紧固件应用行业报告之风电行业

2023-09-18 14:21:21 · 华网上海紧固件专业展

风力发电是指把风的动能转为电能，主要分为陆上风电和海上风电。路上风电主要集中在西北地区，海上风电主要集中在东南沿海一带。

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上海紧固件专业展（FES）作为紧固件行业的盛会，自2010年创办以来持续以“匠心”精神打造一个高水平的紧固件专业展，致力于以本土化、国际化的视角呈现一站式紧固件行业全方位的展示平台。

20 世纪 70 年代以来，化石能源占据全球发电总量的 60%-70%，导致生态环境逐渐恶化，可持续发展问题日益突出，各国亟需发展清洁、安全的新能源。2005 年，欧盟开始实行欧盟排放交易体系（EUETS），致力于实现《京都议定书》确立的二氧化碳减排目标，也是目前全球最大的碳排放总量控制与交易体系；2015 年，全球近 200个国家和地区签署《巴黎协定》，达成了减少温室气体排放以应对气候变化的共识。在前述背景下，风电行业发展迎来广阔前景。

有关风电行业的重要概念

风电行业定义与分类

风力发电是指把风的动能转为电能，主要分为陆上风电和海上风电。路上风电主要集中在西北地区，海上风电主要集中在东南沿海一带。

风电定义

风力发电是指把风的动能转为电能。风能是一种清洁无公害的可再生能源能源，很早就被人们利用，例如通过风车来抽水等。风力发电是值得提倡的可持续性发展项目，且风能蕴量巨大，因此日益受到世界各国的重视。中国风能资源丰富，陆地上风能储量约2.53亿kW(陆地上离地10m高度资料计算)，海上可开发和利用的风能储量约7.5亿 kw，共计10亿kw。

陆上风电

陆上风电是指利用陆上的风力资源而产生的电力。中国陆上风电分布主要集中在东北、西北、和华北北部。陆上地形高低起伏对地面的风速有很大的阻碍阻尼作用，因此陆上风机需保证足够的高度，以便利用高空相对较大的风。但受限干地形问题，陆上各个高度的风速相差很大，也就是风切变大(垂直方向的风速变化)，使得风轮上下受力不均衡，导致叶片振动乃至断裂，同时传动系统也容易损坏。

海上风电

海上风电是指利用海面上的风力资源而产生的电力。中国海上风电主要集中在东南沿海地区。由干海上风况，风阻较小，平均风速高，并且风切变也小于陆上，再加上海上的风向改变频率也较陆上低，因而海上的风更平稳，更适合风机风轮的运行。

风力发电机

风力发电机是实现风力发电的主要载体，是由塔筒、发电机、减速箱（直驱机组没有）、主控柜、变桨系统、叶片、偏航系统、测风系统、变流系统、机舱、轮毂（直驱的是全功率变流，双馈的整机容量的三分之一）的集成装置。

风力发电机装机容量

一般来说，小型风力发电机组的装机容量在几千瓦到十几千瓦之间，而大型风力发电机组的装机容量可以达到数百万瓦甚至更高。就目前市场上常见的风力发电机组而言，常见的装机容量有1.5MW、2.0MW、3.0MW等。其中，1.5MW的风力发电机组是目前市场上最为常见的型号之一，其叶片直径一般在70米左右，塔筒高度约为80米，适用于中等风速地区的发电。2.0MW的风力发电机组则适用于风速更高的地区，其叶片直径一般在80米左右，塔筒高度约为90米。3.0MW的风力发电机组则适用于风速更高的地区，其叶片直径一般在100米以上，塔筒高度约为120米。

全球风电市场概况

风能作为清洁、安全的新能源，资源潜力巨大，行业技术日益成熟，成本效益更高，因此受到各国政府的高度重视，是近年来增长速度最快的新能源。根据 GWEC发布的《2022 年全球风电发展报告》，截至 2022 年末，全球风电累计装机容量达到 940GW；2022年全球风电新增装机容量为 78GW，其中陆上风电新增装机容量 69GW，海上风电新增装机容量 9GW。2001 年至 2022 年，全球风电新增装机容量年均复合增长率高达 12.56%，累计装机容量年均复合增长率高达 18.85%。

根据 GWEC预测，2022 年至 2027年期间全球风电装机容量将保持逐年增长，年均复合增长率达到 15.02%。

中国风电市场概况

1.行业市场规模

随着碳中和相关政策的出台，中国风力发电将迎来新一轮机遇。预计2025年中国风力发电将达到99.708亿千瓦时，整体呈现稳定上升态势。

2.行业发展现状

风力发电装机容量

2022年，中国风电行业运行平稳。截至12月底，全国风电装机容量36544万千瓦，同比增长11.2%；风电新增装机容量3763万千瓦，同比减少21%。

数据来源：国家能源局、中商产业研究院整理

风力发电市场结构

目前，中国风力发电主要以陆上风电为主，2022年累计装机量占比达92.2%。受限于成本问题整体规模较小，整体和地方政策相继出台推动海上风电渗透率持续走高，2022年达7.8%左右，目前整体装机量仍较低。

数据来源：中商产业研究院整理

3.我国产业政策引导风电行业实现快速、平稳、健康发展

A.《可再生能源法》促进了国内风电产业快速发展

2006 年实施的《可再生能源法》确定了促进可再生能源开发利用的基本方针，可再生能源尤其是我国风电产业获得了快速发展，为国家能源结构调整、经济转型升级和应对环境及气候变化做出了积极贡献。

根据 GWEC 的统计数据，2021 年我国风电装机达 55.92GW。2021 年以来，随着我国“双碳”政策的陆续出台与落地，我国风电行业在政策调控与指导下，逐步迈入平稳、快速的新发展阶段。

B.风电平价上网时代来临，行业迎来平稳、健康发展新阶段

2019 年 5 月，发改委发布《关于完善风电上网电价政策的通知》，风电迎来平价上网时代，预计未来两年各风电厂商将加快风电场投资建设进度，以赶在风电全面平价上网之前完成并网，国内将迎来新一轮装机热潮。2020 年 8 月，国家发展改革委、国家能源局联合印发《关于公布 2020 年风电、光伏发电平价上网项目的通知》，通知指出，截止 2020 年 6 月底，21 个省（自治区、直辖市）和新疆生产建设兵团共计报送平价风电项目 2,664.67 万千瓦，其中，已落实电网接网消纳意见的平价风电项目已高达 1,139.67 万千瓦。

风电类高强度紧固件作为连接风电叶片与主机、各节塔筒、风机与地面等的关键基础部件，亦是风机的一大重要核心部件，单台风机所需全部紧固件的价值接近50万元。

资料来源：飞沃科技招股说明书，万联证券研究所

风电行业紧固件使用量

风力发电紧固件是风力涡轮机构造中的关键部件。这些小部件负责将巨大的叶片、塔架和机舱固定在一起,确保风力涡轮机的安全和使用寿命。一套风电设备需要用到几千个紧固件，图中可以看出一些主要的紧固件使用，包括风电机塔中的塔筒螺栓、锚栓组件，机舱中的主机螺栓，叶片中的预埋螺套和叶片双头螺栓等，而一个风电叶片约需要100个预埋螺套与主机紧紧相连，风电叶片专用的“预埋螺套”紧固系统部件是大型风电叶片制造技术进步的关键核心精密部件。螺套产品强度等级主要为10级，螺栓产品强度等级主要为10.9级。