风电叶片行业发展现状与市场前景分析

风电叶片行业发展现状与市场前景分析一、2020国内风电发展情况风力发电机主要由叶轮、机舱、塔筒三部分构成。由于风电场招标时塔筒一般单独招标，风力机组此时即指叶轮和机舱两部分。风机的叶轮负责将风能转化为机械能，它由叶片、轮毂、整流罩组成，其中叶片将空气的动能转化为叶片和主轴的机械能，继而通过发电机转化为电能。叶片的尺寸、形状直接决定了能量转化效率，也直接决定了机组功率和性能，因此风电叶片在风机设计中处于核心地位。目前风电在国内电力结构中的地位次于火电与水电，约占国内发电总量的4。6%左右，由于风电本身发电不稳定，因此电网调度不仅仅要考虑电网的负荷，还要考虑风速带来的风电功率。所以风电的接入对于电网而言增加了一定的负担，被部分人称为“垃圾电”。2010-2020年中国风电设备年利用时长保持在2200小时以下，远低于火电与水电，部分地区弃风率超过10%。目前风电的价值主要体现在与其他清洁能源的互补上，即按照一定比例联合出力时，能够有效降低波动性，叠加储能系统，减小电网调度压力。2010-2020年各类发电设备利用小时变动情况过去几年电力企业资本开支中投资新能源的比例均已经实现大幅提升，尤其是2020年补贴退坡使得国内风电抢装现象较为普遍，2020年中国风电新增装机容量达到57。2GW，其中陆上风电增量相比于2019年翻了一倍，2020年的并网和风机出货数据均由于抢装存在了偏离产业链实际供应量的情况，这对于整个风电设备制造行业而言都是极大利好。考虑到2030年碳达峰目标，未来仍然有发展风电的政策需要，特别是相比于水电和核电，风电装机时间基本在半年左右，因此是更快速地提高清洁能源发电量的方式，这将是刺激各地政府发展风电的主要动力。2011-2020年中国风电新增装机容量变化国家能源局，国家统计局，二、风电叶片发展情况风电叶片是风电机组非常重要的部件，它决定了机组的风能转换效率。在2005年之前，叶片完全依赖进口，2005年开始，国内公司大批进入叶片赛道，目前国内叶片生产企业仅有中材科技、中复连众、时代新材等20余家。叶片大型化，是提升机组功率的关键因素，但越大的叶片，也就越重（成本也就越高），越加大机组和塔架的振动，这些问题提高了大型叶片的研发生产难度，提高制造门槛，预计行业集中度可在该趋势下进一步朝龙头集中。2020年央企风电机组招标的约23GW项目中，平均单机功率已经达到3。2MW，其中3。0MW及以上功率机型占比已经超过70%，大型化趋势明显加速。在相同长度叶片下，使用玻璃纤维作为增强材料的叶片重量显著大于使用碳纤维作为增强材料的叶片重量，从而影响风电机组的运行性能和转换效率。传统玻璃纤维制成的复合材料已经逐渐暴露出了一定缺点，例如弹性模量和层间剪切强度比较低，长期耐温性差容易老化，特别是材料的质量密度还比较大随着发电机组向大型化发展风机的叶片长度不断增加，越来越重的叶片对发电机和塔座也提出了更苛刻的要求。相同叶片长度下，采用碳纤维复合材料制作的重量远远低于玻璃纤维复合材料制作的重量。2020年国内央企风电机组采购结构三、风电叶片的产业链地位叶片在风机材料成本中占据重要地位，据测算叶片及主材在风机材料当中的成本结构比重达到18。3%，而国内目前叶片成本的80％来源于原材料，其中增强纤维、芯材、基体树脂与粘接胶，合计占比超过总成本价格的85％，增强纤维与基体树脂占超过60％，粘接胶与芯材各占比都超过10％。基体树脂是整个叶片的材料“包裹体”，包裹了纤维材料和芯材，被包裹的材料用量实际决定了基体材料的用量，即纤维材料与芯材的用量从一定程度上直接决定了基体材料的用量。风机原材料成本结构剖析横向对比来看，风电叶片的市场集中度在整个风电制造产业当中处于中游水平。上游除风塔赛道内企业收入增速接近外，叶片、机舱罩、主轴、铸件的收入增速区别较大。但是叶片领域的市场准入门槛比较高，所以在机组大型化对质量要求更高的情况下，龙头品牌效应会更显著。2019年中国风电产业链各环节行业集中度情况四、未来市场发展前景2019年5月，监管层再次发布下调补贴的政策，要求2018年底之前核准的陆上风电项目，2020年底前仍未完成并网的，国家不再补贴；2019年1月1日至2020年底前核准的陆上风电项目，2021年底前仍未完成并网的，国家不再补贴。自2021年1月1日开始，新核准的陆上风电项目全面实现平价上网，国家不再补贴。从行业逻辑来看，抢装是短期业绩增长逻辑，这个逻辑结束后，风电的增长速度可能并不乐观。综上，可以看出，目前短期增长较为确定，但2021年之后增速大概率会回落（低速增长甚至负增长都有可能）。然而，随着碳排放目标的确定，长期来看对风电的需求将大幅增加，从而加速装机容量的增长。目前风电行业的发展重心已经逐步转向海上风电领域，继广东省之后，江苏省也推出千亿8GW海上风电规