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文档简介

录基本概念:多船协同,风机安装船重要性凸显01行业现状:船体建设加速,技术指标持续迭代未来展望:大型化趋势下,结构化特征愈发明显海外市场:船体建设平稳,当前安装产能较充足02030401基本概念:多船协同,风机安装船重要性凸显安装流程:从管桩、风机到海缆,多种船体协同作业01

海上风电安装流程主要包括单桩基础安装、风电机组安装和海缆安装三部分,涉及运输、吊装、敷设等多种施工方式,耗时长,施工流程复杂,需依靠运输船、海缆敷设船、风机安装船等多种船体协同作业。表:海上风电项目施工进度计划-汕头勒门二表:海上风电项目施工进度计划-帆石二序号项目工期(月)

计划开工(月)

计划结束(月)序号项目施工准备工期(月)

计划开工(月)

计划结束(月)123456210121715153T+0T+3T+3T+4T+8Y+2123施工准备614101T+1T+3T+6T+18T+15T+9钢管桩制造T+12T+14T+20T+21T+22T+18T+24T+17T+16T+18T+19T+20T+18T+24T+18T+24钢管桩制作导管架制造单桩钢管桩沉桩施工首批风机机组安装剩余风机机组安装首批

66kV海缆敷设剩余66kV海缆敷设220kV送出海缆敷设海上升压站加工制作海上升压站安装、调试施工主基地改造T+6导管架基础钢管桩施工导管架安装施工风机机组安装500KV海缆敷设T+945101T+11T+9T+22T+9T+8T+16T+15T+879T+15T+7T+23T+10T+866KV海缆敷设10104111366789489海上升压站上部结构加工制作海上升压站下部基础加工制造升压站基础施工T+13T+18T+19T+20T+16T+198T+110111213141516资料2T+9T+11T+6升压站上部组块安装电气系统调试4T+3首批风机并网调试剩余风机并网调试首批风机投产发电2T+11T+16T+12T+24T+12T+2410首批风机并网调试9剩余风机并网调试首批风机投产发电11全部风机投产发电全部风机投产发电资料:项目环评报告,长江证券研究所:项目环评报告,长江证券研究所安装流程:从管桩、风机到海缆,多种船体协同作业01图:海上风电安装流程资料:能科风光,千尧科技,CWEA,长江证券研究所安装流程:从管桩、风机到海缆,多种船体协同作业01

单桩基础安装流程可分为设置稳桩平台、钢管桩运输及起吊、锤击沉桩、附属构件安装几个阶段,根据风电场水深情况,又可分为深水区、浅水区单桩基础安装。

深水区单桩基础:海底高程较大,全天候水深条件均可满足大型施工船只吃水需要,可采用常规起重船、风电安装船、自升降式平台船施工。浅水区单桩基础:水深条件不满足或仅在特定时间段内满足大型船只吃水需要,需采用可座滩船只施工,并依靠锚链和起抛锚艇辅助移船定位。表:单桩基础安装流程步骤操作流程将稳桩平台吊到指定位置,采用振动锤锤击辅助桩达到水下一定的深度,再用连接板焊接锁定稳桩平台与辅助桩,形成稳定的抱桩器稳桩平台设置稳桩平台钢管桩运输及起吊锤击沉桩将塔筒吊装到指定安装位置,并进行翻转和竖立调整简要介绍将竖立的钢管桩送入抱桩器,并对钢管桩位置、高程及垂直度不断调整,最终锁紧抱桩器。再将液压打桩锤起吊至桩顶进行锤击沉桩,当沉桩达到设计的标准高度后,拆除稳桩平台,最后进行基础防护施工附属构件安装用浮吊船把靠船件、爬梯、内外平台和其他小型设备和构件进行逐一安装资料:能科风光,千尧科技,长江证券研究所安装流程:从管桩、风机到海缆,多种船体协同作业01

风电机组安装流程可分为风机安装平台起升、塔筒吊装、机舱/叶轮及叶片吊装几个阶段,绝大多数海上风电项目采用分体式安装,基础安装和运输由数量相对较多的起重船和甲板驳来承担,塔筒、机舱、叶轮及叶片等核心组件则交由风机安装船完成。表:风电机组安装流程步骤操作流程风机安装平台起升塔筒吊装风电安装船按预先设定的位置进行支腿作业,待支腿稳固后提升船体,形成安全稳定的安装作业平台驳船将塔筒运输到现场后,用安装平台上的吊机将塔筒逐件吊放至甲板面,依次采用螺栓连接各节塔筒机舱、叶轮及叶片吊装塔筒吊装完成后,将机舱吊装至塔筒顶部进行安装,叶轮及叶片组装在安装平台甲板进行,组装完成后采用主吊加辅吊配合起吊资料:CWEA,能科风光,长江证券研究所安装流程:从管桩、风机到海缆,多种船体协同作业01

海缆安装流程可分为接缆、敷设主牵引钢缆、登陆准备、始端登陆、敷埋段施工几个阶段,所需的主要船体为配备海底电缆敷设机(CLM)和动态定位系统(DP)的电缆敷设船。截至2021年底,据公开资料不完全统计,我国共有电缆敷设船56艘,其中具有220KV海缆敷设能力的敷设船共25艘(信息源自东方电缆公告),目前具备这类海缆敷设施工船只数量较少,依旧处于卖方市场。表:海缆安装流程步骤操作流程接缆按地点可分为码头接缆和船上过缆,按方式可分为散装过缆和整体吊装过缆。我国通常采用海底电缆敷设船于厂家码头接缆。敷设主牵引钢缆登陆准备海底电缆敷设船一般为无动力船型,需要拖轮拖带,常采用设置主牵引钢缆引导敷设船的施工方法。登陆前,提前挖设绞磨机地垅、按设计轴线敷设电缆登陆的牵引钢丝,并在电缆登陆路由沿途设置滚轮,以保护电缆免受磨损。海底电缆始端登陆时,电缆头从船头通过入水槽入海,利用预先设置在始端登陆点处的绞磨机牵引电缆浮运登陆。埋深施工船锚泊就位→缆盘内电缆提升→电缆放入甲板入水槽→电缆放入埋设机腹部→投放埋设机至海床面→牵引施工船敷埋电缆。简要介绍始端登陆敷埋段施工资料:CWEA,长江证券研究所船体类型:风机安装船作用凸显01

根据作业特点,可将风电安装船分为浮式、坐底式、自升式、自升自航式、半潜式五类,各类风机安装船在作业水深、效率、稳定性方面差异明显;浮式安装船适用于不同水域安装,移动速度快,但稳定性较差;坐底式安装船在浅水海域稳定性表现较好,但转移速度慢,也不适于深水海域安装;自升(自航)式安装船兼具转移方便、作业水深高、稳定性优异等多方面优点,已成为风机安装船的主流船型;半潜式安装船各方面表现均较为优异,但建造和使用成本过高。表:风电安装船体类型-风机安装船具体分类功能优势劣势易受天气和海面条件的影响,施工工期难以把控起重船(浮式船,又称浮吊)坐底式(非自升非自航)自升式风电安装船可配备起重机,进行运输和安装作业受水深限制小,转移速度快,价格低,船源足依赖退潮的压力或压载系统将船体坐压在海底,再通过锚泊系统固定,最后进行安装船的吊装和安装工作稳定性好作业水深受限、转移速度慢在施工现场将桩腿插入海底以固定平台,通过配备的液压升降装置将船体抬离水面,再进行风机安装没有自航能力,机动性差,无法及时躲避天气骤变情况装载能力强,作业水深较高,稳定性较强兼备自升式平台和浮式起重船的优点,效率高自航自升式风电安装船半潜式安装船在自升式风电安装船的基础上具备自主航行能力需单独建造,交付周期较长建造和使用成本过高运输和安装各类难以分割的大型海风设备,如单桩基础、可在除浅水区域外的任何水深条件下作业,安装效率导管架基础、风机模块等

高,潜装潜卸模式可节省运输成本和时间。资料:千尧科技,中国引航协会,龙船风电网,长江证券研究所船体类型:风机安装船作用凸显01图:各类风机安装船示意图风机安装船-浮式风机安装船-坐底式风机安装船-自升式风机安装船-自升自航式风机安装船-国内半潜船风机安装船-海外半潜船资料:千尧科技,正力海工公众号,龙船风电网,长江证券研究所船体类型:海缆以敷设船为核心,配备DP系统与CLM01

海缆施工船中,核心船体为配备布缆机的海缆敷设船,配合检修船、运输船共同完成海缆敷设。海缆敷设船并无明确种类区别,主要差异在船载设备、船体规模等,设备方面差异包括是否具备DP系统及海底电缆敷设机CLM的种类:DP系统是一种由计算机控制的船舶自动操纵系统。通过采集精确定位、气象、潮流速度等数据,计算机可控制DP系统自动调节不同推进器(螺旋桨、横向推进器、舵机)的推力,实现精确的动态定位。

海底电缆敷设机(CLM)可分为鼓形和直线形,前者在甲板上所占空间小,张力大,运行状态稳定,后者适用于长距离作业,以较小的张力占用较大的空间。表:风电安装船体类型-海缆施工船具体分类海缆敷设船海缆检修船功能设有布缆机等设备,可在海床挖掘凹槽供海缆放置可解决深埋海缆打捞回收、海缆接头制作、备缆存储等问题交通运输船可用于快速抢修应急、扫测海底地形地貌,海缆埋深测量,快速找寻海缆故障点等资料:千尧科技,浙电e家,长江证券研究所船体类型:国内运维船以交通艇为主,存在升级空间01

风电运维船种类多样,我国现存海上风电运维船仍以传统交通艇为主,优势是成本低、数量多,但在航速、功能丰富性上有明显不足。此外,海外运维船已开始采用低碳燃料(甲醇、电力等)为动力系统。表:风电安装船体类型-风电运维船具体分类交通艇功能优势劣势航速较低,耐波性差,装载能力差,安全性差用于海上风电工程或运维,多为单体船便利性高专业运维船运维母船测量船用于海上风电工程或运维,多为双体船用于近海风电场运维,具有存放备件能力的较大型船舶主要用于海底电缆及风机基础定期巡检工作稳性好,航速较交通艇有较大提升(13-15节)可提供40人以上的住宿,且有一定的自持力建造和运营成本高建造和运营成本高稳性好,安全性高,作业面积大,居住空间大,减少运维成本居住船适合离岸20-50海里的海上风电场,双体船结构主要进行机组的分体拆装工作,齿轮箱、轴承、叶片等大型部件安装更换作业。部分具备自升和起重能力大部件运维船作业范围广,海上居住舒适性强,安全性高资料:千尧科技,中国能源报,长江证券研究所船体类型:多种船体共同完成海缆敷设、海风运维01图:各类海缆施工和风电运维船示意图海缆施工船-海缆敷设船海缆施工船-海缆检修船海缆施工船-交通运输船风电运维船-交通艇风电运维船-专业运维船风电运维船-大部件运维船资料:发电人,浙电e家,长江证券研究所02行业现状:船体建设加速,技术指标持续迭代安装船建设加速,预计2023年将迎集中投运02

据不完全统计,我国现有风机安装船(含在建)共112艘,其中在运营中船体72艘,在建船体40艘。从船体投运情况看,安装船建设速度呈加速态势。2011-2018年共计投运船体20艘;受海风抢装年刺激,2021年风机安装船需求高增,单年新增船体达26艘,同比增长超200%;2022年新增安装船数量有所减少。

根据已有订单情况,我们预计2023年风机安装船新投运交付数量将恢复到2021年左右的水平,并且未来有望保持较快的投运速度。图:按运营状态分类的风机安装船(艘)图:2011-2025年国内风机安装船投运情况353025201510540,36%在建运营72,64%02011-201820192020202120222023E2024E2025E各年度风机安装船投运数量(艘)资料:CWEA,风电头条,长江证券研究所资料:CWEA,风电头条,长江证券研究所造船厂家高度集中,船东格局相对分散02

国内主要船厂包括振华重工、韩通重工、大津重工、招商局重工等,前五名船厂建造风机安装船比例达52%。国内主要船东包括海洋水建、中交三航、瓯洋海工、中国铁建等,前五名船东持有风机安装船比例达29%。表:国内主要船厂情况表:国内主要船东情况建造风机安装船船体(含在建)持有风机安装船数量(含在建)船厂成立时间所有制船东成立时间所有制振华重工韩通重工大津重工招商局重工中国船舶大洋海装黄埔文冲武汉船机中集来福士广东精铟靖江南洋润邦股份厦船重工1992200320122013199820071981200319962007200420032002国有私有私有国有国有国有国有国有私有私有私有国有国有2310109海洋水建中交三航瓯洋海工中国铁建天津港航亨通蓝德龙源振华海龙风电中天科技中铁福船广东火电三峡集团199819842018200719942017201020161996201619861993私有国有私有国有国有私有国有私有私有国有国有国有985744443333665542222资料:CWEA,风电头条,Wind,长江证券研究所资料:CWEA,风电头条,Wind,长江证券研究所自升船体为安装船主力,最新代自航比例提升02

整体看,112艘风机安装船中(含在建),自升与自升自航式船体为绝对主力,合计数量达74艘,占比达66%;其次是浮式船(21艘,占比19%);坐底式与半潜式船体数量较少,分别为6艘、2艘,且全部为运营中船体,尚无新建规划。相较于运营中船体,在建船体中主要为自升与自升自航式、浮式船体,占比分别达70%、30%;其中自升自航、浮式的占比均较在运营安装船中有提升,这两类船体均具备优秀的机动性,我们认为一定程度反映了现有海风安装对船只性能的最新需求。图:风机安装船技术路线分布(艘)

图:运营船体技术路线分布(艘)

图:在建船体技术路线分布(艘)2,3%9,8%11,16%2,2%21,19%11,16%10,29%10,30%浮式浮式21,19%6,9%坐底6,5%坐底浮式自升自升自升自升自航半潜自升自航半潜自升自航未知39,56%:

CWEA,风电头条,长江证券研究所14,41%:

CWEA,风电头条,长江证券研究所53,47%:CWEA,风电头条,长江证券研究所资料资料资料新建船体技术指标优越,满足大风机安装需求02

风机安装船的核心技术指标包括吊重、最大起升高度、桩腿长度、作业水深等,前两者决定了安装船可安装的最大容量机组及安装速度,后两者决定了风机安装船适用的海域范围。目前,海上风电呈现机组大型化和深远海化特点,对风机安装船的相应指标也提出了更高要求。从平均数据看,在建风机安装船在各项指标上全面优于运营中船体,可满足最新一代大容量风机的安装需求。以GEHaliade-X12MW风机为例,安装要求吊重>600吨并且最大起升高度>150米,在建船体可完全满足。从各年度船体中位数据看,最大起升高度、桩腿长度、作业水深均呈现逐年提升趋势。表:新旧船体技术指标对比(平均值)图:各年度船体技术指标中位数情况180160140120100803,0002,5002,0001,5001,000500技术指标吊重(吨)在建223815312469运营130811891最大起升高度(米)桩腿长度(米)作业水深(米)604020002011-2018最大起升高度(m):CWEA,风电头条,长江证券研究所2019202020212022E2023E2024E47桩腿长度(m)作业水深(m)吊重(t,右轴)资料:CWEA,风电头条,长江证券研究所资料浮式船侧重吊重和水深,自升船起升高度更优02

对比各技术类型船体的技术指标可见,浮式船均表现出吊重、作业水深方面的优势,而自升、自升自航式船则在最大起升高度方面表现较优,这一差距于在建船体中体现更为明显。我们认为原因系浮式船可用于基础安装,对吊重需求多于起升高度需求所致。在建船体差距扩大或可反映新一代安装船建造更倾向于专业化分工。表:各类运营船体技术指标对比(平均值)表:各类在建船体技术指标对比(平均值)技术指标浮式357611970自升96413051自升自航1752146技术指标浮式4310123自升143117068自升自航1900159吊重(吨)吊重(吨)最大起升高度(米)最大起升高度(米)作业水深(米)作业水深(米)6310072资料:CWEA,风电头条,长江证券研究所资料:CWEA,风电头条,长江证券研究所改建主流为适应性改造,平均用时约5个月02

改建分为适应性改造、升级改造和全面改造三类。如此前只为平板驳,则涉及甲板安装、缆机平台、起重机安装等工作,且只能改造为浮式船(全面改造);自升平台、半潜船的改造都需要在原船体本身具备相应条件的情况下进行(适应性改造)。若原船体即为风机安装船(升级改造),往往只需对起重机、桩腿等进行替换。已交付的改建船体中,大部分为适应性改造,原船体多来自海上石油钻井或重型运输领域,本身即具备自升/半潜能力。按已交付的改建船体进行统计,改建的平均用时约为5个月,用时较短。表:风机安装船改建周期序号1船属国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国船厂船东中海油服博强重工正力集团腾东建设津澄海工中铁大桥局天津港航格润海工格润海工中铁建港航局船名护卫改建时间投运时间2021改建用时(月)

改造类型适应性改造技术类型自升浮式半潜浮式自升自升自升自升自升坐底半潜坐底中集来福士华丰船舶2国能博强01正力潜19000腾东001升平001大桥向阳港航平9国信2021.12020.122021.32021.22021.42021.62021.72021.620213644全面改造适应性改造适应性改造适应性改造3大津重工4中国船舶集团中国船舶集团567中国船舶集团中国船舶集团2022.10升级改造适应性改造适应性改造适应性改造适应性改造适应性改造82021.59国瑄2021.52021.52021.9101112铁建潜01蓝鲸鱼2020.112021.366金海智造中交一航半潜驳11号5平均改建用时(月)4.9资料:风芒能源,龙船风电网,国际船舶网,港口装卸机械公众号,博强重工公众号,正力海工公众号,中国铁建港航局公众号,长江证券研究所03未来展望:大型化趋势下,结构化特征愈发明显过往安装船租赁价格波动大,供需关系为核心影响因素03

风机安装船租金与船只供需关系密切相关。2019年我国风机安装船单月租金水平在400万元/艘,2020、2021年受海风抢装影响,安装船供给紧张,船只单月租金最高涨至1800万元/艘。一般风机安装费用中约30%是船舶租赁成本,以一艘船每月安装4-5台风电机组的速度计,对应此前安装船租金高峰时施工单位的单台机组安装费用需要增至1000万元/台以上才能覆盖安装成本。抢装结束后,海风机组安装进入短暂低潮期,船只租金明显回落,

2022年下半年部分报价已降至约300万元/艘。图:2019-2022年风机安装船单月租金情况1,6001,4001,2001,00080060040020002019202020212022租金(万元/月/艘)资料:龙船风电网,风电头条,长江证券研究所供需测算:船只数量与安装能力均为重要因素03

对于海风安装船未来供需的测算,我们分别通过计算船只安装能力(风电安装船数量*单年安装能力*船只利用率)和需安装的海风机组台数(海风装机规模/海风机组平均容量),最终来计算海风安装船安装能力对需求的覆盖程度。图:风机安装船供需测算思路图资料:长江证券研究所安装能力:安装船新建周期约1年左右03

风机安装船建设主要包含船体建造、甲板建筑建造、起重机安装、桩腿及升降系统建造(自升式船体)等。以2023-2024年交付的新建船体进行统计,风机安装船从开工到建成的平均用时在13.1个月。表:风机安装船建设周期序号1船厂大津重工、武汉船机招商局重工武汉船机船东华西海工船名预计交付时间开工时间2022年7月2022年8月2022年5月2022年5月2022年11月2022年5月2022年5月2022年5月2022年1月2022年1月建设周期(月)华西风能01预计23年8月交付13.212.29.22金风科技-预计2023年8月交付预计2023年一季度交付预计2023年一季度交付预计23年10月交付3华夏金租、北京神大华夏金租、北京神大海洋水建WMMPJX014武汉船机WMMPJX029.25振华重工海洋风电7611.114.216.216.214.115.26振华重工中交三航-预计23年7月底交付预计23年9月底交付预计23年9月底交付预计2023年3、4月交付预计2023年3、4月交付7振华重工中交三航-8振华重工中交三航-9韩通重工海洋水建海洋风电91海洋风电9210韩通重工海洋水建从开工到建成平均用时13.1个月资料:海上风电装备,船海装备网,龙船风电网,海上风电网,Offshore

Wind

Asia,长江证券研究所安装能力:2023年末运营中风机安装船预计达95艘03

结合建设周期和现有订单情况,我们预计2023年新增船体达23艘(在建船体中约23艘计划在2023年投运交付),到2023年末运营中风机安装船预计合计共95艘,2019-2023年CAGR达33%;同时,预计2024、2025年累计运营船数量保持20%-30%的较快增长。图:运营中风机安装船数量(累计值)16080%70%60%50%40%30%20%10%0%1401201008060402002019202020212022E2023E2024E2025E风机安装船数量(艘)YOY资料:CWEA,风电头条,长江证券研究所安装能力:2023年单船单年安装能力有望达32台03

风机安装船安装能力受船只类型、起重能力、机组规模、气候情况等多种因素影响。相较于欧洲,我国海域面临淤泥层厚、东南沿海受台风影响大等问题,对插拔桩速度、作业窗口期长度都有限制。考虑新代安装船逐步投运以及海上风电场容量扩大后的规模化效应,我们预计风机安装船安装能力将持续提升。同时,国内不同地区全年安装时长存在差异,我们综合预计2023年风机安装船单年安装能力将达32台/艘,2024、2025年分别达34、35台/艘。图:风机安装船单年安装能力4035302520151050201920202021风机安装船单年安装能力(台/艘):CWEA,长江证券研究所

备注:图中数据均为预估值2022E2023E2024E2025E资料安装需求:海风迈入平价,2023年预计超10GW03

对于国内海风行业,我们认为随着海风建设成本不断下降,国内海风装机需求有望持续快速增长。根据沿海各省海风十四五规划,2021-2025年海风规划总量接近60GW,考虑部分省份装机规模的超预期,我们预计在2022年招标规模支撑下2023年国内海风装机规模有望达12GW,实现翻倍以上增长;并且2024-2025年有望继续保持约年化复合30%的较快增速,2025年国内海风装机规模达20GW左右。图:国内海风装机规模预测25201510502019202020212022E2023E2024E2025E国内海风并网规模(GW)资料:,能源局,长江证券研究所安装需求:机组大型化方兴未艾,单机容量快速提升03

单机容量方面,海风风机机组大型化是降本的重要途径,目前各风机企业已普遍推出13-18MW海风机组。我们认为海风机组大型化将保持较快推进速度,单机容量上限存在超预期可能(目前16-18MW产品陆续发布或下线,未来有望达到甚至突破20MW)。根据2022年招标情况,2023年海风机组主流单机容量有望达8-10MW,2024-2025年有望继续提升。图:2022年海风招标的机组容量提升表:各企业积极推动海风风机大型化发展企业金风科技金风科技明阳智能明阳智能东方风电东方风电中国海装中国海装中国海装中国海装电气风电中车永济豪氏威马瑞典

Zephyr

Vind华电重工机型13.6MW16MW16.6MW18MW13MW16MW16.7MW20MW18MW25MW11MW20MW20MW20MW20MW进展13.6MW大容量海上风电机组正式下线合作研发的GWH252-16MW海上风电机组成功下线推出16.6MW超紧凑半直驱海上风机(MySE8.3-180)正式发布18兆瓦全球最大海上风电机组——MySE18.X-28X东方风电13兆瓦抗台风型海上风电机组顺利下线东方风电适配10-16MW集成式双驱变桨系统通过鉴衡认证将于2022年底推出16.7MW海上风机20MW海上风机正在研发中H260-18MW海上风电机组自主研制成功将继续研制300m以上级别风轮直径25MW以上级别输出功率的机型首台EW11.0-208机组2022年7月完成吊装20.XMW海上半直驱风力发电机在德国汉堡风能展首发为海上风电安装平台设计建造的绕桩式起重机能够安装20MW级风机Zephyr

Vind在Poseidon项目方案中提出计划使用20MW风机华电重工签下可安装20MW机组的安装船资料:国家能源局,风电之音,风芒能源,每日风电,风电头条,公司公告,长江证券研究所资料:CWEA,每日风电,风芒能源,中国能源报,北极星风力发电网,长江证券研究所供需测算:短缺已过,未来整体安装能力存在冗余03

整体来看,我们对国内风机安装船供需进行了综合测算,按照50%船只利用率(悲观假设)和65%利用率(乐观假设)进行估计,结果显示:2019-2021年国内风机安装船曾出现短缺,2021年供需矛盾达到高峰,主要系海风抢装大年需求激增,风机安装船建设周期较长,供不应求所致。

2022年后,风机安装船集中投产,供给紧张明显缓解,预计未来数年内安装能力将超过装机需求,部分老旧船体可能面临闲置或淘汰。表:国内风机安装船供需测算年份20194672.020207873.82021260314.55563642022E5334.02023E133312.09000952024E142216.0112501192025E142220.014063148风电机组预计吊装数量(台)国内海风并网规模(GW)海风机组平均规模(KW)风机安装船数量(艘)YOY42403048853875007227%2668%2913%3132%3225%3425%35风机安装船单年安装能力(台/艘)24悲观假设船只利用率预计可安装机组数量(台)覆盖率(%)50%36050%44950%72750%1037194%50%1337100%50%1797126%50%2359166%77%57%28%乐观假设船只利用率预计可安装机组数量(台)覆盖率(%)65%46865%65265%118646%65%1428268%65%1739130%65%2337164%65%3067216%100%83%资料:4C

offshore,中国可再生能源学会风能专业委员会,,能源局,长江证券研究所供需测算:大MW风机对起重与抬升能力要求更高03

具体结构上,随风机单机容量增加,机组轮毂高度和机舱重量也会显著提升,对风机安装船的抬升和起重能力提出更高要求;据我们统计,10MW、12-15MW、15MW以上风机要求抬升高度分别达115、160、180m;而机舱重量受零件重量和数量影响较大,以SiemensGamesa

14-15MW风机为参照,我们将起重能力门槛设置为600t。据此我们发现,新建安装船越来越多偏向满足更大MW风机的安装条件。按上述假设标准统计,我们判断到2023年末国内可安装15MW及以上风机的安装船数量预计将达16艘。

图:风机规模与要求抬升高度关系图:可用于安装不同容量风机的安装船数量(艘)2004540353025201510518016014012010080081011要求抬升高度(m):4C

Offshore,WindEurope,长江证券研究所

备注:横轴为单个风机容量,单位为MW121515+2019202020212022E12-15MW2023E10MW11MW12MW15MW+资料资料:CWEA,风电头条,长江证券研究所供需测算:23年暂未短缺,24年重点关注12MW+03表:国内大容量风机安装能力测算

我们假设船只单年安装台数沿用综合测算数据,船只利用率按60%估算。从两种维度进行测算,最终结果来看:1)2023年国内海风风机单机容量预计以8-10MW为主,对应风机安装船安装能力充足;2)2024、2025年若风机大型化速度较快或安装船新建速度较慢,有可能会出现结构性趋紧,尤其是2024年需要重点关注12MW及以上风机占比,后续仍需进一步跟踪海风安装船的建设交付情况和国内海风风机大型化发展速度。年份2019242020262021292022E

2023E

2024E

2025E风机安装船单年安装能力(台/艘)船只利用率(乐观假设)3132343560%60%60%60%60%60%60%10MW及以上风机安装能力测算预计满足条件的船体数量预计可安装机组数量(台)预计安装能力(GW)45111371.4192752.7425865.96695580.6710.7108710.9170817.112MW及以上风机能力安装测算图:国内安装船结构性安装能力测算预计满足条件的船体数量预计可安装机组数量(台)预计安装能力(GW)1112222312.8466848.27525140%120%100%80%60%40%20%0%140.2160.2170.2270.3128415.4201510512-15MW及以上风机安装能力测算预计满足条件的船体数量预计可安装机组数量(台)预计安装能力(GW)1112171832.5365357.266140.2160.2170.2270.4107714.515MW以上风机安装能力测算02021E2022E2023E2024E2025E预计满足条件的船体数量预计可安装机组数量(台)预计安装能力(GW)11113151883.3385599.810MW+风机安装能力/GW10MW+覆盖率(%)12MW+风机安装能力/GW12MW+覆盖率(%)15MW+风机安装能力/GW15MW+覆盖率(%)140.3160.3170.3180.3420.7资料:4C

Offshore,中国可再生能源学会风能专业委员会,长江证券研究所资料:4C

offshore,中国可再生能源学会风能专业委员会,长江证券研究所04海外市场:船体建设平稳,当前安装产能较充足海外安装船建设速度稳定,2022-2024平均年增8艘04

据我们不完全统计,海外现有风机/基础安装船(含在建)共65艘,其中运营中船体35艘,在建船体30艘;27艘船体仅具备基础安装能力,38艘船体可同时完成基础和风机安装。从船体投运情况看,海外安装船建设较为稳定,2021年及以前共计投运船体30艘,22年新增船体10艘,根据已有订单情况,预计未来数年新船体投运速度将保持稳定,2023、2024年预计新增船只6、8艘(海外船体建设周期大约2-3年)。与国内相比,海外安装船数量较少,且超4成只具备基础安装能力,投建速度也相对较慢。图:按运营状态分类的风机安装船(艘)图:2024年前海外风机/基础安装船投运情况(艘)353025201510530,46%35,54%020222023E2024E2021及更早在建运营海外安装船数量资料:GWEC,风电头条,长江证券研究所资料:GWEC,风电头条,长江证券研究所自升船体为安装船主力,未来趋势将更加明确04

整体看,65艘风机/基础安装船中(含在建),55%-56%为自升/自升自航式船体;半潜式船体、浮式船体占比分别为14%、18%。此外,海外坐底式安装船目前已退出应用。相较于运营中船体,在建船体中自升式船体比例明显提升,占比达到72%;浮式与半潜式船体占比明显下降。我们认为可能因为海外半潜式船体多由石油钻井平台施工船改造而来,建造时间较早,起重能力等技术指标远超风机安装需求,性价比相对较低;并且浮式、半潜式多为基础安装专用船,新建船体中仍以风机安装船为主。图:风机安装船技术路线分布(艘)

图:运营船体技术路线分布(艘)

图:在建船体技术路线分布(艘)2,7%8,12%4,14%12,18%2,7%7,24%8,28%浮式9,14%3,5%浮式浮式自升自升自升自升自航半潜1,3%自升自航半潜自升自航半潜未知33,51%20,72%:GWEC,风电头条,长江证券研究所13,45%:GWEC,风电头条,长江证券研究所资料:GWEC,风电头条,长江证券研究所资料资料新建船体安装能力提升,2025年预计累计投运33艘04

从中位数据看,海外在建风机安装船在最大起升高度上同样将持续提升,桩腿长度、作业水深整体呈增长趋势(2023年预计因样本数较少导致结果有所偏差),吊重相对平稳,我们预计可能系风机大型化下重量提升速度慢于轮毂高度。

与国内相比,海外船只在吊重、最大起升高度方面存在一定程度优势,桩腿长度、作业水深等指标基本持平。结合建设周期和现有订单情况,我们预计海外2023年将新增风机安装船达5艘,2023年末运营中风机安装船合计共22艘,2025年增至33艘。图:各年度船体技术指标中位数情况图:2024年前海外风机安装船投运情况200180160140120100803,0002,5002,0001,5001,000500353025201510580%70%60%50%40%30%20%10%0%6040200002022E桩腿长度(m)2023E2024E2021及更早20212022E2023E2024E2025E最大起升高度(m)作业水深(m)吊重(t,右轴)风机安装船数量(艘)YoY资料:GWEC,风电头条,长江证券研究所资料:GWEC,风电头条,长江证券研究所海外大型机组24年有望批量投用04

单机容量方面,海外头部风机企业已普遍推出14-15MW海风机组,并多于2022年底组装测试,我们预计2024年有望批量交付。因此,我们认为海外海风机组大型化与国内相似,将保持较快推进速度。预计2023年平均单机容量有望达10.7MW,25年达15.0MW。表:海外风机大型化进程持续加速企业机型进展备注维斯塔斯15MW海上风机原型机的完整叶片组已在丹麦国家测vestas15MW22年12月开始安装叶片,23年下半年批量生产试中心安装西门子已开始组装其14MW海上风机原型,并将安装在丹麦大

22年10月开始组装236DD原型,14-222DD(14MW)在测试中心Siemens

Gamesa14MW14MW型风机测试中心已实现连续发电已提交不涉及西门子歌美飒侵权技术的两款新14MW风机设计GE文件资料:Offshore

WindAsia,风电市场,掌上风电,长江证券研究所供需测算:海外整体安装船安装能力较为充足04

相较国内海域,欧洲海域淤泥层较浅,且受台风影响较小,作业窗口期长,故单年安装能力高于国内安装船,根据欧洲风能协会数据,2021年单艘安装船在海外可完成79台风机安装。结合欧洲风能协会提供的其他数据,我们对海外风机安装船供需进行了综合测算,结果显示:海外风机安装船同样在2021年处在紧平衡状态,2022年开始整体供给预计充足。未来随风机大型化迅速推进,平均单机容量显著提升,具备大容量风机安装能力的安装船将成为安装主力,部分老旧船体可能面临闲置或淘汰。表:风机安装船供需测算

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