风电产业链全景解析

在环保能源中，风力发电技术最为成熟，相比于火电，风电更加环保；而相比于其他环保能源，风电则是成本最低的发电方式。

风力作为清洁能源的代表之一，自20世纪80年代以来，经历了全球化的高速增长。我国拥有丰富的风能资源，风电作为可再生能源，在我国的发展空间巨大。

2019年5月国家发改委发布《关于完善风电上网电价政策的通知》，明确“2018年底之前核准的陆上风电项目，2020年底前仍未完成并网的，国家不再补贴；2019年1月1日至2020年底前核准的陆上风电项目，2021年底前仍未完成并网的，国家不再补贴。”

2021年底将是国内分散式风电、海上风电项目、2019-2020年新核准的陆上风电项目获得补贴的并网截止时间。

目前来看，2021年国内风电需求构成包括：2019-2020年核准陆上风电项目；2018年前核准海风项目要求全容量并网；平价项目（2019年第一批平价项目）；大基地项目；2020年未全容量并网陆风项目递延部分。

根据GWEC数据，考虑海风、陆上第二波抢装、大基地项目以及平价周期开启，2021年国内需求或达30GW；2021年全球需求将达到75.2GW，国内风电新增装机持续增长。

我国长期以来风电投资以大型新能源发电集团为主，主要是“五大四小”，“五大”是华电集团、华能集团、国电集团、大唐集团和国家电投，“四小”是华润电力、国华电力、国投电力、中广核，合计占比在70%左右。

近年来发电端地方国企和民企也在不断增加，一方面风电投资的资本实力在增强，另一方面对行业整体运营效率的提升也有一定积极影响，产业链终端发电运营成本在竞争常态化下有望下降。

图表来源：中国风电发展报告，CEWA，信达证券

风力发电是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升来促使发电机发电。风力发电机组包括风轮、发电机等；风轮由叶片、轮毂、加固件等组成。

风电价值链、企业链、供需链和空间链这四个维度在相互对接的均衡过程中形成了产业链。风电行业产业链主要包括原材料企业、零部件制造商、风机整机制造商、风电运营等四大环节。

▌风电产业链上游原材料

风电叶片的原材料主要为树脂、玻纤、夹芯材料。

风电纱市场竞争格局相对稳定，集中度较高，长期协议客户占比较高，拥有品牌议价。

在风电纱领域，中国巨石、泰山玻纤和重庆国际（包含与OC的合作线）的市占率达到90%。

风电玻纤纱对叶片的质量（强度等）起到至关重要的作用，其直接下游是风电经编织物厂商。风电纱与汽车用热塑纱一样，存在下游客户的认证壁垒，因而一般下游主要大客户会与风电纱供应商签订长期协议。

目前国内主要的风电用经编织物厂商为中国恒石、宏发新材以及天常股份，分别对应中国建材（旗下中国巨石及中材科技）、重庆国际以及欧文斯科宁三大风电纱供应商。

▌风机零部件制造

风电机组的零部件主要包括叶片、齿轮箱、发电机、塔架、主轴和制动系统等；其中，叶片、齿轮箱是风电机组成本构成中所占比例最大，价值量最高，叶片占整个机组成本约23%；同时铸锻件、电力电子也是主要零部件。

相较于风机仅供应国内不同，零部件可以全球供应平滑国内市场波动，同时大型化和海风有利于提升零部件盈利能力，零部件有望穿越周期实现高成长。

图表来源：开源证券

▌风机叶片

风机叶片属于复合材料制品，是风机成本中最大的单项零部件。

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。从风机叶片方面来看，2019年大于等于120m的风轮直径占比56%，同比提升19个百分点。

叶片直径增加27.5%可带来度电成本下降30%：

图表来源：GE

大型叶片技术难度较高，需兼具叶片大、重量轻、强度高的特点，只有少数厂商具备量产能力。

国内风电叶片头部企业市占率不断攀升，2019年，风电叶片行业CR5市占率达68%以上。

国内前三叶片制造商为中材叶片、中复连众、明阳风电，2019年产能分别为4000套（8.35GW）、3000套、2500套，市占率分别为30%、11%、10%。

中材科技连续九年市场占有率第一。在行业总体生产单只叶片需要36-48小时的情况下，中材科技可以控制在24小时内完成单只叶片的生产。技术方面，2MW及以上大叶片占主导地位，且拥有开发海上超大叶片的技术。

大功率叶片转型中的装备升级与智能化生产提高了行业的进入门槛，叶片的迭代速度较快，且大型化趋势不可逆，行业落后产能会被迅速出清，技术上的壁垒将保障头部公司未来的领先地位。

伴随海上风电发展、装机区域转移和竞价上网等因素的影响，叶片大型化趋势还将继续，行业集中度将继续提高。

图表来源：IRENA、公开资料整理，中泰证券

▌风塔

风塔具有一定的技术壁垒和客户壁垒，新晋竞争者进入市场有一定难度。

由于风塔常年在野外恶劣环境下运行，客户对风塔的可靠性要求较高，运行寿命一般要保证20年。

风塔制造的主要原材料为钢板，钢板价格变动对风塔毛利率有较大影响。2013-2015年，由于钢铁行业产能严重过剩，钢材价格持续下跌。风塔毛利率也因此大幅度上升，四家龙头企业的平均毛利率由21.15%上升至31.29%。

国内塔筒企业主要有天顺风能、泰胜风能、天能重工和大金重工。

天顺风能是国内风塔行业的领军企业。2011-2019年，天顺风能凭借着绑定Vestas、GE、西门子歌美飒、金风等全球大型风电整机厂商的客户优势，风塔业务营业收入逐步与其他三家上市风塔企业拉开差距，2019年出货风塔出货高增达到51万吨，2020年产能达到75万吨以上。

天顺风能也是外延叶片龙头，在外延叶片业务中规划了常熟二期、濮阳基地两个新的叶片基地，同时发行股份及支付现金购买苏州天顺20%股权。

风塔企业的产能布局主要围绕着沿海和三北地区。沿海地区方面，天顺风能、天能重工和泰胜风能都有多个生产基地。

三北地区方面，天顺风能、泰胜风能都在内蒙古包头建厂，位置优势较大。

天能重工和泰胜风能还各有一个生产基地位于新疆，距离平价大基地也较近，可共享下游建设平价大基地的红利。

▌风机铸件

铸件是技术密集型和资金密集型行业，成本受生铁等原材料价格影响较大。

2016年-2019年，铸件龙头日月股份主营成本中，直接材料占比过半，铸件原材料主要包括生铁、废钢和焦炭等。

从铸件竞争格局来看，当前全球整体铸件生产的重心从发达国家转移至中国。

在行业发展初期，以一重、二重、上重、中信重工、大连重工等为代表的国有铸件企业占据市场主导地位。这些国企主要给集团内部的成套设备提供配套铸件，较少参与市场化竞争。

以日月股份、永冠集团、吉鑫科技以及山东龙马为代表的民营企业后期发力，为其他市场化成套设备制造商提供配套铸件。

2020年日月股份风电铸件全球市场份额约25%，由于公司风电铸件方面竞争力，预计份额可能达到40%。

且产能扩张且大型化占比高，公司目前产能约40万吨，预计2021年底产能达到50万吨，其中4MW以上产能达产后为25万吨，为大型化趋势下稀缺产能。

目前涉及风机铸件、主轴等业务的公司还包括吉鑫科技、金雷股份、通裕重工等。

▌风机整机制造

2014年开始，全球和中国整机环节均进入龙头集中的过程。

2013-2019年，有十家整机企业连续六年位居新增装机排名前十，行业格局稳定。

2019年全球前10大整机商中有6家中国企业，而中国市场前10大整机商中没有海外企业，表明中国市场对于海外企业来说很难进入。

国内大型整机制造商包括金风科技、远景能源、明阳风电、联合动力、重庆海装、上海电气、湘电风能、东方电气、运达风电等。

回顾这十家企业近九年的装机量情况，金风科技装机量连续九年国内排名第一，2018年占据市场高达32%的份额，与第二名保持较大差距，龙头地位稳固。

明阳智能的产品线覆盖范围在三家龙头企业中最广，额定功率覆盖1.5MW至7.25MW，叶轮直径从70m至178m。凭借着覆盖面广的产品线，和灵活的技术路线选择，明阳智能未来的市占率有望进一步得到提升。

图表来源：BNEF，中泰证券研究所

当前全球主流陆上和海上风电整机厂商所采取的技术路线主要集中在双馈异步、永磁直驱和永磁半直驱这三种技术路线。

简单来说，双馈、直驱两种技术路线的本质区别，在于双馈型带有“齿轮箱”，而直驱型不带“齿轮箱”。

根据2019年中国风电整机商新增装机排名情况，金风科技、明阳智能、湘电风能等主流风机商均采用了永磁发电机，他们的市占率合计47%，再加上其他一些中小整机商，估计整个风力发电领域永磁发电机占有率大概50%左右，全球风力发电市场永磁发电机市占率低于国内市场，预计在40%左右。

图表来源：中国建材