新型电力行业系统专题之美国变压器市场研究：供需矛盾日渐突出，国产变压器海外空间广阔

证券研究报告|2023年09月13日 新型电力系统专题之美国变压器市场研究 供需矛盾日渐突出，国产变压器海外空间广阔 行业研究·行业专题 电力设备新能源·电网设备投资评级：超配 证券分析师：王蔚祺证券分析师：王晓声 010-88005313010-88005231 wangweiqi2@guosen.com.cnwangxiaosheng@guosen.com.cnS0980520080003S0980523050002 美国电力系统概况：电网重置价值超15万亿元，年均电网投资超5000亿元 1）美国电力系统是由包括加拿大、美国本土以及墨西哥部分地区在内的东部、西部、魁北克和ERCOT（德克萨斯）四个区域电网组成。根据美国能源部数据，额定电压等级超过230kV变电站数量约有7万个，其中额定电压超过345kV的变压器约有2100台，绝大部分已接近使用寿命。2）2017年美国电网重置价值为4.8万亿美元，其中发电设施占比56%，输电系统占比9%，配电系统占比35%，2017年电线和变压器平均运营年限已达28年。3）美国每年输电网投资额约为1500-1700亿元，配电网投资约为3700-4000亿元。 美国变压器市场概况：23-28北美地区变压器需求CAGR为5.4%，当前供给紧张，供货周期延长 1）根据MordorIntelligence预测，北美地区变压器市场规模预计将从2023年的84.1亿美元（约618亿元人民币）增长到2028年的109.5亿美元（约805亿元人民币），CAGR为5.4%。2）北美地区变压器行业市场集中度较低，主要玩家包括国际电气巨头和本土电力设备企业，随着美国变压器供需日益紧张，目前已知本土扩产企业包括弗吉尼亚变压器和日立能源。3）从输配电系统应用来看，美国干式变压器主要应用于kVA级容量，油浸式变压器主要应用于MVA级容量。4）根据MordorIntelligence预测，全球干式变压器市场规模将从2017年的30.4亿美元（约223亿元人民币）增至2024年的45.7亿美元（约336亿元人民币），CAGR为6.0%。5）需求侧：美国在运变压器年限较长，存在较大替代需求；电力系统持续扩容带动增量需求不断增长。6）供给侧：美国变压器交付周期长，配电变压器进口占比高；本土劳动力供应受限，制造能力不足。 美国变压器市场进出口情况：干式变压器市场中国进口占比较高，主网变压器极少采购自中国 1）2014-2019年全球油浸式/干式变压器年均贸易额分别为575/218亿元，中国出口金额占比分别为15%和11%。2）2019年美国干式变压器/配电和小型变压器/中型变压器/大型变压器销售额分别为 7.2/25.6/9.7/2.3亿美元，进口占比分别为78%/17%/25%/76%，其中对中国的进口占比分别为52%/1%/2%/9%，从生产地来看，中国出口产品的竞争优势明显，未来国产品牌有望进一步打开市场空间。 美国变压器市场主要企业：国际电气巨头美国市场收入/订单景气度较好，金盘科技美国市场布局多年 1）美国变压器市场头部企业包括ABB、西门子能源、日立能源、SGB-SMIT等。2）在电气化业务的带动下，23年二季度美国市场是ABB全球营收和订单增速最快的区域；同时ABB也是全球最大的变压器制造商和服务供应商。3）23财年三季度西门子智能基础设施业务（变压器所在板块）美国市场营收和订单增速分别达到10%/22%，远超其他区域；西门子能源预计电网技术业务全年收入增速位列四大业务板块首位。4）日立能源在美国共有5处变压器生产基地，2022年启动密苏里洲、弗吉尼亚洲变压器制造基地扩产。5）金盘科技在美国市场布局多年，已形成稳定的客户供货关系，公司在墨西哥设有产能，在美国本土设有研发中心。 投资建议 2022年以来以美国为代表的海外市场普遍存在电气化升级改造需求，国内电力设备各环节龙头企业有望迎来海外市场新机遇，建议关注金盘科技、华明装备、思源电气、平高电气、许继电气。 风险提示 电网投资总量与节奏不及预期；新能源装机增速不及预期；经济增速、用电量增速不及预期；行业竞争加剧，盈利水平不及预期；海外市场开拓进度不及预期。 1 美国电力系统概况 2 美国变压器市场概况 3 美国变压器市场进出口情况 4 美国变压器市场主要企业 •美国电力系统是由包括加拿大、美国本土以及墨西哥部分地区在内的东部、西部、魁北克和ERCOT（德克萨斯）四个区域电网组成，区域电网之间交流线路电力传输受限，通过直流线路连接。1）美国现有超过97万公里交流输电线路（>69kV），其中高压交流输电线路（>230kV）39万公里；直流输电线路（400-600kV）约2900公里。2）美国拥有超过885万公里配电线路（<69kV）。 •根据美国能源部数据，美国电力系统中额定电压超过230kV的变电站目前约有7万个。其中，额定电压超过345kV的变压器约2100台，但大部分变压器已接近设计使用寿命。 NERC互联系统 魁北克互联 西部互联 ERCOT互联 东部互联 图1：美加区域互联电力系统 资料来源：NERC，国信证券经济研究所整理 图2：美国电力系统基本结构和输电线路电压等级分类 特高压超高压高压 >765 345-765 115-230 中压低压 34-69 <34 次高压输电客户 26,69kV 一次配电客户 13,4kV 发电厂 二次配电客户 120,240V 输电杆塔 138,230kV 发电机升压变压器 降压变电站 发电输电配电 输电线路 500,345,230,138kV 输电线路电压等级（kV）输电线路电压等级（kV） 资料来源：US-CanadaPowerSystemOutageTaskForce（2004），国信证券经济研究所整理 •1950-2022年美国用电量CAGR为3.7%。根据EIA统计数据，1950-2022年美国用电量从0.30万亿kWh增长4.05万亿kWh，年均复合增长率为3.7%。截至2022 年底，美国电力累计装机达1160GW，其中，天然气499GW（43%）、煤电197GW（17%）、风电145GW（13%）、水电104GW（9%）、光伏95GW （8%）、核能93GW（8%）、石油23GW（2%）、其他3GW（0.3%）。 •预计2022-2025年美国用电量CAGR为0.9%。根据EIA预测数据，2022-2050年美国用电量将继续增长，到2050年将达到5.18万亿kWh，较2022年增长27%，年均复合增长率为0.9%。 图3：1950-2022年美国历史用电量情况（万亿kWh） 资料来源：EIA，国信证券经济研究所整理 图4：2022-2050年美国用电需求量预测（万亿kWh） 光伏 风电水电 天然气 核能煤电石油及其他 资料来源：EIA，国信证券经济研究所整理 •电力系统：据Rhodes等估计，2017年美国电网（包括发电厂、电线、变压器和电线杆）重置价值为4.8万亿美元（约35.3万亿元人民币）。其中，发电设施占 56%（2.7万亿美元），输电系统占9%（0.43万亿美元）和配电系统占35%（1.7万亿美元）；电线和变压器的平均运营年限为28年。 •输电系统：据BNEF预测，自2015年起，公用事业公司和第三方开发商对美国输电系统投资每年均超过200亿美元（约1470亿元人民币）。EIA报告显示， 2019年美国主要公用事业企业新增输电系统投资235亿美元（约1726亿元人民币）。 •配电系统：EIA报告显示，1996-2017年，美国主要电力公司每年新增配电系统投资从310亿美元（约2277亿元人民币）增长到510亿美元（约3745亿元人民币），累计增长幅度达65%。 图5：2015-2023年美国输电系统投资额预测（亿美元） 261 271 263 263 206 207 219 222 234 300 250 200 150 100 50 表1：美国电力系统价值量及年投资规模估算 环节 价值量价值量年投资规模 （）（万币） 年投资规模 万亿美元 亿元人民（亿美元）（亿元人民币） 测算来源 输电端 0.43 3.16 235 1726 BNEF、EIA、Rhodes等 配电端 1.7 12.5 510 3745 EIA、Rhodes等 发电端 2.7 19.8 - - Rhodes等 电力系统 4.8 35.3 - - Rhodes等 0 201520162017201820192020E2021E2022E2023E 资料来源：BNEF，国信证券经济研究所整理注：美元兑人民币汇率为7.35，下同。 资料来源：BNEF，Rhodes，Brattle，国信证券经济研究所整理注：项目文献测算价值量和投资规模为最新历史数据，当前数据可能波动较大，仅供参考。 1 美国电力系统概况 2 美国变压器市场概况 3 美国变压器市场进出口情况 4 美国变压器市场主要企业 •市场规模：据MordorIntelligence预测，北美变压器市场规模预计将从2023年的84.1亿美元（约618亿元人民币）增长到2028年的109.5亿美元（约805亿元人民币），CAGR为5.41%。研究机构PTR报告显示，美国是全球最大的变压器市场之一，2020年约占全球市场份额17%。 •竞争格局：北美地区变压器行业市场集中度较低，主要的变压器制造商和提供商包括：1）西门子、日立、施耐德、ABB、伊顿、SGB等国际电气巨头和专业变压器制造商；2）通用、艾默生、TTI、罗克韦尔自动化、弗吉尼亚变压器等本土电气巨头、专业变压器制造商和经销商。随着美国变压器供需日益紧张，弗吉尼亚变压器、日立能源等本土和海外厂家正在美国或墨西哥等地扩建产能。其中： •1）2023年2月，弗吉尼亚变压器公司在墨西哥第五家变压器制造厂落成，该工厂占地2.8万平方米；2）2022年10月，日立能源拟计划投资3700万美元用于美国南波士顿电力变压器工厂扩容；3）2022年5月，日立能源拟计划投资超过1000万美元在密苏里州杰斐逊工厂扩建配电变压器生产设施。 图6：北美地区变压器市场规模预测（亿美元）表2：北美地区主要变压器制造商和提供商 海外公司 集团2022年营收 成立年份 总部 公司 西门子德国柏林和慕尼黑1847720亿欧元（5658亿元人民币） 日立集团 日本东京 1910 10.9万亿日元（5416亿元人民币） 施耐德电气 法国巴黎 1836 342亿欧元（2687亿元人民币） ABB 瑞士苏黎世 1883 208亿欧元（1635亿元人民币） 伊顿 爱尔兰都柏林 1916 208亿美元（1528亿元人民币） SGB-MIT 德国雷根斯堡 1913 10.5亿欧元（82.6亿元人民币） 本土公司通用电气 马萨诸塞州波士顿 1892 766亿美元（5626亿元人民币） 艾默生 密苏里州圣路易斯市 1890 196亿美元（1439亿元人民币） TTI公司 德克萨斯州沃思堡 1971 133亿美元（977亿元人民币） CAGR +5.41% 109.5 84.1 市场集中度 分散化-高度竞争市场，没有主导企业 北美地区变压器市场 集中化-市场被1-5家企业主导 介电科学马萨诸塞州切姆斯福德19702.5亿美元以上（18.4亿元人民币）KG技术加州罗内特公园19992.5亿美元以上（18.4亿元人民币） 罗克韦尔自动化威斯康星州密尔沃基190378亿美元（573亿元人民币）弗吉尼亚变压器弗吉尼亚州罗阿诺克19712.5亿美元以上（18.4亿元人民币） 20232028 资料来源：MordorIntelligence，国信证券经济研究所整理 资料来源：MordorIntelligence，Thomas，公司公告，公司官网，国信证券经济研究所整理注：排名不分先后，营收为最新年度数据，仅供参考。