介绍
在全球风电发展和中国“双碳”政策的背景下，可再生清洁能源发电是我国未来发展的重点领域和主要布局点，风力发电产业已进入快车道，未来发展环境将不断改善。 其中，深海将成为我国海上风电发展的重要组成部分，预计2024年相关政策和规划有望逐步实施，将进一步打开海上风电的发展空间。
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information行业基本信息
风力发电是一种清洁能源技术，风力发电的原理是利用风力带动风力发电机叶片旋转，然后通过增速装置带动发电机发电，将风能转化为机械能，再转化为电能。 风力发电机组（风力发电机组）由叶片、齿轮箱、电机、轴承、风塔、机舱盖、控制系统等部件组成，根据目前的风车技术，它可以以每秒约三米（微风的程度）的微风速度开始发电。 风力发电可分为陆上风力发电和海上风力发电。
我国风电主要经历了五个阶段
1986-2002年
在示范和产业化的初期阶段，我国风电场的建设始于1986年，当时马兰风电场在山东省荣城市并网，标志着中国奉甸的开始。 近十年来，我国风电建设经历了初步示范和产业化建立阶段，装机容量增长缓慢。
2003-2010年
政策带动行业快速上行，模式跨越式升级。 现阶段，我国风电新增装机量激增，年均复合增长率为1121%。2003年以来，随着《风电特许权项目前期工作管理办法》的出台和《风电特许权工程》的启动，风电场建设进入规模化、国产化阶段，装机容量快速增长。
2011-2012年
行业调整与洗牌——“优胜劣汰”。 此前，风电行业发展过快，导致电网建设滞后风电建设，国内风电机组质量安全问题频发。
2013-2015年
寒冬过后，经济复苏正在回升。 调整改组后，我国风电行业过热势头基本得到遏制，2013-2015年风电新增装机容量复合增长率为383%的发展模式已基本实现从注重规模、速度、安装到注重效率、质量、电力的转变。
2016年至今
受2015年透支影响，2016-2017年行业新增装机量放缓，弃风弃风现象再度加剧。 此时，国内对风电行业的政策支持力度加大，2017年风电弃风电开始缓解，电力市场改革为新能源增长开辟了新的空间。
通过回顾我国风电装机周期的变化，整合不同阶段影响装机容量的主要因素，可以看出国家政策补贴和并网消费水平是影响风电装机容量的两大核心因素。
风力发电设备示意图。
风力发电设备的种类
水平轴风力发电机组
对于风力发电，多采用升力式水平轴风力涡轮机。 大多数水平轴风力涡轮机都有一个随着风向变化而旋转的对位点。
垂直轴风力涡轮机
风力发电机组的旋转轴垂直于地面或气流的方向，垂直轴风力发电机组在风向变化时不需要面对风，这是相对于水平轴风力发电机组的一大优势，不仅简化了结构设计，而且减少了风轮逆风陀螺力。 主要分为阻力式和升力式。 阻力型垂直轴风力发电机组主要以流经叶片的空气产生的阻力为驱动力，而升力式则以流经叶片的空气产生的升力为驱动力。 由于叶片旋转过程中阻力随着转速的增加而急剧减小，而升力增加，因此升力型垂直轴风力发电机组的效率远高于阻力型风力发电机组。
径流两轮效应风轮
它是一种新型的风力发电设备，其核心技术是利用风力发电机组上道之间的径流两轮效应来提高发电效率。 传统的风力发电设备只有一个水平流道，当风向发生变化时，流道会受到侧风的影响，从而影响发电效率。 径流两轮效应风轮在水平流道的上下部分增加垂直流道，通过风的分流减少侧风对流道的影响，从而提高发电效率。 该设备的优点还包括：可利用低速风力发电，噪音低，对环境影响小。 因此，径流两轮效应风力发电机组被认为是未来风力发电的重要发展方向。
风电核心部件现状
风力发电机组主要由叶轮、机舱和塔架三部分组成。 其中，叶轮负责将风能转化为机械能，然后通过发电机将其转化为电能，风力发电机叶片的大小和形状直接决定了能量转换效率，也直接决定了机组的功率和性能，这是风力发电机的“灵魂”， 占风力涡轮机成本的22%。
风力发电机叶片是风力发电机组将自然风能转化为风力发电机组电能的核心部件，也是衡量风力发电机组设计和技术水平的主要依据。 随着风电产业发展的加快，风力发电机组容量不断增长，对风电叶片的体积、长度和质量要求越来越高，叶片生产的实际操作难度、生产过程控制、叶片维护等方面日益增加，风电叶片行业对技术和工艺创新的需求不断增长。
如图所示，传统风力发电机叶片的主要结构包括01迎风壳、02背风壳和03腹板（前缘和后缘腹板）。 其中，迎风侧和背风侧为夹层结构，由04内外蒙皮、05芯材、06主梁、后缘梁（图中未示）和粘结角（图中未示）组成。
风力发电机叶片产业链
从上到下，风力发电机叶片产业链可分为上游原材料、中游叶片和下游风力发电。
风力发电机叶片生产技术
目前，叶片生产的主流技术工艺路线有真空灌注成型工艺、预浸料铺设工艺、拉挤工艺等。
真空灌注成型工艺
真空灌注成型工艺是将纤维增强材料直接铺设在模具上，在纤维增强材料上铺设剥离层，剥离层通常是一层薄薄的低孔隙率、低渗透率的纤维织物，剥离层铺设高渗透介质，然后用真空膜覆盖和密封。 模具用薄膜涂层密封，真空泵泵送至负压状态。 离型布是一层易于剥离的低孔隙率纤维织物，导向布是高渗透性的介质，导管分布在导布的顶部。 树脂通过软管进入整个系统，引导树脂流的主要方向通过导管，导布将树脂分布到铺层的每个角落，固化后剥离离型布，从而获得高密度、低含胶量的铺层结构。
预浸料铺设工艺
预浸料法以所用的预浸料增强材料命名。 在此过程中，部分固化的树脂和增强材料被放置在一个模具中并进行热固化。 为了避免富含树脂的区域并消除储气空隙，需要从预浸料中溢出足够的树脂，而当今市场上市售的预浸料通常需要更高的固化温度（90 110）。 使用预浸料的主要优点是纤维增强材料在生产过程中对齐良好，因此可以制造出纤维缺陷低、性能优异的零件。
拉挤工艺
拉挤工艺一般用于生产具有一定截面的连续成型品。 在这种连续成型过程中，增强材料通过树脂浸渍槽固化。 拉挤产品纤维含量高，质量稳定，适合批量生产，因为它们是连续成型的，易于自动化。
纤维缠绕工艺
拉挤工艺一般用于生产具有一定截面的连续成型品。 在这种连续成型过程中，增强材料通过树脂浸渍槽固化。 拉挤产品纤维含量高，质量稳定，适合批量生产，因为它们是连续成型的，易于自动化。
树脂传递模塑（RTM）。
树脂传递模塑工艺是一种半机械化的复合成型工艺，工人只需将设计的干纤维预制件放入模具中并合模，后续工序完全完成并由模具和注射系统保证，没有任何树脂暴露，因此对工人的技术和环境要求远低于手糊工艺，可以有效控制产品质量。 RTM工艺采用闭模成型工艺，特别适用于整个风力发电机叶片一次成型（纤维、夹芯和接头可以在一个模腔中共成型），无需二次粘接。
压缩成型工艺
首先将增强材料和树脂放入双翻板模具中，然后将模具封闭、加热和加压，然后放模进行后固化。 该工艺的优点是纤维含量高，孔隙率低，循环时间短，尺寸公差精确，表面光洁度好。
手糊工艺
手糊是生产复合材料风力发电机组转子叶片的传统工艺。 在手工铺层工艺中，将纤维基材铺设在单个模具中，然后用滚筒或刷子涂上玻璃布和树脂，在室温下固化，然后从模具中脱模。 铺层法可用于以低成本制造大型复杂形状的产品。 因为它不必受到热量和压力的影响。 简单的设备和工装就足够了，成本低于其他可行的解决方案。
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status行业现状
随着“十四五”规划和碳达峰、碳中和政策的出台，可再生能源和清洁能源发电已成为我国未来发展的重点领域和主要布局点。 在国家政策层面，我们将继续推进配套建设。 国家在“十四五”规划中明确，到2030年风能和太阳能发电量将达到12亿千瓦以上。 在空间布局上，要加快以沙漠、戈壁、荒漠区为重点的大规模风电建设，同时稳步推进海上风电基地建设。
中国能源市场发展迅速
该国的能源消费量保持了较快的增长。 数据显示，2022年，中国GDP将超过120万亿元。 各行业经济规模的快速发展，带动了我国能源市场总消费量保持较快增长。
据国家统计局统计，2022年，我国能源消费总量将达到541亿吨标准煤，同比增长324%；中海油能源经济研究所2023年12月10日发布报告，预测今年我国能源消费总量可达56%标准煤7亿吨，同比增长约47%。同时，清洁能源占能源消费总量的比重不断提升，可再生能源将成为2023年保电的新力军，首机连续突破13亿和14亿大关，达到14台5亿千瓦，占全国发电量的50%以上，历来超过火电装机容量。 因此，我国能源市场的发展特点为风电行业提供了良好的环境。
全球风电市场正在经历快速增长
据全球风能理事会（GWEC）**预测，全球风电装机容量将迎来快速增长，预计到2027年年装机量将达到157GW。 未来几年海丰装机容量也将快速增长，预计2023-2025年装机容量将达到GW，其中2024年依赖中国市场，2025年依赖欧洲市场。 从2026年开始，欧洲海风装机容量将达到10GW水平，2029年将达到20GW水平。 此外，从2025年开始，亚太地区（中国除外）海风装机容量也将增加，海外市场有望为国内海风行业贡献显著的订单增量。
近年来，在全球“双碳”政策背景下，风电成为全球经济能源转型的重要新方向，除光伏外，完成“十四五”规划各省目标，对应2024-2025年海风并网需求达到30GW，目前存量海风项目加快审批和建设步伐， 预计2024年海风建设规模将达到15GW，年内并网规模将达到10GW+。此外，2023年，国家能源局表示将发布《深海海上风电开发建设管理办法》，制定国家深海海上风电规划，将成为海上风电发展的重要组成部分，预计2024年相关政策规划有望逐步落地，进一步打开海上风电发展空间。
中国通过加大风电技术研发投入，提高技术水平和生产能力，已成为全球风电制造大国。 截至2022年底，累计装机容量已突破18万台，容量超过39亿千瓦，同比增长141%；其中，陆上累计装机容量为36亿千瓦，占累计总装机容量的92%3%，海上累计装机容量为3051万千瓦，占77%。
2023年12月20日，国家能源局发布1-11月全国电力行业统计数据，截至11月底，全国风电累计装机容量约为41亿千瓦，同比增长176%，增加4139万千瓦。 同时，风电设备累计利用2029小时，比上年同期增加21小时，风电项目投资达到2020亿元，同比增长33小时7%。在全球风电发展和中国“双碳”政策的背景下，未来中国风电市场将继续保持增长态势。
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趋势 行业发展趋势
中国风电行业未来发展的主要趋势体现在以下几点：
1、海上风电快速发展
中国拥有丰富的海上风能资源，特别是在东海和南海。 未来，海上风电将成为风力发电的主要增长领域。 鼓励发展海上风电项目，投资海上风电基础设施。
二、装机容量持续提升
随着技术的不断进步和市场需求的增加，我国风电装机容量将持续增加。 已经设定了各种目标，例如“十四五”规划中的可再生能源目标，这将带动更多风电项目的建设。
3、技术创新与成本降低
风力发电技术将不断创新，以提高效率和可靠性。 同时，生产规模的扩大和经验的积累将有助于降低风力发电的生产成本，使其更具竞争力。
其中，技术创新是最核心、最关键的部分，是推动风电产业发展的重要动力，可以概括为以下四个方向：
大型风力涡轮机。 随着风力发电机组技术的不断改进，风力发电机组的单机容量不断增加，从而降低了单位电力成本和风电场的占地面积。 目前，世界上最大的风力涡轮机是通用电气（GE）的Haliade-X13MW，该涡轮机已在荷兰进行了测试，并将用于英国的Dogray海上风电项目。 此外，西门子、明阳、维斯塔斯等风力发电机企业也纷纷推出10MW以上的大型风电机组，有望在未来几年内进入商业应用。
风扇是智能的。 随着数字化、物联网、人工智能等技术的发展，风电机组的智能化水平不断提高，从而提高了风电机组的性能和可靠性，降低了运维成本和风险。 目前，风电机组的智能化主要体现在以下几个方面：风电机组的远程监测和控制，通过传感器、通信网络和云平台对风电机组进行实时数据采集、分析和调整; 风电机组自适应控制，通过机器学习和优化算法实现风电机组的自动调整，以适应风电场的复杂环境; 风力发电机的最佳维护是通过大数据和人工智能实现风力发电机组的故障和预防，从而延长风机寿命，减少维护频率。
风力发电机组技术路线的多样化。 风力发电机组的技术路线主要分为直接驱动和半直接驱动两种。 直驱风机是指风机的叶轮直接与发电机相连，无需齿轮箱，减轻了风机的重量和噪音，提高了风机的效率和可靠性。 半直驱风机是指通过一级齿轮箱与发电机相连的风机的叶轮，与传统的多级齿轮箱相比，半直驱风机的齿轮箱体积更小、重量更轻、更易于维护。 目前，全球风机市场的技术路线呈现多样化的趋势，不同的风机企业根据自身的技术优势和市场需求选择不同的技术路线。 例如，维斯塔斯和GE主要采用直驱技术，明阳智能和西门子主要采用半直驱技术，金风科技既有直驱又有半直驱技术路线。
风扇的创新设计。 除了风机的规模、智能和技术路线外，风机的创新设计也是提高风机性能的重要手段。 例如，双转子风机是将两个相反旋转的风轮安装在同一轴上的一种风机，可以有效降低风机的尾流损失，提高风机的功率系数和效率。 目前，双转子风机仍处于研发阶段，但已引起风力发电机企业和研究机构的关注。 例如，明阳开发了一台10MW双转子海上风力发电机组，将用于中国的漂浮式海上风电项目。
四、国际市场拓展
中国风电企业将继续积极参与国际市场竞争，出口风力发电设备，参与全球风电项目。 中国的技术装备已经在国际市场上取得了成功，这将为中国风电行业提供增长机会。
key
enterprise竞争格局分析
金风科技
金风科技是国内最早进入风力发电装备制造领域的企业之一，经过20多年的发展，已逐步成长为国内领先、全球领先的风电整体解决方案提供商。 公司拥有自主知识产权的风力发电机组代表了全球风力发电领域最具前途的技术路线。 金风科技连续12年国内风电市场占有率第一，2022年全球风电市场排名第一，多年保持行业领先地位。 金风科技生产的风力发电机组发电效率高，转速范围宽，机舱结构设计易于维护，运输灵活，并网性能好，可用性高。 公司在国内外拥有八大研发中心，拥有3000多名具有丰富行业经验的研发技术人员。 2023年前三季度，公司实现营业收入293元2亿元，归属于上市公司股东的净利润为126亿元。
针对国内陆上市场，基于GWH11平台的产品开发经验，金风科技已经完成了GWHv12平台14款机型的开发并全部上线，覆盖了中国陆上中低风速和中高速风速两大细分市场。 其中，高风速GWh182-72MW样机已并网，我国低风速最大叶轮直径为GWH204-67MW原型机已经吊装并并网。 GWHv12系列平台机型已进入量产阶段，成为金风科技的主要交付机型。 为应对日趋激烈的市场竞争和高速“沙格黄”的市场需求，金风科技在GWHv17平台上启动了一系列车型的开发。
面向国内海上南方市场，金风科技已完成GWHv20平台5款机型的开发，其中GWH252-16是金风科技与中国长江三峡集团公司合作承担的国家重大科研项目0MW样机已吊装并网，是全球吊装机型中单体容量最大、叶轮直径最大的机组。 随着主轴轴承的国产化，风机的核心部件GWH252-160MW关键部件国产化率达到100%，整机国产化率达到98%。 为应对国内海上北方市场场地面积减少等新需求，金风科技完成了GWH230-9、GWH21平台的开发0MW机型刷新了国内海上北方市场单机容量和叶轮直径最大记录。
截至2023年上半年，金风科技在国内外新增自营风电场并网装机容量585台24MW，转让股权并网容量为74122MW，全球累计并网装机容量6,92240MW，风电场累计容量为3,20274mw。
金风科技采用的直驱永磁技术具有稳定性、可靠性、运行维护成本低等竞争优势。 金风科技拥有完善的产品供应能力和技术储备，以满足未来市场需求的变化5MW，2S平台，2陆上和海上产品线包括5S、3S、6S和8MW。 金风科技的研发投入覆盖风电场全生命周期，为风电场的产业化和创新提供了重要支撑。 拥有直驱永磁技术专利。 它与研发方面最好的企业合作，部分零件委托给第一家企业进行加工。 金风科技负责整体组装，因此没有产能限制。
韵达股份
韵达股份主营业务为大型风电机组的研发、生产和销售，新能源电站的投资运营，积极培育智慧服务业务，拓展储能、新能源工程EPC总承包、并网侧产品与服务、新能源数码产品、 以及综合能源服务。公司现有产品主要为陆上、海上风电机组、新能源电站发电、智慧服务、储能及新能源工程总承包服务（EPC），聚焦新能源、智能电网和综合能源发展，以技术创新为驱动，提供全生命周期整体解决方案。 2023年前三季度，公司实现营业收入112元3亿元，归属于上市公司股东的净利润为25亿元。
对于主力车型，韵达股份通过零部件的模块化、标准化、国产化，从整机层面实现成本降低和优化，打造“精品平台”; 同时，在主要机型的基础上，针对沙格黄超低风速地区、高风速地区、海外市场等不同应用场景开发一系列风机，提升产品竞争力。
2023年上半年，共完成6架在岸成套飞机产品开发xmw、7.xmw、8.XMW等平台上的新产品开发速度加快。 其中，6地形复杂的XMW级风力发电机组被认定为2022年“浙江制造精品”; 新一代 9 简介XMW平台系列产品在可运输性、沙尘暴、智能尾流协同控制等方面进行了多项创新设计，有效保证了风电机组的可运输性、高可靠性和高发电量，更好地适应了“沙格黄”风电基地的建设。 四台机组均获得全球知名认证检测机构ULSOLUTIONS颁发的型式认可证书，这意味着韵达股份一系列机组的设计符合国际标准要求，助力公司深度拓展海外市场：全球首个13MW陆上风电机组试验平台已在韵达乌兰察布智能产业园落成， 为风电机组的研发、设计和性能评估提供了可控的试验环境，有助于提高运达大型陆上风电产品的质量和可靠性。提升大型中压双馈机型在陆上风电市场的技术竞争力。
在关键部件自研方面，成功突破了海陆15台25兆瓦风电机组带来的变壳控制系统应用难题，研发出了通用母线多驱动变桨控制系统产品，为海上风电发展铺平了新路; 自主研发的风电变流器已通过各项测试，符合国家标准和中国电力科学研究院技术要求，即将开始小批量生产，解决风电行业关键核心瓶颈问题，完成国产主控制器的研制，提升韵达风电机组在性能质量方面的竞争力， 综合成本，链条安全;开展齿轮箱、发电机的自主研发，深入掌握关键部件在材料应用、结构设计、分析等方面的技术能力，在降低重点部门成本的同时，提高部件的可靠性和运维水平。
天气对风能有利
天顺风能自2005年成立以来，始终坚持在风电领域深耕，一方面不断巩固其在风塔细分领域的全球领先地位，另一方面积极开展风电产业链相关多元化业务布局， 逐步加大对新能源储能和氢能的研究投入，形成新能源制造、发电、应用全产业链闭环，持续为“双碳”减排和企业社会责任贡献力量。天顺风能主要从事风塔及零部件的生产与销售，风力发电机叶片和模具的生产与销售，风电海上工程及相关产品的生产与销售，以及风电场项目的开发、投资、建设和运营。 2023年前三季度，公司实现营业收入64元1亿元，归属于上市公司股东的净利润为72亿元。
同时，通过多年对海上风电行业的研究，产品选型不再涉及竞争日益激烈的海上铁塔，而是将码头、港湾盆地、相邻土地等资源稀缺带来的壁垒和相对较高的进入壁垒选为水下基础和浮台。 由于欧洲和中国适合海上风电超大型结构件（包括水下基础和浮动平台）的码头、港口盆地和邻近土地稀缺，预计未来几年这种制造工艺将保持紧张。 由于近岸水域地质条件的差异，各地区适用的近海地基也不同。 天顺风能的海上产品涉及单管桩、导管架、增压站等多个品类，对应当地差异化需求，产线规划考虑了深海产品的应用。 2023年5月，天顺风能完成对江苏长丰的收购，已形成年产40万吨的海上生产能力。 江苏长丰拥有三座工厂，分别是江苏盐城沈阳20万吨单管桩生产能力、江苏通州湾20万吨夹套生产能力、广东汕尾20万吨夹套配送能力（尚未全面投产）。 2023年初，公司分别与揭阳惠来县、阳江高新区签署合作意向; 8月，公司与漳州开发区签署重型海洋装备项目战略合作协议，进一步加强海洋布局。 目前，公司在建产能包括德国海洋工程基地、通州湾二期、盐城二期、揭阳、阳江，漳州基地也在前期规划和准备中。 江苏、浙江、福建、广东、广西、海南等沿海省份“十四五”和“十五五”期间海风风规划量空间巨大，产能需求旺盛。
industry
pattern行业建议
加快电网升级扩容，提高电网接入能力和灵活性; 推动跨区域、跨国电力互联发展，实现风电、风电的优化配置和均衡消纳; 发展多元化的电力需求和市场机制，增加风电和风电的消费渠道和激励措施; 推动风电、储能、氢能等技术融合，提高风电调度和储能水平。
加快风电机组的技术进步和创新，提高风电机组的性能和可靠性，降低风电机组的制造和维护成本; 促进风电场规模化和集约化，提高风电场效率和利用率，降低风电场建设和运营成本; 发展风电和风电融资渠道和模式，降低风电融资成本和风险; 完善风电政策扶持和补贴机制，提高风电和风电收入水平和稳定性。
2月，动态激励计划加强风电环境影响评价监测，减少风电和风电的负面影响，提高风电和风电的环境友好性; 加强风电的社会沟通和参与，增加社会对风电和风电的支持和共识，提高风电的社会合法性; 强化风电的社会效益和公益性，增加风电和风电的社会价值和贡献，提高风电和风电的社会影响力。