2024新型电力装备产业分析报告：河南特高压与风电发展概况

1.新型电力装备（新能源）产业链简介

1.1.新型电力装备定义

电力装备主要分为发电装备和输配电装备两大类，其中发电装备主要包括煤电、风电、水电、核电及太阳能发电等各类电源的发电设备及变压器等配套装备，输配电装备主要包括输电线路，互感器、接触器等配套装备。

为应对全球气候变暖，习主席于2020年提出“双碳”（碳达峰、碳中和）目标，随后又于2021年提出构建以新能源为主体的新型电力系统的战略部署。新型电力系统“双高”与“双随机”（“双高”即高比例可再生能源接入与高比例电力电子设备应用；“双随机”指的是供给和需求两侧的随机性）的基本特征对传统电力系统运行机理提出了重大挑战，需加快新型装备的研发、设计、制造和应用，以适应新型电力系统的发展需求。

2023年6月，国家能源局发布了《新型电力系统发展蓝皮书》，其中将新型电力系统定义为以确保能源电力安全为基本前提，以满足经济社会高质量发展的电力需求为首要目标，以高比例新能源供给消纳体系建设为主线任务，以源网荷储多向协同、灵活互动为坚强支撑，以坚强、智能、柔性电网为枢纽平台，以技术创新和体制机制创新为基础保障的新时代电力系统，是新型能源体系的重要组成和实现“双碳”目标的关键载体。

根据以上特点，新型电力装备可定义为以大容量、高参数、清洁高效、智能灵活为主要特征，以大规模应用为主要目标，对优化能源结构、改善环境质量、促进能源资源优化配置、推动能源产业升级换代具有重要作用的先进装备。

分类主要包括：高效清洁能源装备、先进主辅设备、新型储能及智能输变电装备等。其中，高效清洁能源装备包括风力发电装备及控制系统、太阳能发电装备及配套系统、生物质能发电装备及农林废弃物处理设备等；先进主辅设备包括智能控制系统、新型输配电及大容量电力设备，如特高压变压器、智能开关设备、柔性输电系统、直流输电工程及其关键设备等；新型储能装备包括动力电池与管理系统、储能变流器、超级电容器等。

1.2.电力装备发展历程

自19世纪末中国出现第一家发电厂以来，电力装备经历了从无到有、从落后到先进的巨大转变。我国电力装备发展可以大致分为以下四个阶段：

初始阶段（1882年-1949年）：中国电力装备的起源可以追溯到1882年上海成立的第一家发电厂。在这一时期，中国的电力工业主要由外国资本控制，发电设备依赖进口，电力普及率极低。

新中国成立初期（1949年-1978年）：中华人民共和国成立后，国家开始重视电力工业的发展。1951年，哈尔滨电气集团研制出新中国第一台800千瓦水轮机组，结束了不能自行生产发电设备的历史。此后，中国开始自主研发和生产电力装备，逐步建立起独立的电力工业体系。

改革开放后（1978年-2000年）：改革开放政策为中国电力装备的发展带来了新的机遇。1981年，中国建成了第一条500千伏交流输电线路。20世纪80年代，中国开始引进国外先进的电力技术和装备，通过消化吸收再创新，电力技术水平显著提升。

21世纪初至今：进入21世纪，中国电力装备制造业形成了门类齐全、规模较大、具有一定技术水平的产业体系。中国成功研制并应用了世界上电压等级最高的±800千伏直流输电和1000千伏特高压交流输电技术，成为全球电力装备制造和技术应用的领导者。

1.3.新型电力装备发展阶段

新型电力装备的发展建立在传统电力装备制造技术和使用经验的基础之上，是与时俱进、不断创新的过程，它与全球能源转型和电力系统升级紧密相关。其发展大致可分为以下三个阶段。

初始阶段（20世纪末至21世纪初）：随着信息技术的发展和全球对清洁能源的需求增加，电力装备开始向智能化、高效化方向发展。这一时期，电力装备的创新主要集中在提高发电效率、降低排放和提升电网的稳定性上。

技术突破阶段（21世纪第一个十年）：在这一阶段，电力装备制造业取得了显著的技术进步，特别是在风电和太阳能发电装备方面。全球最大的交直流混合大电网的建设，以及特高压输变电成套装备的研发，标志着电力装备技术的成熟和应用。

智能化发展阶段（21世纪第二个十年）：电力装备开始集成更多的数字化和智能化技术，如智能传感、大数据分析和人工智能，以提升电力系统的运行效率和管理水平。电力物联网、电力人工智能和先进计算技术等成为研究的重点。

1.4.电力装备产业链

电力装备制造行业是国民经济发展中重要的装备工业之一，上游主要包括钢材、电子元器件、有色金属、仪器仪表、绝缘件、橡胶塑料等原材料，是构成电力设备的基本组成部分。中游为电力一次设备和二次设备，一次设备是直接生产、输送和分配电能的电气设备，例如变压器、开关、电缆等；二次设备为控制、保护、调节、测量和监视一次设备工况的电气设备，例如各类测量仪表、继电器等。下游为电力电网行业以及轨道交通、冶金化工等工业领域。

上游：上游原材料组成较为庞杂，既包括钢铁、有色金属、橡胶塑料，也包括电子元器件、仪器仪表制造等。其中钢铁、铜、铝、橡胶等制品与大宗商品价格关系密切，容易受到大宗商品价格波动的影响。

中游：中游企业出现分化，一方面，生产中低端通用电力设备的小企业数量众多，由于技术和生产工艺壁垒不高，产品同质性较强，竞争较为激烈。另一方面，例如风电设备、特高压、超高压这类高端技术装备领域需要进行大量的研发投入，技术壁垒高，头部企业具有竞争优势，市场集中度高。

下游：主要应用在电力电网行业以及轨道交通、冶金化工等工业领域。我国电力建设主要由电网公司主导和统筹，电力建设的资金主要来源于电网公司的投入，需求比较集中。

综上，我们可以发现电力装备的种类繁多，包括发电机、变压器、断路器、继电器、电缆、开关设备等。这些设备在电力系统的源（发电）、网（输电）、荷（用电）、储（储能）等各个环节都有应用。其中，风力发电和特高压技术是电力装备领域的两个重要方向，它们在高效清洁能源装备和先进主辅设备中也具有代表性。下文将分别从风力发电和特高压产业的角度进行介绍。

1.5.新型电力装备相关政策

近年来，国家发布《新型电力系统发展蓝皮书》《加快电力装备绿色低碳创新发展行动计划》《电力安全生产“十四五”行动计划》等多项政策，旨在支持和引导电力设备行业的持续发展。在国家政策的有力推动下，电力设备行业面临着广阔的发展前景。同时，这些政策也强调优化我国电网和电源布局，促进电力工业的协调发展，为实现能源的可持续发展和绿色低碳转型奠定了坚实基础。

河南省出台一系列产业政策，明确“集群强链”导向，形成“发展规划—行动方案—行动计划”的政策体系，为推动河南省制造业高质量发展、加快建设现代化经济体系提供了有力支撑。也为新型电力装备的发展指明了方向。

2.风力发电

2.1.新能源发电简介

新能源包括了太阳能、风能、生物质能、地热能、水能和海洋能，以及由可再生能源衍生出的生物燃料和氢所产生的能量。相对于传统能源，新能源普遍具有污染少、储量大的特点，目前主要以风电、太阳能发电为主。

21世纪以来，全球范围内新能源发电发展迅速，风能和太阳能尤为突出。截至2023年，风力发电量已经占全球发电量的7.82%，太阳能发电占全球发电量的5.53%，相比之下其它可再生能源发展始终保持在2.5%左右的占比，发展较为缓慢。从增长的视角看，每年增加的太阳能发电量逐步增加，2022年起已经连续两年超越风电，成为新能源最重要的增长来源。

纵观各种能源的发展历史，燃煤，天然气，水力发电技术发展时间较长，核能、风力、太阳能发电技术相对较为年轻。选取各种技术路线发电量达到100TWh的时间作为起始，观察其后续40年的发展，可以发现从100TWh到1000TWh，按照时长排序分别为：太阳能（8年），风力（12年），核能（12年），天然气（28年），燃煤（32年），水力（39年）。太阳能发展速度明显高于其它能源，风能和核能从100TWh到1000TWh同样用了12年，但是现阶段核能受限于技术和各国政策原因后续发展不尽人意，相比之下风能未来发展潜力更为巨大。

2023年，我国太阳能和风力发电量为1,470 TWh，占全球的37%，风力和太阳能发电量增长为279.6TWh，占全球风力和太阳能发电增长量的54.5%，我国已成为推动全球风力和太阳能发电增长的主要国家。

我国风电和太阳能发电装机容量增长迅速，太阳能发电装机容量增速最快。根据国家能源局数据，截至2023年底，全国累计发电装机容量约29.20亿千瓦，同比增长13.9%，我国新能源装机容量达到10.95亿千瓦，同比增长37.0%，占全国发电总装机容量的37.0%。具体来看，太阳能发电装机容量约6.09亿千瓦，同比增长55.2%；风电装机容量约4.41亿千瓦，同比增长20.7%；生物质发电装机容量0.44亿千瓦，同比增长6.8%。

2.2.我国风能资源分布

风力发电通过利用风能来产生电力，不会产生二氧化碳等温室气体和污染物，对环境污染较小。我国风能资源丰富，根据中国气象局风能太阳能资源中心公布的《全国风能资源详查和评价报告》，我国陆地70米高度风功率密度达到每平方米150瓦以上的风能资源技术可开发量为72亿千瓦，每平方米200瓦以上的风能资源技术可开发量为50亿千瓦。

我国风力资源分布具有明显的区域特征，主要分布在“三北”地区，即东北、华北北部和西北地区，东部地区和广大的南方地区受太行山和青藏高原阻挡，风力资源相对较少。2023年每平方米200瓦以上的省份有6个，分别是辽宁、内蒙古、吉林、黑龙江、新疆和甘肃。在风力发电量上，排名前5的省份是内蒙古（127.1TWh），河北（60.5TWh），新疆（60.4TWh），江苏（51.8TWh），山西（47.7TWh）。东北三省坐拥优质风力资源，但受限于自身清洁电力需求和消纳能力，风力发电发展较慢，随着技术的进步东北三省的风电潜力有望得到进一步开发。

2.3.我国风电发展概况

我国风力发电始于20世纪50年代后期，70年代末期我国开始研究并网风电，1986年5月，马兰风力发电场在山东荣成建成并网发电。经过38年的发展，目前我国已经成为全球风力发电规模最大、增长最快的市场。2013-2023年，中国风电行业累计装机规模持续上升，年增幅均保持在10%以上，其中2020年风电累计装机规模达到了33.81%，截至2023年底，中国风电累计装机规模达到了4.41亿千瓦，同比增长20.77%，全球占比达到了43.19%。

2.4.风力发电产业链

设备费用在风电建设成本中占比最高，陆上风电设备购置占比超过七成，海上风电设备购置占比约占五成。风电建设成本包括设备购置费用、安装工程、建筑工程、土地使用权、建设期贷款利息等。根据2010-2016年期间投产并采用1.5个2.0MW主流机型合计150个陆上风电项目数据显示，陆上风电建设成本中设备费用占比为71.1%，其次是建筑工程占比为12.60%，安装费用占比6.2%，包括征地费用在内的其它费用占比8.0%。海上风电建设成本构成中风电机组占比达到45%-50%，基础占比20%，安装工程占比7%，输变电成本占比18%，其他占比低于10%。

目前风力发电的主要设备为风力发电机，其组成主要分为叶片、主机、塔筒和电缆。叶片为了兼具轻量化和高强度，通常采用复合材料制造。主机是风力发电机的主要部件，其中包括了机械传动系统和控制系统，机械传动系统负责将叶片转动的动能转化成电能，控制系统负责风机的运行和电能输出的控制和管理；塔筒和基础底座提供风机的物理支撑和保护；另外还需要电缆连接风机和电网，以及远程监控等系统提供风机的运维管理。

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