>> 申万宏源-公用事业行业研究-深入分析海缆到底是“通胀”还是“通缩”逻辑:当前无需担心海缆通缩,头部企业地位稳固-230206
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2023/2/7 |
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pdf 共10页 |
来源: |
申万宏源 |
| 评级: |
看好 |
作者: |
查浩 |
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目前市场上通常习惯使用单GW价值量来衡量海上风电场的海缆价值量。但在不同项目中,由于离岸距离和采用的技术路线不同,单GW的海缆价值量似乎存在很大的变化,导致市场对海缆价值量的判断容易出现分歧。 我们的结论是,由于2021年以前我国海上风电送出基本以220kV及以下为主,2022年后330kV、500kV、柔直等多种技术路线并存,导致市场容易对海缆价值量出现误判。330kV、500kV和柔直技术仍然不是很成熟,产品处于研发使用前期,价格可能并非唯一因素。但深入分析本质后,我们认为随着送出技术和海缆价格日趋成熟,海缆仍然是整个海上风电环节为数不多的“通胀”环节,青洲五六七采用柔直及330kV路线具有特殊性,短期内不会大规模铺开,当下无需担心海缆价值量大幅下降。从价值量的角度来看,柔直的经济输电距离可能达到120km左右,随着500kV海缆成本降低,海缆价值量未来一段时间内将仍然处于“通胀”阶段。而由于500kV和柔直技术难度更高,头部企业将拥有更高的市占率和毛利率,因此即使柔直大规模应用,相比于220kV,头部企业毛利润仍然将保持“通胀”逻辑。 注:由于集电海缆与离岸距离无关,因此本文只讨论送出海缆部分。 1.海缆选择的底层逻辑 为了判断未来海缆价值量到底是“通胀”还是“通缩”,我们需要理解海上风电场设计中选择海缆的底层逻辑。海上风电场依赖海上送出工程将电力送至电网,而海上送出工程主要包含海缆、海上升压站和陆上升压站(通常直流称为换流站,为方便描述统一称为升压站)三个部分。海缆的选择是服务于整个送出工程的,其根本目的是使得整个送出工程的投资最低。而送出工程的投资可以分为三个部分: 送出工程总投资=海缆投资+海上升压站投资+陆上升压站投资 送出工程的第一个重要参数是选用交流还是直流。(1)对于升压站投资,由于直流输电需要用额外的换流阀设备进行整流(即将风机发出的交流电转换为直流电)和逆变(将直流海缆送至陆上的直流电转换为交流电),因此其海上和陆上升压站设备投资更高,相应的升压站体积更大,造价也更高;(2)对于海缆,由于交流海缆具有集肤效应和对地电容,导致相同截面交流海缆送出的容量小于直流海缆。因此直流海缆单位造价通常小于交流。海缆投资与其离岸距离L成正比,陆上升压站造价与离岸距离无关,海上升压站与离岸距离有一定的关系(离岸越远,水深越深则升压站造价越高),但为了方便分析暂时认为与L无关。则: 送出工程总投资=海缆单位造价×L+海上升压站投资+陆上升压站投资 因此在L较小时,交流送出工程的成本低于直流,而随着L逐渐增加,在超过“经济输电距离”后,直流送出工程的成本将低于交流。 送出工程的第二个重要参数是电压等级。(1)对于升压站来说,采用更高电压等级,设备的造价会相应提高,尺寸、重力也会相应增加,导致海上和陆上升压站的面积和体积上升,造价提高;(2)对于海缆来说,海缆的成本中铜占比接近70%,而铜的截面与海缆的电流相关,电流越大则截面越大。对于相同的送出容量,提高电压等级可以降低海缆截面,降低海缆造价。因此对于不同电压等级的两种送出方案,同样存在经济输电距离。 2.交直流送出成本比较 明确了上述基本概念后,我们来比较下不同技术路线送出成本。由于不同项目离岸距离和容量不同,我们把不同项目的送出工程造价等效为单GW、相同距离进行比较。 从下表可以发现,对于青洲五七来说,假定送出海缆价值量是18亿元,那么直流±525kV与交流330kV相比,经济输电距离大约在90km左右,这也是青洲五七实际的输电距离,似乎可以认为,当输电距离大于90km以后,直流送出经济性明显,导致海缆价值量大幅下降,体现为“通缩”逻辑。 但实际上仔细分析可以发现,在现有工程参数假设下,90km左右的输电距离,220kV的经济性与±525kV和330kV基本相当,对于青洲六70公里左右的输电距离,220kV经济性甚至更好,考虑到220kV路线技术更成熟,工程风险较小,因此单从经济性无法解释青洲五六七不选用220kV的原因。 提高电压等级后,海缆回路数减少,可以减少占海面积。从青洲的海上风电实际规划来看,阳江青洲场址总规划5000MW,北侧还有沙扒场址2300MW,且沙扒场址限制了青洲场址的送出走廊,因此我们分析减少占海面积可能是选择330kV及柔直的重要原因之一。 此外,目前我国在特高压直流输电和陆上柔直领域全球领先,但海上柔直落后于欧洲。由于交流技术存在充电功率,柔直是深远海海风送出的唯一技术路线,因此我们分析原因之二是央企对海上柔直技术的探索,为后续深远海开发提供技术论证。 此外我们发现,单GW青洲一二所用的500kV海缆单km价值量达到了2980万元,高于330kV,与220kV相当。考虑到500kV海上升压站造价更高,从经济性的角度来看330kV更好,而从安全性的角度来看220kV更优,因此青洲一二选用500kV显得不是很合理。 由于电压等级提高后对电缆绝缘要
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