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風(fēng)電齒輪箱行業(yè)發(fā)展態(tài)勢分析
思瀚產(chǎn)業(yè)研究院 錫華科技    2023-10-21

風(fēng)電齒輪箱專用部件市場需求受風(fēng)電齒輪箱行業(yè)、風(fēng)電行業(yè)的拉動影響較大，其發(fā)展與風(fēng)電齒輪箱行業(yè)發(fā)展過程相似度較高。

①風(fēng)電行業(yè)市場規(guī)模

1）全球風(fēng)電行業(yè)市場規(guī)模

隨著世界各國對環(huán)境問題認識的不斷深入，以及可再生能源綜合利用技術(shù)的不斷提升，全球風(fēng)電行業(yè)整體呈現(xiàn)出增長趨勢。

根據(jù) GWEC 數(shù)據(jù)，新增裝機容量方面，2009-2021 年全球風(fēng)力發(fā)電新增裝機容量整體呈波動上升趨勢，年復(fù)合增長率為 7.68%。2020 年，全球風(fēng)力發(fā)電新增裝機容量達到 95.30GW，較 2019 年增長 56.74%，創(chuàng)下了近十年來最高紀錄，2022年全球風(fēng)電新增容量 77.60GW。根據(jù) GWEC 預(yù)測，2023 年至 2027 年全球風(fēng)電新增裝機容量的復(fù)合年增長率為 8.09%，2027 年預(yù)計新增裝機容量將增長至157GW。

根據(jù) GWEC 數(shù)據(jù)，累計裝機容量方面，2009-2022 年全球風(fēng)電累計裝機容量快速上升，年復(fù)合增長率達到 14.32%。2022 年全球風(fēng)力發(fā)電總裝機容量達到906GW，較 2021 年增長 9.16%。

未來，在風(fēng)電技術(shù)水平日趨成熟、風(fēng)電補貼全面退出、新能源消納配套政策逐步完善的情況下，預(yù)計全球風(fēng)電新增裝機呈現(xiàn)平穩(wěn)增長趨勢。

2）中國風(fēng)電行業(yè)市場規(guī)模

受國內(nèi)“搶裝潮”影響，2020 年我國新增并網(wǎng)風(fēng)電裝機達 71.67GW，高于過去三年之和，較2019年增長178.44%。2022年，我國新增并網(wǎng)風(fēng)電裝機37.63GW，雖然較 2020 年降低 47.50%，但相較于 2019 年仍上漲了 46.19%。

從累計裝機容量來看，2020 年我國風(fēng)電累計并網(wǎng)裝機容量達 281.53GW，較2019 年增長 34.03%。2022 年我國風(fēng)電累計并網(wǎng)裝機容量達 366.11GW，較 2021年增長 11.46%。2009-2022 年間，我國風(fēng)電累計并網(wǎng)裝機容量年復(fù)合增長為22.63%。

從風(fēng)電發(fā)展階段來看，雖然目前我國風(fēng)電裝機容量絕對值已經(jīng)位居世界第一，但在全國電源結(jié)構(gòu)中的占比仍然較低，尚處于發(fā)展初期，根據(jù)國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)，2022 年度我國風(fēng)力發(fā)電量占全社會總發(fā)電量比例約為 8%。根據(jù)中國氣象局第四次風(fēng)能資源普查結(jié)果，綜合考慮可利用土地、海域面積等因素，我國風(fēng)能資源足夠支撐 10 億千瓦以上風(fēng)電裝機。

由此可見，作為推動我國能源生產(chǎn)和消費革命和破解環(huán)境污染難題的重要措施之一，風(fēng)電是我國應(yīng)對能源和環(huán)境挑戰(zhàn)、實施低碳能源戰(zhàn)略的重要組成部分，在未來一段時期內(nèi)，風(fēng)電發(fā)展仍然是我國能源發(fā)展的重點，發(fā)展?jié)摿驮隽靠臻g還將進一步增大。

②風(fēng)電齒輪箱行業(yè)市場規(guī)模

風(fēng)電齒輪箱是風(fēng)力發(fā)電機組核心傳動部件，主要應(yīng)用于雙饋型和半直驅(qū)型風(fēng)電機組中，安裝在風(fēng)輪和發(fā)電機之間，通過提升傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)速、降低扭矩，把風(fēng)輪吸收的風(fēng)能傳遞給發(fā)電機，以適應(yīng)發(fā)電機的需要。

受益于全球風(fēng)電行業(yè)整體發(fā)展與風(fēng)電機型技術(shù)路線變化，風(fēng)電齒輪箱市場高速發(fā)展。根據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，從全球來看，2020 年全球風(fēng)電齒輪箱市場規(guī)模為416.00億元，同比增加54.07%，預(yù)計2025年齒輪箱市場規(guī)模將達到616.00億元，五年復(fù)合增長率為 8.17%。從中國來看，2020 年中國風(fēng)電齒輪箱市場規(guī)模為 233.00 億元，同比增加 177.38%，預(yù)計 2025 年齒輪箱市場規(guī)模將達到 254.00億元。

③行業(yè)發(fā)展趨勢

1）中國已經(jīng)成為全球風(fēng)電主要市場，未來市場空間廣闊

中國已成為全球風(fēng)電市場的主導(dǎo)力量。根據(jù) GWEC 數(shù)據(jù)，2021 年全球新增風(fēng)電裝機容量為 93.60GW，其中前五大市場分別是中國、美國、巴西、越南和英國，合計占比為 76%，其中中國占比為 51%。2021 年全球新增海上風(fēng)電裝機容量為 21.10GW，其中前五大市場分別是中國、英國、越南、丹麥和荷蘭，合計占比高達 98%，其中中國新增海上風(fēng)電裝機容量市場份額占比達到了 80%。

根據(jù) GWEC 預(yù)測，未來 5 年中國風(fēng)電新增裝機容量占全球比重將繼續(xù)保持在 40%以上，未來全球風(fēng)電市場的發(fā)展主要看中國。

我國風(fēng)電行業(yè)發(fā)展前景廣闊。一方面，政府一如既往地鼓勵風(fēng)電等清潔能源健康發(fā)展；另一方面，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)企業(yè)對風(fēng)電行業(yè)有著良好預(yù)期。因此，風(fēng)電行業(yè)預(yù)計仍將保持較好的發(fā)展態(tài)勢，風(fēng)電齒輪箱專用部件在未來仍有較大的需求空間。

2020 年 10 月，400 余家風(fēng)能企業(yè)的代表聯(lián)合發(fā)布《風(fēng)能北京宣言》，倡議進一步加快全球風(fēng)電發(fā)展。

2）全球海上風(fēng)電整體呈現(xiàn)增長趨勢

作為風(fēng)力發(fā)電的重要組成部分，海上風(fēng)電行業(yè)在技術(shù)和政策的支持下快速發(fā)展，并進一步加快全球風(fēng)電開發(fā)進程。因海上風(fēng)力資源豐富且風(fēng)源穩(wěn)定，將風(fēng)電場從陸地向海上發(fā)展在全球已經(jīng)成為一種新趨勢。海上風(fēng)電的優(yōu)勢主要是風(fēng)速較陸上更大，海風(fēng)有穩(wěn)定的主導(dǎo)方向、年均可利用時間較長。此外，海上風(fēng)電不占用土地資源，且接近沿海用電負荷中心，就地消納避免了遠距離輸電造成的資源浪費。

近年來，全球及中國海上風(fēng)電行業(yè)蓬勃發(fā)展。目前全球海上風(fēng)電裝機主要集中在中國、英國和歐盟等地，2021 年底中國海上風(fēng)電累計裝機規(guī)模已經(jīng)超越英國躍居世界第一。根據(jù) GWEC 數(shù)據(jù)，2017-2022 年期間，我國海上風(fēng)電新增裝機容量由 1.16GW 增至 5.05GW，年均復(fù)合增長率為 34.19%；全球海上風(fēng)電新增裝機容量由 4.50GW 增至 8.80GW，年均復(fù)合增長率為 14.35%。未來，海上風(fēng)電預(yù)計將繼續(xù)保持快速發(fā)展趨勢，根據(jù) GWEC 預(yù)測，2023-2027 年期間，全球海上風(fēng)電新增裝機總量將達到 130GW。

3）降本需求推動風(fēng)電機組大型化

風(fēng)機大型化能夠有效改善項目收益率和降低度電成本，是未來最重要的降本趨勢。雖然大型風(fēng)電機組的成本更高，但風(fēng)電機組的大型化可通過增加單臺風(fēng)機的裝機容量減少風(fēng)機使用臺數(shù)、單瓦其他零部件的用量以及攤薄吊裝施工等其它成本，最終實現(xiàn)風(fēng)電投資度電成本的降低。

在全球市場范圍來看，隨著平價大基地項目、分散式風(fēng)電項目需求的增加，陸上風(fēng)電領(lǐng)域?qū)︼L(fēng)電機組的風(fēng)力資源利用率要求不斷提高；而對于海上風(fēng)電領(lǐng)域，由于工作環(huán)境相較陸上風(fēng)電更為復(fù)雜，且未來將面向遠海、深海領(lǐng)域持續(xù)開拓，海上風(fēng)電對產(chǎn)品本身和成本管控能力將不斷提出新要求，大兆瓦機型推出的趨勢更為突出。

根據(jù) CWEA 數(shù)據(jù)，近十年以來，我國陸上風(fēng)機新增平均單機容量從 2011 年的 1.5MW 提升至 2022 年的 4.3MW，海上風(fēng)電新增風(fēng)機平均單機容量從 2.7MW提升至 7.4MW，風(fēng)機大型化趨勢明顯，截至 2022 年陸風(fēng)新增裝機機型以3.0-6.9MW 為主，海風(fēng)新增裝機機型以 6.0-8.9MW 為主。

金風(fēng)科技、明陽智能、運達股份、電氣風(fēng)電等風(fēng)電整機上市公司，均公開強調(diào)風(fēng)機的大型化、平臺化趨勢明顯，隨著中國風(fēng)電行業(yè)將全面進入“平價時代”，機組大型化將加快風(fēng)電度電成本的下降速度，推動風(fēng)電投資成本持續(xù)下行。

4）風(fēng)力發(fā)電成本持續(xù)降低，平價上網(wǎng)已具備基礎(chǔ)

風(fēng)電在發(fā)展初期成本較高，對國家補貼政策依賴較大。隨著風(fēng)電相關(guān)技術(shù)不斷進步，同時風(fēng)電裝機量迅速增長后帶來的規(guī)模經(jīng)濟效益顯現(xiàn)、風(fēng)電運營經(jīng)驗逐步積累和風(fēng)電項目建設(shè)投資環(huán)境改善，風(fēng)電設(shè)備價格、風(fēng)電場投資和運行維護成本持續(xù)降低，風(fēng)電成本較行業(yè)發(fā)展初期明顯下降，目前風(fēng)電平價上網(wǎng)已具備基礎(chǔ)。

隨著風(fēng)電行業(yè)的技術(shù)進步，我國陸上風(fēng)電度電成本持續(xù)下降，由 2011 年的 0.420 元/千瓦時降至 2021 年的 0.181 元/千瓦時，降幅約為 57%。綜合來看，陸上風(fēng)電平價上網(wǎng)條件已具備，未來，隨著風(fēng)電度電成本的持續(xù)下降，風(fēng)力發(fā)電行業(yè)競爭力將不斷增強。

5）風(fēng)電機組技術(shù)路線演變帶動風(fēng)電齒輪箱市場需求提升

在平價上網(wǎng)背景與大型化趨勢下，未來具有輕量化與成本優(yōu)勢的雙饋式及半直驅(qū)式技術(shù)路線市場份額將有所增長，進而推動風(fēng)電齒輪箱市場需求提升，帶動風(fēng)電齒輪箱專用部件市場空間增長。

自風(fēng)電平價上網(wǎng)后，風(fēng)機招標價格持續(xù)下降，成本控制能力是風(fēng)機整機廠商的核心競爭力之一。隨著風(fēng)機朝著大型化趨勢發(fā)展，各大風(fēng)機整機廠商陸續(xù)推出單機容量更大的機型，風(fēng)機的大型化帶來單機重量、尺寸的提升，進而帶動原材料成本提升，相應(yīng)的吊裝、運輸成本呈幾何倍數(shù)增長。因此，在平價上網(wǎng)背景與大型化趨勢下，不同技術(shù)路徑對應(yīng)的風(fēng)機輕量化及成本控制效果成為風(fēng)電整機廠商的重要考量因素。

近年來，風(fēng)電齒輪箱高扭矩密度技術(shù)的突破，為雙饋機型與半直驅(qū)機型的大型化提供了強力的技術(shù)支撐；同時，通過對傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及控制策略進行優(yōu)化，雙饋機型在大型化的過程中展現(xiàn)了突出的輕量化效果。隨著風(fēng)機大型化，半直驅(qū)機型齒輪箱和發(fā)電機等部件重量有所提升，但整體仍然保持較好的輕量化水平。

直驅(qū)機型因風(fēng)機功率提升與發(fā)電機重量、體積直接相關(guān)，隨著功率等級的提升，直驅(qū)機型機艙及發(fā)電機整體重量會顯著提升，同時隨著機型體積增大，有色金屬和稀有金屬的用量增大，故直驅(qū)型風(fēng)機的成本相對較高。

綜上所述，基于當(dāng)前風(fēng)電行業(yè)技術(shù)進展及三種技術(shù)路線的輕量化與成本控制效果差異，雙饋式與半直驅(qū)式相對于直驅(qū)式更符合當(dāng)前大型化及平價降本的市場需求，預(yù)計未來風(fēng)電行業(yè)采用雙饋式、半直驅(qū)式的占比有望提高，進而帶動風(fēng)電齒輪箱市場需求提升。