10月29日，10家基金公司集中申報跟蹤中證風(fēng)電產(chǎn)業(yè)指數(shù)相關(guān)產(chǎn)品，其中有9只ETF基金，一只場外指數(shù)基金。資金的密集關(guān)注，似乎預(yù)示著資本市場中屬于“風(fēng)電”的時代即將來臨。
“碳中和”趨勢下，全球最大的改變來自能源結(jié)構(gòu)的本質(zhì)變化，新能源開始逐漸部分取代煤炭、燃油等傳統(tǒng)能源。
僅2020年一年，全球新能源市場發(fā)電裝機(jī)規(guī)模就增長了10%，由2572.5GW增至2832.6GW。在新增的260.1GW新增裝機(jī)量中，光伏機(jī)組和風(fēng)電機(jī)組分別占據(jù)了53.4%和35.8%的份額。照此趨勢，光伏發(fā)電和風(fēng)能發(fā)電有望成為未來全球發(fā)展的核心力量。
但在資本市場中，光伏概念與風(fēng)電概念卻走出了不同的股價趨勢。與火爆的光伏概念相比，風(fēng)電概念雖然整體亦有增長，但無論是股價漲幅還是市場關(guān)注度都要低很多。
究竟是何原因造成風(fēng)電關(guān)注度低呢？這一被低估賽道背后，又有哪些產(chǎn)業(yè)發(fā)展機(jī)會呢？
雖然光伏與風(fēng)電同為新能源產(chǎn)業(yè)，但風(fēng)電卻始終給人一種極為平庸的印象，甚至被不少投資者看成是傳統(tǒng)制造業(yè)。究其根本就在于“曾經(jīng)”的風(fēng)電并沒有性價比。
風(fēng)力發(fā)電的原理很簡單，就是利用自然流動的風(fēng)吹動風(fēng)輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，帶動發(fā)電機(jī)工作，由此將風(fēng)的動能轉(zhuǎn)化為電能。然而，發(fā)電原理雖然簡單，但想要真正的將風(fēng)電用之于民難度卻很高。
眾所周知，大自然界中的風(fēng)是不受人類控制的。由于風(fēng)力、風(fēng)向、風(fēng)速都存在不固定性，因此風(fēng)力發(fā)電的周期實則也是不固定的，這就給電力并網(wǎng)造成了很大的困難。
在風(fēng)電剛剛興起的時候，我國曾在三北（西北、東北、華北）地區(qū)大規(guī)模的興建風(fēng)電廠，寄希望于迅速馭風(fēng)發(fā)電。
理想很豐滿，現(xiàn)實很骨感。由于電能并網(wǎng)是瞬時的，而風(fēng)力發(fā)電又不受控制的，因此當(dāng)所發(fā)電量超過當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的消納能力后，就會給整個電網(wǎng)造成負(fù)擔(dān)，導(dǎo)致當(dāng)時很多時候只能通過關(guān)機(jī)的方式暫停發(fā)電，以保證電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)營，這就造成了棄風(fēng)現(xiàn)象。
在2017年之前，我國棄風(fēng)率幾乎始終維持在10%以上，部分地區(qū)的棄風(fēng)率甚至超過20%，造成了嚴(yán)重的浪費現(xiàn)象。
數(shù)據(jù)來源：中國能源網(wǎng)、國家能源局，東吳證券研究所
從本質(zhì)而言，衡量發(fā)電效率最重要的就是發(fā)電成本。構(gòu)成風(fēng)力發(fā)電的成本主要有三大部分：機(jī)組的一次性購置成本、整個項目運(yùn)營成本、設(shè)備維護(hù)成本。
風(fēng)電發(fā)展早期，行業(yè)各項技術(shù)均不夠成熟，因此制造成本并不便宜，再加上盲目擴(kuò)產(chǎn)造成的棄風(fēng)現(xiàn)象，因此風(fēng)電成本一度遠(yuǎn)高于火電。
同時，由于風(fēng)力大的地方往往地理位置偏遠(yuǎn)，電網(wǎng)鋪設(shè)很難短期跟上，電網(wǎng)消納能力提升無望，這就造成了在很長一段時間中風(fēng)電都不是一門很好的生意。
但這種情況如今發(fā)生了徹底改變。隨著風(fēng)電機(jī)制造技術(shù)的成熟，配套電網(wǎng)的完善，全國棄風(fēng)率已經(jīng)降至3.5%，風(fēng)電成本更是直線下降。
從2018年開始，三北地區(qū)大幅提升消納能力，并逐漸開始裝機(jī)解禁，地區(qū)裝機(jī)增長已有所提升。在裝機(jī)量提升的基礎(chǔ)上，三北地區(qū)棄風(fēng)率并未同步增長，表明我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)已經(jīng)取得全面發(fā)展。
縱觀全球市場，陸上風(fēng)電已經(jīng)成為最為成熟的新能源發(fā)電方式，其成本不僅低于光伏發(fā)電，甚至比水電成本還要低。聚焦國內(nèi)，產(chǎn)業(yè)持續(xù)革新使得我國風(fēng)電成本有望在2025年降至0.1元/度之下。
政策層面分析，我國風(fēng)電行業(yè)即將完全進(jìn)入平價時代。陸上風(fēng)電在2021年后將進(jìn)入全面平價開發(fā)階段，價格補(bǔ)貼完全退坡，這也證明我國風(fēng)電技術(shù)已經(jīng)全面走向成熟。
補(bǔ)貼退坡，勢必會給風(fēng)電企業(yè)提出更高的要求，提升效率將是“平價時代”的主旋律，“迭代”將成為行業(yè)核心關(guān)鍵詞。
基于此，我們認(rèn)為未來風(fēng)電發(fā)展將延續(xù)三大迭代方向：產(chǎn)品迭代、技術(shù)迭代、模式迭代。
成本是能源行業(yè)的核心指標(biāo)，因此降本增效是風(fēng)電發(fā)展的核心方向。
風(fēng)電能效提升主要依靠風(fēng)機(jī)大型化，大型風(fēng)機(jī)雖然造價較高，但發(fā)電量高，能夠顯著攤薄風(fēng)機(jī)發(fā)電成本。目前風(fēng)電行業(yè)最前沿的風(fēng)機(jī)企業(yè)已經(jīng)推出6-7MW的大型風(fēng)機(jī)，風(fēng)電機(jī)組正朝著“大容量”的方向發(fā)展。
我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)大規(guī)模發(fā)展應(yīng)當(dāng)從2008年算起，當(dāng)時中國風(fēng)電機(jī)組產(chǎn)業(yè)技術(shù)并不成熟，導(dǎo)致早期機(jī)組功率小，質(zhì)量差，性價比低，甚至出現(xiàn)了很多1MW之下的微型風(fēng)機(jī)。
回溯歷史，在2012年之前，我國新增的風(fēng)電機(jī)組幾乎都是2MW之下，直至2016年，2.5MW以上機(jī)組才開始逐漸開始普及。
風(fēng)電機(jī)組并非安裝完就完事了，還需要付出長期的維護(hù)成本。早期不成熟的技術(shù)導(dǎo)致當(dāng)時的機(jī)組性能欠佳，維護(hù)成本高昂，因此小型風(fēng)機(jī)并不劃算。很多運(yùn)營企業(yè)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)初安裝的小型風(fēng)機(jī)甚至不能賺回維護(hù)運(yùn)營成本，因此干脆暫停維護(hù)，將其棄置變成“孤兒機(jī)組”。
而那些“有幸”運(yùn)營的機(jī)組其實也存在很多問題，如設(shè)備老化、風(fēng)片斷裂、飛車倒塔等。甚至部分機(jī)組存在維修難的困境，早期進(jìn)口引進(jìn)技術(shù)不成熟，零件通用率低，導(dǎo)致維修需要大量的人力物力。
盡管技術(shù)存在較大缺陷，但早期風(fēng)電機(jī)組并非一無是處，提早布局幫助企業(yè)搶到了優(yōu)秀的風(fēng)口點位，在風(fēng)電技術(shù)越發(fā)成熟的今天，那些優(yōu)秀的風(fēng)口點位有望被置換成更大的機(jī)組，提供新的增量。
據(jù)發(fā)改委能源研究所測算，2021-2030 年全國風(fēng)電機(jī)組累計改造退役容量將超過6000萬千瓦。其中2000萬千瓦在2025年前改造完成，1.5MW以下的機(jī)組是主要退役或改造的對象。
隨著電網(wǎng)的鋪設(shè)，機(jī)組“以大代小”的推進(jìn)，中國風(fēng)電行業(yè)有望進(jìn)入運(yùn)行時間與裝機(jī)容量雙提升的黃金期，風(fēng)電運(yùn)營效益或?qū)@著提升。
“以大代小”是我國風(fēng)電行業(yè)的一次產(chǎn)品全面迭代，主要是針對落后機(jī)組的升級。這種趨勢下，除風(fēng)機(jī)制造企業(yè)將會受益外，早期布局的風(fēng)電場運(yùn)營企業(yè)也有望從中獲利。如龍源電力、大唐新能源、華能國際、國電電力等。
風(fēng)機(jī)大型化，將成為風(fēng)電行業(yè)產(chǎn)品迭代的核心方向。
僅用十二年時間，中國風(fēng)電行業(yè)就由成本居高不下，演進(jìn)至平價時代?？梢哉f，我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是極為迅速的，也是少數(shù)能夠在國際上具備競爭力的產(chǎn)業(yè)。
按類別劃分，風(fēng)電行業(yè)共分為陸上風(fēng)電和海上風(fēng)電兩種。
縱觀產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢，目前陸上風(fēng)電技術(shù)已經(jīng)極為成熟，技術(shù)門檻很低，競爭激烈，且即將進(jìn)入平價時代。與之相對，海上風(fēng)電市場潛力較大，具有占地少、風(fēng)速高、電量大、經(jīng)濟(jì)效益高的特點。由于特殊的地理環(huán)境因素，海上風(fēng)機(jī)對風(fēng)電機(jī)組具有一定的技術(shù)門檻要求，有望成為未來全球風(fēng)機(jī)制造企業(yè)爭奪的焦點。
從技術(shù)角度來看，風(fēng)電機(jī)組共有雙饋、直驅(qū)、半直驅(qū)三種類型。其中雙饋和直驅(qū)是較為成熟的主流路線，而半直驅(qū)則是未來風(fēng)電技術(shù)迭代的方向。
就結(jié)構(gòu)而言，雙饋技術(shù)和直驅(qū)技術(shù)最大的區(qū)別在于是否連接“齒輪箱”。
雙饋機(jī)組的葉輪通過增速齒輪箱與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子相連。由于有增速齒輪箱的加持，在風(fēng)電機(jī)組向恒頻電網(wǎng)送電時，不需要調(diào)速，有功和無功功率可獨立調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)子勵磁變換器的容量較小等優(yōu)勢。目前全球大部分的機(jī)組采用雙饋技術(shù)。
但雙饋技術(shù)的缺點也很明顯，那就是對于風(fēng)速要求很高，很容易發(fā)生脫網(wǎng)現(xiàn)象，如果風(fēng)速很低即使有齒輪加速也難以進(jìn)行發(fā)電，有一定的局限性。同時由于齒輪箱的存在，增加了修護(hù)成本。
直驅(qū)技術(shù)的葉輪則直接與發(fā)電機(jī)相連，省去了增速齒輪箱，轉(zhuǎn)子為永磁體勵磁，無需外部提供勵磁電源。直驅(qū)機(jī)組的發(fā)電機(jī)通過全功率變流器并網(wǎng)，具有效率高、噪音低、低電壓穿越能力強(qiáng)等優(yōu)點。
缺點方面，電機(jī)和電子裝置成本高，電機(jī)重量大，為了適應(yīng)低風(fēng)速需要配備很多的級對數(shù)極，導(dǎo)致電機(jī)體積龐大，且只能通過水冷降溫。
海上風(fēng)電位置特殊，風(fēng)力多變，大幅提升了維護(hù)成本，因此維護(hù)成本較高的雙饋機(jī)組并不適用于海上場景；直驅(qū)機(jī)組雖然能夠正常發(fā)電，但太過沉重，安裝運(yùn)送存在問題；因此雙饋機(jī)組和直驅(qū)機(jī)組其實都不是海上場景的最好選擇。
目前，風(fēng)機(jī)技術(shù)的迭代方向是半直驅(qū)電機(jī)。半直驅(qū)綜合直驅(qū)、雙饋優(yōu)點，規(guī)避雙方缺點，被行業(yè)公認(rèn)是下一代風(fēng)電機(jī)組技術(shù)。
半直驅(qū)機(jī)組的葉輪通過中速齒輪箱與永磁同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子連接，進(jìn)行全功率變流器連網(wǎng)。與直驅(qū)相比，半直驅(qū)增加了中速齒輪箱，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速比永磁直驅(qū)高，可以減少永磁同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子磁極數(shù)，有利于減小發(fā)電機(jī)的體積和質(zhì)量。
現(xiàn)如今，半直驅(qū)已經(jīng)成為風(fēng)電機(jī)組制造企業(yè)必爭之地，甚至誰能做好半直驅(qū)誰就有可能成為未來的龍頭。
聚焦國內(nèi)公司，金風(fēng)科技是絕對的龍頭企業(yè)，全球出貨量僅次于維斯塔斯排名第二，市場占有率高達(dá)12.8%。然而，金風(fēng)科技近一年的股價走勢卻被陽明智能完爆，究其原因就在于半直驅(qū)機(jī)組的研發(fā)上。
明陽智能是國內(nèi)首批布局半直驅(qū)技術(shù)的公司。最早明陽智能以雙饋機(jī)組立足市場，2008年明陽智能從歐洲風(fēng)電設(shè)計公司aerodyn引進(jìn)半直驅(qū)技術(shù)，由此開始半直驅(qū)布局。
從2015年開始，明陽智能逐漸用半直驅(qū)產(chǎn)品替代過去的雙饋機(jī)組，2020年報顯示，明陽智能共銷售5658MW機(jī)組，其中半直驅(qū)產(chǎn)品的銷售容量占比高達(dá)93%，
正是得益于半直驅(qū)技術(shù)的成功，明陽智能有望對金風(fēng)科技發(fā)起強(qiáng)有力的挑戰(zhàn)。當(dāng)然，金風(fēng)科技也曾在半直驅(qū)技術(shù)有所儲備，但產(chǎn)品放量仍然需要時間的沉淀。
風(fēng)力發(fā)電對地理位置要求較高，因此目前風(fēng)電主要集中在我國風(fēng)力較大的北方。
隨著國內(nèi)陸上風(fēng)電行業(yè)滲透率的不斷提升，優(yōu)秀的風(fēng)口區(qū)位已經(jīng)迅速減少。放眼未來，大型的集中風(fēng)能發(fā)電站必將越來越少，取而代之的則很可能是分散式風(fēng)電。
所謂分散式風(fēng)電指的是布局在用電負(fù)荷中心周圍，不以遠(yuǎn)距離運(yùn)輸為目的的風(fēng)電布局。這些分布式風(fēng)電往往布局在重點城市附近，采用就近入網(wǎng)的方式，實時迅速消納。
從2012年至2019年，我國分散式風(fēng)電累計裝機(jī)量由60MW增至935MW，年化復(fù)合增長率接近41%。2019 年國內(nèi)新增分散式風(fēng)電裝機(jī) 300MW，僅約占國內(nèi)新增吊裝風(fēng)電規(guī)模的 1%，可見分布式風(fēng)電正處于萌芽階段。
就整體規(guī)模而言，分布式風(fēng)電項目在國內(nèi)占比微乎其微，但這并不影響我們對分布式風(fēng)電的暢想。
分布式風(fēng)電并非天馬行空的想象，其實它已經(jīng)在丹麥、德國等歐洲國家被成熟應(yīng)用。分布式應(yīng)用甚至是歐洲應(yīng)用風(fēng)電的最初形式，風(fēng)機(jī)散布于機(jī)場、港口、社區(qū)附近。
今年，分布式屋頂光伏已經(jīng)開始在我國很多地區(qū)進(jìn)行推廣，借鑒于此，分布式風(fēng)電也有望成為下一個重點推廣的戰(zhàn)略項目。
10月17日，600多家風(fēng)電企業(yè)在118個城市共同發(fā)起“風(fēng)電伙伴行動·零碳城市富美鄉(xiāng)村”計劃，并公布了具體方案：“十四五”期間，在全國100個縣，優(yōu)選5000個村，安裝1萬臺風(fēng)機(jī)，總裝機(jī)規(guī)模達(dá)到5000萬千瓦。
雖然距離分布式風(fēng)電全面落地依然很遙遠(yuǎn)，但分布式風(fēng)電卻可能成為我國局部缺電最有力的電能補(bǔ)充。從集中到分散的模式，已經(jīng)成為中國風(fēng)電的第三個趨勢。
產(chǎn)品大型化、技術(shù)半直驅(qū)化、模式分布式化，風(fēng)電行業(yè)的發(fā)展依然存在諸多機(jī)會。雖然平價時代的到來可能會讓風(fēng)電企業(yè)遭遇短期陣痛，但隨著運(yùn)營效率的進(jìn)一步提升，中國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)依然具備很明顯的增長潛力。
本文來自微信公眾號“芯鋰話”（ID:ddxinsanban），作者：林曉晨，36氪經(jīng)授權(quán)發(fā)布。
