單樁基礎安裝流程可分為設置穩(wěn)樁平臺、鋼管樁運輸及起吊、錘擊沉樁、附屬構件安裝幾個階段，根據(jù)風電場水深情況，又可分為深水區(qū)、淺水區(qū)單 樁基礎安裝。 深水區(qū)單樁基礎：海底高程較大，全天候水深條件均可滿足大型施工船只吃水需要，可采用常規(guī)起重船、風電安裝船、自升降式平臺船施工。 淺水區(qū)單樁基礎：水深條件不滿足或僅在特定時間段內(nèi)滿足大型船只吃水需要，需采用可座灘船只施工，并依靠錨鏈和起拋錨艇輔助移船定位。

 

 

風電機組安裝流程可分為風機安裝平臺起升、塔筒吊裝、機艙/葉輪及葉片吊裝幾個階段，絕大多數(shù)海上風電項目采用分體式安裝，基礎安裝和運輸由 數(shù)量相對較多的起重船和甲板駁來承擔，塔筒、機艙、葉輪及葉片等核心組件則交由風機安裝船完成。

 

海纜安裝流程可分為接纜、敷設主牽引鋼纜、登陸準備、始端登陸、敷埋段施工幾個階段，所需的主要船體為配備海底電纜敷設機（CLM）和動態(tài)定 位系統(tǒng)（DP）的電纜敷設船。 截至2021年底，據(jù)公開資料不完全統(tǒng)計，我國共有電纜敷設船56艘，其中具有220KV海纜敷設能力的敷設船共25艘（信息源自東方電纜公告），目 前具備這類海纜敷設施工船只數(shù)量較少，依舊處于賣方市場。

 

船體類型：風機安裝船作用凸顯

 

根據(jù)作業(yè)特點，可將風電安裝船分為浮式、坐底式、自升式、自升自航式、半潛式五類，各類風機安裝船在作業(yè)水深、效率、穩(wěn)定性方面差異明顯； 浮式安裝船適用于不同水域安裝，移動速度快，但穩(wěn)定性較差；坐底式安裝船在淺水海域穩(wěn)定性表現(xiàn)較好，但轉移速度慢，也不適于深水海域安裝； 自升（自航）式安裝船兼具轉移方便、作業(yè)水深高、穩(wěn)定性優(yōu)異等多方面優(yōu)點，已成為風機安裝船的主流船型； 半潛式安裝船各方面表現(xiàn)均較為優(yōu)異，但建造和使用成本過高。

 

船體類型：海纜以敷設船為核心，配備DP系統(tǒng)與CLM

 

海纜施工船中，核心船體為配備布纜機的海纜敷設船，配合檢修船、運輸船共同完成海纜敷設。 海纜敷設船并無明確種類區(qū)別，主要差異在船載設備、船體規(guī)模等，設備方面差異包括是否具備DP系統(tǒng)及海底電纜敷設機CLM的種類： DP系統(tǒng)是一種由計算機控制的船舶自動操縱系統(tǒng)。通過采集精確定位、氣象、潮流速度等數(shù)據(jù)，計算機可控制DP系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)不同推進器（螺旋 槳、橫向推進器、舵機）的推力，實現(xiàn)精確的動態(tài)定位。 海底電纜敷設機（CLM）可分為鼓形和直線形，前者在甲板上所占空間小，張力大，運行狀態(tài)穩(wěn)定，后者適用于長距離作業(yè)，以較小的張力占用較大 的空間。

 

船體類型：國內(nèi)運維船以交通艇為主，存在升級空間

 

風電運維船種類多樣，我國現(xiàn)存海上風電運維船仍以傳統(tǒng)交通艇為主，優(yōu)勢是成本低、數(shù)量多，但在航速、功能豐富性上有明顯不足。此外，海外運 維船已開始采用低碳燃料（甲醇、電力等）為動力系統(tǒng)。

 

行業(yè)現(xiàn)狀： 船體建設加速，技術指標持續(xù)迭代

安裝船建設加速，預計2023年將迎集中投運

 

據(jù)不完全統(tǒng)計，我國現(xiàn)有風機安裝船（含在建）共112艘，其中在運營中船體72艘，在建船體40艘。從船體投運情況看，安裝船建設速度呈加速態(tài)勢。2011-2018年共計投運船體20艘；受海風搶裝年刺激，2021年風機安裝船需求高增，單年新增船 體達26艘，同比增長超200%；2022年新增安裝船數(shù)量有所減少。 根據(jù)已有訂單情況，我們預計2023年風機安裝船新投運交付數(shù)量將恢復到2021年左右的水平，并且未來有望保持較快的投運速度。

 

造船廠家高度集中，船東格局相對分散

 

國內(nèi)主要船廠包括振華重工、韓通重工、大津重工、招商局重工等，前五名船廠建造風機安裝船比例達52%。 國內(nèi)主要船東包括海洋水建、中交三航、甌洋海工、中國鐵建等，前五名船東持有風機安裝船比例達29%。

 

自升船體為安裝船主力，最新代自航比例提升

 

整體看，112艘風機安裝船中（含在建），自升與自升自航式船體為絕對主力，合計數(shù)量達74艘，占比達66%；其次是浮式船（21艘，占比19%）； 坐底式與半潛式船體數(shù)量較少，分別為6艘、2艘，且全部為運營中船體，尚無新建規(guī)劃。 相較于運營中船體，在建船體中主要為自升與自升自航式、浮式船體，占比分別達70%、30%；其中自升自航、浮式的占比均較在運營安裝船中有提 升，這兩類船體均具備優(yōu)秀的機動性，我們認為一定程度反映了現(xiàn)有海風安裝對船只性能的最新需求。

 

新建船體技術指標優(yōu)越，滿足大風機安裝需求

 

風機安裝船的核心技術指標包括吊重、最大起升高度、樁腿長度、作業(yè)水深等，前兩者決定了安裝船可安裝的最大容量機組及安裝速度，后兩者決定 了風機安裝船適用的海域范圍。目前，海上風電呈現(xiàn)機組大型化和深遠海化特點，對風機安裝船的相應指標也提出了更高要求。 從平均數(shù)據(jù)看，在建風機安裝船在各項指標上全面優(yōu)于運營中船體，可滿足最新一代大容量風機的安裝需求。以GE Haliade-X 12MW風機為例，安 裝要求吊重>600噸并且最大起升高度>150米，在建船體可完全滿足。 從各年度船體中位數(shù)據(jù)看，最大起升高度、樁腿長度、作業(yè)水深均呈現(xiàn)逐年提升趨勢。

 

浮式船側重吊重和水深，自升船起升高度更優(yōu)

 

對比各技術類型船體的技術指標可見，浮式船均表現(xiàn)出吊重、作業(yè)水深方面的優(yōu)勢，而自升、自升自航式船則在最大起升高度方面表現(xiàn)較優(yōu)，這一差 距于在建船體中體現(xiàn)更為明顯。 我們認為原因系浮式船可用于基礎安裝，對吊重需求多于起升高度需求所致。在建船體差距擴大或可反映新一代安裝船建造更傾向于專業(yè)化分工。

 

改建主流為適應性改造，平均用時約5個月

 

改建分為適應性改造、升級改造和全面改造三類。如此前只為平板駁，則涉及甲板安裝、纜機平臺、起重機安裝等工作，且只能改造為浮式船（全面 改造）；自升平臺、半潛船的改造都需要在原船體本身具備相應條件的情況下進行（適應性改造）。若原船體即為風機安裝船（升級改造），往往只 需對起重機、樁腿等進行替換。已交付的改建船體中，大部分為適應性改造，原船體多來自海上石油鉆井或重型運輸領域，本身即具備自升/半潛能 力。 按已交付的改建船體進行統(tǒng)計，改建的平均用時約為5個月，用時較短。

 

未來展望： 大型化趨勢下，結構化特征愈發(fā)明顯

過往安裝船租賃價格波動大，供需關系為核心影響因素

 

風機安裝船租金與船只供需關系密切相關。2019年我國風機安裝船單月租金水平在400萬元/艘，2020、2021年受海風搶裝影響，安裝船供給緊張， 船只單月租金最高漲至1800萬元/艘。 一般風機安裝費用中約30%是船舶租賃成本，以一艘船每月安裝4-5臺風電機組的速度計，對應此前安裝船租金高峰時施工單位的單臺機組安裝費用 需要增至1000萬元/臺以上才能覆蓋安裝成本。 搶裝結束后，海風機組安裝進入短暫低潮期，船只租金明顯回落， 2022年下半年部分報價已降至約300萬元/艘。

 

供需測算：船只數(shù)量與安裝能力均為重要因素

 

對于海風安裝船未來供需的測算，我們分別通過計算船只安裝能力（風電安裝船數(shù)量*單年安裝能力*船只利用率）和需安裝的海風機組臺數(shù)（海風裝 機規(guī)模/海風機組平均容量），最終來計算海風安裝船安裝能力對需求的覆蓋程度。

 

安裝能力：安裝船新建周期約1年左右

 

風機安裝船建設主要包含船體建造、甲板建筑建造、起重機安裝、樁腿及升降系統(tǒng)建造（自升式船體）等。 以2023-2024年交付的新建船體進行統(tǒng)計，風機安裝船從開工到建成的平均用時在13.1個月。

 

安裝能力：2023年末運營中風機安裝船預計達95艘

 

結合建設周期和現(xiàn)有訂單情況，我們預計2023年新增船體達23艘（在建船體中約23艘計劃在2023年投運交付），到2023年末運營中風機安裝船預計 合計共95艘，2019-2023年CAGR達33%；同時，預計2024、2025年累計運營船數(shù)量保持20%-30%的較快增長。

 

安裝能力：2023年單船單年安裝能力有望達32臺

 

風機安裝船安裝能力受船只類型、起重能力、機組規(guī)模、氣候情況等多種因素影響。相較于歐洲，我國海域面臨淤泥層厚、東南沿海受臺風影響大等 問題，對插拔樁速度、作業(yè)窗口期長度都有限制。考慮新代安裝船逐步投運以及海上風電場容量擴大后的規(guī)模化效應，我們預計風機安裝船安裝能力將持續(xù)提升。同時，國內(nèi)不同地區(qū)全年安裝時長存 在差異，我們綜合預計2023年風機安裝船單年安裝能力將達32臺/艘，2024、2025年分別達34、35臺/艘。

 

安裝需求：海風邁入平價，2023年預計超10GW

 

對于國內(nèi)海風行業(yè)，我們認為隨著海風建設成本不斷下降，國內(nèi)海風裝機需求有望持續(xù)快速增長。根據(jù)沿海各省海風十四五規(guī)劃，2021-2025年海風 規(guī)劃總量接近60GW，考慮部分省份裝機規(guī)模的超預期，我們預計在2022年招標規(guī)模支撐下2023年國內(nèi)海風裝機規(guī)模有望達12GW，實現(xiàn)翻倍以上增 長；并且2024-2025年有望繼續(xù)保持約年化復合30%的較快增速，2025年國內(nèi)海風裝機規(guī)模達20GW左右。

 

安裝需求：機組大型化方興未艾，單機容量快速提升

 

單機容量方面，海風風機機組大型化是降本的重要途徑，目前各風機企業(yè)已普遍推出13-18MW海風機組。我們認為海風機組大型化將保持較快推進 速度，單機容量上限存在超預期可能（目前16-18MW產(chǎn)品陸續(xù)發(fā)布或下線，未來有望達到甚至突破20MW）。根據(jù)2022年招標情況，2023年海風 機組主流單機容量有望達8-10MW，2024-2025年有望繼續(xù)提升。

 

供需測算：短缺已過，未來整體安裝能力存在冗余

 

整體來看，我們對國內(nèi)風機安裝船供需進行了綜合測算，按照50%船只利用率（悲觀假設）和65%利用率（樂觀假設）進行估計，結果顯示：2019- 2021年國內(nèi)風機安裝船曾出現(xiàn)短缺，2021年供需矛盾達到高峰，主要系海風搶裝大年需求激增，風機安裝船建設周期較長，供不應求所致。 2022年后，風機安裝船集中投產(chǎn)，供給緊張明顯緩解，預計未來數(shù)年內(nèi)安裝能力將超過裝機需求，部分老舊船體可能面臨閑置或淘汰。

 

供需測算：大MW風機對起重與抬升能力要求更高

 

具體結構上，隨風機單機容量增加，機組輪轂高度和機艙重量也會顯著提升，對風機安裝船的抬升和起重能力提出更高要求； 據(jù)我們統(tǒng)計，10MW、12-15MW、15MW以上風機要求抬升高度分別達115、160、180m；而機艙重量受零件重量和數(shù)量影響較大，以Siemens Gamesa 14-15MW風機為參照，我們將起重能力門檻設置為600t。據(jù)此我們發(fā)現(xiàn)，新建安裝船越來越多偏向滿足更大MW風機的安裝條件。 按上述假設標準統(tǒng)計，我們判斷到2023年末國內(nèi)可安裝15MW及以上風機的安裝船數(shù)量預計將達16艘。

 

供需測算：23年暫未短缺，24年重點關注12MW+

 

我們假設船只單年安裝臺數(shù)沿用綜合測算數(shù)據(jù)，船只利用率按60%估算。 從兩種維度進行測算，最終結果來看：1）2023年國內(nèi)海風風機單機容量 預計以8-10MW為主，對應風機安裝船安裝能力充足；2）2024、2025年 若風機大型化速度較快或安裝船新建速度較慢，有可能會出現(xiàn)結構性趨緊， 尤其是2024年需要重點關注12MW及以上風機占比，后續(xù)仍需進一步跟蹤 海風安裝船的建設交付情況和國內(nèi)海風風機大型化發(fā)展速度。

 

海外市場： 船體建設平穩(wěn)，當前安裝產(chǎn)能較充足

海外安裝船建設速度穩(wěn)定，2022-2024平均年增8艘

 

據(jù)我們不完全統(tǒng)計，海外現(xiàn)有風機/基礎安裝船（含在建）共65艘，其中運營中船體35艘，在建船體30艘；27艘船體僅具備基礎安裝能力，38艘船體 可同時完成基礎和風機安裝。 從船體投運情況看，海外安裝船建設較為穩(wěn)定，2021年及以前共計投運船體30艘，22年新增船體10艘，根據(jù)已有訂單情況，預計未來數(shù)年新船體投 運速度將保持穩(wěn)定，2023、2024年預計新增船只6、8艘（海外船體建設周期大約2-3年）。 與國內(nèi)相比，海外安裝船數(shù)量較少，且超4成只具備基礎安裝能力，投建速度也相對較慢。

 

自升船體為安裝船主力，未來趨勢將更加明確

 

整體看，65艘風機/基礎安裝船中（含在建），55%-56%為自升/自升自航式船體；半潛式船體、浮式船體占比分別為14%、18%。此外，海外坐底 式安裝船目前已退出應用。 相較于運營中船體，在建船體中自升式船體比例明顯提升，占比達到72%；浮式與半潛式船體占比明顯下降。我們認為可能因為海外半潛式船體多由 石油鉆井平臺施工船改造而來，建造時間較早，起重能力等技術指標遠超風機安裝需求，性價比相對較低；并且浮式、半潛式多為基礎安裝專用船， 新建船體中仍以風機安裝船為主。

 

新建船體安裝能力提升，2025年預計累計投運33艘

 

從中位數(shù)據(jù)看，海外在建風機安裝船在最大起升高度上同樣將持續(xù)提升，樁腿長度、作業(yè)水深整體呈增長趨勢（2023年預計因樣本數(shù)較少導致結果有 所偏差），吊重相對平穩(wěn)，我們預計可能系風機大型化下重量提升速度慢于輪轂高度。 與國內(nèi)相比，海外船只在吊重、最大起升高度方面存在一定程度優(yōu)勢，樁腿長度、作業(yè)水深等指標基本持平。 結合建設周期和現(xiàn)有訂單情況，我們預計海外2023年將新增風機安裝船達5艘，2023年末運營中風機安裝船合計共22艘，2025年增至33艘。