2024年三一重能研究报告:风机制造后起之秀,成本为基+双海引擎赋能发展

  • 来源:中泰证券
  • 发布时间:2024/01/26
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三一重能研究报告:风机制造后起之秀,成本为基+双海引擎赋能发展。

1.风机后起之秀,业绩快速增长

1.1深耕风电领域,股权结构集中

深耕风电领域,公司成长稳中有序。公司的主营业务为风电机组的研发、制造与销售,以及风电场设计、建设、运营管理业务。公司前身三一电气有限责任公司成立于2008年,于2022年6月在科创板成功上市。期间,2010年三一风电机组首次出口美国,2013年签署埃塞俄比亚ADAMA二期风电场工程,创当时中国最大单笔风电机组出口记录。2014年研发领域推出风电整机及部件十大创新技术,并斩获华能集团8亿元风机订单。2016年三一重能自建雷公山风电场开工建设,2017年神仙岭风场全部并网发电,同时成立三一新能源,实现产业链下游拓深。2018年公司71m风电叶片下线,标志中国陆上低风速风电叶片进入“70m”时代。2020年获印度风电ISO900质量体系认证,获准在印度进行风机生产。2021年,三一重能成为国内首个获得“箱变上置”大兆瓦风电机组国际认证的整机厂家。2023年3月,三一(东营)基地海上机组产品下线,标志着三一重能正式进军海上风电市场。公司历经十五年风雨,推动全产业链业务可持续发展,行业地位不断提升,铸就风电领域亮眼品牌。

三一集团实力雄厚,三一重能以得后盾。三一重能前身三一电气有限责任公司由三一集团出资2.0亿元成立。三一重能背靠三一集团,集团成立于1989年,长期实施全球化、数智化、低碳化战略,并通过多年深耕与发展,在中国、美国、欧洲、印度、巴西、印尼等地布局产业集群,共涉猎装备制造业、风电、动力能源等多个行业,打造三一重工、三一重能、三一重装等多个知名企业品牌,在相关领域形成协同效应。

三一重能股权结构集中。截止2023年9月30日,三一重能控股股东和实际控制人为梁稳根,持有公司46.53%股权。前十大股东中,唐修国、向文波、毛中吾、袁金华、周福贵和易小刚是梁稳根的一致行动人,一致行动人持有公司股权比例达到76.53%,公司股权相对集中。据公司2023年半年报,公司控股子公司共110家,多家控股子公司主营业务覆盖零部件制造、风场EPC、风场运营、运维服务、储能、海外研发等内容,实现风电产业链上中下游的贯通。

1.2风机业务贡献业绩核心,产品矩阵齐全

风机业务占主营核心,贡献公司主要业绩。从营收角度,2018-2022年三一重能风力发电机组类业务的营收占比呈现先上升后下降的态势。其中,2020年营收占比最高,达93.7%,主要系风电抢装推动风机出货大幅提升,风机收入快速提升;2021年随着陆上抢装退坡、风机价格下滑,风力发电机组的营收占比小幅下降至87.1%,2022年国内陆上、海上风电均已全面进入平价时代,市场竞争加剧,营收占比进一步下降至角度,2018-2022年风力发电机组类业务的毛利占比走82.3%。从势与营收占比走势趋同,2020年毛利占比最高,达90.6%,主要系陆上风电抢装使得公司获得大量风机订单,2020年后毛利占比呈下降趋势,主要系国内整机厂商竞争激烈,风机价格下降。

销售结构趋向大型化,风机价格呈下行态势。2018-2019年销售机型单机容量较小且销售台数少,以2.XMW和2.5MW机型为主,贡献收入额较少。2020年受抢装潮影响,2.5MW和3.XMW风机机组销售829/248台,分别贡献收入额61.36/18.44亿元。2021年销售机型以3.XMW为主,销售台数为667,实现销售收入55.38亿元。2022年销售机型以3.XMW以上机型为主,销售台数为695,实现销售收入71.13亿元。风机机型销售结构呈现大型化趋势,大单机容量机型销售台数增加,销售占比上升。从销售价格来看,2021年2.X/2.5/3.X/4.X/5.X-6.XMW风机机型平均单价分别为688.01/801.45/941.81/886.19/1091.21万元/台套,其中3.XMW机型同比下降7.03%.主要系风电持续降本带动风机价格下降。

以风电整机为中枢,贯通产业链上下游。三一重能主营业务为风力发电机组类业务,位于风电产业链中游,包括风机设计、风机生产、风机销售等内容,覆盖风机新机型研发、整机及零部件方案设计、安装测试及运维等全过程。同时,三一重能积极向产业链两端拓深:产业链上游方面,公司长期采取风机组核心零部件自产战略,目前仍保留叶片、发电机零部件生产。公司率先使用新一代超高模玻纤织物和拉挤材料,实现叶片轻量化,使用变压器上置方案,叠加风机大型化实现平价风机产销。产业链下游则具体表现为新能源电站业务,风电建设服务业务主要为公司自有、对外风电场开展EPC业务,风电场运营管理业务主要为公司持有已并网风电场运营售电、择机转让获得收入。

1.3受益风电行业高景气,公司业绩表现亮眼

抢装潮助推核心财务指标高速增长,2023年公司成长趋势延续。2018-2022年公司营收实现逐年上涨,CAGR达85.77%,同时公司归母净利也呈现高速增长态势。2020年,风电抢装期使得下游业主对风电设备需求旺盛,三一重能把握市场发展机遇获得大量订单,叠加公司开始进行风电场优质转让,实现营收和归母净利分别同比增长528.57%、992.54%。2022年风电进入平价时代,公司采取措施积极应对,国内市场占有率从2021年的5.74%升至2022年的9.07%,同时坚持实施“滚动开发”战略,对外转让五个风电场,营收和归母净利在前一年的高基数上分别同比增长21.13%/3.56%。2023年Q1-3,公司营收继续维持增长态势,同比增长18.04%,但归母净利同比下降1.21%,主要系整机厂商竞争加剧,风机价格压缩导致毛利率下降,叠加公司开拓海上、海外市场导致期间费用增长。

毛利率下降但仍保持较高水平,净利率由负转正后保持稳定态势。2018-2019年,毛利率水平较高的发电业务占比上升使公司毛利率/净利率从30.99%/-32.62%上升为34.29%/8.48%。2019-2021年,由于整机市场竞争激烈,风机及配件业务压缩盈利空间导致公司毛利率下降至28.56%,但抢装潮引起的规模效应导致净利率增长至15.64%。2022-2023年Q1-3,公司毛利率和净利率再次出现相反的变化态势,毛利率由于风机大型化进一步下降至19.67%,但仍处于行业内的较高水平,净利率由于公司投资收益及营业外收入上升而维持稳定。

期间费用率下降迅速,后趋向稳定。2018-2020年期间费用率呈现下降态势,且2019-2020年下降幅度较大,主要系受抢装潮影响,公司订单量及营业收入规模在大幅提升。其中,销售费用率由2019年的21.80%下降到2020年的5.99%,下降幅度最大,主要系2020年公司适用新收入准则后将商品运输费计入成本所致。2020-2022年,期间费用率一直较为稳定,维持在15%左右。2023年Q1-3,财务费用率有所下降,其他费用率均有不同程度的上升。其中,销售费用率由2022年的6.20%上升为8.66%,主要系公司开拓海上、海外市场导致销售人员及相关费用增加,研发费用率由2022年的6.23%上升为9.13%,主要系公司为抓住海上、海外风电发展机遇,加大了相关机型开发项目的研发投人。

经营性现金流量净额先升后降,近期又呈现上升趋势。2018-2021年经营性现金流量净额呈现先升后降趋势,主要系2019-2020年进入陆上风电的抢装期,下游客户付款意愿强烈以保障货源,同时公司通过票据等支付工具支付采购货款,相关支付工具期限约为3-6个月,2021年以来较为集中地兑付,综合导致2021年经营性现金流量净额较以前年度有所下降。2022年开始,公司加强了对销售回款的管理,销售商品、提供劳务收到的现金同比增加,经营性现金流量净额呈现上升趋势。

2.海上风电前景广阔,海外出口时机成熟

2.1各国发布风电规划,全球风电装机量持续增长

十四五规划下发,国内风电装机增速迅猛。2022年6月,九部委联合下发《“十四五”可再生能源发展规划》,提出七大重点陆上新能源基地和重点建设山东半岛、长三角、闽南、粤东和北部湾五大海上风电基地,同时再次重申加快建设大型风光基地。根据不完全统计,目前共有广东、海南、山东、四川、浙江等30个省/市/自治区发布了“十四五”期间风电装机规划目标,合计新增风电装机约310GW。未来我国仍会是风电装机的主要市场之一,国内风电装机将迅速提升。

碳中和政策驱动,海外各国积极推进风电装机。世界各国相继做出碳中和、碳达峰相关承诺,不断提升对清洁能源需求。根据各国对外公布的风电装机规划,欧洲对海上风电规划容量的规模较大,英国规划到2030年达到50GW的海风装机,德国计划到2030年实现共计145GW的风电装机量,波兰计划到2040年实现共计73GW的风电装机。美洲则将发展重心放在陆上风电,根据美国2035年实现100%清洁电力的目标,预计到2026年美国陆风装机容量将达到176GW,巴西采用陆风为主、海风和氢能为辅的发展方式,根据巴西风能协会(ABEEolica)预测,到2026年巴西总风电装机将达37.09GW。在亚太地区,印度/日本/韩国/越南近年大力发展风电,到2030年共计规划了140/37/33/28GW的风电装机。

风电装机量预期上升,未来装机需求旺盛。在“碳中和、碳达峰”能源发展战略的实施下,在全球范围内,保消纳、促建设的新能源发电行业支持性政策相继推出,为风电行业的持续健康发展缔造良好局面。以此为基础,我们预计“十四五”和“十五五”期间,我国风电将实现年均新增装机约62/120GW,CAGR分别为17.3%/6.7%。此外,再结合GWEC最新发布的《全球风能报告2023》和《全球海上风电报告2023》,我们预计未来几年全球风电装机将持续受益碳中和目标驱动,“十四五”和“十五五”期间,全球风电分别实现年均新增装机111/211GW,CAGR分别为12.7%/8.7%。

2.2海上风电前景广阔,各国积极规划谋求发展

国内海上风电优势明显,仍存在较大降本空间。不同于陆上风电风资源与用电负荷地理分布不协调,我国海上风电靠近用电负荷高的东南沿海地区,利于清洁能源就地消纳,减少了远距离输配电压力和弃风弃电现象。而且海上风速更高,静风期短,年发电小时数明显优于陆上风电,可达3800小时,海风优势明显。此外,海风降本持续。据国网能研院测算,我国海上风电的平均单位千瓦造价由2010年的2.37万元/kW左右降至2020年的1.57万元/kW左右,近十年海风平价幅度超过50%。2021年由于抢装带来短期内设备供应及施工资源紧张,海上风电造价有所提升,单位千瓦造价2.1万元/kW,随后2022年海上风电单位造价进一步下滑至1.15万元/KW左右。未来,随着大兆瓦以及深远海漂浮式风机推广,海上风电投资成本具有较大下降空间,海上风电的高利用小时数叠加降本加速使其具有良好的经济潜力。

2.3新技术持续迭代,国内市场集中度不断提升

风电机组大型化成效显著,风机销售结构可见一斑。根据CWEA,2011-2021年我国新增海陆风电机组平均单机容量趋势上升,2022年海陆风电机组平均单机容量分别为7.4/4.3MW,同比上升32.14%/38.71%,风机大型化成效显著。明阳智能2018年至今的销量结构中,从陆上机组来看,3-5MW风机一直是主力产品,2022年销售占比超过64%,但到2023Q1-3,6-8MW风机销售占比已达29%,3-5MW风机则大幅下降到42%左右:从海上机组来看,3MW风机销售容量接近0,5-7MW风机占比在2022年前一直呈增长趋势,是海上机组的主力产品,到2023Q1-3,8.XMW、11.XMW和12.XMW风机销量大幅上升,取代了5-7MW风机的主力地位。2023年北京风能展中,各大整机厂商发布的陆上机型单机容量在4.5至15.0MW之间,以6至10MW平台为主,海上机型单机容量在8至22MW之间,国内整机厂商的大型化进一步深化。

叶片直径渐大,风能捕捉趋强。叶片是风力发电机实现能量转换功能的关键部件,叶片尺寸会直接影响发电机对于风能的捕捉能力,进而影响发电量。据CWEA统计,近年来我国新增风电机组平均叶片直径不断加大,已经从2008年的65米加大到了2020年的136米。2023年北京风能展发布的机型中,陆上新机型叶轮直径区间范围覆盖155-243米,多数集中在210-230米之间,明阳智能推出的MySE11-233叶轮直径最大可达243米,海上新机型的叶轮直径区间范围覆盖220-310米,大部分新机型叶轮直径均在250米以上,其中明阳智能22MW海上平台叶轮直径已超300米,达到310米。

高塔架实现发电量跃升。近年来,随着风电技术的不断成熟,我国风电塔架高度逐渐提升。2020年1月,全球首座160米预应力抗疲劳构架式风塔吊装在山东开工,2020年3月,我国首台采用140米钢混塔架的3MW级风机在山东完成吊装,高塔架风电应用不断取得突破。由于高空中风速往往更大,因此提升风电塔架高度能够增加发电的年等效满发小时数,从而提升发电量。根据中国风能协会测算,风切变为0.3时,塔架高度从100米增加到140米,年平均风速将从5.0m/s增加到5.53m/s,机组的年等效满发小时数可从1991h增加到2396h,发电量将能提升20.34%。

风电机组头部厂商中标量排名相对稳定,三一逐步赶超。据风芒能源不完全统计,2021年-2023年中标规模前五强主要是在金风科技、远景能源、明阳智能、三一重能、运达股份中角逐,其中三一重能排名逐年提升,赶超态势明显。增速放缓,国内整机厂商排名变化。2021年三一重能中标规模约4.40GW,排名第五:2022年三一重能中标规模约6.76GW,同比增长53.7%,排名上升为第四:到2023年,国内风电整机厂商共中标697个项目合计106.9GW,其中三一重能斩获13.49GW订单,排名继续维持第四,与前三名整机厂商差距逐渐缩小。

2.4国产厂商性价比高,海外出口时机成熟

国产厂商技术不断突破,基本追上国外厂商甚至超越。陆上风机方面,国产厂商的大型化进展已经逐步超越国外厂商。从各家厂商推出新机型的情况来看,维斯塔斯于2019年才推出6MW机型,GE是2020年推出6MW机型,西门子歌美飒2021年才推出6.6MW机型,国内主要厂商诸如金风科技、远景能源、明阳智能均在2020年左右推出6.X机型。之后,国产厂商积极研发冲击8-10MW机型,而国外厂商陆风机组额定功率仍暂时停留在7.XMW等级。海上风机方面,国产厂商基本追上国外厂商,头部厂商即将实现突破。维斯塔斯推出的最大海上机型为15MW,西门子歌美飒和GE均为14MW,远景能源推出的最大机型为14MW,金风科技和明阳智能推出的最大机型为16MW,头部将逐步实现对国外厂商的超越。2023年的北京国际风能大会暨展览会(CWP2023)中,明阳智能发布了全球最大MySE22MW海上机组,三一重能发布了全球陆上最大的15MW风电机组以及13/16MW的海上风电机组,国产厂商大型化进一步深化。

国内风电报价屡创新低,对比国外厂商价格优势明显。2021年以来,国外整机厂商维斯塔斯和Nordex的风机综合平均售价主要在5000-7000元/kW之间波动,近年来均呈上升趋势。2021年,国内整机厂商明阳智能的风机综合平均售价与Nordex较为接近,近年来大幅下降,2023年平均售价仅在2200-2800元/kW,价格优势明显。就国内整体情况而言,2022年我国陆风和海风全面进入平价时代,叠加风机大型化的快速推进,我国风机实现持续降本。陆风方面,我国陆上均价区间2022年为2000-2300元/kW,2023年进一步下降为1700-1900元/kW。海风方面,2023年我国海上均价区间在3500-3700元/kW。与国外整机商产品相比,国内主机厂商具有高性价比的优势,成为国内风机出海的有力支撑,海外出口时机已经成熟。

国内整机厂商国际化进程加快,风机出口容量迅速增长。中国目前已发展成为全球最大的风电装备制造基地。风电设备在满足国内市场的同时,出口至49个国家和地区。风电机组的产量占全球的2/3以上,发电机、轮毂、机架、叶片、齿轮箱、轴承等的产量占全球60%~70%。2022年,国内共有6家整机制造企业(远景能源、金风科技、明阳智能、运达股份、中国中车、东方电气)向21个国家出口风电机组。根据公开信息不完全统计,2023年Q1-3共有3家国内厂商斩获超5GW国际订单。其中,远景能源拿单最多,近4GW。运达股份超1.3GW。随着中国风电技术进步,中国风机逐渐由跟跑,转向并跑、领跑,国内整机厂商的国际化进程加快,我国风机出口容量呈逐年增长态势。

3.各环节全方位布局,打造强大成本优势

3.1低报价高毛利,尽显成本优势

公司陆上风电项目维持低报价。据不完全统计,2023年初至今,公司的中标均价(含塔筒)在国内整机厂商中处于较低水平,不到2000元/kW,比其他主流整机厂商中标均价约低100元/KW。在中电建2023年度16GW风力发电机组集中采购项目(含陆上风电15GW)中,共有13家整机厂商竞标,公司成为竞标均价最低的整机厂商,两大包件的平均出价均为1452元/kW,比竞标均价最高的许继风电约低350元/kW。公司对于风电项目的竞标采取低报价的战略,有助于公司在激烈的市场竞争中更好地获取订单。

公司单位成本稳定下降,助力单位毛利倾跑同行。据统计,2020-2022年公司风机及配件业务单位材料成本均处于较低水平并维持稳定下降,从1760.56元/kW下降至1567.78元/kW,进而使得公司单位毛利额在前三年显著领跑同行,略低于明阳智能(明阳智能受益海风,产品结构优化拉动毛利提升),但仍位处行业高位。结合公司长期以来的低报价和高毛利,充分体现出公司优秀的成本管理能力和强大的成本优势,在国内风电整机厂商竞争日趋激烈的背景下,其成本优势可以助力公司获取更多的市场份额,更好地实现业绩增量。

3.2产业链上下一体化,培育成本优势

叶片、发电机、齿轮箱等作为风电机组核心零部件,原材料成本占比高。风力发电机组主要零部件叶片、齿轮箱、发电机、变流器、变桨系统、主控系统、轮毂、主轴、机舱罩、减速机、回转支承等。其中,叶片是捕获风能的主要部件,发电机是能量转换的核心。据电气风电招股说明书,叶片占原材料的比重最高约23.6%,其次是齿轮箱和发电机,占比分别为12.7%和8.65%。

3.3产品设计创新,巩固成本优势

产品大型化、轻量化设计促进降本。根据公司2023年半年报披露,公司已具备3.XMW到11MW全系列机组研发与生产能力,其中8.5-11MW陆上平台首台230米风轮直径样机于2023年2月下线,是全球已下线的功率最大、叶轮直径最大的陆上风电机组。此外,公司率先I在国内设计并应用玻纤和碳纤拉挤工艺及材料,实现叶片轻量化,并深入应用拓扑优化设计、数字化仿真等技术,实现结构件轻量化。与同行业其他整机厂商的风机进行对比,相同功率等级的机组中,三一重能的风机比其他厂商的风机拥有更大的叶轮直径、更小的机舱重量和更大的单位千瓦扫风面积。轻量化设计显著降低了材料成本,以及吊装和运输费用,提升了产品的竞争优势,使公司进一步实现降本。

3.4贯彻双馈路线,筑牢成本优势

风力发电机组按传动链结构可主要分为双馈、直驱和半直驱三种类型。对于双馈型机组,其风轮机通过增速齿轮箱与双馈异步发电机转子相连,转子的励磁绕组通过变流器连接电网,定子绕组直接联网。对于直驱型机组,风轮机与永磁同步发电机直接相连,发电机的定子绕组通过定子侧和网侧变换器连接至电网。对于半直驱型机组,风轮机通过低变速比齿轮箱与永磁同步发电机转子连接,发电机的定子绕组仍通过全功率变换器连接至电网。

受硬件结构差异影响,双馈风力发电机组初始成本更低。双馈机组与永磁直驱机组的硬件结构的差别主要在发电机、齿轮箱、变频器三方面,控制系统等其他系统的造价相差不多。相比直驱机组,双馈机组发电机尺寸小、重量小且变频器容量小、价格低,总的来说双馈机组初始成本相对较低。以2MW双馈机组与永磁直驱组为例,双馈机组较永磁直驱机组在成本方面低20万元左右,相当于低100元/KW。此外,直驱机组体积和重量大,带来了运输、吊装等一系列成本的增加。因此,即使直驱机组没有齿轮箱减少了后续运维成本,但是在目前风机价格持续下行的背景下,业主在一定程度上更青睐低价机组,因此公司的双馈机组产品更有利于其采用低价策略,从而使得公司更具竞争优势,进一步提高订单中标概率,扩大风机市场份额。

4.依托自身成本优势,“双海”战略创造新业绩增长点

4.1海外出口时机成熟,海外布局初见成效

市场开拓力度,成功获取海外订单。在国家“一带一路”政策指引下,公司积极推进国际化战略,重点布局欧洲、亚洲、拉美、中东及非洲等地区,积极进行渠道布局和品牌推广以开拓占领海外市场,加快“走出去”步伐。2022年,公司中标哈萨克斯坦98MW项目,成功实现订单获取。2023年第三届“一带一路”国际合作高峰论坛召开期间,三一重能签署了哈萨克斯坦1GW风电+储能项目三方合作协议,该项目是中国企业迄今为止在哈拟投资建设的规模最大的新能源项目。三一集团自2002年踏上全球化征程,至2022年海外实现年度销售414亿元,在全球拥有15个研发制造中心,销售和服务覆盖全球180多个国家和地区,截止目前三一集团共有海外工厂16家,未来三一集团还将在巴西和土耳其等国持续布局。公司借助三一集团在海外当地的布局,也可以率先获得相关市场渠道,保障公司的海外订单获取。

4.2海上风电市场初探,未来发展值得期待

持续投入海上风电研发,主攻长江以北海域。公司积极开拓海风业务,2023年上半年,公司的研发费同比增长48.5%,主要原因在于公司加大了915项目、9198项目及海上风电关键技术开发等项目的研发投入,力求适应平价时代大兆瓦陆上风机发展趋势,抓住海上风电发展机遇。915、9198项目和8.8MW4极定子铝绕组发电机开发项目主攻长江以北海域,海上吊装平台改造和运营方案、海上风机电气系统关键技术则主要应用于大型海上风电机组。海风业务对质量的要求高于陆风,公司持续投入海上风电项目研发,有助于公司在海风业务的长远发展。


(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

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