圖片來源@視覺中國

文 | 芯锂話

10月29日，10家基金公司集中申報跟蹤中證風電産業指數相關産品，其中有9隻ETF基金，一隻場外指數基金。資金的密集關注，似乎預示着資本市場中屬于“風電”的時代即将來臨。

“碳中和”趨勢下，全球最大的改變來自能源結構的本質變化，新能源開始逐漸部分取代煤炭、燃油等傳統能源。

僅2020年一年，全球新能源市場發電裝機規模就增長了10%，由2572.5GW增至2832.6GW。在新增的260.1GW新增裝機量中，光伏機組和風電機組分别占據了53.4%和35.8%的份額。照此趨勢，光伏發電和風能發電有望成為未來全球發展的核心力量。

但在資本市場中，光伏概念與風電概念卻走出了不同的股價趨勢。與火爆的光伏概念相比，風電概念雖然整體亦有增長，但無論是股價漲幅還是市場關注度都要低很多。

究竟是何原因造成風電關注度低呢？這一被低估賽道背後，又有哪些産業發展機會呢？

01 今非昔比的風電産業

雖然光伏與風電同為新能源産業，但風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制造業。究其根本就在于“曾經”的風電并沒有性價比。

風力發電的原理很簡單，就是利用自然流動的風吹動風輪機旋轉，帶動發電機工作，由此将風的動能轉化為電能。然而，發電原理雖然簡單，但想要真正的将風電用之于民難度卻很高。

衆所周知，大自然界中的風是不受人類控制的。由于風力、風向、風速都存在不固定性，因此風力發電的周期實則也是不固定的，這就給電力并網造成了很大的困難。

在風電剛剛興起的時候，我國曾在三北（西北、東北、華北）地區大規模的興建風電廠，寄希望于迅速馭風發電。

理想很豐滿，現實很骨感。由于電能并網是瞬時的，而風力發電又不受控制的，因此當所發電量超過當地電網的消納能力後，就會給整個電網造成負擔，導緻當時很多時候隻能通過關機的方式暫停發電，以保證電網的穩定運營，這就造成了棄風現象。

在2017年之前，我國棄風率幾乎始終維持在10%以上，部分地區的棄風率甚至超過20%，造成了嚴重的浪費現象。

數據來源：中國能源網、國家能源局，東吳證券研究所

從本質而言，衡量發電效率最重要的就是發電成本。構成風力發電的成本主要有三大部分：機組的一次性購置成本、整個項目運營成本、設備維護成本。

風電發展早期，行業各項技術均不夠成熟，因此制造成本并不便宜，再加上盲目擴産造成的棄風現象，因此風電成本一度遠高于火電。

同時，由于風力大的地方往往地理位置偏遠，電網鋪設很難短期跟上，電網消納能力提升無望，這就造成了在很長一段時間中風電都不是一門很好的生意。

但這種情況如今發生了徹底改變。随着風電機制造技術的成熟，配套電網的完善，全國棄風率已經降至3.5%，風電成本更是直線下降。

從2018年開始，三北地區大幅提升消納能力，并逐漸開始裝機解禁，地區裝機增長已有所提升。在裝機量提升的基礎上，三北地區棄風率并未同步增長，表明我國風電産業已經取得全面發展。

縱觀全球市場，陸上風電已經成為最為成熟的新能源發電方式，其成本不僅低于光伏發電，甚至比水電成本還要低。聚焦國内，産業持續革新使得我國風電成本有望在2025年降至0.1元/度之下。

政策層面分析，我國風電行業即将完全進入平價時代。陸上風電在2021年後将進入全面平價開發階段，價格補貼完全退坡，這也證明我國風電技術已經全面走向成熟。

補貼退坡，勢必會給風電企業提出更高的要求，提升效率将是“平價時代”的主旋律，“叠代”将成為行業核心關鍵詞。

基于此，我們認為未來風電發展将延續三大叠代方向：産品叠代、技術叠代、模式叠代。

02 産品叠代：以大代小

成本是能源行業的核心指标，因此降本增效是風電發展的核心方向。

風電能效提升主要依靠風機大型化，大型風機雖然造價較高，但發電量高，能夠顯著攤薄風機發電成本。目前風電行業最前沿的風機企業已經推出6-7MW的大型風機，風電機組正朝着“大容量”的方向發展。

我國風電産業大規模發展應當從2008年算起，當時中國風電機組産業技術并不成熟，導緻早期機組功率小，質量差，性價比低，甚至出現了很多1MW之下的微型風機。

回溯曆史，在2012年之前，我國新增的風電機組幾乎都是2MW之下，直至2016年，2.5MW以上機組才開始逐漸開始普及。

風電機組并非安裝完就完事了，還需要付出長期的維護成本。早期不成熟的技術導緻當時的機組性能欠佳，維護成本高昂，因此小型風機并不劃算。很多運營企業發現，當初安裝的小型風機甚至不能賺回維護運營成本，因此幹脆暫停維護，将其棄置變成“孤兒機組”。

而那些“有幸”運營的機組其實也存在很多問題，如設備老化、風片斷裂、飛車倒塔等。甚至部分機組存在維修難的困境，早期進口引進技術不成熟，零件通用率低，導緻維修需要大量的人力物力。

盡管技術存在較大缺陷，但早期風電機組并非一無是處，提早布局幫助企業搶到了優秀的風口點位，在風電技術越發成熟的今天，那些優秀的風口點位有望被置換成更大的機組，提供新的增量。

據發改委能源研究所測算，2021-2030 年全國風電機組累計改造退役容量将超過6000萬千瓦。其中2000萬千瓦在2025年前改造完成，1.5MW以下的機組是主要退役或改造的對象。

随着電網的鋪設，機組“以大代小”的推進，中國風電行業有望進入運行時間與裝機容量雙提升的黃金期，風電運營效益或将顯著提升。

“以大代小”是我國風電行業的一次産品全面叠代，主要是針對落後機組的升級。這種趨勢下，除風機制造企業将會受益外，早期布局的風電場運營企業也有望從中獲利。如龍源電力、大唐新能源、華能國際、國電電力等。

風機大型化，将成為風電行業産品叠代的核心方向。

03 技術叠代：半直驅是未來方向

僅用十二年時間，中國風電行業就由成本居高不下，演進至平價時代。可以說，我國風電産業的發展是極為迅速的，也是少數能夠在國際上具備競争力的産業。

按類别劃分，風電行業共分為陸上風電和海上風電兩種。

縱觀産業發展趨勢，目前陸上風電技術已經極為成熟，技術門檻很低，競争激烈，且即将進入平價時代。與之相對，海上風電市場潛力較大，具有占地少、風速高、電量大、經濟效益高的特點。由于特殊的地理環境因素，海上風機對風電機組具有一定的技術門檻要求，有望成為未來全球風機制造企業争奪的焦點。

從技術角度來看，風電機組共有雙饋、直驅、半直驅三種類型。其中雙饋和直驅是較為成熟的主流路線，而半直驅則是未來風電技術叠代的方向。

就結構而言，雙饋技術和直驅技術最大的區别在于是否連接“齒輪箱”。

雙饋機組的葉輪通過增速齒輪箱與發電機轉子相連。由于有增速齒輪箱的加持，在風電機組向恒頻電網送電時，不需要調速，有功和無功功率可獨立調節、轉子勵磁變換器的容量較小等優勢。目前全球大部分的機組采用雙饋技術。

但雙饋技術的缺點也很明顯，那就是對于風速要求很高，很容易發生脫網現象，如果風速很低即使有齒輪加速也難以進行發電，有一定的局限性。同時由于齒輪箱的存在，增加了修護成本。

直驅技術的葉輪則直接與發電機相連，省去了增速齒輪箱，轉子為永磁體勵磁，無需外部提供勵磁電源。直驅機組的發電機通過全功率變流器并網，具有效率高、噪音低、低電壓穿越能力強等優點。

缺點方面，電機和電子裝置成本高，電機重量大，為了适應低風速需要配備很多的級對數極，導緻電機體積龐大，且隻能通過水冷降溫。

海上風電位置特殊，風力多變，大幅提升了維護成本，因此維護成本較高的雙饋機組并不适用于海上場景；直驅機組雖然能夠正常發電，但太過沉重，安裝運送存在問題；因此雙饋機組和直驅機組其實都不是海上場景的最好選擇。

目前，風機技術的叠代方向是半直驅電機。半直驅綜合直驅、雙饋優點，規避雙方缺點，被行業公認是下一代風電機組技術。

半直驅機組的葉輪通過中速齒輪箱與永磁同步發電機轉子連接，進行全功率變流器連網。與直驅相比，半直驅增加了中速齒輪箱，發電機轉子轉速比永磁直驅高，可以減少永磁同步發電機轉子磁極數，有利于減小發電機的體積和質量。

現如今，半直驅已經成為風電機組制造企業必争之地，甚至誰能做好半直驅誰就有可能成為未來的龍頭。

聚焦國内公司，金風科技是絕對的龍頭企業，全球出貨量僅次于維斯塔斯排名第二，市場占有率高達12.8%。然而，金風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機組的研發上。

明陽智能是國内首批布局半直驅技術的公司。最早明陽智能以雙饋機組立足市場，2008年明陽智能從歐洲風電設計公司aerodyn引進半直驅技術，由此開始半直驅布局。

從2015年開始，明陽智能逐漸用半直驅産品替代過去的雙饋機組，2020年報顯示，明陽智能共銷售5658MW機組，其中半直驅産品的銷售容量占比高達93%，

正是得益于半直驅技術的成功，明陽智能有望對金風科技發起強有力的挑戰。當然，金風科技也曾在半直驅技術有所儲備，但産品放量仍然需要時間的沉澱。

04 模式叠代：分散式風電的暢想

風力發電對地理位置要求較高，因此目前風電主要集中在我國風力較大的北方。

随着國内陸上風電行業滲透率的不斷提升，優秀的風口區位已經迅速減少。放眼未來，大型的集中風能發電站必将越來越少，取而代之的則很可能是分散式風電。

所謂分散式風電指的是布局在用電負荷中心周圍，不以遠距離運輸為目的的風電布局。這些分布式風電往往布局在重點城市附近，采用就近入網的方式，實時迅速消納。

從2012年至2019年，我國分散式風電累計裝機量由60MW增至935MW，年化複合增長率接近41%。2019 年國内新增分散式風電裝機 300MW，僅約占國内新增吊裝風電規模的 1%，可見分布式風電正處于萌芽階段。

就整體規模而言，分布式風電項目在國内占比微乎其微，但這并不影響我們對分布式風電的暢想。

分布式風電并非天馬行空的想象，其實它已經在丹麥、德國等歐洲國家被成熟應用。分布式應用甚至是歐洲應用風電的最初形式，風機散布于機場、港口、社區附近。

今年，分布式屋頂光伏已經開始在我國很多地區進行推廣，借鑒于此，分布式風電也有望成為下一個重點推廣的戰略項目。

10月17日，600多家風電企業在118個城市共同發起“風電夥伴行動·零碳城市富美鄉村”計劃，并公布了具體方案：“十四五”期間，在全國100個縣，優選5000個村，安裝1萬台風機，總裝機規模達到5000萬千瓦。

雖然距離分布式風電全面落地依然很遙遠，但分布式風電卻可能成為我國局部缺電最有力的電能補充。從集中到分散的模式，已經成為中國風電的第三個趨勢。

産品大型化、技術半直驅化、模式分布式化，風電行業的發展依然存在諸多機會。雖然平價時代的到來可能會讓風電企業遭遇短期陣痛，但随着運營效率的進一步提升，中國風電産業依然具備很明顯的增長潛力。

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