三、行业发展:蓄势待发,潜力巨大
在2021年3月全球风能理事会(GWEC)发布的《全球风能报告2021》中披露,2020年是风电行业历史上表现最佳的一年,全球新增风电装机93GW,比2019年增加了53%,全球累计装机容量742GW。GWEC预测,“未来五年全球新增风电装机为469GW,实际上2025年前需要每年装机180GW,才有望将全球温升控制在2℃以内,而到2030年每年新增装机要进一步增加到280GW,才能实现本世纪中期的碳中和。”2020年全球主要地区风电装机量均出现不同程度的上涨,其中中国增速达55.91%,再次成为全球风电装机量的引擎。
海上风电将是未来行业增长的主力。目前海上风电约占全球风电总装机容量的5%,随着海上风电技术不断提高以及行业成本不断下降,全球海上风电未来的规划目标和开发机会正在逐步扩大。全球风能理事会GWEC在2021年最新发布的“全球海上风电报告”中预计,未来十年海上风电新增装机容量将达到235GW,大约是当前市场规模(35GW)的七倍,比2020预期高出15%。从未来市场发展来看,整个海上风电的市场空间还很大,还很远,仅仅从某个年度来看可能增速不是太高,但是如果从五年十年的角度看,能持续保持双位数增长已经是非常好的行业了。
风电建设成本不断下降,将助推行业发展步入快节奏。与陆上风电相比,海上风电的建设环境更加复杂,因此总装机成本更高、建设时间更长。回顾最近20年全球海上风电平均装机成本变化虽有起伏,但整体是不断下降的,相对应的2010-2020年全球海上风电的平准化度电成本(LCOE)由0.162美元/千瓦时降至0.084美元/千瓦时,并且随着装机容量的扩大,规模效应也开始显现。据 IRENA 测算,2020年全球海上风电的装机容量每增加一倍,整体装机成本将下降9%,LCOE将下降15%。
从不同国家和地区来看,陆上风的建设成本都是成下降趋势的,下降幅度大约在15%-50%区间。同一个国家或者地区,单独的陆上风电项目之间建设成本也可能差距比较大,这些都主要是由于建设场址、物流运输条件、当地政策、土地利用条件,劳动力价格等因素造成的。
和陆上风电项目相比,海上风电的施工、安装及运输条件要困难很多,因此海上风电建设成本更高,工期也更长。但是随着国际供应链瓶颈的解决、各国政府的支持政策、海上风机技术升级以及更加专业的建设和安装施工方案,项目建设成本不断下降,相比过去10年也都有不同程度的下降。
为了能在2030年实现“碳达峰”、2060年实现“碳中和”的目标,清洁能源的装机容量及发电量将在未来稳步上升。国家发改委能源研究所预测到2050年,中国非化石能源比重将提升至78%,煤炭消费相比2019年下降90%,二氧化碳排放相比2019年下降76%。中国风电将占到能源消费的38.5%,光伏占到21.5%,排在之后的就是天然气占9.8%,水电占到9%。随着清洁能源装机量的不断增长,容量系数也不断提高,风电和光伏将是未来发电的主要来源。
目前我国风电装机仍处于大规模安装的阶段,按照国家给出的风电全生命周期推算,大致风电装机的使用寿命在15年左右,最早的一批风电装机于2010年安装,预计3-4年后将迎来风电装机淘汰及重购。叠加能耗减排要求对新增装机的需求,预计2020-2030年平均每年新增装机容量为0.50亿千瓦时,2030-2040年平均每年新增装机容量为0.70亿千瓦时,2040-2060年平均每年新增装机容量为0.35亿千瓦时,其中包括了新建风电厂所需装机数以及更新原有机器所需的装机数。
国家规划和扶持风电行业发展,相关企业纷纷加码进军。根据企查猫的数据显示,2000年以来中国风电相关新成立企业(在业)的数量在近年来呈现大幅度攀升趋势。从2013年仅仅只有的321家新成立企业,到2020有2837家新成立企业,较2013年上升了8.84倍,其中注册资金在1000万以上的新成立企业数从2013年仅有61家上升至2020年的601家,整整增长了约10倍。因此整体来看,中国风电行业近年来发展如火如荼。
目前我国陆上风电的建设技术已经比较成熟,并且2020年度陆上风电建设占比达到95%,所以国家风电发展政策将逐渐向海上发电倾斜。据国家能源局统计数据显示,2013年以来,我国海上风电市场份额稳步提升,2013年海上风电累计装机容量为45万千瓦,仅占总体的0.58%,截止至2020年底增长至900万千瓦,预计未来海上风电市场份额将进一步提升。
近年来我国海上风电的建设成果显著。据国家能源局数据显示,截至2021年6月底,我国海上风电并网容量达到1.13GW,位居全球第二。2020年初GWEC预测中国在2025/2030年有望建成投产海上风电总装机容量分别为29GW/57GW,分别是2020年末的3.2倍/6.3倍,可见中国海上风电将迎来厚积薄发的发展时期。据前瞻产业研究院统计,我国大型基地2035/2050年海上风电总装机规模将分别达到71GW/132GW。
比较国外,中国海上风电成本优势明显。相比于海上风电市场最大的欧洲,中国拥有更低的人力成本,且风电场距海岸距离相对较近,因此整体建设成本更低。据 RENA 数据显示,2010-2020年中国海上风电的装机成本由4476美元/KW下降至2968 美元/KW,低于全球平均水平,也显著低于全球海上风电装机第一英国的4552 美元/KW。
中国海上风电的LCOE与世界平均水平相当,同样也显著低于大部分欧洲国家。由于风电场距海岸较近导致风力资源较为匮乏,加上中国目前使用的风机较小,目前中国海上风电的容量系数低于欧洲各国,但其在2010-2020年间提升23%,增速位于世界前列,说明中国海上风电建设趋势向好。
风电上网电价的标杆化始于2009年,当年7月20日,国家发改委发布《关于完善风力发电上网电价政策的通知》(发改价格[2009]1906号),按风能资源状况和工程建设条件,将全国分为Ⅰ-Ⅳ四类风能资源区,相应标杆上网电价分别为0.51、0.54、0.58、0.61元/千瓦时。随后经历了2015年、2016年、2018年、2019年、2020年5次降低指导价。
技术降本是风电行业成长的内在驱动力。陆上风电标杆上网电价(或指导价)快速下降,并未将行业需求浇灭,相反以国家电投乌兰察布一期6GW风电基地项目为代表的大量的平价和低价基地项目开始涌现,国家能源局公布的2020年常规风电平价项目达11.4GW;表明虽然上网电价下降速度很快,成本下降的速度可以匹配,从而使得平价/低价基地项目具备合理的收益率。根据某些风机企业研究结论,到2023年风电在中国三北高风速地区的度电成本将实现0.1元/度电,目前最新技术在三北地区的风电成本已经达到0.16元/度电左右,意味着未来风电行业仍将维持较快的降本速度。
四、总结
风能资源总储量非常巨大,分布广。风力发电是风能主要的用途之一,相比太阳能发电、煤发电和核能发电具有较大的成本优势。在全球碳中和的大背景下,风能产业正在蓄势待发。我国力争2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和,目前2021年国内风能光伏发电占比仅有11%,2050年风电将占能源消费的38.5%,光伏占比21.5%,所以风电是国内未来能源发展的重要方向。风电产业链主要包括上游零部件、中游整机制造和下游运营商,其中上游主要包括叶片、铸件、轴承、齿轮箱、塔筒等产品制造;中游负责将上游零部件组装为风电机组,是风电产业最重要一环,下游是风电场的管理与经营者。产业链中主要的企业包括上游零部件制造的中材科技、新强联、金雷风电、日月股份、天顺风能、泰胜风能;中游制造的金风科技、远景能源、明阳智能等;下游运营商的中国电建、龙源电力、节能风电等。全球风电发展风口拉起,2020年各地区均新增风电装机容量呈现不同程度增长。中国新增风电装机容量增速为55.91%,再次成为全球增长引擎。为实现碳中和,预测到2050年中国煤炭消费相比2019年下降90%,而风电将占到能源消费的38.5%,行业增长空间广大。目前我国陆上风电的建设技术已经比较成熟,而2020年度海上风建设占比仅有3.32%,所以国家风电发展政策将逐渐向海上发电倾斜,未来增长潜力最大。