風(fēng)電，加速向深遠(yuǎn)海進(jìn)發(fā)

（圖片來源：攝圖網(wǎng)）

作者|葉子 來源|奇偶派(ID：jioupai)

3月26日上午，我國第一座深遠(yuǎn)海漂浮式風(fēng)電平臺——“海油觀瀾號”離開了廣東珠海福陸碼頭，前往海南的文昌海域，進(jìn)行海上安裝和調(diào)試。

這是我國第一個工作海域離岸距離100公里以上，水深超過100米的漂浮式風(fēng)電平臺，這座“海上大風(fēng)車”約高70層樓，掃風(fēng)面積約2.7個足球場大小，能抗17級臺風(fēng)。

5月6日，據(jù)中國海油發(fā)布的消息，隨著全長5千米的動態(tài)海底電纜完成敷設(shè)，“海油觀瀾號”正式打通連接文昌油田群的輸電“大動脈”，意味著我國首座深遠(yuǎn)海浮式風(fēng)電平臺海上施工作業(yè)全部結(jié)束，具備了并網(wǎng)輸電條件，投產(chǎn)在即。

而這也標(biāo)志著我國深遠(yuǎn)海風(fēng)電關(guān)鍵技術(shù)取得重大進(jìn)展，海上油氣開發(fā)邁出進(jìn)軍“綠電時代”的關(guān)鍵一步。

那么，風(fēng)電平臺為何要“拋棄”近海，千里迢迢遠(yuǎn)赴深海？漂浮式風(fēng)電為何被稱作風(fēng)電領(lǐng)域里的鈣鈦礦，擁有未來確定性爆發(fā)的產(chǎn)業(yè)趨勢？這條產(chǎn)業(yè)鏈上，又將出現(xiàn)哪些革命性的投資機(jī)會？

本文將通過分析漂浮式風(fēng)電為何成為最優(yōu)先選擇、漂浮式風(fēng)電結(jié)構(gòu)如何、產(chǎn)業(yè)鏈上具有較大彈性的公司有哪些三個問題，按序展開，以期為讀者展現(xiàn)風(fēng)電未來技術(shù)發(fā)展圖景，提供相關(guān)上市公司投資參考。

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走向深遠(yuǎn)海，是風(fēng)電注定的成長路徑

風(fēng)電，作為資源潛力巨大、技術(shù)較為成熟的可再生能源，在減排溫室氣體、應(yīng)對氣候變化的新形勢下，越來越受到世界各國的重視，并已在全球大規(guī)模開發(fā)利用。

近幾年來，伴隨著海上風(fēng)電成本的迅速降低，考慮到能源成本最終是電源+輸配電雙技術(shù)成本的競爭，而全球主要的發(fā)達(dá)城市、用電負(fù)荷集中在沿海地區(qū)，全球海上風(fēng)電發(fā)展較陸基風(fēng)電逐漸加快，爆發(fā)出了驚人的潛力，也獲得了未來全球范圍內(nèi)度電成本最低的清潔能源之一的一致認(rèn)同。

放眼全球，海風(fēng)的開發(fā)主要集中于中國與歐洲地區(qū)。

在未來的全球規(guī)劃中，中國市場仍為核心引擎。國內(nèi)多省市已發(fā)布“十四五”能源發(fā)展相關(guān)規(guī)劃，根據(jù)各省規(guī)劃中對海風(fēng)新增裝機(jī)的目標(biāo)，預(yù)計2022-2025年，新增海風(fēng)裝機(jī)4、10、15、20GW，到2025年末，中國海風(fēng)累計并網(wǎng)裝機(jī)量將達(dá)75.5GW，CAGR30%。

資料來源：國家能源局，華創(chuàng)證券預(yù)測

歐洲海風(fēng)市場也有望在新一輪風(fēng)電發(fā)展中迎來爆發(fā)。據(jù)GWEC統(tǒng)計，截至2021年底，歐洲海風(fēng)累計裝機(jī)量達(dá)28.3GW，占比50.6%。而根據(jù)各國裝機(jī)規(guī)劃，到2030 年，英國等八國規(guī)劃實現(xiàn)海風(fēng)裝機(jī)135.6GW；從更遠(yuǎn)期裝機(jī)目標(biāo)來看，到2040年，作為新興市場的挪威、波蘭將分別新增海風(fēng)裝機(jī)30、8-11GW；到2050年，法國將新增海風(fēng)裝機(jī)40GW。

全球海風(fēng)新增裝機(jī)規(guī)模（GW)預(yù)測

資料來源：GWEC，華創(chuàng)證券

而在眾多政府海風(fēng)規(guī)劃中，無論是中國還是歐洲，相比于“固定式風(fēng)電”來說，“漂浮式風(fēng)電”、“開發(fā)深遠(yuǎn)海資源”等字眼出現(xiàn)的頻率大大增加，那么，為何遠(yuǎn)海資源被多次提及？漂浮式風(fēng)電又為何能成為發(fā)展重點，引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展方向呢？

首先，近海風(fēng)能資源稀缺，遠(yuǎn)海風(fēng)能資源更豐富。

近年來，海上風(fēng)電發(fā)展迅速，開發(fā)區(qū)域主要集中在潮間帶和近海海域。從可開發(fā)量看，近海資源占比少。據(jù)ESMAP測算，美國、中國、日本等海風(fēng)資源儲量分別可達(dá)5259/2982/1897GW，其中深海（>50m）占比達(dá) 64%。

次之，近海發(fā)展海上風(fēng)電的掣肘眾多。

從空間資源角度，近海其它活動需求大，養(yǎng)殖業(yè)、旅游業(yè)、 軍事資源廣泛分布于近海，尤其是航線資源，大量航線分布于近海水域，往來船只拋錨或航線運(yùn)行不準(zhǔn)，都可能對海底電纜或風(fēng)電基礎(chǔ)造成傷害。

同時，近海風(fēng)電場的大量建設(shè)也已使得近海優(yōu)質(zhì)風(fēng)資源地區(qū)逐漸緊張。深遠(yuǎn)?？臻g資源開闊，旅游養(yǎng)殖等其他活動少，開發(fā)限制少，可以大規(guī)模建廠開發(fā)。

同時，伴隨著水深的增加，漂浮式風(fēng)電的經(jīng)濟(jì)性也逐漸凸顯出來。

現(xiàn)有的海風(fēng)項目主要采用固定式基礎(chǔ)如單樁、導(dǎo)管架等。隨著水深增加，固定式海風(fēng)建造安裝費(fèi)用急劇上升，當(dāng)水深超 60m 后，采用漂浮式技術(shù)明顯更經(jīng)濟(jì)。因此，從經(jīng)濟(jì)性的角度來看，海上風(fēng)電正呈現(xiàn)出由淺到深、由固定式到漂浮式的變化趨勢。

固定式/漂浮式風(fēng)電經(jīng)濟(jì)性比較

資料來源：E&P

而這三大因素，也共同決定了未來風(fēng)電的發(fā)展格局，將會是以漂浮式風(fēng)電的形式走向深海、遠(yuǎn)海，而截至目前，歐洲、東亞等地區(qū)早已開啟了漂浮式風(fēng)電的探索。

在已投運(yùn)/在建項目區(qū)域分布顯示，歐洲最早進(jìn)入漂浮式領(lǐng)域，裝機(jī)規(guī)模為 339.8MW，占比達(dá) 53.7%；東亞市場中，日本對漂浮式技術(shù)探索較多，早期完成6個單機(jī)試驗項目后才開始進(jìn)行小規(guī)模商業(yè)化示范項目，總規(guī)模為 37.8MW，占比6%；而中國漂浮式風(fēng)電項目也于2021年啟動，首個海上漂浮式風(fēng)電平臺即將于不久的未來投產(chǎn)。

目前，國內(nèi)在漂浮式風(fēng)電的探索上并不領(lǐng)先，但中國“十四五” 海風(fēng)發(fā)展戰(zhàn)略為推動近海項目規(guī)?；_發(fā)、深遠(yuǎn)海項目示范性開發(fā)，發(fā)布了眾多相關(guān)政策。

雖然國內(nèi)短期可預(yù)計的浮式項目僅占全球規(guī)劃的 1.6%，但預(yù)計隨著“十五五”期間海風(fēng)開發(fā)朝向深遠(yuǎn)海，浮式項目有望規(guī)?；帕?，中國浮式風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈也有望迎來黃金成長時期。

漂浮式風(fēng)電海風(fēng)項目區(qū)域分布資料來源：華創(chuàng)證券

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深海浮式風(fēng)電不一樣

技術(shù)的大幅變更，自然會催生出不同的產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)。

目前，海上風(fēng)電主要是單樁風(fēng)電，也就是固定式的風(fēng)電，而漂浮式風(fēng)電則是一個運(yùn)動型的平臺，必須對現(xiàn)有固定式的控制策略進(jìn)行優(yōu)化，使風(fēng)力渦輪機(jī)可以在接近最佳效率值的情況下運(yùn)行，并通過減少疲勞載荷來保證其可靠性。

所以，較固定式風(fēng)電來說，浮式風(fēng)電在風(fēng)電機(jī)組（風(fēng)機(jī)+塔筒）、浮體系統(tǒng)（基礎(chǔ)+系泊+動態(tài)海纜系統(tǒng)）、安裝施工等環(huán)節(jié)均有著較大變化。

風(fēng)電機(jī)組延續(xù)了大型化的發(fā)展趨勢，但也出現(xiàn)了許多不同的新型設(shè)計理念。

在漂浮式項目中，常規(guī)大型化風(fēng)機(jī)同樣可應(yīng)用于深遠(yuǎn)海，但面臨工作環(huán)境的改變，進(jìn)行了結(jié)構(gòu)加強(qiáng)和控制策略的改進(jìn)，多種更加適合遠(yuǎn)海的創(chuàng)新性設(shè)計也逐漸出現(xiàn)：

首先是雙體漂浮式風(fēng)機(jī)，2019年，由西班牙公司EnerOcean牽頭研制的一款新型漂浮式海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)入使用階段，也成為了全球范圍內(nèi)首個雙體漂浮式海上風(fēng)機(jī)，有著容量大、易組裝、可隨風(fēng)向調(diào)整、建設(shè)成本低等優(yōu)點。

而在去年9月，我國風(fēng)電龍頭企業(yè)明陽智能也發(fā)布了“藍(lán)色能動號”雙轉(zhuǎn)子漂浮式海上風(fēng)電平臺，搭載兩臺明陽智能MySE8.3-180超緊湊半直驅(qū)海上風(fēng)機(jī)，總?cè)萘靠蛇_(dá)16.6MW，也刷新了全球容量最大、重量最輕的雙轉(zhuǎn)子抗臺風(fēng)漂浮式風(fēng)機(jī)紀(jì)錄。

而在雙體漂浮式風(fēng)機(jī)外，還有異型塔筒、單雙葉片等新型風(fēng)機(jī)形式，分別有著成本低、安裝便利等眾多優(yōu)勢。

但從總體來看，浮式風(fēng)機(jī)創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計體現(xiàn)了開發(fā)商在降本增效上所做的努力，但其并沒有多大的產(chǎn)業(yè)鏈更迭替換空間，只是屬于結(jié)構(gòu)上的優(yōu)化改進(jìn)。

浮體系統(tǒng)作為浮式風(fēng)機(jī)與固定式風(fēng)機(jī)最大的不同之處，也有著最多的改變。

首先是為風(fēng)機(jī)機(jī)組提供浮力和穩(wěn)定性的鋼結(jié)構(gòu)的浮式基礎(chǔ)，目前，主流的浮式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)主要分為立柱式、半潛式、張力腿式以及駁船式四種。

資料來源：國盛證券研究所

其中，立柱式依靠將大部分重量放置于盡可能低的位置來降低整個系統(tǒng)的重心，進(jìn)而獲得穩(wěn)定性，具有結(jié)構(gòu)簡單、垂向波浪激勵力小、穩(wěn)定性較好等特點，但對工作水深有著更多地要求，通常需要大于100m水深。

而半潛式設(shè)計意在最大限度地減少暴露在水中的表面積，最大限度增加體積，垂直圓柱體的大小和距離決定了穩(wěn)定性，有著風(fēng)機(jī)通用性強(qiáng)、水動力性能好、適用范圍廣地優(yōu)點。

張力腿式風(fēng)機(jī)則是最新且技術(shù)風(fēng)險最高的平臺基礎(chǔ)形式，通過多個張力腿的方法來保證整個風(fēng)機(jī)的穩(wěn)定性，具有平臺垂向運(yùn)動性能優(yōu)良的特點，但該結(jié)構(gòu)往往需要豐富的制造、安裝相關(guān)經(jīng)驗，在國內(nèi)尚未推廣。

駁船式則借鑒了船的設(shè)計，主要平臺均浮在水面以上，兼具結(jié)構(gòu)形式簡單、容易制造、穩(wěn)性較好、部署靈活的特點，也是目前應(yīng)用較多的復(fù)試基礎(chǔ)設(shè)計。

浮式基礎(chǔ)之下，便是由張緊器、系泊線和錨固等裝置組成，通過連接海床為浮式基礎(chǔ)提供定位作用的系泊系統(tǒng)了。

而系泊系統(tǒng)中最重要的部分莫過于系泊線，是連接浮式基礎(chǔ)和海床的關(guān)鍵構(gòu)件，主要有懸鏈?zhǔn)?、張緊式、張力腿式三種形成。

懸鏈線式

張緊式

張力腿式

而三種系泊也對應(yīng)著不同的浮式基礎(chǔ)設(shè)計：半潛式、立柱式漂浮式風(fēng)機(jī)常采用懸鏈?zhǔn)较挡?，該類型系泊線為鋼鏈結(jié)構(gòu)，鋼鏈因其具備制造成本低、工序簡單、強(qiáng)度高等優(yōu)點，是目前使用最廣泛的系泊材料，但其占據(jù)海床空間較大，重量隨著水深增加而急劇增大。

而張緊式、張力腿式在重量與占據(jù)空間方面有一定改善，但從安裝角度來看，則更為復(fù)雜，所以截至目前，懸鏈?zhǔn)较挡礊榻ㄔO(shè)主流方案。

此外，在實際的建設(shè)中，也存在著許多優(yōu)化降本的方案，例如國內(nèi)，“引領(lǐng)號”及“扶搖號”均采用9點懸鏈?zhǔn)较挡捶桨福慈齻€立柱各有三條系泊纜，三條系泊纜共用同一個錨固基礎(chǔ)，通過共享的方法，大幅降低成本。

除系泊系統(tǒng)外，還有進(jìn)行用電傳輸?shù)膭討B(tài)海纜部分。

與固定式風(fēng)機(jī)不同，漂浮式風(fēng)機(jī)有著運(yùn)動的空間，也決定了海纜將會被設(shè)計為可運(yùn)動的狀態(tài)。此時，動態(tài)海纜不僅要承擔(dān)傳輸電力的作用、還要抵御各種環(huán)境載荷耦合所產(chǎn)生破壞的能力，因此在設(shè)計動態(tài)海纜結(jié)構(gòu)時，要考慮各種載荷對海纜結(jié)構(gòu)的影響。

而在風(fēng)機(jī)本身結(jié)構(gòu)之外，前往深遠(yuǎn)海安裝施工也成為了產(chǎn)業(yè)鏈中必不可少的一部分。

漂浮式風(fēng)機(jī)的大部分組件可于陸上建造組裝，安裝受窗口期影響很小，但浮體運(yùn)輸、浮體吊裝、組裝、風(fēng)機(jī)吊裝及系泊纜鋪設(shè)等部分必須于海上作業(yè)，并且對作業(yè)時的季節(jié)、天氣等各項因素有著極為嚴(yán)苛的要求，這也催生了對安裝船的需求，并對安裝船起吊能力、作業(yè)水深、可變載荷及甲板面積提出了更高的要求，供應(yīng)缺口即將出現(xiàn)。

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浮式風(fēng)電機(jī)會花落誰家？

與浮式風(fēng)電在結(jié)構(gòu)上的變化相同，價值量大、技術(shù)含量高的環(huán)節(jié)自然也催生了相關(guān)公司成長、投資的機(jī)會。

首先，是由固定式風(fēng)電到漂浮式風(fēng)電改變中必須用到的系泊錨固系統(tǒng)，作為浮式風(fēng)電的核心環(huán)節(jié)，系泊錨固系統(tǒng)能夠占到漂浮式海上風(fēng)電樣機(jī)總造價的20%以上，是成本占比最高的環(huán)節(jié)之一。

而在國內(nèi)錨鏈?zhǔn)袌錾献钣性捳Z權(quán)的公司是亞星錨鏈。其憑借著先進(jìn)的技術(shù)、豐富的經(jīng)驗、超高的市場份額，在即將到來漂浮式風(fēng)電大潮，有望成為了該環(huán)節(jié)龍頭。

首先，公司有著遙遙領(lǐng)先同業(yè)競爭者的系泊鏈產(chǎn)品技術(shù)。

從2005年開始，公司陸續(xù)成功開發(fā)R3、R4、R5、R6 級別的海洋系泊鏈，從打破西方壟斷，逐漸成長為世界頂尖錨鏈企業(yè)，并擁有國家科技進(jìn)步特等獎的榮譽(yù)。

資料來源：公司官網(wǎng)

而公司在技術(shù)突破的同時，也具有了國際標(biāo)準(zhǔn)制定能力，成為世界首家具備批量生產(chǎn)最高級別海洋系泊鏈能力的企業(yè)。由其主編的全球首個系泊鏈國際標(biāo)準(zhǔn)ISO20438《船舶與海洋技術(shù)——系泊鏈》正式出版發(fā)布，標(biāo)志著中國企業(yè)在系泊鏈制造和技術(shù)研發(fā)上達(dá)到世界領(lǐng)先水平。

次之，亞星錨鏈在設(shè)備、工藝、材料等領(lǐng)域有著綜合競爭優(yōu)勢。

系泊鏈每個生產(chǎn)工序都由相對獨(dú)立的設(shè)備完成，主要生產(chǎn)設(shè)備均為專用、大型裝置，針對部分大型、關(guān)鍵、技術(shù)含量和難度較大的生產(chǎn)設(shè)備，公司依靠自身技術(shù)獨(dú)立或聯(lián)合設(shè)計、獨(dú)立制造安裝，也成為了公司的護(hù)城河。

而工藝流程則依賴大量經(jīng)驗積累，亞星錨鏈通過研制高等級系泊鏈，極大地受益于國家大工程和科技項目，而后來者再難以通過該方式享受紅利。

而在材料方面，系泊鏈用鋼需與鋼鐵企業(yè)聯(lián)合開發(fā)，過程極為復(fù)雜。而亞星錨鏈早在十五年前便與寶鋼簽訂了各類試制工作與技術(shù)推進(jìn)的協(xié)議，也成為了世界首家獲得 R6 級系泊鏈鋼認(rèn)證證書的企業(yè)。

最后，亞星錨鏈已經(jīng)壟斷了國內(nèi)漂浮式海風(fēng)系泊鏈?zhǔn)袌觥?/strong>