风电设备行业研究原材料涨价产业链承压,否
（报告出品方/作者：广发证券，代川，孙柏阳）
一、风电设备行业年报季报总结
（一）高基数叠加原材料上涨，产业链承压明显
在“碳中和”与能源紧缺的大背景下，风电、光伏作为可再生能源的代表，在未来的能源体系中将占据相当重要的地位。风电行业经历了国补退坡的“抢装”之后的短暂平静，在全产业链的努力或者说“自救”行为之下，我们看到了招标价格的大幅下降与风力发电的性价比不断上升，与之伴随的则是招标量的快速增长，再一次体现了中国制造业发展的韧性。
我们选择了风电产业链中，风电相关收入在30%以上的公司作为我们的样本公司，主机环节包括金风科技、明阳智能、运达股份、电气风电、三一重能，电机环节包括湘电股份，叶片产业链包括中材科技、时代新材、上纬新材、正威新材，轴承环节包括新强联，变流器包括禾望电气，铸件环节包括日月股份、吉鑫科技、振江股份、双一科技、广大特材、宏德股份，塔筒/桩基环节包括天顺风能、大金重工、泰胜风能、天能重工、海力风电，锻件环节包括中环海陆、海锅股份、恒润股份、金源装备，主轴环节包括金雷股份、通裕重工，海缆环节包括东方电缆、中天科技、亨通光电，其他环节包括中际联合（高空作业设备）、华伍股份（制动器）、荣知日新（状态检测与故障诊断）、川润股份（液压润滑与流体控制）、国能日新（发电功率预测）等公司。
从收入绝对值的角度，仅考虑上市公司，以21年为例，风电产业链所包含的上市公司中收入规模比较大的环节包括整机（亿元）、电缆（亿元）、叶片（亿元）、塔筒（亿元）、铸件（亿元）等，其他环节上市公司的总收入均在百亿以下，包括电机（47亿元，注湘电股份21年将风电电机业务拆分，故以20年计）、轴承（25亿元）、主轴（74亿元）、锻件/法兰（56亿元）、变流器（21亿元）、高空作业设备（9亿元）、制动器（14亿元）、状态检测与故障诊断（4亿元）、液压润滑与流体控制（15.3亿元）、发电功率预测（3亿元）、风电运维船（2.7亿元，20年）等。
如果只考虑产业链公司的风电相关收入，年整机环节相关收入为亿元，电缆环节收入为亿元，叶片环节收入为亿元，塔筒环节收入为亿元，铸件环节为97亿元，从专业性来看，整机、塔筒、铸件、轴承、主轴、运维船、高空作业设备等环节的公司专业性较高，风电相关收入在总收入中的占比较高，而电缆、叶片、制动器、状态检测与故障诊断、液压润滑与流体控制、发电功率预测等专业性较低，均有较大比例的风电行业以外收入。
从收入增速的角度来看，16-21年整机企业的平均收入增速为20.6%，收入增速快于整机行业的有轴承（61.9%）、状态检测与故障诊断（42.2%，18-21年）、风电运维船（33.3%，19-20年）、高空作业设备（32.2%）、塔筒（28.7%）、锻件/法兰（21.6%）、发电功率预测（21.3%），而收入增速慢于整机行业的有电缆（20.3%）、制动器（17.2%）、主轴（16.9%）、变流器（16.7%）、铸件（15.8%）、液压润滑与流体控制（14.0%）、叶片（13.6%）、电机（-12.1%）。
如果只考虑风电相关的收入，16-21年整机的平均收入增速为21.4%，收入增速快于整机行业的有轴承滚子（.0%，21年）、轴承（.3%，17-21年）、电缆（70.3%）、发电功率预测（63.9%，19-20年）高空作业设备（32.4%）、锻件/法兰（30.9%）、风电运维船（30.8%，19-20年）制动器（29.0%，20-21年）、塔筒（26.4%）、叶片（22.7%），而收入增速慢于整机行业的有状态检测与故障诊断（19.4%，19-21年）、铸件（17.9%）、主轴（14.6%）、液压润滑与流体控制（10.0%）电机（-0.8%）。
受益于国产化推进的环节和海上风电抢装的环节保持较高增速。年“抢装”背景下，整个行业收入均迎来了爆发式的增长，21年整个行业迎来了抢装之后的调整期，21年各个环节风电相关的收入同比增速分别为：轴承滚子+.0%，电缆+90.9%，高空作业设备+28.7%，轴承+16.9%，塔筒+18.3%，整机+6.5%，液压润滑与流体控制+5.2%，制动器-0.3%，铸件-4.2%，状态检测与故障诊断-9.9%，锻件/法兰-9.5%，主轴-14.7%，叶片-19.3%。轴承滚子（五洲新春）、轴承（新强联）受益于国产化的持续推进，收入增速维持较高增速；电缆（东方电缆、中天科技、亨通光电）、塔筒（海力风电、大金重工等）、高空作业设备（中际联合）等受益于海上风电的抢装亦保持了较好的增速，中际联合能维持较好的增速也得益于产品升级带来的ASP上升以及出口的高增速。
15-21年来看，风电相关业务的毛利率由高到低分别为：风电运维船66.0%（18-20年），状态检测与故障诊断（60.3%，20-21年），高空作业设备54.7%，主轴39.0%，电缆38.4%，制动器37.0%，铸件32.6%，轴承30.5%，锻件/法兰26.2%，塔筒24.5%，整机23.2%，叶片16.9%，电机10.1%（15-20年），高毛利环节集中于软件领域以及市场竞争格局较好的环节。单从风电相关收入的毛利率来看，21年由于原材料成本的大幅上升以及行业抢装退潮之后的装机下降，产业链毛利率普遍承压。除了整机、轴承、电缆等少数环节，大多数都受到了原材料上涨与行业不景气的双重挤压，毛利率出现了不同幅度的下降，下降幅度从大到小依次为：状态检测与故障诊断-14.0pct，高空作业设备-10.7pct，主轴-7.4pct，叶片-7.0pct，制动器-5.5pct，铸件-4.0pct，液压润滑与流体控制轴承-3.8pct，锻件/法兰-3.6pct，整机+0.6pct，电缆+6.1pct。
15-21年，扣非归母净利率由高到低为：风电运维船30.4%（18-20年），高空作业设备25.2%，发电功率预测17.9%，变流器15.4%，状态检测与故障诊断15.4%，主轴14.8%，轴承14.1%，铸件10.9%，塔筒10.3%，锻件/法兰9.0%，电缆5.7%，制动器4.7%，叶片3.8%，整机3.3%，液压润滑与流体控制-2.4%，电机-9.2%。与毛利率下降相对应的，扣非净利率也面临着较大的压力。21年大部分环节都面临着较大压力，与20年相比，扣非净利率变化由大到小分别为：铸件-3.6pct，锻件/法兰-3.2pct，主轴-3.1pct，高空作业设备-2.8pct，制动器-2.0pct，电缆-1.9pct，发电功率预测-1.9pct，叶片-1.3pct，变流器-1.0pct，整机-0.2pct，塔筒-0.2pct，状态检测与故障诊断-0.1pct，轴承+1.2pct。
由于风电属于典型的制造业，为了评价各个环节的投资效率，我们选择了ROA来看各个环节回报率的情况。站在16-21年的维度，ROA从高到低依次是：发电功率预测19.2%，高空作业设备17.1%，轴承13.1%，状态检测与故障诊断12.0%，风电运维船11.3%，铸件10.5%，变流器10.3%，锻件/法兰10.2%，主轴9.9%，塔筒8.9%，电缆8.7%，制动器5.2%，叶片4.9%，整机2.9%，液压润滑与流体控制2.0%，电机-0.5%。同样受到原材料价格上涨造成的利润率下降，风电产业链的ROA在年均出现不同幅度的下滑。具体来看，和20年相比，ROA变化由大到小分别为：轴承-9.5pct，锻件/法兰-6.4pct，状态监测与故障诊断-6.1pct，发电功率检测-5.2pct，铸件-4.4pct，高空作业设备-4.4pct，主轴-3.8pct，制动器-2.4pct，电缆-2.3pct，叶片-1.8pct，塔筒-1.8pct，液压润滑与流体控制-0.9pct，电机-0.4pct，变流器-0.3pct，整机+1.3pct。
风电行业属于资金密集型行业，从下游的电站开发到上游的供应链制造。因此现金的情况也能在某些程度上观测产业链的地位，我们采用销售商品或提供劳务收到的现金/营业收入（营业收入现金比）来评价公司的收入质量，站在15-21年的维度，营业收入现金比从高到低分别为：电缆.1%，整机.7%，电机97.8%，塔筒88.8%，状态监测与故障诊断86.9%，变流器86.8%，高空作业设备86.6%，叶片85.6%，主轴84.0%，制动器80.6%，铸件80.2%，液压润滑与流体控制69.2%，锻件/法兰65.7%，轴承58.1%，风电运维船55.0%，发电功率预测76.3%。
21年由于抢装退潮，不同环节出现阶段性的供需失衡，收入质量大部分出现一定程度的下降，但是仍然处于可控范围。营业收入现金比的变化从高到低分别为：电机-36.8pct，整机-25.5pct，高空作业设备-21.1pct，液压润滑与流体控制-18.2pct，电缆-10.0pct，塔筒-9.8pct，轴承-6.4pct，制动器-5.3pct，铸件-3.7pct，发电功率预测-0.5pct，锻件/法兰+1.9pct，叶片+2.9pct，主轴8.0pct，变流器+14.3pct。（报告来源：未来智库）
（二）抢装后遗症逐渐消除，22Q2开始有望逐步改善
20年抢装造成20年与21年上半年的高基数，给21年下半年与22年上半年构成一定的压力，22Q2将明显缓解。对不同产业链的单季度同比增速取平均数，20Q1-22Q1的同比增速分别为-2.5%、55.2%、55.3%、30.8%、53.7%、4.5%、-3.5%、4.3%、7.6%，可以看到20Q2-21Q1整个行业取得了高增速，从21Q2开始，同比增速明显下降，因此抢装造成的“高基数”效应将在22Q2减弱。
单季度归母净利润端，高基数效应同样明显。剔除出现过极端异常值的电机环节、锻件/法兰环节、变流器环节、液压润滑与流体控制环节，然后取平均数，20Q1-22Q1的同比增速分别为77.5%、.4%、.3%、70.8%、.2%、15.5%、6.5%、-39.7%、2.1%，可以看到20Q1-21Q1整个行业取得了高增速，从21Q2开始，同比增速明显下降，同样的，抢装造成的利润端“高基数”效应将在22Q2减弱。
随着原材料价格的冲高回落，个别环节毛利率已经出现边际修复。不同环节来看，整机环节已经连续三个季度环比改善，22Q1环比改善的环节有叶片、轴承、锻件/法兰、变流器、电缆、高空作业设备、状态监测与故障诊断、液体润滑与流体控制，环比仍然在恶化的有主轴（明显收窄）、铸件（明显收窄）、塔筒、制动器，由于不同环节的交付周期以及在产业链当中交付顺序的不同，不同环节的毛利率改善有先后，随着原材料价格的企稳以及下游装机的逐步恢复，利润端的改善将逐步到来。
二、“大型化”会带来什么？
（一）成本的下降，价值的通缩
风电降本的根本在于风机大型化以后原材料成本的摊低。我们以运达股份的双馈机型为例，1.5MW/2MW/2.5MW/3MW/4MW/4.5MW/5MW/5.5MW/6MW机型的总重分别为97吨、吨、吨、吨、吨、吨、吨、吨、吨，其中6MW为海上机型，因此重量增加较多。
以单MW的角度来看，1.5MW/2MW/2.5MW/3MW/4MW/4.5MW/5MW/5.5MW/6MW机型的单MW重量分别为65吨、72.8吨、66.4吨、64.4吨、53.1吨、46.6吨、43.4吨、39.5吨、45.7吨，如果以2MW为基准，则单位重量的变化分别为-11%、0%、-9%、-12%、-27%、-36%、-40%、-46%、-37%，其中，轮毂和叶片重量的变化幅度稍低于总体水平，而机舱的重量变化稍高于平均水平。
顺理成章的，随着大型化的进行，风机招标价格一路下行。根据金风科技的业绩展示材料，风机招标价格从21年1月的约元/KW，降低至22年3月的元/KW，下降幅度达39.5%，和上面的测算相对应，与2MW到5MW的材料用量下降基本相符。
（二）装机结构的改变，单GW风机数量大幅降低
大型化带来的直接影响就是装机台数的下降。根据CWEA，我国年的新增海上风电机组平均单机容量为5.6MW，比20年增加0.7MW，21年新增陆上风电机组平均单机容量为3.1MW，比20年增加0.5MW，结合21年我国风电的新增风电吊装容量陆上41.44GW、海上14.48GW共55.92GW，则21年风机吊装量海陆分别为3台、台，共台，相应的，20年同期海陆风机吊装量分别为台、台，共台，21年比20年减少台，约22%。
（三）与海外的技术代差缩小，大型化预计将趋缓，出口逻辑将演绎
陆上风机方面，国产厂商与国外厂商的代差已经急剧缩小。从各家厂商推出新机型的情况来看，年之前，国产厂商与海外厂商的代差基本维持在1MW左右，Vestas于年才推出6MW机型，西门子-歌美飒年才推出6.6MW机型，GE是年推出6MW机型，国内主要厂商诸如金风科技、远景能源、明阳智能均在年左右推出6.X机型，在大型化方面已经与国外巨头相当接近。
海上风机方面，国产厂商与国外厂商仍有代差。从各家厂商推出新机型的情况来看，年，Vestas推出的最大的海上机型为15MW，西门子歌美飒为14MW，GW也为14MW，国内方面，金风推出的最大机型为12MW，远景推出的最大机型为8MW，明阳在21年推出了11MW、12MW、16MW机型，总的来看，国产厂商在海上风机方面和国外领先厂商仍有2MW以上的代差。
机型的成熟一般需要2年左右的迭代时间。以Vestas推出新机型的情况来看，一般2年推出一个新的机型或者一个新的平台，年推出3MW平台机型，年推出3.3MW机型，年推出3.45MW平台机型，年推出4.2MW机型，年推出5.6MW、6.0MW平台机型，年推出6.8MW机型，年推出7.2MW机型，一般的，一个机型推出之后也需要2-3代的迭代，第一代机型安全冗余较多，随着验证参数的丰富，第二、三代机型将逐步成熟，成本也会随之下降。（报告来源：未来智库）
“平价”压力下，国产厂商近年推出新机型节奏较快，快速追赶世界先进水平。以国内风电整机龙头金风科技推出新机型的情况来看，推出机型的周期约为1年时间，年推出2MW机型，年推出2.5MW机型，年推出3.X机型，年推出4.X机型，年推出中速永磁机型，涵盖3.85-6.25MW、4.0-6.7MW、7.2MW平台，年抢装结束之后，年金风科技迅速推出多款机型，大型化明显加速，也是在这一年推出的7.2MW机型，已经接近于Vestas。在接近于世界先进水平之前，国内厂商的学习曲线较为陡峭，机型迭代速度明显较快，我们认为国内厂商的技术在接近于世界先进水平之际，将由追赶者向领先者转变，机型的验证周期将会延长，“大型化”的速度有望减缓。
随着国内技术的成熟，整机企业逐步开始走出去。根据CWEA，年我国风机整机企业新增出口容量GW，同比+.1%，累计出口容量MW，同比+51.3%，主要出口目的地包括越南、塞尔维亚、巴基斯坦、乌克兰等，主要出口整机企业包括金风科技、远景能源、运达股份、明阳智能等。
产业链个别环节“走出去”程序已经较高，比如主轴、高空作业设备、塔筒等。在风电产业链中，主轴双寡头金雷股份、通裕重工出口占比已经较高，21年金雷股份出口占比超过40%，通裕股份也超过20%，中际联合（高空作业设备）、大金重工（塔筒、桩基）等出口占比也较高。
三、风电未来怎么看：否极泰将来
（一）通缩将不是现阶段的主要矛盾，原材料价格与疫情的扰动才是
“大型化”之后，陆上风电项目的回报率已经具有相当吸引力，运营商降本的动力有所弱化。根据CPIA引用的中国电建集团吉林省电力勘测设计院有限公司发布的《吉林省新能源发展趋势与经济性分析》，参照近期吉林省近期的工程投资和收益情况，风电项目单位千瓦造价约元/KW，按上网电价0.元/kWh进行财务评价，小时的风电利用小时数就能达到36.32%的资本金内部收益率，如果按照资本金内部收益率8%，反算利用小时数仅为2.01h；同期光伏单位千瓦造价约为元/KW，按上网电价0.元/kWh进行财务评价，按照小时的光伏可利用小时数可以实现11.55%的资本金内部收益率，性价比明显差于同期的风电项目。
海上风电项目的回报率属于正常水平，运营商要求产业链降本的动力仍在。根据海力风电的《超募资金使用可行性研究报告》，以21年并网的江苏海上风电项目为例，项目的内部收益率基本在6.0%~7.5%之间，属于正常水平，相比陆上20%以上的资本金内部收益率，吸引力明显较低一些，因为我们认为海上风电的降本还需要继续进行，而“大型化”是必然的手段。
从收益率的角度来看，陆上风电项目的收益率已经较为理想，对降本的压力已经较小，预计之后产业链将从价格导向向品质、服务等综合评价体系转变；海上风电的项目收益率属于正常范围，不同地区由于自然条件的区别，“平价”的进展亦不太相同，总体来讲，海上风电还需要一定程度的降本，“大型化”还将继续。
钢铁、混凝土等构成了风电项目原材料的主要组成部分。根据GWEC发布的《GLOBALWINDREPORT》，风电项目的主要原材料构成包括钢（Steel）、混凝土（Concrete）、铜（Copper）、镍（nickel）、铝（Aluminium）、玻璃钢（GFRP，Glassfiberreinforcedplastic）、碳纤维增强材料（CFRP，Carbonfiberreinforcedplastic）、电子材料（Electronicscrap）和占比小但价格较高的稀土元素（REE）等，原材料的种类较多，受原材料的价格变化影响较大。电气、电子和磁性风力涡轮机组件（如机舱、转子、发电机、齿轮箱和电缆）需要大量的关键矿物，包括铜、镍、锌、钕等；用于叶片的主要材料是木材、玻璃纤维和环氧树脂，以及更可持续的替代品，如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和挤塑碳纤维。
陆上风电项目方面，一个风电场使用的钢材量在-吨/MW范围内，占陆上风电场总材料的24%，而混凝土在-吨/MW范围内，约占陆上风电场的72%；海上风电方面，钢铁的占比高达90%，海上风电场占总材料的90%。
参照Wind的数据，中厚板价格（元/吨）从21年初迈入上涨通道，最高曾经达到元/吨，比21年初的约元上涨约46%，迈入22年后进入下降通道，截止5月20日，约5元/吨；轴承钢价格曾经最高达到约元/吨，截止5月25日，约元/吨，同样进入缓慢下降通道。随着原材料价格的稳定，整个风电产业链的盈利有望环比改善。
疫情对装机造成一定扰动。根据Wind数据，年1-4月全国新增风电装机累计9.58GW，同比增长45%，其中4月新增装机1.68GW，同比增长25%，我们估计疫情对风电场的现场施工造成了一定的负面影响。（报告来源：未来智库）
（二）风电作为新能源基建重要组成部分，今年有望为装机大年
近期招标放量明显。根据北极星风力发电网、每日风电等
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