【電力】2017年中國變壓器行業(yè)現狀及未來發(fā)展趨勢分析
變壓器一直是現代電力網絡建設的主要設備,在發(fā)電、輸變電、配電各環(huán)節(jié)都發(fā)揮著關鍵作用。近年來得益于大量的基礎設施投資和電力工業(yè)的快速發(fā)展,變壓器行業(yè)規(guī)模迅速擴張、產能大幅增長,但也存在著行業(yè)集中度低、技術水平陳舊等問題。“十三五”期間國家調整能源結構、建設智能電網等戰(zhàn)略規(guī)劃,為變壓器行業(yè)帶來了新的發(fā)展機遇,也提出了更高的技術挑戰(zhàn):新能源發(fā)電技術成熟和進一步推廣,將有力推動新能源配套變壓器市場,但對變壓器的安全穩(wěn)定運行要求更為嚴格;“堅強智能電網”的升級改造工程不僅會創(chuàng)造增量市場空間,也將開啟落后變壓器升級的巨大存量市場,節(jié)能型、智能型變壓器將成為行業(yè)發(fā)展趨勢,傳統(tǒng)變壓器廠商的過剩產能面臨淘汰壓力;軌道交通建設提速、電動汽車的普及,都將為變壓器行業(yè)創(chuàng)造新的增長點。節(jié)能、可靠、智能的變壓器是我國建設新型電力網絡的基石、是推動能源體系改革的重要保障。
1、新能源配套變壓器有廣闊市場空間
我國能源結構以化石燃料為主,由此形成的環(huán)境、資源壓力日趨嚴峻,推動能源轉型、建設清潔能源體系已刻不容緩。“十二五”期間,新能源發(fā)電取得了長足進步,到2015年,非火電發(fā)電量占比達26.3%,較2010年上升7個百分點,能源結構得到有效改善。根據《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃》的目標:到2020年,非火電裝機容量達到7.7億千瓦,發(fā)電量占比提高到31%。
中國火電與非火電發(fā)電量占比
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新能源電站的建設催生了對發(fā)電端變電設備的需求,有力拉動了變壓器市場的持續(xù)增長,但也對相應變壓器產品提出了更高的要求。風電、太陽能等新能源發(fā)電具有間歇性、隨機性、可調度性差的特點,要求變壓設備具有更高的穩(wěn)定性和可靠性;風電站、太陽能電站所處環(huán)境相對惡劣、布局分散,對變壓器的環(huán)境適應性要求較高,并應具有可視化的實時監(jiān)控功能以降低維護頻率;核電站對變壓器的安全性要求極高,需在使用期末仍能承受極端的地震和突發(fā)短路情況。新能源產業(yè)的高速發(fā)展,奠定了配套變壓器產業(yè)的增長基礎,也推動著變壓器行業(yè)的技術革新。
(1)風力發(fā)電
①風力發(fā)電概況
風電是目前新能源行業(yè)中技術最成熟、經濟性最高、最具發(fā)展?jié)摿η一緦崿F商業(yè)化的可再生能源技術之一。風電已在全球范圍內實現規(guī)模化應用,2000年以來風電占歐洲新增裝機的30%,2007年以來風電占美國新增裝機的33%美國還提出到2030年風電用電量占比將提升至20%。隨著風電技術的不斷進步,風電成本持續(xù)下降,美國風電長期協(xié)議價格已下降到化石能源電價同等水平,電的經濟性凸顯。4
②中國風電產業(yè)發(fā)展歷程
發(fā)展風電已成為許多國家推進能源轉型的核心內容和應對氣候變化的重要途徑,也是中國深入推進能源生產和消費革命、促進大氣污染防治的重要手段。風電產業(yè)在中國經歷了三個不同的發(fā)展階段:1)2006-2009,2006年《可再生能源法》的頒布實施開啟了風電產業(yè)的黃金時代,風電裝機容量快速增長,大量企業(yè)紛紛進入風電設備領域,風電設備國產化水平大幅提升。2)2010-2012,201年風電行業(yè)進入轉折,出現產能過剩、供過于求的趨勢,并網難、“棄風”問題凸顯,2011年集中暴發(fā)的大規(guī)模風電脫網事故促使國家出臺一系列行業(yè)標準,風電場建設驟然減速,新增裝機容量連續(xù)三年下滑。3)2013-2016,2013年開始風電行業(yè)止跌回升,進入穩(wěn)健發(fā)展時期,同時呈現若干新趨勢:小規(guī)模陸上風電場向大功率、海上風電發(fā)展,風電建設由集中“三北”向東部、南部發(fā)展,并網、消納問題得到持續(xù)改善,風力發(fā)電成本下降、同時國家電價補貼政策出現收縮,風電產業(yè)由政策驅動型向市場驅動型轉變。
風電標桿電價調整歷程
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截至2016年底,中國風電裝機總量達1.49億千瓦,占全國電源總裝機的1-1-1499.03%,上網電量2,410億千瓦時,占全國總發(fā)電量的4.02%,風電已成為中國繼水電、煤電之后的第三大電源。
中國風電裝機容量2010-2016(萬千瓦)
③中國風電產業(yè)市場前景
2016年12月國家能源局頒布的《風電發(fā)展“十三五”規(guī)劃》提出了風電發(fā)展的總體目標和相應措施:至2020年底風電并網裝機容量達2.1億千瓦,風電年發(fā)電量達到4,200億千瓦時,占全國總發(fā)電量的6%;優(yōu)化風電建設區(qū)位配置、推動風電消納、提升風電技術水平、完善風電行業(yè)管理體制。按照陸上風電投資7,800元/千瓦、海上風電投資16,000元/千瓦測算,“十三五”期間風電建設總投資將達到7,000億元以上。中國風能資源充沛、風電產業(yè)鏈基礎成熟、對清潔能源需求迫切,隨著風電技術進步、成本下降、配置優(yōu)化、體系完善,預期中國風電產業(yè)將進入持續(xù)健康發(fā)展期,未來擁有廣闊的市場空間。
④風電配套變壓器的發(fā)展狀況與市場前景
風電站的建設對變壓器的需求較高,每臺風力發(fā)電機都需要配置一臺箱式變電站,電站還需若干臺并網輸電的高壓主變壓器及站用中低壓變電設備。由于風力發(fā)電輸出功率不穩(wěn)定,變壓器空載和負載損耗較高,對變壓器的節(jié)能性要求較高;風電站布局比較分散且偏僻,變壓器需要具有故障率低、免維護的特點;風電用變壓器需要耐受風沙環(huán)境,尤其是海上風電用變壓器,還需要能夠承受海鹽長期腐蝕,對可靠性要求很高。近年來隨著風電裝機容量持續(xù)上升,風電變壓器行業(yè)迅速發(fā)展,技術不斷成熟,成本持續(xù)下降,根據“十三五”規(guī)劃中風電裝機容量達2.1億千瓦的發(fā)展目標,到2020年,風電配套變壓器容量可能超過2.3億千伏安,市場空間十分廣闊。
(2)太陽能發(fā)電
①太陽能發(fā)電概況
太陽能具有永久性、儲量大、清潔無污染等特點,是目前應用技術比較成熟、資源分布最為廣泛的可再生能源。太陽能發(fā)電的利用方式分為光伏發(fā)電和光熱發(fā)電兩種,其中光伏技術在全球范圍內已得到規(guī)模化應用。截至2015年底,全球太陽能發(fā)電裝機累計達到2.3億千瓦,當年新增裝機超過5,300萬千瓦,占全球新增發(fā)電裝機的20%,自2006年以來,光伏發(fā)電裝機容量平均年增長率超40%。
②中國太陽能產業(yè)的發(fā)展歷程
太陽能產業(yè)的周期性波動特點比較明顯,經歷了數輪繁榮與蕭條的轉換。中國太陽能產業(yè)高速成長始于2004年,德國、意大利、西班牙等歐洲國家出于發(fā)展清潔替代能源的戰(zhàn)略考量,開始大量建設光伏電站,由此催生了對太陽能電池板等光伏設備的巨大需求,在這一階段中國的光伏設備產能迅速擴張。2008年金融危機以后,歐美光伏投資大幅萎縮,為扶持光伏產業(yè)發(fā)展、消化過剩光伏產能,加快新能源體系建設,2010年國家推出了金太陽示范工程及一系列補貼政策,以推動中國從光伏組件生產基地向光伏發(fā)電應用市場轉變,實現從制造端到市場端的產業(yè)鏈延伸,積極的政策環(huán)境帶來了光伏電站的爆發(fā)性投資,但獲取補貼為導向的這一輪光伏躍進也帶來了重視電站建設、輕視并網配套和經濟效益等隱患。2011年至2013年,隨著產能過剩、成本高、并網難等一系列問題凸顯和國家補貼政策的收緊,光伏電站建設步伐趨緩,產業(yè)進入深度調整期。2014年以來,雖然電價補貼等政策逐漸收緊、平價上網已成趨勢,但伴隨著光伏技術進步、裝機成本下降、發(fā)電效率提升、并網配套完善、落后產能退出、競爭環(huán)境改善等,太陽能產業(yè)開始復蘇并逐漸進入市場主導的可持續(xù)性發(fā)展軌道。
光伏標桿電價調整歷程
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目前,我國已逐步建立了完善的太陽能產業(yè)政策體系,明確了價格、補貼、稅收、并網等多個層面的政策框架,確立了行業(yè)標準和檢測認證體系。太陽能制造產業(yè)化水平不斷提高,發(fā)電技術快速進步,光電轉化效率持續(xù)提升,太陽能發(fā)電規(guī)模顯著擴大。2016年中國太陽能發(fā)電新增裝機容量3,479萬千瓦,累計裝機容量達7,742萬千瓦。
中國太陽能發(fā)電裝機容量2010-2016(萬千瓦)
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③中國太陽能產業(yè)的市場前景
2016年12月國家能源局頒布的《太陽能發(fā)展“十三五”規(guī)劃》提出了太陽能發(fā)展的總體目標:到2020年底,太陽能發(fā)電裝機達到1.1億千瓦以上,發(fā)電量達1,500億千瓦時;光伏發(fā)電電價水平在2015年基礎上下降50%以上,在用電側實現平價上網目標;先進晶體硅光伏電池產業(yè)化轉換效率達到23%以上。規(guī)劃重點提出要推進分布式光伏建設和微電網配套工程,優(yōu)先消納分布式光伏發(fā)電量,建設分布式發(fā)電并網運行技術支撐系統(tǒng)并組織分布式電力交易等措施。可以預見“十三五”期間,太陽能產業(yè)尤其是分布式光伏電站和太陽能熱發(fā)電將得到持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。
④太陽能配套變壓器的發(fā)展狀況與市場前景
太陽能電站通常每2臺500千瓦發(fā)電機組配置一臺1千伏安變壓器,電站也需若干臺并網輸電的高壓主變壓器及站用中低壓變電設備,太陽能電站建設對變壓器需求較高。隨著光伏發(fā)電技術發(fā)展和大功率逆變器的研制,太陽能發(fā)電配套變壓器逐步向大容量、集成化發(fā)展;集中式光伏電站通常安裝在日照強烈的荒漠或者高原地帶,要求相應變壓器具備較強環(huán)境適應能力。太陽能發(fā)電進入穩(wěn)健發(fā)展軌道,有力推動了配套變壓器市場,根據“十三五”發(fā)展規(guī)劃,到2020年太陽能發(fā)電裝機容量達1.1億千瓦,相應配套變壓器容量也將可能達1.1億千伏安9,具有較大增長空間。
(3)核能發(fā)電
①核能發(fā)電概況
核電與火電、水電并稱世界三大電力供應支柱,相比火電等傳統(tǒng)能源,核電具有環(huán)境影響小、資源消耗少等特點,而相比風電、光伏等新能源,核電則呈現發(fā)電功率高、供應能力強、運行功率穩(wěn)定不受環(huán)境因素影響等特點。據國際原子能機構統(tǒng)計數據顯示,截至2015年末全球共14個國家核電發(fā)電量占比超過20%,其中法國高達76.3%,美國和俄羅斯的核電占比分別為19.5%和18.6%10,核電已成為世界上最主要的非化石能源之一。
②中國核電工業(yè)發(fā)展歷程
1991年中國自主設計制造的秦山核電站投入使用,標志著中國核電工業(yè)的起步,隨著大亞灣、嶺澳、田灣等核電站陸續(xù)建成,中國的核電商業(yè)化運營漸趨成熟,在核能技術自主研發(fā)與引進消化、核安全監(jiān)管、核電運營等領域不斷完善。
2011年福島核泄漏事故引發(fā)我國對核安全問題的重視,在暫停核項目審批和對現有設備進行全面安檢后,2012年5月國務院通過《核安全檢查報告》和《核安全規(guī)劃》,中國核電項目重啟。2015年5月中國自主三代核電技術“華龍一號”首堆示范工程——福清核電站5號機組正式開工建設,標志著中國自主核電技術的飛躍發(fā)展,當年全國共審批通過8臺核電機組項目,中國核電產業(yè)發(fā)展開始提速。截至2017年1月1日,中國已建成并投入在運的核電機組有35臺,累計裝機容量達3,350萬千瓦,在建核電機組22臺11,2016年核電發(fā)電量占比約3.56%。
中國核電裝機容量2010-2016(萬千瓦)
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③中國核電工業(yè)市場前景
2016年11月國家發(fā)改委、國家能源局頒布的《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃》提出推進沿海核電建設,至2020年核電裝機容量達到5,800萬千瓦。在推動國內核電建設同時,我國堅定實施核工業(yè)“走出去”戰(zhàn)略,積極參與國際競爭,與英國、巴基斯坦、羅馬尼亞、阿根廷、南非等國家的核電合作項目已陸續(xù)啟動,“一帶一路”沿線國家中,共17個國家計劃發(fā)展核電,規(guī)劃機組數達120臺,海外市場空間十分廣闊。立足于國際和國內市場的巨大需求,未來中國核電工業(yè)還蘊藏著深厚的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
中國擬建核電機組概覽
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④核電配套變壓器的發(fā)展狀況與市場前景
核電站使用變壓器包括:維持機組運轉的核島用變壓器,連接機組的常規(guī)島用變壓器,及輸電用高壓變壓器及中低壓站用變電設備,總體上核電站對變壓器的質量要求比較高。2016年4月核安全局正式將安全級變壓器列入取證范圍,實施嚴格的準入政策,目前具備核電變壓器生產能力的企業(yè)比較少,市場份額相對集中,國產核電站用主變壓器相關技術逐步成熟。隨著中國核電開發(fā)進一步提速、核電設備國產化政策實施、以及海外核電設備市場的開拓,核電變壓器市場預期將保持穩(wěn)定增長趨勢。
2、配電網建設拉動中低壓設備需求
(1)“十三五”期間電網投資重點向配電端轉移
中國電力工業(yè)發(fā)展歷程可劃分為三個階段:1985-2001年,由于電力供應普遍短缺,國家重點投資發(fā)電站建設,呈現出“重發(fā)輕供”的特點。2002-2010年,國家開始推動“廠網分開、競價上網”的電力體制改革,建設重點轉移到輸變電環(huán)節(jié),電網建設投資規(guī)模漸漸超過發(fā)電投資。同時,電源供應與電力負荷中心的地理錯配凸顯,輸電通道瓶頸制約電力發(fā)展格局,以特高壓為代表的輸電通道建設興起。2011-2016年,隨著電力體制改革深入、居民電力消費發(fā)展,電網負荷波動增加,加強配電網絡成為迫切需求。相對滯后的配電投資自2011年開始快速上升并首次超過了輸電投資,電網建設的重點逐漸向配電網絡轉移。
2016年11月國家能源局發(fā)布《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃》,提出配電網設的目標和相應舉措:著力解決配電網薄弱問題,促進智能互聯(lián),提高新能源納能力,供電質量達到國際先進水平;推進配電自動化建設,實現配電網可觀可控;到2020年基本建成城鄉(xiāng)統(tǒng)籌、安全可靠、經濟高效、技術先進、環(huán)境友好、與小康社會相適應的現代配電網。同時,能源局發(fā)布的《配電網建設改造行動計劃2012-2020年》表明:2015年配電網建設投資不低于3,000億元,“十三五”期間配電網投資將累計不低于1.7萬億元。
中國電源與電網固定資產投資規(guī)模變化(億元)
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(2)配電網建設拉動中低壓設備市場
“十三五”期間巨額的配電網建設投資,將直接推動中低壓變電設備市場發(fā)展,尤其是節(jié)能效果好、智能化程度高的變壓器產品會體現較強的競爭優(yōu)勢。根據財富證券對配電網建設中投資結構的統(tǒng)計,設備采購約占總投資的30%,而設備采購中,變壓設備約占59%,由此推算“十三五”期間配網變壓器市場容量將超過3,500億元,發(fā)展?jié)摿κ挚捎^。
配電網設備投資結構
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3、軌道交通發(fā)展催生牽引變壓器新需求
軌道交通歷來是我國基礎設施建設的投資重點,“十二五”期間全國鐵路累計完成固定資產投資38,229億元,年均增長8.68%;城市軌道交通累計完成固定資產投資12,289億元,年均增長22.64%。截至2016年底,全國鐵路營業(yè)里程達到12.4萬公里,其中高速鐵路2.2萬公里;全國城市軌道運營線路里程達4,152.8公里,地鐵、輕軌、快軌、有軌電車等多元化發(fā)展趨勢明顯。根據最新修訂的《中長期鐵路網規(guī)劃》,到2020年我國鐵路網規(guī)模目標達到15萬公里,其中高速鐵路3萬公里。
牽引供電設備和電力機車是電氣化鐵路的兩大主要設備,牽引變壓器是牽引供電系統(tǒng)的核心。隨著“十三五”期間高鐵及城市軌道交通建設進一步加速,牽引變壓器、軌道供電變壓器及其它信號設備電源變壓器等需求將大幅提升,加之國家推進軌道交通設備國產化的政策扶持,相關企業(yè)面臨良好的發(fā)展機遇。
4、電動汽車充電體系建設拉動變壓器市場
電動汽車的進一步普及需要以完善的充電網絡為基礎,2015年11月國務院發(fā)布《電動汽車充電基礎設施發(fā)展指南2015-2020》,提出:在2020年建成“適度超前、車樁相隨、智能高效”的充電基礎設施體系,包括充換電站1.2萬座,充電樁480萬座,滿足500萬臺電動汽車充電需求。根據國家標準化管理委員會數據顯示,截至2015年底,全國已建成充換電站3,600座、公共充電樁4.9萬座,距離規(guī)劃目標尚有很大差距,預期未來幾年將成為充電樁建設的高峰期。交流充電樁額定電壓為250/440伏,直流充電樁額定電壓為750/110伏,因此汽車充電站需要配備專用的變壓器設施。隨著未來各主要城市汽車充電網絡建設加速,將有力拉動相關變壓器設備市場。