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风电行业研究:看好海风的大型化、海风出海和国产替代三条线

(报告出品方/作者:天风证券,孙潇雅)

1、风电从周期走向成长,核心在于IRR从周期走向成长

过去风电发展具有周期性,主要受到政策及补贴的影响,使得上网电价具有周期性→业主开发IRR具有周期性:2014年国家首次下调风电上网标杆电价后2015年引发抢装潮;2016-2021年为补贴退坡期,陆上风电的标杆 上网电价持续调整,2019年国家再次下调风电上网电价,并公布陆风与海风平价上网时间,引发2020、2021 年抢装潮。

IRR与单瓦电价成正比,与弃风率、单瓦投资成本成反比:随着21年陆风平价、22年海风平价,收入端-单瓦 电价稳定,发电效率提高;成本端-大型化&轻量化降低CAPEX。综合发电收入端和成本端,往后看风电项目 IRR,将呈现上升趋势,进而带动装机提升,不再具有周期性,风电有望从周期走向成长。

复盘风电估值21年开始大幅提升→原因系风电从周期迈向成长

复盘国内风电零部件与设备PE:21年开始大幅提升,尤其是风电零部件,主要受到风电未来装机量及各环节盈利变动的影响。分环节:风机价格降幅超预期,盈利能力被压缩且尚未见底→PE低于零部件。

风电从周期走向成长,核心在于IRR从周期走向成长

复盘国内风电装机量及增速:过去风电板块具有明显的周期属性,主要受到政策及补贴的影响。1)2006-2010年:2004年前,风电尚未成为我国主流发电来源。国家于2005年颁布《国家发展改革委关于风电建设管理有关要求的 通知》要求风电设备国产化率达到70%,自此国内风电企业应运而起,我国新增装机量飞速增长。2)2011-2015年:随着风电行业的快速扩张,电力消纳匹配能力不足,弃风率较高。国家为提倡风电行业理性发展,加强了对新增 风电项目的审批,行业进入深度调整期。2013年弃风率明显下降,装机量开始回升。2014年国家首次下调风电上网标杆电价后 2015年引发抢装潮。3)2016-2021年:补贴退坡期。陆上风电的标杆上网电价持续调整,2019年国家再次下调风电上网电价,并公布陆风与海风平价上 网时间,引发了国内2020年的陆风抢装潮和2021年的海风抢装潮(21年新增装机量下降主要系陆风退补后新增装机近仅31GW)。

风电从周期走向成长,核心在于IRR从周期走向成长

IRR提升途径1:收入端-单瓦电价稳定,发电效率提高

IRR是装机的直接驱动因素。IRR即业主方的收益率,可简单理解为(①发电收入折现-②投入成本折现)/②投入成本折现。简化折现, ①=发电小时数*(1-弃风率)*单瓦电价;②=单瓦投资成本。因此IRR与单瓦电价成正比,与弃风率、单瓦投资成本成反比。过去风电发展具有周期性,主要系IRR具有周期性。随着21年陆风平价、22年海风平价,大型化&风机降价带来风电初始投资成本↓, 往后看风电IRR将呈现上升趋势,进而装机↑。预计风电周期属性将逐渐弱化, 逐步迈向成长。单瓦电价:风电平价后,新核准(备案)的风电项目中央政府不再补贴,上网电价稳定。发电效率:1)发电量提升,主要源于大叶片、高塔筒,更大的扫风面积及更高的风速,有效增强捕风能力,从而带动发电效率的 提升;2)发改委于2018年底出台清洁能源消纳行动计划(2018-2020年),要求到2020年弃风率控制在5%左右,此后弃风率明显下 降,20-21年稳定在3%,并无抬头趋势。未来随着电网侧智能化+供电侧增加储能,弃风率有望进一步下降。

IRR途径2:成本端-大型化&轻量化降低CAPEX

单瓦投资成本下降:风机市场充分竞争带来价格下降:风机占初始投资成本的五成左右, 而自21年下半年以来风机价格持续大幅下降,带动风电初始投资成 本的下降。据中国招投标公共服务平台等的不完全统计,2021年年 初陆风风机(不含塔筒)中标均价为3050元/kw,2022年8月中标均 价1758元/kw(降幅高达42%)。大型化&轻量化摊薄成本:据我们推算大型化后风机单GW对应塔筒 耗量从73吨/MW降至62吨/MW(降幅15%),叶片从16吨/MW降至 13吨/MW(降幅19%),大型化和轻量化带来成本下降,为风机价格 的下降留出空间;2)风机大型化后,同等装机容量下数量减少,对 应单GW的风机基础安装及施工费用下降。

风电从周期走向成长,核心在于IRR从周期走向成长:往后看风电项目IRR,将呈现上升趋势

陆风:仅考虑陆风造价下降均为由风机价格下降带来,2021年年初至今陆风风机(不含塔筒)中标均价有约40%的降幅,各类资源区 陆风平价项目IRR基本已经高于此前有补贴降价前的IRR。海风:仅考虑海风造价下降均为由风机价格下降带来,风机报价已经从2020年的7000元/kw降至2022年2月的3500元/kw左右,降幅高 达50%,我们预计海风投资成本仍有下降空间,为即将到来的平价做准备。因此综合发电收入端和成本端,往后看风电项目IRR,将呈现上升趋势,进而带动装机提升,不再具有周期性。

新增装机量:22/23年看海外 国内厂商出海占比提升验证海外装机需求提升

铸件、主轴、法兰头部企业日月股份、金雷股份、恒润股份今年以来海外收入占比均出现了明显的环比提升:其中,日月股份2022 年H1的海外收入占比相较于2021年提升6个百分点;金雷股份2022年H1的海外收入占比相较于2021年提升7个百分点;而恒润股份 2022年H1的海外收入占比相较于2021年更是提升了40个百分点。风电企业出口高增验证海外风电装机需求环比提升的趋势。

2、行业趋势一:海风需求高增打开海上风机零部件需求空间

陆风VS海风:陆风受到土地资源的限制,海风系风电成长性的重要增量:资源储备空间 大且不受土地资源限制

陆上风电发展受到土地资源方面的限制:我国陆上风电发展较早、较为成熟,未来发展空间有限。陆风可开发量虽然大,但我国现 已在三北等陆风资源丰厚的地区开发了大量风电场,后续发展可能会受土地资源等因素制约。海上风电不受土地资源限制,且目前开发量仅占可开发资源的1%,发展可持续性强:相比陆上风电,海上风电具有风资源更好、风 机利用小时更高、适合大规模开发、不占用土地资源、不受地形地貌影响等优势,同时海上风电一般靠近传统电力负荷中心,便于 电网消纳,并且可免去长距离输电的问题,有望迎来快速增长。据GWEC数据,全球风机轮毂离地高度已从81米增至103米。较高海拔意味着风速更高、可开发风力资源更多。在100米高度上我国 海上可开发风力资源为2254GW,而截至2021年国内海风累计装机量为25GW,约占可开发资源的1.11%。

海风系风电成长性的重要增量:政策中长期规划加持,叠加简化流程

规划:国内沿海各省出台十四五海上风电相关规划,合 计新增装机量达65GW+;海外各国更多地针对2030年及 之后的中长期海上风电新增装机量做出规划。流程:国内推动风电项目由核准制调整为备案制,有望 加快海风建设进度;海外各国也陆续出台相应政策加快 海上风电项目的审批进度。

行业趋势:海风需求高增打开海上风机零部件需求空间

1)海缆-抗通缩明显,离岸距离20~30→50+km,送出海缆ASP 15以下→20+亿元/GW

我们预计22-25年国内、海外海风装机量CAGR分别达44%、56%,海风需求高增有望打开成长空间。

各环节中海缆受益于海风的弹性最大:对比塔筒、铸件、风机等其他环节既用于陆上风电,又运用于海上风电,海缆仅应用于海上 风电项目,最有望受益于海风的高增速。

风场、风机大型化及离岸远海化驱动海缆向高压化、直流化发展,尤其是远海化带来海缆长度的绝对增加,送出海缆ASP提升明显。

短期向更高电压等级发展:随着风场及风机大型化,原有输电能力无法满足。更高电压等级的海缆无论从输电能力还是降低总体项 目的投资成本方面均更有优势,海缆高压化成为趋势。而由此带来的变化:1)以价补量:根据我们测算,量上——66kV阵列海缆相比35kV长度减少30%~40%,价上——66kV海缆采购单千米 造价比35kV海缆提升约36%。同时66kV高附加值将对应更高的毛利以缓解整个海风产业链降本带来的压力;2)竞争格局上,由于高电 压海缆的绝缘工作场强更为集中,绝缘材料的电气性能是提升电压等级的核心挑战,因此技术壁垒提升,利好竞争格局优化。

中长期柔直海缆并网占比提升:风场远海化趋势下,柔直海缆相比交流海缆在输送容量及长度方面的优势凸显,同时长距离摊薄柔 直输电系统增加的换流站成本。我们预计中长期柔性直流海缆在远海项目的占比会大幅提升。

2)单桩—海力风电:桩基(单桩)扩产较难,预计23年国内桩基市场供不应求

桩基(单桩)的单GW用量大概是塔筒的3倍,扩产较难:通过前文可以发现,桩基(单桩)的单GW用量( 20万吨/GW )大约是塔 筒的3倍左右,单套桩基的体积、重量较塔筒更大、更重,因此桩基的制造需要更大的厂房。桩基在制造完毕后,在陆上运输起来较 为难,因此厂房需要靠近海边或者码头,制造完毕后避免进行陆上运输。需要更大的厂房+海边(码头边)的土地资源更为稀缺,桩 基(单桩)扩产较难。

预计23年国内桩基需求约240万吨:前文我们预测23年国内海风装机需求约12GW,按20万吨/GW的用量计算,预计23年国内单桩需 求在240万吨。

23年国内桩基合计有效产能约210万吨,存在30万吨的供需缺口:具体看:大金——约40万吨(山东蓬莱和广东阳江)、海力—— 约50万吨(主要在江苏)、天顺——近30万吨(江苏射阳);润邦——约20万吨(主要在江苏);天能和泰胜——合计约30万吨;我们预计其它非上市企业桩基产能合计在40万吨。若23年国内桩基市场供不应求,预计桩基(单桩)单吨盈利有望较22年提升。

3)风机:中标到确认收入周期较长(半年到一年的时间),盈利尚未见底

风机从中标到确认收入的周期需要半年到一年的时间,2021年下半年招标价格下降的风机基本体现在2022年下半年的企业收入端。

22年风机中标价格:陆风风机价格基本企稳,预计23Q1-23Q2有望看到盈利低点:1-8月含塔筒风机中标平均价为
2586/2246/2168/2376/2237/2267/2352/2324元/KW,单风机中标平均价为2030/2061/1754/1934/1794/1734/1759/1758元/KW,8 月陆风风机中标价环比基本持平。海风风机:海上风电公开披露数据较少,且不同项目差异性较大,不便于统计。

对23年价格的判断:陆风项目已全面平价,预计明年陆上单风机价格有望维持在1700元/KW左右,海风还有部分地区未平价(预计 明年年初全面平价),海上单风机价格有一定的下行压力。因此我们预计陆风风机单位盈利有望在23Q1-Q2见底,而海风风机单位 盈利尚未见底。

4)铸件-金雷股份:锻造主轴在技术方面全球领先(可生产8MW锻造轴承),风机大型化下 仍有10%以上的毛利率提升空间

锻造主轴技术和市场份额领先:锻造主轴用于联结风叶轮毂和齿轮箱。公司在锻造主轴领域技术领先,是少有能够生产8MW锻造主 轴产品的公司,同时公司在锻造主轴领域市占率不断提升。

基于锻造主轴新工艺,预计陆上8MW以下风机仍适用于锻造主轴:基于目前尺寸,陆上风机应用的仍然是锻造主轴:目前国内陆上招标项目单机容量以5MW为主,基于锻造工艺所带来的良好力学 性能和较长使用寿命,5MW风机仍适用于锻造主轴。公司应用空心锻工艺,进一步拓展锻造主轴在大尺寸风机上的应用空间:空心锻工艺可降低锻造主轴重量,从而使得锻造主轴更适 合应用于大兆瓦风机上。风机大型化趋势下,锻造主轴盈利能力有望提升:大尺寸锻造产品的技术难度更高,我们预计大尺寸锻造产品的利润水平将高于小 尺寸产品,因此公司有望借风机大型化趋势提升产品毛利率。

5)齿轮箱零部件-广大特材:在风电领域不断拓展业务边界,海上铸件、齿轮箱零部件等 贡献新增量

以特钢材料起家,在风电领域不断拓展业务边界:公司以特钢材料起家,已有十余年经验积累;产品以齿轮钢为主,应用于风电、 轨道交通等行业。近年来,公司重点布局风电零部件产品;向平行领域拓展铸件、铸钢件,向下游拓展风电锻件、铸件精加工和齿 轮箱零部件。

公司进行业务拓展的的竞争力:生产经验积累、一体化优势及客户资源积累:(1)特钢业务熔炼经验和主轴、法兰等精加工经验, 为拓展铸件、齿轮箱零部件打下基础;(2)一体化优势:原材料自供节省成本:以齿轮箱零部件为例,其原材料是齿轮钢,公司自 产齿轮钢实现原材料自产,从而节省成本;(3)特钢业务积累丰富的客户资源,有望在产品导入速度方面占据优势。

3、行业趋势二:出海增量市场→带来新的量和利的 弹性,但各环节由于安装属性强弱导致有所差异

1)日月股份:铸件出口难度较低(基于无安装属性+成本优势),公司精加工产能提升 (2023年精加工占比预计提升至近50%)可打开公司铸件产品出口空间

出货弹性:精加工产能提升打开出海空间:过去:铸件出口难度较低,但公司精加工能力不足限制出口:过去公司产品出口收入中占比较少(2019/2020/2021年分别为 13%/9%/10%。铸件不存在安装属性且尺寸较小,同时国内产品具有成本优势,因此出口难度较低。但公司历史上出口占比却相对较 低,原因是海外产品基于性能要求和品控要求,对精加工的需求更高,但公司过去精加工能力较为有限,从而可能限制公司的产品 出口。22年:伴随新产能投产,预计公司22年精加工产能占比达33%。伴随精加工能力提升,22年上半年,出口收入占公司总收入比重已 达16%,达到历史最高水平。23年:预计公司2023年精加工产能28万吨,占总产能比例提升到接近50%,可以更好打开公司产品出海空间。

2)大金重工:欧洲在海外市场的战略地位重要,大金在欧洲具有独一档的关税优势

欧洲海风已进入平价时代,业主开发意愿强,是全球最大的海上风电市场,在海外风电市场中的战略地位最为重要:欧洲地区海上 风电市场发展较早,逐渐成熟,度电成本降至2021年的49欧元/兆瓦时,与其他不可再生能源比成本优势明显。继2018年首个“零补 贴”海上风电项目后多个平价项目相应落地,业主开发意愿强,欧洲成为全球最大的海上风电市场,2017-2021年海上风电新增装机 量占海外海风总新增装机量的76%以上。另外,俄乌战争后,欧盟实施了对俄煤炭禁运,推高了欧洲地区天然气价格,海上风电的优 势进一步凸显。

4、行业趋势三:国产替代增量市场

国产替代:主轴轴承国产替代率低,齿轮箱轴承还未开始国产替代

新强联:在主轴轴承的研发和量产上属国内厂商进展最快,引领主轴轴承国产替代。主轴轴承与偏航变桨轴承类似,都属于大型回 转支承,但主轴轴承性能要求更高,公司首先通过偏航变桨轴承产品进入风电行业,后来在主轴轴承上不断研发。公司在上市前已 实现2MW主轴轴承产品出货,是当时国内能够实现主轴轴承量产出货的唯一公司。目前公司已实现5MW、6MW主轴轴承量产出货、 7MW主轴轴承小批量出货,在大尺寸主轴轴承属国内厂商进展最快。

长盛轴承:滑动轴承综合性厂商,凭借多年技术储备,有望在齿轮箱滑动轴承替代滚动轴承的趋势下迎来第二增长曲线。齿轮箱滚 动轴承国产化率低且故障率高,而滑动轴承国内外基本并跑,齿轮箱“以滑代滚”不仅可以解决轴承“卡脖子”的问题,而且可以 降低齿轮箱的成本。滚动轴承与滑动轴承是不同的技术路线,滑动轴承的非标准化程度较高,技术壁垒主要体现在对应不同的应用 领域的各种工况要求,研发对应的材料配方及加工方法。公司抓住风电发展机遇,加大研发力度,对产品进行全面改造升级,以滑 动轴承解决方案满足风力行业对轴承的更多需求。

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