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中国双碳战略目标下的风电沉浮风云录 ——跌宕起伏六十载,直冲云霄在今朝!

2021-11-30 10:58:54 mana 91


中国双碳战略目标背景
2020年9月22日,在第七十五届联合国大会期间,中国提出将提高国家自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。各国要树立创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念,抓住新一轮科技革命和产业革命的历史性机遇,推动疫情后世界经济的绿色富足,会汲取可持续发展的强大合力。
目前,中国提出的2060年之前实现碳中和的目标,远远超出了巴黎协定“2摄氏度”温控目标下,全球2065到2070年左右实现碳中和的要求,可能使全球实现碳中和的时间提前5到10年,对全球气候治理取得关键性的推动作用,具有里程碑的重要意义。
时隔一年多后,2021年11月14日,《世界能源发展报告2021》(《世界能源蓝皮书》)指出:在全球各国“碳中和”与“碳达峰”目标的背景下,全球能源结构更趋多元化,可再生能源比重持续上升,电气化进程持续推进。《bp年鉴》显示,2020年,一次能源消费和因能源使用产生的碳排放量均创造了二战以来的最大跌幅。可再生能源则继续保持强劲增长态势,风能和太阳能实现了有史以来的最大年增幅。可再生能源在发电量中的占比从10.3%增长至11.7%。煤炭发电占比则下降1.3个百分点,降至35.1%,为bp记录的数据新低。
其中,中国是可再生能源增长的最大贡献者(1.0艾焦),其次是美国(0.4艾焦)。欧洲作为一个地区整体贡献了0.7艾焦。截至2020年底,我国新能源水电装机3.7亿千瓦、风电装机2.8亿千瓦、光伏发电装机2.5亿千瓦、生物质发电装机2952万千瓦,分别连续16年、11年、6年和3年稳居全球首位。
双碳是中国率先提出的碳减排两阶段目标(简称“双碳”战略目标)。二氧化碳排放将于2030年达到峰值——二氧化碳的排放量不会增加,达到峰值后会慢慢减少;2060年实现碳中和——所有的二氧化碳排放将通过植树、节能减排来抵消。中国的能源结构也有了翻天覆地的变化。见下图:
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从电源结构看,十年来我国传统化石能源发电装机比重持续下降、新能源装机比重明显上升。2020年火电装机比重较2011年下降了15.7%,风电、太阳能发电装机比重上升了近20%,发电装机结构进一步优化。水电、风电、光伏、在建核电装机规模等多项指标保持世界第一。2021年4月,我国在领导人气候峰会上承诺,“中国将严控煤电项目,‘十四五’时期严控煤炭消费增长、‘十五五’时期逐步减少。” 2017年至2020年,全国煤炭消费占一次能源消费的比重由60.4%下降至57.5%左右,2021年计划低于56%。电力行业将加速低碳转型,中国的新能源占比逐年上升。到“十四五”末,可再生能源发电装机占我国电力总装机的比例将超过50%。
尽管中国风电发展几十年起起伏伏,但是最终成为一颗在中国新能源战略体系中冉冉升起的璀璨明星。在全球环保趋势下和中国产业政策引导及市场需求驱动的双重作用下,我国已将风电产业列为国家战略性新兴产业之一,必将为中国的绿水青山和世界气候良性发展做出巨大贡献。


风电在中国发展历程
经历了七个主要阶段
1、初级研究实验阶段(50~60年代)
该阶段主要是我国风力发电机组技术发展的摸索试验阶段,并未得到实际的开发和应用,基本上处于摸索阶段,未形成产品。但这种摸索为后来研制风力发电机组提供了宝贵的经验。
2、离网式小风电发展阶段(1960年一1985年)
这一阶段主要是从离网式小风机的研发推广开始的。这一阶段风电发展主要是解决农村无电地区的电力供应问题,当时对解决边远地区居民的基本生活用电起到了重大作用。
3、 并网风电试点和示范阶段(1985一1995年)
这一阶段的特点是我国政府开始重视对大型风电技术的开发和应用,并开始着手风电场的规划建设,使并网风电试点的数量由少到多,试点规模从小到大,试点的地域分布也逐渐扩大。从80年代中期开始,我国开始重点对中型和大型风力发电机组进行科技攻关,国家75、85设立了国产风机攻关项目,取得了初步成果。与此同时,引进国外大型风力发电机组,开始着手规划风电场的建设,进行试验示范。同时利用丹麦、德国、西班牙等政府贷款进行一些风电小项目的示范。欧洲风电大国将他们的风机放在中国市场进行试验运行,积累了大量的经验。这一时期,我国风电场的建设得到了迅速发展。
4、规模化、主要技术和配件国有化阶段(1995年——2003年)
该阶段我国政府采取了一系列的活动推动了并网风电的发展,并采取了系列激励政策和措施推动风电的规模化发展,使风电产业规模扩大、风电技术快速提升,并取得了明显的经济效益和社会效益。在前一阶段成果基础上,95年到2003年,中国各地政府相继出台了各种优惠鼓励政策,科技部通过科技攻关和国家863高科技项目促建技术的发展。经过多年实践,一批专业的风电设计、开发建设和运行管理队伍渐渐形成,我国已基本掌握大型风电机组的制造技术、主要零部件国内都能自己制造。
5、高速度增长、高质量发展的动态平衡阶段(2003年-2013年)  
2003年-2013年,国家发改委通过风电特许经营权下放5000瓦以下的风电项目审批权,要求国内风电项目国产化比例不小于70%等优惠政策扶持和鼓励国内风电制造业的发展,推动国内风电市场进入到一个高速发展阶段。2006年,中国新增装机134.7万千瓦,比以前总和翻了一倍还多,同期比2005年增加70%。
自2006年1月1日开始实施新能源法后,中国风电市场稳步发展。这10年中国风电产业经历了爆发式高速发展,又跌落低谷再转入复苏的起伏跌宕过程,从2003年底风电装机只有50万千瓦(0.5GW)发展到2013年并网容量7700万千瓦(77GW),吊装容量超过9000万千瓦(90GW),由世界排名第十上升为世界第一的风电大国,也建立了规模最大的风电产业。风电设备制造商和风电场开发商从粗放式管理,关注数量扩张向提高质量、降低风电成本、全寿命周期管理的方向转变,步入稳定持续健康成长期。
6、行业快速整合优化、头部企业引导的阶段(2014年-2021年)
目前风能发电占全国发电总量的比例不足10%,仍具备极大的发展空间。大量投资商纷纷涌入风电设备制造业,风电制造业的激烈竞争和政策补贴的变化,导致近几年风电行业不断调整和优化。2017年筑底,弃风限制和装机结构调整致使新增装机下滑,17年全国风电新增并网容量为15GW,同比下降22.12%。新增装机容量为18GW,同比下降21.74%。2018年由于政策引导,平价在即、叠加存量项目清理,项目开发建设加速;同时受限电改善及三北恢复性增长等行业环境变化、风机降价且发电性能升级、中东部建设节奏回归正轨、行业空窗期已过、市场预期平价节点临近、3年抢装等多因素影响,风电行业再次复苏,行业快速优化升级,风电经济性凸显。18年实现新增并网20.59GW,同比增长9.7%,新增吊装规模 21.14GW,同比增长7.5%。
同时,最终将迎来兼并整合时代,风电市场也会进一步向大型开发商集中,加之技术的进步和规模的明显扩大,整个行业正在步入成熟、稳定的工业化发展轨道。经过跌宕整合后,未来将出现强者恒强的局面,风电头部企业数量和排名将趋于稳定。
7、去政策化、平价上网的黄金发展阶段(2021——未来)
2021年后步入平价,长短周期无缝衔接。平价后行业需求由平价项目、通道项目、分散式及海上项目支撑。经济性、清洁性驱动风电持续渗透,从周期走向成长,行业步入黄金时代。

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我国一直在积极发展“绿色能源”,近两年在此领域投资超过2万亿元人民币。目前,中国是世界太阳能板生产的绝对领先国。此外还在积极发展水电、建设风电站。
据全球风能理事会(GWEC)测算,未来十年仅海上风能就将增加到234吉瓦,而且中国将占其中的1/5。我国能源结构的升级推动全球发电清洁化发展。风力发电作为新能源行业细分板块,市场已炒作多年,风电设备制造企业业绩一直保持持续平稳态势。根据《风电发展“十三五”规划》,2020年年底之后风力发电并网不再提供发电补贴,因此引发风电抢装潮,2019年至今各风力发电厂都在抢装风机,导致风电设备相关生产企业在满负荷生产状态下仍不能满足市场需求,风电设备相关产品及服务市场价格一路上涨,供不应求,风电设备市场目前处于抢货状态,相关上市公司也迎来历时最疯狂的一年。
2021年是竞价项目抢装,竞价项目需于2021年底前并网方可享受核准电价。抢装结束后我国风电行业即正式进入平价时代,所有新并网的陆上风电项目均为平价项目,行业将由补贴政策导向彻底转向为资源与市场导向。


风电行业的发展趋势
(一) 我国风电发展速度快、规模大,连续11年世界第一
我国风电2020年并网装机容量达7167万千瓦,新增装机连续十一年世界第一,年发电量达到4665亿千瓦时。
作为新能源主力军之一,风电在2020年持续维持高景气度。根据国家能源局正式公布数据,截至2020年底,我国电源新增装机容量为19087万千瓦,其中风电并网装机容量达7167万千瓦,占比高达37.5%,风电累计装机突破2.8亿千瓦,这是继2010年以来,我国风电年新增装机连续11年世界第一。
受风电行业补贴退坡的影响,2020年成为了风电抢装大年,尤其进入第四季度,风电企业强装进入冲刺阶段。根据国家能源局2020年12月发布的全国电力工业统计数据,2020年前11月全国新增风电并网装机2462万千瓦。在2020年12月,单元风电新增并网装机容量高达4705万千瓦,超过2018年和2019年两年新增并网装机总和。
(二)、风电技术进步速度加快、成本逐年降低,行业竞争力升级。
未来,风电项目建设成本将不断降低。根据相关数据显示,近十年陆上风电项目单位造价下降30%左右,2019年风电项目造价约为7000元/kW。“十三五”期间,风电项目造价基本呈下降趋势,但2018年下半年至2019年,受风力发电上网电价政策调整以及市场供需关系影响,风机设备价格短期内大幅上涨,导致项目整体造价上涨。
海上风电单位造价约为陆上风电的两倍,因建设条件差异,不同省份海上风电项目基础型式、施工方案等差异较大,单位造价也有所不同。
随着全行业的产品升级迭代和技术进步不断推动核心竞争力提升,过去数年间,随着经营效率和智能化水平的提升,全国风电场项目的平均造价大幅下降,风电与传统电源同台竞争的能力不断增强。贯穿风电场开发、建设、运营全过程的数字化平台和高级应用为项目成本控制、风险评估、经济性回报提供了支撑。
降低风电项目度电成本的重要途径是风机大型化,机组发电性能、可利用率、可靠性的持续提高。拥有3MW及以上机组装机的企业数量快速增长到数十家,大容量机组已经成为行业布局的重点。
(三)、“十四五”期间我国风电仍有大幅增长空间
根据国家能源局发布2021年1-9月份全国电力工业统计数据。截至9月底,我国风电装机容量约3.0亿千瓦,同比增长32.8%。1-9月份,风电新增装机1643万千瓦,同比增长336万千瓦。风电设备利用小时1640小时,同比提高91小时。预计今年底风电并网容量将达到3.3亿千瓦。中国风电装机首次突破3亿千瓦大关。
根据全球能源互联网发展合作组织发布的数据显示,“十四五”期间我国规划风电项目投产约2.9亿千瓦,2025年规划风电总装机达5.36亿千瓦(其中陆上风电装机约5亿千瓦),年均增加超过5000万千瓦。十四五期间风电开发方式仍以集中式为主。预计至2025年西部、北部地区风电新增装机1.7亿千瓦,占比有所下降,但仍高达58.8%,东中部地区新增风电装机约1.5亿千瓦。总体来看,我国十四五期间风电仍有大幅增长空间。
(四)、风电开发企业集中度较高,以大型央企为主,行业前10形成了9+1局面
我国风电在十三五期间经历补贴退坡阶段,直至2020年过渡到平价开发,风电行业的专业化水平程度也在快速提升。近年国内环保政策加强、对开发商精细化管理要求也更加严格,粗放式的开发模式和管理已无法满足当地和行业的相关标准。国内风电开发商的头部集中效应在2017年开始凸显,2016-2019年国内前10名风电开发商新增装机的份额占全市场的比例从2016年的59%逐步提升至69%。2019年国能投新增装机占比最大,达到17.7%,华能集团达到9.6%,大唐集团8.3%,国电投7.8%,中广核6.2%,华润集团4.7%。其中前十家开发企业中,除天润新能源外,其他九家均为央企。
(五)、风电整机企业兼并整合加快、集中度较高,竞争激烈。主要体现在新注册企业数量、质量和头部整机厂的竞争。
1、新注册企业:近年来,我国风能产业相关新成立企业的数量呈现大幅度攀升趋势。在2016年有899家新成立企业,但截至2020年底,我国新成立的风电相关企业有2850家,是2016年数量的3.2倍。其中,资本实力强的新注册企业越来越多,在2016年注册资本1000万以上的新成立企业数仅有210家,到2020年有605家,是2016年的2.9倍。
2、头部整机厂竞争此起彼伏:风电行业主要上市公司有金风科技 、明阳智能、吉鑫科技、运达股份、上海电气、东方电气、银星能源、龙源电力、国电电力、大唐新能源等。中国风电整机制造行业市场集中度较高,行业前三共占近一半份额。从新增装机容量来看,我国海上风电整机厂商呈现四强鼎立的竞争格局,上海电气、远景能源、金风科技和明阳智能的占比分别为26%、25%、24%和19%。随着海上风电行业的发展,行业的技术和市场门槛将得到进一步提升,核心企业将随着行业规模的扩张不断布局新产能,未来行业集中度有望继续攀升。
(六)、海上风电趋势向好,增速加快,今年将超越英国、成为世界第一大海上风电国
相较陆上风电而言,海上风电具有对环境的负面影响较少、风速更为稳定、空间广阔、允许风机机组更为大型化等优势;我国海上风电资源极为丰富,且海上风电资源多集中在东南部沿海地区,靠近人口稠密、对用电需求量巨大的沿海大中型发达城市,发展海上风电场将有效实现这部分电力的短距离消费,并在一定程度上平衡风电行业西多东紧的现象,缓解东南部沿海地区的电力紧张。预计未来几年海上风电开发力度会加大。
受海上风电并网电价政策影响,沿海地区四季度海上风电并网规模将会增长。全球风能理事会预测,今年内,中国海上风电装机总量很可能将超过英国,成为全球海上风电装机容量最大的国家。
未来海上风电的发展趋势是深水远海化,这将对风电机组的研发、制造、安装运维、相关装备制造等环节也提出更高的要求,掌握核心技术的龙头企业有一定先发和规模优势,行业集中度较高。目前,我国风电整机制造行业参与主体包括国内和国外生产厂商,主要由国内厂商占领市场。截至2019年底,我国整机厂商中累计装机容量超过600MW的有上海电气、远景能源、金风科技和明阳智能,这4家企业的海上风电机组累计装机量占海上风电总装机容量的90%,上海电气以41%的市场份额领先。
(七)如何保持风电的稳定供应成为重中之重
2021年召开的中央财经委员会第九次会议提出,构建以新能源为主体的新型电力系统。风电、光伏等新能源一定程度上“靠天吃饭”,具有波动性、间歇性等特点,未来大规模高比例接入,如何保障电力稳定供应并且实现高水平消纳利用,是业内比较关注的问题。
(八)风电行业未来管理复合化,趋于数字化、智能化
风机全生命周期的运维服务、集中监控、发电量提升、资产托管等服务型产品也蓬勃发展。随着风电行业的发展,越来越多的老旧机型给运维行业提出了新的要求和挑战,进入智能化发展阶段,智能机器人、远程监控平台、大数据挖掘诊断等技术,正被广泛运用在风电运维产品中。对于行业而言,一方面要拓展预测性维护的能力,传统的状态监测系统主要是对齿轮箱还有主轴轴承的监测,未来需要延伸到发电机、塔筒、叶片、变桨轴承等;另一方面要拓展运维行业的数字化应用能力,与上下游企业积极寻求数字化创新成长路径。
未来风电行业的人工智能化管理成为必然趋势!
说明:行数数据来源于:国家能源局、CWEA、北纵横、兴业证券等多家机构。
作者:刘新彩,北大纵横高级合伙人