风电机组制造行业技术特点趋势及五大比例构成

来源:欧宝APP官方网站    发布时间:2024-08-06 17:06:52

产品介绍

  风电行业主要由风电场投资运营、风电设备整机总装和零部件制造三个子行业构成。其中,风电场开发商(包括但不限于电力公司)作为直接接收风电机组的主体,处于产业链下游;风电整机制造商位于产业链中游,为风电场建设提供符合要求的设备;零部件制造商和原材料供应商作为直接生产技术关联行业,处于产业链的上游。政府则作为产业链系统的外部主导者,通过规划设计、风电技术标准、检测认证体系、可再生能源配额制度、补贴政策、风电消纳等手段对产业链进行全方位指导和规范。目前,上游零部件制造为较为成熟的充分竞争行业,供应商众多;下游的投资主体数量不断增加;居于中游的风电机组总装厂家市场集中度不断提高,对产业链上游零部件供应商的线)上业发展状况

  风电机组制造的上业为零部件制造行业。风电设备的零部件有上百种,其中关键零部件有桨叶、齿轮箱、发电机、变流器等。随着我国风电产业的快速发展,零部件国产化率不断提升,桨叶、齿轮箱、发电机等重要风机零部件已实现国产化。国内零部件供应厂商众多,在经历了几轮抢装潮后,不少厂家产能有较大扩张。未来,随着风电行业的稳定发展,零部件整体将供给充裕,核心部件的国产化程度会进一步提高,零部件供应有更大的选择空间。

  上游零配件行业中的大多数部件通用性较强,除可供应风电领域外,还可应用于火电、核电、光伏、轨交等其他行业设备的制造,且厂商数量较多,属于充分竞争性行业,对本行业的发展不构成制约。但相较而言,桨叶和齿轮箱不仅是核心部件,且生产厂家的数量少,在供应链中有一定的话语权。整体来看,随着风电零部件的技术进步和产能扩张,零配件的总体价格呈下降趋势,对本行业的发展比较有利。

  风电机组制造的下业为风电场投资运营行业。国家近年来出台各类政策措施以支持风电行业的健康发展,各类资本快速入场,极大推进了我国风力发电行业的多元化发展。在风电投资领域,虽然投资主体不断多元化,但“五大六小”发电集团仍是主力军,占据市场龙头地位,其他国有综合性能源企业和民营企业进入“快速扩张期”。2023 年我国风电有新增装机的开发企业近 200家6,其中,前十大新增装机容量合计 4,873 万千瓦,占比达 61.3%。

  风电整机制造业与下游风电场投资运营行业的景气度息息相关,行业需求取决于下业的投资规模。在“双碳”背景下,随着政府支持行业发展的政策持续出台,全社会对新能源行业重视程度增加,同时新能源行业引入产业基金等的新型投资方式也导致投资主体更趋多样化。

  、行业技术特点及发展趋势基于国家政策支持和技术进步,我国风电产业近年来高速发展。根据中国可再生能源学会风能专业委员会的数据,截至2023年我国累计装机超过19.5万台,容量超4.7亿千瓦,同比增长19.98%。风电发电量在全国总发电量的比重达9.1%,已成为我国能源结构最重要的组成部分之一。同时,迥异于欧洲的电网结构和地理气象条件,促进了我国风电所独具的技术进步,如针对低风速、高原环境、复杂山地地形、复杂海床条件等应用场景的适应性设计技术已处全球领先地位。并且,随着我国风电产业的快速发展,部分行业领先企业的产品技术水平已达国际先进水平,成为市场的主导者。

  风电机组的成本约占风电开发总成本的50%左右,风电机组的大型化是全行业公认的度电成本下降的核心路径。虽然机组大型化提高了风电机组的设计和制造难度,对桨叶、塔筒、齿轮箱及其他零部件的技术和工艺要求均大幅提升,但机组大型化可大幅节约征地、吊装、电缆和日常运维成本,相同容量大机型项目的整体造价和度电成本将有所减少。平价上网和电力市场化交易的推进,对机组的风资源利用率提出了更高的要求。目前,风电机组大型化已成为风电技术的重要发展方向,并随着海上风电开发得以加强,相关技术发展成为未来风电技术的重要趋势。根据中国可再生能源学会风能专业委员会编制的《2023年中国风电吊装容量统计简报》,2023年中国新增风电机组平均单机容量为5,595kW,同比增长24.6%,其中陆上风电机组平均单机容量为5,372kW,同比增长25.1%;海上风电平均单机容量9,603kW,同比增长29.4%。

  得益于风电行业技术的进步、配套零部件生产工艺的成熟以及多年来持续积累的风电设备运行数据,近年来风电机组大型化进程加快,陆上风电机组功率已逐步由3MW、4MW时代迈入6.X~10.XMW时代。海上风电领域大兆瓦机型发展更加迅速。

  我国风电装机容量已位居世界第一,但受风能资源、电价政策、电网建设和电力消纳输出等因素的影响,我国陆上风电新增装机的集中度呈现地域性差异。“十三五”期间由于电源与电网规划不同步、能源发展缺乏统一规划、电力管理存在突出矛盾等问题,“三北”地区曾长期受到“弃风限电”的困扰,使得“三北”地区的风电投资受到了极大的限制,一度主要市场转向中东部和南方地区。但随着可再生能源消纳政策及特高压输电线路建设的推动,以及分散式风电的发展,结合风能资源以及用电负荷的分布,未来几年内我国陆上风电新增装机将以三北集中式风电基地和中东南部分散式风电项目两种形式为主,其他地区小规模集中式风电项目为辅的格局。

  由于我国地域辽阔,不同区域之间风资源环境、建设条件、上网电价等因素差异较大,根据不同项目的特点,为实现风电项目投资收益最大化,对风电机组产品、塔架、工程建设方案、并网消纳方案和机组运行维护方案等均提出了更高的定制化设计需求。同时,风电平价上网政策的全面实施以及电力市场化交易的推进,对精确的风能资源分析技术也提出了更高要求。整个风电行业的技术发展将趋向高度精细化、定制化。

  随着国家“碳中和、碳达峰”目标的提出,我国将持续增加风电在能源消费中的比重,逐步实现风电从补充能源向主力能源的转变,构建以新能源为主体的新型电力系统。伴随着风电装机规模越来越大,要求风电从“被动适应”的角色转换到“主动支撑”电网调节的角色。电网对风电设备的并网控制技术要求也会越来越高,从低电压穿越到零电压穿越、高电压穿越,风电机组还需要具备一次调频、惯量响应等能力,强调风电在电网控制中的主动参与、灵活互动和高度协同,电网友好型的风电机组成为电网需求的必然。

  随着风电项目设计方案的定制化程度越来越高,风电项目建设、运营及管理也在不断地趋向复杂化和精细化。传统的单纯依靠人工管理的模式无论是成本、效率、质量都不足以支撑风电行业持续、健康发展。因此,融入大数据、云计算、人工智能、无线通讯等新一代信息技术在风电行业的应用将越来越凸显其重要性,也将持续作为风电行业的重要发展方向之一。智能化技术与风电技术的结合,使风电机组在运行控制方面更加智能化、精细化,使风电场维护管理更加智慧化,有利于提升风电设备的电网友好性能,实现风电调度高度智能化,也更有利于风电的大规模并网以及和其他能源的互补应用。风电场的设计、建设和运营也将更多依赖于信息技术,结合大数据、云计算实现风资源精确评估、风场优化设计、机组运行优化和风场智慧运维服务,助力风电产业的转型升级。

  在陆上风电技术成熟后,海上风电逐渐成为未来风电行业发展的一个重要增长点。“十三五”以来,国家陆续出台了多项政策支持海上风电的发展;进入“十四五”初期,海上风电也呈现出新的发展趋势。从风电场布局来看,近海海上风电总体开发潜力有限,“十四五”中后期近海资源初步紧张,同时借鉴欧洲海上风电经验趋势,中国海上风电建设海域由近及远发展是必然趋势。从项目建设规模来看,在中央补贴退坡背景下,通过优化项目布局,提升规模化等手段降低海上风电建设成本,同时促进海域资源的高效利用,是中国海上风电发展的重要趋势。从产业形式来看,海上风电逐渐由单一品种向多品种融合发展,海上风电与海洋牧场、海上油气、海水淡化、氢能/储能多种能源综合开发利用融合发展,有助于提升海域利用效率和项目整体效应。从政策支持层面来看,随着国内海上风电补贴的退出,项目开发建设的边界条件发生重大变化,企业将更多根据行业技术水平与自身情况自主决策,充分发挥市场配置资源的决定性作用。从产品技术特点来看,更大的风电机组桨叶和更复杂的浮式平台使海上风电场的建设向远海处延伸,远海地区风力更大且发电量更高,海上风电装机容量在未来有望继续保持增长。同时,由于海上运行环境恶劣,维修和维护远比陆上风电机组困难,设备可靠性和可维护性要求高,对风电设备的技术成熟度提出了更高的要求。

  风电机组质量是风电行业持续健康发展的重要基础,产品检测认证制度是保障设备质量的重要措施。根据国家能源局《关于规范风电设备市场秩序有关要求的通知》(国能新能[2014]412 号)规定,接入公共电网(含分布式项目)的新建风力发电项目所采用的风力发电机组及其风轮叶片、齿轮箱、发电机、变流器、控制器和轴承等关键零部件,须按照《GB/Z25458-2010 风力发电机组合格认证规则及程序》进行型式认证,认证工作由国家主管部门批准的认证机构进行。新进企业需要利用更多时间来掌握关键核心技术进而通过风电设备的检测认证,成为市场进入壁垒之一。

  由于不同地区的风资源特性不同,风电场的规划不同,对风电机组的要求也不同,因此,要求业务人员对风电场业主的个性化需求深刻理解,这需要研发、设计、销售、服务等各专业领域人才协同合作,且需要经过长期的锻炼、积累、融合才能形成一套成熟的解决方案体系。在这过程中,也对管理团队和核心技术骨干的稳定性提出了更高的要求,以便于企业能对客户的需求进行积极、快速响应。因此,风电制造行业对人员的要求较高,新进入者很难在短期内获得稳定性好、协作能力强、配合熟练的人才团队。

  风电机组关系到电网的稳定运行与供电安全,因此技术标准极为严格。风电机组制造属高端装备制造业,技术含量高、涉及学科范围广,包括材料学、空气动力学、结构力学、气象学等诸领域。只有拥有深厚的技术沉淀的企业,才能不断在产品和技术上推陈出新,在不断提升产品性能的同时,持续降低产品的成本及故障率。同时,风电行业技术革新迅速,大兆瓦、智能化、数字化趋势明显,客户对产品的差异化要求日趋严苛,政策上平价上网等对整机厂商的技术储备、技术进步和技术创新提出更高的要求,为行业内具备技术优势的企业规避了风险的同时也不断提高风电行业进入门槛。

  一方面,生产基地的建设、研发平台的设立、新技术的研发与人才的引入需要大量的前期一次性资金投入,要求整机厂商具备较为雄厚的资金实力;另一方面,风电机组合同金额较大,机组的销售回款周期较长,且存在质保金制度,而零部件的采购需要垫付大量的资金,需要整机厂商具备一定资金实力。因此,较大的资金需求提高了风电行业的进入门槛。

  大型风力发电机组野外运行环境恶劣,要求可靠使用寿命在 20 年以上。由于风电行业的特殊性以及风电机组单台价值较高,开发商不仅仅要考虑设备采购的初始成本,还要考虑整个风电场全生命周期内的运营维护等其他后期成本。因此,客户在产品运行业绩、产品质量把控能力、后期服务能力、信誉度等方面对风电整机厂商提出较高要求。其中,历史业绩是对产品质量、履约能力最好的保障。通常只有行业内经营历史比较长、规模较大、技术水平较高和品牌知名度较高的企业才更容易得到客户的认同。

  ,同时普华有策咨询还提供市场专项调研项目、产业研究报告、产业链咨询、项目可行性研究报告、专精特新小巨人认证、市场占有率报告、十五五规划、项目后评价报告、BP商业计划书、产业图谱、产业规划、蓝白皮书、国家级制造业单项冠军企业认证、IPO募投可研、IPO工作底稿咨询等服务。

  第五节 2019-2023年风电机组制造行业财务能力分析与2024-2030年预测

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