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风电产业深度研究报告:风电行业成长逻辑再梳理

放大字体  缩小字体 发布日期:2023-02-11   来源:风电设备   作者:风力发电   浏览次数:59
核心提示:(报告出品方/作者:民生证券,邓永康)1、全球海陆风电正向上,主力能源过渡进行时1.1 国内:目标明确、规划清晰,装机增长确定性强化风电装机和发电量稳定增长,逐步向主力能源过渡。国内风电市场已经经历了三十多年 的发展,在 2006 年国家可再生能源法实施后迎来了大发展,2010 年累计装机容量达到 4473 万千瓦,第一次位列全球风电装机第一;此后风电装机容量连续 11 年保持全球第一。2020 年, 国内新增风电装机容量超过 54GW,新增并网容量 72GW,创历史新高;累计装机容量 2.9 亿 千瓦,

   

(报告出品方/作者:民生证券,邓永康)1、全球海陆风电正向上,主力能源过渡进行时1.1 国内:目标明确、规划清晰,装机增长确定性强化风电装机和发电量稳定增长,逐步向主力能源过渡。
国内风电市场已经经历了三十多年 的发展,在 2006 年国家可再生能源法实施后迎来了大发展,2010 年累计装机容量达到 4473 万千瓦,第一次位列全球风电装机第一;此后风电装机容量连续 11 年保持全球第一。
2020 年, 国内新增风电装机容量超过 54GW,新增并网容量 72GW,创历史新高;累计装机容量 2.9 亿 千瓦,累计并网容量 2.8 亿千瓦。
2020 年,全国风电并网容量占全部电源装机容量的 12.8%, 全国风力发电上网电量 4665 亿千瓦时,占全国全部发电量的 6.1%,成为国内的第三大电源。
双碳目标明确,风电装机战略地位提升,“十四五”装机中枢有望提升到 50GW 以上。
我 国已提出了 2030 年“碳达峰”、2060 年“碳中和”的中长期发展目标,并提出到 2030 年,非 化石能源占一次能源消费比重将达到 25%左右,风电、太阳能发电总装机容量将达到 12 亿千 瓦以上。
“双碳目标”下,风电作为目前最成熟且最具性价比的新能源之一,有望逐步实现从 替补能源向主力能源的转换。
新增装机测算:参考碳达峰的战略目标是非化石能源占比在 2025 年和 2030 年持续提升 至 20%和 25%,充分考虑能耗双控、绿电使用积极性提升、各地区积极部署新能源建设等因 素,我们假设:1)非化石能源占比在既定战略目标的基础上提升 10%,即 2025 年和 2030 年 分别达到 22%和 27.5%;2)平均发电煤耗逐年下降,风光发电量占比逐年提升。
则以 2020 年和 2025 年为基年,预计 2025 年和 2030 年所需光伏+风电发电量增量分别达 12645 亿 KWh 和 17330 亿 KWh。
根据上述假设及测算出的风光发电量增量,预计 2021-2025 年风电年均新增装机量在 34-57GW 的范围内,2026-2030 年风电年均新增装机量在 47-79GW 的范围内。
可开发项目及资源量充足,有力支撑装机增长。
从资源端来看,风光大基地、分散式风 电、老旧改造,叠加海上风电等能见度和可行性较高的项目及资源,能够有力支撑“十四五” 期间的装机量,具体来看:一、陆上风电风电装机重心有望重回三北。
三北地区是我国“十二五”风电开发的重心,但并网消纳 问题严重制约产业可持续发展,从 2010 年开始出现弃风限电现象,到 2016 年“三北”地区弃 风限电达到了新高。
根据十三五规划,为解决弃风限电问题,风电装机向中东部及南方等消纳 能力较强地区倾斜,三北地区年新增装机占比从 2009 年的 86%一路下滑至 2018 年的 43%。
从全国来看,新能源利用率持续提升,2020 年全国弃风电量 166.1 亿千瓦时,弃风率 3%,同 比减少 1Pcts,新能源消纳压力逐步缓解。
随着外送能力提升、“红色预警”解除、平价上网推 进,风电装机向三北回流的趋势逐渐明朗:2020 年,三北区域新增风电装机容量占比回升至 52%;2021Q1 三北风机招标占比高达 71%;三北地区或成为新一轮风电建设的主战场。
风光大基地将成“十四五”装机主力,首批 100GW 已开工建设。
3 月 12 日,新华社公 布《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035 年远景目标纲要》。
根据规 划,“十四五”期间将重点发展九大清洁能源基地、四大海上风电基地。
风 光大基地或有望在“十四五”期间带来风电新增装机 100GW。
分散式风电即将发力,“十四五”规模预计约 50GW。
分散式风电项目一般位于负荷中心 附近,不以大规模远距离输送电力为目的,所产生的电力可以自用,也可上网且在配电系统平 衡调节,一般单点接入系统的装机容量不超过 50MW。
据 CWEA 统计,2020 年国内陆上分 散式风电(分散式、分布式、智能微网)新增装机 384 台、约 1GW,同比增长 233.7%;累计装 机容量仅 193.6 万千瓦,同比增长 107%,潜在空间较大。
10 月 17 日,118 个城市与 600 多 家风电企业共同发布了风电伙伴行动具体方案,明确“十四五”期间,在全国 100 个县,优 选 5000 个村,安装 1 万台风机,总装机规模达到 50GW。
老旧改造焕发新机,宁夏以大代小率先试点。
国内早期开发的风电项目多位于风资源丰 富的三北等地区,尽管年平均风速高,但受机组额定风速高、单位千瓦扫风面积较小、风能利 用率较低的机组占比高等因素限制,风电机组容量系数、年利用小时数均偏低,叠加折旧、年 久损坏等因素,经济效益逐渐降低。
8 月 30 日,宁夏发布《关于开展宁夏老旧风电场“以大代 小”更新试点的通知》,成为首份风电“上大压小”的细则;9 月 10 日,第四届风能开发企业领 导人座谈会上,国家能源局新能源和可再生能源司负责人明确表示,在风能资源优质地区有序 实施老旧风电场升级改造,提升风能资源的利用效率。
空间测算:基于风机使用寿命约 20 年的假设,“十四五”期间,退役和改造需求来自:1) 2000 年之前的 340MW 以及“十五”期间新增的 920MW 全部退役;2)服役超过 15 年的机组 按 1.5MW 以下全部改造、1.5MW 机组按 1/3 比例改造;3)“十二五”期间并网机组将在“十 四五”末服役接近 15 年,按 1.5MW 以下机组改造 1/10、1.5MW 机组改造 1/20 测算。
因此, 预计“十四五”期间全国需改造置换机组约 20GW;若以 1:2 比例进行扩容,则预计“十四五” 期间将出现 20GW 的增量装机。
二、海上风电各国政策正向引导扶持。
与其他可再生能源类型相比,风电,尤其是海上风电,项目的 投资额及周期相对较长,因此设计合理的扶持政策能够降低投资风险并提高收益的稳定性。
在 欧洲和亚洲市场,如德国、荷兰、中国、日本、越南等,海上风电政策正在从固定上网电价(FiT) 向竞争性机制转型。
在美国,税收刺激政策则应用于海上风电领域,包括投资税抵扣 (ITC) 和生产税抵扣(PTC)。
在新兴市场中,海上风电项目的投资往往要依靠国际资本,所以政策的 透明度和稳定性至关重要。
重点省份规划明确,已锚定“十四五”期间 45GW 以上装机。
四大海上基地所在省份浙 江、江苏、山东已规划公布的“十四五”期间新增风电装机分别为 4.55GW、9.09GW、5GW, 另外还有广东计划新增的 17GW、广西的 8GW 等,预计“十四五”期间海上风电将贡献 45GW 以上新增装机。
1.2 海外:减碳共识逐步落到实处,海陆风电稳定向上《巴黎协定》指出碳减排长期目标,全球主要国家积极响应。
“碳中和”是指地球上产生 的二氧化碳的排放量与碳汇等形式的吸收量完全抵消,使全球整体的二氧化碳总量达到平衡不 增加的状态。
《巴黎协定》明确指出,碳减排长期目标是全球升温控制在 2℃以内,并寻求将 气温升幅进一步限制在 1.5℃以内。
截至 2021 年 4 月 23 日,已有 44 个国家及欧盟确定了净零 碳排放目标,覆盖全球 70% 的二氧化碳排放量。
其中,已有 10 个国家的上述目标通过法定 程序获得了批准,8 个国家承诺即将投票决议,其余 26 国也已制定了相关官方文件。
据 IEA 测算,基于全球升温不超过 1.5 摄氏度的目标假设,到 2050 年全球将实现电力系 统脱碳和全面的终端电气化,电力占一次能源消费比重从 2018年的21%提升至2050年的51%; 到 2050 年,全球电力消费的 90%来自于可再生能源电力,风电和光伏发电规模占电力消费总 量的比例接近 70%。
据 GWEC 统计,风电作为全球减碳的绝对主力,2020 年全球风电新增 装机容量高达 93GW,同比增长 53%;累计装机达 743GW,同比增长 14%。
其中,全球陆上 风电新增装机容量 86.9GW,同比增长 59%,累计装机容量到 2020 年底突破 700GW;海上风 电新增装机容量 6.1GW,海上风电占全球风电新增装机容量的比重从 2010 年的 2.5%上升到目 前的 7%。
各国政策正向引导扶持。
与其他可再生能源类型相比,风电,尤其是海上风电,项目的 投资额及周期相对较长,因此设计合理的扶持政策能够降低投资风险并提高收益的稳定性。
在 欧洲和亚洲市场,如德国、荷兰、中国、日本、越南等,海上风电政策正在从固定上网电价(FiT) 向竞争性机制转型。
在美国,税收刺激政策则应用于海上风电领域,包括投资税抵扣 (ITC) 和生产税抵扣(PTC)。
在新兴市场中,海上风电项目的投资往往要依靠国际资本,所以政策的 透明度和稳定性至关重要。
1.3 大型化降本节奏加快,风电经济性增强全球风电度电成本持续下降,经济性凸显。
过去十年间,全球陆上及海上风电度电成本 分别下降55%和68%。
彭博新财经最新数据显示,2021H1全球陆上风电LCOE约41美元/MWh, 与六个月前基本持平;最低度电成本出现在巴西、印度、美国(德克萨斯)、加拿大、 墨西哥 及西班牙,区间为 17-28 美元/MWh。
2021H1 全球海上风电 LCOE 约 82 美元/MWh(含海上输 电成本),比 2020H2 上升 2%,主要原因是美元贬值。
11-14MW 大容量海上风电机组的应用使 一些项目的度电成本降到 53-69 美元/MWh(含海上输电成本)。
随着技术的持续进步、产业链 不断成熟以及风电项目的规模化,风电度电成本在全球范围内依然会呈下降趋势。
2021 年初至今国内风机价格降幅和招标量超预期。
2021 年初至今风机大型化和轻量化进 程加速,风机价格大幅下降,当前主流价格大致在 2,200-2,400 元/kW。
风机的大型化又带来 了风场 BOP 成本的下降。
在建设成本大幅下降、平价时代项目收益率不降反升的背景下,前三季度国内风电招标量突破 40GW,同比增长 115.1%。
自下而上的经济性驱动需求,行业内生动力增强。
2021 年是国内陆上风电行业的平价元 年,新核准的陆上风电项目全面实现平价上网,国家不再补贴。
据我们测算,以 III 类资源区 50MW 项目为例,假设:1)陆上风电发电利用小时数为 2000h,光伏为 1150h;2)陆上风电 单位建造成本降至 6500 元/千瓦,光伏当前单位建造成本为 4000 元/千瓦;3)折旧年限为 20 年,建设周期为 1 年。
测算得出当前价格水平下,陆上风电项目全资本金的 IRR 约为 8.0%, 光伏项目的 IRR 约为 6.2%,阶段性的陆上风电项目收益率要高于光伏。
因此 2021 年行业招标 量的大幅放量基本源于投资成本下降带来的风场收益率提升,即自下而上的经济性驱动。
大型化进程提速是本轮降本的主要推动力。
风电机组大型化是降低风电的度电成本的主 要方式,其实现路径主要有三条:1)摊薄单位零部件用量和采购成本,单 GW 风机的铸件耗 量已经从 2.5 万吨下降至 2 万吨,塔筒配套量已经从 12 万吨下降至 8 万吨;2)摊薄非风机成 本,即随着风电机组数量减少,在基础、电缆、安装及运营上的单位投入都会降低;3)提升 发电小时数,在同等风速情况下,叶片更长,扫风面积更大,发电量也相应增大;塔筒越高、 切变值越大,风能利用价值也越大。
据 CWEA 统计,2020 年国内陆上风电场主流机型单机容量已提高到 2.0MW-2.9MW (最大为 5MW),陆上风电机组平均单机容量达到 2.6MW,较 2010 年提升 76%;海上风电场主流 机型单机容量已达 5.0MW 以上(最大为 10MW),海上风电机组平均单机容量达到 4.9MW,较 2010 年提升 85%。
而从今年的招标情况来看,陆上机组单机容量基本在 3MW 以上,低风速 区域也出现 4.65MW-182、5.0MW-191 级别的大容量机组,中高风速区域项目的投标中出现 5.0MW、5.2MW 机型,大型化趋势明显加快。
(报告

 
关键词: 风电网 风力发电
 
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