向深海推進(jìn) 海上風(fēng)電V形反轉(zhuǎn)

吳新竹

2022年起，海上風(fēng)電項(xiàng)目不再享受?chē)?guó)家補(bǔ)貼，沿海省份相繼出臺(tái)了海上風(fēng)電省補(bǔ)政策，助推海上風(fēng)電有序走向平價(jià)上網(wǎng)。國(guó)內(nèi)陸上風(fēng)光基地項(xiàng)目加快建設(shè)的同時(shí)，深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電基地建設(shè)也進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期，示范項(xiàng)目接連實(shí)施。近期，國(guó)務(wù)院支持山東打造千萬(wàn)千瓦級(jí)深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電基地，有望推動(dòng)漂浮式海上風(fēng)電進(jìn)程。

券商預(yù)測(cè)，2022年，全國(guó)海上風(fēng)電吊裝容量將從2021年的14.2GW下降至6.5GW，2023年將迎來(lái)強(qiáng)勁反彈，2023-2025年年均新增裝機(jī)有望最高達(dá)到每年16GW。隨著海風(fēng)招標(biāo)的風(fēng)機(jī)功率不斷提高，風(fēng)機(jī)大型化帶來(lái)行業(yè)的升級(jí)機(jī)遇，整機(jī)廠商間競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，海纜市場(chǎng)需求量將增加。

廣東、福建、浙江等省份明確了“十四五”期間海上風(fēng)電基地的發(fā)展規(guī)劃，規(guī)劃裝機(jī)量總規(guī)模接近100GW。2021年是海上風(fēng)電項(xiàng)目納入中央財(cái)政補(bǔ)貼最后一年，截至該年年末，國(guó)內(nèi)海上風(fēng)電累計(jì)并網(wǎng)裝機(jī)量達(dá)26.39GW。2022年，地方政府接力海上風(fēng)電電價(jià)補(bǔ)貼政策，廣東、浙江和山東出臺(tái)了省補(bǔ)政策，海上風(fēng)電的崛起將對(duì)傳統(tǒng)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)生全面影響。產(chǎn)業(yè)鏈上游為鑄件、主軸、軸承等零部件，中游為整機(jī)與相關(guān)塔架、海纜等設(shè)施，下游為海上風(fēng)機(jī)的安裝與運(yùn)維。近年招標(biāo)的海上風(fēng)電項(xiàng)目以6MW-8MW的機(jī)型為主，并出現(xiàn)了10MW-12MW的更大功率風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)大型化給產(chǎn)業(yè)帶來(lái)升級(jí)機(jī)遇。

據(jù)測(cè)算，風(fēng)電整機(jī)單兆瓦鑄件的用量約為20-25噸，其中輪轂、底座、軸及軸承座、梁等合計(jì)約需15-18噸，齒輪箱部件約5-7噸，隨著風(fēng)機(jī)向大型化演進(jìn)，單個(gè)風(fēng)機(jī)鑄件的用量會(huì)上升，而單兆瓦鑄件的用量將有所下降，預(yù)計(jì)于2026年單兆瓦鑄件用量將達(dá)到19噸。另一方面，風(fēng)機(jī)軸承被國(guó)外主導(dǎo)，國(guó)內(nèi)主要占據(jù)中低端市場(chǎng)，海上風(fēng)機(jī)功率的增加對(duì)軸承耐損耗性能提出更高的要求，而海上風(fēng)電吊裝成本遠(yuǎn)高于陸上風(fēng)電，對(duì)軸承可靠性要求亦更高。功率越大，主軸尺寸增加，企業(yè)鍛造設(shè)備的轉(zhuǎn)換成本越高，因此目前大尺寸風(fēng)機(jī)以鑄造主軸為主流。

國(guó)泰君安證券指出，獨(dú)立變槳技術(shù)是未來(lái)風(fēng)機(jī)大型化背景下的發(fā)展趨勢(shì)，未來(lái)5MW以上的機(jī)型有望逐步采用獨(dú)立變槳技術(shù)，獨(dú)立變槳軸承的結(jié)構(gòu)將從單排、雙排、球軸承向承載力更強(qiáng)的三排圓柱滾子軸承轉(zhuǎn)變，單套價(jià)值量也會(huì)有所提升。

從海上風(fēng)電成本分布來(lái)看，包含零部件的風(fēng)機(jī)占比40%、塔筒占11%、海纜占10%、安裝費(fèi)用占20%。整機(jī)環(huán)節(jié)占比最高，2021年前三位海上風(fēng)電整機(jī)廠商市占率超過(guò)80%，其他整機(jī)廠商紛紛加快了海上風(fēng)機(jī)的研發(fā)進(jìn)程，競(jìng)爭(zhēng)將更加激烈。一方面，具備海上塔筒大規(guī)模產(chǎn)能的企業(yè)較少;另一方面，為降低物流費(fèi)用，碼頭資源對(duì)相關(guān)企業(yè)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。

海纜是區(qū)別海上與陸上風(fēng)電的重要環(huán)節(jié)，海纜對(duì)防水防腐性、抗壓性、絕緣性和防海洋生物能力等特殊性能要求高。據(jù)統(tǒng)計(jì)，新一批海風(fēng)項(xiàng)目平均離岸距離較2021年及以前平均增長(zhǎng)34%，推動(dòng)海纜需求提升。海纜重量是陸纜的數(shù)倍，需通過(guò)碼頭及專(zhuān)門(mén)的海纜敷設(shè)船運(yùn)輸，2020年中國(guó)沿海港口萬(wàn)噸級(jí)及以上泊位有2138個(gè)，其中10萬(wàn)噸級(jí)以上港口泊位有440個(gè)，港口布局能為企業(yè)帶來(lái)成本和效率優(yōu)勢(shì)。

方正證券指出，相比交流輸電長(zhǎng)距離的電容效應(yīng)消耗，直流電纜長(zhǎng)距離輸送容量更大，但需額外建設(shè)換流站。而柔性高壓直流輸電可通過(guò)使換流站設(shè)備模塊化、集成化降低換流站費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)輸電有效性和經(jīng)濟(jì)性的平衡。

全球大部分風(fēng)資源位于水深超過(guò)60米的海域，國(guó)內(nèi)海上風(fēng)電開(kāi)發(fā)已經(jīng)拓展至超過(guò)40米水深的區(qū)域。目前，廣東陽(yáng)江海上風(fēng)電的開(kāi)發(fā)已經(jīng)從近海淺水區(qū)向近海深水區(qū)延伸，這些項(xiàng)目的平均水深基本達(dá)到40米以上。

江蘇省2021年度海上風(fēng)電項(xiàng)目競(jìng)爭(zhēng)性配置結(jié)果顯示，射陽(yáng)100萬(wàn)千瓦海上風(fēng)電項(xiàng)目、大豐85萬(wàn)千瓦海上風(fēng)電項(xiàng)目、大豐80萬(wàn)千瓦海上風(fēng)電項(xiàng)目場(chǎng)址中心離岸距離分別達(dá)到60km、33km、67km，超過(guò)了已建成常規(guī)項(xiàng)目的離岸距離，而離岸化往往對(duì)應(yīng)深水化。

在海上風(fēng)電場(chǎng)邁向深遠(yuǎn)海之時(shí)，采用固定式基礎(chǔ)的傳統(tǒng)電場(chǎng)在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性上面臨更大挑戰(zhàn)，水深風(fēng)機(jī)越大，固定式海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的材料用量越多，且施工難度也會(huì)提升，當(dāng)水深超過(guò)60米，業(yè)內(nèi)認(rèn)為漂浮式比固定式更為適用。

漂浮式的基礎(chǔ)層通過(guò)系泊系統(tǒng)與海床相連，擺脫了復(fù)雜海床地形以及復(fù)雜地質(zhì)的約束，受水深影響小，且同一海域的若干臺(tái)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)可做成標(biāo)準(zhǔn)樣式，可以大幅提高建造效率、降低開(kāi)發(fā)成本，運(yùn)維也較為便利。這與固定式基礎(chǔ)的海上風(fēng)電降本方式類(lèi)似，單體規(guī)模的提升和單機(jī)容量的增加亦是漂浮式海上風(fēng)電降本的核心手段。目前漂浮式海上風(fēng)電發(fā)展相對(duì)領(lǐng)先的是歐洲和日本，韓國(guó)快速跟進(jìn)，中國(guó)和美國(guó)開(kāi)始布局。全球風(fēng)能理事會(huì)已將2030年全球漂浮式海風(fēng)累計(jì)裝機(jī)預(yù)期上調(diào)至16.5GW，據(jù)預(yù)測(cè)，從2026年開(kāi)始，漂浮式海上風(fēng)電進(jìn)入新增裝機(jī)達(dá)到GW級(jí)的商業(yè)化階段。

目前漂浮式海風(fēng)仍處于發(fā)展初期，單體規(guī)模不超過(guò)100MW，而深遠(yuǎn)海風(fēng)資源較好，更利于機(jī)組大型化，隨著采用固定基礎(chǔ)的海上風(fēng)電基本實(shí)現(xiàn)平價(jià)，國(guó)內(nèi)漂浮式海上風(fēng)電的發(fā)展進(jìn)程有望加快。

2021年，中國(guó)首個(gè)漂浮式海上風(fēng)電平臺(tái)，搭載全球首臺(tái)抗臺(tái)風(fēng)型漂浮式海上風(fēng)電機(jī)組，組成“三峽引領(lǐng)號(hào)”，在廣東陽(yáng)江海上風(fēng)電場(chǎng)成功并網(wǎng)發(fā)電;由中國(guó)海裝牽頭聯(lián)合中國(guó)船舶集團(tuán)內(nèi)多家成員單位自主研制的國(guó)內(nèi)首臺(tái)深遠(yuǎn)海浮式風(fēng)電機(jī)組“扶搖號(hào)”浮體平臺(tái)成功下線。

2022年以來(lái)，明陽(yáng)智能發(fā)布“OceanX”雙轉(zhuǎn)子漂浮式風(fēng)電平臺(tái);龍?jiān)措娏ζ∈胶Ｉ巷L(fēng)電融合深海養(yǎng)殖關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與工程示范科技創(chuàng)新項(xiàng)目取得福建省科技廳立項(xiàng)批復(fù)，主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)通過(guò)中國(guó)船級(jí)社審查批準(zhǔn)。近期，水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院召開(kāi)了萬(wàn)寧漂浮式海上風(fēng)電100萬(wàn)千瓦試驗(yàn)項(xiàng)目一期工程可行性研究報(bào)告評(píng)審會(huì)議，計(jì)劃分兩期建設(shè)：一期工程裝機(jī)容量20萬(wàn)千瓦，計(jì)劃于2025年年底前建成并網(wǎng);二期工程裝機(jī)容量80萬(wàn)千瓦，計(jì)劃于2027年年底前建成并網(wǎng)。

國(guó)務(wù)院近日印發(fā)文件支持山東大力發(fā)展可再生能源，打造千萬(wàn)千瓦級(jí)深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電基地。在全球能源低碳轉(zhuǎn)型的大背景下，漂浮式海上風(fēng)電的興起或?qū)⒊蔀橼厔?shì)。

漂浮式海上風(fēng)電的核心制造環(huán)節(jié)包括風(fēng)電機(jī)組、浮式基礎(chǔ)平臺(tái)、系泊系統(tǒng)和動(dòng)態(tài)海纜。

中國(guó)海裝預(yù)測(cè)，到2025年，國(guó)內(nèi)漂浮式海上風(fēng)電可能達(dá)到相對(duì)有競(jìng)爭(zhēng)力的成本水平，投資成本有望降至每千瓦2萬(wàn)元左右，預(yù)計(jì)在2030年前后降至與固定式海上風(fēng)電相當(dāng)?shù)乃?，達(dá)到每千瓦1萬(wàn)-1.5萬(wàn)元。

2021年12月，第一批風(fēng)光大基地項(xiàng)目正式公布，規(guī)?？傆?jì)97.05GW;2022年2月第二批風(fēng)光大基地規(guī)劃正式公布，項(xiàng)目總量達(dá)455GW，顯著高于第一批。2022年一季度，中國(guó)東部各省計(jì)劃招標(biāo)的已核準(zhǔn)和待競(jìng)配的海風(fēng)項(xiàng)目總計(jì)超過(guò)25GW。

國(guó)信證券表示，2022年是中國(guó)海上風(fēng)電平價(jià)第一年，由于2021年海風(fēng)招標(biāo)只有2.79GW，因此預(yù)期2022全國(guó)海上風(fēng)電吊裝容量將從2021年年的14.2GW下降至6.5GW，但2023年將迎來(lái)強(qiáng)勁反彈，新增裝機(jī)容量同比增長(zhǎng)85%，達(dá)到12GW，預(yù)計(jì)2024年海上風(fēng)電新增裝機(jī)容量進(jìn)一步增長(zhǎng)至14GW，2025年新增裝機(jī)容量有望達(dá)到18GW。

據(jù)國(guó)海證券統(tǒng)計(jì)，截至2022年5月底，全國(guó)在建、前期啟動(dòng)海風(fēng)項(xiàng)目合計(jì)規(guī)模已超25GW，未來(lái)2023-2025年年均新增裝機(jī)最高有望達(dá)到每年16GW，各省市制定的海上風(fēng)電規(guī)劃大多為下限目標(biāo)，預(yù)計(jì)下半年風(fēng)機(jī)招標(biāo)量有望達(dá)10.7GW，2022年預(yù)計(jì)將有2.4GW項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)全容量并網(wǎng)，2023年和2024年分別為6.8GW和8.1GW;綜合各省市的實(shí)際情況，2022-2025 年，新增裝機(jī)容量有望達(dá)到40-55GW，平均每年10-13.75GW，考慮到2022年并網(wǎng)量預(yù)計(jì)不超過(guò)5GW，那么平均新增裝機(jī)量在11.6-16.6GW。

按照全球風(fēng)能協(xié)會(huì)的預(yù)測(cè)，到2025年，中國(guó)大陸以外的海外市場(chǎng)海上風(fēng)電新增裝機(jī)有望達(dá)到15.4GW，2022-2025年海外市場(chǎng)新增裝機(jī)復(fù)合增速達(dá)到44%。

國(guó)泰君安證券認(rèn)為，隨著鐵、銅等大宗原材料價(jià)格步入下降通道，未來(lái)海上風(fēng)電建設(shè)招標(biāo)進(jìn)程有望進(jìn)一步加速;原材料在海纜主要成本中占比超過(guò)90%，而銅和鋁作為最重要的基礎(chǔ)材料占比約80%，中國(guó)在銅鋁材供給方面較為穩(wěn)定，能夠響應(yīng)招標(biāo)進(jìn)程加速帶來(lái)的大量需求。