風電設備行業研究：原材料漲價產業鏈承壓，否極泰將來一、風電設備行業年報&季報總結（一）高基數疊加原材料上漲，產業鏈承壓明顯在“碳中和”與能源緊缺的大背景下，風電、光伏作為可再生能源的代表，在未來的能源體系中將占據相當重要的地位。風電行業經歷了國補退坡的“搶裝”之后的短暫平靜，在全產業鏈的努力或者說“自救”行為之下，我們看到了招標價格的大幅下降與風力發電的性價比不斷上升，與之伴隨的則是招標量的快速增長，再一次體現了中國制造業發展的韌性。我們選擇了風電產業鏈中，風電相關收入在30%以上的公司作為我們的樣本公司，主機環節包括金風科技、明陽智能、運達股份、電氣風電、三一重能，電機環節包括湘電股份，葉片產業鏈包括中材科技、時代新材、上緯新材、正威新材，軸承環節包括新強聯，變流器包括禾望電氣，鑄件環節包括日月股份、吉鑫科技、振江股份、雙一科技、廣大特材、宏德股份，塔筒/樁基環節包括天順風能、大金重工、泰勝風能、天能重工、海力風電，鍛件環節包括中環海陸、海鍋股份、恒潤股份、金源裝備，主軸環節包括金雷股份、通裕重工，海纜環節包括東方電纜、中天科技、亨通光電，其他環節包括中際聯合（高空作業設備）、華伍股份（制動器）、榮知日新（狀態檢測與故障診斷）、川潤股份（液壓潤滑與流體控制）、國能日新（發電功率預測）等公司。從收入絕對值的角度，僅考慮上市公司，以21年為例，風電產業鏈所包含的上市公司中收入規模比較大的環節包括整機（1177億元）、電纜（954億元）、葉片（379億元）、塔筒（260億元）、鑄件（135億元）等，其他環節上市公司的總收入均在百億以下，包括電機（47億元，注湘電股份21年將風電電機業務拆分，故以20年計）、軸承（25億元）、主軸（74億元）、鍛件/法蘭（56億元）、變流器（21億元）、高空作業設備（9億元）、制動器（14億元）、狀態檢測與故障診斷（4億元）、液壓潤滑與流體控制（15.3億元）、發電功率預測（3億元）、風電運維船（2.7億元，20年）等。如果只考慮產業鏈公司的風電相關收入，2021年整機環節相關收入為1159億元，電纜環節收入為200億元，葉片環節收入為161億元，塔筒環節收入為227億元，鑄件環節為97億元，從專業性來看，整機、塔筒、鑄件、軸承、主軸、運維船、高空作業設備等環節的公司專業性較高，風電相關收入在總收入中的占比較高，而電纜、葉片、制動器、狀態檢測與故障診斷、液壓潤滑與流體控制、發電功率預測等專業性較低，均有較大比例的風電行業以外收入。從收入增速的角度來看，16-21年整機企業的平均收入增速為20.6%，收入增速快于整機行業的有軸承（61.9%）、狀態檢測與故障診斷（42.2%，18-21年）、風電運維船（33.3%，19-20年）、高空作業設備（32.2%）、塔筒（28.7%）、鍛件/法蘭

（21.6%）、發電功率預測（21.3%），而收入增速慢于整機行業的有電纜（20.3%）、制動器（17.2%）、主軸（16.9%）、變流器（16.7%）、鑄件（15.8%）、液壓潤滑與流體控制（14.0%）、葉片（13.6%）、電機（-12.1%）。如果只考慮風電相關的收入，16-21年整機的平均收入增速為21.4%，收入增速快于整機行業的有軸承滾子（140.0%，21年）、軸承（109.3%，17-21年）、電纜（70.3%）、發電功率預測（63.9%，19-20年）高空作業設備（32.4%）、鍛件/法蘭（30.9%）、風電運維船（30.8%，19-20年）制動器（29.0%，20-21年）、塔筒（26.4%）、葉片（22.7%），而收入增速慢于整機行業的有狀態檢測與故障診斷（19.4%，19-21年）、鑄件（17.9%）、主軸（14.6%）、液壓潤滑與流體控制（10.0%）電機（-0.8%）。受益于國產化推進的環節和海上風電搶裝的環節保持較高增速。2020年“搶裝”背景下，整個行業收入均迎來了爆發式的增長，21年整個行業迎來了搶裝之后的調整期，21年各個環節風電相關的收入同比增速分別為：軸承滾子+140.0%，電纜+90.9%，高空作業設備+28.7%，軸承+16.9%，塔筒+18.3%，整機+6.5%，液壓潤滑與流體控制+5.2%，制動器-0.3%，鑄件-4.2%，狀態檢測與故障診斷-9.9%，鍛件/法蘭-9.5%，主軸-14.7%，葉片-19.3%。軸承滾子（五洲新春）、軸承（新強聯）受益于國產化的持續推進，收入增速維持較高增速；電纜（東方電纜、中天科技、亨通光電）、塔筒（海力風電、大金重工等）、高空作業設備（中際聯合）等受益于海上風電的搶裝亦保持了較好的增速，中際聯合能維持較好的增速也得益于產品升級帶來的ASP上升以及出口的高增速。15-21年來看，風電相關業務的毛利率由高到低分別為：風電運維船66.0%（18-20年），狀態檢測與故障診斷（60.3%，20-21年），高空作業設備54.7%，主軸39.0%，電纜38.4%，制動器37.0%，鑄件32.6%，軸承30.5%，鍛件/法蘭26.2%，塔筒24.5%，整機23.2%，葉片16.9%，電機10.1%（15-20年），高毛利環節集中于軟件領域以及市場競爭格局較好的環節。單從風電相關收入的毛利率來看，21年由于原材料成本的大幅上升以及行業搶裝退潮之后的裝機下降，產業鏈毛利率普遍承壓。除了整機、軸承、電纜等少數環節，大多數都受到了原材料上漲與行業不景氣的雙重擠壓，毛利率出現了不同幅度的下降，下降幅度從大到小依次為：狀態檢測與故障診斷-14.0pct，高空作業設備-10.7pct，主軸-7.4pct，葉片-7.0pct，制動器-5.5pct，鑄件-4.0pct，液壓潤滑與流體控制軸承-3.8pct，鍛件/法蘭-3.6pct，整機+0.6pct，電纜+6.1pct。15-21年，扣非歸母凈利率由高到低為：風電運維船30.4%（18-20年），高空作業設備25.2%，發電功率預測17.9%，變流器15.4%，狀態檢測與故障診斷15.4%，主軸14.8%，軸承14.1%，鑄件10.9%，塔筒10.3%，鍛件/法蘭9.0%，電纜5.7%，制動器4.7%，葉片3.8%，整機3.3%，液壓潤滑與流體控制-2.4%，電機-9.2%。與毛利率下降相對應的，扣非凈利率也面臨著較大的壓力。21年大部分環節都面臨著較大壓力，與20年相比，扣非凈利率變化由大到小分別為：鑄件-3.6pct，鍛件/法蘭-3.2pct，主軸-3.1pct，高空作業設備-2.8pct，制動器-2.0pct，電纜-1.9pct，發電功率預測-1.9pct，葉片-1.3pct，變流器-1.0pct，整機-0.2pct，塔筒-0.2pct，狀態檢測與故障診斷-0.1pct，軸承+1.2pct。由于風電屬于典型的制造業，為了評價各個環節的投資效率，我們選擇了ROA來看各個環節回報率的情況。站在16-21年的維度，ROA從高到低依次是：發電功率預測19.2%，高空作業設備17.1%，軸承13.1%，狀態檢測與故障診斷12.0%，風電運維船11.3%，鑄件10.5%，變流器10.3%，鍛件/法蘭10.2%，主軸9.9%，塔筒8.9%，電纜8.7%，制動器5.2%，葉片4.9%，整機2.9%，液壓潤滑與流體控制2.0%，電機-0.5%。同樣受到原材料價格上漲造成的利潤率下降，風電產業鏈的ROA在2021年均出現不同幅度的下滑。具體來看，和20年相比，ROA變化由大到小分別為：軸承-9.5pct，鍛件/法蘭-6.4pct，狀態監測與故障診斷-6.1pct，發電功率檢測-5.2pct，鑄件-4.4pct，高空作業設備-4.4pct，主軸-3.8pct，制動器-2.4pct，電纜-2.3pct，葉片-1.8pct，塔筒-1.8pct，液壓潤滑與流體控制-0.9pct，電機-0.4pct，變流器-0.3pct，整機+1.3pct。風電行業屬于資金密集型行業，從下游的電站開發到上游的供應鏈制造。因此現金的情況也能在某些程度上觀測產業鏈的地位，我們采用銷售商品或提供勞務收到的現金/營業收入（營業收入現金比）來評價公司的收入質量，站在15-21年的維度，營業收入現金比從高到低分別為：電纜106.1%，整機104.7%，電機97.8%，塔筒88.8%，狀態監測與故障診斷86.9%，變流器86.8%，高空作業設備86.6%，葉片85.6%，主軸84.0%，制動器80.6%，鑄件80.2%，液壓潤滑與流體控制69.2%，鍛件/法蘭65.7%，軸承58.1%，風電運維船55.0%，發電功率預測76.3%。（二）搶裝后遺癥逐漸消除，22Q2開始有望逐步改善20年搶裝造成20年與21年上半年的高基數，給21年下半年與22年上半年構成一定的壓力，22Q2將明顯緩解。對不同產業鏈的單季度同比增速取平均數，20Q1-22Q1的同比增速分別為-2.5%、55.2%、55.3%、30.8%、53.7%、4.5%、-3.5%、4.3%、7.6%，可以看到20Q2-21Q1整個行業取得了高增速，從21Q2開始，同比增速明顯下降，因此搶裝造成的“高基數”效應將在22Q2減弱。單季度歸母凈利潤端，高基數效應同樣明顯。剔除出現過極端異常值的電機環節、鍛件/法蘭環節、變流器環節、液壓潤滑與流體控制環節，然后取平均數，20Q1-22Q1的同比增速分別為77.5%、121.4%、142.3%、70.8%、114.2%、15.5%、6.5%、-39.7%、2.1%，可以看到20Q1-21Q1整個行業取得了高增速，從21Q2開始，同比增速明顯下降，同樣的，搶裝造成的利潤端“高基數”效應將在22Q2減弱。隨著原材料價格的沖高回落，個別環節毛利率已經出現邊際修復。不同環節來看，整機環節已經連續三個季度環比改善，22Q1環比改善的環節有葉片、軸承、鍛件/法蘭、變流器、電纜、高空作業設備、狀態監測與故障診斷、液體潤滑與流體控制，環比仍然在惡化的有主軸（明顯收窄）、鑄件（明顯收窄）、塔筒、制動器，由于不同環節的交付周期以及在產業鏈當中交付順序的不同，不同環節的毛利率改善有先后，隨著原材料價格的企穩以及下游裝機的逐步恢復，利潤端的改善將逐步到來。二、“大型化”會帶來什么？（一）成本的下降，價值的通縮風電降本的根本在于風機大型化以后原材料成本的攤低。我們以運達股份的雙饋機型為例，1.5MW/2MW/2.5MW/3MW/4MW/4.5MW/5MW/5.5MW/6MW機型的總重分別為97噸、146噸、166噸、193噸、213噸、210噸、217噸、217噸、274噸，其中6MW為海上機型，因此重量增加較多。以單MW的角度來看，1.5MW/2MW/2.5MW/3MW/4MW/4.5MW/5MW/5.5MW/6MW機型的單MW重量分別為65噸、72.8噸、66.4噸、64.4噸、53.1噸、46.6噸、43.4噸、39.5噸、45.7噸，如果以2MW為基準，則單位重量的變化分別為-11%、0%、-9%、-12%、-27%、-36%、-40%、-46%、-37%，其中，輪轂和葉片重量的變化幅度稍低于總體水平，而機艙的重量變化稍高于平均水平。順理成章的，隨著大型化的進行，風機招標價格一路下行。根據金風科技的業績展示材料，風機招標價格從21年1月的約3100元/KW，降低至22年3月的1876元/KW，下降幅度達39.5%，和上面的測算相對應，與2MW到5MW的材料用量下降基本相符。（二）裝機結構的改變，單GW風機數量大幅降低大型化帶來的直接影響就是裝機臺數的下降。根據CWEA，我國2021年的新增海上風電機組平均單機容量為5.6MW，比20年增加0.7MW，21年新增陸上風電機組平均單機容量為3.1MW，比20年增加0.5MW，結合21年我國風電的新增風電吊裝容量陸上41.44GW、海上14.48GW共55.92GW，則21年風機吊裝量海陸分別為2603臺、13308臺，共15911臺，相應的，20年同期海陸風機吊裝量分別為787臺、19614臺，共20401臺，21年比20年減少4490臺，約22%。（三）與海外的技術代差縮小，大型化預計將趨緩，出口邏輯將演繹陸上風機方面，國產廠商與國外廠商的代差已經急劇縮小。從各家廠商推出新機型的情況來看，2020年之前，國產廠商與海外廠商的代差基本維持在1MW左右，Vestas于2019年才推出6MW機型，西門子-歌美颯2022年才推出6.6MW機型，GE是2020年推出6MW機型，國內主要廠商諸如金風科技、遠景能源、明陽智能均在2020年左右推出6.X機型，在大型化方面已經與國外巨頭相當接近。海上風機方面，國產廠商與國外廠商仍有代差。從各家廠商推出新機型的情況來看，2021年，Vestas推出的最大的海上機型為15MW，西門子歌美颯為14MW，GW也為14MW，國內方面，金風推出的最大機型為12MW，遠景推出的最大機型為8MW，明陽在21年推出了11MW、12MW、16MW機型，總的來看，國產廠商在海上風機方面和國外領先廠商仍有2MW以上的代差。“平價”壓力下，國產廠商近年推出新機型節奏較快，快速追趕世界先進水平。以國內風電整機龍頭金風科技推出新機型的情況來看，推出機型的周期約為1年時間，2014年推出2MW機型，2015年推出2.5MW機型，2017年推出3.X機型，2019年推出4.X機型，2021年推出中速永磁機型，涵蓋3.85-6.25MW、4.0-6.7MW、7.2MW平臺，2020年搶裝結束之后，2021年金風科技迅速推出多款機型，大型化明顯加速，也是在這一年推出的7.2MW機型，已經接近于Vestas。在接近于世界先進水平之前，國內廠商的學習曲線較為陡峭，機型迭代速度明顯較快，我們認為國內廠商的技術在接近于世界先進水平之際，將由追趕者向領先者轉變，機型的驗證周期將會延長，“大型化”的速度有望減緩。隨著國內技術的成熟，整機企業逐步開始走出去。根據CWEA，2021年我國風機整機企業新增出口容量3268GW，同比+175.1%，累計出口容量9642MW，同比+51.3%，主要出口目的地包括越南、塞爾維亞、巴基斯坦、烏克蘭等，主要出口整機企業包括金風科技、遠景能源、運達股份、明陽智能等。產業鏈個別環節“走出去”程序已經較高，比如主軸、高空作業設備、塔筒等。在風電產業鏈中，主軸雙寡頭金雷股份、通裕重工出口占比已經較高，21年金雷股份出口占比超過40%，通裕股份也超過20%，中際聯合（高空作業設備）、大金重工

（塔筒、樁基）等出口占比也較高。三、風電未來怎么看：否極泰將來（一）通縮將不是現階段的主要矛盾，原材料價格與疫情的擾動才是“大型化”之后，陸上風電項目的回報率已經具有相當吸引力，運營商降本的動力有所弱化。根據CPIA引用的中國電建集團吉林省電力勘測設計院有限公司發布的

《吉林省新能源發展趨勢與經濟性分析》，參照近期吉林省近期的工程投資和收益情況，風電項目單位千瓦造價約5500元/KW，按上網電價0.3731元/kWh進行財務評價，3000小時的風電利用小時數就能達到36.32%的資本金內部收益率，如果按照資本金內部收益率8%，反算利用小時數僅為1932.01h；同期光伏單位千瓦造價約為4500元/KW，按上網電價0.3731元/kWh進行財務評價，按照1700小時的光伏可利用小時數可以實現11.55%的資本金內部收益率，性價比明顯差于同期的風電項目。海上風電項目的回報率屬于正常水平，運營商要求產業鏈降本的動力仍在。根據海力風電的《超募資金使用可行性研究報告》，以21年并網的江蘇海上風電項目為例，項目的內部收益率基本在6.0%~7.5%之間，屬于正常水平，相比陸上20%以上的資本金內部收益率，吸引力明顯較低一些，因為我們認為海上風電的降本還需要繼續進行，而“大型化”是必然的手段。從收益率的角度來看，陸上風電項目的收益率已經較為理想，對降本的壓力已經較小，預計之后產業鏈將從價格導向向品質、服務等綜合評價體系轉變；海上風電的項目收益率屬于正常范圍，不同地區由于自然條件的區別，“平價”的進展亦不太相同，總體來講，海上風電還需要一定程度的降本，“大型化”還將繼續。鋼鐵、混凝土等構成了風電項目原材料的主要組成部分。根據GWEC發布的

《GLOBALWINDREPORT2022》，風電項目的主要原材料構成包括鋼（Steel）、混凝土（Concrete）、銅（Copper）、鎳（nickel）、鋁（Aluminium）、玻璃鋼（GFRP，Glassfiberreinforcedplastic）、碳纖維增強材料（CFRP，Carbonfiberreinforcedplastic）、電子材料（Electronicscrap）和占比小但價格較高的稀土元素（REE）等，原材料的種類較多，受原材料的價格變化影響較大。電氣、電子和磁性風力渦輪機組件（如機艙、轉子、發電機、齒輪箱和電纜）需要大量的關鍵礦物，包括銅、鎳、鋅、釹等；用于葉片的主要材料是木材、玻璃纖維和環氧樹脂，以及更可持續的替代品，如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)和擠塑碳纖維。陸上風電項目方面，一個風電場使用的鋼材量在107-132噸/MW范圍內，占陸上風電場總材料的24%，而混凝土在243-413噸/MW范圍內，約占陸上風電場的72%；海上風電方面，鋼鐵的占比高達90%，海上風電場占總材料的90%。參照Wind的數據，中厚板價格（元/噸）從21年初邁入上漲通道，最高曾經達到6590元/噸，比21年初的約4500元上漲約46%，邁入22年后進入下降通道，截止5月20日，約5140元/噸；軸承鋼價格曾經最高達到約6900元/噸，截止5月25日，約6383元/噸，同樣進入緩慢下降通道。隨著原材料價格的穩定，整個風電產業鏈的盈利有望環比改善。（二）風電作為新能源基建重要組成部分，今年有望為裝機大年近期招標放量明顯。根據北極星風力發電網、每日風電等公眾號，上周（5.14-5