電網基礎設備之變壓器需求

 變壓器 (Transformer) 是利用電磁感應的原理來改變交流電壓的裝置, 主要構件是初級線圈, 次級線圈和鐵芯 (磁芯). 主要功能有: 電壓變換, 電流變換, 阻抗變換, 隔離, 穩壓 (磁飽和變壓器) 等.

變壓器可分為運行在主幹電網的電力變壓器和運行在終端的配電變壓器兩大類. 1) 電力變壓器: 用於較高電壓的輸電網升壓降壓應用, 額定容量一般在 200MVA 以上. 2) 配電變壓器: 配電變壓器用於低壓配電網, 作為終端用戶連接的手段, 一般額定小於 200MVA.

按照冷卻方式不同, 變壓器分為乾式變壓器和油浸式變壓器. 乾式變壓器依靠空氣對流進行自然冷卻或增加風機進行冷卻, 一般用於綜合建築內. 油浸式變壓器依靠變壓器油作冷卻介質和絕緣介質, 一般安裝在獨立的變壓器室內或室外.

變壓器行業產業鏈中, 上游主要為原材料供應商, 提供矽鋼片, 銅, 鋁等原材料; 中游為變壓器生產供應環節, 為下游企業提供定制化變壓器的產品設計, 生產制造, 裝配調試和售後服務等.

變壓器下游應用廣泛, 需求各有不同, 品種類別多樣. 根據應用場景的不同, 可以將變壓器分為發電用變壓器, 輸變電網用變壓器, 配網及民用變壓器及其他應用場景變壓器 (如軌道交通, 汽車充電樁等).

根據鐵心材料的不同, 可以將變壓器分為傳統矽鋼變壓器和非晶合金變壓器. 變壓器的損耗在電力系統損耗中所占的比重較大,  降低變壓器的損耗對提高電網供配電系統效率具有重要意義. 非晶合金鐵心變壓器是新型節能變壓器.

市場已經認知到海外整體電氣設備需求向上, 變壓器等一次設備產品供不應求, 美國能源局 (DOE) 2022 年便發文說明美國市場變壓器與變壓器核心零部件的緊缺, 但同時市場也擔心海外電氣設備需求的持續性與周期向上的確定性.

美國大部分電網建於 20 世紀 60 和 70 年代, 意味著美國 70%以上的輸電系統已經超過了 25 年. 根據 CNBC 報道, 輸電系統的平均使用壽命 50 年, 變壓器的平均使用壽命在 25-40 年, 很大一部分變壓器和輸電線路正處於替換周期.

北美占全球變壓器市場的 21%, 其中電力變壓器市場規模超過 49 億美元, 相當於全球電力變壓器市場的21%, 配電變壓器市場收入為 30 億美元, 占全球配電變壓器市場的 22%. 北美變壓器市場由美國主導, 美國占北美變壓器市場總額的 79%.

美國本土產能有限, 進口依賴度高,  美國變壓器市場參與者包括本土企業和跨國公司, 後者為主導. 美國市場電力變壓器的主要供應商分為美國公司 (總部設在美國) 和國際公司 (可能在美國設有制造工廠, 但總部設在其他地方)

美國提升變壓器產量, 解決其供應短缺問題面臨諸多瓶頸, 1) 現有變壓器生產能力有限, 建新工廠, 擴建現有工廠及增加工人需要大量時間和資源. 2) 關鍵材料和部件短缺: 矽鋼 (GOES) 是制造變壓器的關鍵材料, 而美國的 GOES 生產商僅 AK Steel一家.3) 勞動力短缺.

美國電網較為分散, 新入局設備廠商突破難度更高. 美國變壓器市場產品認證技術門檻高, 耗時長, 費用高, 且對環保更為重視. 進入美國變壓器市場需要相關的產品標準認證, 主要認證標準主要包括 UL, IEEE 標準等.

概念股有華城 (變壓器 7x%/配電盤 1x%,  與日立合資成立變電器公司,在北美訂單持續湧入推升之下, 外銷訂單上看 40%),  士電 (變電設備/電機/電氣自控設備.  國內市場 8x%),   大同 (消費電子 50%/電力系統 30%/新能源 12%. 內銷為主),  亞力(電源/配電盤/機電工程/變壓器.  內銷為主)  等.