一、风电系统
1、什么是风电
风电像一个大的电风扇，由三部分构成：叶片、风机、塔架（塔筒），下面会有一个机座。风机的核心是后面小块，里面涉及了很多结构件，比如，齿轮箱、发电机、轴承等等，上面的风机是可以360度旋转的，不管哪个方向的风，都可以通过计算机程序的调整，让风机转向迎风面最大的方向，这样能发更多的电。
市场上的风机报价一般是风机+叶片，占整个风电项目的40%。目前风机报价是2.7元/W，一个风电项目是6.5元/W。
2、风机的评价维度
（1）功率：这是风机最直接的性能，一般提到的2MW、6MW机型就是指的风机最大发电功率。一般来说，功率越大，对风机的设计和制造要求越高，未来风机的大型化是行业共识。
（2）效率：一般来说，风机发电中会有损耗，例如热损失，无功损失。典型的例如双馈式风机，其内部发电机磁场依靠的是感应线圈从外部电网下电产生磁场，这样风机在发电的同时还要消耗电，也因此双馈式风机的效率比直驱和半直驱要低。技术路线决定就是效率。
（3）最低切入风速：最低切入风速决定了风机的全年发电小时数，由于风速大小是随机的，不是什么时候风速都足够大到实现发电，所以如果叶片越大，则扫风面积越大，风机切入的最低风速越低，一年内的发电小时数越长。
因为技术限制，以前风速要达到5米/秒以上，风机才能实现发电，现在已经可以实现3米/秒的风速可以发电。风速太高，风扇转得太快有可能会坏掉，现在可以覆盖比较高的风速范围，比如台风天，风机发电以前是做不到的，现在的主流是3米/秒-25米/秒的风速都是可以发电的。
（4）可靠性：即风机内部零部件的稳定性，由于风机的维修成本相对较高，且困难，因此风机越可靠，维修次数越少，后期运维的成本越低。
（5）运维：不同于光伏运维，风电运维的技术含量更高，需要相关专业的团队进行运维服务。目前风电运维成本约为4-7分/W/年，未来风电的运维可以通过智能化、集中化的方式进一步降低。
（6）成本：由于风电系统最终产品是电，作为一种无差异性的最终产品，其唯一竞争维度便是成本。对于风机的评价维度核心就是为了提高发电量，摊薄或降低发电的成本。风电和光伏一样，就是初期投资以后，后面就躺着挣钱的项目。
3、与光伏的差异
风电和光伏最大的差异主要三块：
（1）发电时间不同：中国在北半球，冬季、秋天的风比较大，发电量会比较大，晚上的风比白天要大一点，所以晚上的发电量会比白天大一点。
可以看到，中午的时候是最高，冬天比夏天会小一点。
这边是阴天、晴天、多云天的发电情况，晴天发电是最好的，阴天就衰减非常多，雨天甚至不发电。
这是风电春夏秋冬的发电情况，可以看到，它跟光伏有一定的季节上的错配，以及时间上看到两头更高一点。
（2）运输半径不同：光伏组件因为比较小，平均尺寸在2平方米*10cm以内，因此，运输方式与一般货物无异。而风电由于单体构件体积巨大，如叶片甚至超过100米，运输需要专有运输设备，运输成本也更高，导致风电的出口难度要比光伏大。这就是为什么说“光伏是世界的光伏，风电还只是中国的风电”。
（3）建设难度不同：光伏基本上有人会拧螺丝就能建了，但风电要有场地平整、水泥浇筑、大型机械吊装环节，所以风电的进入门槛会比光伏更高一点。
4、风电的降本路径及技术相关情况
（1）风机分为三个技术路线：双馈式风机、直驱式风机、半直驱式风机。
双馈式风机是一种绕线式感应发电机，双馈异步发电机的定子绕组直接与电网相连，转子绕组通过变频器与电网连接，转子绕组电源按要求由变频器自动调节，机组可以在不同的转速下实现恒频发电。我们看到，风机的叶片转速很慢，异步电机通过齿轮箱把转速调到从每分钟十几转提升到每分钟上千转、上万转，带到后面的异步电机，然后直接发电。
直驱式风机
一种由风力直接驱动发电机，亦称无齿轮风力发动机，这种发电机采用多极电机与叶轮直接连接进行驱动的方式，免去齿轮箱这一传统部件。
直驱式风机最大的特点是少了齿轮箱，不需要把转速调得很高，这样的话，因为齿轮箱是持续运作的部件，某种程度上来说，直驱式因为持续运作的东西没有了，基本上不容易坏，所以，它的优点是运维成本要少一些。
半直驱式风机
半直驱式电机介于双馈式电机和直驱式电机之间，直驱式一个是永磁要做得很大，不想做那么大，就把前面的风扇的传动，传到齿轮箱这边，双馈式电风机可能要几千转、几万转，半直驱式就只要几百转，这边发电机用的是永磁同步电机，相当于把发电机的转子放到后面，整个发电机的体型稍微缩小一点，转速也是稍微转得慢一点，因为转得慢，损坏的概率就会比双馈式小一点。
双馈式、直驱式对比：双馈式风机与直驱式风机各有利弊，主要的直接对比是：1.体积质量；2.发电效率；3.稳定性。体积质量方面双馈式有绝对的优势，而发电效率，稳定性方面直驱式普遍比双馈式优秀。而半直驱式由于结构介于双馈式与半直驱式之间，因此属性介于两者之间。
双馈式风机随着功率增加，重量上升是有限的，直驱式风机则上升非常快，如果不考虑技术成本，风机的成本很大程度上是由钢材用量决定的，那么随着风机功率的做大，直驱式的成本会急剧上升。
发电效率这一块，双馈式用的是异步电机，发电之前需要充电，所以它还会消耗电力，导致发电效率比直驱式差一些，低风速时，发电效率表现也会更差。
稳定性这一块，因为直驱式没有齿轮箱，双馈式这一块就容易发生故障，运维成本会比直驱式高一点。
半直驱式的好处是兼具了两者的特点，取比较折中的方式，所以运维成本会少一点，发电效率会高一点，重量比双馈式重一点，但比直驱式轻很多。目前来看，市场上主流，海风或者大型化，直驱式是主要的解决方案，尤其是海风，因为海上运维成本很高，双馈式容易坏，所以选直驱式。但海上要做大功率，大功率重量太重了，成本增加受不了，这样都会选半直驱式，所以，海风这一块半直驱式比较有优势。
5、风电的单机功率是持续提升的，这是一个趋势。
风电切入风速是持续往下走的。
几个比较重要的发展方向：
（1）大型化：好处是随着风机功率增加，单瓦成本、单机风机成本和单瓦施工数量都会下降，从投建成本上实现降本；
（2）发电风速：更高的塔高将使得同一地区的风速更大，而风速与输出功率是3次函数关系，因此更高的塔可以实现更高的发电效率。但考虑施工的物理极限，陆风的极限功率在6MW左右，海风则暂时没有明显限制。
（3）切入风速：通过降低切入风速，风机有机会实现低风速地区的发电，从而提升全年的发电利用小时数。
机组大型化将推动风机降本：
这是中金统计的情况，2MW的情况下，风机成本差不多是2500元/千瓦，售价是3400元/千瓦，到5MW时，成本是1800元/千瓦，售价只要2400元/千瓦。
发电小时数的提升：
发电2100小时，度电成本是0.25元，未来一个风机一年如果能发4500小时，度电成本可以降到0.15左右。
6、未来发展路径是往海上走
海风发电未来要往漂浮式甚至是远深海漂浮式走。原因是：（1）陆风资源没有海风资源好，因为海上风大；（2）国内东部是需要海风的，因为要实现碳中和，用电大户都在东部，东部肯定要积极发展新能源，东部新能源是，第一，分布式光伏，因为土地紧缺，只能在屋顶上改；第二，海风一定会大力发展，因为东部沿海有大量的海风资源；第三，海风运输成本是比陆风要低；第四，理论上来说，中国的海风发电是可以往东南亚辐射的，这也是出海的可能性。
7、降低运维成本
除了风机本身的技术优势以外，由于风电场是一个系统，一片风场中有上百台风机，风机间的排布和风向可能互相影响，从而影响风场总体的发电量。目前领先厂商凭借自身较大的装机优势，可以获得更多的风场风机数据，从而进一步优化自身的风机排列，或者风机扫风方向，进而使得寿命更长，发更多的电。目前这块最为领先的是远景新能源，而要发展这一技术的关键在于覆盖服务的风场数量要够多。
智能化运维。
由于风电场是一个系统，一片风场中有上百台风机，风机间的排布和风向可能互相影响，通过大数据的算法能够使整个系统达到最优从而影响风场总体的发电量。目前领先厂商使得整个系统的运维成本下降，同时，提前预警风机的损坏，可以使得风机更换零部件、彻底报废的可能性下降，降低了运维成本。
可以看到，风机运维市场是持续提升的。
集中化运维
未来风机运维会持续产业化，一定会慢慢集中化。
可以看到，Vestas运维收入占比持续提升。现在国内风电场运维都是运营商自己承担，比如，一个电风场地区有5个运营商建了风电厂，现在是5个团队在运维，未来可能会有主机厂把5个运营商的运维全部包完了，都自己干，所以集中化运维会提高运维的效率。
成本持续下降
从全球角度来看，2020年陆风依旧是全世界度电成本最低的，光伏排第二，之后是海风。
这是风机价格下降情况，从全球角度来看，中国的风机成本全球最低，但由于历史原因及风电本身属性，目前尚未实现大规模出海。
2019年—2020年，新能源系统度电成本下降幅度，光伏下降7%，陆风下降9%，海风下降13%。很多人说风电成本下降速度很慢，未来要被光伏替代，这个真的不一定，未来大概率是光伏和风电并行。
2020年，旋转式光伏度电成本是0.27元，陆风是0.3元，海风是0.5元，煤炭是0.4元。
风电成本下降，除了风机成本下降以外，还会有其他的，比如，吊装、运维成本都会有一定的下降，带动整个系统的成本下降。
二、市场潜力与空间分析
1、风电装机需求空间
这个表是根据中国2030碳中和规划，测算的风光发电量占比。到2030年，如果要实现碳中和，假设风电和光伏发电量是4：6，那么风机累计装机量应该达到700GW以上，每年要至少新增45GW的量（不包含替换），往后包含替换可能会上60GW的水平。
2、风电装机供给空间
风电装机供给空间是很足的，如果2060年国内风电装机空间全部开发完，那么，可以装机2500GW，远期加上更换的量，一年差不多装机100GW的水平。
德国2020年发电成本占发电量的占比情况：新能源的占比差不多44%，44%拆分来看，50%是风电，20%是光伏，光伏发电量在德国没有风电多，德国2月份的时候光伏完全不发电，几乎全是风电在发，到了夏天的时候，光伏稍微会多一点，但是，夏天会遇到台风、雨天、阴天等等，所以光伏发电没有风电那么持续，德国风电占了新能源一半。
从全球角度来看，风电和光伏的比例是1：1，所以，未来光伏把风电完全替代掉的可能性没有那么大。既然风电和光伏的比例是1：1，那么，理论上来说，全球风电企业和光伏企业，他们的利润或者营收的空间应该是差不多的，因为营收来源是发电总量。如果考虑市占率问题，国内光伏企业市占率是80%，中国的发电量占全球差不多20%，国内风电和光伏行业的市值比是1：3—1：4。
目前，光伏行业市值是15000亿，风机制造，包括零部件，市值只有2300亿，比例差不多7：1，所以，风电目前没有受到市场重视。
三、风电产业链
1、风电产业商业模式
运营商先选定风场，与政府签订开发意向，之后通过一系列环评，由开发商进行风电招标。因为涉及到要独占当地的风资源，这个地方开发了以后，这一块风资源就是你的了，这就导致政府和运营商之间要签一些协议，比如，必须要选用本地的风机零部件，或者规定电价、税收等等。对于运营商来说，核心就是独占这一块风资源。
2、风电的项目情况
可以看到，风机占整个项目的比例是最大的，40%—60%。三北地区因为开发成本低一点，或者是那边风机可以搞得大一点，这样的话，风机占整个产业链的利润会多一些。其次是塔筒，再往后是交通运输费，大头还是赚给了风机。随着未来风机持续做大，会使得风机未来占整个产业链的利润（收入）更高一些。
风电产业链中，风机里面零部件成本占比比较多的几个，一个是叶片，占比最大，其次是轮毂，然后轴承、主轴、齿轮箱，塔筒也还行，其他的基本上占整个风机的成本很小。
3、风机的成本构成
这是明阳智能2.0MW的风机成本构成情况，成本最多的是叶片，其次是齿轮箱，然后是轴承、变频器、铸件等等。
4、风电产业链竞争格局情况
整机这一块的竞争格局比较高，其次是海缆。上游零部件目前不存在某人能做，其他人都不能，所以零部件环节就只能拼成本，只能不停地降价。风机有比较大的技术壁垒，导致风机这个环节的市占率集中度会持续提升。后面的这些环节，可能会通过扶持等方式，让后面越来越散。
四、风机行业格局&壁垒
风机的集中度可能会持续提升，因为技术要求和制造难度都比较高。大家可能会觉得，壁垒很高，会不会赚很多超额利润，我觉得有点难，因为对风机厂来说，它的竞争对手不是风产业链内部，互相打价格战，而是需要跟光伏对抗，他们要跟光伏比谁的度电成本低。如果未来风电成本比光伏明显低，那么龙头企业是可以赚超额收益的，如果风电成本跟光伏差不多，要赚超额收益难度有点大。
1、风机行业竞争格局变化
2019年之前，前三家占比都比较高，差不多有60%，金风占了大概30%，明阳是持续在增长。2020年，因为抢装的原因，龙头企业产能有限，导致后排的企业抢到了很多尾单，单子量也很大，而且因为抢装，风机价格也很贵，所以2020年集中度在往回走，变散了，有些后排企业复活了。
目前市场比较悲观，觉得风电好不容易集中度提升了，现在下降了，未来会不会重新洗牌，但是历史趋势是不变的，哪怕因为抢装原因开了倒车，未来还是要往集中化去走，无非是看未来谁能胜出。
这是全球风机厂的份额情况，海外三家占比非常高。市场竞争会使行业的集中度持续提升，国内因为有很多国企在里面，国企可能不算风机赚不赚钱，算整个发电项目赚不赚钱，因此导致国内格局很散。但是，未来电价平价了以后，风电的竞争格局是会往市场化的方向走，而且我们看到，价格战打得很猛，后台的很多企业成本算不过来的，所以，我认为未来风电的集中度还是会持续提升。
2、海风的竞争格局变化
原来海风是上海电气最多，后来国内企业海风技术赶上，占比提升。可以看到，海风只有4家，明阳、金风、远景，原因在于风机行业壁垒很高，海风尤其高，所以能玩的只有4家，未来想要进入，难度也比较大。
五、相对估值水平
我认为风电的估值比较便宜，光伏企业的市值空间和风电企业市值空间比例4：1—3：1，现在光伏的市值跟风电的比例是7：1，风机制造PB估值只在20%的水平，风电零部件是50%，差不多合理区间的水平。
风电整个板块的估值碳中和之后没有任何反应，我认为，新能源电力建设的特点是一次性投入，后面是躺着收费，所以整个新能源发电行业，全生命周期的收益是可以算出来的，总的建设周期是受到建设成本和收益影响，新能源的建设周期和补贴周期直接相关，比如抢装，抢装的时候就会涨价，补贴一退，价格会下降，原因是补贴决定了整个项目收益。平价时代，建设周期就不再是补贴了，而是变成利率和整个行业降本情况。所以，可以看到光伏和风电新能源发电企业投资一定是逆周期的，就是经济环境越差，利率越低，这个行业可能会越好，因为开发者会越多。但是，如果经济变得非常过热的时候，反而对整个行业不是特别好的现象。
所以，我认为新能源发电板块的定位是成长型周期行业。
六、当前的风险及市场顾虑
1、大宗商品价格：铜铁是风电的主要工程成本，占比很高40%，如果铜铁继续往上涨，风电价格不变，风机价格不变，那么利润空间就会压缩，这是一个担忧点。
2、风机价格下跌：因为开始了价格战，风机价格跌了30%，今年5月份之前，风机招标是历史上最高的。现在股票市场上买涨不买跌，担心风机价格跌那么多，什么时候出问题，会不会有更低落的情况出现，导致风电行业量增价减，赔本赚吆喝。
3、风电需求：近两年补贴退坡后，需求量出现短期的下降。补贴之后，相当于把未来1-2年的量全部在2020年抢装了，会不会明年的需求很差，大家都在担心。
4、行业格局：2020年抢装后，行业后排企业得到喘息，行业格局重新变得分散。而本轮价格战中，原先部分二线企业崛起迅速，有颠覆龙头的态势。很多人会觉得风电未来的行业格局会不会永远都不会集中，我认为，风机规模很大，因为这个行业是有很高壁垒、看成本降幅的行业，未来5年的周期去看，这次价格战可能有一些风机企业赶不上，如果这个价格持续2-3年，后排的那些企业可能被淘汰出去。
问答环节 Q&A
Q1：风机的成本，国内厂家做到比较低的成本，主要在哪些方面跟海外比做得比较好？
A1：风机国内的价格比海外低，原因是中国制造效率高，工资水平各方面都会比海外低一些，国内制造成本，比如铸件这种东西都会比海外低一些。
Q2：由于叶片体积比较大，运输比较困难，难以拓展海外市场，能不能国内厂商通过海外建厂的方式来拓展海外市场？如果通过这种方式扩产，成本上跟海外厂商比，还能不能维持这个优势？
A2：到海外建厂是可以的，但是成本优势就没有了，而且本土企业跟当地政府关系各方面都会强一些。另外，国内风电原材料成本，比如钢铁，全球角度来看，价格是比较低的，配套都是很完善的，产业链的完善配套也是国内风电企业价格低的原因。
风电出海难度有两个：
（1）风电行业各个国家都很支持，原因是能带动大量的就业；
（2）工业制造方面高水平的代表，各国不会愿意支持能赚钱，又能把握住国家命脉的海外企业。
Q3：风电产业链，风机、风叶等哪个环节比较有投资价值、如何做的？
A3：看价值量。风机的价值量最大，而且风机的壁垒是最高的。
$明阳智能(SH601615)$ $金风科技(SZ002202)$ $天能重工(SZ300569)$
