金瑞期货：风电用锌消耗量详测

报告日期：2021年2月18日

作者：金瑞期货曾童、钟明真

核心观点

●近期 “碳中和”概念的热度较高，风电作为清洁能源也被纳入市场聚光灯之下。

●2020年新增风电装机7167万千瓦，同比大增178%，超过此前三年装机量之和，创下历年新增装机的纪录；井喷装机量之后，不禁好奇未来增速当如何？

●“十四五”规划下，我国年均新增风电设备至少达到5000万千瓦以上；2025年后，中国风电年均新增装机容量应不低于6000万千瓦；到2030年至少达到8亿千瓦；到2060年至少达到30亿千瓦（平均年增装机容量超过7000万千瓦）。

●本文通过对风电类型，风电设备分解以及已有工程采购安装包的拆分，发现风电中耗锌主要在风电塔筒及螺栓两大部分。

●经过细究风电行业，我们发现风电之中，陆上风电占装机规模的绝对主流；而陆上风电中，2MV机型占主流，因而本文以2MV机型为例，试算陆上风电耗锌规模。

●我们发现风机安装是量产但并不完全一致的工程，因地制宜的结果导致不同塔筒总会存在重量耗材差异。

●根据市面上已有塔筒的重量区间，我们发现“十四五”期间用于风电设备建设的锌消费将最低存在45万吨的锌消耗量，平均每年用于风电行业的耗锌量为9万吨左右；最大114万吨的锌消耗量，平均每年消耗量约为22.8万吨。

●无论同等机型与功率横向比较下，2021年较2020年，风电对锌锭的消费量都是同比下降的，降幅约在40%-43%之间。

一、2020年风电行业发展迅猛

近年来，风力发电行业发展迅猛，根据国家能源局发布的最新数据，我国2020年新增风电装机7167万千瓦，同比大增178%，该数字已超过此前三年装机量之和，创下历年新增装机的纪录，截至2020年，我国风电装机总容量达到了30799万千瓦。

对于未来风电装机规模，市场存在较高的期待，2020年10月，在国际风能大会上，发布的《风能北京宣言》，保证在“十四五”期间我国年均新增风电设备至少达到5000万千瓦以上；2025年后，中国风电年均新增装机容量应不低于6000万千瓦；到2030年至少达到8亿千瓦；到2060年至少达到30亿千瓦（平均年增装机容量超过7000万千瓦）。

由于国家今年新出台的政策中规定2021年底未完成核准备案及并网的风电项目将不再纳入补贴，2020年风电行业出现了“抢装潮”，新增风电装机数量激增，基于这一特殊原因，预计2021年新增设备装机数会有较为明显的下滑，同比下降约42.51%，之后的年份预计新增风电设备容量将逐渐增加。基于这个前提，我们对“十四五”期间每年新增风电设备容量的测算如下：

那么，如此体量的装机规模能带来多少锌锭的消费量呢？

二、拆分风电：锌用在哪？

1．陆上风电占绝对主流

通过对风电大类的拆分我们发现，风电设备根据安装区域的不同可分为陆上风电和海上风电两种类型，就装机容量来看，海上风电占我国总的风电市场容量的占比非常之小。故本文重点聚焦于陆上风电设备的新增情况，以此测算其对锌消费的影响。

将风电设备拆分成叶片、风电塔筒、联轴器等主要部位，通过查阅相关工程文献我们发现风电设备耗锌部位主要集中在风电塔筒和风电螺栓表层，会喷涂一定量的锌以达到防腐作用，故下文从风电塔筒和螺栓两个部分分别计算风电设备耗锌量。

2．陆上风电耗锌

（1）风机塔筒耗锌

根据文献资料，风电塔筒的类型主要分为垳架式钢结构塔架、格构式钢结构塔架以及管塔式钢结构塔架等，目前国内外主流的塔筒为管塔式钢结构塔架，该塔架由钢板卷制成筒节和平面法兰焊接后由高强度螺栓连接而成，具有工艺成熟，适应性强等优点。

由于市场上风电设备机型的单位功率并不统一，2018年之前，1.5MV功率的机型是陆上风电设备市场的主流机型，其累计市场占比接近一半，而从2018年起，2MV功率的风力发电机开始兴起，其新增装机量占据了我国新增风电设备市场的大半江山，目前我国新增装机的风电机组平均功率为2.2MV，预计未来新增机型中功率在2MV以上的机型将占据主流，为方便计算和统计，本文将采用2MV的机型为基准来计算风电设备的增量。

目前市面上塔筒材料普遍采用牌号为Q345B\Q345C\Q345D\Q345E的热轧低合金强度钢板，通过对塔筒板材耗锌量的测算，市面2MV风机重量在124-179吨之间，“十四五期间”每年塔筒耗锌量估算如下：

（2）风电螺栓耗锌量测算

关于风电设备各部分螺栓，需要说明的是由于风机大小不同，所消耗的螺栓型号及数量也不相同。本文在此，以2MV某一特定品牌安装机型为例，通过拆分其采购安装包，我们发现该机型对于各类别螺栓的需求量如上表。

按照各型号螺栓的不同耗锌量，能够匡算出大致的用于螺栓的耗锌量，如下表：

三、陆上风电耗锌总结

通过对风电行业主流设备机型的拆分，我们发现不同功率的风机所消耗的锌锭量级存在较大区别，但通过对行业中较为常见的风机塔筒的分拆，大概能够得到一定的耗锌区间。若“十四五”规划中对风电建设的目标如期完成，预计在“十四五”期间用于风电设备建设的锌消费将最低存在45万吨的锌消耗量，平均每年用于风电行业的耗锌量为9万吨左右；最大114万吨的锌消耗量，平均每年消耗量约为22.8万吨。值得注意的是，目前个别风机品牌已有8MV功率风机出现，大功率风机其体积与耗材量并不能简单看作是发电功率的简单倍数，因而随着未来大功率风机的技术成熟与普及，风电装机单位耗锌量实际上在逐步下降。

回归短期视野，无论同等机型与功率横向比较下，2021年较2020年，风电对锌锭的消费量都是同比下降的，降幅约在40%-43%之间。

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