风力发电快速增长 拉动钢材需求
7月24日,中国电力企业联合会在京发布《2024年上半年全国电力供需形势分析预测报告》,报告系统总结了今年上半年全国电力消费需求和生产供应等情况,预测了下半年的电力供需形势。报告预计2024年并网风电和太阳能发电合计新增装机规模达到3亿千瓦左右,累计装机占比将首次超过40%。全国并网风电和太阳能发电合计装机6月底达到11.8亿千瓦,首次超过煤电装机规模,同比增长37.2%,占总装机容量比重为38.4%,比上年同期提高6.5个百分点。海外方面,以欧洲为代表的海外海风有望从2025年起进入快速增长阶段,有望逐步接棒国内需求,带动风电产业链出货持续增长。
一、风力发电产业链
风力发电产业链上游主要包括叶片、塔筒、风电铸件、发电机、主控系统、电缆等原材料及零部件;产业链中游为整机制造,包括陆上风机和海上风机;产业链下游为风电开发建设及运维。
上游主要是原材料供应、部件制造及辅助件。原材料包括钢铁(用于制造塔筒和基础)、稀土(用于永磁发电机)、铜(用于电缆和发动机)、树脂(用于制造叶片)等;部件制造主要涉及风电机组的关键部件,如叶片、塔筒、发电机、齿轮箱、轴承等;辅助部件包括生产变桨系统、冷却系统、电气控制系统等。
关键环节 | 代表厂商 |
叶片 | 中材科技、株洲时代、三一重能、时代新材、中复连众、双瑞叶片、鑫茂科技 |
风电铸件 | 永冠集团、吉鑫科技、日月股份、华锐重工、重庆齿轮、瓦房店轴承 |
塔筒 | 天顺风能、大金重工、泰胜风能、天能重工、第一机械 |
发电机 | 中电电机、金风科技、明阳智能、中车株洲、中车永济、北汽电机、哈尔滨电机 |
齿轮箱 | 南高齿、威能极、德力佳 |
主控系统 | 科诺伟业、东方电气、许继电气、国电南瑞、南瑞科技、禾望电气、九洲集团 |
主轴 | 金雷股份、通裕重工、广大特材 |
电缆 | 东方电缆、中天科技、亨通光缆 |
风电涂料 | 中远关西、湘江涂料、西北永新、海虹老人、山西华豹 |
中游属于风电设备及配套,主要包括机组制造、桩基、基础设施建造、运维服务等。陆上风电机组制造主要包括整合上游的部件,制造完整的风力发电机组;海上基础设施建造主要包括海上风电基础、升压站、海底电缆等的制造和安装。运维服务则主要是风电场的运营维护,确保风电机组的稳定运行和效率最大化
其中风电整机设备在整个风电场建设成本属于设备购置费,是风电发电站最主要的成本,其占总成本的比例可以达到70%-85%之间,是风电投资成本降低的核心。
关键环节 | 代表厂商 |
整机制造 | 金风科技、明阳制造、东方电气、三一重能、联合动力、哈电风能、远景能源、电气风电、中船海装、中国中车、上海电气、车仪风能、湘电风能、华锐风电、运达股份等 |
电线电缆 | 中天科技、汉缆股份、东方电缆、大丰海缆、江苏亨通、尚纬股份、特种电缆、华菱电缆、环宇带你懒、红旗电缆等 |
运维厂商 | 上汽集团、新天科创、东方电气、金风慧能、大唐集团、协会运维、优利康达、中外天利、中广核、锋电能源等 |
下游主要是风电场投资及运营,主要包括风电场开发、建设施工、风电运营、销售与市场、运维等环节。其中风电场开发主要有项目策划、环境评估、风电场设计、融资等前期工作;建设施工主要包括风电场的实际建设,包括海上风力发电机组的安装和电网连接;风电运营主要包含风电场的日常管理和电力生产,以及电力的输送和销售;销售与市场主要涉及电力市场的交易、电力销售合同的签订和执行,以及市场策略的制定;运维主要是指设备的维修与养护等。
关键环节 | 代表厂商 |
风电开发建设 | 中国电力、龙源电力、国电集团、华能集团、神华国华、中广核电、国家电投 |
运营维护 | 金风科技、国能集团、三峡集团、天润新能、中建集团、福能股份、明阳智能、远景能源 |
电力销售 | 国家能源集团、华润电力、大唐集团 |
EPC总承包 | 东方电气、华电中工、华仪电气、特变电工、华时能源 |
二、风电用钢的分类
风电用钢可以根据用途和功能来分类。
按用途主要分为三类:
中厚板:具有焊接性能好、力学结构良好、低温冲击韧性强(D、E级)等特点。用于风电发电机组的塔筒和机舱底座等零部件,占到总耗钢量的69%左右。常见牌号:Q235、Q345、Q355等。
电工钢:具有铁芯损耗低、磁感应强度高、冲片性良好等特性。用于制造风力发电机组的电机铁芯、定子和转子零部件,约占总耗钢量的5%。常见牌号:B50A470、B50A600、B50A800等。
特殊钢:具有更高的强度和韧性及性能。用于风轮主轴、变桨系统轴承、偏航系统轴承、传动系统齿轮、轴和轴承以及发电机轴等零部件,约占总耗钢量的26%。 常见牌号:18CrNiMo7、40CrNiMo、20CrNi2MoA、20CrNiMo、20CrMnTi、20CrMo、20MnCr5、17CrNi5、16CrNi、42CrMo4、17CrNiMo6、34CrNiMo6、G20Cr2Ni4、GCr15SiMn、GCr18Mo等。
按功能可分为四类:
低合金高强度钢:具有较高的强度和韧性,能够承受高风速和大风载荷的挑战。用于制造风电塔和桅杆的主要材料,需要具备较高的强度和稳定性。 常见牌号:Q390、Q420等。
高强度钢:具有更高的屈服强度和抗拉强度,能够提供更大的结构刚度和稳定性。用于制造风电设备中的关键部件,如发电机支架、叶片等,能够承受高风速和大风载荷的挑战。常见牌号:Q550D、Q690D、Q890D、Q960D等。
耐候钢:具有优异的耐候性能,能够抵御长期暴露于风雨中的腐蚀和氧化。用于制造风电塔和桅杆等暴露在户外环境下的部件。常见牌号:09CuPCrNi-A、09CuPTiRE-A、09CuPTiRE-B、B480GNQR等。
不锈钢:具有良好的耐腐蚀性能,能够抵御风电设备在海洋环境中的腐蚀和氧化。用于制造风电设备中的部件,如轴承、连接件等,具有优异的耐腐蚀性能。常见牌号:304、316、316L等 。
三、风电用钢需求测算
钢材是风力发电装备主基材,主要钢材品种为中厚板(69%)、电工钢(26%)和特殊钢(5%)。陆上风电每GW对应钢材需求量12.4万吨,其中中厚板8.6万吨、特殊钢3.2万吨、电工钢0.6万吨;海上风电每GW装机量对应钢材需求量19.0万吨,其中中厚板13.1万吨、特殊钢4.9万吨、电工钢1.0万吨。预估未来陆上风电机组每年每MW耗钢量下降1.35%,海上风电机组每年耗钢每MW耗钢量下降0.89%。2023-2027年,全球风电累计新机装机量将达到686GW,对应的钢材消耗量为8930万吨,年均钢材需求增量为1786万吨;中国风电累计新装机量419GW,对应的钢材消耗量为5566万吨,年均钢材需求增量为1113万吨。中国要完成“十四五”风电装机量目标,2023-2025年风电年均新增装机容量将在65GW-75GW之间。预计未来国内陆上风电塔筒全年钢板需求约400~500万吨。
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