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海上风电安装船

近年来专门用于风机吊装的海上风电安装船(WTIV)船队快速增长,船舶大型化和专业化趋势显著。在中国和欧洲市场持续旺盛的吊装作业驱动下,2023年全球风电安装船需求再创历史新高,日费率持续上涨。本文将从五个方面分析:一是风电安装船供需情况;二是风电安装船运营情况;三是风电安装船价格走势;四是风电安装船租金情况;五是风电安装船市场展望。

前景展望

1.海上风电安装船需求将持续增长。

2.海上风电安装船将更趋专业化和大型化。

3.在全球绿色转型的背景下,采用可替代燃料和节能技术的环保型风电安装船将更多的被市场应用。

全球海上风电安装船供需情况

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(一)全球海上风电安装船船队规模

近年来专门用于风机吊装的海上风电安装船(WTIV)船队快速增长,船舶大型化趋势显著。海上风电安装船(WTIV)是海上风机吊装的主力船型。随着2010年欧洲开始大规模商业开发海上风场,WTIV的船队规模出现快速增长。而随后中国海上风电“十三五”规划(2016-2020)的出台、补贴优惠政策的完善以及催生的海上风电“抢装潮”,则为中国海上风电的快速发展提供了强有力支持。在中国市场的推动下,WTIV的船队规模从2018年开始呈现强劲增长。截至2024年4月初,全球WTIV船队数量已达到100艘。中国大陆和日本市场的WTIV船队分别达到68艘和4艘,而欧洲规格市场WTIV船队规模达到27艘。

近年来,海上风电行业呈现风机大型化和风场深远海化的发展态势。截至2024年4月初,全球WTIV手持订单达到32艘,除一艘改装船舶外均为吊重不低于800吨的大型WTIV。绝大部分手持订单将于2025年前后完成交付,其中21艘将服务于中国大陆和日本市场、10艘将服务于欧洲规格市场。未来全球WTIV船队规模将持续增长,大型WTIV市场占比将进一步提高。

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图表1 海上风电安装船船队发展变化

数据来源:克拉克森

(二)全球海上风电安装船市场需求

2023年全球风电安装船需求再创新高,但利用率面临压力。2016年以来,风电安装船需求随着海上风电装机量的逐年增长而稳步上涨,整体利用率在季节性因素的影响下震荡上扬。在中国和欧洲市场持续旺盛的吊装作业驱动下,2023年全球风电安装船需求达到61艘,较2021年峰值的54艘上涨15%,达到历史最高水平。但由于前期中国船东风电安装船的集中交付,导致船队规模短期快速扩张,市场利用率面临一定压力。2023年全球风电安装船平均利用率达到72%,旺季利用率达到81%,较2021年峰值水平分别低13个百分点和6个百分点。其中,2023年中国市场风电安装船利用率达到70%,远低于2021年94%的峰值水平。与之相比,欧洲规格风电安装船市场表现较为优异,年均利用率达到81%。未来在海上风电新增投产规模持续增长的背景下,预计全球风电安装船市场需求整体向好,利用率也将稳步回升。

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图表2 全球海上风电安装船利用率

数据来源:克拉克森

全球海上风电安装船运营情况

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(一)全球海上风电安装船主要船东

当前WTIV船东高度分化,全球共有70家WTIV船东(包括已运营和手持订单状态)。如果从已投入运营船队来看,拥有WTIV的船东数量共计57家,其中排前十位的船东共持有39艘WTIV,占全球船队规模的39%。单一船东船队规模不超过7艘。此外,拥有WTIV手持订单的船东数量共计22家,单一船东订单数量不超过6艘。2023年末,Cadeler完成了同Eneti的整合,成为全球最大的WTIV船东,旗下10艘均为大型欧洲规格WTIV。

中国是风电安装船的主要船东国,其持有的船队和手持订单均服务于中国市场。总计42家中国船东拥有68艘WTIV,占全球WTIV船队的68%。此外还有17家中国船东持有21艘WTIV手持订单,占全球WTIV手持订单的66%。在欧洲规格市场,总计11家船东持有27艘WTIV,占全球WTIV船队的27%。此外还有4家船东持有10艘欧洲规格WTIV手持订单,占全球WTIV手持订单的31%。

(二)全球海上风电安装船主要船厂

中国是风电安装船的主要建造国。全球共有51家单体船厂(非船厂集团)获得过WTIV订单,其中4家尚未完成过WTIV交付。按交付记录统计,排前十位的单体船厂共交付42艘WTIV,占全球WTIV交付量的42%。单一船厂的最大交付记录不超过7艘。目前仍持有手持订单的船厂达到17家,单一船厂最多手持订单不超过5艘。中国船厂在2014年油价暴跌前曾接获大量包括海上钻井、居住和安装装置在内的自升式平台订单。凭借丰富的自升式平台建造经验,中国船厂在WTIV建造领域拥有显著优势,全球WTIV交付量的75%(75艘)由33家中国船厂完成。目前,共14家中国船厂持有28艘WTIV手持订单,占全球WTIV手持订单的88%。

2010年前后(第一波WTIV订单潮)欧洲船东签订的23艘欧洲规格WTIV订单中,大多由国外船厂建造交付(中国船厂仅交付4艘),最大吊重为1600吨。2019年开始(第三波WTIV订单潮),欧洲规格WTIV订单开始向中国船厂倾斜。2019年初至今签订的12艘欧洲规格WTIV订单中,有8艘吊重范围在2600吨到3250吨的WTIV由中国建造。

全球海上风电安装船价格走势

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(一)全球海上风电安装船新造船价格

WTIV的新造船价格相较于其他船型较高,其中船舶设备和吊机大小是影响WTIV新造船价格的主要因素。欧洲规格市场的船舶基本采用欧洲设备,故其新造船价格普遍高于中国大陆市场船型。考虑到吊机、升降系统、推进器等设备后期维护因素,中国设备在欧洲规格市场WTIV的应用程度仍比较低。面向中国市场的新造船基本广泛采用中国本土设备。

受到利率上涨、通货膨胀压力的影响,欧洲规格WTIV的建造成本持续上涨。与此同时,船舶大型化的发展趋势也为船东投资提高了门槛。随着绿色环保议程的加快,风场开发商开始专注于打造船舶绿色供应链。节能环保订单将更好地获得融资和租约,而节能技术和可替代燃料设备的应用也进一步推高了WTIV的新造船价格。值得注意的是,虽然目前新造船价格持续上涨,但风机大型化的快速发展仍令欧美船东对WTIV投资保持观望态度,2023年4月以来仍未出现WTIV新签订单。

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图表3 海上风电安装船新造船价格(百万美元)

数据来源:克拉克森

(二)全球海上风电安装船二手船价格

和大部分海上油气领域的船舶装置一样,WTIV市场较为小众,船队和船东数量都较少,且专业性强,因此二手转卖的流通性较弱。而海上风电市场船舶大型化的趋势仍在持续,船东都偏好较大的WTIV以适应大型化风机的安装,中小型WTIV的购入需考虑后续的升级成本和升级潜力。现阶段,中国市场的风机大型化以及船队规模快速扩张使得该地区船队供给过剩,部分船东寻求将旗下中低规格资产出租或出售至境外市场,目前已有部分二手船交易出现在中东油气市场和日本、韩国等新兴风电市场。但整体来看,大型WTIV二手流动性的前景相对中小规格资产更好一些,当前1200吨以上大型WTIV竞争力较强,但卖家售卖意愿不大。重点可以关注一些新兴海上风电市场或风机运维市场的交易机会。

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图表4 欧洲规格市场海上风电安装船二手船价格(百万美元)

数据来源:克拉克森

全球海上风电安装船租金情况

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欧洲规格市场前景良好,WTIV日费率持续上涨。WTIV的租约签订没有固定模式,通常取决于业主的偏好。业主可以自己负责风机的运输和安装,也可以委托风机厂商进行。前者的WTIV合同主要为业主和船东之间订立,而后者为风机厂商和船东订立。有时风机厂商也会进一步分包风机安装合同。WTIV合同的订立时点也取决于风场规模以及市场情况。当风场规模较大、船队运力趋紧时,租家会希望提前锁定WTIV租约。

在欧洲水域作业,施工方的作业效率在夏季较高,而冬季普遍会受到天气影响。通常租约时间以短租约为主,尤其是短期的运维需求。然而随着需求的增加以及有限的船队供给,租家开始倾向于提前签订长达多年的长租约,在租期内WTIV将灵活服务于多个风场项目。

受俄乌冲突影响,欧洲重新开始关注区域内的能源供给安全,能源转型为欧洲海上风电的发展提供了额外支持。旺盛的需求和有限的市场供给使得欧洲规格WTIV自2022年以来表现活跃,日费率持续上涨。其中第四代欧洲规格WTIV日费率于2024年初达到317,500欧元/天,同比上涨37%。其他规格大型WTIV日费率同期均有近40%的涨幅。由于欧美船东对WTIV投资保持观望,欧洲规格市场WTIV的船队供给增速放缓,多个租家已提前锁定长期租约以确保吊装能力,该区域大型WTIV的日费率有望进一步上涨。

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图表5 欧洲规格风电安装船日费率(欧元/天)

数据来源:克拉克森

全球海上风电安装船市场展望

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(一)海上风电安装船需求将持续增长

风机投运数量在2030年前有望保持强势增长。预计2030年初,全球投运的海上风机数量将从当前的13,249台增长120%至约29,000台,期间产生的风机吊装需求将达到约15,800台。中国大陆和欧洲市场的风机吊装需求仍将保持强劲,而美国、中国台湾、日本和韩国市场的风机吊装也将快速增长。大量的风机吊装需求将促进风电安装船的新造船投资,预计风电安装船船队规模将持续扩大。

此外,海上风场的大件运维需求正随着风场投运时间的推移而逐年上升,在投运风场中从事叶片更换的风电安装船也有所增加,其中欧洲风电安装船的运维活动于2023年三季度达到历史最高水平。鉴于2021年中国大规模的海上风场集中并网投产,参与运维作业的风电安装船活跃度将在2030年左右变得更为明显。虽然海上风场运维作业不太需要新造船投资,但其对风电安装船的占用将一定程度上减少用于海上风场建设的船舶供给,进而对市场可用运力产生一定影响。

(二)海上风电安装船将更趋专业化和大型化

为降低项目开发成本,海上风场开发商越发青睐采用单机功率更大的海上风机以降低风机数量。在行业发展初期,风场业主在运输和安装过程中会使用非专用船舶。但随着市场成熟以及海上风机逐渐大型化,参与作业的海上风电船舶也向专业化演变。在此背景下,未来专业的风电安装船船队将逐年增长,且吊重将向大型化发展。

此外,同样规模的海上风电场址,采用大型风机的方案将显著减少机位数量进而大幅降低项目的开发成本。2020年,全球海上风电新增投产规模6.7吉瓦,包含风机1115台,其平均单机容量达到6.36兆瓦,平均叶轮直径为154.9米。与之相比,2023年全年海上风电新增投产7.7吉瓦,包含风机817台,平均单机容量已增至9.5兆瓦,平均叶轮直径达到199米。预计2025年,全球新增投产近30吉瓦,包含风机2824台,平均单机容量将达到10.6兆瓦,平均叶轮直径约216米。

因此,无论是吊装重量、吊装高度还是未来风机的吊装数量均将对风电安装船的规格和效率提出更高的要求。部分船东将旗下的风电安装船进行吊机升级,以应对2025年后16兆瓦机型的逐步普及。此外,近两年签订的风电安装船新造订单已将目标瞄准在了20兆瓦及以上机型的吊装市场,而该系列机型的批量吊装有望出现在2030年前后,未来风机大型化的趋势将持续加快。

(三)海上风电安装船将更注重绿色环保

为满足风场开发商全供应链绿色环保的诉求,海上风电安装船在绿色环保技术方面的应用逐渐增多。IMO及欧盟设定的船舶碳排放法规目前尚未对海工船舶作出要求,因此海上风电安装船进行绿色环保技术的应用主要来自于市场需求的驱动。作为可再生能源的生产者,海上风电开发商已开始追求项目全供应链绿色化。随着环保压力的传导,2020年起欧洲市场出现了采用可替代燃料和节能技术的风电安装船订单,以满足欧洲风场开发商的“绿色”诉求。2020年初至今,欧洲规格风电安装船订单共签订11个,其中采用节能技术和替代燃料的订单达到4个(包括LNG/氨动力预留)。

总体而言,在全球绿色转型的背景下,采用可替代燃料和节能技术的环保型风电安装船将更好的满足风场开发商的“绿色”诉求,并更好的获得来自金融机构的项目融资以及海上施工承包商的租约。未来随着风电安装船需求的增加以及绿色技术成本的下降,预计采用可替代燃料动力的风电安装船数量将会进一步上升,风电安装船在可替代燃料和节能技术等方面的应用比例将有所提高。