2022年海纜行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析

1、2022年海纜行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析1.需求端：離岸化助力海纜價值量提升35kV 集電海纜+220kV 送出海纜是海上風電海纜的常規(guī)配置。海上風電的發(fā)電環(huán)節(jié)由若干風力發(fā)電單位（包括風電機組、 塔筒、管樁等）組成，電力送出環(huán)節(jié)包括交流送出和直流送出兩種模式，目前以交流送出為主。風電機組發(fā)出的電能通過 35kV 集電海底電纜接入海上升壓站，升壓至 220 kV，然后通過 220 kV 交流海纜送至陸上變電站。國內(nèi)已有采用直流送出的示范項目投產(chǎn)。目前，國內(nèi)已投運的采用直流送出的項目主要為三峽如東海上風電柔性直流輸電示 范項目，該項目送出方案如下：如東 H6風電場（400MW）、H10風電（400MW）及遠

2、期擬擴建（300MW）的風電場的場 區(qū)內(nèi)各新建一座 220kV 海上交流升壓站，風電機組發(fā)出的電能通過 35kV 海纜匯集至海上交流升壓站的 35kV 線側(cè)，經(jīng)主變 升壓至 220kV，每個 220kV 升壓站均采用 2 回 220kV 交流海纜接至海上柔直換流站（離岸直線距離約 70km），經(jīng)海上換 流站整流后采用 2 回直流海底電纜（400kV）接至陸上換流站。不同電壓等級和型號的交流海纜的電能輸送能力不同。國內(nèi)目前主流的交流送出海纜電壓等級為 220 kV，一般采用單回三 芯結(jié)構(gòu)，輸電能力 18-35萬千瓦，其中 3500mm2的型號最為常見。220kV 更大截面海纜（超過 2500mm

3、2）以及 500 kV 海纜輸電能力可達到 40 萬千瓦以上，但受絕緣要求以及制造、敷設(shè)技術(shù)等影響，需采用單芯結(jié)構(gòu)，單回需鋪設(shè) 3-4 根（考 慮備用相時需 4 根），占用海底走廊資源較大。直流海纜的輸送能力相對更強。三峽如東項目采用直流送出，電壓等級400kV，截面積 1600mm2，單回（正負 2 極）的 輸送能力能夠達到 100萬千瓦。歐洲多個海上風電項目采用柔直送出，320kV 電壓等級的直流海纜單回輸送能力達到 90 萬千瓦。參考歐洲經(jīng)驗，海上風電離岸化是趨勢。向深遠海發(fā)展是歐洲海上風電發(fā)展過程中較明顯的趨勢，截至 2020年歐洲在建海 上風電項目平均離岸距離 44公里，其中英國的

4、Hornsea One、德國的 EnBW Hohe See和 EnBW Albatros 等海上風電項目 離岸距離超過 100 公里；截至 2020 年歐洲在建海上風電項目平均水深 36 米。交流送出和直流送出存在等價距離，遠距離采用直流送出可能更經(jīng)濟。在輸送功率相等、可靠性相當?shù)目杀葪l件下，直流輸 電的換流站投資高于交流輸電的變電站投資，而直流輸電線路投資低于交流輸電線路投資；隨著輸電距離的增加，交/直流 輸電存在等價距離。一般而言，當輸電距離大于等價距離時，采用直流輸電較為經(jīng)濟；反之，采用交流輸電較為經(jīng)濟。不同 容量、不同電壓等級輸電系統(tǒng)，交/直流輸電的等價距離不盡相同，通常認為約在 50

5、75 km 范圍。隨著電力電子技術(shù)發(fā)展、 換流裝置價格下降，交/直流輸電的等價距離還會進一步縮短。海纜占傳統(tǒng)海風項目投資成本的 8%-13%左右。海上風電項目的主要成本構(gòu)成主要包括風電機組、管樁/塔筒、海纜、變電 站/換流站等主設(shè)備以及相關(guān)的施工工程，近年總投資成本約 14-18 元/W，后續(xù)有望較大幅度下降；不同海域（對應不同的 海底地質(zhì)條件）、不同的水深和離岸距離對應的海上風電項目成本結(jié)構(gòu)不同，一般海纜采購相關(guān)費用占海上風電總投資成本 的 8%-13%。圖：不同海域海上風電項目（采用 220kV 交流送出）投資成本結(jié)構(gòu)35kV 是集電海纜主流，單位千瓦價值約 470元。集電海纜主要將風電機

6、組的電力匯集至升壓站或換流站，常見電壓等級是 35kV，根據(jù)截面積情況，35kV 海纜包括 370mm2、395 mm2、3185 mm2、3300 mm2、3400 mm2等多種型號。 根據(jù)對華能、三峽近年招標的海纜項目情況統(tǒng)計，估算單位千瓦的 35kV 海纜造價大概在 470元左右。據(jù)統(tǒng)計，單體規(guī)模較 大項目的 35kV 海纜的單位千瓦價值量相對較高，以三峽陽西沙扒三、四、五期海上風電項目為例，該項目規(guī)模 1000MW， 采用單機容量 6.45-7.0MW 單機容量的風電機組，單位千瓦集電海纜采購價格超過 600 元。66kV 集電海纜是趨勢，有望降低集電海纜造價。隨著海上風電單機容量和規(guī)

7、模的不斷增大，35kV 交流集電方案可互聯(lián)的風 機數(shù)量越來越少，35kV 海纜越來越長。66kV 交流集電方案在歐洲風電市場已得到初步應用，國內(nèi)市場的應用場合也有望增 加，根據(jù)披露的招標信息，三峽陽江青洲五、六、七海上風電項目均采用 66kV 集電海纜方案。66kV 高電壓等級的應用， 提高了海纜的載流能力，與 35kV 方案相比，當海纜導體截面積相同時，66kV 海纜最多可連接風機的數(shù)量為 35kV 海纜的 2 倍，集電海纜長度的減少能夠降低損耗、減少征海使用面積、減少海纜施工工作量等，在單機容量越大以及項目總裝機容量 越大的情況下，66 kV 集電海纜的優(yōu)勢越明顯。根據(jù)相關(guān)研究結(jié)論，假定未

8、來某近海深水區(qū)開發(fā)的海上風電項目總裝機容量 為 1000 MW，布置 100臺 10MW 的風力發(fā)電機組，采用 35kV 集電方案的海纜采購費用約 6.6 億元，海纜施工與征地費用 約 3 億元，而采用 66kV 集電方案的海纜采購價格約 4.2 億元，對應的海纜征地與施工費用約為 1.4億元。交流送出主要采用 220kV 海纜，截面積以 3500mm2為主。目前，國內(nèi)海上風電采用交流送出的海纜電壓等級以 220kV 為主，導體截面積有 3400mm2、3500mm2、31000mm2等規(guī)格，400MW 海上風電場典型送出方式是采用 2 回 3 500mm2的 220kV 海纜。參考前期招標情

9、況，3400mm2的 220kV 海纜單價約 400 萬元/公里，31000mm2的 220kV 海 纜單價約 700-750萬元/公里。據(jù)統(tǒng)計，送出海纜的長度大概為海上風電項目場址中心離岸距離的 1.33倍。以一個場址中心離岸距離 26.7公里（據(jù)初步統(tǒng)計國內(nèi)近年建設(shè)的海風項目場址中心平均離岸距離 25-30公里）的 400MW 項目為例，采用 2 回 3500mm2的 220kV 海纜，單回長度約 35.5 公里，則送出海纜造價約 3.6 億元，對應單位千瓦造價約 900 元。采用直流方案的送出海纜造價更省。目前國內(nèi)采用直流送出方案的項目主要為三峽如東項目，項目規(guī)模 1100MW（目前已

10、建成 800MW），換流站離岸距離 70公里，采用 2極總長約 198km（單極長度 99 km）的 11600mm2型號的400kV 直 流光電復合海纜，估算采購價格約 12 億元，對應單位千瓦的送出海纜造價約 1100 元。顯然，直流送出海纜的造價低于同 等輸送距離和容量的交流海纜造價。集電海纜和送出海纜電壓等級上升是趨勢。隨著海上風電單體規(guī)模的增大以及離岸化發(fā)展，集電海纜電壓等級升級至 66kV 可能是趨勢；送出方面，一方面直流海纜的應用比例將提升，另一方面交流海纜的電壓等級也有望提升，未來 330kV 和 500kV 的交流送出方案有望獲得應用。 交流海纜敷設(shè)的價值量約占海纜本體價值的

11、 20%以上。結(jié)合部分已建項目的海纜及海纜敷設(shè)中標情況，估算海纜敷設(shè)的價 值量約占海纜本體價值的 20%-25%。一般而言，三峽、中廣核等運營商將海纜本體及海纜敷設(shè)打包進行招標，中標企業(yè)主 要為海纜制造企業(yè)；近年，中天科技、東方電纜等海纜制造企業(yè)著力提升自身的施工能力，是海纜敷設(shè)施工的重要參與方。未來海上風電海纜的價值量有望提升。海纜的需求與輸送容量相關(guān)，受風機的大型化影響相對較小，隨著單體規(guī)模的增大， 集電海纜的單位千瓦用量有望增加。海上風電的離岸化發(fā)展是趨勢，在交流送出方案之下，離岸距離的增大將增加送出海纜 的需求；采用直流送出方案能夠減少送出海纜的成本，但前提是離岸距離達到 60-70公

12、里及以上，從單位用量的角度，估計 采用直流方案的送出海纜單位千瓦造價達到 1100 元及以上，還是高于當前常見的采用交流送出海風項目的送出海纜造價。 整體看，未來單位千瓦海纜價值具有提升空間。參考歐洲情況，假設(shè) 2025 年國內(nèi)海上風電項目平均離岸距離 40-50 公里， 估算單位千瓦的海纜造價超過 1500 元，高于當前1300-1400 元的平均水平。2025年國內(nèi)海上風電海纜（集電+送出）需求有望達到 270億元以上。根據(jù)前期預測，2025年國內(nèi)海上風電新增裝機有望 達到 18GW，按照單位千瓦的海纜造價超過 1500元估算，則對應的海纜需求有望達到 270 億元以上，較 2021 年

13、110-120 億元的國內(nèi)海上風電海纜市場規(guī)模明顯增長。2.供給端：準入壁壘較高，競爭格局清晰海纜與陸纜在應用場景和性能方面差別較大。海纜與陸纜的應用場景不同，決定了海纜的生產(chǎn)制造和產(chǎn)品性能與陸纜有明顯 的差別。海纜需采用專用敷纜船和敷纜設(shè)備將海纜敷設(shè)于水底，因此要求海纜必須具有良好的阻水和機械性能，防止水分滲 透導致海纜發(fā)生故障，同時良好的機械性能也有利于防止船只錨害和洋流沖刷；此外海纜還需具有防腐蝕、防海洋生物的能 力，保證使用壽命滿足工程需求。原材料是海纜和陸纜的主要成本構(gòu)成，生產(chǎn)成本占比超過 90%。生產(chǎn)工藝較為復雜，交聯(lián)聚乙烯是海纜主要絕緣方式。交聯(lián)聚乙烯（XLPE）海纜具有優(yōu)異的電

14、氣和力學等方面性能，在我 國海洋電力傳輸領(lǐng)域，XLPE 絕緣海纜的使用范圍越來越廣，已經(jīng)基本替代油紙絕緣海纜。海纜制造工藝流程較長，導體絞 合、絕緣擠制、絕緣除氣、大直徑鉛套擠制工藝對海纜本體質(zhì)量較為關(guān)鍵，其中導體絞合、鉛套擠制質(zhì)量關(guān)系到海纜的重要 性能阻水性能的優(yōu)劣，絕緣擠制和除氣則關(guān)系到海纜中主絕緣性能。海纜對生產(chǎn)設(shè)備和碼頭岸線的要求較高，擴產(chǎn)周期較長。海纜產(chǎn)品結(jié)構(gòu)較為復雜，對生產(chǎn)設(shè)備要求較高，通常涉及 VCV 立 塔交聯(lián)生產(chǎn)線、CCV 懸鏈交聯(lián)生產(chǎn)線、盤框絞機等設(shè)備，其中 VCV 交聯(lián)生產(chǎn)線主要設(shè)備依賴國外進口。此外，海纜屬于重 型部件，需要通過專門的海纜敷設(shè)船進行運輸，通常要求海纜企業(yè)

15、靠近江河湖海等水域，由于碼頭岸線資源日益稀缺，對新 進入企業(yè)或行業(yè)內(nèi)原有企業(yè)擴產(chǎn)形成一定的壁壘。正因為如此，海纜新建生產(chǎn)基地的建設(shè)周期較長，近年，東方電纜北侖基 地、東方電纜陽江基地、中天科技汕尾基地、寶勝股份揚州基地等新建的海纜生產(chǎn)基地的建設(shè)期均在 2年及以上，考慮前期 準備工作，建設(shè)的周期更長。圖：近年國內(nèi)主要海纜生產(chǎn)基地的建設(shè)進度情況頭部企業(yè)積累深厚，新進者面臨的產(chǎn)業(yè)支持環(huán)境難以與早年相比。在本輪海上風電市場起來之前，頭部的海纜企業(yè)已經(jīng)形成 了十多年的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)應用積累。過去，國內(nèi)海纜產(chǎn)業(yè)相對落后，國家和電網(wǎng)企業(yè)等業(yè)主重點支持頭部海纜企業(yè)實現(xiàn)技術(shù)突 破和項目應用；2015 年，國網(wǎng)浙江省

16、電力有限公司聯(lián)合中國電科院、國網(wǎng)電科院等科研單位，以及寧波東方、江蘇中天、 江蘇亨通、青島漢纜等國內(nèi)高壓海纜制造商開展單回 500kV 交聯(lián)聚乙烯絕緣海底電纜試制工作，試制產(chǎn)品于 2017年 2月通 過了型式試驗，成為世界第 1例通過型式試驗；直流海纜的情況類似，為滿足舟山、廈門等柔性直流示范工程需求，電網(wǎng)企 業(yè)組織頭部海纜制造企業(yè)合作開展諸多科技與產(chǎn)業(yè)項目攻關(guān)。海纜技術(shù)迭代可能強化頭部企業(yè)的優(yōu)勢。海纜運行的水下環(huán)境復雜，強腐蝕、大水壓的應用環(huán)境使得海纜對耐腐蝕、抗拉耐 壓、阻水防水等性能要求更高，其材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計、生產(chǎn)工藝、質(zhì)量管理、敷設(shè)安裝、運行維護等方面的技術(shù)難度較高， 目前國內(nèi)僅有

17、少數(shù)企業(yè)具備海纜生產(chǎn)能力，具備 220kV 以上海纜批量生產(chǎn)能力的企業(yè)更少。2020-2021 年，國內(nèi)海上風電 處于搶裝狀態(tài)，集電海纜和送出海纜主要采用交流 35kV 和 220kV；隨著搶裝的結(jié)束，海上風電面臨巨大的降本壓力，同時 海上風電的開發(fā)大型化、離岸化，推動海纜技術(shù)和應用升級。未來送出海纜可能向直流或更高電壓等級的交流發(fā)展，意味著 技術(shù)要求的大幅提升，例如，交流 500kV XLPE 海纜研制存在高場強工廠接頭研制、半導電屏蔽材料選擇、大截面海纜敷設(shè) 控制等諸多技術(shù)難題。目前，頭部企業(yè)已具備直流或更高電壓等級交流的技術(shù)儲備以及工程業(yè)績，產(chǎn)品技術(shù)升級將鞏固頭部 企業(yè)的優(yōu)勢。品牌及歷史

18、業(yè)績的作用突出。海纜產(chǎn)品質(zhì)量及穩(wěn)定性是客戶首要考慮因素，客戶在評估潛在供應商時會將品牌及歷史業(yè)績作 為重要參考指標；以海上風電送出海纜為例，如果送出海纜發(fā)生故障，對應的海上風電場可能全面停擺，需要等待海纜的維 修和恢復運行才能正常發(fā)電，從而可能會給運營商造成重大損失。因此，海纜行業(yè)呈現(xiàn)較為明顯的“馬太效應”，頭部企業(yè) 更容易獲得優(yōu)質(zhì)客戶的青睞和認可，并通過豐富的生產(chǎn)和項目經(jīng)驗不斷強化市場地位。在國內(nèi)海上風電興起之前，高電壓等 級海纜的應用市場主要包括電網(wǎng)相關(guān)示范工程，這些工程的海纜主要由中天科技、東方電纜、亨通光電、漢纜股份四家提供； 近兩年海上風電大規(guī)模發(fā)展，220kV 及以上送出海纜的供應

19、商仍局限在中天科技、東方電纜、亨通光電、漢纜股份、寶勝股 份等頭部企業(yè)；對于新進者而言，即便能實現(xiàn)技術(shù)攻關(guān)并做出合格的產(chǎn)品，如何獲得產(chǎn)品運行業(yè)績同樣是極大的考驗。頭部企業(yè)加快產(chǎn)能擴張，強化屬地優(yōu)勢。一般而言，海上風電項目傾向于采購本地的設(shè)備，在同等條件下，本地的海纜企業(yè) 在競爭海上風電海纜訂單時具有一定優(yōu)勢。目前來看，頭部的海纜企業(yè)根據(jù)海上風電市場趨勢，在主要的市場區(qū)域進行產(chǎn)能 擴張，以強化屬地優(yōu)勢。例如，東方電纜和中天科技作為浙江和江蘇企業(yè)，除了在本地擴大產(chǎn)能、強化屬地優(yōu)勢以外，也分 別在廣東陽江和廣東汕尾新建生產(chǎn)基地，從而獲得了在廣東的屬地優(yōu)勢。多家新進者布局海纜業(yè)務，短期難以沖擊海纜格局。隨著海上風電發(fā)展前景的逐步明朗，以及頭部海纜企業(yè)業(yè)績大幅增長， 越來越多的企業(yè)計劃投資建設(shè)海纜