海上风电产业链全景解析

克拉克森研究最新发布的专题报告《聚焦中国海上风电市场》显示，截至目前，中国总计投运了102个海上风场，装机规模达24吉瓦，涵盖约5000台海上风机，占全球海上风电投运规模的45%以上。预计中国海上风电投运规模有望在“十四五”末期达到约60吉瓦，较当前投运水平（24吉瓦）增长约150%。全球方面来看，丹麦、德国、比利时与荷兰的政府首脑在“北海海上风电峰会”上共同签署一份联合声明文件，旨在将北海打造成欧洲的“绿电中心”。

上述四个欧盟国家承诺，到2050年将四国的海上风电装机增加10倍，从目前的16GW提高至150GW。近期来看，除沿海各省陆续公开“十四五”装机规划外，海风补贴政策、原材料价格下降等因素进一步刺激海风装机需求，另外，欧洲和越南海风装机规划提速，一定程度上将拉动国内海风产业链需求。

从区域竞争格局来看，“十四五”规划发展九大清洁能源基地、四大海风基地，基地主要集中于三北、东部沿海地区，区域内具有配套产能的龙头更具备竞争优势，份额有望集中。

各省份“十四五”期间海上风电规划装机量：

资料来源：政府办公厅，国泰君安

海风行业概览

海上风电具有风力资源丰富、运行效率高、发电稳定、靠近负荷中心利于消纳、适合大规模建设等优点。

相比于陆上风电，海上风电的前期准备工作时间较长，建设期中的设备费用、施工安装费用显著增加。运行期的维护成本也远高于陆上风电，目前发展处于初级阶段。

在全球及国内，海上风电占比都出现了快速提升，2016-2021年全球及国内海上风电装机量CAGR分别为31%和75%，远超陆上风电装机量增速。

在双碳目标和能源低碳转型背景下，海上风电产业链成本下降、风机大型化等，将驱动海上风电装机量持续提升，海风将迎来高成长。

海上风电产业链

海上风电产业链主要包括以下环节：

上游配件及材料（叶片、塔筒、轴承、齿轮箱、电控系统等），中游风电主机、海底电缆及海上风电施工，下游海上风电运营等。

海上风电产业链：

资料来源：行行查整理

从资本开支构成来看，风电主机及塔筒、建设施工、海底电缆（站内海缆+送出海缆)、电气设备（升压、换流)、其它（海地使用费、利息等）占比分别约为45%、32%、15%、3%、5%（实际各部分投资占比与风机功率大小、风电场离岸距离有关）。

风电各环节关注要素判断：

资料来源：行行查整理

风电叶片 

风电叶片产业链上游为叶片原材料供应商，包括环氧树脂、玻璃纤维、结构胶、芯材等。下游客户为风电机组整机商，终端客户为风电场开发商。

风电叶片制造在产业链中位于中游，面临上游原材料供应商和下游风电机组整机商两方面的压力，其毛利率水平在16%左右，处于产业链中下游水平。

叶片国产化率较高且集中度相对较高。2021年全国叶片出货约1.7万套，CR3占比46%，CR5占比超64%；整机厂自供比例约23%

国内有10家专业化叶片企业，其中2020年CR3约65%。中材科技是国内龙头，市占率连续9年第一且持续提升，2020年市占率约30%。时代新材、中复连众、艾郎科技、天顺风能等是行业主要厂商。

叶片厂商客户结构：

资料来源：行行查整理

据全球风能协会预测，未来五年，陆上风机叶片长度150-170米，海上风机叶片长度185-220米将成为行业主流。

大型化趋势下，叶片加速向大叶型切换，小叶型供过于求，2021年原材料涨价，头部叶片企业没有涨价，行业将迎来洗牌。提前布局大叶型产能的企业有望扩大市场份额。

2021年国内叶片主要厂家出货情况：

资料来源：道生天合，光大证券

风电塔筒 

全球风电塔筒是千亿级大市场，大型化趋势下塔筒单位价值量较稳定，海工价值量提升。

塔筒壁垒较低，且受制于运输半径，格局较为分散。

国内塔筒行业在原材料供应及成本上占据明显优势，具备较强的全球竞争力。

目前塔筒市场的参与者主要包括专业风电塔筒厂商、大型央企下属子公司以及区域性厂商三大类。

2021年国内头部五家企业全球市占率合计不到25%。龙头企业一方面利用规模优势与钢企达成合作减少价格波动带来的影响，另一方面有足够的话语权对下游提价，抵消原材料价格上涨的影响。

天顺风能21年陆上塔筒产能90万吨，22年预计120万吨，出货目标80-90万吨，23年新增海风基础产能60万吨；大金重工21年时点产能84万吨，蓬莱技改增加30万吨管桩、基础类产品，22/23年预计100/130万吨；泰胜风能45万吨；天能重工55万吨（在建8万吨）。

风电塔筒市场主要参与者：

法 兰 

风电法兰是连接塔筒各段或塔筒与基座的结构件，起支撑和连接作用，是风塔的重要零部件，对机组整体的稳定性至关重要，一般每台风机需要7-9个法兰。

资料来源：中环海陆招股说明书

风机大型化导致机组质量不断增加，锻件法兰大型化趋势明显。

根据海力风电招股说明书，海上风机塔筒法兰的采购单价要显著高于陆上，海上大兆瓦机型采购单价高于海上小兆瓦。

海上大兆瓦法兰2021年CR2约85-90%。

法兰头部企业包括恒润股份、韩国太熊株式会社、山东伊莱特等。2021年恒润股份在国内海上风电市场份额约55%-60%，山东伊莱特30%。

恒润股份专注于风电塔筒法兰与海上大兆瓦精加工锻件，中环海陆专注于轴承锻件和法兰锻件，海锅股份侧重于齿轮箱传动类产品和塔筒法兰产品。

轴 承 

轴承是最难国产化的两大风机零部件之一，是国产替代最后一环。

由于风电设备的恶劣工况和长寿命、高可靠性的使用要求，使得风电轴承具有较高的技术复杂度。

一套风电机组一般包含4套偏变轴承、1套主轴轴承、约20套增速器轴承、2套发电机轴承。

风电机组轴承示意图：

资料来源：：《论我国重大技术装备轴承的自主安全可控》何加群

根据中国轴承协会在高端轴承技术路线图，目前风电主轴轴承主要被SKF、FAG、TIMKEN、罗泰艾德等国外公司垄断。

国内企业尤其对于大容量主轴轴承大部分还处于试制阶段。

国内公司风电轴承出货主要集中在门槛稍低的偏航和变桨轴承。

根据Wood Mackenzie的统计，舍弗勒、SKF、NTN仍占据着全球超60%的风电主轴承市场。

我国已经在偏变轴承和小兆瓦主轴轴承上实现国产化。天马、新强联、瓦轴、洛轴等实现大功率产品进口替代。

进口主轴轴承一般较国内贵30%-70%，在风电行业降本压力下，国产替代空间非常大。

资料来源：东方证券

齿轮箱 

风电齿轮箱主要功用是将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机并使其得到相应的转速，占整机价值量高达16%。

齿轮箱行业市场集中度较高，根据GWEC数据，2020年全球风电齿轮箱前三大供应商中国高速传动（南高齿）、采埃孚、威能极合计市占率接近70%，其中，南高齿的产能占比为23.72%，为全球第一。中国高速传动能够提供涵盖1.5MW-11.XMW的全系列风电齿轮箱产品。

国内企业中德力佳（远景能源及三一重能各持股16%，市场份额约为南高齿1/3）、重齿、华建天恒、南方宇航（明阳智能深度合作）、大连重工等也占有一定的市场份额。

与整机市场类似，风电齿轮箱厂商的数量在过去几年中出现了锐减，在2010年全球有近50家风电齿轮箱供应商，而现在只有不到20家仍活跃在风电行业。

其主要原因为风机大型化导致零部件制造难度增加，供给侧被动出清，龙头优势愈发明显。

资料来源：天风证券

铸 件 

海上风机铸件仅后期精加工产能投资达1亿元/万吨，属于重资产环节。

铸件大型化趋势明确，但大兆瓦受设备产能紧张、技术难度大等影响加工，产能有限。老产能面临较大出清压力，布局大兆瓦的龙头有望不断提高市占率。

全球铸件市场集中度较高，国内铸件产能占据全球80%左右。2021年有效产能约170-180万吨，拥有15万吨以上铸件产能企业仅5家，供需偏紧。

国内领先企业包括日月股份、永冠集团、吉鑫科技、山东龙马、歌博铸造、通裕重工、一汽铸造等。

由于环保政策趋严以及铸件自身扩产周期较长，近两年国内铸件产能增速较低，仅日月（23年铸造产能达61.2万吨，另外精加工产能扩至22万吨，后续还有22万吨）、广大特材（技改20万吨铸造+15万吨精加工，22年达产）、金雷（23年新增15万吨）、宏德（IPO1.2万吨）有扩产计划。

海上风电整机 

据彭博新能源财经统计，2021年中国新增海上风电装机14.2GW，其中上海电气、明阳智能和金风科技三家供应了市场上超70%的份额，同比增长386%。

资料来源：BNEF, 东方证券

世界主流风电机组整机商海上风电大机组代表机型：

资料来源：首创证券

海 缆 

海缆是海上风电重要环节。结合海风深远海化大趋势，海缆未来存在技术和价值量持续迭代空间，且依然具备降成本空间。

海缆行业具有较高的准入壁垒，先发优势明显，竞争格局稳定。

国内具有海缆业绩的只有东方电缆、中天科技、亨通光电、汉缆股份、宝胜电缆、起帆电缆、万达电缆。

其中，东方电缆和中天科技是双寡头，CR2约70%。

500kV交流海缆电压等级高，绝缘厚，对绝缘材料、导电材料有更高的要求，目前仅东方电缆、中天科技、亨通光电具备生产能力和运行业绩；高压直流海缆方面，只有东方电缆、中天科技有运行业绩。

随着海上风电建设规模增加，风场会逐渐建在更远、更深的海域。中国目前项目的离岸距离主要在20-30km，普遍少于欧洲国家。即使是海岸线同样长的美国，新建项目的离岸距离也在增加。预计未来中国海上风电项目中深远海的占比会逐步提高。深远海化也影响了建设成本，主要增加了基础和海缆的费用。

资料来源：东吴证券

海上风电运营商 

海风产业链下游主要是海上风电的运营商。

与陆上风电相比，海上风电的运营商更加集中，运营商中大型央企占据绝大部分比重，地方能源集团利用当地的资源优势占据少部分份额。

同时具备技术优势、资金优势和资源优势的大型央企在海上风电开发中具备绝对的主导地位，而随着海上风电技术的逐步成熟，拥有当地资源优势的地方能源集团也逐步加快海上风电的开发步伐。

运营商中大型央企占据绝大部分比重，装机量居前的公司主要包括国家能源集团、华能集团、国家电投、大唐集团、中广核等。三峡能源、福能股份、中闽能源、龙源电力、广东粤电能源集团在海上风电运营成长进度加快。

和陆上风电、光伏产业一样，海上风电产业的发展是不断追求更低度电成本的过程。只有新能源的性价比提升，才能让开发商获得足够的投资回报率，推动新能源不断取代传统能源。

海上风电可开发资源更丰富，深海化、风机大型化背景下，海风增长前景或更优。结合在各沿海省份的重点规划，“十四五”期间我国海上风电装机规模或延续较快增长节奏。