今年來，國內(nèi)海上風(fēng)電送出海纜高壓化及柔直化的趨勢(shì)漸顯，而本次路演大家對(duì)國內(nèi)海纜技術(shù)研究比較深度，但對(duì)歐洲相關(guān)情況不了解。因此，我們通過對(duì)歐洲送出海纜復(fù)盤，以此透視我國海風(fēng)后續(xù)220kV以上的高壓交流海纜及柔直海纜的滲透情況以及由此對(duì)競爭格局產(chǎn)生的影響。
一、直流與交流海纜的技術(shù)對(duì)比
直流海纜在輸電容量、損耗、長度及穩(wěn)定性方面均優(yōu)于交流海纜：
輸電容量：在相同的電纜類型、導(dǎo)體截面和敷設(shè)安裝條件下，直流比交流電纜具有大得多的載流量和輸電容量。
損耗對(duì)比：直流海底電纜無任何交變電磁場(chǎng)引起導(dǎo)體、金屬套和鎧裝損耗，亦不存在絕緣的介質(zhì)損耗，運(yùn)行損耗遠(yuǎn)低于交流海纜。
長度對(duì)比：1）交流海底電纜由于電容電流按電纜長度正比增大，在電纜允許載流量限制下電纜線路長度受限；2）實(shí)際交流海纜系統(tǒng)為提高傳輸電流和減少線路的無功功率， 抑制線路中間和末端電壓過分升高， 在線路末端和中間（如有可能，如兩段海纜的中間島嶼） 需裝置并聯(lián)電抗器補(bǔ)償。而直流海底電纜沒有如交流海纜這樣的限制。
穩(wěn)定性：直流方案與交流電網(wǎng)相互獨(dú)立，風(fēng)電場(chǎng)故障對(duì)電網(wǎng)無影響。在電網(wǎng)故障期間還能提供動(dòng)態(tài)無功支撐，具有很強(qiáng)的故障恢復(fù)能力。
二、歐洲送出海纜的實(shí)際應(yīng)用
1、直流海纜滲透率：NKT作為歐洲高壓海纜廠商龍頭，21年末海上風(fēng)電項(xiàng)目在手訂單中直流海纜占比超過交流海纜。
圖：NKT海纜2020及21年20末在手訂單情況
注：Dogger Bank為英國第一個(gè)高壓直流連接的風(fēng)電場(chǎng)
體現(xiàn)出歐洲風(fēng)場(chǎng)的特點(diǎn)：以風(fēng)電場(chǎng)群為單位的集中并網(wǎng)模式為主。輸電距離增加（NKT在21年20底在手訂單中離岸距離已達(dá)80km+，而目前國內(nèi)海風(fēng)項(xiàng)目離岸距離在30-40km），所需海纜長度要求更高，使用高壓直流海纜的經(jīng)濟(jì)性更強(qiáng)。NKT認(rèn)為高壓交流的市場(chǎng)份額逐步被直流海纜替代，但還會(huì)有其他新興市場(chǎng)對(duì)傳統(tǒng)交流電技術(shù)產(chǎn)生需求。
2、直流海纜電壓等級(jí)：目前，國外已經(jīng)投運(yùn)的項(xiàng)目普遍選用的直流電壓為±320kV。多家廠商已具備±525kV直流海纜的技術(shù)，陸續(xù)投入使用。
3、直流海纜價(jià)值量方面：Nexans預(yù)計(jì)海纜單GW價(jià)值量在€250-400m（折合人民幣17.5-28億元），國內(nèi)目前送出海纜單GW價(jià)值量10-20億元。海纜單GW價(jià)值量與離岸距離直接相關(guān)，離岸距離增大后，海纜所需長度增加，單GW價(jià)值量增加。
4、分區(qū)域看直流海纜的應(yīng)用：目前歐洲高壓直流海纜主要用于德國北海區(qū)域。普睿司曼2022Q1生產(chǎn)了160km ±525kV直流海纜，120km用于德國（75%）。
歐洲直流海纜滲透率高的原因：
我們認(rèn)為歐洲直流海纜滲透率高的原因系：
1）歐洲海風(fēng)發(fā)展戰(zhàn)略傾向于先開發(fā)風(fēng)力資源更好的遠(yuǎn)海地區(qū)。
歐洲一般選擇從風(fēng)力資源最好的場(chǎng)址開始開發(fā)，逐步過渡到風(fēng)力資源較差的區(qū)域，這樣有利于技術(shù)成熟和成本的快速下降。而遠(yuǎn)海項(xiàng)目的風(fēng)力資源一般會(huì)優(yōu)于近海，因此歐洲海上風(fēng)電項(xiàng)目對(duì)直流海纜需求更高。
2）跨海輸電的需求使其直流海纜技術(shù)更為成熟。
歐洲各國發(fā)電量結(jié)構(gòu)不均衡，且海洋覆蓋面積較大，各國電網(wǎng)為實(shí)現(xiàn)電能結(jié)構(gòu)優(yōu)化配置，通過海纜聯(lián)網(wǎng)的需求較大。而海上電網(wǎng)輸電距離大，使得直流輸電優(yōu)勢(shì)明顯，從而驅(qū)動(dòng)歐洲整體直流海纜技術(shù)的快速發(fā)展。
基于直流海纜的成熟技術(shù)，歐洲的海上風(fēng)電項(xiàng)目送出海纜在達(dá)到220kV交流技術(shù)后，會(huì)在長度及輸送容量的限制下，轉(zhuǎn)向直流海纜的技術(shù)方向，而并非繼續(xù)提高交流海纜的電壓等級(jí)。
因此，歐洲海上風(fēng)電項(xiàng)目的送出海纜方案集中在220kV交流海纜或高壓直流海纜（HVDC），目前電壓等級(jí)220kV以上的交流海纜幾乎沒有應(yīng)用。
圖：直流海纜電壓等級(jí)發(fā)展歷程
圖：直流海纜輸送容量發(fā)展歷程
三、國內(nèi)高壓直流海纜應(yīng)用情況
與歐洲對(duì)比，目前我國應(yīng)用高壓直流海纜的需求較少，主要系：1）目前我國開發(fā)海上風(fēng)電項(xiàng)目發(fā)展戰(zhàn)略為先選擇建設(shè)條件相對(duì)簡單的近海，后開發(fā)遠(yuǎn)海資源；2）我國由于地理?xiàng)l件因素，陸地面積大，不同區(qū)域間多使用陸纜輸電，應(yīng)用高壓直流海纜較少，高壓直流海纜技術(shù)尚未成熟。
中天科技應(yīng)用于江蘇如東海風(fēng)項(xiàng)目的±400kV交聯(lián)聚乙烯絕緣直流海纜是目前國內(nèi)應(yīng)用電壓等級(jí)最高的工程，具體情況：
目前我國頭部海纜廠商均已具備高壓直流海纜相關(guān)的技術(shù)儲(chǔ)備，年2020中天科技、東方電纜與Prysmian、Nexans、NKT等成為歐洲領(lǐng)先的電力供應(yīng)商TenneT±525 kV柔性直流海底電纜系統(tǒng)研發(fā)項(xiàng)目合作商，逐步縮小與歐洲海纜廠商的技術(shù)差距。
注：運(yùn)行業(yè)績只列出最高電壓等級(jí)的相關(guān)信息。
我們認(rèn)為我國海上風(fēng)電項(xiàng)目送出海纜方案之所以采用330、500kV的交流海纜而并未直接轉(zhuǎn)向直流海纜的應(yīng)用主要原因可能系：1）我國直流海技術(shù)應(yīng)用較晚，而高壓交流系統(tǒng)相對(duì)更為成熟；2）在政策的驅(qū)動(dòng)下，我國海風(fēng)項(xiàng)目基地化（大型化）的速度加快，在近海（不大于65km）的區(qū)域已有1GW的風(fēng)場(chǎng)，近海大風(fēng)場(chǎng)使用330、500kV的交流海纜更具經(jīng)濟(jì)性；而直流海纜在遠(yuǎn)?；ù笥?5km）情況下經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)更為明顯。
“十四五”期間，各省規(guī)劃仍傾向于先開發(fā)并網(wǎng)近海項(xiàng)目，送出海纜用高壓交流海纜更多。預(yù)計(jì)“十五五”期間，遠(yuǎn)海項(xiàng)目有望實(shí)現(xiàn)規(guī)?；?，推動(dòng)高壓直流海纜有望逐步取代高壓交流海纜的市場(chǎng)份額，成為海上風(fēng)電項(xiàng)目并網(wǎng)的主要方式。
高壓直流海纜利好競爭格局及頭部企業(yè)出海：
1）國內(nèi)市場(chǎng)：目前我國海纜廠商有高壓直流海纜技術(shù)儲(chǔ)備的僅有中天科技、東方電纜、亨通光電，而有相關(guān)運(yùn)行業(yè)績的僅有中天科技與東方電纜，遠(yuǎn)?；赂邏褐绷骱＠|的應(yīng)用將利好頭部企業(yè)。
2）企業(yè)出海：目前我國頭部企業(yè)已參與歐洲高壓柔直海纜的技術(shù)攻關(guān)合作，說明其技術(shù)已經(jīng)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。隨著歐洲高壓直流海纜滲透率逐步提高，國內(nèi)企業(yè)憑借先進(jìn)技術(shù)出海優(yōu)勢(shì)明顯。
目前國內(nèi)海纜廠商中標(biāo)歐洲市場(chǎng)均為交流海纜，海外營收占比較小。中天科技與東方電纜均通過與歐洲電力供應(yīng)商進(jìn)行技術(shù)研發(fā)合作以進(jìn)入歐洲高端市場(chǎng)。
訂單情況：
中天科技：2019年完成中國首個(gè)歐洲風(fēng)電總承包項(xiàng)目——德電155kV海纜總包項(xiàng)目共1.85億。
東方電纜：2022年中標(biāo)荷蘭Hollandse Kust West Beta海上風(fēng)電項(xiàng)目，中標(biāo)金額量級(jí)提升達(dá)5.3億，年2020英國島嶼輸電項(xiàng)目中標(biāo)金額為8000萬。預(yù)計(jì)十四五末海外營收占比超10%。
我們認(rèn)為后續(xù)國內(nèi)廠商有望在海外設(shè)立生產(chǎn)基地，具備本土化優(yōu)勢(shì)后更有利于海外海風(fēng)項(xiàng)目的中標(biāo)。
