据美国钻井网站2022年8月11日报道,海上风电产业已经不再处于起步阶段,它是一项已经过验证的技术,它将在全球经济脱碳中发挥关键作用。伍德麦肯兹表示,未来十年,海上风电产业将吸引近1万亿美元的新投资。
伍德麦克兹表示,越来越多的竞争对手正蜂拥而至,希望利用这股热潮将创造的巨大机遇。目前,石油巨头——尤其是欧洲的石油巨头——在这个海上风电市场上所占的份额还很小,但随着它们在零碳价值链上押下更大的赌注,它们的雄心正在增强。
长期以来,上游行业一直以每桶油当量(boe)为基础分析现金利润率。这一易于理解的指标揭示了上游油气资产每单位生产产生的经营现金流。这对于阐明现金产生能力和基准投资组合特别有用。
传统的可再生能源投资分析与油气投资相比,通常侧重于相对风险和回报。但伍德麦肯兹声称,与传统业务的比较需要新的衡量标准。这家分析公司使用的新的现金利润率指标——吉焦当量(GJe)的营运现金流——超越了传统的比较,它揭示了海上风电产业的优势。
通过追踪资产数据,海上风电产业将为石油巨头带来比新油田油气项目高25%的单位运营现金利润率。即使是最低的海上风电投资组合的平均运营现金利润率也高于上游的平均水平。而且,可再生能源技术的利润率超过了深水——这是石油巨头利润率最高的资产类别。
海上风能的强劲营运现金利润率表现表明,其财务奖励不仅仅是长期稳定的现金流。这样的现金收入可以很好地支持其他投资组合领域,实际上,也可以提供大量股息,并对冲碳和碳氢化合物价格的风险。
如果海上风电产业想要吸引到所需的资本,在实现全球气候目标方面发挥作用,那么海上风电项目不断下降的内部收益率将是不可持续的。伍德麦克兹认为,中位数的回报率是不可接受的。
企业已经开始依赖传统的债务融资和资产循环工具来提高内部收益率。随着该行业的成熟,其他手段也将发挥作用,以提高回报,如增加商业敞口、电力交易和建设电力-x项目。
伍德麦肯兹还在报告中表示,石油巨头可能会在海上风力发电方面进行长期尝试,因为该行业并非没有挑战。供应导致的成本上涨和债务成本上升的乌云笼罩着海上风力发电,该行业目前正努力应对供应过剩的问题,而下一代技术的需求意味着将需要大规模投资来支持新的塔式生产设施。
但经过多年对石油和天然气波动的管理,石油巨头已经具备在风险和回报之间取得平衡的能力。石油巨头手头宽裕,可以充分利用即将到来的巨大机遇。在最近创纪录的石油和天然气价格以及创纪录季度利润的帮助下,石油巨头肯定已准备好这样做。
全球海上风电需求大增
全球碳中和背景下,海上风电需求确定性上升。随2015年《巴黎协定》提出2050年碳减排目标后,各国能源转型进程有序推进,全球新能源确定性需求持续抬升,风电累计装机稳步上涨,新增装机创历史新高。与陆上风电相比,海上风电具有稳定性高、风速大等特点。中国海岸线长,风力资源丰富,且东南沿海地区经济发达,用电量大,海上风电将完全消纳。随着海上风电机组技术的进步,施工等配套设施的完善,国内海上风电在未来将实现平价,进而带动国内海上风电的强劲增长。
全球主要国家和地区海上风电政策面向好。欧洲、美国、亚洲等主要国家目前均出台对未来海上风电装机规划及相关政策:欧洲多国延续历史风电利好政策,英、德、法、荷等国家均部署到2030年数十GW量级装机规划;美国政策拐点已至,未来计划在五大领域重点发力,以实现2030年累计装机30GW;亚洲过去主要由我国驱动,韩、日、越近年纷纷布局,到2030年装机规划合计超25GW ;巴西、澳大利亚等国也在近期出台推动海上风电发展措施。海上风电建设助力碳减排目标同时也将带动各国经济发展,成为后疫情时代复苏的重要动力之一。
政策指引下我国海上风电推进超预期。2021年我国出台《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》、《2030年前碳达峰行动方案的通知》两份重要文件,明确对海上风电发展提供政策依据。近期各省陆续发布“十四五”期间海上风电规划,双碳战略与能耗双控背景下,沿海省份加速发展海上风电诉求强烈。
海上风电未来向大型化、漂浮式演进。相比小机型,大型海上风机具有经济性更强、发电效率更高等特点。随着未来不断向深海、远海拓展,漂浮式海上风电将会受到更多关注。
风电安装船成硬需求
海上风电行业的繁荣,正在拉动海上风电安装船需求。据机构预测,未来10年里,全球很可能需要超过100艘海上风电安装运维船只。
据世界能源报告统计数据显示,2020年全球海上可再生能源项目总投资额首度超过了海上油气行业,总投资额超过560亿美元,海上可再生能源市场规模正快速扩张。
截至今年,全球海上风电装机总量已达到25吉瓦,预计到2030年,这一数字将增长数倍达到235吉瓦,而到2040年,海上风电装机容量甚至将达到520吉瓦,到2050年预计将达到1000吉瓦。
目前,欧洲与亚洲仍是全球海上风电主力市场。其中,英国、德国、中国、丹麦、比利时等国是海上风电装机量较大的国家。
据“世界能源报告”预测,要满足计划建设或在建海上风电项目安装需求,全球需要超过60艘海上风电安装船,总计投资需求高达140亿美元。未来10年里,全球很可能需要超过100艘海上风电安装运维船只。
从目前的情况来看,全球海上风电安装船的在建或规划产能却不足以满足海上风电装机的增长目标。
截至目前,韩国、美国、丹麦等多国海上工程服务商均已表示,将加大海上风电安装船业务的布局和投资。
离岸化助力海缆价值量提升
参考欧洲经验,海上风电离岸化是趋势。
向深远海发展是欧洲海上风电发展过程中较明显的趋势,截至2020年欧洲在建海上风电项目平均离岸距离44公里,其中英国的 Hornsea One、德国的 EnBW Hohe See和 EnBW Albatros等海上风电项目离岸距离超过100公里;截至2020年欧洲在建海上风电项目平均水深 36米。
交流送出和直流送出存在等价距离,远距离采用直流送出可能更经济。在输送功率相等、可靠性相当的可比条件下,直流输电的换流站投资高于交流输电的变电站投资,而直流输电线路投资低于交流输电线路投资;随着输电距离的增加,交/直流输电存在等价距离。一般而言,当输电距离大于等价距离时,采用直流输电较为经济;反之,采用交流输电较为经济。
随着电力电子技术发展、换流装置价格下降,交/直流输电的等价距离还会进一步缩短。海缆占传统海风项目投资成本的8%-13%左右。
海上风电项目的主要成本构成主要包括风电机组、管桩/塔筒、海缆、变电站/换流站等主设备以及相关的施工工程,近年总投资成本约14-18元/W,后续有望较大幅度下降;不同海域(对应不同的海底地质条件)、不同的水深和离岸距离对应的海上风电项目成本结构不同,一般海缆采购相关费用占海上风电总投资成本的8%-13%。
35kV 是集电海缆主流,单位千瓦价值约470元。集电海缆主要将风电机组的电力汇集至升压站或换流站,常见电压等级是 35kV,根据截面积情况,35kV 海缆包括 3×70mm2、3×95 mm2、3×185 mm2、3×300 mm2、3×400 mm2等多种型号。
根据对华能、三峡近年招标的海缆项目情况统计,估算单位千瓦的 35kV 海缆造价大概在 470元左右。
据统计,单体规模较大项目的 35kV 海缆的单位千瓦价值量相对较高,以三峡阳西沙扒三、四、五期海上风电项目为例,该项目规模 1000MW,采用单机容量 6.45-7.0MW 单机容量的风电机组,单位千瓦集电海缆采购价格超过 600 元。
66kV 集电海缆是趋势,有望降低集电海缆造价。随着海上风电单机容量和规模的不断增大,35kV 交流集电方案可互联的风机数量越来越少,35kV 海缆越来越长。
66kV 交流集电方案在欧洲风电市场已得到初步应用,国内市场的应用场合也有望增加,根据披露的招标信息,三峡阳江青洲五、六、七海上风电项目均采用 66kV 集电海缆方案。
66kV 高电压等级的应用,提高了海缆的载流能力,与 35kV 方案相比,当海缆导体截面积相同时,66kV 海缆最多可连接风机的数量为 35kV 海缆的 2 倍,集电海缆长度的减少能够降低损耗、减少征海使用面积、减少海缆施工工作量等,在单机容量越大以及项目总装机容量 越大的情况下,66 kV 集电海缆的优势越明显。
采用直流方案的送出海缆造价更省。
目前国内采用直流送出方案的项目主要为三峡如东项目,项目规模 1100MW(目前已 建成 800MW),换流站离岸距离 70公里,采用 2极总长约 198km(单极长度 99 km)的 1×1600mm2型号的±400kV 直流光电复合海缆,估算采购价格约 12 亿元,对应单位千瓦的送出海缆造价约 1100 元。
显然,直流送出海缆的造价低于同等输送距离和容量的交流海缆造价。集电海缆和送出海缆电压等级上升是趋势。
随着海上风电单体规模的增大以及离岸化发展,集电海缆电压等级升级至 66kV 可能是趋势;送出方面,一方面直流海缆的应用比例将提升,另一方面交流海缆的电压等级也有望提升,未来 330kV 和 500kV 的交流送出方案有望获得应用。交流海缆敷设的价值量约占海缆本体价值的 20%以上。
未来海上风电海缆的价值量有望提升。
海缆的需求与输送容量相关,受风机的大型化影响相对较小,随着单体规模的增大,集电海缆的单位千瓦用量有望增加。
海上风电的离岸化发展是趋势,在交流送出方案之下,离岸距离的增大将增加送出海缆的需求;采用直流送出方案能够减少送出海缆的成本,但前提是离岸距离达到60-70公里及以上,从单位用量的角度,估计采用直流方案的送出海缆单位千瓦造价达到1100元及以上,还是高于当前常见的采用交流送出海风项目的送出海缆造价。
整体看,未来单位千瓦海缆价值具有提升空间。
参考欧洲情况,假设2025年国内海上风电项目平均离岸距离40-50公里,估算单位千瓦的海缆造价超过1500元,高于当前1300-1400元的平均水平。
2025年国内海上风电海缆(集电+送出)需求有望达到270亿元以上。
根据前期预测,2025年国内海上风电新增装机有望达到18GW,按照单位千瓦的海缆造价超过 1500元估算,则对应的海缆需求有望达到270亿元以上,较2021年110-120亿元的国内海上风电海缆市场规模明显增长。