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。