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2017年中国变压器行业现状及未来发展趋势分析

时间:2017-10-27 10:13:05 点击:76

  变压器一直是现代电力网络建设的主要设备,在发电、输变电、配电各环节都发挥着关键作用。近年来得益于大量的基础设施投资和电力工业的快速发展,变压器行业规模迅速扩张、产能大幅增长,但也存在着行业集中度低、技术水平陈旧等问题。“十三五”期间国家调整能源结构、建设智能电网等战略规划,为变压器行业带来了新的发展机遇,也提出了更高的技术挑战:新能源发电技术成熟和进一步推广,将有力推动新能源配套变压器市场,但对变压器的安全稳定运行要求更为严格;“坚强智能电网”的升级改造工程不仅会创造增量市场空间,也将开启落后变压器升级的巨大存量市场,节能型、智能型变压器将成为行业发展趋势,传统变压器厂商的过剩产能面临淘汰压力;轨道交通建设提速、电动汽车的普及,都将为变压器行业创造新的增长点。节能、可靠、智能的变压器是我国建设新型电力网络的基石、是推动能源体系改革的重要保障。

  1、新能源配套变压器有广阔市场空间

  我国能源结构以化石燃料为主,由此形成的环境、资源压力日趋严峻,推动能源转型、建设清洁能源体系已刻不容缓。“十二五”期间,新能源发电取得了长足进步,到 2015 年,非火电发电量占比达 26.3%,较 2010 年上升 7 个百分点,能源结构得到有效改善。根据《电力发展“十三五”规划》的目标:到 2020 年,非火电装机容量达到 7.7 亿千瓦,发电量占比提高到 31%。

中国火电与非火电发电量占比

数据来源:公开资料整理

  新能源电站的建设催生了对发电端变电设备的需求, 有力拉动了变压器市场的持续增长,但也对相应变压器产品提出了更高的要求。风电、太阳能等新能源发电具有间歇性、随机性、可调度性差的特点,要求变压设备具有更高的稳定性和可靠性;风电站、太阳能电站所处环境相对恶劣、布局分散,对变压器的环境适应性要求较高,并应具有可视化的实时监控功能以降低维护频率;核电站对变压器的安全性要求极高,需在使用期末仍能承受极端的地震和突发短路情况。新能源产业的高速发展,奠定了配套变压器产业的增长基础,也推动着变压器行业的技术革新。

  (1)风力发电

  ① 风力发电概况

  风电是目前新能源行业中技术最成熟、经济性最高、最具发展潜力且基本实现商业化的可再生能源技术之一。风电已在全球范围内实现规模化应用, 2000年以来风电占欧洲新增装机的 30%, 2007 年以来风电占美国新增装机的 33%美国还提出到 2030 年风电用电量占比将提升至 20%。随着风电技术的不断进步,风电成本持续下降,美国风电长期协议价格已下降到化石能源电价同等水平,电的经济性凸显。 4

  ② 中国风电产业发展历程

  发展风电已成为许多国家推进能源转型的核心内容和应对气候变化的重要途径,也是中国深入推进能源生产和消费革命、促进大气污染防治的重要手段。风电产业在中国经历了三个不同的发展阶段: 1) 2006-2009, 2006 年《可再生能源法》的颁布实施开启了风电产业的黄金时代,风电装机容量快速增长,大量企业纷纷进入风电设备领域,风电设备国产化水平大幅提升。 2) 2010-2012, 201年风电行业进入转折,出现产能过剩、供过于求的趋势,并网难、“弃风”问题凸显, 2011 年集中暴发的大规模风电脱网事故促使国家出台一系列行业标准,风电场建设骤然减速,新增装机容量连续三年下滑。 3) 2013-2016, 2013 年开始风电行业止跌回升,进入稳健发展时期,同时呈现若干新趋势:小规模陆上风电场向大功率、海上风电发展,风电建设由集中“三北”向东部、南部发展,并网、消纳问题得到持续改善,风力发电成本下降、同时国家电价补贴政策出现收缩,风电产业由政策驱动型向市场驱动型转变。

风电标杆电价调整历程

数据来源:公开资料整理

  截至 2016 年底,中国风电装机总量达 1.49 亿千瓦,占全国电源总装机的1-1-1499.03%,上网电量 2,410 亿千瓦时,占全国总发电量的 4.02%,风电已成为中国继水电、煤电之后的第三大电源。

中国风电装机容量 2010-2016(万千瓦)

数据来源:公开资料整理

  ③ 中国风电产业市场前景

  2016 年 12 月国家能源局颁布的《风电发展“十三五”规划》提出了风电发展的总体目标和相应措施:至 2020 年底风电并网装机容量达 2.1 亿千瓦,风电年发电量达到 4,200 亿千瓦时,占全国总发电量的 6%;优化风电建设区位配置、推动风电消纳、提升风电技术水平、完善风电行业管理体制。按照陆上风电投资7,800 元/千瓦、海上风电投资 16,000 元/千瓦测算,“十三五”期间风电建设总投资将达到 7,000 亿元以上。中国风能资源充沛、风电产业链基础成熟、对清洁能源需求迫切,随着风电技术进步、成本下降、配置优化、体系完善,预期中国风电产业将进入持续健康发展期,未来拥有广阔的市场空间。

  ④ 风电配套变压器的发展状况与市场前景

  风电站的建设对变压器的需求较高, 每台风力发电机都需要配置一台箱式变电站,电站还需若干台并网输电的高压主变压器及站用中低压变电设备。由于风力发电输出功率不稳定,变压器空载和负载损耗较高,对变压器的节能性要求较高;风电站布局比较分散且偏僻,变压器需要具有故障率低、免维护的特点;风电用变压器需要耐受风沙环境,尤其是海上风电用变压器,还需要能够承受海盐长期腐蚀,对可靠性要求很高。近年来随着风电装机容量持续上升,风电变压器行业迅速发展,技术不断成熟,成本持续下降,根据“十三五”规划中风电装机容量达 2.1 亿千瓦的发展目标,到 2020 年,风电配套变压器容量可能超过 2.3 亿千伏安,市场空间十分广阔。

  (2)太阳能发电

  ① 太阳能发电概况

  太阳能具有永久性、 储量大、 清洁无污染等特点, 是目前应用技术比较成熟、资源分布最为广泛的可再生能源。太阳能发电的利用方式分为光伏发电和光热发电两种,其中光伏技术在全球范围内已得到规模化应用。截至 2015 年底,全球太阳能发电装机累计达到 2.3 亿千瓦,当年新增装机超过 5,300 万千瓦,占全球新增发电装机的 20%,自 2006 年以来,光伏发电装机容量平均年增长率超40%。

  ② 中国太阳能产业的发展历程

  太阳能产业的周期性波动特点比较明显,经历了数轮繁荣与萧条的转换。中国太阳能产业高速成长始于 2004 年,德国、意大利、西班牙等欧洲国家出于发展清洁替代能源的战略考量,开始大量建设光伏电站,由此催生了对太阳能电池板等光伏设备的巨大需求,在这一阶段中国的光伏设备产能迅速扩张。 2008 年金融危机以后,欧美光伏投资大幅萎缩,为扶持光伏产业发展、消化过剩光伏产能,加快新能源体系建设, 2010 年国家推出了金太阳示范工程及一系列补贴政策,以推动中国从光伏组件生产基地向光伏发电应用市场转变,实现从制造端到市场端的产业链延伸,积极的政策环境带来了光伏电站的爆发性投资,但获取补贴为导向的这一轮光伏跃进也带来了重视电站建设、 轻视并网配套和经济效益等隐患。 2011 年至 2013 年,随着产能过剩、成本高、并网难等一系列问题凸显和国家补贴政策的收紧,光伏电站建设步伐趋缓,产业进入深度调整期。 2014 年以来,虽然电价补贴等政策逐渐收紧、平价上网已成趋势,但伴随着光伏技术进步、装机成本下降、发电效率提升、并网配套完善、落后产能退出、竞争环境改善等,太阳能产业开始复苏并逐渐进入市场主导的可持续性发展轨道。

光伏标杆电价调整历程

数据来源:公开资料整理

  目前,我国已逐步建立了完善的太阳能产业政策体系,明确了价格、补贴、税收、并网等多个层面的政策框架,确立了行业标准和检测认证体系。太阳能制造产业化水平不断提高,发电技术快速进步,光电转化效率持续提升,太阳能发电规模显著扩大。 2016 年中国太阳能发电新增装机容量 3,479 万千瓦,累计装机容量达 7,742 万千瓦。

中国太阳能发电装机容量 2010-2016(万千瓦)

数据来源:公开资料整理

  ③ 中国太阳能产业的市场前景

  2016 年 12 月国家能源局颁布的《太阳能发展“十三五”规划》提出了太阳能发展的总体目标:到 2020 年底,太阳能发电装机达到 1.1 亿千瓦以上,发电量达 1,500 亿千瓦时;光伏发电电价水平在 2015 年基础上下降 50%以上,在用电侧实现平价上网目标;先进晶体硅光伏电池产业化转换效率达到 23%以上。规划重点提出要推进分布式光伏建设和微电网配套工程, 优先消纳分布式光伏发电量,建设分布式发电并网运行技术支撑系统并组织分布式电力交易等措施。可以预见“十三五”期间, 太阳能产业尤其是分布式光伏电站和太阳能热发电将得到持续稳定发展。

  ④ 太阳能配套变压器的发展状况与市场前景

  太阳能电站通常每 2 台 500 千瓦发电机组配置一台 1 千伏安变压器, 电站也需若干台并网输电的高压主变压器及站用中低压变电设备, 太阳能电站建设对变压器需求较高。随着光伏发电技术发展和大功率逆变器的研制,太阳能发电配套变压器逐步向大容量、集成化发展;集中式光伏电站通常安装在日照强烈的荒漠或者高原地带,要求相应变压器具备较强环境适应能力。太阳能发电进入稳健发展轨道,有力推动了配套变压器市场,根据“十三五”发展规划,到 2020 年太阳能发电装机容量达 1.1 亿千瓦,相应配套变压器容量也将可能达 1.1 亿千伏安9,具有较大增长空间。

  (3)核能发电

  ① 核能发电概况

  核电与火电、水电并称世界三大电力供应支柱,相比火电等传统能源,核电具有环境影响小、资源消耗少等特点,而相比风电、光伏等新能源,核电则呈现发电功率高、供应能力强、运行功率稳定不受环境因素影响等特点。据国际原子能机构统计数据显示,截至 2015 年末全球共 14 个国家核电发电量占比超过 20%,其中法国高达 76.3%,美国和俄罗斯的核电占比分别为 19.5%和 18.6%10,核电已成为世界上最主要的非化石能源之一。

  ② 中国核电工业发展历程

  1991 年中国自主设计制造的秦山核电站投入使用,标志着中国核电工业的起步,随着大亚湾、岭澳、田湾等核电站陆续建成,中国的核电商业化运营渐趋成熟, 在核能技术自主研发与引进消化、 核安全监管、 核电运营等领域不断完善。

  2011 年福岛核泄漏事故引发我国对核安全问题的重视,在暂停核项目审批和对现有设备进行全面安检后, 2012 年 5 月国务院通过《核安全检查报告》和《核安全规划》,中国核电项目重启。2015 年 5 月中国自主三代核电技术“华龙一号”首堆示范工程——福清核电站 5 号机组正式开工建设, 标志着中国自主核电技术的飞跃发展,当年全国共审批通过 8 台核电机组项目,中国核电产业发展开始提速。截至 2017 年 1 月 1 日,中国已建成并投入在运的核电机组有 35 台,累计装机容量达 3,350 万千瓦,在建核电机组 22 台11,2016 年核电发电量占比约 3.56%。

中国核电装机容量 2010-2016(万千瓦)

数据来源:公开资料整理

  ③ 中国核电工业市场前景

  2016 年 11 月国家发改委、国家能源局颁布的《电力发展“十三五”规划》提出推进沿海核电建设,至 2020 年核电装机容量达到 5,800 万千瓦。在推动国内核电建设同时,我国坚定实施核工业“走出去”战略,积极参与国际竞争,与英国、巴基斯坦、罗马尼亚、阿根廷、南非等国家的核电合作项目已陆续启动,“一带一路”沿线国家中,共 17 个国家计划发展核电,规划机组数达 120 台,海外市场空间十分广阔。立足于国际和国内市场的巨大需求,未来中国核电工业还蕴藏着深厚的发展潜力。

中国拟建核电机组概览

数据来源:公开资料整理

  ④ 核电配套变压器的发展状况与市场前景

  核电站使用变压器包括:维持机组运转的核岛用变压器,连接机组的常规岛用变压器,及输电用高压变压器及中低压站用变电设备,总体上核电站对变压器的质量要求比较高。 2016 年 4 月核安全局正式将安全级变压器列入取证范围,实施严格的准入政策,目前具备核电变压器生产能力的企业比较少,市场份额相对集中,国产核电站用主变压器相关技术逐步成熟。随着中国核电开发进一步提速、核电设备国产化政策实施、以及海外核电设备市场的开拓,核电变压器市场预期将保持稳定增长趋势。

  2、配电网建设拉动中低压设备需求

  (1)“十三五”期间电网投资重点向配电端转移

  中国电力工业发展历程可划分为三个阶段: 1985-2001 年,由于电力供应普遍短缺,国家重点投资发电站建设,呈现出“重发轻供”的特点。 2002-2010 年,国家开始推动“厂网分开、竞价上网”的电力体制改革,建设重点转移到输变电环节,电网建设投资规模渐渐超过发电投资。同时,电源供应与电力负荷中心的地理错配凸显,输电通道瓶颈制约电力发展格局,以特高压为代表的输电通道建设兴起。 2011-2016 年,随着电力体制改革深入、居民电力消费发展,电网负荷波动增加,加强配电网络成为迫切需求。相对滞后的配电投资自 2011 年开始快速上升并首次超过了输电投资,电网建设的重点逐渐向配电网络转移。

  2016 年 11 月国家能源局发布《电力发展“十三五”规划》,提出配电网设的目标和相应举措:着力解决配电网薄弱问题,促进智能互联,提高新能源纳能力,供电质量达到国际先进水平;推进配电自动化建设,实现配电网可观可控;到 2020 年基本建成城乡统筹、安全可靠、经济高效、技术先进、环境友好、与小康社会相适应的现代配电网。同时,能源局发布的《配电网建设改造行动计划 2012-2020 年》表明: 2015 年配电网建设投资不低于 3,000 亿元,“十三五”期间配电网投资将累计不低于 1.7 万亿元。

中国电源与电网固定资产投资规模变化(亿元)

数据来源:公开资料整理

  (2)配电网建设拉动中低压设备市场

  “十三五”期间巨额的配电网建设投资, 将直接推动中低压变电设备市场发展,尤其是节能效果好、智能化程度高的变压器产品会体现较强的竞争优势。根据财富证券对配电网建设中投资结构的统计,设备采购约占总投资的 30%,而设备采购中,变压设备约占 59%,由此推算“十三五”期间配网变压器市场容量将超过 3,500 亿元,发展潜力十分可观。

配电网设备投资结构

数据来源:公开资料整理

  3、轨道交通发展催生牵引变压器新需求

  轨道交通历来是我国基础设施建设的投资重点, “十二五”期间全国铁路累计完成固定资产投资 38,229 亿元,年均增长 8.68%;城市轨道交通累计完成固定资产投资 12,289 亿元,年均增长 22.64%。截至 2016 年底,全国铁路营业里程达到 12.4 万公里, 其中高速铁路 2.2 万公里; 全国城市轨道运营线路里程达 4,152.8公里,地铁、轻轨、快轨、有轨电车等多元化发展趋势明显。根据最新修订的《中长期铁路网规划》,到 2020 年我国铁路网规模目标达到 15 万公里,其中高速铁路 3 万公里。

  牵引供电设备和电力机车是电气化铁路的两大主要设备, 牵引变压器是牵引供电系统的核心。随着“十三五”期间高铁及城市轨道交通建设进一步加速,牵引变压器、轨道供电变压器及其它信号设备电源变压器等需求将大幅提升,加之国家推进轨道交通设备国产化的政策扶持,相关企业面临良好的发展机遇。

  4、电动汽车充电体系建设拉动变压器市场

  电动汽车的进一步普及需要以完善的充电网络为基础, 2015 年 11 月国务院发布《电动汽车充电基础设施发展指南 2015-2020》,提出:在 2020 年建成“适度超前、车桩相随、智能高效”的充电基础设施体系,包括充换电站 1.2 万座,充电桩 480 万座,满足 500 万台电动汽车充电需求。根据国家标准化管理委员会数据显示, 截至 2015 年底, 全国已建成充换电站 3,600 座、 公共充电桩 4.9 万座,距离规划目标尚有很大差距,预期未来几年将成为充电桩建设的高峰期。交流充电桩额定电压为 250/440 伏,直流充电桩额定电压为 750/110 伏,因此汽车充电站需要配备专用的变压器设施。随着未来各主要城市汽车充电网络建设加速,将有力拉动相关变压器设备市场。

作者:编辑部 来源:中国变压器网
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