欧洲风电行业发展障碍重重（风电系列之十整机）

一、整机概述

风电整机厂商采取系统集成、专业化协作的经营模式，即由风电整机企业负责风电机组的研发、设计和总装，上游零部件生产企业按要求提供配套的零部件并接受整机厂的质量监控。风电整机的结构示意图如下：

近些年，随着竞争加剧及日益深化的专业分工，部分具备较强研发和服务能力的整机厂商，率先提供以风电整机产品为核心的系统化整体解决方案，即不仅向客户提供定制化的风电机组，还为其量身打造包括前期的风电场资源测评、风电场机组选型和方案设计以及后期风电场运行维护、智能运营管理和技术改造升级等在内的风电场全生命周期解决方案。

前期服务主要有两种形式：一种是在销售风电设备时，根据招标要求和签订的合同，提供配套风电场前期服务，但只是促成产品销售的手段，并不单独支付对价；另一种是与客户签订单独的专项技术咨询合同，提供专项的风电场前期技术咨询服务，单独收取服务费。

后端运维服务分为质保期内和质保期外两种情况。能产生收入的为质保期外的运维服务，通常也称为后市场服务，包括已出质保期的设备运行维护与技术升级改造，以及第三方设备的运行维护与技术升级改造。

风电场前期服务和后端运维服务属轻资产业务，所需资金投入少而回款速度快，但目前的整体业务量较小，整机厂的主要盈利仍来源于风电机组的销售。

风电整机制造商目前主要有两种盈利模式：一种是只销售风电机组，另一种是既销售风电机组，又开发、建设和销售风电场，或者自主投资运营风电场，产业链向下游进行了延伸。

目前，国内主流的整机企业已延伸到风电场的开发、投资、建设和运营，形成了风机制造、发电、电厂投资转让三大收入和利润来源。

二、风电整机的上下游

风电整机的上游是零部件制造子行业，下游是风电场投资运营子行业，风电场开发商（包括但不限于电力公司）是直接接收风电机组的主体。

上游的重要核心零部件包括齿轮箱、发电机、轴承、叶片、轮毂等，生产专业性强，国内供应商技术成熟，一般由风机制造企业向其定制采购。除个别关键轴承需进口外，风机零部件国内供应充足，属较为成熟的充分竞争行业。

下游主要是以国有及地方大型发电集团为代表的投资商。由于各地风电场的气候、地形和电网接入条件均不相同，风力发电机组需满足不同的技术、质量要求和商务条款，发电企业一般通过公开招标的方式进行采购。同时，下游的市场集中度较高，对整机的议价能力较强。

三、行业经营模式

风电整机产品为大型、非标、定制化的成套设备，通常采取总装方式，对主要零部件进行定制外购，即根据下游客户的要求，有针对性地采购定制化或标准化的风机零部件。

行业通常采用“按单定制、以销定产、以产定采”的模式，即以合同的具体要求为基础，并沟通各项目的供货进度后，制定生产计划。根据生产计划进行风电机组的整机个性化设计、集成总装，完成订单交付并提供后市场配套服务，以实现盈利。

四、行业竞争格局

在2000 年之前，中国风机制造厂商以外企为主。2001 年后，随着国外风电技术引入，国内企业的市场份额逐步增加并占据主导地位。目前，外企市场份额维持在个位数，已基本可以忽略。

根据中国风能协会相关数据，2016 年至 2020 年期间，国内风电整机制造企业的市场份额整体趋于集中。排名前五的风电整机企业市场份额经历了一个先升后降的过程，由 2016 年的 60.1%增加到 2020 年 的 64.2%。

2021 年以来，国内整机竞争格局迈入新阶段，头部企业之间的竞争加剧，这些头部企业均具有较强的风机系统集成和新品迭代能力，价格竞争相比以往更为显著。

激烈的价格竞争是三一重能、中车风电等新兴企业具有较强成本竞争力的结果，传统整机巨头的主要竞争对手发生重大变化。从核心竞争要素来看，风机品牌的影响相对弱化，企业之间的成本差异（最终反映到价格竞争力）可能将发挥关键作用。

五、行业价格战

风机价格在2010年至2020年没有太大变化，高补贴下行业发展动力较小。陆风项目退补后的第一年，风机价格就出现了显著下滑。

资源来源：CEWA

从宏观角度看，风机价格下跌是风电平价时代发生的必然现象，但大型化的规模效应和单位零部件用量的下降，带来的成本下降也为降价创造了条件。

目前，头部整机厂在机型开发中越来越采用平台化设计，即从规格尺寸上来看风机外形、大部件没有显著变化，但在关键部分的输出功率上存在差异，因此，能摊薄单位零部件的用量和采购成本，使得单 GW 风机的耗量下降。

其次，风机大型化摊薄了非设备成本。例如 100MW 的项目，此前需 25 台 4MW 风机，现在只需 14 台 7MW 风机，减少了11 个塔筒和塔桩的基建成本，同时对线路、塔架等的投入产生影响，也推动风电场配套建设和运维成本的下降，还可缓解风电机组点位不足等问题。据测算，当机组单机容量由 2MW 增加到 4.5MW 时，项目投资成本显著下降，全投资 IRR 可提升 2.4Pcts，资本金 IRR 可提升 9 Pcts，LCOE可降低 0.0468 元/千瓦时。

最后，大型化提升发电小时数，最终降低度电成本。一般情况下，叶片越长则扫风面积越大，发电量也相应越大；塔筒越高、切变值越大，风能利用价值也越大。据金风科技测算，以 3MW 机组为例，若叶片加长 5m，扫风面积可增加 0.81m2/kW，年利用小时数可提升 208 小时；在切变为 0.13 的情况下，3MW 机组的塔筒每增高 5m，年利用小时数可提升 26 小时。

在风机价格战的背景下，成本控制能力成为主流风机企业的核心竞争力之一。

整机生产成本的差异主要来自两方面：一是不同技术路线带来的成本差异，二是风机企业核心零部件自产能力的差异。整机环节由多个零部件组成，考验整机厂商的供应链管理能力与成本管控能力，零部件的自制能力也有助于整机厂在竞争中取得领先优势。

六、技术路线

国内风机采用的技术路线主要有三种：双馈式、永磁直驱式和永磁半直驱式。

双馈式风机通常单机容量较小、安装灵活，使用齿轮箱与风轮连接。齿轮箱转速通常在 1000多转/分钟，转速较高，损坏率也相对较高，运维成本大。

永磁直驱风机没有齿轮箱，运维成本相对较低，年发电量高，但在相同容量下体积通常较大，成本较高，吊装难度也随之提升。

永磁半直驱风机结合了双馈式和直驱式风机的优点，在直驱的基础上增加了齿轮箱提升转速，其齿轮箱通常在 140 转/分钟左右，较低的转速减缓了齿轮箱的损耗。同时，较直驱式和双馈式风机，其单位重量平均下降了 48%和 50%，单位体积平均下降了 206%和 69%。

风机大型化是较为确定的产业趋势。在大型化过程中，头部风机企业选择了不同的技术路线。

维斯塔斯、GE和西门子-歌美飒，在 2MW至4MW 功率等级的陆上风机产品上，均采用了带高速齿轮箱（双馈或鼠笼异步）的技术方案，但全球最大的风机企业维斯塔斯在 6MW 级别的陆上机组上改用了中速永磁方案。

国内陆上机组仍以双馈为主流，但在迈向大兆瓦时，国内出货排名第三的明阳智能已从双馈全面转型半直驱，国内排名第一的金风科技有望在 6MW 级别的陆上风机产品中重启中速永磁方案。

综合来看，海上风机采用的技术路线以直驱和半直驱为主，没有企业选择双馈路线。在陆上功率等级迈向 6MW 级别的过程中，中速永磁（半直驱）的势头边际加强，直驱的弱化更为明显。半直驱可能是海陆延展性相对较好的技术路线。

七、直驱和双馈风机的区别

风机利用叶片捕获风能，通过传动链将风能转化成机械能，然后再传给发电机，发电机将机械能转变成电能进行输出。

发电机同步转速的计算公式：n = 60f/p，n是同步转速，f是电流频率，p为磁极对数。

我国采用f=50赫兹的频率，这样，上述公式可转化为：p * n = 3000。

因此，磁极对数p决定了发电机同步转速n的大小，进而决定了发电机的额定转速，只有转速达到额定转速才能发电。

发电机利用电磁感应进行发电，导体切割磁感线，产生感应电动势，经闭合的负载回路就能产生电流。风力发电机的主要结构是转子和定子，转子被传动链带动旋转，切割磁感线达到发电的目的。

电磁感应的磁通过励磁或永磁体产生。

直驱风机用永磁体，其磁极对数很大，一般在四、五十到一百对之间，因此，额定转速很小，不需要使用变速箱，直接由风轮通过主轴带动发电机的转子发出电能。这就是所谓的直驱。

双馈通过变流器给转子励磁产生磁场，磁极对数少，一般两到四对，需要通过齿轮箱变速，达到一千多转才能发电。双馈指它的定子和转子都能发电。

八、整机毛利率情况

风电整机企业的毛利率大多在 20%以下，相比于主轴、轴承、叶片等零部件环节，其毛利率相对较低。

资源来源：上市公司公告

主要原因在于国内风电整机的下游客户多为“五大四小”等发电集团，议价能力相对较弱，同时，整机行业的竞争相较于零部件环节更加激烈，导致了行业整体的盈利能力偏弱。

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