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东方电缆研究报告:海上风电大势起,海缆龙头动能十足

发布日期:2022/7/25 1:16:52 浏览:

2022年造价普遍下降1200元/kW;未来海风项目造价逐步下降,实现真正的平价上网,我们假设2023~2025年海风造价年降3;3)阵列海缆成本占比较小,假设维持3不变;4)考虑到不同项目的规模、机组功率、离岸距离、施工条件不同,广东省在建的青洲项目离岸距离均在40km以上,送出海缆长度更长,我们假设2022年广东省送出海缆占初始投资的比例提升至10;其他省份项目离岸距离较近,按照送出海缆占比8计算;5)海风项目逐步远海化,离岸距离越长对于海缆的电压等级、长度以及制作工艺有更高的要求,我们假设2023~2025年送出海缆的造价占比年均提升0.3个百分点。根据测算,2022~2025年我国阵列海缆规模从23.43亿元增长至77.36亿元,年均复合增速为48.91;送出海缆规模从67.13亿元增长至272.37亿元,年均复合增速为59.50;海缆市场总规模从90.56亿元增长至349.74亿元,年均复合增速为56.89。

3.3大型化 远海化 规模化,超高压交流、柔直方案性价比凸显

阵列海缆方面,35kV交流集电方案是海上风电的常规选择;但是,基于海风项目平价的需求以及近海资源已大规模开发等问题,单个机组大型化、项目远海化已经成为趋势,有望朝66kV交流海缆发展。由于35kV海缆热极限和通流能力的限制,单机容量的增大使得单根阵列海缆上可连接的风机数目随之减少,仍采用35kV交流集电方案将使得电缆投资及相应工程费用和难度随之增大。以35kV、400mm2截面的电缆为例,考虑其热极限及通流限制,通常允许传输的最大有功功率约为27MW,即最多可以连接4台6MW风电机组,或3台8MW风电机组。而同样截面的66kV海缆允许传输的有效功率为50MW,可以连接8台6MW机组和6台8MW机组。66kV集电系统电缆数目减少,电缆投资和相应的电缆铺设工程费用下降。

送出海缆方面,近海风电场采取高压交流输电的送出方式,风电机组产生的交流电通过阵列海缆汇至110kV或220kV的海上升压站后,再通过220kV高压交流海缆连接至陆上集控中心。1)随着单个风电场规模的扩大,以及连片开发的需求提升,出于经济性考虑,部分海风项目考虑使用330kV或500kV的高压交流海缆进行电力送出。目前主流的送出海缆电压等级为220kV,一般采用单回三芯结构,输电能力18~35万千瓦;随着单个风电场规模的增加,可以使用更高电压等级的交流送出海缆。以1GW海风项目为例,如果使用220kV、3×1000mm2的送出海缆,单根三芯220kV海缆容量为280~300MW,则1GW海风项目需采用至少4回路;如果使用500kV、单芯1800mm2的送出海缆,1GW海风项目采用1回路即可。

我国广东省部分大规模海风项目已采用330、550kV高压交流海缆。2022年3月,东方电缆中标粤电阳江青洲一、二海上风电场项目500kV海缆及敷设工程,该项目为双回路设计,单回长度为60km,是继东方电缆2018年至2019年间为国家电网舟山500kV联网输变电工程提供两回路大长度500kV单芯海底电缆(含软接头)项目后,在超高压海洋输电领域的再次创新。该合同中标金额为17亿元,传输容量达1000MW,计算下来500kV三芯交流海缆单价为1417万元/km。除此之外,三峡阳江青洲六海上风电项目(1GW)将配套建设3回330kV交流送出海缆,导体面积3×800mm2;中广核帆石一海上风电项目(1GW)、二项目(1GW)将采用500kV交流送出海缆。

2)远海化之下,柔性直流有望成为主流趋势。交流输电方式多适用于海上风电小规模、近距离输送,但是长距离之下输送电缆的电容效率明显,且无功电压补偿控制难度较大。而柔性直流的优点包括长距离输送容量更大、输电线路数量更少、海域资源占用较少、汇集输送具备灵活和可扩展性。因此,大规模、远距离输送的海上风电项目,更适用使用柔性直流输电方式。经济性角度,根据《海上风电场输电方式研究》测算,以1GW、输送距离60km的海风项目为例,使用交流输送方案的工程造价为38.3亿元,同等条件下直流输送方案的工程造价为40.4亿元,交流方案性价比更高;当输送距离提升到100km时,交流方案的工程造价提升至62.1亿元,而直流方案的工程造价则提升较少,仅提升至48.8亿元,相比交流方案可节省21.4的成本。

从我国建设柔直送出工程的经验来看,2019年7月国内启动多个海上风电柔性直流输电项目,包括如东海上风电柔性直流输电示范项目(包括如东H6、如东H8、如东H10项目,合计1.1GW,中国首个海上风电柔性直流送出项目)、射阳海上风电场柔性直流输电项目。目前如东项目已并网装机,据中天科技2019年9月公告,公司成功中标三峡新能源江苏如东800MW(H6、H10)海上风电项目直流电缆采购及敷设项目,为该项目提供±400kV直流海缆/陆缆、附件及施工,中标金额为15.11亿元。根据如东H6项目环评报告,该项目使用的是单回单芯2000mm2、电压等级±400kV、电流1375A、容量1100MVA的直流海缆,单根总长98km,折算后单价约1542万元/km。此外,广东阳江青洲五、青洲七项目拟采用柔性直流输电技术,采用单回±500kV直流海缆输送到陆上集控中心。

3.4进入壁垒高,考验企业资质及资金优势

海缆企业具备较高的进入壁垒,体现在资质认证、生产技术、设备及码头投资、成本控制等方面:

3.3.1资质认证壁垒

海缆属于电力电缆行业重要的细分领域,需取得《全国工业产品生产许可证》,并通过产品CCC强制认证。此外,由于海缆维修及更换成本高、难度大,因而质量要求较高,通常需要就特定类型、应用领域的产品取得其他相应的资质、鉴定或通过客户认证。例如,国内海缆在投用前一般需要花费一年以上的时间完成型式试验和预鉴定试验,而海底光缆产品要进入国际市场,还需要取得环球接头联盟(UJC)颁发的UJ认证。

3.3.2生产技术壁垒

海缆所处环境复杂,要求海缆具有耐腐蚀、抗拉耐压、阻水防水等性能特点,在材料选择、结构设计、生产工艺、质量管控、敷设安装、运行维护等方面要求更高。此外,随着海洋资源开发逐步向深远海发展,大长度、330kV/500kV高压交流海缆、柔性直流海缆对海缆企业的生产技术经验、软接头技术提出了更高的要求,历史具备相关成绩的企业有望快速打入高压海缆、柔直海缆市场,获取更高份额。

1)超高压交联聚乙烯绝缘挤出工艺技术:电压等级与电缆绝缘性能要求成正向关系,交联聚乙烯电缆采用固体绝缘,具有敷设安装及运输简单、弯曲半径小、质量轻等特点,但也存在着在高电压环境下绝缘材料容易产生局部场强过高而被击穿等问题。通过对交联聚乙烯挤出工艺及洁净度控制的研究,可提升交联聚乙烯材料在高电压环境下的绝缘性能及稳定性。

2)软接头技术:在长距离海缆应用中,受现有生产技术、能力的限制,通常单根无接头海缆长度无法达到使用距离,此时可以使用软接头将多根海缆进行接续,从而实现一次性敷设的应用需求,但两段电缆之间的接头处是性能最薄弱的地方,因此需要着力提升接头处的性能,确保海缆整体的稳定性和可靠性。

3)柔性直流电缆绝缘结构设计技术:电缆在直流电压作用下,电场分布与绝缘材料电导率成反比,而绝缘材料电导率又是电场和温度的函数,随着电场和温度的变化而改变,进而影响电缆内电场的分布,导致直流电缆绝缘层内电场容易产生畸变,造成绝缘层因局部电场强度过高而被击穿的问题。

3.4.3生产设备设施、码头及资金壁垒

1)海缆自身重量较大,需要通过专门的海缆敷设船进行运输,通常要求海缆企业靠近江河湖海等水域,这对于海缆企业拥有的码头资源或获取码头资源及开发的能力提出了要求。2)随着海上风电建设向更加专业化发展,开发商倾向于将海缆制造、敷设打包招标,以明确海缆系统的质量责任,海缆的制造与安装敷设总包成为了趋势,对于海缆企业自有敷设船以及敷设安装能力提出了要求。

综上,海缆属于资金密集型行业,投资回报期长。建设VCV立塔交联生产线、码头开发建设、获取敷设船对于企业从事高压海缆的生产和销售是必须项。以东方电缆可转债募投项目为例,公司拟在宁波北仑开发区穿山半岛峙南区块新征约450亩土地建设“高端海洋能源装备系统应用示范项目”,项目投资总额15.05亿元,其中固定资产投资12.17亿元,以电缆车间、立塔、码头的开发以及设备采购为主,建设期利息3430万元,铺底流动资金2.54亿元。项目建成后可年产海洋新能源装备用电缆630km、海洋电力装备用电缆250km、海洋油气装备用电缆510km和智能交通装备用电缆92450km;预计达产后预计可实现年销售收入45.23亿元(含税),年均利润总额4.08亿元,全部投资回收期长达7.47年(含建设期)。

3.4.4“料重工轻”特征明显,考验成本控制能力

海缆“料重工轻”特征明显,考验企业成本控制能力。海缆的主要成本为直接材料,其中以铜材、铝材、绝缘材料、屏蔽材料、护套材料等为主,具备“料重工轻”的特点。据东方电缆投资者关系问答,海缆系统的金属材料(铜、铝、铅、钢丝等)占原材料成本的40~50;海缆的成本受金属价格波动影响较大。据中天海缆招股书介绍,海缆所使用的铜材为铜杆(电解铜),以长江现货1#电解铜平均价为例,2017~2019年铜价保持在40000~50000元/吨的水平,2020Q2以来,全球疫情反复影响大宗商品的供应及运输,有色金属价格持续上涨,截至2022年6月,铜价仍处于高位,在65000~70000元/吨。

据东方电缆招股书,公司对外报价采取“(原材料成本 加工成本费用)×(1 目标毛利率)”方式,其中原材料成本主要考虑铜价确定,加工成本费用依据各产品的历史经验数据确定;目标利润率一般根据产品的品种、批量大小、技术难度、供货时间要求、竞争对手的报价等综合因素确定。多数海缆企业实行“以销定产”的生产模式,在中标时采取“锁铜策略”以锁定大部分原材料成本,但由于投标和中标仍存在一定时间的风险敞口,铜价的波动仍然对海缆企业的利润率有一定影响,考验海缆企业的成本控制和铜价判断能力。

3.5行业格局清晰,行业进入新一轮扩产期

我国高压海缆市场集中度较高,前三大公司为东方电缆、中天科技、亨通光电。根据中商情报网,中天科技(37)、东方电缆(33)和亨通光电(17)占据市场约90的份额;汉缆股份和宝胜股份通过近几年的扩产及接单,不断扩大自身规模,目前市占率分别达7、5。三梯队的海缆厂商(万达海缆、太阳电缆、起帆电缆)仍处于扩产期,尚未获得较大市场份额。

从我国主要海缆企业的发展历程来看,东方电缆、中天科技、亨通光电和汉缆股份参与市场较早,基本于2000年左右参与市场,宝胜股份则在2016年参与海缆市场,2021年海缆板块已经实现15.09亿元的营收。从项目工程经验来看,东方电缆、中天科技和亨通光电具备较强的超高压交流海缆、高压柔性直流海缆、软接头技术的科研及项目工程经验,在后续此类项目的招标中具备较强的竞争优势,而汉缆股份、宝胜股份、起帆电缆等企业主要参与220kV以下交流海缆的竞争。

四、海缆技术行业领先,产能放量在即

4.1公司持续加大研发投入,技术积累深厚

公司近年来持续加强科技创新,加大研发费用投入。公司重视研发创新,截至2022年3月31日研发人员占比近20;研发费用连续提升,2017-2021年均复合增速达到32.30,主要系不断加大对动态电缆、超高压光电复合电缆等研发项目产品的投入。

公司通过不断的技术创新与积累,已成为集研发设计、生产制造、施工敷设于一体的中国海陆缆核心供应商,多年来一直在科技创新、质量管理、核心技术突破等方面处于行业领先地位,被认定为国家高新技术企业、国

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