风电叶片产业链、结构及市场表现如何?

风电叶片产业链、结构及市场表现如何?

最佳答案 匿名用户编辑于2024/09/14 13:39

风电叶片是风电机组中吸收风能的单元,位居产业链中游。

风电叶片能捕捉风能并转换为机械能,以此来驱动发电机运转,是风电机组的中最关键的部件之一。叶片设计和材料都会直接影响到风能转换效率和整机的性能,不仅需要具有足够的长度和合适的形状以捕获大量的风能,还需要具备高强度和轻质的特点,以承受风力和其他外界因素的影响。从产业链看,风电叶片行业上游主要为风电叶片制造所需的主要原材料,包括环氧树脂、玻纤、碳纤维、基底和芯材等。中游为风电叶片制造商,主要可划分为两类。第一类为叶片独立制造商,单独生产叶片,不制造风电整机,主要包括 TPI、LM 风能、中材科技、时代新材等;第二类为叶片整机制造商,兼顾风电叶片和整机制造,主要包括维斯塔斯、西门子歌美飒、明阳智能等。风电叶片制作工艺多样,真空灌注成型工艺有望成为未来主流制造技术。当前较为成熟的风电叶片制作工艺分为预浸料铺放、拉挤和真空灌注成型等七种,优缺点各有不同,可以根据风电叶片的材料体系、几何结构、几何尺寸以及铺层功能进行综合运用,以达到最佳效果。其中,真空灌注成型工艺具备操作简单、拉伸强度高、生产成本低等优势,是目前大型风电叶片制造的理想工艺,能有效顺应叶片大型化的发展趋势。预计未来艾朗科技、时代新材等掌握真空灌注成型工艺的企业,将具备较强的市场竞争力,市场占有率将实现快速提升。

风电叶片是风电机组核心部件,成本占比位居零部件第二。风力发电机组零部件主要包括塔筒、叶片、齿轮箱、轮毂等,其中塔筒成本占比最高为 29%,风电叶片成本占比次之,达到22%。目前主流风电叶片结构包括主梁系统、上下蒙皮、叶根增强层等。主梁系统包括主梁与腹板,主梁负责主要承载,提供叶片刚度;腹板负责支撑截面结构,预制后粘接在主梁上;蒙皮形成叶片气动外形用于捕捉风能,通常在形成主梁结构后,上下蒙皮通过前、后缘与主梁结构粘接成为叶片;叶根增强层可将主梁上载荷传递到主机处。从风电叶片成本来看,原材料费用占比最高,占比可达叶片成本的 75%。而细分至原材料成本中基体树脂、夹芯材料和增强纤维占比较高,分别可达 33%、25%、21%。

风电装机新增需求持续走高,海上风电发展势头强劲。在“碳中和”浪潮下,能源结构的变化将推动新能源发电成为能源供给的主力军。“十四五”期间,国家能源局等部门提出要大规模开发风电等可再生能源,到 2025 年,可再生能源年发电量达到3.30 万亿千瓦时左右,“十四五”期间可再生能源发电量增量在全社会用电量增量中的占比超过50%,风电和太阳能发电量实现翻倍。根据《全球风能报告 2024》数据显示,2019-2023 年全球新增风电装机容量快速提升,由 60.8GW 增长至 116.6GW,复合增长率可达 17.68%,预计2028 年可增长至182GW。其中,海上风电未来增速高于陆上风电,海风新增装机容量预计将由2023 年10.8GW增长至2028 年的 37GW,五年间增长幅度高达 242.59%,占当年新增装机容量比例由9.26%提高至20.33%。从国内看,新增风电装机容量也于 2023 年达到 75.90GW,2019-2023 年复合增速高达 32.16%。未来随着国家对于绿色能源重视程度的不断提高,“碳中和”政策的持续推进,风电单机容量大型化带来的度电成本不断降低,国内风电装机需求高景气有望延续,新增装机容量预计将进一步提高。

风电招标景气程度高企,叶片供过于求问题缓解。根据每日风电统计数据,2024H1风电整机商中标国内项目高达 76.59GW,同比提升 97.40%,其中运达股份、远景能源、金风科技位居前三,分别中标项目 13.94GW、13.68GW、12.19GW。而2023 年,国内风电叶片产能约为 94.90GW,其中,中材科技产能约为 26.00GW,占比 27.40%;时代新材产能约为17.92GW,占比 18.88%。预计风电叶片供给过剩的情况将持续缓解,风电叶片市场价格有望企稳回升。此外,目前风电叶片市场存在结构失衡,中小型叶片产能严重过剩,但伴随市场升级会逐步淘汰;更符合当前市场需求及发展趋势的大型叶片产能却仍存在缺口,且随着风电招标规模持续攀升,预计缺口将进一步扩大。

风电叶片行业市场集中度高,呈现双龙头竞争格局。中国风力发电机叶片行业经过自2010年以来的行业整合,参与者数量由高峰期的近 100 家收缩到30 家以内,行业集中度提高,头部效应明显。2023 时代新材实现销量 15.89GW,市占率 20.94%,仅次于中材科技的市场份额(28.46%),二者合计市场份额达到 49.39%,占据风电叶片半壁江山。营收方面,2023年中材科技、时代新材风电叶片分别实现营收 94.74 亿元和 67.01 亿元,对应毛利率18.29%和12.37%。二者毛利率差异主要由于中材科技拥有多家自主生产研发玻璃纤维的子公司,有利于降低成本,能有效避免原材料价格上涨及备货不足的风险,因此毛利率略高。风电行业集中度有望进一步提升,利好龙头企业。未来随着行业集中度的提高带来行业优质资源的集中,不同风电叶片企业间质量、技术差距将更为明显,且风电叶片技术含量较高,定制性强,客户对供应商的考察周期较长,风电整机制造商在确定叶片供货商后通常会保持相对稳定的业务合作关系,中材科技、时代新材等已经具有质量、技术、产能优势的风电叶片制造商将确立更加突出的竞争优势,行业龙头市场份额优势将会越来越明显。

高单机容量风电机组存在规模优势,风电机组大型化趋势明显。风电机组单机容量越大,其经济效益越高。根据《平价时代风电项目投资特点与趋势》中的测算,当机组单机容量由2MW 增加到 4.5MW 时,项目投资成本显著降低,静态投资可降低932 元/千瓦,全投资IRR可提升 2.4%,资本金 IRR 可提升 9%,LCOE 也可降低 0.0468 元/千瓦时。同时,风电平价时代的到来,促进产业链内不断降本增效,各风电企业逐渐开始加大高单机容量风电机组布局力度。2018-2022 年间新增陆上和海上风电机组平均单机容量快速增长,陆风由2.1MW增长至4.3MW,复合增长率可达 19.62%;海风由 3.8MW 增长至 7.4MW,复合增长率达到18.13%。风电机组大型化作为度电成本降低的最有效手段,势必将成为行业发展的核心趋势,时代新材等具备大型叶片量产能力的企业市占率有望得以进一步提升。

风电机组大型化驱动叶片逐渐大型化。在同等风速情况下,风电机组的发电量与扫风面积成正比,而大型叶片扫风面积更大,能够捕获更多的风能,进而可以提高风电机组的发电效率。因此伴随着风机单机功率的提升,对于叶片长度的需求将不断增长,开发“大型化、轻量化和低成本”的风电叶片以满足高单机容量风电机组的需求将是未来的核心任务。根据CWEA的数据显示,2019-2022 年国内新增风电机组平均风轮直径持续增长,由2019 年的129米提升至 2022 年的 166 米,复合增长率达到 8.77%,预计 2023 年将达到181 米,同比增长9.04%。

顺应叶片大型化发展趋势,加快大型叶片布局。2023 年,公司自主研发的“海风1号”110米级超大型风电叶片顺利通过装机考核,运行性能优异,助力中车风电获得首个海上批量项目;推出 112 米级陆上叶片(推出时为世界最长叶型)。2024 年 1 月10 日,公司首支120米级超大型海上风电叶片,在风电叶片射阳工厂顺利下线,风电叶片大型化进程持续加快。此外,公司海上风电叶片检测中心已可投入使用,是全球第一家可开展160 米叶片全尺寸结构试验的检测实验室,可支撑百米级叶片的研究和检测,验证大尺寸叶片的可靠性。叶片大型化趋势下,公司通过定增项目积极布局大型叶片产能,公司在江苏射阳新增6 条120-150 米叶片产线,年产能达到 270 套。公司有望凭借先发优势、完善的大型叶片市场布局在市场竞争中占据优势地位,推动公司业绩实现快速提高。

参考报告

时代新材研究报告:材料为基、创新为驱,陆海同行蓄势待发.pdf

时代新材研究报告:材料为基、创新为驱,陆海同行蓄势待发。材料为基础,创新为驱动,深耕汽车、风电、轨交等领域,全面推进材料到制品的大规模工程化应用。公司始建于1984年,2006年进军风电领域,2007年进入汽车领域,2014年收购德国博戈,有四十年的发展历史。2021年公司提级为中车一级子公司,近两年蝉联国资委科改示范企业。公司以高分子材料研究及工程应用为产业发展方向,形成了“轨道交通+工业工程+风电+汽车零部件+新型材料”的多领域产业形态,且在各领域均处于行业领先地位。2019-2023年期间公司营收CAGR为11.75%,归母净利润CAGR为63.51%。战略调整、...

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