我国变压器行业的未来发展趋势

我国变压器行业的未来发展趋势

我国变压器行业的未来发展趋势根据国家统计局的数据，我国电力消费量自2010年的41，934．49亿千瓦时上升至2019年的74，866．12亿千瓦时，年复合增长率超过6．65%，用电需求快速增长。其中，主要的用电需求集中在我国华北、华中、华东地区，以上地区的工业用电占比超过六成。工业用电高能耗及长时间运作的特性要求电量的供应需保持稳定、充足。我国西北部地区不仅煤炭资源丰富，还适宜发展多种新能源发电，而本地却用电需求少，存在资源未能充分利用的情况。因此，大容量、远距离的输电是我国电力发展的主要方向，跨区域的电耗也决定了提高电压等级成为输电技术的主要发展方向。超高压、特高压输电具有远距离、大容量、低损耗、少占地的综合优势，可以大幅度提高电网自身的安全性、可靠性、灵活性和经济性。超高压、特高压行业的发展有利于优化我国电网和电源布局，促进电力工业整体和区域经济协调发展，能够有效地实现能源和资源的配置。因此，建设超高压、特高压电网成为我国电力发展的必然趋势。随着双碳系列政策的陆续出台和持续落实，我国能源结构调整和能源装备产业转型升级加速推进，风电、光伏等新能源产业迎来历史发展机遇。而我国风电、光伏等新能源发电集中在西部地区，需要通过输电损耗最小的特高压输电将电力输送到电力需求集中的东南部地区。2022年5月，国家发改委和国家能源局发布《关于促进新时代新能源高质量发展的实施方案》，提出加快推进以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的大型风电光伏基地建设。加大力度规划建设以大型风光电基地为基础、以其周边清洁高效先进节能的煤电为支撑、以稳定安全可靠的特高压输变电线路为载体的新能源供给消纳体系。十三五期间，国家电网累计投运13交12直特高压工程。十四五期间，国家电网规划建设特高压工程24交14直，涉及线路3万余公里，变电换流容量3．4亿千伏安，总投资3，800亿元。综上，为适应我国输电技术的发展，我国变压器也向着高电压、大容量的方向发展。我国在网运行的交流输电变压器电压等级已达到1000kV，直流输电用换流变压器电压等级以达到±1100kV。在变压器容量方面，单相变压器容量已达到1000MVA、三相变压器容量已达到1330MVA。随着我国提出碳达峰、碳中和目标以来，国内新能源转型趋势持续加速。电力领域是我国碳排放的重要来源，根据中电联统计，2021年火电在全国发电量中的占比仍高达67%。为实现双碳目标，自十四五开始风电、光伏等新能源有望成为主要的电力装机增量。2021年10月26日，《2030年前碳达峰行动方案》方案中明确提出2025年我国非化石能源消费比重达到20%左右，单位国内生产总值能源消耗较2020年下降13．5%，单位国内生产总值二氧化碳排放较2020年下降18%；2030年非化石能源消费比重达到25%左右，单位国内生产总值二氧化碳排放较2005年下降65%以上。但新能源如风能、太阳能等存在供应不稳定、波动大的缺点，分布式电源的并网也对电网提出新的挑战。为了应对由此产生的复杂情况，电网将向各环节数字化、调度环节智能化的柔性电网发展。考虑到新能源发电具有波动性的特征，我国逐步形成了以柔性直流为代表的新型输电技术，具备平稳输电波动性和上千公里远距离输送的能力。因此，在以新能源为主体的新型电力系统中，以柔性直流为主导的先进输电技术未来将有大量的应用。2022年5月，国家发改委和国家能源局发布《关于促进新时代新能源高质量发展的实施方案》，提出加快构建适应新能源占比逐渐提高的新型电力系统。随着新型电力系统的加快构建，作为输电系统核心设备的变压器也将向着适应柔性电网输电要求的方向发展。2020年5月29日，国家标委会、市场监督管理总局发布《电力变压器能效限定值及能效等级》（GB20052-2020），并于2021年6月1日正式实施。新的国标修订和整合了之前的两项国家强制标准GB20052-2013（三相配电变压器能效限定值及能效等级）、GB24790-2009（电力变压器能效限定值及能效等级）。在新标准下，各类电力变压器损耗指标下降幅度约在10%~45%，变压器新国标对能效口径的收紧将推动变压器的技术工艺升级以及行业格局的优化。2020年12月，国家工信部、国家市场监管总局、国家能源局联合印发《变压器能效提升计划（2021—2023年）》。《变压器能效提升计划（2021—2023年）》中要求：1、到2023年，高效节能变压器符合新修订《电力变压器能效限定值及能效等级》（GB20052-2020）中1级、2级能效标准的电力变压器在网运行比例提高10%，当年新增高效节能变压器占比达到75%以上；2、加大高效节能变压器推广力度。自2021年6月起，新增变压器须符合国家能效标准要求，鼓励使用高效节能变压器；3、加快电网企业变压器能效提升。推动电网企业开展在网运行变压器全面普查，制定淘汰计划并组织实施。到2023年，逐步淘汰不符合国家能效标准要求的变压器。加快电网企业变压器升级改造，推行绿色采购管理，自2021年6月起，新采购变压器应为高效节能变压器。根据数据，目前我国在运行变压器超过1700万台，装机总容量约110亿kVA。其中，三级能效及以下在运行的变压器大概1000多万台，亟待升级改造。根据国家发改委及国家能源局发布的《十四五现代能源体系规划》中明确提出要改造升级配电网，推进智能电网建设。智能电网的建设需全方位提升配电网监测和控制的智能化水平。在配电网控制体系中，变压器与用电设备直接连接，分布广泛，导致总耗巨大。因此如何降低变压器的损耗和确保变压器安全经济运行是智能电网进一步发展的重要环节。对比传统的变压器，智能变压器可通过网络数字接口进行信息管理、状态诊断与评估、运行数据检测及故障报警等工作，实现关键状态参量的监测、控制与数据共享等，并具有良好的自适应能力以实现优化运行。2022年5月，国家发改委和国家能源局发布《关于促进新时代新能源高质量发展的实施方案》，提出着力提高配电网接纳分布式新能源的能力。发展分布式智能电网，推动电网企业加强有源配电网（主动配电网）规划、设计、运行方法研究，加大投资建设改造力度，提高配电网智能化水平，着力提升配电网接入分布式新能源的能力。综上，在以上政策的推进下，对配电变压器也将向着智能化变压器的方向发展。我国电磁线主要应用领域情况电磁线广泛应用于电力、家电、通讯、电子、汽车、风电装备、航空航天等多个行业，涵盖了以家电和机电产品为主体的传统行业和以电子信息产品、新能源汽车、新能源、高端装备制造为主导的新兴行业。其中，电磁线在电力领域的应用集中于交流电机、普通变压器、轨道高铁变压器等；在家电应用领域集中于家用空调、冰箱及家用洗衣机等。得益于我国经济强劲增长的大环境以及家电节能补贴、家电以旧换新、家电下乡等多项拉动内需政策的有力支持，我国家电工业实现了快速、稳步的增长。目前，我国家电工业的生产规模已居世界首位。家电行业中空调、洗衣机和电冰箱在生产过程中电磁线用量较大，是家电领域中应用电磁线的主要产品。据国家统计局数据，2021年冰箱、空调和洗衣机三大白电产量达39，446．30万台，同比增长3．56%，其中冰箱、空调和洗衣机产量分别为8，992．10万台、21，835．70万台和8，618．50万台。伴随着新型城镇化进程的推进，家电在三四级市场的扩容不断加快。随着我国城镇化的不断深入，居民消费水平提高，市场对健康环保的高端家电产品需求将会继续增长，未来家电行业将会持续拉动电磁线行业的需求。电机是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置，按工作电源种类可分为直流电机和交流电机，其中交流电机占整个电机行业产量的绝大部分。随着我国机械自动化程度不断提高，电机需求量和种类也日益增加。以交流电机增长为例，根据国家统计局数据，我国交流电机年产量从2001年的6，263．27万千瓦增至2020年的31，705．00万千瓦，2021年我国交流电机产量为40，501．80万千瓦，增长22．6%，我国已成为全球重要的电机制造加工基地。工业电机是电磁线产品的主要需求行业之一，未来高效电机以及变频节能电机的推广将是电磁线需求的重要保障，也是电磁线行业产品升级的重要方向之一。同时，电磁线中的电磁扁线以其在电流承载能力、传输速度、散热性能、材料消耗及占用空间体积等方面的突出优势，技术指标碾压传统圆线电机，将成为未来驱动电机使用的主流选择和必然趋势。全球电磁线行业发展状况自1831年英国物理学家法拉第发现电磁感应现象后，磁和电相互转化的原理被广泛应用。电磁线是完成电磁转化的核心构件，被广泛应用于发电机、电动机和变压器等电器设备中。随着全球对电气应用的不断升级，针对电磁线的产业变革也逐步受到人们的重视。电磁线技术不断研发创新，电磁线种类持续增加，从而为电力应用带来了更多发展可能性。美国于1875年最先获取了绝缘漆和纤维技术专利。在随后的一个世纪，各国都在为电磁线的技术更新作出贡献。美国通用公司先后研制了醋酸纤维漆包线、油性漆包线、缩醛漆包线、聚酯漆包线等，美国道奇公司发明了自粘性漆包线和复合漆包线，美国杜邦公司制成了丙烯酸漆包线、聚酯亚胺漆包线、聚酰亚胺漆包线和聚酰胺酰亚胺漆包线；日本在1939年开发了玻璃漆包线，并在1954年制成了硅酮漆包线；德国在1940年制成了聚氨酯漆包线；我国上海电缆研究所分别在1966年和1970年制成聚酰亚胺漆包线和聚酰胺酰亚胺漆包线。电磁线行业在此期间得到快速的发展，电磁线的性能在各国技术的创新下得到了大幅提升，电磁线的应用领域不断扩大。全球电磁线行业在技术研究的引导下，北美、日本和西欧逐渐成为三大传统生产和研发基地。进入二十一世纪后，电磁线及其下游产品的制造基地逐渐向亚洲、美洲中南部和东欧等地区转移。目前电磁线行业已成为电力、机电、交通运输、通讯等多个行业相配套的基础产业，全球电磁线产品的需求大幅上升。中国电磁线产业发展预测电磁线是制造电工产品中的线圈或绕组的绝缘电线，又称绕组线。电磁线广泛应用于电力、机电、电气设备、家用电器、电子、通讯和交通等领域，直接服务对象是变压器、电抗器、继电器、电机电器等产品。与欧美发达国家相比，我国电磁线行业起步较晚，但成长迅速，经过50多年的发展，我国电磁线行业现已形成了百万吨以上的生产能力，成为世界电磁线生产、销售、使用第一大国和出口基地。根据中国电器工业协会电线电缆分会数据，2020年国内电磁线产量176万吨，2020年中国电磁线需求量达到约180万吨。2021年中国电磁线产量为180万吨，同比增长2．3%。目前，全国从事电磁线生产的企业多达上千家，其中具有一定规模的厂家约200家，年生产能力在5万吨以上的企业不超过10家。从竞争格局来看，2020年电磁线市场CR6仅为25．8%，长尾效应显著。根据《十四五规划和2035远景目标纲要》等政策规划，国家层面将推进电线电缆行业的技术升级和智慧化改造。我国电线电缆行业未来的发展方向有：智慧能源系统建设加快、特高压建设规模扩大、农村电网建设力度加大和国际能源电力合作逐步推进。十四五期间，我国主要省份也提出了电线电缆行业的发展方向。其中，辽宁、上海等地均提出了要加大力度对农村电网改造，推进乡村智能电网建设。其他省份的规划中也指出要提升电力的基础设施保障水平，加强电网的升级改造。电磁线作为电线电缆行业的一部分，随着国家十四五规划对电线电缆行业发展方向的明确，电磁线行业也将迎来一系列政策利好，市场需求将进一步扩大。电磁线综述电磁线是一种具有绝缘层的导电金属电线，用以绕制电工产品的线圈或绕组，其原理是利用法拉第的电磁感应效应，通过电流产生磁场，或切割磁力线产生感应电流，实现电能和磁场能的相互转换，是电力设备、工业电机、家用电器、汽车电机、电动工具、仪器仪表等产品的重要构件，被誉为电机、电器工业产品的心脏。根据导体材料划分，电磁线可分为铜线、铝线、合金线；按导体形状划分，电磁线可分为圆线、扁线和异型线；根据绝缘材料划分，电磁线可分为漆包线、绕包线、无机绝缘线。与欧美发达国家相比，我国电磁线行业起步较晚，但成长迅速，目前已成为世界第一大电线生产国和消费国。电磁线行业竞争格局从行业市场竞争格局来看，我国电磁线生产企业众多，由于通用电磁线生产技术、工艺比较成熟，除几家较大规模的企业外，其余企业产品同质化比较严重，2020年CR5集中度仅为26%。具体来看，国内电磁线行业龙头为精达股份，2021年电磁线销售量24．3万吨，2020年市场份额为11．35%。长城科技、冠城大通2020年市占率分别为7．02%、3．96%。目前仅有精达、长城等电磁线龙头企业有量产扁线的能力。2021年，精达股份、金杯电工、冠城大通扁线销量分别为6000、4255、4465吨（精达为新能源汽车扁线，扁线总销量1．05万吨）。扁线生产壁垒高于普通电磁线，行业集中度有望大幅提升。企业扩产方面，自2020年以来，电磁线头部企业纷纷宣布扩产扁线产能，其中精达股份、长城科技、金杯电工规划产能较大。精达股份预计在2022年实现扁线产能4．5万吨，长城科技规划4．5万吨新能源汽车用扁线，金杯电工预计2025年实现新能源车扁线5万吨。精达股份扁线扩产速度领先于其它企业，扩产规模大且速度快，有望快速积累客户、解决方案，成为扁线领域龙头企业。电磁线业务市场情况经过30多年的快速发展，我国电磁线市场已趋于成熟。根据中国电器工业协会电线电缆分会数据，2000年我国电磁线需求量仅约36．7万吨，2020年增加至184万吨，其中，2007年以前，电磁线行业发展迅猛，市场需求量保持了10%以上的年均复合增长率，而在2008年之后，受金融危机等多因素影响，市场需求量增速有所放缓。2008年至2020年，市场需求量年均复合增长率为4．11%。国内电磁线行业发展状况我国电磁线行业较西方国家起步晚，在二十世纪60年代才基本拥有电磁线的自主研发和生产能力，并开始注重培养电磁线的专业人才，为后续国内电磁线技术的持续发展奠定了基础；在二十世纪90年代，我国电磁线行业不断向西方国家引进先进的电磁线技术和生产设备，在不断的研究学习过程中，我国的电磁线生产能力和技术水平逐步进入全球先进行列，能够生产出良好品质的导线芯材料、绝缘材料、生产设备以及检测设备。进入二十一世纪后，我国不断鼓励并推进以电力设备、工业电机等为代表的基础设施建设，电磁线行业作为工业产品的基础产业，其生产规模在短时间内快速扩张。目前我国的电磁线的年生产能力超过百万吨，约占全球电磁线生产总量的50%，部分产品的工艺技术水平已处于全球领先地位。经过长时间的发展，我国电磁线行业生产能力逐渐提升。电磁线行业内生产企业较多，电磁线的生产技术和工艺流程基本成熟，这些企业的生产规模从年产一千多吨至年产十万吨不等。目前我国已形成了百万吨以上的产能总量，为全球电磁线生产、销售的第一大国和出口国。中国电磁线市场供需现状电磁线又称绕组线，是一种具有绝缘层的导电金属电线，是用以制造电工产品中的线圈或绕组的绝缘电线。电磁线由导体和绝缘层两部分组成，裸线经退火软化后，再经过多次涂漆、烘焙而成，普遍具备机械性能、化学性能、电性能和热性能四大性能。电磁线的工作原理是利用法拉第的电磁感应效应，通过电流产生磁场，或切割磁力线产生感应电流，实现电能和磁场能的相互转换，是家用电器、电力设备、工业电机、汽车电机、电动工具、仪器仪表等产品的重要构件。电磁线起源于美国，美国GE公司在1902年制