今天分享的是储能系列深度研究报告:《 电力设备与新能源行业研究报告 》。(报告出品方: 华泰证券)
随着全球发电端风光大规模并网,用电端耗能及电气化程度提升,波动性 提升,电网维稳压力增大,需要增加容量来应对潜在波动。变压器作为电压转换部件,协助平缓波动,在风光后市场下,有望开启长周期增长, GMI 预计 2023-2032 年全球变压器市场规模 CAGR 可达 7.2%。变压器市 场格局十分分散,2020 年 CR5 仅为 7.28%,其中新能源与出口赛道由于 对厂商验证标准更高,集中度或提升。我们认为储能变压器占比较高与具 备出口能力的两类变压器企业有望直接受益。
变压器作为电压转换之梯,触达发、输、配、用全电力环节,其成本构成 清晰透明,铜材、硅钢等直接材料占比超 90%。目前全球变压器市场呈现 出以下趋势:1)配电变压器价值量占比逐年提升,22 年占比为 51.0%; 2)干式变压器价值量占比逐年提升,22 年占比为 29.0%;3)欧洲地区单 价最高(3300~3450 美元),北美洲和亚太地区次之(3000~3100 美元), 拉丁美洲、中东及非洲价格最低(2400~2600 美元);4)变压器在政策推 动下走向高效节能。
国内市场需求主要受到传统电力和新能源需求双驱动。大风光基地特高压 工程规划带动输变电变压器长周期需求增长;配电网扩容驱动配电变压器 新增需求;新能源电站建设带动发电端变压器需求增长;国内新型储能市 场高增,我们预计年内大型储能新增装机有望达到 20.5GW/45.1GWh,同 比+179%/184%,储能配变压器需求有望保持同步增速。美国电网老旧带 来替换需求,能源带来新增需求。欧洲不断加大发展可再生能源力 度,拉动变压器行业需求增长,原料短缺限制供给。GMI 预计全球变压器 行业 2023-2032 年 CAGR 达 7.2%,到 2032 年市场价值达 207 亿美元。
国内变压器市场格局十分分散,2020 年 CR5 仅为 7.28%。分产品来讲: 1)输变电、风电变压器技术要求高,具备定制化特点,参与玩家少,盈利 情况较好。2)配网变压器、火力/光伏/水力发电变压器产品相对同质化, 技术要求低,玩家通常以低价竞争,后续预计会面临产能的部分出清。3) 储能变压器需求快速提升,但因成本压力,导致压价压力较高,盈利有压 力。当前行业整体盈利能力趋于稳定,平均毛利率约在 20%-25%,国内厂 商扩产周期需要 2 年左右,海外更长。新能源与出口赛道由于对厂商验证 要求和标准更高,集中度或提升。完整版《 电力设备与新能源行业研究报告 》来源于公众号:百家全行业报告 研究报告内容节选如下
电力系统可以分为发、输、配、用四个环节,通常采用不同的电压等级,需要通过变电环 节实现电压的转变与连接。变压器就是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置,主要 构件包括初级线圈、次级线圈和铁心。上游主要硅钢、铜、铝等大宗商品,下游触达电力 系统的发、输、配、用多个环节,在电力系统中发挥着十分重要的作用。
变压器下游应用广泛,需求各有不同,品种类别多样。按照应用场景的不同,可以将变压 器分为发电用变压器(新能源发电、传统能源发电)、输变电网用变压器、配网及民用变 压器及其他应用场景变压器(如轨道交通、汽车充电桩等)。按照冷却和绝缘工艺的不同, 可以将变压器分为干式变压器和油浸式变压器。按照铁心材料的不同,可以将变压器分为 传统硅钢变压器和非晶合金变压器。
根据应用场景的不同,可以将变压器分为发电用变压器(新能源发电、传统能源发电)、 输变电网用变压器、配网及民用变压器及其他应用场景变压器(如轨道交通、汽车充电桩等)。为了减少输电环节的损耗,需要把电压升到较高的水平进行传输, 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,才能实现大规模、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。
按照冷却和绝缘工艺的不同,可以将变压器分为干式变压器和油浸式变压器。干式变压器 采用空气或其他固体材料(如环氧树脂)作为绝缘介质和冷却剂。油浸式变压器采用矿物 油或合成绝缘油作为绝缘介质和冷却剂,将绕组和铁芯都浸没在变压器油中。干式变压器 安全性较高但适用电压偏低、单价贵,适合安全性需求较高的室内;油浸式变压器大容量 居多,可燃可爆,适合户外独立场所,多为升压站的主变。据前瞻产业发布的《2021 年 中国干式变压器行业产业链现状及市场竞争格局分析》,2020 年在大、中城市中干式变压 器的应用占比约 15%-20%,在北京、上海、广州、深圳等城市,约占到 50%左右,在农 村配电网中干式变压器的应用相对较少,我国整体市场干式变压器应用占比约为 10-15%。
根据铁心材料的不同,可以将变压器分为传统硅钢变压器和非晶合金变压器。目前,传统 硅钢铁心材质的变压器制作方法和加工工艺比较成熟,是目前电力变压器主要使用的磁性 材料。非晶变压器的优势在于高效节能,空载损耗显著低于传统硅钢变压器,但是存在噪 音大、抗突发短路能力差、制造难度大等问题,适用于较长时间处于低负荷的地区(主要 为农村电网、城乡结合处等),节能效果更为明显。2022 年配电变压器招标结果中,非晶 变压器的占比为 18.0%。
节能改造需求:多项政策加持,2025 年高效节能变压器渗透率目标为 50%。2020 年 12 月,工业和信息化部、市场监管总局、国家能源局三局联合发布《变压器能效提升计划 (2021-2023 年)》,要求 2023 年高效节能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。2022 年 6 月,工业和信息化部、发展改革委、财政部等六 部门联合发布《工业能效提升行动计划》,要求 2025 年新增高效节能变压器占比达到 80% 以上。在政策的推动下,高效节能变压器替换不符合国家标准的变压器,节能改造带动替 换需求,高效节能型变压器有望得到进一步推广应用。
变压器成本结构清晰,直接材料占比超九成。以江苏华辰为例,生产成本中 91.7%来自于 直接材料,4.6%来自于人工成本,剩余 3.7%来自制造费用和其他合同履约成本。而根据 中商产业研究院的数据,变压器的直接材料主要包括铜材、硅钢、绝缘材料(变压器油 等),占比分别为 30%/25%/15%。
取向硅钢、钢材价格对变压器成本影响大,变压器定价多跟随成本同步变化以保证毛利率 稳定。变压器类产品主要原材料中占比最大的两项分别为取向硅钢和铜材。这两项原材料 的单位用量根据变压器的容量大小而有所不同,单位耗材量随着变压器容量的提升而减小。 根据北极星输变电网公布的数据,16-840MVA 容量区间内的变压器单 MVA 耗用的硅钢量 大约在 0.31-0.51 吨,意味着取向硅钢单吨价格每提升 1 万元,单 MVA 的变压器成本相应 增加 3100-5100 元。根据中国电器工业协会变压器分会提供的 S9/S11 型号变压器铜导线kVA 容量区间内的变压器单 MVA 耗用的硅钢量大约在 0.40-1.71 吨, 意味着铜材单吨价格每提升 1 万元,单 MVA 的变压器成本相应增加 4000-17100 元。
主要原材料硅钢、铜材价格目前处于高位。硅钢价格自 2022 年初较大幅度上涨后持续处 于高位,近期出现一定的回落。铜价自 2020 年初开启上涨态势,2022 年中经历了一波调 整后,近一年约在 6-7 万元/吨之间呈现小幅上涨态势。考虑到中期供应缺口可能走阔,铜 价或继续向上。
国内市场需求主要受到传统电力行业需求(包括输变电变压器和配电变压器)和新能源需 求(包括风光储)双驱动。其中,传统电力行业需求增长主要来源于“十四五”期间电网总 投资规模有望实现较快增长,大风光基地特高压工程规划带动输变电变压器长周期需求增 长,配电网扩容驱动配变新增需求增长。新能源需求则主要是我国风力、光伏、储能电站 等项目的兴建带来的变压器需求增长。
输变电变压器主要应用于高压线路。我国电力市场存在地域性供需不平衡,发电端,水电 站西多东少,火电站北多南少。用电端,东南有很多大型城市,居民用电量大,本地供电 不足。为此,国网实行了“西电东送,北电南输”战略工程。由于输送距离远,跨度大, 为降低输送过程中损耗,工程较多采用高电压和特高压。高电压电网工程建设带来了更多 的输变电变压器需求。
23 年特高压工程开工节奏加快,大风光基地特高压工程规划带动变压器长周期需求增长。2023 年特高压工程节奏快,仅 7 月就有金上-湖北(重庆段)、陇东-山东(山东段)、陇东 -山东(山西段)、张北-胜利(冀北段)等多段工程开工。根据国网规划,“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 万余公里,变电换流容量 3.4 亿 千伏安,总投资 3800 亿元。2023 年年内,国网计划核准“5 直 2 交”,开工“6 直 2 交”, 直流开工数量为历史最高值。另外,根据大风光基地建设规划,到 2030 年,我国将建设 风光基地总装机 455GW(十四五规划 200GW,十五五规划 255GW)。随着风光大基地项 目的建设,特高压外送通道将成为重要的消纳渠道。因此,我们预计到“十五五”期间特 高压建设仍将快速发展,对应将带动主网变压器长周期需求增长。
2023 年招标项目更多、标包更大,输变电变压器企业有望受益。根据 EPTC 和 Data 电力 统计的数据,2022 年输变电变压器采购共 7 次,招标标包 465 个,变压器 4063 台(同比 +133.8%),招标金额 122.5 亿元(同比 57.2%)。2023 年上半年共发布了 4 次批次招标 信息,共招标标包 316 个,变压器 4006 个,前 3 次中标结果已公开,招标金额共 103.32 亿元,招标数量和金额均已接近 22 年全年招标量。从招标特点来看,23 年每次招标发布 平均标包 79 个(同比+18.9%),平均每标包包含变压器约 12.68 个(同比+45.1%)。单次 招标标包数量和单个标包大小双双提升,输变电变压器企业有望受益。
终端耗能与电气化程度提升,全国社会用电负荷和用电弹性双承压。随着我国城镇化水平 不断提升,全国用电量总体呈上涨趋势。2011-2022 年全社会用电量复合增速达到 5.7%, 23 年上半年全社会用电量累计 4.31 万亿 kWh,同比+5.1%。2023 年 7 月 26 日,国家发 展改革委副秘书长欧鸿在国新办举行的国务院政策例行吹风会上表示,入夏以来全国日调 度发电量三创历史新高,最高达到 301.71 亿 kWh,较去年峰值高出 15.11 亿 kWh;全国 最高用电负荷两创历史新高,最高达到 13.39 亿 kWh,较去年峰值高出 4950 万 kWh。未 来随着终端耗能与电气化程度提升,配电端用电负荷和用电弹性双承压。
电网投资的重心由主干网向配网侧转移,配电网扩容驱动配变新增需求。为保障全国电力 稳定安全,配电网扩充需求紧迫。我国电网投资的重心也由主干网向配网侧转移,提升配 网、农网供电水平,增强电网服务清洁能源成未来趋势。南方电网历年配电网投资建设占 比整体呈现上升态势,2017-2021 年配电网基本在 79%左右。在《2021 年企业社会责任 报告》中,南方电网提出“十四五”期间配电网建设规划投资 3200 亿。