风机塔架制造行业分析报告.docx
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风机塔架制造行业分析报告
风机塔架制造行业
分析报告
目录
一、行业概述4
二、行业监管体制和行业政策5
1、行业监管体制和行业主管部门5
2、行业主要法律法规及政策6
3、税收优惠政策7
三、市场容量7
1、世界风电市场容量7
2、中国风电市场容量10
四、行业竞争格局12
五、进入本行业的主要障碍14
1、政策限制14
2、历史业绩及品牌形象15
3、技术壁垒15
4、装备与运输能力17
5、人力资源17
6、资金实力17
六、市场供求状况及行业利润水平的变动趋势18
1、市场供求状况及变动原因18
2、行业利润水平的变动趋势及变动原因18
七、影响行业发展的有利和不利因素19
1、影响行业发展的有利因素19
（1）化石能源的短缺和环境的压力19
（2）国家产业政策的支持19
（3）风能资源储量巨大19
（4）风力发电成本不断降低19
（5）对其他可再生能源产品的比较优势20
2、影响行业发展的不利因素20
（1）有利用价值风力资源尚待详细调查20
（2）风力发电设备零部件生产企业数量众多、规模偏小，竞争处于无序状态20
（3）风力资源分布与用电结构和电网结构不匹配21
八、行业技术水平及特点、经营模式、特征21
1、行业技术水平21
2、行业主要制造商经营模式22
3、行业特征23
九、上下游行业与本行业的关联性及其影响23
十、行业发展趋势24
1、海上风电悄然兴起24
2、风力发电机组单机容量继续增大，带动塔架吨位迅速提高27
十一、国发38号文对风电设备行业的影响分析28
一、行业概述
发展低碳经济，减少温室气体排放，保护地球环境，迈向生态文明是全人类的共同追求。
发展可再生能源已经是大势所趋。
主要发达国家、发展中国家，都已经将发展风能、太阳能等可再生能源作为应对新世纪能源和气候变化双重挑战的重要手段。
然而，除水能之外的所有可再生能源中，风能无疑是世界上公认的最商业化的可再生能源技术之一，与太阳能、生物质能相比，风能的产业化基础最好，经济性优势最明显，而且不存在生物质能所面临的资源约束，另外也没有任何大的环境影响，在可预见的时间内（2030-2050年），都将是最有可能大规模发展的能源资源之一。
近十年来，全球风电累计装机容量的年均增长率接近30%，而中国近三年的风电装机年均增长率超过了70%。
2008年中国（除台湾省）新增风电机组5,130台，装机容量约624.6万KW。
与2007年当年新增装机容量330.4万KW相比，2008年当年新增装机增长率为89%。
2008年中国（除台湾省）累计风电机组11,600多台，装机容量约1,215.3万KW。
分布在24个省（市、区），比前一年增加了重庆、江西和云南等三个省市，装机超过100万KW的有内蒙古、辽宁、河北和吉林等四个省区。
与2007年累计装机590.6万KW相比，2008年累计装机增长率为106%。
2008年风电上网电量估计约为120亿KW·h。
（资料来源：
《2008年中国风电装机容量统计》，施鹏飞及国家能源局网站）
2009年，中国（除台湾省）新增风电装机10,129台，装机容量1,380.32万KW，超过美国排名全球第一。
与2008年当年新增装机相比，2009年新增装机增长率率达124%，累计装机增长率达114%，连续第四年翻番。
2009年，中国（除台湾省）累计风电装机容量2,580.5KW，全球排名由2008年的第四位上升到第二位。
（《2009年中国风电整机制造业市场格局及发展态势》，中国可再生能源学会风能专业委员会（CWEA））
在国家规划的指引和风电装备国产化等相关政策的扶持下，我国风电设备制造产业取得了长足的进步，由于风电设备制造业与下游风电行业呈高度相关性，因此风电设备制造业的兴衰直接受制于下游风电行业的资源分布、产业政策及其国家对风电价格的政策等因素。
二、行业监管体制和行业政策
1、行业监管体制和行业主管部门
风力发电设备制造业，国家发展与改革委员会负责行业规划和产业政策的制订。
由于风力发电设备制造业属于新兴的多学科交叉行业，行业同时受多个自律组织的指导，包括中国资源综合利用协会可再生能源专业委员会、中国可再生能源学会风能专业委员会、中国农业机械学会风力机分会、全国风力机械标准化委员会、中国动力工程学会新能源设备专业委员会、中国电工技术学会新能源发电设备专业委员会等。
2、行业主要法律法规及政策
3、税收优惠政策
财政部、国家税务总局发布财税（2001）198号文《关于部分资源综合利用及其它产品增值税政策问题的通知》，规定自2001年起，对利用风力生产的电力实行增值税按应纳税额减半征收，有力促进了风力发电行业的发展，带动了风电装备制造行业的成长。
三、市场容量
1、世界风电市场容量
全球的风力发电产业正以惊人的速度增长。
2009年风电产业全球装机容量达到158.5GW，新增装机容量达到38.34GW，装机容量总产值达到450亿欧元。
亚洲、北美、欧洲仍是全球主要风电市场和推动力，2009年新增装机容量均超过10GW。
亚洲市场继续被中国（新增13.8GW，累计25.8GW）和印度（新增1.3GW，累计10.9GW）2个风电大国拉动，紧随其后是日本（新增178MW，累计2.1GW）和韩国（新增112MW，累计348MW）。
在北美市场，美国新增装机容量9,996MW，累计装机容量35GW，依然保持全球第一；加拿大新增装机容量950MW，累计装机容量3.3GW，全球排名第十一。
在欧洲，德国依然保持领军地位，新增装机容量1.9GW，累计装机容量25.8GW，全球排名第三；西班牙新增装机容量2.5GW，累计装机容量19.1，全球排名第四。
全球风能理事会（GWEC）预测，2014年全球累计风电装机容量将达到409GW，5年平均增长率27.2%；当年新增装机容量62.5GW，5年平均增长率18.6%。
2、中国风电市场容量
20世纪80年代后期和2004-2005年，中国气象局组织的第二次和第三次全国风能资源普查，得出我国陆地10m高度层风能资源理论可开发储量分别为32.26亿KW和43.50亿KW、技术可开发量分别为2.53亿KW和2.97亿KW的结论。
2007年7月中国气象局组织实施全国风能资源详查和评价工作，经过2年勘察，2009年12月29日中国气象局召开了风能资源详查阶段成果评估会，初步分析结果标明：
（1）中国陆上离地面50米高度达到3级以上风能资源的潜在开发量约23.8亿KW；
（2）中国5-25米水深线以内近海区域、海平面以上50米高度可装机容量约2亿KW。
此外，2003~2005年，联合国环境规划署组织国际研究机构，采用数值模拟方法开展了风能资源评价的研究，得出陆地上离地面50m高度层风能资源技术可开发量可以达到14亿KW的结论。
我国的风能资源分布广泛，其中较为丰富的地区主要集中在东南沿海及附近岛屿以及北部（东北、华北、西北）地区，各省市之间资源也不平衡，风能分布比较丰富的省、市、自治区主要有内蒙古、新疆、河北、吉林、辽宁、黑龙江、山东、江苏、福建和广东等，有望超过1,000万KW的省区主要有内蒙古、河北、吉林、甘肃、江苏和广东等。
截至2007年底，全球风电投资资金中15%投向了中国，总额达340亿人民币；我国累计风电装机容量达到590万KW，过去10年的年均增长速度达到50%以上；我国在风电装机容量的世界排名中，2004年居第10位，2009年跃居第2位，并有望建立起世界最大的风电市场。
2004年至2009年，我国风力发电总装机容量和当年新增装机容量见下图：
从地域分布来看，全国风电容量超过20万KW的省份超过了12个，其中，内蒙古一枝独秀，累计风机安装容量超过了150万KW，紧随其后的是吉林、辽宁和河北，也都超过了50万KW。
2005-2009年中国各地区新增风电装机容量（单位：
MW）
2009年中国（不含台湾省）新增风电装机10,129台，装机容量13,803.2MW，年同比增长124%。
2009年，华北地区新增风电装机容量7,457.3MW，连续4年位居各区域之首。
截至2009年12月31日，风电累计装机容量超过1,000MW的省份9个，其中超过2,000MW的省份4个，分别为内蒙古（9,196.2MW）、河北（2,788.1MW）、辽宁（2,425.3MW）、吉林（2,063.9MW）。
（资料来源：
中国可再生能源学会风能专业委员会《2009年中国风电装机容量统计》）
四、行业竞争格局
一套完整的风电设备主要包括叶片、齿轮箱、电机、轴承、塔架、机舱罩、控制系统等。
风电设备主要零部件的成本占总成本的比例及其性能描述如下：
随着风电产业的发展不断成熟，风电场、整机行业的竞争态势已经显现出寡头竞争的局面，风电场和整机行业集中度将趋于集中。
这一趋势，必然促使零部件行业加速整合，以巩固在产业链中的议价能力。
风电行业近四年经历了爆发式增长，由于设备需求旺盛，产能扩张步伐滞后，风电设备供不应求致使目前风电行业主要零部件厂商在产业链中处于强势地位，产业利润集中于关键零部件厂商，尤其是齿轮箱、轴承和叶片等。
2007年，南高齿（中国传动）的齿轮箱、中复连众（中国建材）的叶片产品毛利率分别为25.20%、26.00%，并在2008年中期，两者产品毛利率分别达到了29.90%和30.80%，上海泰胜2009年度综合毛利率达到了29.66%。
金风科技和东方汽轮机公司的1.5MW机组的毛利率只有15.00%左右。
高毛利的促使下，目前国内风机塔架生产企业大大小小一共100多家，但是规模参差不齐，多数不是专业生产经营，产品质量也不尽相同。
风机塔架市场可分为高端市场和低端市场，一般来说2MW及以上风机塔架市场属于高端市场，1.5MW及以下风机塔架市场属于中低端市场；风机塔架市场尤其是低端市场是完全竞争的市场。
从竞争的市场化程度来看，风能作为一种清洁的可再生的资源，伴随着《中华人民共和国可再生能源法》及其相关法规的出台，国家对于风电的政策支持力度不断加大，市场发展较快，潜力巨大。
产能充足、技术成熟、资本雄厚、服务优良的厂商将获得巨大的成长空间。
五、进入本行业的主要障碍
1、政策限制
根据《国家发展改革委员会关于风电建设管理有关要求的通知》，风电设备国产化率要达到70%以上，不满足设备国产化率要求的风电场不允许建设，因此，风电场对风电设备零部件国产化率要求是进入本行业的障碍之一。
2、历史业绩及品牌形象
风机塔架属于电力系统的基础装备，常年野外运行，环境较为恶劣，运行风险较大，要求可靠使用寿命在20年以上，因此业主在选择设备制造商时十分谨慎，作为对供应商的考核，历史业绩是对产品质量、履约能力最好的保障。
3、技术壁垒
（1）法兰平面度要求：
必须保证法兰连接面是面接触而非点线接触，使得法兰受力均匀良好。
与机舱连接的塔架顶端法兰平面度要求为直径2,500～3,000mm时只允许最大0.35mm的偏差。
连接塔架的法兰直径小于2,000mm时平面度偏差不大于1.0mm；法兰直径2,000mm～3,000mm时平面度偏差不大于1.5mm；法兰直径大于3,000mm时平面度偏差不大于2.0mm；公司经历了长期的技术积累和实践才达到这样的技术要求。
（2）法兰的内倾量要求：
必须保证塔段与塔段之间的连接螺栓有一定的预紧力。
要求法兰带有一定量的均匀内倾，一般要求0～1.5mm（根据不同的法兰宽度确定）。
（3）焊缝的棱角要求：
必须保证塔壁圆弧的圆顺均匀从而避免在焊缝处应力集中。
一般要求焊缝不允许出现内凹或外凸，内凹或外凸的应力控制在给定的参数内。
（4）错边量控制：
必须避免塔壁在环焊缝处产生突变从而保证塔架的直线度和避免在焊缝处应力集中。
不同塔节的下料尺寸不同成型时的控制不同及所产生的偏差，导致每节筒体的实际周长与理论周长产生偏差，组对时很容易出现错边现象，技术要求错边量一般不大于2mm。
（5）厚板焊接：
塔筒是变截面设计，一般陆上使用的塔筒钢板厚度在8mm～40mm左右，而海上风电使用的塔架筒钢板厚度一般在50～100mm，厚板焊接完全不同于中板焊接，必须有完善的焊接工艺技术措施和高技术含量的焊接工艺装备。
塔筒的焊接如果不能保证一次焊接合格而产生缺陷返修，极易造成焊缝金属机械性能下降、塔架直线度等几何尺寸不合格等，因此应尽量避免焊接返修，保证焊缝一次合格率应大于99%。
（6）防腐要求：
塔架的设计使用寿命高达20年，因此塔架制造表面防腐的工艺非常高，要求也不一样，陆地防腐时，喷丸处理的表面粗糙度达到Sa2.0～Sa2.5级。
在近海或海上使用的塔筒，由于盐雾腐蚀严重，其喷丸处理的表面粗糙度必须达到Sa3级，才能保证表面喷锌和喷漆的要求，而且一旦安装完成正常运转后中途维修非常困难，所以要求塔架一旦安装好后20年免维护，这是对塔架制造技术的重大挑战，只有通过长期的施工实践和技术积累才能达到这样的表面防腐处理技术。
4、装备与运输能力
塔架制造需要配备全套的数控下料、卷制成型、自动焊接、表面处理装备、起重运输等设备，一般的钢结构厂缺少卷制成型设备和大型塔段整体表面处理装备，一般压力容器厂缺少表面处理装备，因此塔架制造相对于一般钢结构制造和压力容器制造有其独特的工艺装备要求。
陆上使用的塔架每段重量约为20吨～60吨，须配备32吨的起重设备，海上使用的塔架每段重量约为100吨～200吨，甚至超过200吨，须配备300吨的起重设备。
由于海上风电塔段直径都大于4,500mm，重量在100吨以上，须配备专业的运输工具。
5、人力资源
目前2MW以上的高端风机塔架制造技术主要靠国外引入或与国外公司合作，需要一支即熟悉国外相关技术标准又懂得多种外语的专业团队。
6、资金实力
由于风机塔架制造前期投入成本大，早期市场开拓需要投入大量资金，资金实力也是限制进入本行业的重要壁垒。
六、市场供求状况及行业利润水平的变动趋势
1、市场供求状况及变动原因
风机塔架生产的原材料包括：
各类钢材、法兰、防腐油漆、涂料等。
目前各生产企业原材料主要从国内市场采购，从目前市场的供给看，供求较平衡。
而风机塔架的客户主要是整机厂商或大型电力集团。
由于国内近年来风电建设规模较大、发展很快，产品质量优良、竞争力强的企业的产品基本处在供不应求的状态。
2、行业利润水平的变动趋势及变动原因
风机塔架行业的毛利率大约在10%-25%之间。
2MW以上风机塔架利润率较高，部分项目毛利率能够达到20%以上；1.5MW以下风机塔架利润率相对较低。
风力发电行业在中国属于新兴产业，因此目前风机塔架市场也处于初期发展阶段，无序竞争情况比较严重，相信随着市场化程度的提高及政府法规的不断完善，行业内的有关规定不断出台，产品的利润也会趋于正常化。
七、影响行业发展的有利和不利因素
1、影响行业发展的有利因素
（1）化石能源的短缺和环境的压力
从长远看，用可再生能源替代不可再生的化石能源以实现能源的可持续利用将成为各国能源战略的重要内容。
我国是一个能源相对短缺的国家，对可再生能源的需求更为强烈。
另一方面，随着《京都议定书》的签订，对温室气体减排的压力也将转化为发展可再生能源的动力。
（2）国家产业政策的支持
2006年1月1日开始实施的《可再生能源法》以及已经出台的一系列配套法规、规章、政策，将鼓励风电产业发展的各项措施制度化、法制化，成为推动风电产业持续健康发展的法制保障。
（3）风能资源储量巨大
截至2008年底，我国风电装机容量1,215.30万KW，仅占陆地可利用风能的0.89%左右，发展潜力十分巨大。
（4）风力发电成本不断降低
随着市场的不断扩大和技术的进步，在过去的5年中，我国风力发电的成本下降了约20%。
2004年，国家发改委发布了《清洁发展机制项目运行管理暂行办法》，为风力发电场出售温室气体减排量指标创造了政策条件，有利于风力发电成本的进一步降低。
根据《风力12在中国》的预测，2020年前后，我国的风力发电成本将与火电相当。
（5）对其他可再生能源产品的比较优势
风电的替代品主要是其他可再生能源产品，如太阳能、生物质能、潮汐能等。
相比较而言，风电产品的资源比较丰富、技术相对成熟、成本较低，在大规模商业化开发方面具备较强的优势，发展空间十分广阔，在可预见的时间内（2030~2050年），都将是最有可能大规模发展的能源资源之一。
2、影响行业发展的不利因素
（1）有利用价值风力资源尚待详细调查
我国风能资源储量丰富，但是没有一个经过详细普查的风能资源图谱，目前发改委正在组织气象部门进行细致的测量，风力资源的详细情况和具体分布还需做大量工作。
（2）风力发电设备零部件生产企业数量众多、规模偏小，竞争处于无序状态
受发展阶段和制造业水平的限制，目前国内风力发电机组核心零部件供应商还处于培育和成长阶段。
（3）风力资源分布与用电结构和电网结构不匹配
我国陆地风力资源大多分布在经济不发达的西北部地区，与用电结构和电网结构不匹配，电网的接入和承受能力成为制约风电产业发展的重要因素。
八、行业技术水平及特点、经营模式、特征
1、行业技术水平
风机塔架属于风力发电系统的基础装备，常年野外运行，环境恶劣，运行风险大。
因此风电业主在选择设备制造商时十分谨慎，作为对供应商的考核，历史业绩是对产品质量、履约能力最好的保障。
风机塔架由于呈锥筒形，有独特的、精细的高技术工艺制造要求。
对直线度及垂直度要求、法兰平面度及平行度要求、表面防腐要求和焊接质量要求等，这些技术指标都有其特殊性而且是相当高的技术质量指标。
如：
（1）法兰平面度要求：
必须保证法兰连接面是面接触而非点线接触，使得法兰受力均匀良好。
（2）法兰的内倾量要求：
必须保证塔段与塔段之间的连接螺栓有一定的预紧力。
要求法兰带有一定量的均匀内倾，一般要求0～1.5mm。
（3）焊缝的棱角要求：
必须保证塔壁圆弧的圆顺均匀从而避免在焊缝处应力集中。
一般要求焊缝不允许出现内凹或外凸，内凹或外凸的应力控制在给定的参数内。
（4）错边量控制：
必须避免塔壁在环焊缝处产生突变从而保证塔架的直线度和避免在焊缝处应力集中。
技术要求错边量一般不大于2mm。
（5）厚板焊接：
塔筒是变截面设计，一般陆上使用的塔筒钢板厚度在8mm～40mm左右，而海上风电使用的塔架筒钢板厚度一般在50～100mm，厚板焊接完全不同于中板焊接，必须有完善的焊接工艺技术措施和高技术含量的焊接工艺装备。
应尽量避免焊接返修，保证焊缝一次合格率应大于99%。
（6）防腐要求：
塔架的设计使用寿命高达20年，因此塔架制造表面防腐的工艺非常高，要求也不一样，要求塔架一旦安装好后20年免维护，这是对塔架制造技术的重大挑战，只有通过长期的施工实践和技术积累才能达到这样的表面防腐处理技术。
2MW级以上产品未来将应用于海上风场，技术要求尤为苛刻。
例如防腐处理，海上风机塔架产品必须具备抗腐蚀抗盐雾能力，因此防腐环节非常重要。
必须采用整体式喷砂系统（包括对筒体、桩基除锈），然后进行100%的喷锌、预处理及油漆涂装处理。
喷锌表面清洁度要求达到Sa3以上，粗糙度要求达到Ra12.5～＜25μm；油漆表面清洁度达到Sa2.5以上，粗糙度要求达到Ra6.3～12.5μm。
值得注意的是离岸发电环境更恶劣，对桩基、塔架要求更高，所以应用在海上风电、作为高端产品的风机塔架，要满足海上风电机组尤其是3MW级以上风能装备的需要，国内技术达标的企业较少。
2、行业主要制造商经营模式
行业内一般都是自行采购钢板、法兰、油漆等主要原材料进行生产，或由客户提供钢板等材料生产加工后直接销售给风电机组整机制造厂商，再由风电机组整机制造厂商销售予风电开发企业，或由风电开发企业向风机塔架供应商直接采购。
3、行业特征
（1）周期性：
影响风电行业发展的主要因素是风力资源、国家政策和电网输送条件，与经济周期相关度不高，因此，本行业并不具有显著的周期性。
（2）区域性：
就世界范围来说，世界上主要的风力设备制造企业集中在对风电产业有良好政策扶持的国家，例如丹麦、德国、西班牙、美国、印度、中国等国家。
就一个国家来说，风电设备的销售区域集中于风力资源比较丰富的地区，如我国的内蒙古、新疆、甘肃、东北三省、河北、山东、江苏、浙江、福建、广东等省份。
（3）季节性：
由于我国风电场建设的周期大多是年初开工，年内建设，年底竣工投产；风机塔架的生产周期及销售收入的取得与风电场的建设有较高的一致性。
下半年取得销售收入的情形占比较高。
九、上下游行业与本行业的关联性及其影响
1、风机塔架属于钢制产品，其上游行业主要是钢铁行业，钢铁行业在我国是比较成熟的行业，因此不存在供不应求或者无法采购的情况，但钢铁价格的走势对原材料成本有一定影响。
2、本行业的下游客户为国内外各类风电投资商和大型电力集团。
这些风电投资商和大型电力集团往往既投资风电，又投资火电、水电等其他电源，其投资方向和投资重点的调整直接影响本行业的市场需求。
十、行业发展趋势
1、海上风电悄然兴起
2008年9月25日，由上海岩土工程勘察设计研究院有限公司勘测设计的亚洲第一个海上风电场——上海东海大桥100MW海上风电示范项目正式开工。
这一项目是国家级示范项目和上海市重点工程，工程总投资23.60亿元，风电场总装机容量102MW，年发电量2.67亿KW·h。
2009年9月8日，该海上风电场首批3台机组并网发电。
该项目标志着中国海上风电场建设开发拉开序幕。
我国东部沿海地区经济发达，能源紧缺，开发丰富的海上风能资源将有效改善能源供应情况。
目前多家发电集团纷纷进行“圈海”运动，已规划的海上风电装机容量达1,710万KW，开发前景广阔。
随着示范风电场于2010年投入运行，经过一年的运营经验积累，2011年中国大规模开发建设海上风电场的条件将趋于成熟。
我国东南沿海及其附近岛屿是风能资源丰富地区，有效风能密度大于或等于200W/m2的等值线平行于海岸线；沿海岛屿有效风能密度在300W/m2以上，全年中风速大于或等于3m/s的时数约为7,000～8,000小时，大于或等于6m/s的时数为4,000小时。
东部沿海水深5m到20m的海域面积辽阔，按照与陆上风能资源同样的方法估测，10m高度可利用的风能资源约是陆上的3倍，即7亿多KW。
我国风力资源分布与电力需求存在不匹配的情况。
东南沿海地区电力需求大，风电场接入方便，但沿海土地资源紧张，可用于建设风电场的面积有限。
广大的北部地区风力资源丰富和可建设风电场的面积较大，但其电网建设相对薄弱，且电力需求相对较小，需要将电力输送到较远的电力负荷中心。
东部沿海地区的海上风电资源丰富且距离电力负荷中心很近，开发海上风电场将有效改善东部沿海地区的电力供应情况。
随着海上风电场技术的发展成熟，经济上可行，发展前景势必良好。
在国家对海上风力发电项目的大力支持下，国内一些研究机构和风电设备制造公司，已经全面展开对海上风电相关技术的研究。
各大电力公司也在沿海地带规划“圈海”。
经统计，各地区规划建设的海上风力发电装机容量约1,710万KW，其中在建或已建项目约17万KW。
我国各地区海上风电场规划：
随着欧洲能源政策进一步加大对海上风电的扶持力度，欧洲海上风电进入新一轮的开发高潮。
预计2015年、2020年欧洲海上风电装机容量有望达到1,500万KW、4,000万KW。
1991年丹麦建设首个沿海风电场，截至2008年底，全世界安装了100多万KW海上风电机组，其中绝大多数在北海。
欧洲大约80%的沿海风电来自丹麦和英国，世界海上风
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