杏彩体育:美国变压器行业专题报告：供需失衡国内厂商迎历史性机

　　变压器是利用电磁感应原理来改变交流电压的装置。变压器（Transformer）是利用电磁 感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯（磁芯）。主 要功能有：电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压（磁饱和变压器）等。以我国电 力系统为例，发电机输出的中压电能需经变电环节升至 110kV～1000kV，方能实现大规 模、低线损的远距离输电，电能输送至用电区域后需降至 110kV～10kV 分配和接入各类 工业企业、公建设施等用电负荷较大的终端用户，最后再降至低压 380/220V 分配和接入 低压用户。

　　变压器可分为运行在主干电网的电力变压器和运行在终端的配电变压器两大类。1）电力 变压器：用于较高电压的输电网升压降压应用(400kV、200kV、110kV、66kV、33kV)， 额定容量一般在 200MVA 以上。2）配电变压器：配电变压器用于低压配电网（11kV、6.6kV、 3.3kV、440V、230V），作为终端用户连接的手段，可将电网中的高压电转换为可在工业 企业、共建设施、城乡居民中使用的低压电力，一般额定小于 200MVA。在网外，光伏、 风电以及储能等新能源也通过配电变压器升压并入电网。在美国电力变压器与配电变压器 区分的电压等级通常为 69kV 或 72kV。

　　按照冷却方式不同，变压器分为干式变压器和油浸式变压器。干式变压器依靠空气对流进 行自然冷却或增加风机进行冷却，绝缘介质一般为环氧树脂或 Nomex 纸，一般用于综合 建筑内（地下室、楼层中、楼顶等）及人员密集等要求防火、防爆的场所。油浸式变压器 依靠变压器油作冷却介质和绝缘介质，根据防火防爆要求，油浸式变压器一般安装在独立 的变压器室内或室外。

　　变压器行业产业链中，上游主要为原材料供应商，提供硅钢片、铜、铝等原材料；中游为 变压器生产供应环节，为下游企业提供定制化变压器的产品设计、生产制造、装配调试和 售后服务等，主要应用于能源电力、石油化工、冶金、铁路交通和城市建设等领域，各细 分行业呈现出不同的市场需求特点。原材料中，铜材品类包括铜线、铜箔、铜杆、铜排等， 是制作干式/油浸式变压器绕组的主要原材料。铜线即铜质电磁线，用于制造线绕绕组；铜 箔用于制造箔绕绕组；铜杆即铜线坯，用于进一步拉制加工成铜线。取向硅钢指通过一定 的碾轧手段，使硅钢片中晶粒沿一定方向有序排列的硅铁软磁合金，具有优良的导磁性， 是变压器铁心制造的最主要原材料。

　　变压器成本中原材料占比约 90%，铜材与取向硅钢片对成本影响较大。在变压器成本构 成中，原材料占比高。根据江苏华辰招股说明书中所披露的其公司 2021 年主要产品主营 业务成本项目构成数据，无论是干式变压器还是油浸式变压器，直接材料在成本构成中均 在九成左右。在原材料中，铜材、取向硅钢、电子元器件、绝缘材料、钢材、铝材等占比 较高。以油浸式变压器为例，根据华经产业研究院数据，铜材料成本在直接材料中的占比 约为 30%，取向硅钢生产工艺、制造技术较为复杂，技术壁垒较高，其成本占比为约 25%， 变压器油成本占变压器原材料成本的比重为 15%。

　　2021 年全球变压器市场规模 373 亿美元，美国占比约 17%达到 63 亿美元。根据 Power Technology Research（下文简称“PTR”），2021 年全球变压器市场规模达到 373 亿美元， 其中电力变压器占 236 亿美元，配电变压器占 137 亿美元。分区域看，北美占全球变压 器市场的 21%，其中电力变压器市场规模超过 49 亿美元，相当于全球电力变压器市场的 21%，配电变压器市场收入为 30 亿美元，占全球配电变压器市场的 22%。北美变压器市 场由美国主导，美国占北美变压器市场总额的 79%，即美国变压器总市场规模为 63 亿元， 在全球市场占比 17%，其中电力变压器市场收入 38.5 亿美元，配电变压器市场收入 24 亿美元，在全球占比分别为 16%、18%。

　　美国变压器老化严重，致使电网安全稳定性下降。美国电力基础设施的大部分投资都是在 1950 年代到 1980 年代进行，因此当前美国多数变压器都达到了平均寿命，平均使用年限 达到了 38 年。根据 PTR，美国 70%的配电变压器机组使用年限超 过 25 年，约 15%的已经超过了 40 年的平均预期寿命；美国的高压电网包含超过 3500 个变电站，其中超过 33%的变压器已使用超过 50 年，约六分之一的变压器使用年限超过 60 年。设备的老化增加了其故障率，加之极端天气的影响，导致电网供电的不稳定性增 加。根据 IEA 对部分国家按不同原因分类的电网相关停电情况的统计，2021 年电网相关 停电对美国经济的幅面影响达到 540 亿美元，美国因技术/设备原因停电所造成的经济影 响占总 GDP 的比例高于中国、德国以及澳大利亚。

　　存量替换是美国变压器市场增长的重要驱动力，每年近 2/3 的变压器用于替换需求。根据 PTR，美国每年约 2.1%的变压器机组退役，用新变压器替换老旧变压器是行业重要的需 求来源。美国每年销售的配电变压器超过 100 万台，但其中只有三分之一的容量增加；另 外三分之二用于替换电网中使用了几十年的变压器。存量替换是美国变压器市场增长的重 要驱动力。

　　美国新能源发电量的大幅增长需要相应的输配电网络升级扩容，进而推动变压器需求。根 据 EIA，2022 年美国总发电量达到 40.9 亿兆瓦时，风能、太阳能、水力等可再生能源发 电量于 2021、2022 年先后超过核电和煤电。这其中，美国风电和光伏发电量快速增长， 公用事业规模光伏容量从 2021 年的 61GW 增至 2022 的 71GW，风电装机规模由 2021 年的 133GW 至 2022 年的 141GW。EIA 预测美国可再生能源发电的份额将从 2021 年的 21%增加到 2050 年的 44%，增量主要来自光伏和风电。美国新能源的发展目标需要对电 网进行扩展和升级，以使得即将上线的新电厂能够实现电网互联，进而将推动电力和配电变压器市场的增长。值得注意的是，根据 PTR，截至 2022 年底，美国有超过 10200 个项 目正在寻求电网互联，发电量约为 1350GW，储能约为 680GW。

　　美国交通运输部门的电气化有望推动美国变压器市场的增长。根据麦肯锡的报告，美国联 邦政府的目标是至 2030 年美国销售的新乘用车和轻型卡车中有一半应该是零排放汽车 （ZEV），包括 BEV、PHEV 以及 FCEV。在全国达到联邦 ZEV 销售目标的情况下，麦肯 锡预计美国的电动汽车车队将从 2022 年的不到 300 万辆增长到 2030 年的 4800 多万辆， 约占美国道路上所有车辆的 15%，其中乘用车数量可能超过 4400 万辆。随着道路上电动 汽车数量的增加，每年为电动汽车充电的电力需求将从现在的 110 亿千瓦时激增到 2030 年的 2300 亿千瓦时。2030 年的需求估计约占美国当前总电力需求的 5%。为了满足美国 电动车的充电需求，根据美国两党《基础设施法》提供了 75 亿美元用于发展该国的电动 汽车充电基础设施。但与此同时，如果电网基础设施跟不上电动汽车即充电桩的发展，司机可能会遇到充电困难，例如排长队或只能在特定时间和地点充电；过度紧张的电网也将 更容易受到极端天气事件的影响，并且容易发生停电。电动汽车充电基础设施的急剧增长 将在更高的电网容量需求和电网灵活性方面直接影响电网，推动变压器需求。

　　基础设施法案等政策有效推动美国电网投资建设。为提升电网可靠性以及对老旧设备进行 升级改造，近年来美国逐渐加大对电网领域的投资。2022 年北美电网投资额达到 936 亿 美元，同比增长 6.85%，2018-2022 年复合增速达到 6.97%。2021 年 11 月通过的《两党 基础设施法案》提出将升级美国的电网设施，投资超过 650 亿美元用于清洁能源传输和电 网领域。它将通过建设数千英里的新的、有弹性的输电线路来升级我们的电力基础设施， 以促进可再生能源和清洁能源的扩张，同时降低成本。《通胀消减法案》计划提供 3700 亿美元的激励资金，用于部署商业和新兴清洁能源技术。我们预计相关刺激政策有望对美 国变压器在内的电网基础设施投资带来有效的拉动。

　　美国变压器市场参与者包括本土企业和跨国公司，后者为主导。美国市场电力变压器的主 要供应商分为美国公司（总部设在美国）和国际公司（可能在美国设有制造工厂，但总部 设在其他地方）。美国公司包括通用电气（GE）、弗吉尼亚变压器公司（Virginia Transformer Corporation）伊顿（Eaton）、宾夕法尼亚变压器技术公司（Pennsylvania Transformer Technology）。另一方面，美国变压器市场由大型跨国公司主导，包括日立能源、WEG、 HPS（Hammond Power Solutions）、西门子、晓星（Hyosung）、现代电力变压器（美国） 和 JSHP 等。其中，日立能源，WEG，通用电气和弗吉尼亚变压器能同时生产配电变压 器和电力变压器，而宾夕法尼亚变压器和现代电力变压器仅生产电力变压器。

　　美国本土变压器产能有限，进口依赖度较高。早在 2020 年，美国商务部发布了《变压器 零部件进口对的影响》报告即指出，“国内生产能力的缺乏以及随之而来的对进 口的过度依赖已经持续了至少十年”。由于变压器产能扩张较慢，面对日益旺盛的需求， 美国本土厂商产能不足，供需缺口目前主要由进口弥补。根据 USA Trade Online，2021 年美国变压器进口额为 28.62 亿美元，而前文提到当年美国变压器市场规模为63 亿美元， 即综合进口比例达到 46%。不同容量等级中，大型变压器进口依赖度更高，根据 PTR 的 数据，美国对大型电力变压器（容量100MVA）的需求中 82%通过进口满足；不同绝缘 类型中，干式变压器进口比例更高。 我们预计 23 年美国变压器进口额较 21 年接近翻倍达到 56 亿美元，进口比例提升至 77%。 2022 年以来，美国变压器进口金额大幅提升，2023 年前 11 月进口额已达到 51.73 亿元， 预计全年即将达到 2021 年两倍左右。为了对美国 2022-2023 年变压器进口比例审慎预测， 我们假设 2022-2023 年美国变压器市场规模（即进口比例的分母端）每年同比增速均为 8%，并根据 2022-2023 年美国变压器进口金额（假设 23 年尚未公布的 12 月进口金额等 于前 11 月进口额平均值，即 23 年全年进口额约 56 亿美元），测算得到 2022/2023 年美 国变压器进口比例分别提升至 58%、77%，美国变压器市场对进口的依赖度或进一步加强。

　　美国变压器面临供给短缺，平均交付时间延长几个月至数年。2020 年以来由于与 COVID-19 相关的短缺和积压、劳动力限制、运输问题和地缘紧张局势，美国变压器 出现短缺。且与那些拥有既定本地供应链的地区或国家相比，没有本地变压器供应链的地 区或国家将更容易受到短缺的影响，美国电力变压器和配电变压器的交货时间自 COVID-19 起大幅增加，迄今供给短缺问题。根据 PTR，美国电力变压器交货时间通常为 从 COVID-19 之前的 12-14 个月增至当前的 38 个月。根据美国政府问责署（U.S. GAO） 对美国公用事业公司的采访，在过去的 3 年里，几种大小的配电变压器的报价交货时间从 平均 10 个月增加到 1 到 7 年。采访中另一家寻求购买变压器的公用事业公司指出，制造 商给他们的订单交付时间估计为 2 到 4 年；此。