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【中國(guó)環(huán)保在線 清潔能源】東部沿海省市是國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū)，用電并處于電負(fù)荷中心，為大規(guī)模發(fā)展海上風(fēng)電提供了足夠的市場(chǎng)空間。
海上風(fēng)電資源豐富，高速發(fā)展打開市場(chǎng)空間
風(fēng)能資源儲(chǔ)備豐富，海上風(fēng)電前景廣闊
風(fēng)力發(fā)電是可再生能源領(lǐng)域中技術(shù)成熟、具規(guī)模開發(fā)條件和商業(yè)化發(fā)展前景的發(fā)電方式之一。
風(fēng)能開發(fā)和利用不受資源約束，環(huán)境影響小，可以大規(guī)模和可持續(xù)發(fā)展。
的風(fēng)能約為2.74×10^9MW，其中可利用的風(fēng)能為2×10^7MW。在現(xiàn)有風(fēng)電技術(shù)條件下，我國(guó)風(fēng)能資源足夠支撐10億千瓦以上風(fēng)電裝機(jī)，風(fēng)力發(fā)電將是未來能源和電力結(jié)構(gòu)中的一個(gè)重要的組成部分。
同時(shí)，發(fā)展風(fēng)力發(fā)電對(duì)于解決能源危機(jī)、減緩氣候變化、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)有著非常重要的意義。
我國(guó)海上風(fēng)能資源豐富，近海風(fēng)能可供開發(fā)資源達(dá)到5億千瓦。
我國(guó)海岸線遼闊，海上風(fēng)能資源豐富，主要集中在東南沿海地區(qū)。
我國(guó)東南沿海及附近島嶼的有效風(fēng)能密度為200-300瓦/平方米以上，全年大于或等于3米/秒的時(shí)數(shù)約為7000多小時(shí)，大于或等于6米/秒的時(shí)數(shù)約為4000小時(shí)。
根據(jù)發(fā)改委能源研究所發(fā)布的《中國(guó)風(fēng)電發(fā)展路線圖2050》報(bào)告，中國(guó)水深5-50米海域,100米高度的海上風(fēng)能資源開放量為5億千瓦，總面積為39.4萬(wàn)平方千米。
不同省份的海上風(fēng)力資源和地質(zhì)條件差異明顯。
我國(guó)風(fēng)能資源豐富的區(qū)域出現(xiàn)在中國(guó)臺(tái)灣海峽，由該區(qū)域向南、北兩側(cè)大致呈遞減趨勢(shì)。
具體而言，江蘇、山東等長(zhǎng)江以北屬于典型的低風(fēng)速、無臺(tái)風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)市場(chǎng)，需求大葉輪機(jī)組，河北、遼寧等更北部海域還要考慮海冰的影響;
廣東、浙江等屬于典型的低風(fēng)速、有臺(tái)風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)市場(chǎng)，需求的是大葉輪抗臺(tái)風(fēng)機(jī)組;
福建、粵東部分區(qū)域、中國(guó)臺(tái)灣海峽等屬于典型的高風(fēng)速、有臺(tái)風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)市場(chǎng)，需求的是更大容量抗臺(tái)風(fēng)機(jī)組。
利用風(fēng)能資源發(fā)展風(fēng)電，為實(shí)現(xiàn)非化石能源占一次能源消費(fèi)比重達(dá)到15%的目標(biāo)提供重要支撐。
在國(guó)家相關(guān)部門重視和多重政策的支持下，風(fēng)電已成為我國(guó)第三大電源，從補(bǔ)充能源進(jìn)入替代能源的發(fā)展階段。
《風(fēng)電發(fā)展“十三五”規(guī)劃》指出，“十三五”期間風(fēng)電建設(shè)總投資將達(dá)到7000億元以上，到2020年底，風(fēng)電年發(fā)電量要確保達(dá)到4200億千瓦時(shí)，約占全國(guó)總發(fā)電量的6%。
增加可再生能源在一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的比例，并以終和清潔煤電價(jià)匹配為發(fā)展目標(biāo)。
風(fēng)電發(fā)展向非限電地區(qū)轉(zhuǎn)移，海上風(fēng)電優(yōu)勢(shì)顯著
陸上風(fēng)電發(fā)展增速趨緩，棄風(fēng)限電現(xiàn)象略有好轉(zhuǎn)。
2017年陸上風(fēng)電新增裝機(jī)18.50GW，相比較2016年22.78GW的新增裝機(jī)量，同比下降18.79%，陸上風(fēng)電發(fā)展增速有所放緩。
2018年一季度，全國(guó)平均利用小時(shí)數(shù)592小時(shí)，同比增加124小時(shí);全國(guó)棄風(fēng)電量為91億千瓦時(shí)，同比下降44億千瓦時(shí);棄風(fēng)率為8.5%，同比下降7.9個(gè)百分點(diǎn)，與2017年相比棄風(fēng)限電情況明顯好轉(zhuǎn);但國(guó)家電網(wǎng)提出的目標(biāo)是在2020年棄風(fēng)率控制在5%以內(nèi)。
陸上風(fēng)電發(fā)展受限使得海上風(fēng)電成為風(fēng)電發(fā)展新出路。
陸上風(fēng)電發(fā)展主要受限于棄風(fēng)消納問題，棄風(fēng)現(xiàn)象嚴(yán)重主要在于系統(tǒng)調(diào)峰能力嚴(yán)重不足，新能源發(fā)電與送出工程建設(shè)進(jìn)度不同步和體制機(jī)制的問題。
新能源富集地區(qū)不同程度地存在跨省、跨區(qū)通道能力不足問題，已成為制約新能源消納的剛性約束。
而海上風(fēng)場(chǎng)基本都建設(shè)在沿海100-200公里以內(nèi)，距離負(fù)荷中心較近，減少電力傳輸損失，并且常年有風(fēng)，所以很適合電負(fù)荷中心的需求。
海上風(fēng)電的發(fā)展，有望滿足行業(yè)發(fā)展增量需求，成為風(fēng)電發(fā)展新出路。
海上風(fēng)電利用小時(shí)數(shù)超陸上風(fēng)電，發(fā)電量?jī)?yōu)勢(shì)顯著。陸上風(fēng)電年均利用小時(shí)數(shù)為2200左右，海上風(fēng)電根據(jù)資源條件不同，利用小時(shí)數(shù)一般也不同，但是平均利用小時(shí)數(shù)可以達(dá)到3000小時(shí)以上。
相較于陸上風(fēng)電，目前我國(guó)海上風(fēng)電單機(jī)容量以2.5-5MW為主，高于陸上風(fēng)電以2MW類型為主的單機(jī)容量。
隨著技術(shù)水平提高，單機(jī)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，更強(qiáng)更穩(wěn)的風(fēng)力以及更高的利用小時(shí)數(shù)，海上風(fēng)電的發(fā)電優(yōu)勢(shì)將更加顯著。
海上風(fēng)電能夠?yàn)槲覈?guó)東南沿海省份提供有效的能源補(bǔ)充。
海上風(fēng)能資源主要處于東部沿海地區(qū)，以福建、浙江、山東、江蘇和廣東五個(gè)省份為主。
東部沿海省市是國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū)，用電并處于電負(fù)荷中心，為大規(guī)模發(fā)展海上風(fēng)電提供了足夠的市場(chǎng)空間。
同時(shí)，這些省市電力供應(yīng)緊張，用電增長(zhǎng)速度較快，隨著火電裝機(jī)量的進(jìn)一步走弱，用電缺口將進(jìn)一步擴(kuò)大，海上風(fēng)電可以作為目前常規(guī)使用能源的有效補(bǔ)充。
2017年，海上風(fēng)力資源所在的主要五個(gè)東南沿海省份(福建、浙江、山東、江蘇和廣東)總用電量為23502億千瓦時(shí)，是西北地區(qū)的6.1倍左右，消納能力強(qiáng)。
海上風(fēng)電全面啟動(dòng)，市場(chǎng)空間超千億
風(fēng)電行業(yè)新增裝機(jī)量短期下滑，長(zhǎng)期看行業(yè)發(fā)展穩(wěn)定向上。
受2015年風(fēng)電搶裝帶來的需求透支、紅六省限裝的影響，2016年與2017年風(fēng)電行業(yè)新增裝機(jī)需求量持續(xù)下滑。
2017年全國(guó)新增風(fēng)電并網(wǎng)裝機(jī)容量19.66GW，較2016年的23.37GW，同比下降15.88%。
不同于2010-2012年的風(fēng)電行業(yè)，在平價(jià)上網(wǎng)日趨臨近的大背景下，風(fēng)機(jī)行業(yè)需求不存在大幅下滑的風(fēng)險(xiǎn)，長(zhǎng)期看風(fēng)電行業(yè)總體發(fā)展穩(wěn)定。
風(fēng)電投資重心逐漸向非限電地區(qū)轉(zhuǎn)移，海上風(fēng)電有望受益。2017年三北地區(qū)新增裝機(jī)占比呈小幅下滑，由2016年53%降為2017年51%。
同時(shí)中東部及南方地區(qū)新增裝機(jī)由2016年的47%增至2017年的49%。
“三北”地區(qū)棄風(fēng)限電嚴(yán)重，同時(shí)由于技術(shù)進(jìn)步使低風(fēng)速區(qū)域可利用率提升，風(fēng)電投資重心逐漸向中東部地區(qū)轉(zhuǎn)移。海上風(fēng)能資源區(qū)多集中于非限電地區(qū)，海上風(fēng)電有望直接受益。
海上風(fēng)電裝機(jī)實(shí)現(xiàn)大幅度增長(zhǎng)。
根據(jù)中國(guó)風(fēng)能協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)，2017年，我國(guó)海上風(fēng)電新增裝機(jī)(吊裝量)319臺(tái)，容量達(dá)到1160MW，比上年增長(zhǎng)97%，海上風(fēng)電裝機(jī)增速有較明顯的優(yōu)勢(shì)。
海上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)量呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)，由2010年150MW增長(zhǎng)至2017年的2790MW。
海上風(fēng)電新增裝機(jī)占綜合新增裝機(jī)的比重迅速上升，由2010年的0.74%增長(zhǎng)至2017年的5.90%，占比逐步提升。
海上風(fēng)電全面啟動(dòng)，發(fā)展前景廣闊。
2017年海上風(fēng)電全面啟動(dòng)，海上風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，2017年國(guó)內(nèi)海上風(fēng)電項(xiàng)目招標(biāo)3.4GW，同比增長(zhǎng)81%，占全國(guó)招標(biāo)量的12.5%。
根據(jù)國(guó)家《風(fēng)電發(fā)展“十三五”規(guī)劃》，到2020年全國(guó)海上風(fēng)電開工建設(shè)規(guī)模達(dá)到10GW，力爭(zhēng)累計(jì)并網(wǎng)容量達(dá)到5GW以上，重點(diǎn)推動(dòng)江蘇、浙江、福建、廣東等省的海上風(fēng)電建設(shè)。
我國(guó)未來四年海上風(fēng)電裝機(jī)容量年復(fù)合增長(zhǎng)率超過75%。
結(jié)合“十三五”海上風(fēng)電發(fā)展目標(biāo)，風(fēng)能咨詢機(jī)構(gòu)MAKE預(yù)計(jì)，截至2020年中國(guó)海上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量將達(dá)到15.78GW(吊裝量)。按照預(yù)計(jì)，未來3年海上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量復(fù)合增長(zhǎng)率超過75%。
以海上風(fēng)電投資開發(fā)成本14000元/KW測(cè)算，結(jié)合2020年我國(guó)海上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量15.78GW的估計(jì)值，預(yù)計(jì)到2018-2020年我國(guó)海上風(fēng)電建設(shè)投資市場(chǎng)空間約1800億元。
全面解讀海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈格局
海上風(fēng)電呈現(xiàn)與陸上風(fēng)電相異的產(chǎn)業(yè)格局
海上風(fēng)電投資開發(fā)包括項(xiàng)目開發(fā)前期工作、風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目建設(shè)以及運(yùn)營(yíng)維護(hù)。
前期包括海上風(fēng)電規(guī)劃、申請(qǐng)項(xiàng)目開發(fā)權(quán)、申請(qǐng)項(xiàng)目核準(zhǔn)3個(gè)階段。
海上風(fēng)電規(guī)劃包括地址選擇、實(shí)地勘察、項(xiàng)目環(huán)評(píng)及方案設(shè)計(jì)研究等。
海上風(fēng)電場(chǎng)則主要由一定規(guī)模的風(fēng)電基礎(chǔ)和輸電系統(tǒng)構(gòu)成，風(fēng)電基礎(chǔ)包括風(fēng)電機(jī)組如葉片、風(fēng)機(jī)、塔身和機(jī)組安裝等部分，輸電系統(tǒng)則由交流集電線路，海上升壓站和無功補(bǔ)償設(shè)備，海底電纜，陸上變電站和無功補(bǔ)償設(shè)備組成，已建成海上風(fēng)電場(chǎng)大部分采用高壓交流輸電系統(tǒng)(HVAC)。運(yùn)營(yíng)維護(hù)由風(fēng)電整機(jī)廠商和運(yùn)營(yíng)商共同負(fù)責(zé)。
海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)異于陸上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)，區(qū)別于陸上風(fēng)電發(fā)展。
從本質(zhì)上看，陸上風(fēng)電是“機(jī)組+電網(wǎng)+一般性電力工程”;海上風(fēng)電則是“風(fēng)電項(xiàng)目+海洋工程”，海底光纜、海上樁基及海上裝機(jī)如吊船、打樁船是海上風(fēng)電項(xiàng)目重要組成部分。
不同于陸上風(fēng)電項(xiàng)目建設(shè)，海上風(fēng)電的發(fā)展一定程度上借鑒海洋工程的技術(shù)，牽扯到海域功能的區(qū)分，航道，電纜的鋪設(shè)，海上風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)、施工和安裝，并網(wǎng)，環(huán)保，甚至國(guó)防安全等一系列問題。
從設(shè)計(jì)、制造、安裝、運(yùn)維各個(gè)方面要提升到一個(gè)更高的高度，發(fā)展模式異于陸上風(fēng)電。
海上、陸上風(fēng)電的成本構(gòu)成比例差異顯著，呈現(xiàn)不同的產(chǎn)業(yè)格局。由于涉及海洋工程，海上風(fēng)電項(xiàng)目比陸上風(fēng)電多了海上樁基及海底光纜，開發(fā)投資成本構(gòu)成不同。
海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)、變電站工程、樁基、運(yùn)輸安裝和輸電線路費(fèi)用較高，導(dǎo)致海上風(fēng)電單位造價(jià)高于陸上風(fēng)電;同時(shí)海上裝機(jī)需要專業(yè)風(fēng)電運(yùn)輸安裝船以及吊船，海上風(fēng)電安裝成本顯著高于陸上風(fēng)電安裝成本。
國(guó)內(nèi)海上風(fēng)電暫時(shí)還處于探索發(fā)展階段，國(guó)產(chǎn)海上風(fēng)機(jī)大多是對(duì)陸上風(fēng)機(jī)進(jìn)行改裝或升級(jí)，通過提升陸上風(fēng)機(jī)容量，做一些防腐措施改造成海上風(fēng)機(jī)。
面對(duì)惡劣的海洋環(huán)境，風(fēng)機(jī)可靠性會(huì)大打折扣，導(dǎo)致海上風(fēng)電運(yùn)維成本很高。
由此導(dǎo)致海上、陸上風(fēng)電的成本構(gòu)成比例差異顯著，海上風(fēng)電風(fēng)電機(jī)組成本占比為32%(含風(fēng)塔)，遠(yuǎn)低于陸上風(fēng)電70%(含風(fēng)塔)，相反海上風(fēng)電的運(yùn)營(yíng)、安裝等成本占比則遠(yuǎn)高于陸上風(fēng)電，產(chǎn)業(yè)格局相異。
海上風(fēng)電項(xiàng)目在硬件方面主要由風(fēng)電機(jī)組、風(fēng)塔及樁基、海底電纜三部分組成。
在海上風(fēng)電的總投資中，整機(jī)、風(fēng)塔、海底光纜等設(shè)備投資約為50%，按照目前海上風(fēng)電平均開發(fā)投資造價(jià)14000元/KW計(jì)算，2018-2020年面向整機(jī)制造商以及周邊部件供應(yīng)商如樁基、海底光纜等的海上風(fēng)電市場(chǎng)近900億元。
海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)同陸上風(fēng)電相似，主要分為運(yùn)營(yíng)、整機(jī)制造、零部件三環(huán)節(jié)。
從產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)來看，海上風(fēng)電和陸上風(fēng)電沒有明顯區(qū)別，自下而上分為風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)營(yíng)、風(fēng)電整機(jī)制造、風(fēng)機(jī)零部件制造三個(gè)環(huán)節(jié)。
目前海上風(fēng)電運(yùn)營(yíng)商主要是五大集團(tuán)及其下屬能源公司，例如南方電網(wǎng)綜合能源有限公司、華能、大唐、申能、國(guó)家電投、三峽、中核、中廣核等;
風(fēng)電整機(jī)相對(duì)市場(chǎng)化，海上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量目前國(guó)內(nèi)排名靠前的是金風(fēng)科技、遠(yuǎn)景能源等，零部件環(huán)節(jié)由于技術(shù)門檻較低，涉及公司較多，主要以葉片、塔架、齒輪箱等生產(chǎn)商為主。
海上風(fēng)電的主要開發(fā)運(yùn)營(yíng)商為大型電力央企
海上風(fēng)電的主要開發(fā)運(yùn)營(yíng)商為大型電力央企。與陸上風(fēng)電相比，海上風(fēng)電的技術(shù)壁壘更高，開發(fā)商較為單一，國(guó)電集團(tuán)、中廣核、魯能、申能、中水電、三峽新能源等傳統(tǒng)電力風(fēng)電企業(yè)占據(jù)海上風(fēng)電主要份額。
2016年，海上風(fēng)電運(yùn)營(yíng)開發(fā)商前三的分別為國(guó)能投、中廣核以及三峽新能源，累計(jì)裝機(jī)容量分別為534.5MW、208MW、202MW;占比分別為33%、13%、12%。
核心零部件和原材料是風(fēng)電機(jī)組的關(guān)鍵部分
風(fēng)電機(jī)組在海上風(fēng)電項(xiàng)目中成本占比高，占單位總投資約 32%。按照目前海上風(fēng)電平均開發(fā)投資造價(jià) 14000 元/KW 計(jì)算，2018-2020 年對(duì)應(yīng)市場(chǎng)空間為約為 580 億元。
風(fēng)電機(jī)組主要由葉片、齒輪箱、發(fā)電機(jī)、電控系統(tǒng)、塔架等組成。涉及關(guān)鍵原材料有鋼、鋁、銅、混凝土、玻璃纖維、碳纖維、環(huán)氧樹脂、永磁材料等，其中鋼材、碳纖維復(fù)合材料和永磁材料有望得到更多關(guān)注。
風(fēng)機(jī)葉片是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的關(guān)鍵核心部件之一，關(guān)注碳纖維復(fù)合材料。葉片設(shè)計(jì)、制造及運(yùn)行狀態(tài)的好壞直接影響到整機(jī)的性能和發(fā)電效率，對(duì)風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)營(yíng)成本影響重大。
從零部件價(jià)值量的角度來看，葉片價(jià)值量極大，其成本約占風(fēng)機(jī)總成本的 22.2%，2018-2020年對(duì)應(yīng)的市場(chǎng)空間約為 130 億元。
隨著風(fēng)電機(jī)組尺寸的增大及海上風(fēng)電的發(fā)展，葉片將越來越長(zhǎng)且擁有更高葉尖線速度(至 120 米/秒)，未來風(fēng)電機(jī)組葉片的大型化和輕質(zhì)化將成為葉片發(fā)展主要方向。
目前，風(fēng)電葉片主要以玻璃纖維作為增強(qiáng)材料，但為滿足風(fēng)電機(jī)組葉片的大型化和輕質(zhì)化要求，未來中國(guó)在風(fēng)電葉片的生產(chǎn)中將更多使用碳纖維。
按《中國(guó)風(fēng)電發(fā)展路線圖 2050》規(guī)劃， 2020 年、2030 年、2050 年應(yīng)用碳纖維的風(fēng)電機(jī)組市場(chǎng)份額預(yù)計(jì)將達(dá)到 22.16%、35.45%、61.70%。
齒輪箱的可靠性對(duì)風(fēng)機(jī)的壽命起著決定性的作用，尤其是海上大功率風(fēng)電齒輪箱。
風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪箱位于機(jī)艙內(nèi)部，是目前兆瓦級(jí)風(fēng)機(jī)傳動(dòng)鏈中的薄弱環(huán)節(jié)，屬易過載和過早損壞率較高的部件，其成本占風(fēng)機(jī)總成本約 12.91%，2018-2020 年對(duì)應(yīng)的市場(chǎng)空間約 80 億。
發(fā)電機(jī)約占風(fēng)力發(fā)電機(jī)組成本的 6%左右，其核心部件為轉(zhuǎn)子及支架、定子及支架、動(dòng)定軸等。
目前雙饋式風(fēng)力機(jī)組采用的發(fā)電機(jī)包括同步發(fā)電機(jī)和異步發(fā)電機(jī)。異步發(fā)電機(jī)較同步發(fā)電機(jī)而言，需要的維護(hù)較少，更適合海上風(fēng)電場(chǎng)。相比雙饋式發(fā)電機(jī)，直驅(qū)式風(fēng)機(jī)的發(fā)電機(jī)為低速多級(jí)發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)數(shù)低，磁極數(shù)多，體積和重量均比雙饋式風(fēng)機(jī)要大。
風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)成本占風(fēng)電系統(tǒng)總成本的 15%左右，包括控制系統(tǒng)、偏航系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、油冷系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)、變頻器、變槳系統(tǒng)、電池系統(tǒng)、安全鏈等。
風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)是綜合性控制系統(tǒng)，用于監(jiān)視電網(wǎng)、風(fēng)況和機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)。對(duì)機(jī)組進(jìn)行并網(wǎng)、脫網(wǎng)控制，以確保運(yùn)行過程的安全性和可靠性。
同時(shí)還要根據(jù)風(fēng)速、風(fēng)向的變化，對(duì)機(jī)組進(jìn)行優(yōu)化控制，以提高機(jī)組的運(yùn)行效率和發(fā)電量。
鋼材、永磁材料等關(guān)鍵原材料影響風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。鋼材用量約占機(jī)組總重量的 90%，鋼材的供給需求及價(jià)格波動(dòng)將直接影響風(fēng)電成本。
永磁材料是影響直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組的關(guān)鍵原材料，其需求將隨著直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組市場(chǎng)規(guī)模的擴(kuò)大而快速增加，這兩類材料的供應(yīng)應(yīng)得更多關(guān)注。
以目前中國(guó)已探明的稀土資源儲(chǔ)量(約 9030 萬(wàn)噸)和產(chǎn)量增長(zhǎng)趨勢(shì)來判斷，未來風(fēng)電產(chǎn)業(yè)所需的永磁材料供應(yīng)量充足。
整機(jī)制造商市場(chǎng)份額集中，國(guó)內(nèi)外技術(shù)水平逐步縮小
風(fēng)電制造商紛紛布局大兆瓦海上風(fēng)電機(jī)組。
隨著海上風(fēng)電裝機(jī)需求增長(zhǎng)，風(fēng)電制造商積極布局海上風(fēng)電，研發(fā)大兆瓦海上風(fēng)電機(jī)組。
5MW及以上風(fēng)電機(jī)組已逐漸成為國(guó)內(nèi)外主要風(fēng)電廠商的發(fā)展重點(diǎn)，國(guó)外8MW機(jī)組已完成商業(yè)化應(yīng)用，10MW機(jī)組也已經(jīng)到實(shí)驗(yàn)樣機(jī)階段，其中維斯塔斯8MW風(fēng)電機(jī)組、Enercon7.5MW風(fēng)電機(jī)組、西門子7MW風(fēng)電機(jī)組、通用電氣6MW風(fēng)電機(jī)組、歌美颯5MW風(fēng)電機(jī)組等均得到了廣泛應(yīng)用。
國(guó)內(nèi)風(fēng)機(jī)廠商如華銳風(fēng)電6MW、聯(lián)合動(dòng)力6MW、金風(fēng)科技6MW、東方電氣5.5MW、海裝風(fēng)電5MW等海上風(fēng)電機(jī)組陸續(xù)下線安裝，處于樣機(jī)試驗(yàn)階段。
國(guó)內(nèi)海上發(fā)電機(jī)組面臨著技術(shù)缺乏有效驗(yàn)證、標(biāo)準(zhǔn)缺失等明顯短板，與海外技術(shù)差距明顯。
我國(guó)海上風(fēng)電機(jī)組容量以3MW-4MW為主，5MW-6MW風(fēng)電機(jī)組多處于小批試驗(yàn)階段，自主研發(fā)有所突破，但技術(shù)缺乏有效驗(yàn)證，核心技術(shù)仍依賴于海外成熟技術(shù)。
同比之下，歐洲6MW海上風(fēng)電機(jī)組已形成產(chǎn)業(yè)化能力并批量安裝，8.5MW及9.5MW海上風(fēng)電機(jī)組進(jìn)入樣機(jī)試運(yùn)行階段，12MW的海上風(fēng)電機(jī)組也已經(jīng)開始進(jìn)設(shè)計(jì)，與國(guó)外技術(shù)水平仍有較大的差距。國(guó)內(nèi)海上風(fēng)電機(jī)組受限于規(guī)模生產(chǎn)及技術(shù)水平，國(guó)產(chǎn)替代有望降低高成本。
國(guó)內(nèi)機(jī)組一般由陸上風(fēng)電機(jī)組經(jīng)過防腐等適應(yīng)性改造后下海或是引進(jìn)海外成熟技術(shù)，國(guó)內(nèi)整機(jī)制造商并不掌握核心技術(shù)，尤其是大功率海上風(fēng)電機(jī)組。
由于無法實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，受限于規(guī)模生產(chǎn)及技術(shù)水平，國(guó)內(nèi)風(fēng)電機(jī)組造價(jià)成本較高，為5000-8000元/KW。
目前國(guó)內(nèi)陸上風(fēng)電機(jī)組由于完全國(guó)產(chǎn)化，使得造價(jià)成本低，因此，只有針對(duì)中國(guó)海域海床條件和風(fēng)資源特點(diǎn)，自主研制具有核心技術(shù)的國(guó)產(chǎn)化海上風(fēng)電機(jī)組才是國(guó)內(nèi)海上風(fēng)電發(fā)展的出路。
海上風(fēng)電機(jī)組制造商數(shù)量較少，市場(chǎng)份額集中。
截至2017年底，海上風(fēng)電機(jī)組供應(yīng)商共11家，其中累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到150MW以上的機(jī)組制造商有遠(yuǎn)景能源、金風(fēng)科技、華銳風(fēng)電等，市場(chǎng)份額高度集中。
2017年，中國(guó)海上風(fēng)電新增裝機(jī)319臺(tái)，容量達(dá)到1160MW，同比增長(zhǎng)89.8%，共有8家制造企業(yè)有新增吊裝，主要有金風(fēng)科技、遠(yuǎn)景能源和重慶海裝。
風(fēng)電塔架及樁基技術(shù)含量高，行業(yè)具有較高毛利率
風(fēng)塔是風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈中風(fēng)電機(jī)組的重要組成部分。
風(fēng)電機(jī)組是風(fēng)電項(xiàng)目的核心部分，風(fēng)塔成本約占風(fēng)電整機(jī)總成本的20%左右，約占海上風(fēng)電項(xiàng)目投資成本8%，為整套風(fēng)機(jī)提供支撐力。
其主要功能是支承風(fēng)力發(fā)電機(jī)的機(jī)械部件，發(fā)電系統(tǒng)(重力負(fù)載)，承受風(fēng)輪的作用力和風(fēng)作用在塔架上的力，具有足夠的疲勞強(qiáng)度，能夠承受風(fēng)輪引起的振動(dòng)載荷，包括起動(dòng)和停機(jī)的周期性影響、突風(fēng)變化、塔影效應(yīng)等。
除塔體外，其內(nèi)部通常有爬梯、電纜、電纜梯、平臺(tái)等結(jié)構(gòu)。
海底電纜是海上風(fēng)電項(xiàng)目開發(fā)重要環(huán)節(jié)
海底電纜是海上風(fēng)電與陸上風(fēng)電較為主要的區(qū)別所在，海上風(fēng)電投資占比約為5-7%。
海上環(huán)境惡劣，對(duì)于海纜的制作工藝、運(yùn)輸安裝、后期維護(hù)等提出很高要求。相較于陸上風(fēng)電，海纜廠家相比于陸纜廠家可選性少，海纜施工難度較大，需要專業(yè)的敷纜單位來完成，后期維護(hù)費(fèi)用較高。
陸纜單公里費(fèi)用約25~70萬(wàn)元，相較于陸上電纜，35kV海纜單公里費(fèi)用在70~150萬(wàn)元(考慮不同截面)，220kV海纜單公里費(fèi)用在400萬(wàn)元，電纜投資增加較多，同時(shí)海纜投資規(guī)模同海上風(fēng)電投資規(guī)模同比增加。
海底線纜目前廣泛運(yùn)用的是海底光電復(fù)合纜，直接降低了項(xiàng)目的綜合造價(jià)和投資，并間接地節(jié)約了海洋調(diào)查的工作量和后期路由維護(hù)工作。
海底光電復(fù)合纜即在海底電力電纜中加入具有光通信功能及加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的光纖單元，使其具有電力傳輸和光纖信息傳輸?shù)碾p重功能，完全可以取代同一線路敷設(shè)的海底電纜和光纜，節(jié)約了海洋路由資源，降低制造成本費(fèi)用、海上施工費(fèi)用和路岸登陸費(fèi)用。
我國(guó)近兩年建設(shè)的近海試驗(yàn)風(fēng)電場(chǎng)全部采用海底光電復(fù)合纜實(shí)現(xiàn)電力傳輸和遠(yuǎn)程控制。
海上風(fēng)電安裝船及運(yùn)維市場(chǎng)開啟，發(fā)展前景廣闊
海上風(fēng)電機(jī)組安裝專用船的短缺是導(dǎo)致海上風(fēng)電場(chǎng)開發(fā)成本高昂的關(guān)鍵因素之一。
海上風(fēng)電安裝船是高度精密的海上設(shè)施，能將風(fēng)機(jī)和基礎(chǔ)安裝設(shè)備運(yùn)輸至風(fēng)電場(chǎng)址，并配備適合各種安裝方法的起重設(shè)備和定位設(shè)備。
早期的安裝船舶都是借用或由其他海洋工程船舶改造而成，但隨著風(fēng)機(jī)的大型化，起重高度和起重能力的要求提高，海上風(fēng)機(jī)安裝的專用船舶需求增長(zhǎng)。
海上風(fēng)電安裝船的建造周期較長(zhǎng)，需要2-3年時(shí)間，需要提前訂購(gòu)來滿足預(yù)期的市場(chǎng)需求。
目前，我國(guó)海上風(fēng)電技術(shù)支撐相對(duì)薄弱，對(duì)海上風(fēng)電機(jī)組的設(shè)計(jì)施工、研究試驗(yàn)不足，海上風(fēng)電安裝專用船舶短缺，這些因素直接導(dǎo)致海上風(fēng)電開發(fā)成本過高。專用安裝設(shè)備需求顯現(xiàn)，發(fā)展前景驅(qū)動(dòng)企業(yè)布局。
隨著海上風(fēng)電全面提速，對(duì)專業(yè)船舶需求日益增長(zhǎng)。國(guó)內(nèi)船舶制造企業(yè)積極布局海上風(fēng)電安裝設(shè)備及平臺(tái)。
中船重工(重慶)海裝風(fēng)電設(shè)備公司投重金用于海上風(fēng)電設(shè)備研制，其中重要一項(xiàng)就是要建造海上風(fēng)電安裝船;中船集團(tuán)708所也自主研發(fā)，為南通海洋水建設(shè)計(jì)了我國(guó)首艘自升式海上風(fēng)電安裝船“海洋38”號(hào)。
龍?jiān)凑袢A大力發(fā)展海上風(fēng)電安裝設(shè)備，目前擁有世界大安裝船“龍?jiān)凑袢A三號(hào)”。此外，也有諸如江蘇盛裕風(fēng)電設(shè)備有限公司等民營(yíng)企業(yè)提前布局，希望搶占海上風(fēng)電安裝的先機(jī)。大規(guī)模海上風(fēng)電項(xiàng)目投運(yùn)，海上運(yùn)維市場(chǎng)開啟。
海上風(fēng)電風(fēng)險(xiǎn)較大，機(jī)組故障率高，維修工作大，需要定期或不定期的對(duì)海上風(fēng)機(jī)及升壓平臺(tái)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，海上運(yùn)維市場(chǎng)前景廣闊。
由于國(guó)內(nèi)海上風(fēng)電處于初步發(fā)展階段，國(guó)內(nèi)海上風(fēng)電尚無長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)和成本數(shù)據(jù)積累，海上運(yùn)維市場(chǎng)尚處于起步階段。根據(jù)目前國(guó)內(nèi)已建成的海上風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)維情況看，海上運(yùn)維工作量是陸上的2-4倍，費(fèi)用遠(yuǎn)超陸上風(fēng)電。
盡管海上運(yùn)維門檻高、起步晚，但隨著我國(guó)海上風(fēng)電的發(fā)展，未來將形成陸上運(yùn)維和海上運(yùn)維市場(chǎng)的細(xì)分格局。
