一周路演问答18 | 以三一重能为例，看风机降本趋势【天风机械】

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摘要

核心组合：先导智能、迈为股份、新莱应材、联赢激光、亿嘉和、华测检测、高测股份、帝尔激光、春风动力、奕瑞科技、润邦股份、苏试试验。重点组合：中联重科、锐科激光、欧科亿、华锐精密、国茂股份、杰克股份、弘亚数控、美亚光电、三一重工、中联重科。本周专题1：风机机型探讨目前，国内风机采用的技术路线主要有双馈式、永磁直驱及半直驱式三种。其中，采用双馈路线的整机商更多，双馈型风机主要由风轮、增速箱、双馈异步发电机、AC-DC-AC变流器、变压器等组成，国内代表整机商包括远景能源、上海电气、运达股份、中车风电、三一重能、中国海装等。直驱式风力发电机也称为低转速发电机、无齿轮风力发电机，采用多级电机和叶轮直接连接进行驱动，省去了齿轮箱这一传统部件，主要由风轮、永磁同步电机、AC-DC-AC变流器、变压器等部分组成，国内代表整机商包括金风科技、东方电气、哈电风能、华创风能等。半直驱式风机结合了以上两种风机的优势。与双馈式风机相比，可有效减缓齿轮箱的损耗；与直驱式风机相比，同等功率下，重量和体积更低。国内代表整机商主要以明阳智能为代表。本周专题2：三一重能降本探讨三一重能成立于2008年，于2022年6月在上交所科创板成功上市。作为全球风电整体解决方案提供商，公司主营业务为风电机组的研发、制造与销售，风电场设计、建设、运营管理以及光伏电站运营管理业务。受益于2020年风电行业进入抢装潮，公司经营业绩增长迅猛，公司营收由2019年的14.81亿元大幅增长至2021年的101.75亿元，CAGR为162.11%；归母净利润由2019年的1.26亿元大幅增长至2021年的15.91亿元，CAGR高达255.34%。       在风电行业景气度持续下，一方面由于公司产品质量与技术水平不断提升使得公司在业内竞争力不断提升，另一方面，公司在本轮抢装潮中获得较多订单，预计未来公司市场占有率排名有望进一步提升。同时公司降本优势明显，主要体现在：1）在大型化趋势之下，主机大部分零部件都有显著降本，在不考虑价格变化情况下，公司2019-2020年零部件采购成本分别下降15.56%、4.51%；如剔除价格因素，公司2019-2020年零部件单位用量则分别下降17.75%、10.26%。2）风电机组主要零部件包括叶片、齿轮箱、发电机、变流器、变桨系统等。其中，叶片（成本占比20%左右）是捕获风能的主要部件，发电机（成本占比8%左右）是能量转换的核心，公司生产风电机组涉及的叶片、发电机主要为自产，实现核心零部件自主可控；在近年来风电行业上游供应链压力增加下，自产核心零部件一定程度上能够进一步实现降本增效。3）风机制造企业生产效率的高低对于风机成本具有重要影响，公司基于整机叶片一体化设计和智能制造提升自动化程度，实现了行业一流的制造效率。同时为顺应风电行业大型化发展趋势，公司募投布局大功率风机产品从而使得公司产品结构更加满足市场的需求，并扩大大兆瓦风机生产能力，进一步提升承接并迅速完成客户订单的能力，从而进一步提高公司在行业市场中的竞争优势，提升公司行业市场地位。 

风险提示：风电行业政策调整的风险；下游投资不及预期；行业竞争加剧；原材料价格波动等；宏观经济周期波动风险；本报告测算具有一定主观性，仅供参考。

1：风机机型探讨——双馈、直驱、半直驱

风电机组的技术路线几经变化，目前国内风机采用的技术路线主要有双馈、直驱及半直驱式三种，随着平价时代风电行业的发展，性能和成本会成为最主要的考核指标。

1）双馈风力发电机：“双馈”顾名思义指的是双向反馈，即能量流动有两种形式：一种是电网给变频器供电，变频器对转子绕组进行励磁，对转子绕组进行馈电，能量的流向是从电网流向转子；另一种是发电机转子处于发电状态，输出能量，将中间直流母线电压逆变为和电网电压幅值频率一致的交流电，将能量输送给电网。其中变流器给转子励磁产生磁场，它的磁极对数少，所以需要经过齿轮箱变速，达到一千多转才能发电，由于采用了交流励磁，发电机和电力系统构成了“柔性连接” ，即可以根据电网电压、电流和发电机的转速来调节励磁电流，精确的调节发电机输出电压，可以在不同的转速下实现恒频发电，满足用电负载和并网的要求。

2）直驱风力发电机：也称为低转速发电机、无齿轮风力发电机，采用多级电机和叶轮直接连接进行驱动，省去了齿轮箱这一传统部件。同样的切割磁场发电原理，直驱风机用的永磁体，它的发电机里面的磁极对数很大，一般在四、五十到一百对之间，在如此大的磁极对数之下，它的额定转速就只需很小，所以不必经过变速，直接由风轮通过主轴带动发电机的转子转动来发出电能，这就是直驱，永磁直驱式发电机在结构上有轴式和盘式两种结构。

直驱发动机需要全功率变流器，这里需要与双馈所需的变频器进行区分。变频器、逆变器、变压器等等从广义上讲来说都可称为变流器，变流器的根本作用是采取一定的控制手段，让发电机发出与电网完全一致的交流电，因为双馈电机的双向特性，只需要三分之一功率变流，变流器在转子侧。直驱风机由于用的是永磁体，变流器功率就得全覆盖，变流器在定子侧。

3）半直驱风力发电机：半直驱风机结合了双馈、直驱风机的优势，在风轮和永磁同步发电机之间加了齿轮箱，取消低速轴或减小低速轴的长度，主轴采用双轴承支撑，优化载荷承载路径，大大缓解了主轴传动链的载荷，这样通过齿轮箱可以让转子转速比永磁直驱式的高，可以有效减少永磁电机转子磁极数，有利于降低机舱的体积和重量。风机采用一级或两级增速齿轮箱、多极同步发电机，全功率变流器并网，其调速范围比双馈机组和直驱机组的都要宽，电能质量高，对电网影响小、提高了机组对风能的利用率，也具备了优良的低电压穿越能力。

2：三一重能降本探讨

全球风电整体解决方案提供商，实现风电全产业链业务布局：三一重能成立于2008年，于2022年6月在上交所科创板成功上市。公司主营业务为风电机组的研发、制造与销售，风电场设计、建设、运营管理以及光伏电站运营管理业务。公司具备独立进行风电场设计、建设和运营的能力，是全球风电整体解决方案提供商；并专注于风电系统集成、控制策略开发和智慧风场运营的管理模式，通过国际性合作开发，持续打造具有竞争优势的智慧风机产品。近年来，三一重能市场占有率持续提升，成为全球综合排名前十、中国陆上前五的风电整机商。

三一集团旗下全资子公司，股权结构高度集中：公司控股股东及实际控制人为三一集团、三一重工实控人梁稳根，其直接持有公司股权比例为47.66%，其他持股5%以上的自然人股东包括唐修国（持股7.35%）、向文波（持股6.72%）、毛中吾（持股6.72%），前十大股东总持股比例为82.39%，股权高度集中保障公司经营战略的持续稳定，有利于公司长期发展。

风电全产业链业务布局，基本实现陆上风电全功率覆盖：公司具备风电全产业链业务布局，在风机核心零部件、风机产品及运维服务、风电场设计、建设、运营等方面全方位布局，具备较强的产业链一体化能力。在风机产品产业链中，公司主要位于产业链中游风机业务板块，核心业务为风机产品及运维服务，公司具备2.XMW 到6.XMW 全系列机组研发与生产能力，基本实现了陆上风电全功率覆盖。

核心零部件方面，公司具备独立研发生产制造风机叶片、发电机的能力，并具备部分其他核心零部件设计能力。公司生产的叶片兼具尺寸长、轻量化、捕风效率高、低成本等优势，有效提升公司风机产品综合竞争力。公司生产的叶片、发电机主要用于生产风机产品，基本满足自身生产需要。 

除核心产品及其零部件外，公司还布局风电建设服务业务（即产业链图中的风电场设计、风电场建设、提供 EPC 服务）、风电场运营管理业务（即产业链图中的风电场运营），成为公司风电产业链布局的重要延伸。 

公司风机产品具备“高、大、长、轻、智”五大特点，具体体现为：高塔筒——开发140m高塔筒适用于4.XMW及以上大功率风机系列产品；大功率——开发5.XMW系列满足客户对高发电量和单机大功率的需求；长叶片——开发80.5米长叶片满足多种风速资源市场；轻量化——通过控制优化、降载及仿真分析，减轻叶片、轮毂、底架、塔筒等大部件重量；智能化——通过风电场智能调度，实现智能运维；具有高配置、高可靠性、高发电量、低度电成本的优势。公司成功研发的 5.XMW 机组产品，在国内风电机组设计上首次采用变压器上置方案，是目前国内变压器上置的陆上最大功率风机，将成为“三北”风电平价利器，拓宽了风电投资的边界。

公司风机产品生产主要分三个板块，分别为整机制造、发电机制造、叶片制造，整机制造工艺流程包括轮毂装配流程、机舱组装流程，在完成上述流程后，主要部件通过第三方物流机构运输至客户风电场所在地，并进行叶片、轮毂及机舱组的整体吊装安装。

2.1：受益抢装潮机遇，公司经营业绩增长迅猛

受益于2020年风电行业进入抢装潮，公司经营业绩增长迅猛：公司营收由2019年的14.81亿元大幅增长至2021年的101.75亿元，CAGR为162.11%；归母净利润由2019年的1.26亿元大幅增长至2021年的15.91亿元，CAGR高达255.34%；且2019年来公司归母净利润增速均大幅高于营业收入增速，侧面反映出公司的真实盈利水平明显提升。

公司2022Q1实现营收20.48亿元，同比略微下滑；实现归母净利润5.97亿元，同比上升24.18%。根据公司招股说明书数据，公司合理预计2022年1-6月可实现的营业收入区间为38.47亿元至47.02亿元，同比变动幅度为-2.54%至 19.12%；归母净利润区间为8.46亿元至10.33亿元，同比变动幅度为增长1.49%至 24.04%，整体经营业绩保持稳健增长。

聚焦风机产品主业：公司主营业务为风电机组的研发、制造与销售，风电场设计、建设、运营管理以及光伏电站运营管理业务，其中风机及配件业务营收占比近年来均接近90%，发电业务、风电建设业务以及其他业务营收占比整体来看均有所下滑，2022Q1风机及配件收入营收占比91.08%，发电收入占比7.96%，其他业务占比极小。公司在抢装潮以来风电行业继续维持较高景气度下，聚焦风机产品主业实现稳健增长。

毛利率明显高于同行：2017-2021年期间公司销售毛利率始终稳定在30%左右，明显高于金风科技、明阳智能等风电行业头部公司，2022Q1公司毛利率有所下滑，但仍高于可比公司平均水平；由于公司主要风机产品均为陆上风机产品，我们对比陆风风机占比较高且装机规模相当的运达股份的毛利率水平更具可比性，2017-2021年公司毛利率较运达股份均高11个点以上，体现出公司优秀的成本管控能力以及盈利水平。

费用管控能力逐年提升，三费占比下降明显：2018年三费占比高达52.46%，2018年以后公司三费占比下降明显，其中2020年受益于公司业务规模的快速扩大，公司规模效应逐步显现，2020年销售费用、管理费用、财务费用分别同比下降15.83pct/6.04pct/8.61pct；2021年三费占比为10.41%，2022Q1仍然保持在较低水平，体现出优秀的公司管理能力。

重视自主研发，技术储备充足：近年来公司持续加大研发投入，研发费用率整体保持在较高水平，并明显高于同行业其他公司；公司建立并完善研发体系，形成了北京研究院、长沙研究院、欧洲研究院的三地联合布局，实现国际化研发团队异地协同平台化开发。公司在坚持自主研发的同时，注重通过合作研发对核心技术发展提供助力；公司与欧洲顶级公司在整机、叶片等方向进行合作开发，同时联合主要部件供应商参与研发设计，实现内外部研发资源有机整合。目前，公司在整机大型化、零部件轻量化、核心零部件升级、风电场数字化运营等方面持续研发攻关，为未来风电平价市场做好充分技术储备。

应收票据及应收账款持续增长，坏账风险较小：公司处于风电产业链的中、下游，其中风机产品客户回款多存在一定的付款节点，且由于订单金额通常较大，导致公司应收账款金额较大；此外随着公司业务量的扩大，应收票据及应收账款逐步增多，2017-2022年Q1末应收票据及应收账款由9.05亿元增加至29.13亿元；经营性现金流净额由2017年的1.11亿增长至2021年的6.47亿，CAGR为55.38%；期末现金及现金等价物余额常年为正，从2017年的0.29亿元增长至2021年的38.86亿元，CAGR为240.23%，现金情况整体健康，抵抗风险能力不断增强。且公司主要客户多为大型发电集团或大型电力建设集团，经营规模较大，资信状况与回款情况较好，发生坏账的风险较小。

2.2：产业链一体化竞争优势，公司市占率有望进一步提升

专注于陆上风机产品，具备产业链一体化竞争优势：对比同行业竞争对手技术实力，目前公司陆上风机产品序列与国内主要竞争对手处于同一水平。此外公司具备发电机、叶片自主研发设计生产能力，相较于核心零部件全部依赖外购的竞争对手而言产品自主可控性更强、综合成本更低；公司在风电场方面的布局成效显著，促进风机销售业务发展，相较于风电场布局较少的竞争对手而言具备更强的产业链一体化竞争优势。公司在核心零部件轻量化设计、风电场设计、数字化设计等方面也具备独特的比较优势。 

优惠定价快速抢占市场，风机产品平均售价有所增长：2019 年风机产品平均售价略微下降，主要系 2018 年行业景气度较低，当年签署的订单均价普遍较低，相关订单主要在 2019 年实现销售确认收入，因此 2019 年风机产品销售均价有所降低。2020 年以来，公司风机产品平均售价显著提升，主要由于以下原因所致：一方面，抢装潮带来风电行业供不应求局面，使得风机产品售价普遍提升；另一方面，风电单机容量大型化趋势使得大容量机型占比逐步升高，大容量机型售价通常高于小容量机型，从而拉动平均售价提升。

2021 年，随着行业技术进步带来的降本效应以及抢装潮结束带来的降价压力，使得当前主力机型之一3.XMW平均售价有所回落；2.XMW 和 2.5MW 由于主要对应以前年度抢装潮时期订单，因此价格仍保持高位；4.XMW 以上机型为新机型，旨在迅速抢占市场，并通过单机容量大型化为客户降低风场建造成本，因此销售定价相对优惠。

产能利用率情况良好：公司目前现有两条整机生产线，包括北京总部生产线以及通榆基地生产线，其中通榆基地生产线于2021年5月实现首台风机下线，年产能 1,500MW。2019年后，受补贴退坡政策引致的抢装潮影响，风电项目投建进度加快，进而拉动对风电整机的需求。进入2020年，市场需求大规模爆发，风机产品供不应求。为应对市场需求，保障产品供应，公司采取轮班工作制确保产线全天24小时不间断运转，由此使得2020年产能利用率显著偏高。2021年，风电行业受到“碳达峰、碳中和”配套政策驱动，行业需求继续保持旺盛，公司适度采取轮班工作制以确保顺利交付，因此产能利用率超过100%。

公司风电机组销量增长迅速，我们认为已步入行业第二梯队：公司2019年主要产品销售数量相对于可比公司较少，但公司2020年销售风机数量增幅显著，达 1,063 台，已超过2019年全年销量的8倍，逐步趋近明阳智能、运达股份、电气风电的销量水平。2021年，公司销售数量略有回落，主要系风机容量大型化进展显著，使得同等销售容量（MW）情形下风机数量精简。

2.3：降本优势一——风机大型化趋势下，零部件成本及用量下降明显

我国风电机组平均单机容量上升趋势明显：根据CWEA数据显示，截至2021年底，我国累计装机的风电机组平均单机功率为2025kW，同比增长8.1%。近年来我国新增装机的风电机组平均单机容量持续提升，2021年达到3514kW，同比增长31.7%；其中陆上风电机组平均单机容量保持平稳上升趋势，从2011年的1.5MW上升至2021年的3.1MW，海上风电机组平均单机容量从2013年的1.9MW上升至2021年的5.6MW。

3.0MW以上风电机组成为2021年的主流机型：从2021年我国新增的风电机组来看，2.9MW及以下新增装机容量占比约为20%，相比于2020年下降约42pct；3.0至3.9MW新增占比约为40%，成为占比最高的风电机组类型；受海上风电抢装潮的影响，5.0MW及以上风电机组新增占比达到23.4%，同比增长约19pct。

根据三一重能招股说明书披露的各个零部件的总营业成本，以及每年销售的兆瓦数量，我们可以依据该数据计算各零部件的降价情况。招股说明书反映的是2017-2020年的数据，时间序列是充足的，该期间风机大型化已开始充分演绎，2.5MW及以上风机在2018年之后比例逐步从零上升至70%以上。我们需要分两类情况来讨论，一是考虑价格变动，二是不考虑价格变动。由于存在抢装等因素，零部件可能发生涨价/跌价，在考虑单MW用量时我们最好将涨跌价进行剔除。

在不考虑价格变化情况下，2017-2020年三一重能各零部件采购成本下降了10.38%左右。其中，下降幅度最小的依次是减速机、回转支承、齿轮箱、机舱罩等；下降幅度最大的依次是便将系统、主控系统、变流系统等。2018-2020年，零部件采购成本分别变动+11.14%、-15.56%、-4.51%。

我们再把价格因素进行剔除，以更加直观地看对用量的影响。2018-2020年，零部件价格波动幅度较大，例如回转支承呈现连续涨价趋势，而叶片树脂等则持续跌价，这说明的确有剔除价格因素的必要。我们把2017年价格作为基准，设定为100%，根据招股书提供的2018-2020年的价格变动幅度，就可以计算出价格调整系数。在剔除价格因素后，我们发现2017-2020年零部件单位用量下降幅度更大，降幅为18.36%；2018-2020年分别变动+10.60%、-17.75%、-10.26%。

在大型化趋势之下，主机大部分零部件都有显著降本，在不考虑价格变化情况下，三一重能2019-2020年零部件采购成本分别下降15.56%、4.51%；如剔除价格因素，三一重能2019-2020年零部件单位用量则分别下降17.75%、10.26%。

I类至IV类风电指导电价在2019年降幅中枢为12.35%、12.20%，由于仍有补贴实际降幅小于该幅度。三一重能依靠大型化，在风机降本幅度上与指导电价降幅较为匹配。其余风机公司的毛利率整体呈现不同幅度下降，我们估计是风机厂商本身消化了一定的招标降价压力。

2.3：降本优势二——自制核心零部件，产品自主可控性更强

核心零部件自主可控，有效缓解保供压力：风电机组主要零部件包括叶片、齿轮箱、发电机、变流器、变桨系统、主控系统、轮毂、主轴、机舱罩、减速机、回转支承等。其中，叶片（成本占比20%左右）是捕获风能的主要部件，发电机（成本占比8%左右）是能量转换的核心，公司生产风电机组涉及的叶片、发电机主要为自产，并具备部分其他核心零部件的设计能力，相较于核心零部件全部依赖外购的竞争对手而言产品自主可控性更强、综合成本更低；同时公司也与各大主要零部件一线厂商建立了良好稳固的合作关系。2019年以来，受风电抢装潮影响，风电行业上游供应链压力增加，齿轮箱、叶片等零部件均不同程度地呈现供不应求的局面，公司自制叶片及发电机一定程度上能够进一步实现降本增效，有效缓解保供压力。

自三一集团内部采购多种原材料及服务，实现供应链一体化降本：公司背靠装备制造业龙头三一集团，能够从其他“三一系”兄弟企业以相对低的价格采购所需要的风机零配件及吊装服务。2021 年公司主要自三一重能联营企业德力佳传动科技采购齿轮箱（增速机）、自索特传动设备有限公司采购轴承、自浙江三一铸造有限公司和三一装备有限公司采购轴承座、自湖南中泰设备工程有限公司采购吊装服务，合计占当期营业成本的 6.98%。 

此外公司产品重要部件均选用行业“第一梯队”优质品牌：公司供应商体系涉及行业内国内外主流供应商，根据公司产品定位，主要部件供应商多由国际或国内具有领先品牌的企业组成，从而打造安全、高效、稳定的供应链，提高采购产品质量，降低生产成本。公司是斯凯孚、舍弗勒、威能极、采埃孚等国际一流供应商的重要合作伙伴，同时整合国内最优供应链资源，打造高品质风电产品。

2.3：降本优势三——整机叶片一体化设计+智能制造，生产成本优势明显

风机制造企业生产效率的高低对于风机成本具有重要影响。公司基于优化设计方案、提升自动化程度、建设了行业内首条“脉动式”智能柔性生产线、保障供应链稳定，实现了行业一流的制造效率。 

在产品研发设计方面，公司实现自下而上的穿透设计，做到了整机叶片一体化设计。同时通过数字孪生与设计仿真的应用，实现了研发、工艺、生产的设计协同，在平价时代的大环境下，大大缩短了大兆瓦机型的研发周期，降低了生产时间及制造成本。 

在生产效率方面，公司始终把智能制造作为企业核心发展策略，利用自动化、精益化、数字化和智能化技术，通过灯塔工厂的建设、产线布局的优化改造、自动化设备及工业机器人的大量运用，打造出整机、发电机及叶片工厂多个智能生产单元和全自动化物流体系；在极大减少人工作业的同时提高了生产效率，缩短了生产周期，降低了生产成本。

2.4：顺应风电行业发展趋势，公司募投布局满足市场大功率需求

布局大兆瓦风机产品研发，顺应风电行业发展趋势：在风电平价上网政策的驱动下，主要风电企业大兆瓦风机技术研究进展如火如荼，行业内主流竞争对手如金风科技、明阳智能、运达股份、电气风电等均积极布局大兆瓦风机研发。大兆瓦机组可以大幅提高发电量，节约运维成本。尽管目前成本较高，但随着技术推动，大兆瓦机组成本将会变得越来越低。在风电行业发展的大背景下，公司已在逐步布局 4MW、 4.5MW 产品生产。本项目实施后，公司拟新增研发海上 6-10MW 新型风机及 90m 以上叶片技术，将进一步完善公司大兆瓦产品序列，丰富公司产品种类，使得公司产品结构更加满足市场的需求。

扩大大兆瓦风机生产，提升公司市场地位：目前我国陆上风力发电机的单机容量已从2-3 兆瓦为主的机型发展成为3 兆瓦及以上机型，随着技术的不断升级，风力发电机的大型化有望成为未来的主流趋势。通过募投项目将实现大兆瓦风力发电机的扩大生产，进一步提升承接并迅速完成客户订单的能力，从而进一步提高公司在行业市场中的竞争优势，提升公司行业市场地位。 

3：风险提示

下游投资不及预期；

行业竞争加剧导致市场风险；

原材料价格波动等； 

风电行业政策调整的风险；

本报告具有一定主观性，仅供参考：本报告测算部分为通过既有假设进行推算，仅供参考。

本文作者与团队信息

对外发布时间：

2022年7月17日

报告发布机构：天风证券股份有限公司

本报告分析师：

李鲁靖    SAC执业证书编号：S1110519050003

联系人：

朱晔     [email protected]

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