介紹
在全球風電發展和中國“雙碳”政策的背景下，可再生清潔能源發電是我國未來發展的重點領域和主要布局點，風力發電產業已進入快車道，未來發展環境將不斷改善。 其中，深海將成為我國海上風電發展的重要組成部分，預計2024年相關政策和規劃有望逐步實施，將進一步開啟海上風電的發展空間。
industry
information行業基本資訊
風力發電是一種清潔能源技術，風力發電的原理是利用風力帶動風力發電機葉片旋轉，然後通過增速裝置帶動發電機發電，將風能轉化為機械能，再轉化為電能。 風力發電機組（風力發電機組）由葉片、齒輪箱、電機、軸承、風塔、機艙蓋、控制系統等部件組成，根據目前的風車技術，它可以以每秒約三公尺（微風的程度）的微風速度開始發電。 風力發電可分為陸上風力發電和海上風力發電。
我國風電主要經歷了五個階段
1986-2002年
在示範和產業化的初期階段，我國風電場的建設始於1986年，當時馬蘭風電場在山東省榮城市併網，標誌著中國奉甸的開始。 近十年來，我國風電建設經歷了初步示範和產業化建立階段，裝機容量增長緩慢。
2003-2010年
政策帶動行業快速上行，模式跨越式公升級。 現階段，我國風電新增裝機量激增，年均復合增長率為1121%。2003年以來，隨著《風電特許權專案前期工作管理辦法》的出台和《風電特許權工程》的啟動，風電場建設進入規模化、國產化階段，裝機容量快速增長。
2011-2012年
行業調整與洗牌——“優勝劣汰”。 此前，風電行業發展過快，導致電網建設滯後風電建設，國內風電機組質量安全問題頻發。
2013-2015年
寒冬過後，經濟復甦正在回公升。 調整改組後，我國風電行業過熱勢頭基本得到遏制，2013-2015年風電新增裝機容量復合增長率為383%的發展模式已基本實現從注重規模、速度、安裝到注重效率、質量、電力的轉變。
2016年至今
受2015年透支影響，2016-2017年行業新增裝機量放緩，棄風棄風現象再度加劇。 此時，國內對風電行業的政策支援力度加大，2017年風電棄風電開始緩解，電力市場改革為新能源增長開闢了新的空間。
通過回顧我國風電裝機週期的變化，整合不同階段影響裝機容量的主要因素，可以看出國家政策補貼和並網消費水平是影響風電裝機容量的兩大核心因素。
風力發電裝置示意圖。
風力發電裝置的種類
水平軸風力發電機組
對於風力發電，多採用公升力式水平軸風力渦輪機。 大多數水平軸風力渦輪機都有乙個隨著風向變化而旋轉的對位點。
垂直軸風力渦輪機
風力發電機組的旋轉軸垂直於地面或氣流的方向，垂直軸風力發電機組在風向變化時不需要面對風，這是相對於水平軸風力發電機組的一大優勢，不僅簡化了結構設計，而且減少了風輪逆風陀螺力。 主要分為阻力式和公升力式。 阻力型垂直軸風力發電機組主要以流經葉片的空氣產生的阻力為驅動力，而公升力式則以流經葉片的空氣產生的公升力為驅動力。 由於葉片旋轉過程中阻力隨著轉速的增加而急劇減小，而公升力增加，因此公升力型垂直軸風力發電機組的效率遠高於阻力型風力發電機組。
徑流兩輪效應風輪
它是一種新型的風力發電裝置，其核心技術是利用風力發電機組上道之間的徑流兩輪效應來提高發電效率。 傳統的風力發電裝置只有乙個水平流道，當風向發生變化時，流道會受到側風的影響，從而影響發電效率。 徑流兩輪效應風輪在水平流道的上下部分增加垂直流道，通過風的分流減少側風對流道的影響，從而提高發電效率。 該裝置的優點還包括：可利用低速風力發電，噪音低，對環境影響小。 因此，徑流兩輪效應風力發電機組被認為是未來風力發電的重要發展方向。
風電核心部件現狀
風力發電機組主要由葉輪、機艙和塔架三部分組成。 其中，葉輪負責將風能轉化為機械能，然後通過發電機將其轉化為電能，風力發電機葉片的大小和形狀直接決定了能量轉換效率，也直接決定了機組的功率和效能，這是風力發電機的“靈魂”， 佔風力渦輪機成本的22%。
風力發電機葉片是風力發電機組將自然風能轉化為風力發電機組電能的核心部件，也是衡量風力發電機組設計和技術水平的主要依據。 隨著風電產業發展的加快，風力發電機組容量不斷增長，對風電葉片的體積、長度和質量要求越來越高，葉片生產的實際操作難度、生產過程控制、葉片維護等方面日益增加，風電葉片行業對技術和工藝創新的需求不斷增長。
如圖所示，傳統風力發電機葉片的主要結構包括01迎風殼、02背風殼和03腹板（前緣和後緣腹板）。 其中，迎風側和背風側為夾層結構，由04內外蒙皮、05芯材、06主梁、後緣梁（圖中未示）和粘結角（圖中未示）組成。
風力發電機葉片產業鏈
從上到下，風力發電機葉片產業鏈可分為上游原材料、中游葉片和下游風力發電。
風力發電機葉片生產技術
目前，葉片生產的主流技術工藝路線有真空灌注成型工藝、預浸料鋪設工藝、拉擠工藝等。
真空灌注成型工藝
真空灌注成型工藝是將纖維增強材料直接鋪設在模具上，在纖維增強材料上鋪設剝離層，剝離層通常是一層薄薄的低孔隙率、低滲透率的纖維織物，剝離層鋪設高滲透介質，然後用真空膜覆蓋和密封。 模具用薄膜塗層密封，真空幫浦幫浦送至負壓狀態。 離型布是一層易於剝離的低孔隙率纖維織物，導向布是高滲透性的介質，導管分布在導布的頂部。 樹脂通過軟管進入整個系統，引導樹脂流的主要方向通過導管，導布將樹脂分布到鋪層的每個角落，固化後剝離離型布，從而獲得高密度、低含膠量的鋪層結構。
預浸料鋪設工藝
預浸料法以所用的預浸料增強材料命名。 在此過程中，部分固化的樹脂和增強材料被放置在乙個模具中並進行熱固化。 為了避免富含樹脂的區域並消除儲氣空隙，需要從預浸料中溢位足夠的樹脂，而當今市場上市售的預浸料通常需要更高的固化溫度（90 110）。 使用預浸料的主要優點是纖維增強材料在生產過程中對齊良好，因此可以製造出纖維缺陷低、效能優異的零件。
拉擠工藝
拉擠工藝一般用於生產具有一定截面的連續成型品。 在這種連續成型過程中，增強材料通過樹脂浸漬槽固化。 拉擠產品纖維含量高，質量穩定，適合批量生產，因為它們是連續成型的，易於自動化。
纖維纏繞工藝
拉擠工藝一般用於生產具有一定截面的連續成型品。 在這種連續成型過程中，增強材料通過樹脂浸漬槽固化。 拉擠產品纖維含量高，質量穩定，適合批量生產，因為它們是連續成型的，易於自動化。
樹脂傳遞模塑（RTM）。
樹脂傳遞模塑工藝是一種半機械化的復合成型工藝，工人只需將設計的幹纖維預製件放入模具中並合模，後續工序完全完成並由模具和注射系統保證，沒有任何樹脂暴露，因此對工人的技術和環境要求遠低於手糊工藝，可以有效控制產品質量。 RTM工藝採用閉模成型工藝，特別適用於整個風力發電機葉片一次成型（纖維、夾芯和接頭可以在乙個模腔中共成型），無需二次粘接。
壓縮成型工藝
首先將增強材料和樹脂放入雙翻板模具中，然後將模具封閉、加熱和加壓，然後放模進行後固化。 該工藝的優點是纖維含量高，孔隙率低，迴圈時間短，尺寸公差精確，表面光潔度好。
手糊工藝
手糊是生產複合材料風力發電機組轉子葉片的傳統工藝。 在手工鋪層工藝中，將纖維基材鋪設在單個模具中，然後用滾筒或刷子塗上玻璃布和樹脂，在室溫下固化，然後從模具中脫模。 鋪層法可用於以低成本製造大型複雜形狀的產品。 因為它不必受到熱量和壓力的影響。 簡單的裝置和工裝就足夠了，成本低於其他可行的解決方案。
development
status行業現狀
隨著“十四五”規劃和碳達峰、碳中和政策的出台，可再生能源和清潔能源發電已成為我國未來發展的重點領域和主要布局點。 在國家政策層面，我們將繼續推進配套建設。 國家在“十四五”規劃中明確，到2030年風能和太陽能發電量將達到12億千瓦以上。 在空間布局上，要加快以沙漠、戈壁、荒漠區為重點的大規模風電建設，同時穩步推進海上風電基地建設。
中國能源市場發展迅速
該國的能源消費量保持了較快的增長。 資料顯示，2022年，中國GDP將超過120萬億元。 各行業經濟規模的快速發展，帶動了我國能源市場總消費量保持較快增長。
據國家統計局統計，2022年，我國能源消費總量將達到541億噸標準煤，同比增長324%；中海油能源經濟研究所2023年12月10日發布報告，預測今年我國能源消費總量可達56%標準煤7億噸，同比增長約47%。同時，清潔能源佔能源消費總量的比重不斷提公升，可再生能源將成為2023年保電的新力軍，首機連續突破13億和14億大關，達到14臺5億千瓦，佔全國發電量的50%以上，歷來超過火電裝機容量。 因此，我國能源市場的發展特點為風電行業提供了良好的環境。
全球風電市場正在經歷快速增長
據全球風能理事會（GWEC）**預測，全球風電裝機容量將迎來快速增長，預計到2027年年裝機量將達到157GW。 未來幾年海豐裝機容量也將快速增長，預計2023-2025年裝機容量將達到GW，其中2024年依賴中國市場，2025年依賴歐洲市場。 從2026年開始，歐洲海風裝機容量將達到10GW水平，2029年將達到20GW水平。 此外，從2025年開始，亞太地區（中國除外）海風裝機容量也將增加，海外市場有望為國內海風行業貢獻顯著的訂單增量。
近年來，在全球“雙碳”政策背景下，風電成為全球經濟能源轉型的重要新方向，除光伏外，完成“十四五”規劃各省目標，對應2024-2025年海風併網需求達到30GW，目前存量海風專案加快審批和建設步伐， 預計2024年海風建設規模將達到15GW，年內併網規模將達到10GW+。此外，2023年，國家能源局表示將發布《深海海上風電開發建設管理辦法》，制定國家深海海上風電規劃，將成為海上風電發展的重要組成部分，預計2024年相關政策規劃有望逐步落地，進一步開啟海上風電發展空間。
中國通過加大風電技術研發投入，提高技術水平和生產能力，已成為全球風電製造大國。 截至2022年底，累計裝機容量已突破18萬台，容量超過39億千瓦，同比增長141%；其中，陸上累計裝機容量為36億千瓦，佔累計總裝機容量的92%3%，海上累計裝機容量為3051萬千瓦，佔77%。
2023年12月20日，國家能源局發布1-11月全國電力行業統計資料，截至11月底，全國風電累計裝機容量約為41億千瓦，同比增長176%，增加4139萬千瓦。 同時，風電裝置累計利用2029小時，比上年同期增加21小時，風電專案投資達到2020億元，同比增長33小時7%。在全球風電發展和中國“雙碳”政策的背景下，未來中國風電市場將繼續保持增長態勢。
development
趨勢 行業發展趨勢
中國風電行業未來發展的主要趨勢體現在以下幾點：
1、海上風電快速發展
中國擁有豐富的海上風能資源，特別是在東海和南海。 未來，海上風電將成為風力發電的主要增長領域。 鼓勵發展海上風電專案，投資海上風電基礎設施。
二、裝機容量持續提公升
隨著技術的不斷進步和市場需求的增加，我國風電裝機容量將持續增加。 已經設定了各種目標，例如“十四五”規劃中的可再生能源目標，這將帶動更多風電專案的建設。
3、技術創新與成本降低
風力發電技術將不斷創新，以提高效率和可靠性。 同時，生產規模的擴大和經驗的積累將有助於降低風力發電的生產成本，使其更具競爭力。
其中，技術創新是最核心、最關鍵的部分，是推動風電產業發展的重要動力，可以概括為以下四個方向：
大型風力渦輪機。 隨著風力發電機組技術的不斷改進，風力發電機組的單機容量不斷增加，從而降低了單位電力成本和風電場的占地面積。 目前，世界上最大的風力渦輪機是通用電氣（GE）的Haliade-X13MW，該渦輪機已在荷蘭進行了測試，並將用於英國的Dogray海上風電專案。 此外，西門子、明陽、維斯塔斯等風力發電機企業也紛紛推出10MW以上的大型風電機組，有望在未來幾年內進入商業應用。
風扇是智慧型的。 隨著數位化、物聯網、人工智慧等技術的發展，風電機組的智慧型化水平不斷提高，從而提高了風電機組的效能和可靠性，降低了運維成本和風險。 目前，風電機組的智慧型化主要體現在以下幾個方面：風電機組的遠端監測和控制，通過感測器、通訊網路和雲平台對風電機組進行實時資料採集、分析和調整; 風電機組自適應控制，通過機器學習和優化演算法實現風電機組的自動調整，以適應風電場的複雜環境; 風力發電機的最佳維護是通過大資料和人工智慧實現風力發電機組的故障和預防，從而延長風機壽命，減少維護頻率。
風力發電機組技術路線的多樣化。 風力發電機組的技術路線主要分為直接驅動和半直接驅動兩種。 直驅風機是指風機的葉輪直接與發電機相連，無需齒輪箱，減輕了風機的重量和噪音，提高了風機的效率和可靠性。 半直驅風機是指通過一級齒輪箱與發電機相連的風機的葉輪，與傳統的多級齒輪箱相比，半直驅風機的齒輪箱體積更小、重量更輕、更易於維護。 目前，全球風機市場的技術路線呈現多樣化的趨勢，不同的風機企業根據自身的技術優勢和市場需求選擇不同的技術路線。 例如，維斯塔斯和GE主要採用直驅技術，明陽智慧型和西門子主要採用半直驅技術，金風科技既有直驅又有半直驅技術路線。
風扇的創新設計。 除了風機的規模、智慧型和技術路線外，風機的創新設計也是提高風機效能的重要手段。 例如，雙轉子風機是將兩個相反旋轉的風輪安裝在同一軸上的一種風機，可以有效降低風機的尾流損失，提高風機的功率係數和效率。 目前，雙轉子風機仍處於研發階段，但已引起風力發電機企業和研究機構的關注。 例如，明陽開發了一台10MW雙轉子海上風力發電機組，將用於中國的漂浮式海上風電專案。
四、國際市場拓展
中國風電企業將繼續積極參與國際市場競爭，出口風力發電裝置，參與全球風電專案。 中國的技術裝備已經在國際市場上取得了成功，這將為中國風電行業提供增長機會。
key
enterprise競爭格局分析
金風科技
金風科技是國內最早進入風力發電裝備製造領域的企業之一，經過20多年的發展，已逐步成長為國內領先、全球領先的風電整體解決方案提供商。 公司擁有自主智財權的風力發電機組代表了全球風力發電領域最具前途的技術路線。 金風科技連續12年國內風電市場占有率第一，2022年全球風電市場排名第一，多年保持行業領先地位。 金風科技生產的風力發電機組發電效率高，轉速範圍寬，機艙結構設計易於維護，運輸靈活，併網效能好，可用性高。 公司在國內外擁有八大研發中心，擁有3000多名具有豐富行業經驗的研發技術人員。 2023年前三季度，公司實現營業收入293元2億元，歸屬於上市公司股東的淨利潤為126億元。
針對國內陸上市場，基於GWH11平台的產品開發經驗，金風科技已經完成了GWHv12平台14款機型的開發並全部上線，覆蓋了中國陸上中低風速和中高速風速兩大細分市場。 其中，高風速GWh182-72MW樣機已並網，我國低風速最大葉輪直徑為GWH204-67MW原型機已經吊裝並並網。 GWHv12系列平台機型已進入量產階段，成為金風科技的主要交付機型。 為應對日趨激烈的市場競爭和高速“沙格黃”的市場需求，金風科技在GWHv17平台上啟動了一系列車型的開發。
面向國內海上南方市場，金風科技已完成GWHv20平台5款機型的開發，其中GWH252-16是金風科技與中國長江三峽集團公司合作承擔的國家重大科研專案0MW樣機已吊裝併網，是全球吊裝機型中單體容量最大、葉輪直徑最大的機組。 隨著主軸軸承的國產化，風機的核心部件GWH252-160MW關鍵部件國產化率達到100%，整機國產化率達到98%。 為應對國內海上北方市場場地面積減少等新需求，金風科技完成了GWH230-9、GWH21平台的開發0MW機型重新整理了國內海上北方市場單機容量和葉輪直徑最大記錄。
截至2023年上半年，金風科技在國內外新增自營風電場併網裝機容量585臺24MW，轉讓股權併網容量為74122MW，全球累計併網裝機容量6,92240MW，風電場累計容量為3,20274mw。
金風科技採用的直驅永磁技術具有穩定性、可靠性、執行維護成本低等競爭優勢。 金風科技擁有完善的產品供應能力和技術儲備，以滿足未來市場需求的變化5MW，2S平台，2陸上和海上產品線包括5S、3S、6S和8MW。 金風科技的研發投入覆蓋風電場全生命週期，為風電場的產業化和創新提供了重要支撐。 擁有直驅永磁技術專利。 它與研發方面最好的企業合作，部分零件委託給第一家企業進行加工。 金風科技負責整體組裝，因此沒有產能限制。
韻達股份
韻達股份主營業務為大型風電機組的研發、生產和銷售，新能源電站的投資運營，積極培育智慧服務業務，拓展儲能、新能源工程EPC總承包、並網側產品與服務、新能源數碼產品、 以及綜合能源服務。公司現有產品主要為陸上、海上風電機組、新能源電站發電、智慧服務、儲能及新能源工程總承包服務（EPC），聚焦新能源、智慧型電網和綜合能源發展，以技術創新為驅動，提供全生命週期整體解決方案。 2023年前三季度，公司實現營業收入112元3億元，歸屬於上市公司股東的淨利潤為25億元。
對於主力車型，韻達股份通過零部件的模組化、標準化、國產化，從整機層面實現成本降低和優化，打造“精品平台”; 同時，在主要機型的基礎上，針對沙格黃超低風速地區、高風速地區、海外市場等不同應用場景開發一系列風機，提公升產品競爭力。
2023年上半年，共完成6架在岸成套飛機產品開發xmw、7.xmw、8.XMW等平台上的新產品開發速度加快。 其中，6地形複雜的XMW級風力發電機組被認定為2022年“浙江製造精品”; 新一代 9 簡介XMW平台系列產品在可運輸性、沙塵暴、智慧型尾流協同控制等方面進行了多項創新設計，有效保證了風電機組的可運輸性、高可靠性和高發電量，更好地適應了“沙格黃”風電基地的建設。 四台機組均獲得全球知名認證檢測機構ULSOLUTIONS頒發的型式認可證書，這意味著韻達股份一系列機組的設計符合國際標準要求，助力公司深度拓展海外市場：全球首個13MW陸上風電機組試驗平台已在韻達烏蘭察布智慧型產業園落成， 為風電機組的研發、設計和效能評估提供了可控的試驗環境，有助於提高運達大型陸上風電產品的質量和可靠性。提公升大型中壓雙饋機型在陸上風電市場的技術競爭力。
在關鍵部件自研方面，成功突破了海陸15臺25兆瓦風電機組帶來的變殼控制系統應用難題，研發出了通用母線多驅動變槳控制系統產品，為海上風電發展鋪平了新路; 自主研發的風電變流器已通過各項測試，符合國家標準和中國電力科學研究院技術要求，即將開始小批量生產，解決風電行業關鍵核心瓶頸問題，完成國產主控制器的研製，提公升韻達風電機組在效能質量方面的競爭力， 綜合成本，鏈條安全;開展齒輪箱、發電機的自主研發，深入掌握關鍵部件在材料應用、結構設計、分析等方面的技術能力，在降低重點部門成本的同時，提高部件的可靠性和運維水平。
天氣對風能有利
天順風能自2005年成立以來，始終堅持在風電領域深耕，一方面不斷鞏固其在風塔細分領域的全球領先地位，另一方面積極開展風電產業鏈相關多元化業務布局， 逐步加大對新能源儲能和氫能的研究投入，形成新能源製造、發電、應用全產業鏈閉環，持續為“雙碳”減排和企業社會責任貢獻力量。天順風能主要從事風塔及零部件的生產與銷售，風力發電機葉片和模具的生產與銷售，風電海上工程及相關產品的生產與銷售，以及風電場專案的開發、投資、建設和運營。 2023年前三季度，公司實現營業收入64元1億元，歸屬於上市公司股東的淨利潤為72億元。
同時，通過多年對海上風電行業的研究，產品選型不再涉及競爭日益激烈的海上鐵塔，而是將碼頭、港灣盆地、相鄰土地等資源稀缺帶來的壁壘和相對較高的進入壁壘選為水下基礎和浮台。 由於歐洲和中國適合海上風電超大型結構件（包括水下基礎和浮動平台）的碼頭、港口盆地和鄰近土地稀缺，預計未來幾年這種製造工藝將保持緊張。 由於近岸水域地質條件的差異，各地區適用的近海地基也不同。 天順風能的海上產品涉及單管樁、導管架、增壓站等多個品類，對應當地差異化需求，產線規劃考慮了深海產品的應用。 2023年5月，天順風能完成對江蘇長豐的收購，已形成年產40萬噸的海上生產能力。 江蘇長豐擁有三座工廠，分別是江蘇鹽城瀋陽20萬噸單管樁生產能力、江蘇通州灣20萬噸夾套生產能力、廣東汕尾20萬噸夾套配送能力（尚未全面投產）。 2023年初，公司分別與揭陽惠來縣、陽江高新區簽署合作意向; 8月，公司與漳州開發區簽署重型海洋裝備專案戰略合作協議，進一步加強海洋布局。 目前，公司在建產能包括德國海洋工程基地、通州灣二期、鹽城二期、揭陽、陽江，漳州基地也在前期規劃和準備中。 江蘇、浙江、福建、廣東、廣西、海南等沿海省份“十四五”和“十五五”期間海風風規劃量空間巨大，產能需求旺盛。
industry
pattern行業建議
加快電網公升級擴容，提高電網接入能力和靈活性; 推動跨區域、跨國電力互聯發展，實現風電、風電的優化配置和均衡消納; 發展多元化的電力需求和市場機制，增加風電和風電的消費渠道和激勵措施; 推動風電、儲能、氫能等技術融合，提高風電排程和儲能水平。
加快風電機組的技術進步和創新，提高風電機組的效能和可靠性，降低風電機組的製造和維護成本; 促進風電場規模化和集約化，提高風電場效率和利用率，降低風電場建設和運營成本; 發展風電和風電融資渠道和模式，降低風電融資成本和風險; 完善風電政策扶持和補貼機制，提高風電和風電收入水平和穩定性。
2月，動態激勵計畫加強風電環境影響評價監測，減少風電和風電的負面影響，提高風電和風電的環境友好性; 加強風電的社會溝通和參與，增加社會對風電和風電的支援和共識，提高風電的社會合法性; 強化風電的社會效益和公益性，增加風電和風電的社會價值和貢獻，提高風電和風電的社會影響力。