纷推出 10MW 以上的大型海风机组，海上风电正逐步进入平价时代。根据全球风能理事会（GWEC）的统计，近年来海上风电装机保持快速增长，截至 2020 年全球海上风电累计装机规模已超过 35GW，在总装机中的占比达到5%， 预计2021-2025年全球海上风电新增装机规模将保持近30%的复合增速 。海上风电装机需要大量支撑结构，塔筒企业纷纷布局海工市场。目前除少数环节外均基本实现高度国产化。

七、行业内重点企业

1、天顺风能

天顺风能为国内塔筒领先企业，穿越行业周期，业绩稳健增长。公司成立于 2005年，是国内最早成为维斯塔斯、GE 等海外风电龙头合格供应商的塔筒厂商之一。2010年上市以来，公司经历了风电行业的数轮周期，业绩始终保持稳健增长，过去十年间营收及净利润的复合增速分别高达32%和28%，真正实现了穿越周期的成长。近年来公司在巩固全球塔筒市场领先地位的同时积极进行产业链延伸，分别于 2016、2017 年切入风电场投资运营以及叶片制造领域。2020年，公司风塔及相关产品、叶片类产品、风力发电的收入占比分别为 63%/27%/9%，业务结构趋于多元化。

2、大金重工

国内风电塔筒行业第一家上市企业，公司业绩保持高速增长，近三个会计年度营收/归母净利润复合增速分别高达 85%/172%。

3、中材科技

公司围绕新能源、新材料、节能减排等战略性新兴产业方向，在双碳目标引领下，聚焦特种纤维、复合材料、新能源材料三大赛道集中优势资源大力发展风电叶片、玻璃纤维及制品、锂电池隔膜三大主导产业。

4、明阳智能

风力发电机组采用超紧凑半直驱技术，融合了直驱与双馈的双重优势，机组实力获得了市场的普遍认可。作为全球最大自主研发的漂浮式机组制造商，公司深耕市场持续领跑机组大型化。公司陆地风机机型单机功率正向5MW、6MW 迈进，海上风机机型单机功率正向8MW、10MW、11MW迈进，2021年前三季度公司3MW及以上机型交付占比在98%，5MW及以上机型占比约 60%。截止 2021年9月底，公司自营电站并网容量达到1.265GW，在建装机容量 2.104GW。着眼新能源行业未来的高景气度，公司不断拓展新能源电站投资与运营规模。

5、金风科技

公司大型化风机的占比攀升，竞争优势逐步显现。

6、金雷股份

公司是全球最大的风电主轴制造商之一。公司与维斯塔斯、西门子、歌美送等高端风机制造商建立了战略合作关系，今年上半年与三一重能，山东中车等客户开展了进一步合作。

7、东方电缆

海上风电产业链重要环节，预计2023年全球需求量将达到165.6亿美元， 2018/23年CAGR达到15.32%。 海缆龙头，海陆并进齐发展。公司是国内海陆电缆领域的核心供应商，目前在工程、石化、电网、发电等核心市场覆盖率超 80%，累计提供海缆数量超 5000km。目前公司业务主要包括陆缆系统、海缆系统、海洋工程三大产品领域，具备 500kV 及以下交流海/陆缆和±535kV及以下直流海/陆缆的研发、制造及安装运维能力。

8、新强联

在主要产品风电 主轴轴承方面 ，公司打破该领域外国公司垄断的局面，成功研发三排圆柱滚子主轴承和双列圆锥滚子主轴承等产品，实现进口替代。

9、运达股份

公司的主营业务为大型风力发电机组的研发、生产和销售。公司现有产品主要为陆上 2.XMW、3.XMW、4.XMW、5.XMW和 6.XMW 系列风电机组，海上 4.XMW、5.XMW 和 6.XMW 系列风电机组，公司大风轮、大容量、超高混塔技术处于行业领先地位

10、禾望电气

大功率电力电子专家，专注于新能源领域。公司专注于新能源和电气传动产品的研发、制造及销售服务，在新能源领域公司订提供大功率电力电子装置及监控系统，风电变流器国内领先，有望受益风电行业快速发展。风电变流器是风力发电机组中必备的能量变换单元，是风电机组的关键部件之一。公司风电变流器从2009年开始批量发货，产品覆盖1.0kW～10.0MW 的风电变流器，目前已与国内10多家整机厂商形成稳定的合作关系。同时，公司还专注于电网适应性研究及机组性能提升研究，还可提供主控电气系统以及变桨控制系统等产品。

光伏发电方面，公司是国内首推集散式光伏逆变方案的光伏逆变器制造商之一，提供集中/集散式大功率逆变器和中小功率组串式逆变器及系统。变频方向，公司自主研发了 HD2000、HD8000、HV500 等中低压变频器产品，还拥有 HV300 系列通用变频器，产品广泛应用于冶金、石化、矿山、港口等工业领域。储能方面，公司套的储能系统解决方案，覆盖发电侧、电网侧、用户侧等多种不同应用场景。