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2021年中国风力发电行业发展历程、市场结构及发展趋势

发布时间:2022-09-22 06:33:22
  • 产品介绍

  随着节能减排需求的提升以及可再生能源发电成本的降低,全球风能等新能源发电行业快速发展。在风力发电方面,根据GWEC的数据,2021年全球风电新增装机量93.6GW,预计2025年全球风电新增装机量将达到111.2GW。就累计装机量情况而言,据GWEC数据,2021年全球风电累计装机量达到837GW,同比2020年增长12.80%。

  截至2021年底,全球风电装机总量837GW,其中中国位居第一,装机总量达338.31GW,占世界总装机容量的40.40%;美国风电装机总量为134.40GW,占比为16.05%,仅次于中国;德国虽然在2021年新增装机容量不是很多,但作为老牌风电强国,累计装机容量仍占了第三的位置,风电装机总量64.54GW,占比7.71%。印度和英国的装机总量分别为40.08GW和26.59GW,分别占比4.79%和3.17%。中国和美国风电累计装机量占世界总装机量的比例超过50%,前五的国家占比超过70%。

  2021年全球陆上风电累计装机量为782GW,同比2020年增涨10.22%;海上风电累计装机57GW,同比2020年增长58.77%。2021年全球海上风电新增装机21.1GW,前三为中国、英国、越南。其中,中国海上风电新增装机占比80%,英国海上风电新增装机占比11%,越南海上风电新增装机4%。

  我国是世界上最大的能源需求国之一,工业持续发展加速能源需求增长背景下,叠加目前国内煤炭能源仅供消耗四十年左右,能源结构改变势在必行,政策主导下,我国风电累计装机量持续增长,国家能源局数据显示,2021年中国风电累计装机量达328.5GW,占比国内发电装机总量的13.8%,仅次于水电和火电。

  从风力发电新增装机容量来看,2020年是国内陆上风电补贴最后一年,抢装潮出现带动我国新增装机量爆发式增长,2021年是陆上风电平价元年,整体新增装机量下降较大,实际装机量符合甚至略高于行业预期,主要受海上风电装机量大幅度增长导致。

  就我国风力发电发电现状而言近年来,政策推动背景上风电发电量持续增长,2017年我国风电发电量仅为3057万千瓦时,到2021年风电发电量已达6526亿千瓦时,同比2020年增长40.5%;除此之外,平均利用小时数也表现为稳步趋势,从2017年1948小时增长至2246小时,利用小时数较高的省区中,福建2836小时、蒙西2626小时、云南2618小时。

  就发电占比情况,风电装机量持续增长背景下风电发电量占全国发电总量的比例逐年攀升,2021年中国风力发电发电量占全国发电总量的8.04%,较2017年的4.74%增长了3.3%。装机量仅为最大功耗能级,为考虑设备安全性加之设备检修等,实际发电量不到八成,所以发电量占比低于装机量占比。

  我国风电持续发展,高功率风机占比提升,根据中国风能专委会数据显示,截至2021年底,2.0MW 以下(不含2.0MW)累计装机容量同比2020年下降了6个百分点;2.0MW至2.9MW 同比下降了5个百分点:3.0MW 及以上风电机组累计装机容量占比达到23%,比 2020年增长了约1个百分点。新新增装机来看,2021年新吊装风电机组中3.0MW(不含3.0MW)以下装机容量占比约20%, 3.0MW 至5.0MW(不含5.0MW)风电机组新增装机容量占比达到56.4%,5.0MW及以上风电机组新增装机容量占比达23.3%。

  就我国海上风电装机情况而言,海上不同陆地情况,整体风力更强,目前受限于成本问题整体规模较小,整体和地方政策相继出台推动海上风电渗透率持续走高,2021年达8%左右,虽然目前整体装机量仍较低,仅为26.39GW,但海上风电具备不占陆地,风力供给更充足、可发电时间长等优势,未来将是风电的关键方向。

  就我国风力发电省市分布情况,风力发电设备主要集中在地势平坦且开阔、风力资源丰富且远离城市的区域,内蒙古、河北和新疆等地具备海拨较高,风能密度高等优势,是我国发展风能产业的优势区域,叠加地方政策鼓励,已成为我国主要风电装机量主要省份。数据显示,2021年我国有12个省市风电装机容量超1000万千瓦,其中内蒙古风电装机最大为3996万千瓦,河北、新疆排名第二和第三,风电装机分别为2546万千瓦、2408万千瓦。江苏、山西风电装机超2000万千万。随着陆上风电平价时代来临,海上风电政策推进,作为海上风电政策重点省份的江苏、广东和浙江装机容量有望快速提升。

  降低建设成本及提高发电效率是提高风电经济性的核心途径。我们用平准化度电成本LCOE(Levelized Cost of Energy)来衡量一个风电站在整个项目周期的经济性,参考GE在《2025中国风电度电成本白皮书》中对于风电平准化度电成本LCOE的总结来看,影响LCOE的关键参数包括风场的建设成本、折旧、税收、运维成本、发电量、折现率等。因此,降低风电成本两大和核心途径:降低建设成本以及提高发电效率。

  近年来风机价格迅速下降,22年价格屡创新低。根据金风科技2021年度业绩演示材料的数据,风机投标价格自2020年起就开始呈现下降趋势,其中4S系列风机投标价格已从20年6月的3497元/kW下降到21年底的2359元/kW,一年半的时间降幅达到32.54%。而进入2022年之后,不管是陆风还是海风,风机招标价格屡创新低,其中多个陆风项目的风机招标价格在2000元/kW以下,海风项目则在4000元/kW以下。

  弃风率下降、利用小时数企稳,风力发电效率稳步提升。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,根据国家能源局统计,2016年我国平均弃风率17%,达到历史最高点。为减少弃风现象,我国2016年建立了风电投资检测预警机制,对弃风严重的地区限制风电建设规模、暂缓核准新的风电项目、电网企业不再办理新的接网手续。在一系列针对可再生能源消纳的政策推动以及特高压输电线路的逐步建成,我国弃风限电情况逐步好转,平均弃风率持续下降,2020年我国平均弃风率为3%,相较于2016年下降了14pct。另外,根据国家能源局2020年三北区域新增风电装机容量占比回升至52%,并网消纳问题的缓解使得运营商对风电消纳的担忧下降,装机可持续性明显增强。

  就我国风电招标情况而言,招标量是新增风电设备的先验指标,其变动情况代表国内未来风电产业装机量发展趋势,2021年我国风电公开招标量约为45GW,2022年前五月已达到45.18GW,预计整年有望达到90GW,就交付情况而言,上半年受上游供应链影响,整体交付量不到三成,相较往年四成左右略低,预计整体交付量将超越2021年。

  就风电投资而言,整体投资在近年来持续增长。中电联数据显示,2020年中国风力发电投资完成额达2618亿元,较2019年增加了1447亿元,同比增长123.57%,碳中和背景下,预计到2030年我国非化石能源占能源消费比重要达到20%,新增能源需求主要依靠清洁能源满足,风电产业将受益。

  风电按照安装地点可分为陆上风电和海上风电,海上风电覆盖面积广、资源禀赋好、输送成本低,发展潜力巨大,随着陆上风电平价时代来临和海上政策推进,装机规模有望持续超预期。根据国家能源局数据,2021年我国海上风电新增装机量达1690万千瓦,同比2020年增长452.29%,是此前累计建成总规模的1.8倍。截至2021年底,我国海上风电累计装机规模达到2638万千瓦,超越英国跃居世界第一,渗透率也从2016年的1.1%增长至2021年的8.0左右。随着陆上风电政策补贴转向海上补贴,加之海上风电大叶片等趋势推进,预计我国海上风电渗透率将持续提升。。

  就累计风电装机结构而言,海上风电相较路上风电更加开阔,有利于大型风机的安装和使用,技术持续发展背景下,我国风机朝着大型、高容量增长,数据显示,截至2021年底,所有吊装的海上风电机组中,5MV以下仍占比国内四成以上,就变动而言,4.0MW(不含4.0MW) 以下和4.0MW-5.0MW《不含5.0MW)机组分别同比2020年下降10和19个百分点。

  目前全球风电巨头为了降低风电的度电成本,提升产品盈利能力,均确立了风电叶片大型化、轻量化的发展目标。为降低成本,必须增加发电时间,提升风机捕捉风能的能力,其中最主要的途径就是增加叶片的扫风面积、增大叶片的直径。据统计,风电叶片尺寸迅速发展,2010到2019年,叶片的长度从100米逐步增长到125米,预计未来叶片尺寸还将进一步增大到150米甚至更高。随着全球风电市场向低速风场和海上风场倾斜,风机叶片尺寸呈上升趋势。GE与荷兰风电开发商Future Wind签约,打造了一款Haliade-X 12MW海上风机。叶片长达107米,叶尖最大高度为260米,转子直径为220米,轮毂高度为135米。西门子歌美飒发布14MW海上直驱风机,型号SG 14-222 DD,叶轮直径达222米,成为目前全球正式发布的最大容量风电机组。

  根据CWEA的统计数据,截至2021年国内陆上风电的平均单机容量已经达到了3.1MW,海上风电的平均单机容量则达到5.6MW,目前陆上风电的主流装机机型为单机容量3MW以上的风电机组,单机容量4~5MW的风电机组也开始小批量应用于部分陆上风电场。海上风电方面,主流新增机型单机容量为5MW以上,2021年以来多个单机容量10MW的风电机组上线年中国新增和累计风电机组平均单机容量

  “十四五”期间,我国东部沿海地区将加快对海上风电产业的培育。随着陆上风电的成熟,目前国家风电产业发展的重点逐步向海上风电转移,在部分省份已经出台的“十四五”规划里,多项针对海上风电的规划被提出,预计将在十四五期间建设大量的海上风电项目,并逐步推进海上风电的平价上网。目前根据各沿海省市发布的海风建设规划,到2025年末,预计全国新增海上风机约49GW。按照已发布规划,新增规模最大的前三个省份是广东、山东和江苏,海风新增规模分别约为17、10和9GW。

  华经产业研究院对风力发电行业发展现状、行业上下游产业链、竞争格局及重点企业等进行了深入剖析,最大限度地降低企业投资风险与经营成本,提高企业竞争力;并运用多种数据分析技术,对行业发展趋势进行预测,以便企业能及时抢占市场先机;更多详细内容,请关注华经产业研究院出版的《2022-2027年中国风力发电市场竞争态势及行业投资潜力预测报告》。