海上光伏专题报告：漂浮式电站的主战场，浮体、锚固环节最为受益

（报告出品方/作者：光大证券，孙伟风，冯孟乾，陈奇凡，高鑫）

1、政策推动，海上光伏迎高光时刻

1.1、“双碳”背景下，沿海地区加大开发海上新能源

在国家政策的驱动下，我国各沿海省份积极响应党中央实现“双碳”的目标， 陆续着手重点发展海洋光伏产业，主要由于：1）沿海地区电力消耗较大，新能 源发展受限于土地资源约束（集中式电站涉及土地征用，分布式光伏贡献不 足）；2）沿海省市海洋资源丰富，海洋光伏和海洋风电协同发展能够有效优化 投资成本（海缆、变电设施等）；3）海洋光伏还可以与水产养殖结合，可提高 整体投资收益；4）海洋光伏的发电效率在相同光照条件下，较地面光伏有一定 增益。

1.2、山东省海上光伏开发走在前沿

近两年，山东省在海上光伏开发和建设方向走在全国前列。2021 年 12 月，山 东省海洋局发布了《关于推进光伏发电海域立体使用管理的指导意见（征求意 见稿)》，针对渔光互补用海规划和项目选址、用海审批、用海确权、有偿使用 和监督管理等进行了规定；2022 年 4 月，山东省政府公布了《山东省 2022 年 “稳中求进”高质量发展政策清单（第二批）》，实施积极推动海上光伏试点 示范的政策；2022 年 3 月和 7 月，山东省能源局分别发布了《2022 年全省能 源工作指导意见》和《山东省海上光伏建设工程行动方案》，后者指出：

1）打造技术先进、生态友好、智慧融合的“环渤海、沿黄海”双千万千瓦级海 上光伏基地。“环渤海”千万千瓦级海上光伏基地，布局海上光伏场址 31 个， 总装机规模 1930 万千瓦。其中，光伏场址 20 个，装机规模 1410 万千瓦； “风光同场”场址 11 个，装机规模 520 万千瓦。“沿黄海”千万千瓦级海上 光伏基地，布局海上光伏场址 26 个，总装机规模 2270 万千瓦。其中，光伏场 址 9 个，装机规模 950 万千瓦；“风光同场”场址 17 个，装机规模 1320 万千 瓦。 2）要加快推动桩基固定式海上光伏开发建设，到 2025 年，累计开工建设 1300 万千瓦左右，建成并网 1100 万千瓦左右。 3）积极稳妥推动漂浮式海上光伏发展，到 2025 年，力争开工建设 200 万千 瓦，建成并网 100 万千瓦。

2、海上光伏：漂浮式电站的主战场

2.1、水面光伏电站分为桩基固定式和漂浮式两大类

光伏是指将太阳能直接转换成电能的一种新型发电技术。通常大型陆上光伏项 目需要占用较多的土地面积和土地资源，而海上光伏发电是一种新的能源利用 方式和资源开发模式，是将“光伏发电站”从陆地搬到了海上，在海洋上利用 光伏技术建立起发电站，具有发电量高、土地占用少、易与其它产业相结合等 特点。海洋光伏相较陆上光伏，具有天然的环境优势：水面开阔没有遮挡物， 日照较长且利用充分（水面反射光），可显著提升发电量。 水面光伏电站分桩基固定式和漂浮式两大类，两者各有其适用场景。一般情况 下，若水深小于 5m 则采用打桩架高式安装，水深 5m 以上可以采用漂浮式安装。

（一）桩基固定式（架高式）海洋光伏电站

桩基固定式水面光伏电站，也称架高式水面光伏电站，常适用于水位较浅、无 场地沉陷等地质灾害、水位变化较小的水面场地，如水产养殖池、盐场排淡池等。架高式水面光伏电站的光伏支架基础一般采用预应力钢筋混凝土管桩，通 常建设在水深小于 5m 的水域。其基础形式采用 PHC 管桩加热镀锌钢支架的组 合，桩顶高度高于水位 0.4m 以上；为方便船只通行，光伏组件下端离最高水 位 1m 以上，组件采用最佳倾角安装。 此类电站多采用“渔光互补”的建设模式，即利用水产养殖集中地区的池塘海 洋资源，开发建设光伏发电项目，采用海洋发电、水下养殖的模式，实现多产 业的互补发展。

（二）漂浮式水面光伏电站

漂浮式光伏电站是指借助浮体材料与锚固系统使光伏组件、逆变器等发电设备 漂浮在海洋上进行发电，适用于水深大于 5m、受台风影响不大的水域，主要 分为浮管式和浮箱式两大类。 其中，浮管式包括 HDPE 浮管+支架、薄壁钢管+管内填充物+外防腐涂料+外防 腐橡胶+支架、不锈钢+管内填充物+支架等形式；浮箱式包括 HDPE 标准浮 箱、HDPE 浮箱+支架、不锈钢浮箱+支架、高强复合混凝土浮箱+支架等形式。

1）浮管式漂浮水面光伏电站

“浮管+支架”漂浮式水面光伏电站是采用浮管材料与金属支架构成的水面漂浮 系统。浮体采用高密度聚乙烯管或具有外防腐涂料的薄壁镀锌钢管连接成排，利用水的浮力支撑上部光伏系统的荷载，前后排光伏支架通过连接杆件形成一 个整体，最终与锚固系统进行固定。该类型适用于水深较深且水位比较稳定的 水域，水位变化较大时，需要考虑阵列定泊及电缆敷设的冗余量。

2）浮箱式漂浮水面光伏电站

“浮箱+支架”漂浮式水面光伏电站是采用纯浮箱或浮箱材料与金属支架构成的 海洋漂浮系统。根据其材料及结构形式可分为标准高密度聚乙烯浮箱形式、高 密度聚乙烯浮箱与金属支架组合形式等。

（1）标准高密度聚乙烯浮箱形式

该类型漂浮系统采用高密度聚乙烯专用浮箱作为浮体，浮箱根据组件倾角制作 成相应的角度，该支架系统仅使用少量的钢连接片，无须设计钢支架。该系统 的薄弱环节是连接耳环，需要经过详细的内力计算和力学试验，若不满足受力 要求，需要进行局部节点加强。组件支撑系统与浮体系统是同一系统，受海洋 波动影响较大，故高密度聚乙烯材料需要采取增强耐久性的措施。

（2）高密度聚乙烯浮箱与金属支架组合形式

该类型漂浮系统采用高密度聚乙烯浮箱作为浮体，上部架设金属支架，支架上 部固定光伏组件；因标准高密度聚乙烯浮箱形式存在连接耳环受力较小的薄弱 环节，从而衍生出该种漂浮形式。该类型中浮箱仅承受浮力和上部支架系统的 压力，风荷载、水流力与波浪力产生的较大水平力由承载能力较强的金属支架 承担，能够发挥各构件的优势，是海洋漂浮光伏电站应用较广的一种漂浮系 统。同样，该系统使用的高密度聚乙烯浮箱也需采取增强其耐久性的措施，保 证其能够满足光伏电站设计使用年限的要求。

（3）其它材料浮箱与金属支架组合形式

该类型漂浮系统采用不锈钢或高强复合混凝土等制作的浮箱作为浮体，上部架 设金属支架，支架上部固定光伏组件。由于桩基固定式海洋光伏电站是将发电设备固定在近海或滩涂区域，主要适用 水深较浅的海域，在迈向较深海域时会面临技术以及经济性上的较大压力；而 漂浮式海洋光伏电站能够较好地克服上述问题，相应的适用范围更广，或将成 为未来海洋光伏电站的主流形式。

2.2、海洋光伏与海洋风电将相辅相成

海上光伏与海上风电并非竞争关系。参考内陆地区风光电场的经验，海洋光伏 可围绕风电塔筒布局，并与海洋风电共用海底电缆、汇流箱、变压器、升压站 及储能相关设施，能够有效降低海洋新能源项目的投资成本及维护成本，从而 带来投资回报率的提升。 海上漂浮式光伏系统与地面光伏电站的最大区别在于，前者以浮 体、系泊和锚固部件替代了地面光伏电站的地桩和支架；除了对组件部分指标 要求更高之外，其他部分设计与陆上集中电站无异。

2.3、海上漂浮式光伏电站以浮体、系泊和锚固等部件替代了地面光伏电站的地桩和支架

漂浮式海洋光伏电站系统主要有四大系统构成，分别为漂浮系统、锚固系统、 敷设系统、接地系统等。其中，漂浮系统包括光伏阵列漂浮系统和电气设备漂 浮系统两部分，它们的设计需经过比选，选择能够满足 25 年使用寿命的漂浮 系统；锚固系统包括配重锚固系统、专用锚具锚固系统和桩锚固系统三部分； 敷设系统包括交、直流电缆敷设和集电线路敷设两部分；接地系统包括光伏阵 列接地系统和电气设备接地系统两部分。

（一）漂浮系统

漂浮材料主要为光伏发电设备提供浮力支撑，为施工和运维工作提供作业面， 其质量对漂浮系统的使用寿命至关重要。漂浮系统通常情况下要满足使用寿命 达到 25 年的要求，在经年累月经受海风海浪冲击及海洋微生物等侵蚀的情况 下，要达到正常的使用寿命，将对漂浮材料的质量提出较高的要求。 在之前的探索阶段，业界曾分别使用过竹子、混凝土、不锈钢、玻璃钢、铝镁 合金以及高密度聚乙烯（HDPE）等作为浮体材料，但效果参差不齐；经过几 年发展，目前行业主流工艺采用改性高密度聚乙烯（改性 HDPE）作为浮体材 料。

普通高密度聚乙烯在紫外线、高能辐射的作用下，会在空气中发生降解，导致 变色、表面龟裂直至脆化、失去强度而丧失使用价值，因此难以满足海洋环境 正常使用 25 年的寿命要求；同时其在实际生产过程中（如吹塑、注塑过 程），易产生型坯鲨鱼现象或熔体破裂等问题。 为使普通高密度聚乙烯满足漂浮式海洋光伏电站的使用要求，需要对其进行耐 候、增韧改性，确保在 25 年寿命周期内，材料的基本性能如拉伸强度、拉伸 延伸率以及冲击强度维持率大于 70%。

（二）锚固系统

锚固系统能够使光伏浮体阵列固定在特定范围，避免被海风或洋流冲散，是漂 浮系统、敷设系统、接地系统能否可靠工作的关键点。锚固系统包括配重锚固 系统、专用锚具锚固系统和桩锚固系统三部分，也是“水面漂浮电站”设计的 难点。 在光伏阵列组装完成后，将其拖移至合适位置，进行初步的定位，待调整完好 后再与锚固系统连接。光伏阵列在风荷载、水流、波浪等的作用下，产生较大 的水平力，配重锚固、专用锚具锚固提供的锚固力较小，需要设置的锚固点数 量较多。采用桩锚固的方式可以提供更强的锚固力，减少锚固数量，沉陷区也 能够采用锚固桩的方式，但是有防水层的水域不能采用。

（三）敷设系统

不同类型的敷设系统有不同的施工侧重点。敷设是指线管或线缆由一处至另一 处之间的安装方式，可分为交、直流电缆敷设和集电线路敷设。其中交、直流 电缆敷设在漂浮系统上能方便施工和检修，光伏阵列区的直流、交流电缆宜通 过浮箱固定，设置桥架的方式。若采用集电线路敷设则应该设置相应的适应水 位变化的措施，高压交流线缆敷设优先采用浮体上敷设方式，其次选用水下敷 设方式，设计时应确保后期维护的便利性。线缆设计时应根据水位的变化充分 考虑线缆长度的余量，此外还应根据水域的自然环境来确定电缆护套的材料。

（四）接地系统

接地系统是对埋在地下的多个金属接地极和导体连接组成的网状结构的接地体 的总称，分为光伏阵列接地系统和电气设备接地系统，总接地网的接地电阻值 不可大于 4 欧米伽。水面漂浮电站接地非常重要，要根据不同的水面情况和组 件选型等因素综合确定，其接地引下线应设置适应水位变化的措施及预留冗 余，选取合理的接地装置。

2.4、境外海上漂浮光伏电站已有商用案例

为应对气候变化、减少碳排放，2021 年新加坡政府公布了 2030 年新加坡绿色 发展蓝图，旨在推进新加坡可持续发展，提升可再生能源发电占比。作为一个 资源稀缺的国家，新加坡政府将目光瞄准了海上，在柔佛海峡部署了 5MW 的 海上漂浮电站。 柔佛海峡 5MW 海上漂浮电站项目已于 2021 年上半年建成竣工，目前运行良 好。其是全球规模最大的海上漂浮式光伏系统之一，设有超过 3 万个浮动模 块，用来支撑 1 万 3 千多个太阳能板和 40 个逆变器。该系统预计每年可生产 约 602 万千瓦时的电力，约等于 1250 个四房式组屋一年的用电量，且能减少 4258 吨碳排放。此外，该系统采用了稳健的恒张力系泊系统，能够承受变化的天气条件，保持平台所有运行设备的稳定。

3、海上漂浮光伏电站的降本曲线分析

3.1、海上漂浮光伏电站或复制内陆漂浮电站降本经验

目前海上光伏电站的设计寿命为 25 年甚至更久，浮体系统作为其重要的支撑 平台，是整个电站能否正常运行的重要组成部分，而不同类型电站漂浮系统的 优缺点和造价不同（以下均为 2017 年论文《水面光伏电站设计要点分析》 （商长征）中内陆漂浮式电站数据，据 2022 年 7 月 25 日行业调研反馈，随着 光伏发电效率的提升以及漂浮式解决方案的成熟，当前内陆漂浮式电站相关成 本较 2017 年已有较为明显的降低）： 1）浮管式漂浮光伏系统以“浮管+支架”为材料制作浮体，具有耐久性强、倾 角最佳等优点，总造价约为 1.50 元/W，但是也具有连接点多导致施工困难的 缺点。

2）标准浮箱式漂浮光伏系统采用“浮箱”制作浮体，由于仅以浮箱为材料，因 此具有轻量，连接节点少、施工期较短、适应水面波动等优点，但是最大的缺 点是造价高，总造价为 1.70 元/W 左右，且浮箱连接耳环是系统的薄弱环节。

3）HDPE 浮箱+支架式漂浮光伏系统采用 HDPE 浮箱和支架制作浮体，与标准 浮箱式漂浮光伏系统不同的是，HDPE 浮箱+支架式漂浮光伏系统以支架代替部 分 HDPE 浮箱，减少了浮箱用量，浮箱仅作为浮体承受浮力，较大的水平力由 金属支架承担，受力更合理，因此造价更低，总造价约为 1.60 元/W，也正是 由于使用了支架制作从而导致连接节点多，施工较困难，同时设计过程中需考 虑波浪对漂浮系统的影响。

4）高性能钢筋混凝土浮箱+支架式漂浮光伏系统使用新型的高性能钢筋混凝土 浮箱代替 HDPE 浮箱，具有寿命长、检修方便等优点，总造价约为 1.35 元 /W，但设计过程中需考虑波浪对漂浮系统的影响，且最低枯水位时，光伏阵列 下水深不得小于 0.5m。

行业调研反馈，随着光伏发电效率的提升以及漂浮式解决方案的成熟，当前内 陆漂浮式电站相关成本较 2017 年已有较为明显的降低；不过，由于海洋的作 业环境较内陆水域更为恶劣，对漂浮系统、锚固系统提出了更高的要求，判断 海洋漂浮式光伏的造价成本与内陆漂浮式光伏早期（2017 年）的成本大体一 致。参照内陆水面漂浮式光伏电站浮体及锚固系统的降本曲线，未来海上漂浮 式浮体及锚固系统有较大降本空间。 预计海上漂浮式光伏电站单瓦造价成本将随着装机量增加而下降 据《海上漂浮式光伏系统兆瓦级海试方阵总体设计方案技术规格说明书》（一 道新能，2022 年）分析，随着海上漂浮式光伏技术的不断进步以及装机量增加 带来的规模效应，相应电站的单瓦造价将会逐渐下降，预计可由 10 元/瓦（对 应 1MW 装机量）降至 4.25 元/瓦（对应 500MW 装机量）。

3.2、业内测算：某海上漂浮式光伏电站的IRR或可达7%，未来可与风电、牧场结合

以舟山群岛附近海上漂浮式光伏系统为例进行度电成本分析。假设：1）项目 地光伏最佳倾角 20°条件下年等效发电小时数为 1084h；2）按组件平铺设计， 年等效发电小时数按最佳倾角的 95%计算，即 1029.8h；3）EPC 造价包含光 伏组件、浮体、箱变输入端的电缆等物料以及施工费，不含箱变及以后的物料 及施工费（与风电共用）；4）融资方式为：资本金 30%，贷款 70%（年化利 率 5%，贷款期限 15 年）；5）固定资产折旧方式为年限平均法，按 15 年折 旧，残值 10%；6）按浙江省脱硫燃煤标杆电价结算：0.4153 元/千瓦时，碳交 易收入为 0.045 元/千瓦时，综合电价按 0.4603 元/千瓦时；7）单瓦成本分别 按：装机规模 100MWp 造价 5 元/瓦、装机规模 200MWp 造价 4.86 元/瓦、装 机规模 500MWp 按 4.25 元/瓦计算。

4、投资分析：关注漂浮及锚固环节企业

沿海地区发展海洋光伏大势所趋，山东省走在政策前列，判断后续其他沿海省 市或有类似政策出炉。海洋光伏可分为桩基式与漂浮式两类。长期视角，漂浮 式较桩基在经济性、环保等方向均有优势；内陆淡水场景中，漂浮式已占据主 流。海洋漂浮式光伏电站仍处于从 0 到 1 的过程；但随着政策扶持，海洋场景 中漂浮式或占据主流地位。

4.1、乐观假设下，仅山东省海洋光伏电站对应浮体、锚固的增量市场空间或可达272亿元、19亿元

前文提到，据我们 2022 年 7 月 25 日行业调研反馈，随着光伏发电效率的提升 以及漂浮式解决方案成熟，当前内陆漂浮式电站相关成本较 2017 年已有较为 明显的降低；但由于海洋的作业环境较内陆水域更恶劣，对相关系统的要求更 高，故判断海洋漂浮式光伏的造价成本与内陆漂浮式光伏早期（2017 年）的成 本大体一致。 基于表 4 中的造价数据（2017 年论文数据），四种不同类型内陆水面漂浮材料 的“浮体+支架”的造价均值为 1.44 元/W，锚固造价均值为 0.1 元/W。这里我 们假设 2022 年海洋漂浮材料的造价与 2017 年内陆漂浮材料的造价相同，即 2022 年海洋漂浮材料中，“浮体+支架”的造价为 1.44 元/W，锚固造价为 0.1 元/W。

山东省能源局于 2022 年 7 月 12 日公布的《山东省海上光伏建设工程行动方 案》，提出“环渤海海上光伏装机规模 1410 万千瓦”、“沿黄海海上光伏装 机规模 950 万千瓦”，总计装机量达到 2360 万千瓦（23.6GW）；由于漂浮式 海洋光伏电站的适用范围更广，假设其中 80%采用漂浮式电站的方式，则对应 的浮体材料及锚固的总市场空间分别为 272 亿元和 19 亿元；若后续其他沿海 省市跟进海上光伏电站建设，则相应的市场空间将比我们当前测算的更大。

4.2、漂浮系统重点企业分析

纳川股份：签订海上漂浮系统战略合作协议助力公司业务拓展

与中集来福士签订《海上浮式光伏战略合作框架协议》有望助力公司业务拓 展。公司于 2022 年 6 月与烟台中集来福士海洋工程有限公司签署了《海上浮 式光伏战略合作框架协议》，后者在未来项目中将优先考虑公司的新材料，公 司则负责提供海上光伏浮体新材料的配套，协助对方进行海上光伏项目的设 计、验证、建造、安装及后续工作。

专业 HDPE 材质产品制造商，研发储备丰富。公司长期专注于研发、生产和销 售高密度聚乙烯（HDPE）缠绕增强管及配套管件，主要产品为 HDPE 缠绕结 构壁 B 型管，在 HDPE 材质的管道材料方面有丰富的研发和生产经验。目前进 行的两个项目对于海洋光伏产业具有重要战略意义：1）漂浮式海上风电高密度 聚乙烯浮体基础平台布置及结构设计研究：可实现轻量化、低成本、高效率建 设漂浮式海上电站。2）长距离水上拖拉用 HDPE 缠绕结构壁管开发与应用： 开发的长距离水上拖拉用 HDPE 缠绕结构壁管适用于海洋工程中的弯曲沉管作 业及海上长管线拖管运输。公司长期专注于 HDPE 技术更新和产品研发，具备 制造先进水上浮体材料的能力。

三峡集团成为最大股东，公司转变为国资企业。2021 年 4 月，公司原股东陈志 江先生与长江生态环保集团有限公司完成过户登记手续。这次股份转让意味着 三峡集团成为公司最大股东，股权穿透后三峡集团合计持有公司 19.08%的股 份。三峡集团由国务院国有资产监督管理委员会 100%控股，故公司实际上已 变更为国资控股企业。主要股东的转变有利于公司创造更好的社会效益和经济 效益，给市场注入更强信心。

阳光电源：内陆水面光伏产品优势显著

国内龙头光伏设备制造商，内陆水面光伏产品优势显著。公司成立于 1997 年，从事太阳能、风能等新能源电源设备的研发、生产、销售和服务，主要产品有光伏逆变器、水面光伏系统、风电变流器等。公司生产的水面光伏系统主 要包括浮体产品和浮台产品，均为 HDPE 材质制造。其中浮体产品包括主浮 体、连接浮体、走道浮体、汇流箱浮体四部分，具有超长耐候、集中承载力 强、抗光氧抗湿热老化等优势。浮台产品主要为逆变升压浮台，具有设备兼容 好、安全裕度高、降低线损、提高系统效率等优势，同时公司可为顾客提供定 制化的锚固系统设计，使浮台适应不同的水深场景和水位落差。

水面光伏产品研发实力雄厚，市占率高。公司依托多年的陆上光伏研发经验， 已组建水面光伏系统研发团队。截至 2021 年底，累计申请先进浮体、方阵锚 固、逆变升压浮台方面的专利一百余项，牵头和参与制定多项浮体技术相关标 准，建成多个行业第一的里程碑示范项目。从世界范围看，截至 2021 年 12 月 公司水面光伏系统全球累计应用超 1.7GW，市占率连续四年保持全球第一。

4.3、锚固系统重点企业分析

巨力索具：国内索具领导者，与中集来福士签订海上光伏协议

国内索具行业领导者，高科技索具助力海洋新能源项目。公司成立于 2004 年，是专业从事索具研发、制造、销售的企业，主营业务为索具及相关产品的 研发、设计、生产和销售，是国内索具行业领导者。作为吊索具行业的领军企 业，公司一直积极参与海洋项目，打造高质量海洋装备。2022 年 6 月，公司与 烟台中集来福士海洋工程有限公司签署了《海上浮式光伏战略合作框架协 议》，公司将在未来项目中向对方提供海上光伏锚固系统配套产品。

亚星锚链：系泊链技术世界领先，有望受益于海上光伏电站建设

公司拥有世界领先的技术水平，广受国内外客户信赖。公司是专业生产锚链和 海洋系泊链及附件的企业，生产船用锚链和附件、海洋平台系泊链及其配套附 件等，产品广泛应用于海洋石油平台、海上电场、海洋牧场等领域。2021 年 5 月，公司主导编制的国际标准 ISO20438《船舶与海洋技术——系泊链》正式出 版，这是世界上首个关于海洋系泊链的国际标准，标志着公司在系泊链制造生 产和技术研发上达到世界领先水平，生产的 R5、R6 级系泊链满足国际最新标 准和规范，各项性能指标达到国际先进水平。

“三峡引领”号的首家中标企业，光伏电站建设浪潮带来发展机遇。2021 年 7 月，我国首台漂浮式海上风电平台“三峡引领”号成功完成系泊系统的安装和 平台就位，亚星锚链是首个中标该海上漂浮风电平台项目的公司。其系泊系统 铺设包含吸力锚安装及系泊链铺设，“三峡引领”号由 9 根锚链固定，锚链一 头连着海底，一头通过导链轮固定于浮式半潜平台上。随着全国各沿海地区海 洋电站的规划及支持政策的陆续出台，海洋光伏电站项目的数量大幅度上升， 对锚具产品的需求也迎来增长，将给公司增添新的发展机遇。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）

精选报告来源：【未来智库】未来智库 - 官方网站