近两个月海上风电政策利好频出，先是11月16日水规院规划总体布局将围绕山东半岛、长三角、闽南、粤东、北部湾五个千万千瓦级海上风电基地，共布局41个海上风电集群，总容量约290GW（截至2021年10月，我国风电累计装机容量才301GW）。再到12月27日，国家发改委下发关于《江苏沿海地区发展规划（2021-2025年）》的通知，各省纷纷加快推进速度，标志着海风平价进程即将加速。华尔街见闻·见智研究给大家深度梳理一下海上风电这条产业链，以及对不同环节进行一个剖析。
风电发展情况，未来市场空间如何？
我国风电行业真正起步是在2005年，截至2005年我国风电装机规模才1.25GW，风力发电量占整个全社会用电量不到0.1%。那时国内只有几家风电制造商，且只能生产600KW以下的风电装备，超过750KW以上的风机都要进口，同时关键零部件对进口的依赖程度更加严重。
伴随2006年《可再生能源法》的推出，才正式开启了风电产业加速时代，截至2010年我国风电累计装机规模已经达到了44.73GW，成为了全球第一，同时国产机组也基本全面实现了国产化。但由于发展过快，也会遗留下安全问题等隐患，所以在行业整顿了2年后，2013年后迈向了稳步发展的步伐。
2015 年发改委发布公告，宣布风电上网电价由2016年起下调，进而引发了当年的“抢装潮”当年新增并网容量高达33GW。2016年后陆上风电补贴持续退坡，所以2020年又迎来了一波抢装，“抢装潮”期间陆上风电共计实现新增并网容量68.6GW，创下历史新高。直到2021年陆风平价时代才正式来临。
相比于陆上风电，我国海上风电的发展实则是从2009年开始的，2009年国家能源局印发了《海上风电场工程规划工作大纲》海风时代正式开启，2014年政策大力扶持，采用标杆电价的政策，补贴电价高达0.85元/KWh；随后2019年由标杆电价改为竞价（也就是通过竞争方式配置和确定上网电价），补贴电价下调至0.75-0.8元/KWh之间，而2022年后新增并网海上风电项目将不再享受国家补贴，并全面进入平价时代。所以从目前看今年陆风已经进入了平价时代，明年海风便也拉开了平价时代的序幕，而近期各省政策的陆续推出也标志着海风平价即将加速。
为什么要持续推进海上风电？首先，因为我国陆上风电经过多年发展已经比较成熟了，同时能够开发的土地资源和风能资源也日渐稀少了，同时陆上风电也有局限性，比如就近消纳能力不足，远距离输送通道容量有限，弃风严重等。而海上风电有诸多优点，比如资源丰富、运行效率高，输电距离短，就地消纳，且适宜大规模开发等。
海上风电的开发区域由近及远可分为潮间带、潮下带滩涂、近海以及远海，一般认为水深大于50米的是深海风电，场区中心离岸距离大于70千米为远海风电。近年来海上风电的快速发展使得近海资源基本趋于饱和，而深远海风速更高，开发潜力更大，今年是我国浮式海上风电发展元年，也标志着我国海上风电正式进入深远海域的探索阶段，近期政策的利好频出，也是交叉验证加快推进深远海建设这一事实。
市场空间方面，根据国际可再生能源署（IRENA）的预测，全球要想达到本世纪下半叶将全球温升较工业化之前控制在1.5摄氏度以内，需要更为激进的海上风电发展目标，全球2050年海上风电累计装机要达到2002GW，而2020年全球海上风电新增装机仅不到7GW，2020年全球累计装机34GW，上升空间十分巨大。而我国海上风电2020年新增吊装容量是4GW，累计吊装容量11GW，在2022年平价来临之前，2021年有望出现抢装。而且从近期的发展看，现在海风市场非常火热，各省为了大力发展海风，纷纷对“十四五”的海风目标进行规划，粗略估计“十四五”期装机规模有望达到45-50GW。无论短期和中长期看，海上风电的成长性均极好。
图：全球海上风电中长期累计装机预测（积极情景，GW）
资料来源：IRENA，Wind Europe，国信证券
图：主要省份海上风电预计装机情况
资料来源：能源局，发改委，国信证券
风机大型化持续推进，海风降本有望持续
无论是风电、光伏、还是新能源车赛道，都有一个共同的规律：就是这三个行业开始都是政策驱动的，但伴随补贴退坡后，行业更加市场化，所以降本增效将是永恒的主旋律，一切技术进步手段最终结果导向都是为了达到更低的成本和更高的效能。
海上风电虽然优点多多，但是缺点一是技术难度大，二是成本高，这两点都是我们未来发展海风，尤其是深远海所面临的困难。海上风电简单来说，主要由“风机+塔筒+风机基础（水上+水下）”构成。
海上风电全生命周期可分为前期开发、开工准备、工程建设、运行维护及到期拆除五大阶段。比起陆上风电而言，海上风电施工、安装、运输等要更困难，所以成本也更高，工期也更长。
图：海上风电主体工程介绍
资料来源:GWEC、IRENA，国信证券
海上风电的降本路径主要在风电机组、基础、吊装和电气设备环节。整机厂将通过开发全新平价机组，现有机组设计优化升级，供应链、运输、制造等环节管控实现风电机组成本下降，预计降本空间在35%左右。然后设计院等部门通过优化来降低风电基础成本，空间约20%。其次安装公司通过优化吊装环节进而有30%左右的降本空间，最后就是通过优化公共基础设施、改善运维方式等来进行降本。整体而言整个海风环节可以实现约30%的降本幅度。
同时风机大型化是海风降本的另一有效方式。2015年之后，我国风机大型化的趋势已经很明确了，3MW以上的机型的市占率在2018年以后快速提升。目前国内陆上风电机组主流功率正从2-3MW向4MW跃迁，海上风电也逐渐从4-5MW向8-10MW提升。2020年根据GWEC数据，目前全球海上风电新增装机平均单机功率已经达到了9.5MW，随着技术不断突破，2025年新增装机平均单机功率有望达到15-17MW。我国2020年海上风电目前新增装机平均功率在4.9GW，但和全球比还有距离，目前国内明阳智能已经推出8.3MW海上专用机型，8.3和之前5.5MW机型比，功率提升了51%左右，零部件用量减少20-30%，有效降低了风机单瓦成本。
产业链中哪些环节更优异？
1、海底电缆：技术壁垒高，受益于海风发展
海缆是用绝缘材料包装的导线，铺设在海底主要用于电信传输。海底电缆可以分为海底通信电缆和海底电力电缆。风电行业主要用的是海底电力电缆，在海上风电场发电之后在向陆地输送电力的过程中，海底电缆的功能主要是有效传输海上风电机组发出的电能。
海缆按照导电芯数量分类可以分为，三芯海缆和单芯海缆，前者主要用于中低压线路，后者用于高压线路。
海缆是海风产业链中十分优异的赛道。第一、技术壁垒高：因为海底光缆面对的环境复杂恶劣，长时间的海水腐蚀、鲨鱼咬、地震海啸等自然灾害，所以海缆相较于陆上电缆技术更复杂其工艺流程相较陆风电缆更多，壁垒更高。第二、运输长度长：由于海风项目距离陆地较远，通常采用一次性运输大长度海缆方式节约运输成本。第三、产品建设周期和产品验证周期都较长。这几点重要的因素导致海缆进入门槛高，技术难度大，布局周期长。
目前国内海缆企业龙头主要是中天科技和东方电缆，合计市场份额占60%左右。未来海上风电发展趋势是单体规模增大以及离岸化发展，未来一方面直流海缆应用比例会提升；另一方面交流海缆的电压等级也会提升，海缆技术难度也会增加，龙头优势会更明显，行业集中度会进一步提升。
2、轴承：国产替代趋势已来，技术壁垒有望突破
风电轴承是一种特殊的轴承，使用环境恶劣，维修成本高，同时又要求有极高的可靠性和运行寿命。所以相对于一般通用轴承，风电轴承工艺有显著的技术壁垒。同时和其他风机零部件相比，轴承是一种精密件，生产工艺更复杂，综合要求更高，是风机国产化的核心难点。
风机轴承主要包括三类：偏航轴承、变桨轴承、主轴轴承。偏航轴承的功能是在风机运作时，为保证风机实现垂直迎风，最大化系统捕风能力，调整机舱朝向时所用到的回转支撑。变桨轴承是叶片和轮毂之间的轴承，主要功能是改变叶片浆距角，进而及时调整叶片所受风力情况。主轴轴承，他相对于其他轴承是技术要求最高的。因为他需要支撑风机主轴，既要承担轮毂、叶片以及主轴自身重量产生的重力载荷；又要承担轮毂、叶片带动主轴转动而引起的惯性载荷；还要承担风力外载而引起的气动载荷等等。所有对于其强度、硬度、抗冲击性能要求更高。
目前国内轴承的市场格局情况主要是高端轴承由日本、美国、德国、瑞典等重要企业占据，主要为NTN、NSK、JTEKT、Timken、NACHI、Schaeffler、NMB、SKF等八家企业；国内的企业主要是做中低端轴承。
此外，国内风电轴承本土化的主要是小功率偏航变桨轴承，国产化程度极高，本土品牌基本已实现了量产。其次国产化程度较高的有两类，分别是小功率主轴轴承和大功率偏航变桨轴承。最后国产化程度极低的就是大功率主轴轴承环节，也是我国国产替代的主要方向，因为目前我国大风机主轴承还是受制于人，依赖进口的。
从风电发展的前景看，风机大型化是趋势，在此背景下，风机轴承（尤其是主轴轴承）在整机零部件材料中的价值占比有望提升，大功率主轴市场将会成为国产替代的主要领域。目前在风电产业领域，国产轴承的市占率在40%左右，国外在60%左右，且高端轴承属于“卡脖子”领域。风电平价时代到来后，由于降本需求加大，如果长期依赖进口轴承，风电项目成本压力巨大，所有风机高端轴承国产化率必将加快；且由于海外疫情原因，部分进口受阻，也间接倒逼国产轴承替代加速。2016年6月，中国轴承工业协会发布了《全国轴承行业“十三五”发展规划》，设定高端轴承年均递增为15%。
根据国家能源局，截至到11月4日，我国风电并网装机容量突破3亿千瓦，较2016年翻倍，仅用2年时间就实现了从2亿千瓦到3亿千瓦的突破。根据2020年10月14日《风能北京宣言》提出在“十四五”规划中，保证年均新增风电装机50GW以上；2025 年后年均新增装机不低于60GW；到2030年累计装机至少达到800GW，到2060年累计装机至少达到3000GW。截至2020年底，我国风能累计装机容量为282GW，按此规划看，十四五结束后，我国风电装机将翻倍增长，进而带动轴承等零部件市场空间的提升。
整体而言，华尔街见闻·见智研究认为，海上风电时代已经来临，由于其靠近负荷中心、不占土地等优点，必然会成为未来风电发展的大方向，但是目前最大的问题是成本较高，尤其明年海上风电平价后，降本增效将是行业的重点，但是伴随风机大型化，装机系统的改进升级等措施跟进后，降本之路并不艰难。根据国际可再生能源署（IRENA）的预测，全球2050年海上风电累计装机要达到2002GW，而2020年全球海上风电新增装机仅不到7GW，2020年全球累计装机才34GW。未来，海上风电将迎来黄金发展时代。
