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海上风电设备安装服务行业竞争格局及发展驱动因素、市场规模玩家
发布日期: 2023-04-10 19:11:30

海上风电设备安装服务行业竞争格局及发展驱动因素、市场规模玩家

1、海上风电设备安装服务下游海上风电行业发展趋势

(1)海上风电迈向深远海,为海上风电市场打开广阔成长空间

深远海海上风电具有有效工作时间长,风能资源丰富,风速稳定,不占据岸线和航道资源等优点,是有效提高风能发电效率的解决方案。目前,我国的海上风电建设主要为离岸距离 50公里以内的近海风电,但随着行业的高速发展,加之近海风电资源开发的逐渐饱和以及市场对更高发电效率的迫切需求,海上风电势必走向深远海。根据世界银行集团能运部门报告,我国海上风电潜在可供开发资源接近 3000GW,其中 50 米水深以内海风资源 1400GW,远海海风资源1582GW,远海海风资源占总海风资源比例 53%,开发空间广阔。

从规划端来看,目前多地正在积极布局深海风电示范项目,例如,2022 年 9 月份上海推出了 4.3GW+首批深远海海风示范项目;海南万宁漂浮式海上风电 1GW 试验项目一期工程正在进行可行性研究,该项示范项目一期 200MW 计划 2025 年底前建成并网,二期工程 800MW 计划 2027 年底前建成并网。另外,从已规划项目离岸距离来看,以广东海风项目为例,阳江青洲一、二、四、五、六、七项目离岸距离已经达到 50-70km,汕头南澎一、二、三海上风电项目离岸距离93.5km,汕头中澎一、二、三海风项目离岸距离 95km。随着深远海释放项目的逐步推出,未来海上风电项目平均离岸距离将进一步增加,海上风电建设空间预计进一步打开。

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(2)风机大型化趋势显著,助力海上风电建设成本下降

风机大型化是风电降本的有效路径之一。大型化的风机一方面可以减少风机制造过程单位功率原材料用量,另一方面也可以推动风电场配套建设和运维成本的下降。随着市场对海上风电降本的迫切需求,风机平均容量近年呈现持续增长态势。

根据 GWEC 的统计数据,全球风电产业将海上风电机组的平均功率从 2000 年的 1.5MW 提升至了 2020 年的 6MW,功率增长比例高达 300%,预计到 2025 年,海上风电的平均容量将达到 15-17MW。届时,对于 1GW 的海上风电项目,采用 14MW 风电机组将比采用目前世界主流的 10MW 风机机组节省超过 1 亿美元的投资,降本效果显著。

(3)海风“制”氢,提高海上风能利用率

目前,我国存在海上风电增速较快和电网建设速度较慢的情况,如海上风电机无法及时并网,就会导致风能的浪费。因此,通过风电制氢建立风储一体化系统,将海上风电机产生的电能转换为氢气进行储存成为了一个解决风电消纳问题,提升海上风能利用率的有效方案。

全球范围内已经公布的电解水制氢项目储备总规模达到 3200 万千瓦,约有一半来自于海上风电制氢。其中,德国、荷兰、丹麦等欧洲国家均已有百万千瓦级以上的海上风电制氢规划。我国的海上风电制氢行业虽尚处于发展阶段,但随着国家发改委发布的《氢能产业发展中长期规划(2021-2035 年)》中明确指出“开展可再生能源制氢示范,推进海水制氢技术研发:在风光水电资源丰富地区,开展可再生能源制氢示范,逐步扩大示范规模,探索季节性储能和电网调峰”,上海、广东、福建、浙江等多个沿海省份纷纷“入局”海风制氢领域,制定了明确发展规划,有望在不久的未来将海风制氢发展成一个重要的海上风电储能手段。

2、 海上风电设备安装服务行业竞争格局

海上风电设备安装服务行业是一个注重海洋工程准备、安装技术和安装效率的行业。海上风电运营商拟筹建海上风电场时,会选择规模较大、海洋工程装备精良、安装技术先进的大型海洋工程服务国有企业对安装任务进行承包。但近年来,由于海上风电行业的发展迅速,海上风机安装量大幅增长,大型海洋工程服务国有企业的海洋工程装备、技术人才数量已无法满足市场需求,所以大型海洋工程服务商会向海上风电安装服务商采购安装服务来确保工程进度。因此,我国现在的海上风电安装服务行业现已形成了大型国有企业承包、海上风电安装服务商并存的市场格局。

海上风电安装服务商主要由中小规模的民营企业组成,大多数企业拥有的海洋工程装备性能、技术先进程度较弱,只能为有限的近海风电项目提供安装服务。第三方服务商中,仅有少数几家企业具有功能完整的海上风电安装服务船队以及较为丰富的海上风电技术人才储备,能够为大型的海上风电场建设项目提供安装服务支持。

未来,随着海上风电趋势逐渐远海化,市场会对海洋工程装备以及安装技术提出更高的要求。在这个阶段,海洋工程装备精良、安装技术先进、技术人才储备充沛的大型承包商以及少数几家规模较大的海上风电安装服务商会占据市场的绝大部分份额。相反,规模较小的海上风电安装服务商,会受限于资金投入规模较小、安装技术迭代慢、技术人才储备不足等因素,逐渐淡出市场。

3、影响行业发展的有利因素

(1)海上风电行业蓬勃发展,下游行业需求稳步增长

1)国家产业政策支持海上风电行业发展

在我国力争达成“碳中和”和“碳达峰”的大背景下,能源结构转型升级势在必行,对于清洁能源的需求日益增加,而海上风电则是清洁能源中的重要品类。国家能源局 2016 年出台的《风电发展“十三五”规划》提出,要积极稳妥地推进海上风电建设。到 2020 年,全国海上风电开工建设规模达到10GW,力争累计并网容量达到5GW以上,该目标已提前实现。2019年5月,国家发改委印发了《关于完善风电上网电价政策的通知》,明确了加快执行海上风电价格退坡的相关规定。2020 年 1 月,财政部、发改委及国家能源局联合发布《关于促进非水可再生能源发电健康发展的若干意见》,明确新增海上风电项目不再纳入中央财政补贴范围等政策。受上述政策影响,2020 年和 2021 年已核准的海上风电项目将迎来大面积抢装的局面,海上风电建设将迎来爆发期。沿海各省的十四五规划中对海上风电也都给予了重视,如江苏省在十四五规划意见稿中表示“到 2025 年底,全省海上风电并网装机规模达到 1,400 万千瓦,力争突破 1,500 万千瓦。”;广东省也在《广东省培育新能源战略性新兴产业集群行动计划(2021-2025 年)》中提出“到 2025 海风装机总量达到 1,500 万千瓦”。国内新能源行业的发展多历经以补贴政策为主导到市场竞争推动的发展路线,长期看海上风电行业补贴退坡直至平价上网是未来的发展趋势,但随着海上风电技术的不断进步,海上风电开发成本会进一步降低,我国海上风电会取得更快的发展,对海上风电设备安装服务行业发展有很大的推动作用。

2)国家能源结构持续优化,风能资源禀赋优势

我国正处于经济发展转型升级的关键时期,对能源的需求特别是清洁能源的需求非常大,各行各业对能源的需求不断增加,传统化石能源无法满足日渐增加的能源需求。此外,由于我国环境问题依然较为严峻,政府从严治污,市场对环保的新能源发电需求将越来越大。

风力发电是可再生能源领域中技术最成熟、最具规模开发条件和商业化发展前景的发电方式之一。在现有风电技术条件下,我国风能资源(陆地和海上)足够支撑 10 亿千瓦以上风电装机,风力发电将是未来能源和电力结构中的一个重要组成部分。

我国海上风能资源丰富,根据发改委能源研究所发布的《中国风电发展路线图 2050》报告,中国水深 5-50m 海域,100m 高度的海上风能资源开放量为 500GW,总面积为 39.4 万平方千米。中国海上风电行业发展空间巨大,为海上风电设备安装服务行业提供了市场空间。

(2)国家政策支持行业不断升级更新

建设海洋强国,是中国特色社会主义事业的重要组成部分,“海洋强国”战略是指将中国打造成在开发海洋、利用海洋、保护海洋、管控海洋方面拥有强大综合实力的国家。2017年10月,我国明确要求“坚持陆海统筹,加快建设海洋强国”,为我国“海洋强国”战略提供了根本遵循。

2018 年 6 月 12 日,我国强调“发展海洋经济、海洋科研是推动我们强国战略很重要的一个方面,一定要抓好。关键的技术要靠我们自主来研发,海洋经济的发展前途无量”,为我国“海洋强国”战略提出了明确的规划。我国于2015 年 5 月印发的旨在部署全面推进实施制造强国的战略文件《中国制造 2025》中明确指出,要大力发展深海探测、资源开发利用、海上作业保障装备及其关键系统和专用设备,推动深海空间站、大型浮式结构物的开发和工程化,形成海洋工程装备综合试验、检测与鉴定能力,提高海洋开发利用水平;发改委于 2017 年 11 月印发的《增强制造业核心竞争力三年行动计划(2018-2020 年)》中也明确指出要发展海洋资源开发先进装备,突破海洋新能源开发装备自主设计建造瓶颈,加快示范应用和产业化,建立新型海洋资源开发装备体系。在我国海洋强国战略的政策支持下,海上风电设备安装服务作为重要的组成部分将得以快速发展,助力海洋工程行业。

(3)我国工业发达且门类齐全,是行业的重要依托

根据工业和信息化部提供的数据,我国自 2019 年起工业经济规模已跃居全球首位。我国是全世界唯一拥有联合国产业分类中所列全部工业门类的国家,包括 41 个工业大类、207 个工业中类和 666 个工业小类。2018 年我国钢产量超 9 亿吨,较 1049 年增长 5799 倍,占全球产量一半。2022年,黑色金属冶炼和压延加工业增加值增长1.2%,全国粗钢产量101795.9万吨,同比下降1.7%;钢材产量134033.5万吨,同比增长0.3%。我国门类齐全、独立完整的现代工业体系为海洋工程船舶制造以及技术迭代提供了重要支撑,有利于海上风电设备安装服务行业的快速发展。

4、影响行业发展的不利因素

(1)行业基础工作薄弱,海上风能资源数据欠缺

在海上风电大规模建设的初期,进行海上风能资源评价工作显得尤为重要。世界上先进的海上风电国家对于海上风能资源数据的搜集和整理都十分重视,目的是为上海风电场建设提供基础数据支撑与保障。我国的海上风能资源评估尚处于初级阶段,未全面展开海洋水文调查、海底地质勘探等基础工作,导致了现有数据不够精细,很难支撑海上风电的全面持续开发。

(2)专业人才稀缺

海洋工程行业综合了海洋工程学、材料科学、自动控制等多种学科及技术,对设备研发调试、材料选取及布局设置等要求较高。此外,海洋工程均为离岸施工,工作场地远离陆地,有海洋环境和天气因素影响较大,可有效施工时间较短等特点,因此,技术人员和施工人员在施工设备的选择、窗口期的确认、制定施工工艺上必须具备充分的判断力。同时,该行业需要有多学科复合背景的高水平专业技术人才进行设备上的持续研发创新。上述成就的达成均离不开充足的海上工程施工经验。我国海上风电行业起步发展历史较短,符合上述条件的专业人才储备较少,且培养周期较长,故专业人才稀缺对行业的快速发展产生了一定的不利影响。

(3)资金投入量大且建设周期较长

对于海上风电设备安装服务而言,大型海工装备至关重要,只有拥有相应的高端海工装备,大型海洋工程方能顺利执行。然而大型海工装备存在不可避免的造价高昂问题,例如大型风电安装船的平均建造价格在数亿元至十几亿元人民币不等,额外还有设备安装费用、运输费用等一系列费用的产生,需要船东大量的资金投入。大型海工装备资金需求量高企,限制了专业服务商新增或研发升级其海工装备的进展速度,对行业的发展产生了不利影响。

5、行业壁垒

(1)海洋工程装备壁垒

风电安装船是海上风电机组安装服务中尤为关键的一环,其性能参数往往决定了安装服务商承接项目的能力。风电安装船的先进程度可以由最大起升高度、吊重、作业水深等方面进行衡量。最大起升高度、吊重参数决定了风电安装船安装风机功率的大小,例如一艘最大吊高为170 米,吊重为 1200 吨的风电安装船可以适用于 20MW 大功率风机的吊装工作,而一艘最大吊高为 150 米,吊重为 600 吨的风电安装船只能适配于 12M 以下的风机安装;作业水深参数决定了风电安装船可作业水域的深度,具有 50 米及以上作业水深的海上风电安装船才可适配目前海上风电迈向深远海的发展趋势。因此,拥有先进风电安装船的海上风电安装服务商包揽国内主要大型海上风电场的建设,占据了市场大部分的份额。然而,目前高端的风电安装船数量较少且船舶建造时间较长,市场新进入者往往缺乏获取途径,从而导致其海上作业受限,较难获取海洋工程项目。因此本行业具有较高的海洋工程装备壁垒。

(2)人才壁垒

海上风电安装服务的定位准备工作、塔筒风机吊装服务以及调试验收工作涉及的步骤繁琐,对海上风电技术人员的素质要求非常高。同时,实时海洋环境的判断也是影响海上风电建设效率的关键因素之一,技术人员需要根据经验判断海况并制定服务计划,最大化的利用“窗口期”时间,相关经验积累沉淀需要一个较长的过程,市场新进入者无法在短期内培养出一批具备足够经验的技术服务人员进行服务经营活动。因此,本行业具有较高的人才壁垒。

(3)资金壁垒

海上风电工程装备的购置需要大量的资金投入。设备精良的风电安装船造价高昂,此外,还有设备改造费用、运输费用等一系列费用的产生。多数市场新入者往往难以一次性完成大量的资本投入,也缺乏可靠的融资渠道,由此形成了行业资金壁垒。

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