海风基础带来市场增量:海上风电支撑基础包括桩基+导管架和漂浮式基础两种主要技术路 线。海上风电大量涉及水下支撑结构,其中桩基+导管架主要用于水深 0-60m 的浅海区域, 除了塔筒外,海底桩基也是重要的基础结构,据海力风电招股书披露,单 GW 桩基用量约 20 万吨;漂浮式基础主要用于 50m 以上的深海,漂浮式基础目前技术不成熟,施工难度较 大,整体成本较高,短期商业化难度大。 海底桩基带来新增量:随着海风向远海发展,预计支撑结构的用量也将快速增加,桩基市 场将带来塔筒行业增量。我们假设 21-25 年单 GW 桩基用量以 3%的速度逐年递减,全球 海上风电装机量逐年攀升,测算得桩基市场 2025 年市场规模将达 790.4 万吨,21-25 年 CAGR 约为 16%。
塔筒行业竞争格局分散。塔筒的下游为风电运营商,集中度较低,2020 年国内 CR4 合计市场 份额仅约 31%,其他零部件下游为整机厂商,市场较为集中,会受到整机厂商价格战的影响。 1)技术壁垒低:塔筒是风电基础部件,塔筒、桩基等产品已经基本实现国产化,主要的技 术特点在于钢板切割、坡口焊接、表面防腐,技术壁垒较低。 2)运输半径有限:塔筒、桩基等风电零部件体积大、重量大,因此通常运输成本占塔筒行 业综合成本的比重大,陆上运输半径大约 500km,海上运输考验码头布局,所以早期单个 工厂规划较为保守,规模效应有限。
原材料及运费成本占比高。原材料占塔筒总成本 80%以上,其中主要原材料为钢材(60% 以上)、法兰(20%左右)、油漆等。由于塔筒体积大、重量大,运输较为困难,所以相比 其他制造业企业,运输成本在塔筒总成本中占比较大。
国内市场向头部集中:1)技术壁垒提高:风机大型化意味着塔筒的高度、直径、强度都需 进行相应的升级,制造环节的难度与精度要求均将提升,行业的技术门槛有望拔高,龙头 企业将获得更大的利润空间;2)头部企业加速布局:塔筒生产商多元,头部民营企业深耕 主业积极布局产能卡位需求,供应商会优先选择具有较大经营规模且历史业绩稳定的公司 合作,随着龙头加快产能布局、供给结构改善,行业集中度有望持续上升。 海外市场是核心增量:1)原材料成本优势:国内钢材价格优势明显,美国钢板价格比中国 约高出 1200 美元/吨,欧洲钢板价格比中国约高出 300 美元/吨;2)人工成本优势:塔筒 体积过大,产线无法自动化,需要大量人工,国内人工成本低,生产效率高,目前国内企 业技术持续进步,目前在技术上已经具备替代海外企业的能力。
产能扩张是头部效应的基础。国内十四五规划出台,重点规划了九大清洁能源基地、四大 海风基地,各基地集中在三北地区及沿海城市,随着需求端的集中,各大塔筒供应商在运 输半径内积极扩张产能,以满足十四五风电吊装的需求。其中,天顺风能当前产能 70 万吨, 均为陆上产能;大金重工当前产能 100 万吨,海上和陆上分别为 50 万吨,天能重工和泰胜 风能产能分布较为分散,陆上及海上均有布局,单个基地产能布局较为保守。随着龙头企 业产能的布局,头部效应将持续显现。
码头布局是出海的必要条件。自由码头的塔筒公司能够有效利用码头资源,根据公司的生产 和发货计划安排船期,大幅提升发货效率,最大限度地保障公司海上及海外产品的发运需求。 相比之下,其他使用公共码头的生产商在产品下线后需要通过公路运输至公共码头装船发货, 大型海上管桩产品直径大,加大了运输难度,运输费及其他滞港费用也增加了成本。
海缆:向远距离大容量演变,高研发投入稳定行业壁垒
海上发电由集电与送出两个主要环节构成。海上风电的发电环节由若干风力发电单位(包 括风电机组、塔筒、管桩等)组成,电力送出环节包括交流送出和直流送出两种模式,目 前以交流送出为主。风电机组发出的电能通过 35kV 集电海底电缆接入海上升压站,升压至 220kV,然后通过 220kV 交流海缆送至陆上变电站。 目前主流使用的海缆主要由 220kV 的交流送出缆和 35kV 的集电缆构成。交流送出主要采 用 220kV 海缆,截面积以 3×500mm2 为主,一般采用单回三芯结构,输电能力 18-35 万千 瓦。集电海缆主流为 35kV,单位千瓦价值约 470 元。集电海缆主要将风电机组的电力汇集至升压站或换流站。
参考欧洲经验,海上风电离岸化是趋势。向深远海发展是欧洲海上风电发展过程中较明显的 趋势,截至 2020 年欧洲在建海上风电项目平均离岸距离 44 公里,其中英国的 Hornsea One、 德国的 EnBW Hohe See 和 EnBW Albatros 等海上风电项目离岸距离超过 100 公里;而以金 风科技为例,根据其中标项目来看,离岸距离逐渐由平均 40-50 公里往平均 60 公里演变。
受疫情影响 2022 年应为海缆交付小年,2023-2024 年回归正常交付水平,应为交付高峰。 按十四五规划,2025 年应当达到 30GW 的装机量,则按正常增速 22-24 年海上风电装机量 分别为 6/12/20GW;以青洲四 500MW 海上风电海缆中标价格 12.2-13.9 亿元/GW 分析, 由于海缆离岸距离增大叠加单位传输容量提高,其价值量应当在近几年保持稳定增长,预 计 2022-25 年单 GW 价值量为 17/18/20/20 亿元。测算得 2022-25 年海缆市场规模分别为 102/216/400/600 亿元,21-25 年 CAGR 达 28.9%。
海缆行业壁垒较高,有一定制造施工门槛。目前在国内具备海缆制造和施工能力的企业还 较少,主要有中天科技、东方电缆、亨通光电、汉缆股份等,而东方电缆、汉缆股份、中 天科技大有三分天下的局势,考虑海缆行业壁垒和已有公司的先发优势,预计未来新入者 重塑格局的可能较小,未来海缆行业格局将维持稳定。 1)生产设备和技术:海缆长期运行于复杂的海底环境,需要具备抗腐蚀、潮湿等特性,因 此对生产技术和设备要求较高,例如 VCV 立塔交联生产线、CCV 悬链交联生产线、盘框绞 机等设备。此外截面构造相对于陆缆更加复杂并且要求能够单根连续生产;
2)地理位置:海缆因大长度、重量以及运输难度高等因素,生产基地需要配备码头,而国 内码头数量有限,且由政府部门审批; 3)资金:海缆行业属于重资产,需要有雄厚的资金建设生产基地。例如,东方电缆新建的 郭巨基地投资额约为 15 亿元(预计新增 100 亿元产能);此外,出于产业链一体化的目的, 海缆企业通常要求具有施工能力,需要建设铺缆船; 4)品牌:海缆的下游多为国企、央企电网业主等,公司品牌和历史业绩是重要的竞标参考 指标,新进入者难以在短期树立品牌形象、积累业绩,部分产能可能因此闲置;
海缆竞争格局与欧洲类似,均呈现龙头垄断的格局。2005 年以前,海缆市场主要由国外的 海缆企业垄断,主要包括耐克森、普睿司曼、阿尔卡、特朗讯、泰科和日本富士通株式会 社等。截至目前海上风电开发区域主要集中在欧洲和中国,两地海底电缆市场均呈现非常 相似的多寡头格局。(报告来源:未来智库)
海缆中最主要的构成材料是铜和绝缘材料。海缆营业成本的主要构成成分依然是材料成本, 占比 93%,其中由于铜材、钢材占比较大且单价波动风险较高,故此处消除价格对成本的 影响,主要讨论材料用量,可知单位千克海缆中,铜材、绝缘材料、护套材料为占比最高 的三个部分,其中铜材由于价格也较高,也是影响海缆成本的主要因素。