海上风电走向深远海大势所趋，漂浮式风电是深远海主要技术。相比近海，深海风资源更丰富。我国深远海资源占比超60%，理论开发量达600GW，其中50-80米水深开发量为370GW，80米以上水深开发量为230GW。由于近海项目平均离岸距离已接近峰值，用海冲突多、发展掣肘较多，而深远海域风能资源更为丰富、制约因素少，未来向深远海开发大势所趋。深远海域环境较复杂，为应对极端环境保证安全稳固，固定式风机建造成本和难度随水深增加激增，而漂浮式风机在深海更具经济性也更具适应性，将成为开发深远海主要技术。
　　漂浮式风电60米以上深远海经济性更强、可在陆上安装建造窗口期小，漂浮式风电趋势可期。漂浮式风电由风电机组（含塔筒）、浮式基础、系泊系统和动态海缆系统四部分组成，由浮体支撑风电机组，通过系泊系统固定浮体。随水深增加，漂浮式风电仅需系泊系统环节进行延长，成本变化小。因此漂浮式风电对水深不敏感，在60米以上的深远海经济性更强。浮体基础等大部分组件可在陆地制造并进行组装，海上作业时间短，安装方便；相比于固定式风机，大大减少海上施工窗口期影响，较大程度避免海上安装时后勤条件不确定性及恶劣天气停工风险。
　　国内漂浮式风电投产加快，预计十五五进入规模化商业阶段。自2009年第一台漂浮式风机投产，全球至今已有15个MW级项目投产，总装机量199.4MW，主要集中日欧市场。中国首台漂浮式样机“三峡引领号”2021年投产，容量5.5MW，另有5个在建或规划中漂浮式项目，总装机量234.05MW。海南万宁项目是中国首个商业化漂浮式风电项目，2022年底动工，一期200MW，预计2025年投产，整体1000MW预计2027年投产。随着万宁项目建设，中国漂浮式风电预计十五五进入商业化发展阶段。
　　漂浮式风电降本空间大，风机大型化为最有效降本路径。当前漂浮式风电造价和LOCE仍显著高于固定式风电，单MW造价约4000万元，LOCE约900元/MWh，据Aegirinsights预测漂浮式风电LCOE有望降至50-65€/MWh。漂浮式风电降本路径清晰，主要方向为风机大型化、规模化建设、浮体轻量化等，其中风机大型化是最直接最有效的降本路径，明阳智能于2023年1月下线全球最大漂浮式海上风电机组MySE16.X-260，单机容量16.6MW，预计投放明阳阳江青洲四风电项目。
　　各环节龙头优势延续，关注漂浮式风电产业链变化。在风机、系泊链、以及动态缆三个环节，产业链龙头延续其优势地位。风机方面，明阳智能占据先发优势，已供应国内多个投产/在建项目。系泊链方面，锚链龙头亚星锚链市场领先，青岛锚链和巨力索具也已有漂浮式项目供应。动态缆方面，东方电缆和亨通光电占据市场。浮体建造方面，在建项目多为造船企业负责建造，但塔筒管桩企业凭借钢结构建造经验和码头布局有望涉足。由于漂浮式风电场建设需经验累计，因此越早切入开始实现项目供应企业，有望率先在业内获得口碑认可及经验积累，抢占市场份额。
　　投资建议。受益于漂浮式风电项目快速推进，我们推荐：1）风机整机：明阳智能、中船科技、电气风电；2）系泊链：行业龙头亚星锚链、巨力索具；3）浮体建造：天顺风能、泰胜风能、大金重工；4）动态海缆：行业龙头东方电缆、亨通光电。
　　风险提示：漂浮式风电技术推进不及预期；漂浮式风电降本速度不及预期；深远海装机需求不及预期。
　　

研究报告全文：证券研究报告行业深度2023年03月26日风电设备风电迈向深远海漂浮式技术可期海上风电走向深远海大势所趋漂浮式风电是深远海主要技术相比近海增持维持深海风资源更丰富我国深远海资源占比超60理论开发量达600GW其中50-80米水深开发量为370GW80米以上水深开发量为230GW由于近海项目平均离岸距离已接近峰值用海冲突多发展掣肘较多而深远海域风行业走势能资源更为丰富制约因素少未来向深远海开发大势所趋深远海域环境较复杂为应对极端环境保证安全稳固固定式风机建造成本和难度随水深增风电设备沪深300加激增而漂浮式风机在深海更具经济性也更具适应性将成为开发深远海48主要技术32漂浮式风电60米以上深远海经济性更强可在陆上安装建造窗口期小漂16浮式风电趋势可期漂浮式风电由风电机组含塔筒浮式基础系泊系统0和动态海缆系统四部分组成由浮体支撑风电机组通过系泊系统固定浮体-16随水深增加漂浮式风电仅需系泊系统环节进行延长成本变化小因此漂浮-322022-032022-072022-112023-03式风电对水深不敏感在60米以上的深远海经济性更强浮体基础等大部分组件可在陆地制造并进行组装海上作业时间短安装方便相比于固定式风机大大减少海上施工窗口期影响较大程度避免海上安装时后勤条件不确定性及恶劣天气停工风险作者国内漂浮式风电投产加快预计十五五进入规模化商业阶段自2009年第一分析师杨润思台漂浮式风机投产全球至今已有15个MW级项目投产总装机量1994MW执业证书编号S0680520030005主要集中日欧市场中国首台漂浮式样机三峡引领号2021年投产容量邮箱yangrunsigszqcom55MW另有5个在建或规划中漂浮式项目总装机量23405MW海南万相关研究宁项目是中国首个商业化漂浮式风电项目2022年底动工一期200MW预计2025年投产整体1000MW预计2027年投产随着万宁项目建设中国漂浮式风电预计十五五进入商业化发展阶段漂浮式风电降本空间大风机大型化为最有效降本路径当前漂浮式风电造价和LOCE仍显著高于固定式风电单MW造价约4000万元LOCE约900元MWh据Aegirinsights预测漂浮式风电LCOE有望降至50-65MWh漂浮式风电降本路径清晰主要方向为风机大型化规模化建设浮体轻量化等其中风机大型化是最直接最有效的降本路径明阳智能于2023年1月下线全球最大漂浮式海上风电机组MySE16X-260单机容量166MW预计投放明阳阳江青洲四风电项目各环节龙头优势延续关注漂浮式风电产业链变化在风机系泊链以及动态缆三个环节产业链龙头延续其优势地位风机方面明阳智能占据先发优势已供应国内多个投产在建项目系泊链方面锚链龙头亚星锚链市场领先青岛锚链和巨力索具也已有漂浮式项目供应动态缆方面东方电缆和亨通光电占据市场浮体建造方面在建项目多为造船企业负责建造但塔筒管桩企业凭借钢结构建造经验和码头布局有望涉足由于漂浮式风电场建设需经验累计因此越早切入开始实现项目供应企业有望率先在业内获得口碑认可及经验积累抢占市场份额投资建议受益于漂浮式风电项目快速推进我们推荐1风机整机明阳智能中船科技电气风电2系泊链行业龙头亚星锚链巨力索具3浮体建造天顺风能泰胜风能大金重工4动态海缆行业龙头东方电缆亨通光电风险提示漂浮式风电技术推进不及预期漂浮式风电降本速度不及预期深远海装机需求不及预期请仔细阅读本报告末页声明2023年03月26日重点标的股票股票投资EPS元PE代码名称评级2021A2022E2023E2024E2021A2022E2023E2024E601615SH明阳智能增持136176201235165712801121959600072SH中船科技011012021134751246773345318688660SH电气风电038------3116-2380----601890SH亚星锚链013------7355------002342SZ巨力索具003------18912------002531SZ天顺风能买入073036114141188938311210978300129SZ泰胜风能0360290500712570297917021195东方电缆603606SH1731222493272960553819321471资料来源Wind国盛证券研究所注中船科技电气风电亚星锚链巨力索具泰胜风能东方电缆均为WIND一致预期P2请仔细阅读本报告末页声明2023年03月26日内容目录一海上风电发展迅速走向深远海大势所趋511海上风电发展加速中国领跑512深远海域风能资源更为丰富向深远海前进是未来趋势7二漂浮式风电风电走向深远海的选择之一821漂浮式风电结构解析4大结构助力助力深远海风资源开发822漂浮式风电在深海更具经济性大部分组件陆上建造便于海上安装11三十四五迈向漂浮式风电征程十五五规模化发展1231漂浮式海风商业化逐渐起步半潜式成为行业主流12311漂浮式海上风电投产加快逐步由技术验证转向商业化12312半潜式漂浮式基础将逐渐成为行业主流1432漂浮式风电降本空间大降本路径清晰15321漂浮式风电投资成本LCOE依旧偏高15321漂浮式风电降价路径清晰风机大型化规模化新技术新材料新策略应用1533漂浮式风电国产替代进程快重点关注产业链变化17331整机传统风机整机龙头优势延续17332浮体建造造船企业为主塔筒管桩企业有望涉足19333系泊链锚链钢丝绳聚酯缆多家厂商混合重点关注亚星锚链19334海缆海外市场分散国内东方电缆和亨通19四投资建议20风险提示21图表目录图表1全球累计投产海上风电装机量MW5图表22022年各国海上风电累计装机量MW5图表32010-2021年全球海上风电新增装机量MW5图表42022年各国全球海上风电新增装机量占比5图表5全球海风新增装机量MW预测6图表6沿海各省市十四五海上风电规划情况6图表7全球固定式海上风电项目离岸距离km7图表8全球固定式海上风电项目水深m7图表9中国深远海海风可开发资源分布7图表10典型漂浮式风机构造8图表11浮式基础结构分类9图表12浮式基础特点9图表13系泊线分类10图表14锚固分类10图表15动态海缆系统11图表16固定式风机与漂浮式风机成本随水深成本变化11图表17固定式风电安装条件12图表18各国已投产漂浮式海上风电装机量MW12图表19中国目前投产在建漂浮式海上风电项目13P3请仔细阅读本报告末页声明2023年03月26日图表20全球已投产1MW以上漂浮式海上风电项目13图表21全球漂浮式海上风电项目长远期累计总规划装机规模MW14图表22已投产漂浮式项目各结构占比14图表232021全球规划漂浮式项目各结构占比14图表24漂浮式海上风电项目单位MW造价百万15图表25漂浮式海上风电LCOE变化MWh15图表26漂浮式和固定式海上风电LCOE变化趋势MWh15图表27风机容量变化趋势16图表28SeaTwirl直轴漂浮式风机技术结构图17图表29T-Omega无塔筒风电机组17图表30全球漂浮式项目主要设备供应商情况18图表31风机整机企业在漂浮式风电布局18图表32塔筒管桩企业在漂浮式风电浮体布局19图表33锚链索具企业在漂浮式风电系泊链布局19图表34海缆企业在漂浮式风电系泊链布局20图表35漂浮式风电推荐标的21P4请仔细阅读本报告末页声明2023年03月26日一海上风电发展迅速走向深远海大势所趋11海上风电发展加速中国领跑2022海上风电新增装机94GW中国贡献过半68GW从陆风资源和海风资源比较上看海上风资源更为丰富相比于陆上风电海风风速大风力稳定功率密度高空间开阔且发电无地表障碍物限制从我国自身情况看我国海上风电资源丰富发展海上风电更具优势福建浙江山东江苏广东等用电大省均位于沿海地区在满足电力高需求下海上风电输运距离短成本输送低据WFO数据显示2022年全球累计海风装机576GW2022年新增94GW其中中国新增68GW贡献全球723新增装机量截至2022年底中国累计投产海风装机量已达266GW占全球总装机量44图表1全球累计投产海上风电装机量MW图表22022年各国海上风电累计装机量MW70000576093000060000265634817625000500002000040000325101360130000273041500022110200001703110000804311561128151000050003010234322634820020152016201720182019202020212022中国英国德国荷兰丹麦比利时法国资料来源WFO国盛证券研究所资料来源WFO国盛证券研究所图表32010-2021年全球海上风电新增装机量MW图表42022年各国全球海上风电新增装机量占比丹麦欧洲中国其他4法国其他250005520000英国150001410000中国5000720201020112012201320142015201620172018201920202021资料来源GWEC国盛证券研究所资料来源WFO国盛证券研究所全球海风新增装机持续高攀重点关注中欧市场从市场增量规模看据GWEC统计2022-2030年全球海风新增装机量累计达26017GW其中中国市场约有86GW需求欧洲约有11141GW二者总计占比约76从市场增速看根据GWEC预测2022-2030年全球新增装机量复合增长率达24中国增速约15欧洲增速约30中国增速缓慢主要是中国年新增装机基数较大欧洲增速快与欧洲海风资源丰富关系较大P5请仔细阅读本报告末页声明2023年03月26日图表5全球海风新增装机量MW预测中国欧洲北美亚洲非中地区和国家其他600005000040000300002000010000020212022E2023E2024E2025E2026E2027E2028E2029E2030E2031E资料来源GWEC国盛证券研究所中国沿海多省市已出海风建设规划政策文件筑底海风装机需求中国沿海省市山东广东福建等相继发布了海上风电发展相关规划其中海上风电装机规划量继续提升据全球风能理事会GWEC预测未来几年中国海风新增装机量将继续领跑全球成为全球海风装机增长的核心引擎图表6沿海各省市十四五海上风电规划情况地区规划目标来源辽宁到2025年力争海上风电累计并网装机容量达到4050兆瓦辽宁省十四五海洋经济发展规划到2025年风电装机规模达到200万千瓦加快推进远海90万千瓦海上风电项天津天津市可再生能源发展十四五规划目前期工作到2025年风电装机规模达到2500万千瓦山东省能源发展十四五规划山东打造千万千瓦级海上风电基地到2030年风电装机达到4500万千瓦山东省碳达峰实施方案江苏省十四五可再生能源发展专项江苏到2025年全省海上风电装机达到1500万千瓦以上规划十四五力争新增规模180万千瓦上海省能源发展十四五规划上海20252030年全市风电装机力争分别超过262500万千瓦上海市能源电力领域碳达峰实施方案十四五海上风电新增装机455万千瓦以上力争达到500万千瓦浙江省能源发展十四五规划浙江系统布局15兆瓦海上风电机组深远海风力发电技术研究推进漂浮式风电技浙江省蓝碳科技创新专项行动方案术开发深远海风电机组配储应用十四五期间新增海上风电开发1030万千瓦示范化开发深远海风电480万福建省十四五能源发展专项规划千瓦福建关于完整准确全面贯彻新发展理念做风电太阳能发电总装机容量达到2000万千瓦以上好碳达峰碳中和工作的实施意见十四五新增海上风电装机容量约1700万千瓦广东省能源发展十四五规划广东到2030年风电和光伏发电装机容量达到7400万千瓦以上广东省碳达峰实施方案十四五期间全区核准开工海上风电装机750万千瓦其中力争新增并网装广西能源发展十四五规划广西机300万千瓦规模化集约化发展海上风电打造广西北部湾海上风电基地广西壮族自治区碳达峰实施方案新增容量1230万千瓦海南省海上风电场工程规划海南到2025年投产风电装机约200万千瓦海南省碳达峰实施方案资料来源各政府官网国盛证券研究所P6请仔细阅读本报告末页声明2023年03月26日12深远海域风能资源更为丰富向深远海前进是未来趋势海上风电项目离岸距离和水深均呈现增加趋势欧洲海上风电发展较早据美国能源部的数据显示欧洲固定式海上风电项目平均离岸距离近年来已经接近峰值但风电场水深预计继续增加而亚洲海上风电起步较晚离岸距离还未见顶预计海上风电项目离岸距离与水深未来五年都将继续增加图表7全球固定式海上风电项目离岸距离km图表8全球固定式海上风电项目水深m资料来源美国能源部国盛证券研究所资料来源美国能源部国盛证券研究所近海资源可开发量少深远海域风能资源更为丰富近年来海上风电发展迅速开发区域主要集中在潮间带和近海海域从可开发量看近海资源占比少CarbonTrust数据显示欧洲美国和日本60米水深以上海域风资源占比约为806080对应理论可开发量分别为4000GW2450GW500GW英国政府发布的加速中国漂浮式风电发展如何通过英中战略合作来克服关键技术和供应链瓶颈显示考虑海岸150km范围内的区域中国深远海风电理论开发量在600GW其中50-80米水深开发量为370GW80米以上水深开发量为230GW主要分布在我国海南广东福建山东浙江五个省份因此深远海风电将成为我国未来海上风电发展的重要方向图表9中国深远海海风可开发资源分布资料来源英国政府加速中国漂浮式风电发展如何通过英中战略合作来克服关键技术和供应链瓶颈国盛证券研究所近海发展海上风电掣肘多从空间资源角度近海其它活动需求大养殖业旅游业军事资源广泛分布于近海尤其是航线资源大量航线分布于近海水域往来船只抛锚或航线运行不准都可能对海底电缆或风电基础造成伤害近年来近海风电场的大量建设也已使得近海优质风资源地区逐渐紧张深远海空间资源开阔旅游养殖等其他活动少开发限制少可以大规模建厂开发P7请仔细阅读本报告末页声明2023年03月26日政策差异化鼓励深远海风电发展深远海奖励500元KW我国政策层面也对深远海风电项目采取了差异化支持例如去年出台的上海市可再生能源和新能源发展专项资金扶持办法不再对离岸50公里以内的近海风电进行奖励对深远海风电和场址中心离岸距离不小于50公里的近海风电按每千瓦500元奖励单项目年度奖励金额不超过5000万元二漂浮式风电风电走向深远海的选择之一21漂浮式风电结构解析4大结构助力深远海风资源开发漂浮式风电由风电机组含塔筒浮式基础系泊系统和动态海缆系统四部分组成漂浮式风电通过浮体漂浮在海水中支撑上部风电机组通过系泊系统进行位置和运动的约束来保证漂浮状态下浮式基础结构的稳定性和安全性然后经由动态海缆实现电力输送跟传统的固定式相比漂浮式风机把桩机换成了浮体和系泊系统此外在风电机组和海缆设计上漂浮式和固定式相比也有一定差异图表10典型漂浮式风机构造资料来源RWE国盛证券研究所漂浮式风电机组相比于固定式进行了结构加强和控制策略改进漂浮式风机是一个运动系统震动大塔筒和零部件的受力大因此漂浮式风机机组在结构方面进行了局部加强如塔筒主轴以及一些部件的底座漂浮式的控制策略相比于固定式也有一定优化控制策略与风-浪-流的耦合作用可能会造成塔架系泊系统等大部件系统疲劳载荷的增加和功率波动因此必须对现有固定式的控制策略进行优化使风力涡轮机可以在接近最佳效率值的情况下运行并通过减少疲劳载荷来保证其可靠性浮式基础是为风机机组提供浮力和稳定性的钢结构目前主流的浮式基础结构主要分为以下四种立柱式半潜式张力腿式以及驳船式立柱式Spar具有自稳定性该类型平台重心设计远低于浮心具有结构简单垂向波浪激励力小稳定性较好等特点但对工作水深有特定要求通常需要大于100m水深半潜式Semi适用水深通常大于40m适用水深范围较广可采用湿拖法运输部署灵活技术较为成熟张力腿式TLP具有较好平台垂向运动性能但安装过程较为复杂张力腱结构造价较高目前国内缺乏相关的制造和施工安装经验适用水深通常大于60m驳船式Barge适应水深通常大于30m结构形式简单容易制造稳性较好可采用湿拖法整体运输部署灵活且成本较低P8请仔细阅读本报告末页声明2023年03月26日图表11浮式基础结构分类资料来源TheEconomist国盛证券研究所图表12浮式基础特点立柱式半潜式张力腿式驳船式由钢或混凝土制成的主体圆柱底部具有压由多个大型立柱浮筒圆柱结构中央立柱体船体沉入水中的结结构特点载舱通过压载水来保组成浮筒之间靠斜和结构臂连接至绷紧的构体深度吃水较持重心低于浮心撑来连接筋腱浅水深要求100m40m60m30m运动性能适应性运动幅度适中运动幅度大运动幅度很小运动幅度大技术成熟度高高低中重量2500-5000吨2500-5000吨-2000-4000吨建造难度较低较高较低较高运输复杂度高低高中安装需离岸安装难度较高可岸上安装难度低可岸上安装难度高可岸上安装难度低系泊系统复杂度高低高低资料来源IRENACrowle和ThiesFloatingoffshorewindturbinesportrequirementsforconstruction周昊等人我国海域漂浮式风电机组基础适用性分析国盛证券研究所漂浮式系泊系统由张紧器系泊线和锚固等装置组成通过连接海床为浮式基础提供定位作用系泊线是连接浮式基础与海床的关键构件张紧器和锚固分别起到连接系泊线和基础连接系泊线和海床的作用系泊线按可分为悬链线式张紧式张力腱式目前国内以悬链线式为主P9请仔细阅读本报告末页声明2023年03月26日图表13系泊线分类悬链线式张紧式张力腿式图示主要材料锚链钢缆聚酯缆特种钢管成本低高高主要通过锚链悬空段的变化来通过缆绳拉伸变形提供系统的回回复力来源由筋腱张力提供回复力提供回复力复力海床空间占用占用面积大占用面积小占用面积小适用基础单桩半潜驳船单桩式张力腿式锚固可承载力水平张力水平张力垂向张力水平张力垂向张力资料来源Vryhof北极星电力网国盛证券研究所锚固装置根据形式和力学特性可大致分为抓力锚重力锚桩锚吸力锚四种其中抓力锚是目前使用最广泛的一种锚固结构抓力锚抓力锚是常用最古老系泊基础形式之一大抓力锚抛锚形式为穿透海底土壤后拖行埋置可以选择局部或全部穿入海床土壤中由锚爪前土壤阻力产生抓力并以抓重比或抓力系数来表征其锚固特性重力锚通过压载与海床表面的摩擦力来抵抗锚链的水平张力通过压载重量来抵抗锚链的垂向张力随着锚链的垂向张力水平要求的提高设计的重力锚需要更大的压载体积而且水平张力通常难以单纯通过压载和海床之间的摩擦力进行平衡其性能与海床息息相关限制了其使用范围桩锚通过向海床打入桩基通过桩基与土壤之间的作用力来提供锚链的水平张力和垂向张力但是在深水区域作业时施工费用较高吸力锚吸力锚形状近似于一个顶部密封底部开口的圆筒由其侧面的土壤阻力和摩擦力产生抓力主要用于黏土型底质也可用于细沙或颗粒层能同时承受锚链水平和垂向载荷图表14锚固分类抓力锚重力锚桩锚吸力锚图示水平张力承载海床摩擦海床摩擦土壤的横向阻力土壤的横向阻力垂向张力承载无压载与土壤的纵向摩擦力与土壤的纵向摩擦力悬链线张紧式张悬链线张紧式张力悬链线张紧式张使用系泊线类型悬链线式力腿腿力腿资料来源北极星电力网Vryhof国盛证券研究所漂浮式基础会在风潮汐波浪海流等环境条件下运动因此漂浮式风机需配套动态海缆系统动态海缆系统主要由动态海缆静态海缆连接头等构成其中悬浮部分采用动态海缆铺设于海底部分采用静态海缆两者通过连接头进行连接与静态海缆不P10请仔细阅读本报告末页声明2023年03月26日同动态海缆系统需要更强的抗拉抗弯曲和抗疲劳能力以及S弯构型来保证运动条件下的顺应性相比于静态海缆动态海缆多加了一层铠装层此外动态海缆上还配置了浮力块重力块弯曲加强器等附件来维持其稳定构型图表15动态海缆系统资料来源NREL国盛证券研究所22漂浮式风电在深海更具经济性大部分组件陆上建造便于海上安装漂浮式风机对水深变化不敏感在60米以上深水海域更具经济性随着向深水海域开发以及水深的增加传统固定式基础的桩基导管架成本会迅速上升施工难度也会急速加大而漂浮式风机只有系泊系统部分随水深变化主要体现为系泊链的延长因此其成本相对于水深变化不敏感一般在水深40米以下时固定式基础经济性较好水深达到60米则漂浮式基础经济性较好在40-60米范围内需要根据具体海洋地质环境具体分析另一方面从水动力性能系泊性能等角度Iberdrola根据水深条件推荐0-30米使用重力式基础固定式0-15米水深使用单桩单桩大于30米水深使用导管架50米以上水深使用漂浮式风机因此漂浮式基础是未来走向深水海域开发的主要工具图表16固定式风机与漂浮式风机成本随水深成本变化资料来源EP国盛证券研究所漂浮式风机大部分组件可于陆上建造组装安装受窗口期影响小固定式风机安装存在窗口期集中于每年5-9月份且广东福建浙江等海域夏季经常受到台风侵扰每次台风过境对施工影响天数约为7天漂浮式风机大部分组件可以在岸上进行建造安装P11请仔细阅读本报告末页声明2023年03月26日特别是浮体可以在船厂里进行批量加工批量制造之后在码头进行风机安装安装完之后直接拖到海上就可以完成风机组装漂浮式相比于固定式风机大大减少海上施工窗口期的影响很大程度上避免了海上安装时后勤条件的不确定性以及恶劣天气的停工风险图表17固定式风电安装条件部件安装条件风机基础和海上升压站基础连续4天及以上满足风况不大于5级且浪高不高于15m塔筒安装连续2天及以上满足风况不大于5级且浪高不高于15m叶轮安装连续2天及以上满足风况不大于4级且浪高不高于15m海缆施工风力不高于5级浪高不高于15m且能见度大于1000m资料来源刘晋超海上风电施工窗口期对施工的重要性国盛证券研究所三十四五迈向漂浮式风电征程十五五规模化发展31漂浮式海风商业化逐渐起步半潜式成为行业主流311漂浮式海上风电投产加快逐步由技术验证转向商业化漂浮式风电日本欧洲布局领先全球首个漂浮式海上风电样机HywindDemo于2009年投产该项目采用立柱式设计搭载了siemens23MW风机机组水深达220米之后葡萄牙日本等国家纷纷开始推进漂浮式风机研发投产目前全球已经投产的1MW以上漂浮式海上风电的项目总数为15个总装机量为1994MW其中英国总装机量80MW挪威659MW葡萄牙27MW日本19MW法国2MW中国55MW已投产项目主要来自于日本和欧洲国家图表18各国已投产漂浮式海上风电装机量MW9080807065960504027301920551020英国挪威葡萄牙日本法国中国资料来源赵靓全球漂浮式海上风电市场现状概览与发展潜力展望principlepowerSHELL日本政府公开信息evwindequinorTODAIDEOLOffshoreWindBOEM三峡能源国盛证券研究所中国漂浮式风电项目处于起步阶段后续步伐加快国内从2018年开始第一个海上漂浮式项目三峡引领号招标投建起步较晚近两年中国漂浮式项目进展明显加快现有5个项目目前正在建设或规划当中总装机量23405MWP12请仔细阅读本报告末页声明2023年03月26日图表19中国目前投产在建漂浮式海上风电项目总装机量单机容量离岸距离项目开发商漂浮式基础水深mMWMWkm三峡引领号已投产三峡集团5555半潜式3028扶摇号中国海装6262半潜式6515中海油观澜号中国海油725725半潜式120136龙源漂浮式海上风电和渔国家能源44半潜式35-业养殖融合示范项目明阳阳江青洲四风电项目明阳集团166166半潜式41-4655海南万宁100万千瓦漂浮中国电建20016-18-10022式海上风电项目一期资料来源各公司官网国家能源局offshorewind海南日报央视新闻龙船风电网国盛证券研究所漂浮式发展逐步从样机验证阶段进入预商业化阶段全球风能理事会GWEC将漂浮式海上风电发展分为以下阶段样机和试点阶段预商业化阶段和商业化阶段其中2009-2020年为样机和试点阶段2021-2025年为预商业化阶段2026年起为商业化阶段样机和试点阶段是技术论证和积累的重要过程目前已投产的漂浮式风电项目中大多数也多为样机论证试点项目比如我国三峡引领号等随着技术积累和验证漂浮式风电场建设逐步启动我国的首个商业化漂浮式项目海南万宁项目已于2022年底开始动工该项目是目前全球最大的商业化漂浮式海上风电项目总装机容量1000MW分两期进行一期容量200MW预计2025年投产随着越来越多国家和地区开始建设大型漂浮式海上风电场漂浮式加速进入商业化阶段图表20全球已投产1MW以上漂浮式海上风电项目投产时间项目国家装机容量MW单机容量MW水深m漂浮式基础2009HywindDemo挪威2323220立柱式2011WindFloat1葡萄牙2245半潜式2013FukushimaForward1日本22120半潜式2015FukushimaForward2日本77120半潜式2016FukushimaForward3日本55120立柱式2016Sakiyama日本22100立柱式2017HywindScotland英国306120立柱式2018Floatgen法国2233驳船式2018Kitakyushudemo日本3355驳船式2018KindcardinePhase1英国2260-80半潜式2019WindFloatAtlantic葡萄牙2583100半潜式2021TetrasparDemo挪威3636200半潜式2021Kincardine英国489560-80半潜式2021三峡引领号中国555530半潜式2022HywindTampen挪威6086260-300立柱式资料来源赵靓全球漂浮式海上风电市场现状概览与发展潜力展望principlepowerSHELL日本政府公开信息evwindequinorTODAIDEOLOffshoreWindBOEM三峡能源国盛证券研究所全球漂浮式总规划达185GW漂浮式风电进入高速发展通道随着漂浮式技术的不断积累突破全球临海国家加快规划漂浮式海上风电建设美国规划至2035年实现部署漂浮式海上风电15GW欧洲方面至2030年英国政府规划并网5GW左右挪威45GW希腊2GW西班牙1-3GW意大利35GW葡萄牙2GW法国750MW韩国P13请仔细阅读本报告末页声明2023年03月26日计划2030年漂浮式风电装机达6GW据renewableUK统计全球漂浮式风电总规划已经达185GW其中欧洲总规划107GW占比超58据GWEC预测2020-2025年全球漂浮式风电新增装机量年复合增长率高达1052020-2031年年复合增长率为596图表21全球漂浮式海上风电项目长远期累计总规划装机规模MW450004029640000350003325930000250002106019050200001724415944138001331915000108201000050000英国瑞典爱尔兰美国韩国澳大利亚意大利芬兰其他资料来源renewableUK国盛证券研究所312半潜式漂浮式基础将逐渐成为行业主流已投产项目多为立柱式和半潜式半潜式预计成为行业主流在已投产项目中立柱式和半潜式占比接近驳船式占比仅为2根据美国能源局发布的OffshoreWindMarketReport2022Edition显示在2021年宣布建设的全球所有漂浮式海上风电项目中半潜式规划装机量141833MW占比约为80而张力腿式装机仅为252MW相比于其他结构半潜式结构具有适用水深范围最广运输和组装方便只需常规拖船风电机组可在陆上安装系泊系统成本低等优点立柱式由于立柱长度大需要特殊的安装船进行安装工程量较大成本相对较高驳船式由于运动适应性差只适用于50-100m海域张力腿式稳定性最好但是目前由于技术不成熟安装难度过高等因素难以投入使用图表22已投产漂浮式项目各结构占比图表232021全球规划漂浮式项目各结构占比驳船式驳船式211立柱式9半潜式立柱式4850半潜式80资料来源赵靓全球漂浮式海上风电市场现状概览与发展潜力展望principlepowerSHELL日本政府公开信息evwind资料来源美国能源局发布equinorTODAIDEOLOffshoreWindBOEM三峡能源国盛证OffshoreWindMarketReport2022Edition国盛证券研究所券研究所P14请仔细阅读本报告末页声明2023年03月26日32漂浮式风电降本空间大降本路径清晰321漂浮式风电投资成本LCOE依旧偏高漂浮式风电造价和LCOE现阶段仍显著高于固定式风电据powerevents数据全球第一台漂浮式风机HywindDemo总造价约为7100万美元总容量23MW单位MW造价3090万美元此后相继投产的HywindScotlandKincardine三峡引领号以及HywindTampen单位MW造价分别为840万1480万630万和550万美元漂浮式海上风电单位单位MW造价呈现逐步下降趋势对比固定式海上风电NREL发布的报告显示美国固定式海上风电单位MW造价约为387万美元由此可见漂浮式海上风电造价成本仍旧偏高LOCE方面Equinor官网数据显示其旗下Hywind系列漂浮式风电项目平准化度电成本已由HywindDemo项目的300MWh降至HywindTampen项目的150WMh但仍高于固定式海上风电LCOE的72WMh漂浮式海上风电造价和LOCE仍有较大降价空间图表24漂浮式海上风电项目单位MW造价百万图表25漂浮式海上风电LCOE变化MWh3503093002502001481501008464535000HywindHywindKincardine三峡引领号HywinddemoScotlandTampen资料来源NRELbusinessinsiderNSEnergyequinorpower九方资料来源equinor国盛证券研究所智投国盛证券研究所321漂浮式风电降价路径清晰风机大型化规模化新技术新材料新策略应用漂浮式风电降本三要素风机大型化规模化新技术新材料新策略应用据Aegirinsights预测漂浮式风电LCOE将于目前100-120MWh降至2040年的50-65MWh从而进一步缩小与固定式海上风电的成本差距成本降低主要来自于三个驱动因素风机大型化规模化新技术新材料新策略应用图表26漂浮式和固定式海上风电LCOE变化趋势MWh资料来源Aegirinsights国盛证券研究所P15请仔细阅读本报告末页声明2023年03月26日基础与系泊平台对风机重量变化不敏感风机大型化是最直接最有效的降本路径机组大型化会带来重量的提升然而漂浮式风机的基础和系泊系统对于风电机组重量变化不敏感由于浮体总排水量高达15万吨目前10MW风电机组重量也仅1000多吨故因风机功率提升导致的重量增加对于浮体系泊系统的造成的影响有限不断推进的风机大型化可以极其显著地降低漂浮式风电的单位MW造价和LCOE美国能源部发布的报告显示近年来全球风机机组大型化趋势日趋明显且将持续进行厂商方面Vestas于2021年研制出了单机容量15MW的V236-150MW样机该样机已于丹麦完成安装并成功发电预计投于韩国13GWMunmuBaram漂浮式海上风电项目明阳智能于2023年1月下线全球最大漂浮式海上风电机组MySE16X-260单机容量166MW预计投放明阳阳江青洲四风电项目图表27风机容量变化趋势资料来源美国能源部OffshoreWindMarketReport2022Edition国盛证券研究所规模化可以通过技术和经验累积产业链完善规模效应等方面帮助实现成本的降低技术和经验累积在大规模的项目建设各个阶段可以进行设计建造安装以及运营相关技术和经验的积累从而帮助降低新项目开发运维成本产业链完善规模化扩大市场规模吸引资本投资扩产从而帮助完善产业链条加强市场竞争激烈程度实现更低的组件供应价格规模效应漂浮式风机可以在岸上建造组装不需要在海上长期打桩因此易于进行标准化的流水线作业以及大规模生产项目规模的提升可以帮助分摊固定成本提高生产和组装效率新技术新材料新策略应用降本提效新技术主要通过技术创新如采用垂直轴风电机组无塔筒类风电机组实现降本垂直轴风电机组目前已投产漂浮式项目所采用风电机组均为水平轴风电机组瑞典风力涡轮机制造商SeaTwirl正在研究垂直轴漂浮式风机技术相比于水平轴风机垂直轴风机有以下优点运作无风向要求不需要变桨装置发电机和变速箱通可以放置于水面或水下维护成本低重心低结构更稳定无塔筒风电机组波士顿T-OmegaWind正在研制无塔筒设计的漂浮式风电机组无塔筒机组重量只有传统机组的20成本只有传统机组的30此外机组安装更为方便从而带来更低的安装成本P16请仔细阅读本报告末页声明2023年03月26日图表28SeaTwirl直轴漂浮式风机技术结构图图表29T-Omega无塔筒风电机组资料来源SeaTwirl国盛证券研究所资料来源T-OmegaWind国盛证券研究所新材料主要通过材料创新如对浮式基础采用混凝土钢混合材料对系泊链使用锚链钢丝绳尼龙材料材料成本下降以实现降本浮式基础目前国内漂浮式基础主要为钢结构而海外已经出现混凝土钢混合结构浮式基础相比于钢结构基础混合结构基础单位重量造价更低从而带来更低的度电成本预计采用混凝土结构可以降低至当前基础成本的60此外混凝土结构有更长的设计寿命和更高的可靠性系泊链当前系泊链形式主要为锚链随着水深的增加新材料如钢丝绳聚酯缆的使用是新的发展方向新材料可以显著帮助降低系泊链的重量降低成本三峡引领号就采用了锚链钢丝绳的设计而Floatgendemonstrator则采用了尼龙系泊线的设计新策略主要通过创新漂浮式风电场的控制策略及漂浮式系统协同设计以降低漂浮式上不稳定性和疲劳载荷从而提高发电效率和演唱使用寿命达到LCOE降低当前漂浮式控制策略等主要是基于固定式的策略改进而来策略有效性仍有很大提升空间不同于固定式漂浮式风电风机是一个运动系统在平移浪涌摇摆起伏和旋转俯仰滚动偏航中产生低频振荡基于固定式的控制策略在漂浮式上的运用会带来不稳定和疲劳载荷的增加导致发电效率不高和缩短使用寿命短等问题未来控制策略与漂浮式系统的协同设计会帮助提高发电效率降低系统维护成本延长使用寿命33漂浮式风电国产替代进程快重点关注产业链变化331整机传统风机整机龙头优势延续欧洲西门子维斯塔斯日本日立集团中国明阳智能市场占优在已投产的项目中欧洲多采用西门子和维斯塔斯两家整机厂商的风机日本已投产项目大多采用本土厂商日立集团提供的机组中国唯一投产的三峡引领号以及在建的观澜号明阳阳江青洲四风电项目均采用了明阳智能提供的漂浮式风电机组而扶摇号和龙源漂浮式项目采用的风电机组分别来自中国海装以及电气风电国内其他风机整机厂商虽未有项目产出但在漂浮式项目也早有布局P17请仔细阅读本报告末页声明2023年03月26日图表30全球漂浮式项目主要设备供应商情况项目风电机组浮式基础建造系泊链海缆HywindDemo西门子--NexansWindFloat1维斯塔斯---FukushimaForward1日立集团MitsuiEngineeringShipbuilding-FurukawaElectricCoFukushimaForward2日立集团MitsubishiHeavyindustries-FurukawaElectricFukushimaForward3日立集团JapanMarineUnitedCorporation-FurukawaElectricHywindScotland西门子NavantiaVicinayMarineNexansFloatgen维斯塔斯BouyguesTravauxPublicsLeBonManufacturingHydroGroupKitakyushudemoAerodynNippensteel-FurukawaElectricWindFloatAtlantic维斯塔斯NavantiaLankhorstJDRCablesTetrasparDemo西门子WelconLankhorstUNITECHKincardine维斯塔斯NavantiaLankhorstPrysmian三峡引领号明阳智能惠生海工亚星锚链巨力索具东方电缆HywindTampen西门子KvrnerBridon-BekaertJDRCable扶摇号中国海装中船黄埔文冲亚星锚链亨通光电观澜号明阳智能-亚星锚链东方电缆明阳阳江青洲四明阳智能---龙源示范项目电气风电---资料来源各公司官网offshorewind证券之星中招联合招标采购网天眼查国盛证券研究所图表31风机整机企业在漂浮式风电布局公司布局公司是大型化海风装机领军企业2021年全国海上50MW及以上新增装机和累计装机明阳均位列全国第一公司已实现大容量MySE55-11MW海上抗台风型风机的量产交付并发布了明阳智能18MW全球最大海上风电机组MySE18X-28X公司推出了OceanX双转子漂浮式海上风电平台搭载166MW的全球最大漂浮式海上风电机组MySE16X-260并创新性地采用双转子下风向复合锚泊系统翼型塔筒等设计形式公司早在2016年就与瑞典Hexicon美国Atkins公司合作的苏格兰北部海域25MW浮式风电示范项目2019年公司申报的海上浮式风电装备研制项目获工信部立项中国海装2022年公司牵头研制的扶摇号完成安装大型化风机方面公司于2022年下线了H260-180MW海上风机单机容量达到18MW成为全球单机容量最大的风电机组公司先后主导参与了上海市科委的漂浮式基础海上风机载荷计算及气动与转矩控制方法与深远海张力腿TLP基础的漂浮式风机一体化仿真研究电气风电两大漂浮式风电科技攻关项目技术研究大型风机方面公司于2022年吊装完成EW110-208机组是我国首台正式下线的11兆瓦级别机组公司于2016年在国家863计划支持下牵头开展了浮筒或半潜平台式海上风金风科技电机组浮动基础关键技术研究及应用示范2022年公司与温州政府签约建设温州金风深远海海上风电项目资料来源CWEA各公司官网各公司微信公众号国盛证券研究所P18请仔细阅读本报告末页声明2023年03月26日332浮体建造造船企业为主塔筒管桩企业有望涉足漂浮式浮体建造企业以传统造船企业和海工企业为主塔筒以及管桩厂家有望进行业务拓展漂浮式浮体基础主体为钢结构其建造对场地的硬件建设要求高受限于大重量和大体积浮体建造组装需临海进行方便后续运输此外浮体倾斜测试对码头水深也有硬性要求传统海工行业可以满足浮式风机基础建造安装及调试所需的供应链及厂房要求涉足浮体建造顺理成章此外塔筒以及管桩厂家也是漂浮式浮体建造的潜在企业图表32塔筒管桩企业在漂浮式风电浮体布局公司布局公司目前在国内海上管桩已有三个基地和码头2023年3月广东揭阳和天顺风能阳江海上管桩基地落地公司海上管桩市占率有望在广东领先深远海漂浮式有技术储备和研发公司有漂浮式海上风电塔架的历史生产业绩有能力在浮体塔架等产品方泰胜风能面满足市场需求与EmpireEngineering在海上风电固定式及浮式平台的基础设计建造运大金重工输安装等方面建立战略合作关系资料来源各公司公告阳江政府官网中国新闻网国盛证券研究所333系泊链锚链钢丝绳聚酯缆多家厂商混合重点关注亚星锚链系泊链方案选择多亚星锚链为国内多数项目首要选择目前系泊系统系泊链的选择存在多种方案纯锚链锚链钢丝绳连接锚链聚酯缆连接等已投产项目系泊链提供商多样有提供钢丝绳的Lankhorst和巨力索具提供锚链的亚星锚链提供聚酯缆的LeBonManufacturingVicinayMarine则可提供多种解决方案国内项目采用的锚链多为亚星锚链所提供如三峡引领号扶摇号中海油观澜号锚链等青岛锚链参与供应了扶摇号锚链巨力索具提供了引领号项目钢丝绳亚星锚链和青岛锚链均可提供漂浮式风机所需的R3SR4级海洋工程系泊链及附件其中亚星锚链竞争优势明显产品力强品牌认可度高图表33锚链索具企业在漂浮式风电系泊链布局公司布局公司有能力生产R3R3sR4R4sR5和R6多个等级海洋系泊链及配件亚星锚链其中R5级锚链全球仅有亚星和Vicinay有能力生产R6级锚链目前仅亚星研发成功公司产品已应用于三峡引领号扶摇号以及观澜号公司可提供漂浮式风机所需的R3R3SR4级海洋工程系泊链及附件最大青岛锚链规格152mm公司具有永久系泊钢丝绳的生产能力产品性能指标达到国际同类产品水平已成功应用于三峡引领号系泊系统巨力索具公司具备国内最大直径600mm的系泊纤维缆生产能力用于配套深海系泊系统的配件及锻造连接件产品研制进度也已达到规范技术要求资料来源各公司官网中国船舶工业行业协会公司公告中招联合招标采购网天眼查国盛证券研究所334海缆海外市场分散国内以东方电缆和亨通光电为主动态海缆东方电缆亨通光电为主目前市场中已有多家提供动态海缆的厂家如日本厂商Furukawaelectricity英国厂商JDRCablesHydroGroup等国内厂家则以东方电缆和亨通光电为主东方电缆供应了引领号和观澜号而亨通光电则是扶摇号动态海缆供应商P19请仔细阅读本报告末页声明2023年03月26日图表34海缆企业在漂浮式风电系泊链布局公司布局公司有多个2000吨级码头和敷设安装产品方面有500kV交流海底电缆525kV柔性直流海底电缆漂浮式海上东方电缆风电动态缆等一系列超高压深远海应用为引领号和观澜号提供了动态缆产品公司是国内唯一具备500kV海缆工厂接头工程应用的企业在深远海输送电领域优势明显公司承担国家重点研发计划深海关键技术与设备重点专项中的浮式风电亨通光电用动态缆关键技术研发与示范应用项目该计划专项已成功研制35kV与66kV动态海缆系统并成功安装应用于扶摇号公司动态缆已应用于西班牙X1Wind浮式风电和葡萄牙CorPower项目公司是国内唯一一家具备柔性直流输电从160kV200kV320kV400kV到525kV海缆生产能力的企业中天科技深海浮式风机用动态海缆技术方面已成功完成CarbonTrust国际高压动态海缆及附件集成研发项目和集束动态海底电缆国产化研制项目验收具备了动态缆产业化能力具有四艘海缆施工船都能满足动态海缆施工要求资料来源亨通官网东方电缆公司公告东方电缆微信公众号中国电力报水电总院国盛证券研究所四投资建议风电必将走向深远海发展漂浮式风电是风电走向中远海的选择之一相比近海深海风资源更丰富我国深远海风能储量达1268GW远海风资源占比超过60与欧洲比我国海岸线跨度大我们近海条件不占优势因此海上风电有必要向深远海域发展我国离岸50-60KM风资源约7-10ms越往远海走基于大型化风机的经济性越好由于固定式基础无法安装在非常深或复杂的海床位置通过柔性锚链或钢缆锚定在海床上的海上风电漂浮式基础应运而生2022年万宁百万千瓦漂浮式海上风电项目有望正式开工这是中国首个规模化深远海海上风电项目也是全球规模最大的商业化漂浮式海上风电项目因此重点关注漂浮式风机产业变化推荐风电主机厂明阳智能中船科技电气风电系泊系统亚星锚链巨力索具基础系统天顺风能泰顺风能大金重工海缆东方电缆亨通光电P20请仔细阅读本报告末页声明