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風電設備

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編輯次數: 6 次  更新時間: 2014-03-27 16:24:31

 風電設備行業是包括風電機組制造、風電相關零配件制造研發的行業,包括生產整機、以及整機所需的葉片、緊固件、變流器、風力發電機等企業。

風電設備行業定義及分類

風電設備行業定義

風電設備行業是包括風電機組制造、風電相關零配件制造研發的行業,包括生產整機、以及整機所需的葉片、緊固件、變流器、風力發電機等企業。

風電設備結構分析

一套完整的風電設備主要包括風輪葉片、齒輪箱、電機、軸承、塔架、機艙罩和控制系統等,其中成本占比較大的有塔架、風輪葉片和齒輪箱等。

圖表1:風電設備零部件性能描述
零部件性能描述
塔架通常用卷鋼制成,格狀結構;或用混泥土替代以降低成本
風輪葉片采用復合材料,經特殊設計的模具制造加工
輪轂采用鑄鐵制造,提供安裝葉片的位置
軸承一臺機組有配備有主軸承、變槳軸承,使主軸能順利轉動,葉片能變槳
主軸將風輪轉向力傳遞到齒輪箱
偏航環采用鋼材制成,須十分強韌,以支撐整個動力傳動系統
齒輪箱提高峰輪軸的低轉速,發電機所需的高轉速
發電機將機械能轉換為電能。采用同步電機或異步電機
偏航系統使機艙旋轉至迎風方向的結構
變槳距系統調整葉片角度,使風能利用最大化
變頻器變頻器將發電機的交流電變為直流電,然后再通過PMW把直流電變成所需頻率的交流電并入電網
變壓器將來自單機的電力轉變為電網所需的高電壓
制動系統根據需要采用碟剎使機組停止運行
機艙殼采用質輕的玻璃鋼箱體將機艙的傳動和電力系統覆蓋住,免于受風、沙、雨、雪等的侵蝕
電纜將發電機發出的電力傳輸到電網
緊固件將各個主要部件固定在設計位置,須適應于極限負載
數據來源:前瞻產業研究院風電設備行業研究小組整理

風電機組是風電系統中最主要的部分,成本約占風電場建設投資的70%。目前國內實現規模化生產的整機機組廠商主要有金風科技、華銳風電、東方汽輪機等。近年來,在國家政策扶持下,中國風電機組生產取得了明顯的進步,風機裝機容量實現較快增長。

風電設備行業產業鏈介紹

風力設備行業產業鏈的上游是各種原材料。風力設備的制造是一項復雜的工程,風電機組整機的零部件包括葉片及其相關材料,復合材料、齒輪箱、軸承、潤滑油、發電機、變壓器、控制系統、遠程監控系統、變流器、液壓系統、安全系統、保護系統、電纜、電纜護套、安裝、運輸設備、緊固件、測試設備、海上基礎及平臺、塔架,與風力機組配套的各類水泵等數百種,其中主要的零部件是葉片、輪毅、變槳軸承、偏航軸承、齒輪箱、發電機、偏航系統、電控系統、變槳系統和塔筒等。行業上游的主要原材料包括鋼鐵、有色金屬、環氧樹脂及玻璃纖維等。產業鏈的下游是各級發電企業。

圖表2:風力設備行業產業鏈示意圖
風力設備行業產業鏈示意圖

 

資料來源:前瞻產業研究院風電設備行業研究小組整理

風電設備行業政策環境分析

風電設備行業主管部門及管理體制

風電設備是風能發電系統不可缺少的關鍵設備,所屬行業為國家鼓勵發展的可再生能源行業。行業主管部門及各自律性組織及其職能如下表所示。

圖表3:風電設備行業主管部門及監管體制
部門/組織名稱 簡介及主要職責
主管部門國家發改委、國內能源局負責行業規劃和產業政策的制訂,負責研究國內外能源開發利用情況,提出能源發展戰略和重大政策;研究擬訂能源發展規劃、提出體制改革的建議。
自律性組織中國可再生能源學會風能專業委員會(中國風能協會)成立于1981年,在中國太陽能學會理事會的指導下行使行業領導職能,2002年經中華人民共和國科技部和中國科學技術協會批準,以中國風能協會的名義加入全球風能理事會。
 中國資源綜合利用協會可再生能源專業委員會是在原國家經濟貿易委員會/聯合國開發計劃署全球環境基金“加速中國可再生能源商業化能力建設項目”的支持下組建的,是聯系國內外產業界、政府部門、科研機構??的重要紐帶。
 中國農業機械工業協會風能設備分會于1989年成立,是我國最具影響力的風電設備行業自律組織之一。
資料來源:前瞻產業研究院風電設備行業研究小組整理

風電行業法律和相關政策

目前國內與風電設備行業相關的主要法律和相關政策如下表所列:

圖表4:2006-2012年行業相關政策動向及對風電設備行業的影響
政策行業相關內容對行業影響
《國家中長期科學與技術發展規范綱要(2006-2020年)》重點研究開發大型風力發電設備,沿海與陸地風電場和西部風能資源密集區建設技術與裝備,高性價比太陽光伏電池及利用技術,太陽能熱發電技術,太陽能建筑一體化技術,生物質能和地熱能等開發利用技術。對于風電行業相關設備的研發提供了技術方向和稅收支持。有利于風電行業就自身技術和市場發展方向與國家政策的匹配。
《中華人民共和國可再生能源法》可再生能源發電項目的上網電價,由國務院價格主管部門根據不同類型可再生能源發電的特點和不同地區的情況,按照有利于促進可再生能源開發利用和經濟合理的原則確定,并根據可再生能源開發利用技術的發展適時調整。上網電價應當公布。同時出臺了相關的價格、稅收、強制性市場配額和并網接入等鼓勵扶持政策。有利于對風電行業明晰上網電價、市場配額和稅收優惠政策,促進了風電行業的發展。
《關于風電建設管理有關要求的通知》就風電場規模、場址條件、風電設備國產化率,風電場建設規模與當地電力系統、風能資源狀況的協調進行了相關規定。有利于風電場的合理規劃和建設,防止出現盲目上馬風電建設項目,不顧當地電網系統的消納能力,最終造成棄風的現象。
《風力發電設備產業化專項資金管理暫行辦法》明確了中央財政安排風電設備產業化專項資金的補助標準和資金使用范圍,同時也明確了產業化資金的支持對象、方式及支持條件。此舉將激勵企業對引進技術消化吸收提高自主創新能力,有利于促進風電設備國產化,尤其是核心技術的國產化,并且對整個風電產業發展具有非常積極的影響。
《關于完善風力發電上網電價政策的通知》新建陸上風電項目,統一執行所在風能資源區的風電標桿上網電價。海上風電上網電價今后根據建設進程另行制定。同時規定,繼續實行風電費用分攤制度,風電上網電價高出當地燃煤機組標桿上網電價的部分,通過全國征收的可再生能源電價附加分攤解決。一是有利于進一步規范風電價格管理。二是有利于引導投資。三是有利于降低成本、控制造價。此外,實行標桿電價也有利于減少政府行政審批。
《海上風電開發建設管理暫行辦法》《辦法》明確,國家能源局和國家海洋局作為全國海上風電開發建設管理的行政管理部門,按照各自的職能,對沿海多年平均大潮高潮線以下海域以及在相應開發海域內無居民海島上的海上風電項目實施管理,并在海上風電規劃編制、項目核準、施工等階段做好管理銜接。有利于海上風能資源的合理開發以及相關管理部門之間的政策協調,使得海上風電開發的政策不確定性降低。
風電設備制造行業準入標準(征求意見稿)明確要求風電機組生產企業必須具備生產單機容量2.5兆瓦及以上、年產量100萬千瓦以上所必需的生產條件和全部生產配套設施。有利于為引導風電設備制造行業健康發展,防止風電設備產能盲目擴張,鼓勵優勢企業做大做強,優化產業結構,規范市場秩序。
《關于調整大功率風力發電機組及其關鍵零部件、原材料進口稅收政策的通知》自2008年1月1日(以進口申報時間為準)起,對國內企業為開發、制造大功率風力發電機組而進口的關鍵零部件、原材料所繳納的進口關稅和進口環節增值稅實行先征后退,所退稅款作為國家投資處理,轉為國家資本金,主要用于企業新產品的研制生產以及自主創新能力建設。該政策有助于提高中國大功率風能電機國產化率,為加快中國裝備制造業的發展,提高中國企業的核心競爭力及自主創新能力提供政策支持。
《關于加強風電并網和消納工作有關要求的通知》加強風電建設和運行管理、保障風電并網和消納,提高風電開發利用效率。今后各省(區、市)風電并網運行情況將作為新安排風電開發規模和項目布局的重要參考指標,風電利用小時數明顯偏低的地區不得進一步擴大建設規模;該政策的出臺,不僅有助于提升現有風電場運營的經濟性,同時也將加大風電開發企業的投資動力,促進風電開發步入良性循環。
 積極鼓勵風能資源豐富地區開展采用蓄熱電鍋爐、各類儲能技術等促進風電就地消納的試點和示范工作,加快建立風電場與供熱、高載能等大電力用戶和電力系統的協調運行機制。 
《大型風電場并網設計技術規范》等相關18項風電技術規范涵蓋大型風電場并網、海上風電建設、風電機組狀態監測、風電場電能質量以及風電關鍵設備制造要求等多個領域,并于2011年11月1日實施,其中《大型風電場并網設計技術規范》規定風電設備制造行業的準入標準應包括“新的風電機組生產企業必須具備生產單機容量2.5兆瓦及以上、年產量100萬千瓦以上所必需的生產條件和全部生產配套設施即每年至少要生產400臺2.5兆瓦風機,且還應具備5年以上大型機電行業的從業經歷”。促進行業內風電場建設的規范化,同時由于在大型風電場接入標準中對于風電機組生產企業的資質進行了規范和調高,在一定程度上,提高了競爭的門檻。
《風電場接入電力系統技術規定》就風電場接入電網的電能質量等相關技術要求進行了規范。進一步提高了風電市場的技術門檻,有助于凈化市場環境,保障風電場安全運營。
資料來源:前瞻產業研究院風電設備行業研究小組整理

風電設備行業發展狀況分析

在風電設備領域,中國本土企業的市場份額越來越大。除市場份額較大的金風、華銳、東汽外,還有不少企業發展勢頭較快,如湘潭電機、明陽風電、國電聯合動力等。內資企業的市場份額和技術水平上升迅速,2005年以前,風電市場主要還是國際廠商占主導,到2012年底,內資企業的市場份額達92.5%。國產風電機組行業已經在行業競爭中占據主導地位。其中華銳風電、金風科技和聯合動力三大龍頭企業合計市場份額為44.5%。可以看出,外資風機企業在華的優勢減弱,國內風電企業的競爭力在不斷提高。2010年外資企業在中國新增風電市場上的份額下降到10%,2011年下降至8.70%,2012年進一步下降至7.5%。

圖表5:2006-2012年中國風電市場內外資份額(新增)變化情況(單位:%)
2006-2012年中國風電市場內外資份額(新增)變化情況(單位:%)

 

資料來源:前瞻產業研究院風電設備行業研究小組整理

具體內容詳見前瞻產業研究院發布的《2013-2017年中國風電設備行業市場前瞻與投資戰略規劃分析報告》。

風電設備行業國際知名企業

丹麥Vestas

美國GE Wind

西班牙Gamesa

印度Suzlon

德國Nordex

德國Enercon

風電設備行業國內領先企業

新疆金風科技股份有限公司

華銳風電科技(集團)股份有限公司

東方汽輪機有限公司

浙江運達風電股份有限公司

南通航天萬源安訊能風電設備制造有限公司

上海電氣風電設備有限公司

中國明陽風電集團有限公司

湘電風能有限公司

江蘇新譽重工科技有限公司

維斯塔斯風電科技(北京)有限公司

風電設備行業五力競爭模型分析

風電設備現有企業競爭格局分析

中國風電整機市場多年來均被外資廠商占據主導地位,國際風電巨頭GE Wind、Gamesa、Vestas、Suzlon等紛紛在中國投資建廠,分食國內風電市場份額。國內整機企業主要分為三大陣營,處在第一陣營的是華銳風電、金風科技、東方電氣等具備大批量生產能力的制造商;第二陣營的保定惠德風電、上海電氣風電、華儀電氣等,具備小批量生產能力;天威保變、長征電氣等廠商目前處于整機設計、擬建階段,屬于第三陣營。

圖表6:中國風機整機市場競爭格局
競爭地位特色代表性公司
國內第一陣營具備大批量生產能力華銳風電、金風科技、東方電氣等
國內第二陣營已試制出樣機或小批量生產能力保定惠德風電、上海電氣風電、江蘇新譽、湖南湘電、華儀電氣、運達、哈電
國內第三陣營樣機或整機設計、擬建階段重慶海裝、瑞能北方、天威保變、長征電氣、臥龍電氣
國外廠商陣營有成熟的設計制造技術,正在國內建造總裝或部件企業的國外獨資企業GE(沈陽)有限公司、Gamesa風電(天津)有限公司、Vestas風力發電設備(中國)有限公司、Suzlon(天津)有限公司等
資料來源:前瞻產業研究院風電設備行業研究小組整理

中國超常規發展的風電產業,直接帶動了齒輪、軸承等配套零部件產業的快速發展。以南高齒、重齒為代表的一批企業,憑借其強大的研發能力和生產能力在風電齒輪箱市場上占據了主導地位;風電軸承方面,瓦軸、洛軸、天馬、大冶軸和方圓支承等幾家企業以敏銳的市場嗅覺,超前進行了風電軸承的研發和大力度的投入,以雄厚的實力占據了風電軸承的主要市場;風電葉片生產企業則時代新材、中材科技、天奇股份、中復連眾為代表。

風電設備行業潛在進入者威脅分析

綜合分析,認為風電設備行業潛在進入者威脅較小。

圖表7:風電設備行業潛在進入者威脅分析
指標表現結論
吸引力評價目前風電行業屬于產能相對過剩,且處于行業調整期,行業企業主要進行的去產能以及企業內部挖潛,行業的吸引力已經大不如前。吸引力較弱
進入壁壘隨著我國對于風電并網標準的上升,以及低風速風場、海上風場的開發,對于風機質量的要求越來越高,技術、資金的壁壘越來越高。進入壁壘較高
企業反擊程度目前風機行業內部的競爭較為激烈,行業內企業為了現金流以及營業收入,對于潛在進入者的反擊程度較高。企業反擊程度較大

資料來源:前瞻產業研究院整理

風電設備行業替代品威脅分析

目前我國風電已經實施并網,按風能資源狀況和工程建設條件,全國可分為四類風能資源區,風電標桿電價水平分別為每千瓦時0.51元、0.54元、0.58元和0.61元。而在目前的風機成本下,我國大型風電發電企業的風電平均成本約為350元/兆瓦時,而風電電價在510-610元/兆瓦時,風電廠的盈利能力較好,成本未來仍有下降空間。

圖表8:風電設備行業替代品威脅分析
指標表現結論
替代品數量根據我國能源發展戰略,我國未來將逐步優化電力裝機結構,大力發展可再生能源發電,逐步縮小火電等化石能源發電在中國電力裝機結構中的比例。但是,太陽能和生物質發電在我國剛剛起步,要在短時間內實現大規模商業化應用則會存在較大的技術瓶頸和過高成本的難題。因此,短期內風力發電將是最具商業化條件的替代能源。威脅一般
替代品價格近年來,風電的成本呈現持續下降態勢,每千瓦時風電成本由20世紀80年代的20美分下降到現如今的4美分左右。隨著技術的進步和風機制造中規模效應的發揮,風力發電成本仍具有很大的下降空間。威脅一般

資料來源:前瞻產業研究院整理

風電場投資商的議價能力分析

圖表9:風電場投資商議價能力分析
指標表現結論
主體數量目前國內風電場的投資主體??國有大型電力集團為主,較為多元化,許多投資商的可持續發展能力不高。風電場建設方較為集中,同時擁有相關的電網企業較長久的合作關系,對于風電并網有一定的話語權,議價能力較強。
價格敏感度由于風電設備占風電項目總投資的70%,因此風電場投資商對風電設備價格非常敏感,在議價方面較為強勢。議價能力較強

資料來源:前瞻產業研究院整理

在風電特許權招標中,投標商的實際投標價格是從自身的發展策略制訂的,一些投標商為了搶占風電場資源,以虧損的價格中標,現實結果是低價中標,還要以此作為核定電價的依據,導致風電上網電價過低,項目虧損,進而導致風電場運營商不具有持續發展能力,最終將損害上游的風電設備行業。于是在2006年的第四期風電特許權招標中,國家規定投標價格只是中標的因素之一,更為合理地保護了風電產業和風電場投資商。

零部件和材料供應商的議價能力分析

目前中國風電設備制造業已基本形成相對完整的產業鏈,在部分關鍵零配件上仍然存在需要進口來解決,但是總體上,技術進步速度較快。

風力發電設備的零部件包括葉片、發電機、齒輪箱、偏航系統、電控系統、機艙、變頻器等接近20個部分,成本主要集中在葉片、塔架、齒輪箱上。葉片約占成本的23%,塔架約占18%,齒輪箱約占16%。目前,3兆瓦級以下的風力發電機組主要零部件基本已經可以實現國產化,并且可以批量供應;但5-7兆瓦級風機的核心配件仍然存在較大缺口,本土廠商生產的部件技術上仍有待提升。關鍵零配件如齒輪箱方面,供應商的議價能力較強。綜合來看,風電設備關鍵零部件廠商有一定的議價能力,但趨于減弱。

圖表10:風電設備零部件廠商議價能力分析
指標表現結論
產品獨特性風電關鍵零部件的產品獨特性較強,對于生產條件和設備要求較高。議價能力較強
縱向一體化能力目前風機設備廠商開始向整機廠商,同時整機廠商也有向設備廠商進行整合的趨勢,市場開始走向一定的縱向一體化。一體化的趨勢較強。
資料來源:前瞻產業研究院風電設備行業研究小組整理

 

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