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系泊链属于利基市场竞争格局较优。1）价值量高：目前海上漂浮式风电建设成本约4-5万元/kw，根据《中英合作加速中国漂浮式风电发展》数据，系泊系统占约19%；2）利基市场格局优：系泊链在传统海洋油气平台应用中属于利基市场，全球主要生产企业只有和维西南两家，产能合计约20万吨；3）安全要求高：系泊链工作环境恶劣，对海上安全作业有重要影响，安全事故加速行业出清，导致供给主体有限。
2025年漂浮式风电建设成本有望降至2.3万元/kw。深远海趋势下漂浮式风电是风资源开发的关键，经济性为核心制约因素，分结构来看：1）风机机组：我们预计风机单体容量将从2021年的5-6MW增长至2025年的16-18MW，大型化可降本约40%，降本后占比约18%；2）浮式基础：我们认为降低用钢量为降本关键，预计至2025年可降本约60%，占比约27%；3）系泊系统：我们认为短期内使用“配重+轻系泊线”和公共锚点设计为主要降本路径，预计至2025年可降本约50%，占比约20%；4）海缆：我们认为海缆电压等级的提升和附件的国产化为主要降本路径，预计至2025年可降本约30%，占比约9%；5）安装施工：我们认为施工流程规模化为主要降本路径，预计至2025年可降本约60%，占比约22%。
2027年漂浮式风电系泊系统全球市场空间可达48亿元，2023-2027年CAGR达58.04%。核心假设：1）根据GWEC预测数据，2023-2031年全球海上漂浮式风电装机量将从101MW增长至9900MW；2）我们预测建设成本由2023年的4万元/kw逐步降低至2027年的1.8万元/kw，由降本经济性测算我们假设系泊系统成本占比保持19%不变。商业化进程方面：我国海南万宁项目或将成为世界首个商业化项目，目前已完成了清表工作，计划一期200MW将于2025年建成并网，二期800MW将于2027年建成并网。
漂浮式风电商业化进程不及预期；钢材等原材料价格大幅波动。
利基市场供给有限，锚链竞争格局较好
特性：用于连接固定，对海上安全作业影响较大
锚链是指连接锚和船体并传递锚抓力的专用链条，是船只系泊和平台定位所不可缺少的安全保障部件。锚链的作用主要为：连接锚与船，向船体传递锚的抓驻力。在锚泊时，锚链本身的重量可在水中对船舶所受到的风等外力起一定的缓冲作用；平卧水底部分的锚链对锚的水平作用力和泥土的阻滞作用可使锚可靠抓底。
► 按使用场景分类，可为船用锚链和海洋系泊链两类。系泊链区别于船用锚链,主要用在海工的钻井平台和石油平台,由于其工作环境恶劣且需要长时间的在海水中稳定的工作,对链用钢的耐腐蚀性、韧性以及强度都有较高的要求。
► 按制造方法分类，可分为焊接锚链、铸钢锚链和锻造锚链，焊接锚链目前已经广泛应用。锚链制造工艺技术的真正转折点是采用闪光焊接技术开始，焊接锚链替代了传统的铸钢和锻造锚链，工艺简单、成本低，质量超过其他种类锚链，应用较为广泛。
► 按链环结构分类，可分为有档链和无档链两种。有档链的链环设有横档，在尺寸和材质相同时，有档链的强度比无档链的大，变形小，且堆放时不易扭缠，为现代大中型船舶广泛采用。无档链的链环没有横档，仅用于小型船舶。
海洋环境恶劣，锚链对海上安全作业影响较大，是船舶舾装重要安全设备之一。一旦工作中锚链断裂，不仅会因为严重影响船舶航行安全被船旗国主管机关滞留，也会因靠泊安全问题被拒绝进港装卸货进而大幅增加时间和运营成本，还有较大可能引发后续一系列碰撞、触礁、翻沉等重大海上交通安全事故。
图表：锚链的定义及分类
资料来源：《船舶结构与设备》（杨星，2016），亚星锚链官网，研究部
锚链等级越高技术难度越大，海上漂浮式风电一般用R3/R3S及以上级别的系泊链。
► 船用锚链可分为三个等级，分别为M1，M2和M3，等级越高，抗拉强度越大。
► 系泊链按其抗拉强度可分为ORQ、R3、R3S、R4、R4S、R5、R6等几个等级。20世纪后期主要使用的是ORQ、R3、R3S等低等级产品，进入21世纪以来，R4以其优良的综合性能和稳定的表现逐渐成为主流。R4S及以上产品目前处于发展期，多用于深水钻井平台和生产平台。亚星锚链主导实现了R5和R6超高强度系泊链的技术突破，对整个锚链行业的发展具有较大影响。
图表：系泊链抗拉强度随等级提高而上升
资料来源：《海洋系泊链研究和发展现状》（邵云亮，2019），中金公司研究部
工艺：原材料和设备需要定制开发
早期锚链行业门槛较低，闪光焊接技术及自动化成套机组的出现提高行业壁垒。早期的锚链制造对产品技术、设备和人员技术水平要求不高，属于劳动密集型产业。随着闪光焊接技术应用以及自动化成套机组的出现，锚链行业开始进入了机械化生产的时代。海洋系泊链的开发也促进了锚链生产的技术工艺，从原材料的冶炼工艺、成分控制，到锚链的焊接、热处理、检验等各个过程都需严格控制。
► 原材料：高端产品对钢材性能要求高，需与上游钢铁企业联合研发。现在的锚链技术对钢材的回火脆性、抗应变时效、氢脆、热塑性、应力裂纹和抗疲劳性能等指标有较高要求。以亚星锚链为例，公司与宝山钢铁股份有限公司分别在2006和2008年签订了《锚链钢和系泊链钢技术开发及保密协议》和《关于R4mod、R4S、R5系泊链试制过程中的技术保密协议》，对R3到R5不同等级系泊链用钢进行研发，于2008年成功研发R5系泊链钢这一新钢种。2017年，公司开始与、招商局商业集团三方合作共同研发R6级系泊链钢，于2019年研发成功并通过DNVGL船级社认证。
► 核心工艺：质量要求高，闪光焊接技术是关键技术。闪光焊接技术的应用使焊接锚链代替了传统的铸钢和锻造锚链，目前已经从手工控制焊接发展成为自动程序控制焊接。闪光焊属于压焊的一种，是使电流通过焊件连接端将其加热，在适当时间后对接头施加压力，将两个对接表面的整个区域牢固结合起来的电阻焊方法，具有适用范围广、接头可靠性高、强度大、热影响区小的优点，广泛应用于锚链制造领域。
锚链生产的每一个工序质量要求严格，单一链环的质量缺陷会导致整根链条失效。实际生产过程中，每个链环不允许存在气孔、裂纹等，而且焊缝区不允许存在过热、夹渣等缺陷。每环都要经过磁粉探伤和超声波探伤，出厂前的整体拉力试验必须合格。锚链中任何一个链环出现质量缺陷都会导致整根链条的失效，同时在成品锚链中替换缺陷锚链的成本远远超过单个链环的制造成本，特别对于超长锚链而言，有时根本无法完成单个链环的替换。
图表：闪光焊技术原理和工序控制
资料来源：《海工系泊锚链闪光焊接质量评估系统研究》（李俏，2019），《国内锚链、矿用链闪光对焊用电极铜合金现状》（孙爱俊等，2020），中金公司研究部
► 核心设备：均为专用、大型装置，均已实现国产替代。锚链主要生产设备包括锚链编链机组、热处理设备、数显拉力试验机、锚链表面滚抛机组等。以亚星锚链为例，针对部分大型、关键、技术含量和难度较大的生产设备，公司依靠自身技术独立或联合设计、独立制造和安装，对标准通用设备则从市场择优采购。
图表：锚链主要生产流程及对应的核心设备
资料来源：亚星锚链官网，中金公司研究部
利基市场供给有限，安全事故会加速行业出清
全球大型锚链企业主要为中国亚星锚链和西班牙维西南，亚星锚链生产实力更为雄厚，行业地位突出。全球锚链产品生产企业主要有：中国亚星锚链和正茂集团、西班牙维西南、瑞典罗姆纳斯、韩国大韩、日本浜中等，其中亚星锚链于2007年收购正茂集团，西班牙维西南于2011年收购瑞典罗姆纳斯，两家公司是全球上唯二具有R6级系泊链生产实力的企业，占据全球主要市场。亚星锚链的技术和产能优势更为突出，是锚链行业的龙头企业。
图表：亚星锚链为全球锚链行业龙头企业
资料来源：亚星锚链招股书，各公司官网，行业工业协会，中金公司研究部
为什么竞争格局集中的情况下，锚链制造企业利润率较低？根据亚星锚链公告，近十年公司净利率均未达到10%。
► 传统领域成长性不足：传统领域为利基市场，成长性不足，对于新进入厂商吸引力有限。锚链下游传统应用领域为造船业和海洋油气行业，过去几年行业成长性不足，不足以支撑零部件企业较高的利润率。以海工系泊链为例，目前全球主要生产企业亚星锚链和维西南产能分别约11万吨和8万吨，亚星锚链产能利用率约50%，我们测算全球海工系泊链市场空间约每年20亿元。
► 安全要求高：由于锚链对海上安全作业影响较大，发生安全事故会导致锚链供应企业退出市场。锚链产品的一致性和可靠性尤为重要，下游客户的口碑会形成长期品牌效应。2022年7月，海上风电浮吊船“福景001”轮在广东阳江附近海域发展锚链断裂，导致翻船事故。
海上漂浮式风电，锚链迎来新的成长机遇
深远海在风电开发维度一般指专属经济区、大陆架及所管辖的领海外的其他海域。《联合国海洋法公约》将海洋由靠近陆地一侧开始依次由近至远划分为内海、领海、专属经济区和公海。其中内海指领海基线向陆一侧的全部海域，领海指从领海基线量起最大宽度不超过12海里的一带水域。根据《中华人民共和国专属经济区和大陆架法》，我国的专属经济区范围为“中华人民共和国领海以外并邻接领海的区域，从测算领海宽度的基线量起延至二百海里（约为370.4公里）”。我国拥有开发海上专属经济区风力资源的主权权利。
图表：《联合国海洋法公约》所确立的海洋区域划分方式
资料来源：CWEA，中金公司研究部
海上漂浮式风电是深远海开发风资源的关键，包括风机、浮式基础、系泊系统、海缆、施工维护等环节。随着海上风电向深远海扩展，海上风机基础结构也随水深从固定式支撑结构到漂浮式支撑结构演变，漂浮式风电机组将固定式基础改为漂浮式基础，使风机“漂在水面上”。
图表：海上漂浮式风电项目各环节示意图
资料来源：Peak Wind官网，中金公司研究部
综合资源端、政策端和经济性来看，我们认为漂浮式风电有望成为海上风电由近海向深远海转变趋势下的主要发展方向。根据GWEC数据，2030年全球漂浮式风电累计装机量将达到16.5GW，是2020年的近970倍。
资源端：全球80%海上风资源位于水深超过60m海域
全球80%海上风资源位于水深超过60m海域，我国深远海与风资源接近浅近海的4倍。
► 全球：根据《海上漂浮式风机发展调研及分析》，全球80%海上风资源位于水深超过60m海域。
► 我国：根据《漂浮式海上风电关键技术与发展趋势》，我国深远海域可开发面积约67万平方千米，风电资源开发量约2000GW，接近浅海资源量的4倍。就我国东南沿海地区而言，深远海领域的风能在风速、风功率密度和湍流等方面都比近浅海更具优势。
漂浮式风电突破了水深和海床条件的限制，可以安装至具有强风的x远洋深处，风能利用大幅提升。近海海上风电开发资源有限、生态约束强、其他经济活动需求大、场址较为分散，所用的基础主要为单桩式和导管架式，对水深有严格的要求。漂浮式风电可以突破这种限制，漂浮式基础支撑上部风机，通过系泊系统与海床相连，受水深影响小，摆脱复杂海床地形及地质条件约束，适用范围更广，摆脱了海上渔场、航线的束缚，可获得更多风能资源。
政策端：专属经济区有望1-2年内释放200+GW增量
我国从2013年至今相继出台政策，推动海上漂浮式风电技术的技术研发和发展规划。
► 技术研发：2013年，国家 “863”计划支持并启动两个漂浮式风电关键技术研发项目。2016-2018年国家有关部门又相继发布三份文件，要求将深海风能利用提上日程；开展“海上浮式风电机组以及各种基础形式”的技术攻关；研发深海浮式风电机组，掌握远距离水深大型海上风电场设计、建设和运维等关键技术，推进深海风电发展。
图表：我国从政策端启动并支持漂浮式风电项目技术研发
资料来源：《漂浮式海上风电在我国的发展前景分析》（刘超&徐跃，2020），中金公司研究部
► 发展规划：我们预计我国专属经济区海风近1-2年有望释放200GW+资源量。根据华东勘测设计研究院的统计，短期内按照大部分省份开发到离岸100km，江苏、广东、浙江等省份开发到离岸120-140km的范围，我们保守估算专属经济区内近1-2年有望释放200GW+资源量；中长期伴随技术进步降本的实现和更远区域（离岸150-400km）的开发，我们预计可开发资源体量空间能够更上一个大的台阶。
图表：各省海上风电“十四五”期间新增开工及新增规划目标
资料来源：《海上风电市场造价水平及项目经济性测算》（中国电建华东勘测设计研究院，2022），《江苏省“十四五”海上风电发展前景展望》（中国电建华东勘测设计研究院，2022），中金公司研究部
经济性：单机容量、单体规模的提升和技术进步为降本主要抓手
理论上，当水深超过60m后，漂浮式风机将比固定式风机更具经济优势。1）根据《海上漂浮式风机关键技术研究进展》数据，当水深超过60m后，漂浮式海上风机将比固定式海上风机更具有工程经济性，并随着水深增加而愈加凸显经济优势。2）漂浮式风电可以与其他应用结合，促进其他行业发展。例如对远洋油气开采平台、可燃冰开采平台、海底矿能开采设施等提供就近的电力输送，将漂浮式风机与远洋养殖业相结合可以为远洋养殖鱼箱提供主体结构的同时也为相关设备提供电力，将漂浮式风电与制氢结合可以避免电力的远距离输送问题。
经济性是漂浮式风电能否商业化的关键，由于尚未形成产业规模，目前单位造价约4-5万元/kw，高于固定式海上风电，未来有较大降本空间。
► 目前单位造价：1）国外：根据Equinor数据，2022年建成的Hywind Tampen作为全球上首个商业化运行的漂浮式风电场，对应的投资成本约4万元/kw；2）国内：根据《专属经济区，中国海上风电发展的下一阶段》[1]和海装“扶摇号”环评报告，我国目前已经建成投运的漂浮式风电项目三峡“引领号”单位造价为44364元/kw，海装“扶摇号”单位造价为48387元/kw。
► 高造价的原因：1）浮体建造、吊装拖航施工以及动态电缆的制造和施工等浮式海上风电特有的环节尚未形成产业规模。2）漂浮式风机大多处于示范和试点阶段，单件制造成本较高。3）目前漂浮式风电样机设计相对保守，冗余度较高，进一步增加了建造成本。
我们认为大型化、规模化和技术进步是未来漂浮式风电降本的主要抓手。
图表：单机容量提升、单体规模扩大和持续推动技术进步是降本三大抓手
资料来源：Principle Power, Equinor, 中金公司研究部
我们预计乐观情况下，2025年国内漂浮式风电投资成本可降至2.3万元/kw左右，未来平价可期。
► 总体降本：根据中国海装的预测数据，2025年国内漂浮式海上风电投资成本有望降至2.3万元/kw左右，预计在2030年前后降至与固定式海上风电相当的水平，达到1-1.5万元/kw。根据中国电建海风公司董事长闫建国采访[2]数据，海南万宁项目2025年一期成本约为2.5万元/kw，2027年建成的二期成本约为2万元/kw。我们预计至2025年国内漂浮式风电投资成本可降至约2.3万元/kw。
► 分结构降本：根据《中英合作加速中国漂浮式风电发展》数据，风机机组、浮式基础、系泊系统、海缆、托运安装是成本占比最大的环节，合计占比约96%。我们以2021-2022年投运的三峡“引领号”、海装“扶摇号”单位造价和漂浮式风电项目各环节占比为基础，结合我们对各环节降本路径和幅度的预测，计算得到2025年漂浮式风电各环节单位成本。我们预计至2025年，风机机组、浮式基础、系泊系统、海缆、安装施工五部分对应的成本下降幅度可达40%、60%、50%、30%和60%，假设五部分合计占建设成本比重96%不变，计算得到各环节2025年时的单kw成本和占比分别为3896元（18%）、5751元（27%）、4406元（20%）、1948元（9%）和4823元（22%）。
图表：漂浮式风电项目各环节降本测算
资料来源：海装“扶摇号”环评报告，《中英合作加速中国漂浮式风电发展》（安元易如，2022），中金公司研究部
风机机组：风机大型化和产业化为主要降本路径，预计至2025年可降本约40%
目前全球漂浮式风电项目大多采用与固定式海上风电通用的机型，我们认为机组定制化、容量大型化和新的控制策略或将成为风机机组发展趋势。漂浮式风电机组安装在深远海，运行条件及海况复杂。与固定式海上风机相比，漂浮式风机的平台基础约束较弱，为捕获更多风能资源，需要针对以下问题进行技术优化：
► 目前全球漂浮式风电项目大多采用与固定式海上风电通用的机型：当前漂浮式海上风电机组尚处于发展初期，在大批量市场需求出现前，整机厂商定制研发将承但较大的技术和经济风险。
► 技术发展趋势：1）机组定制化：适用于固定式基础的机组对支撑结构的振动响应具有严格的要求，而漂浮式风机相比于固定式风机平台基础约束较弱。不同类型的浮式基础在平台运动特征、固有频率范围的差别迥异，需定制开发适用于特定浮式基础的机组；2）容量大型化：由前文所述，采用大兆瓦机组可以显著降本；3）控制策略优化：当在高于额定风速的条件下发电时，可能会产生负的气动阻尼，并导致运动放大到超过机组设计极限的水平。为了避免该现象的发生，需要对漂浮式机组的控制器进行优化设计。
图表：三峡“引领号”和海装“扶摇号”风机机组
资料来源：《大型漂浮式风电装备耦合动力学研究: 历史、进展与挑战》（温斌荣等，2022），广东自然资源公众号，中金公司研究部
目前我国漂浮式风电风机机组成本占比约14%，单位成本约为6493元kw，单机容量分别为5.5MW和6.2MW。据中国电建海上风电大会数据，2025年将建成的海南万宁漂浮式风电项目一期的风机单机容量在16-18MW区间内。我们认为风机大型化为主要降本路径，参考《风电零部件：基于量价模型测算下的研究框架》[3]中海风的大型化降本数据，预计单机容量从5-6MW增长至16-18MW风机机组可降低成本约40%。
浮式基础：降低用钢量为降本关键，预计至2025年可降本约60%
浮式基础主要有4种类型，其中立柱式和半潜式为当前两大浮式基础主流工程技术路线，半潜式较立柱式适用水深更宽泛，更符合市场需求，我们预计未来半潜式为我国主要采用的浮式基础类型。浮式基础的概念来源于深海领域的油气开发平台，主要包括单柱式、半潜式、张力腿式和驳船式4种类型，单柱式和半潜式技术日趋成熟，张力腿式和驳船式技术还处于试验研究阶段。我国海域大陆架总体较为平缓，且面临台风等复杂海况，目前应用项目均为半潜式浮式基础。
图表：漂浮式海上风机基础形式主要有4种，立柱式和半潜式相对成熟
资料来源：《海上漂浮式风机子系统技术特点浅析》（肖然，2022），《海上漂浮式风机关键技术研究进展》（陈嘉豪等，2020），《漂浮式海上风电在我国的发展前景分析》（刘超 & 徐跃，2020），《风力发电设备技术现状及发展趋势》（刘平等，2022），The Economist，中金公司研究部
目前我国漂浮式风电项目浮式基础成本占比约31%，单位成本约14376元/kw。浮式基础成本与用钢量挂钩，我们认为通过使用混凝土等高密度低单价材料和技术进步来优化基础结构形式并降低用钢量为主要降本路径，至2025年可降本约60%。
► 目前漂浮式机组浮式基础的结构重心高，稳性差，导致基础主尺寸和用钢量较大。根据《海上漂浮式风机关键技术研究进展》数据，三峡“引领号”单位用钢量1000吨/MW，海装“扶摇号”单位用钢量630吨/MW，距离国家科技部重点专项中提出的500吨/MW考核指标仍有差距。
► 降本：降低用钢量是关键。在保证安全性及稳定性的情况下，通过使用混凝土等高密度、低单价材料，采用主动压载、双机头、无塔筒、垂直轴风机等技术优化漂浮式基础结构型式以降低用钢量，是浮式基础降本的主要方向。我们认为至2025年单位用钢量比目前降低约一半，结合生产的标准化与规模化，浮式基础成本可降低约60%。
系泊系统：技术进步为主要降本路径，预计至2025年可降本约50%
系泊系统主要包含系泊线和锚固装置，主要通过系泊材料的变形或悬空重量的改变来提供约束张力，对漂浮式风机进行位置和运动的约束。系泊线是连接浮式基础结构与海床的关键构件，上端通过导缆孔与浮式基础结构连接，下端与海床基础连接，系泊线中的预张力通过浮式基础结构中的起链机控制。
► 系泊线按受力原理可分为悬链线式、张紧式和张力腿式3种系泊线形式，我国目前漂浮式风电项目主要应用悬链线式系泊。1）悬链线式系泊应用较为广泛，通常用系泊链，回复力主要通过较长的系泊链悬空段变化而实现，安装简单，对锚施加水平张力，但占据海床空间较大，重量随水深增加而急剧增大；2）张紧式系泊克服了悬链线式系泊的缺点，采用钢缆或合成纤维材料，约束张力主要依赖于缆索的拉伸变形而非悬空段自重，对锚施加垂向张力，但平台安装相对困难；3）张力腿式系泊用于张力腿式浮式基础，采用合成纤维制成的张力腱，造价昂贵且安装复杂。
► 系泊线按材料可分为系泊链、钢丝绳、合成纤维3种类型。1）系泊链强度高，可靠性强，应用较为广泛，制造成本低，一般在系泊链的上下两端用于承受海底和导缆孔的摩擦。2）根据《海上漂浮式风机关键技术研究进展》数据，钢丝绳密度低，同等断裂强度下重量仅为系泊链的20%，因此深水系泊系统为了降低系泊重量常采用钢丝绳系泊，但成本比系泊链高；3）合成纤维材料质量轻、弹性好，可分为张力腱和纤维缆绳，前者成本昂贵且只用于张力腿系泊，后者成本低于系泊链，在深水领域中用量有望增加。
图表：系泊线按照受力原理和材料可以分为多种类型
资料来源：《海上漂浮式风机关键技术研究进展》（陈嘉豪等，2020），《海上漂浮式风机子系统技术特点浅析》（肖然等，2022），《海洋石油平台系泊索研究及应用》（林风梅，2014），中金公司研究部
► 锚固装置主要分为抓力锚、重力锚、桩锚和吸力锚4种。1）抓力锚使用较广泛，靠锚的前部结构与土壤的摩擦力抵抗外力，能承受较大水平力但无法承受垂向力；2）重力锚通过压载与海床表面的摩擦力来抵抗水平张力，靠压载重量抵抗垂向张力，其性能受限于海床条件；3）桩锚通过打桩锤被打入岩土深处，通过桩基与土壤的作用力抵抗张力，但在深水区作业时施工费用较高；4）吸力锚为一个中空的圆柱结构物，通过水泵制造内外压力差压入泥土中，通过压力差和与泥土的作用力抵抗张力。
图表：常见锚固装置类型
资料来源：《海上漂浮式风机关键技术研究进展》（陈嘉豪等，2020），《海上漂浮式风机子系统技术特点浅析》（肖然等，2022），中金公司研究部
系泊系统的设计较为复杂，环境条件、浮式基础、系泊线形式、锚的形式等因素相互影响，共同决定，其中环境条件是较大的影响变量。
图表：系泊系统设计复杂，各个环节相互影响
注：“√”表示可以应用于该种系泊组合，浅红色填充表示更适用于深水海域
资料来源：《海上漂浮式风机关键技术研究进展》（陈嘉豪等，2020），《海上漂浮式风机子系统技术特点浅析》（肖然等，2022），《海洋石油平台系泊索研究及应用》（林风梅，2014），中金公司研究部
目前我国漂浮式风电项目系泊系统成本约为8811元/kw。我们认为技术进步为主要降本路径，叠加规模化降本，预计系泊系统至2025年可降本约50%。水深是系泊链类型的关键变量，我们参考海洋油气平台的系泊线类型，认为漂浮式风电短期内系泊链的用量基本稳定，长期内随着向更深远海域扩展，纤维缆绳的用量有望增加。
► 短期：目前我国的漂浮式风电项目开发场址水深相对较浅（30-120m），且所用系泊线类型基本均为系泊链，因此我们认为短期内“配重+轻系泊线”和公用锚点方案为主要降本趋势，可降低约50%，系泊链用量稳定。
► 长期：随着漂浮式风电向更深远海域扩展，我们认为提高纤维缆绳用量成为主要降本趋势，我们预计成本在短期降本基础上仍有较大下降空间。
图表：系泊系统降本趋势
资料来源：《海洋石油平台系泊索研究及应用》（林风梅，2014），中国能源报，《Hywind及WindFloat漂浮式风电项目技术路线研究》（肖然等，2022），北极星风力发电网，中金公司研究部
海缆：技术进步和国产化为主要降本路径，预计至2025年可降本约30%
目前我国的漂浮式风电项目均采用35kV电压等级的动态海缆，附件因工期原因多采用进口，我们预计未来动态海缆向更高电压等级转变，附件将国产化。动态海缆系统是漂浮式风电项目特有的环节，包括动态海缆和各种附件。按照在海上风电应用功能可将海缆分为集电海缆和送出海缆两类，前者作用于风机间，负责串联各大风力发电机并将箱变升至35kV输出后的电压汇流至传输至海上升压站；后者负责将通过海上升压站220kV升压后的电能传输到岸上升压站并网，从而实现海上风力发电传输功能。
► 动态海缆：固定式风机离岸距离较短，电缆一般埋入海床下。漂浮式风机漂于海上，在波浪和风的联合作用下不断有水平和升沉运动。如果直接将电缆以悬链线的形式直铺至海底，那么电缆会随着海洋平台不断运动， 进而带动电缆海底触泥点部分不断提升和下降， 导致触泥点部分的电缆会很快因为疲劳和屈曲而发生结构性失效。为了避免这种周期性运动，一般会在电缆特定部位安装浮子或者浮筒将海缆悬挂，呈现“S”形态，以使得海洋平台的周期性运动可以在整个漂浮段吸收， 避免了局部疲劳和整体屈曲。
► 附件：包括限弯器、浮体单元、固定装置、连接附件等，起到维持动态海缆“S”形态的作用。
图表：海上固定式风机与漂浮式风机海缆结构对比
资料来源：《海上漂浮式风机关键技术研究进展》（陈嘉豪等，2020），《固定式风电平台下的悬挂海缆保护设计与分析》（周忠旭，2020），中金公司研究部
目前我国漂浮式风电项目动态海缆占比约6%，单位成本约为2783元/kw。我们认为提高电压等级和附件国产化为主要降本路径，预计总共可降本约30%。
► 提升海缆电压等级：根据《我国海上风电用集电海底电缆系统成本优化探析》数据，以由36个12MW风机组成的432MW海上风电场为例，采用66kV500mm2集电海缆系统成本相对于采用35kV500mm2集电海缆可节约26%。
► 附件国产化：目前三峡“引领号”和海装“扶摇号”所用电缆相关附件因工期原因多为进口，我们预计未来漂浮式风电项目所用附件将实现国产化，有助于漂浮式风电降本。
施工安装：施工流程的标准化和规模化为主要降本路径，预计至2025年可降本约60%
目前我国漂浮式风电施工安装成本占比约26%，单位成本约为12058元/kw，我们认为产业化、规模化和风机大型化摊薄为主要降本路径，预计可降本约60%。咨询和设计费用是漂浮式风电项目发展初期难以避免的支出，随着工程经验的积累和产业的形成，施工流程逐渐标准化，我们预计这部分费用将会大幅缩减。根据中国电建工程师钟耀采访数据[4]，2025年浮式基础、系泊系统、施工安装三部分占总建设成本比重将达到60%，我们预计施工安装成本将降低60%。
► 施工：半潜式和张力腿式浮式风机能够在港口码头完成基础平台、塔筒和风机的组装工作，而不必像固定式风机那样在海上通过大型浮吊等设备进行复杂的海上安装作业。
► 运输：半潜式基础对运输工具要求较低，通常简单的拖船即能将其运输到预定机位点进行海上锚定。运输的过程常采用湿拖的方式，并且为浅吃水状态，因此拖航过程需要预先进行稳性校核以防倾覆，并对拖航时的海况有窗口期要求。立柱式基础由于吃水较深，拖航过程需要特别考虑航道水深。张力腿式基础不具有自稳性，多用干拖方式，对运输船只稳性要求较高，海上施工安装也较为复杂。
► 维护：浮式风机的日常维护工作与固定式风机类似，但浮式风机与系泊系统解脱后具有拖航移动特性，大多数的浮式风机主体都可以通过拖航回港可实现港口维修，也可以拖航到别的海域进行重新部署使用。
图表：漂浮式风机的建造、安装及运输
资料来源：《海上漂浮式风机关键技术研究进展》（陈嘉豪等，2020），中金公司研究部
商业化进程：海南万宁项目或将成为全球首个商业项目
漂浮式海上风电发展主要经历单机示范项目、小规模试点项目、预商业项目和商业规模项目四个阶段，目前大多数已安装的漂浮式海上风电项目是单机或多机示范项目，我国海南万宁项目或将成为全球首个商业规模项目。
图表：漂浮式海上风电发展历经四个阶段
资料来源：《漂浮式海上风电关键技术与发展趋势》（王富强等，2022），《漂浮式海上风电发展概述》（许移庆 & 张友林，2020），中金公司研究部
国外：欧洲国家为先行者，目前处于预商业阶段
► 发展阶段：欧洲国家通过单机示范项目和小规模试点项目充分验证了技术可靠性和经济可行性， 挪威Hywind Tampen项目为全球唯一的预商业项目。Hywind Tampen项目由Equinor公司开发，位于挪威北海北部水深110m的Tampen海域，容量为88MW，安装11台西门子歌美飒的SG8.0-167DD机组，基础采用Hywind立柱式混凝土平台方案，输出的电能满足附近5个海上石油平台年用电量的35%，于2022年11月建成。
► 应用市场：测试项目主要集中在欧洲地区，以苏格兰、葡萄牙和地中海区域为主，技术研发和设计则主要集中于挪威、法国、葡萄牙、英国、美国和日本等发达国家。
图表：国外漂浮式风机示范和试点项目
资料来源：《漂浮式海上风电发展概述》（许移庆 & 张友林，2020），北极星风力发电网，中金公司研究部
► 技术路线：立柱式基础（Hywind为代表）和半潜式基础（WindFloat为代表）在经济性和工程成熟度上较为先进，是当前两大主流工程技术路线。其中，半潜式技术较立柱式技术适用水深更宽泛，更符合市场需求。挪威Equinor公司的Hywind技术和美国PPI公司的WindFloat技术分别为立柱式基础和半潜式基础的代表，其发展均按照单台示范项目—小规模试点项目—大规模商业化开发“三步走”路线推进，每一个阶段都获取大量风电机组和海洋工程方面的数据以优化现有设计，降低开发成本。目前两种技术路线风机功率等级逐渐增加，技术水平逐渐成熟，综合成本不断下降，已成为当前主流设计。
图表：立柱式Hywind和半潜式WindFloat为当前两大主流技术路线
资料来源：《Hywind及WindFloat漂浮式风电项目技术路线研究》（肖然等，2022），《漂浮式海上风电发展概述》（许移庆 & 张友林，2020），中金公司研究部
国内：2023年海南万宁项目有望开启漂浮式海风商业化元年
► 发展阶段：大部分漂浮式海上风电项目处于示范和试点阶段，海南万宁项目将成为全球首个商业规模项目。目前国内处于示范和试点阶段的漂浮式海上风电项目主要有三峡“引领号”项目、海装“扶摇号”项目、龙源南日岛项目、海油“观澜号项目”和明阳青州项目，其中三峡“引领号”项目已经并网发电。
► 技术路线：目前国内漂浮式风电示范项目均采用半潜式技术方案，逐步实现自主研发和部件国产化，积极拓展应用场景。国内的漂浮式海上风电建设和探索过程中，地理条件逐渐复杂，技术难度不断增加，我国基本实现了技术自主研发和部件的国产化，并且逐步将风电与养鱼、光伏、制氢相结合，不断拓展海上漂浮式平台应用场景，为未来更大规模海上漂浮式风电场积累了宝贵经验。
图表：我国海上漂浮式风电示范试点项目
资料来源：《大型漂浮式风电装备耦合动力学研究: 历史、进展与挑战》（温斌荣等，2022），龙船风电网，CWEA，北极星风力发电网，北京青年报，中海油采办业务管理与交易系统，江苏省招标投标公共服务平台，采招网，中金公司研究部
海南万宁项目或将成为全球第一个商业化项目，单位造价约2-2.3万元/kw，将实现我国从样机示范阶段直接到商业化运营阶段的跨越式发展。万宁漂浮式海上风电1GW项目是海南省海上风电“十四五”重点实施工程，项目位于海南省万宁市东部海域，计划分两期建设：一期工程规划装机规模约200MW，计划2025年建成并网；二期工程规划装机规模约800MW，计划2027年建成并网。一期工程项目规划海域面积为32平方公里，拟安装12台单机容量为16-17MW的风力发电机组，配套建设1座220kv陆上升压站。项目建成后，将每年带来40亿度以上的清洁电力。根据中国电建海风公司董事长闫建国采访数据[5]，海南万宁项目2025年一期成本约为2.5万元/kw，2027年建成的二期成本约为2万元/kw。
市场空间测算：2027年全球漂浮式风电系泊系统市场空间可达48亿元
主要思路：我们对2023-2027年海上漂浮式风电建造成本和装机量分别进行预测，将其相乘即可得到海上漂浮式风电市场空间，再将其与系泊系统价值占比相乘即可得到系泊系统市场空间。
主要假设：1）我们采用GWEC《Global Offshore Wind Report 2022》中对全球漂浮式风电装机量的预测数据，2031年可达9900MW；2）根据前文经济性测算，我们预测2021年建造成本约为4.5万元/kw，逐渐降至2027年的1.8万元/kw；3）根据《中英合作加速中国漂浮式风电发展》数据，系泊系统成本占比为19%，上文经济性测算中我们得到2025年系泊系统成本占比约为20%，我们保守假设至2027年系泊系统成本占比保持19%不变。
图表：2023E-2031E全球漂浮式风电装机量预测
资料来源：GWEC，中金公司研究部
主要结论：我们预计2023至2027年全球海上漂浮式风电市场空间从约40亿元增长至约252亿元，系泊系统市场空间从约8亿元增长至约48亿元，2023-2027年CAGR达到58.04%。
全球漂浮式风电项目系泊链主要为亚星锚链和维西南供应，亚星锚链具备产能优势。技术层面上漂浮式风机平台主要参考海洋油气平台设计，亚星锚链和维西南凭借其海洋油气平台系泊链领域积累的技术实力和口碑迅速占领市场。近两年漂浮式海上风电系泊链需求有望爆发增量，新供给培育需要时间，目前全球仅亚星锚链和西班牙维西南可以供货。根据公司公告，2021年亚星锚链产能约30万吨，维西南仅约8万吨，亚星锚链具备产能优势。
图表：2023E-2027E全球海上漂浮式风电及系泊系统空间测算
资料来源：GWEC《Global Offshore Wind Report 2022》，《中英合作加速中国漂浮式风电发展》（安元易如，2022），中金公司研究部
漂浮式风电商业化进程不及预期
目前世界上已有多项漂浮式海上风电示范和试点项目，海南万宁项目作为世界首个商业项目规划也已完成，各环节面临着一定的降本压力。如果漂浮式风电各环节成本下降不及预期，可能会影响项目的施工建设，进而延缓漂浮式风电商业化进程。
原材料价格大幅波动
漂浮式风电所用系泊线原材料以钢材为主，如果钢材价格大幅上升，可能会对系泊线供应企业产生负面影响。
[1]《专属经济区，中国海上风电发展的下一阶段》https://www.research.cicc.com/zh_CN/report?id=1122129&entrance_source=empty
[2]http://www.ccedia.com/news/11318.html
[3]《风电零部件：基于量价模型测算下的研究框架》https://www.research.cicc.com/zh_CN/report?id=1119217&entrance_source=empty
[4]https://news.bjx.com.cn/html/20220722/1243313.shtml
[5]http://www.ccedia.com/news/11318.html
本文摘自：2023年4月18日已经发布的《风电新技术系列02：漂浮式风电系泊系统》
分析员 丁健 SAC 执证编号：S0080520080002 SFC CE Ref：BRQ847
分析员 陈显帆 SAC 执证编号：S0080521050004 SFC CE Ref：BRO897