电力设备行业专题研究：如何看待海外变压器需求的持续性？

美国变压器短缺，交付时间持续延长 变压器等电力设备在电力系统的发、输、配、用各环节广泛应用，快速增长的需求造成美国变压器交付周期大幅延长。据Wood Mackenzie，由于大型开发商和公用事业公司加大了变压器采购，美国电力变压器的平均交付周期从2022Q1开始持续上行，截至2023Q3已超过100周；部分对于供应商资质、定制化要求更高的大容量变压器的交付时间甚至可达到210周。 多重因素共振，推动新增需求持续增长 发电侧，2023年美国大型发电机组装机40.5GW，同比+27.8%，短期有明确装机计划的项目规模为165.7GW，而并网积压项目规模在1000GW以上；欧盟规划2030年风光装机达2022年的2倍，但同样面临较大体量的并网项目积压，变压器短缺构成新能源装机主要瓶颈。电网侧，欧洲计划在22年93GW跨境电网基础上，22-25年望建设23GW，25-30年再增加64GW。用电侧，海外制造业投资上行叠加数据中心放量有望持续推动中长期需求增长。 电网改造周期开启，存量替换空间广阔 据IEA，2021年美国、欧洲、日本等发达经济体50%以上的电网基础设施已运营超过20年，部分已服役50年以上。变压器的典型设计寿命为30-40年，实际操作中可延长至70年以上。美国用于电网传输的大型变压器上一轮密集投运期大约在20世纪50-70年代，距今约50-70年，大量现役变压器或已进入生命周期末端，催生大规模存量替换市场空间；据Brattle测算，美国老旧电网改造或可催生至2050年年均100亿美元的市场空间。 投资回报期较久，海外厂商扩产动力不足 变压器的产能投资往往需要数年甚至数十年时间以实现收支平衡；当前海外主要变压器厂商正在享受高产能利用率带来的高利润率，因此其冒着质量和金融稳定的风险立即扩产的动力不足。近十年来，海外大型电力设备企业的资本性支出整体呈现下行趋势，资本性支出占当年收入的比例下滑至3%左右。由于缺少有效激励措施，叠加关键材料成本处于高位，美国本土变压器产能扩充相对有限，且普遍计划在2025年后方能投产。 国内企业把握机遇，变压器出口持续高增 2023年，我国干式变压器出口21.2亿美元，同比减少16.7%（小型为主）； 油浸式变压器出口26.5亿美元，同比高增60.8%，其中中型（650kVA-10MVA）和大型（10MVA）油变出口金额分别同比增长94.6%和41.8%，主要受益于对欧洲、墨西哥等地区的出口提升。当前国内电力设备企业对欧洲和一带一路沿线国家的市场开拓情况较好，亦有部分公司对美国市场实现深入的布局；国内厂商正把握海外市场短缺机遇，加速出海。 投资建议 建议关注深耕欧美变压器市场多年，具备墨西哥产能的金盘科技；绑定国内龙头，新能源升压变快速放量，筹建墨西哥产能的伊戈尔；实现分接开关国产替代，完成欧洲多数国家电网认证，积极布局东南亚市场的华明装备；海外市场渗透率提高，有望受益于欧美变压器紧缺的思源电气；海外营收占比高，渠道优势显著，有望受益于海外电表更迭周期的海兴电力。 风险提示：1）海外政策变化影响国产电力设备出口；2）行业竞争加剧； 3）原材料价格大幅波动。 1.多重因素拉动海外泛变压器需求持续增长 多领域应用推动海外变压器等电力设备需求持续增长。以变压器为代表的各类电力设备在电力系统的发、输、配、用各环节广泛应用，随着海外发电侧新能源装机高增，电网侧的设备老化以及大型新建规划推动，用电侧的制造业回流叠加数据中心和充电桩等新需求释放，我们认为海外变压器等电力设备的需求具备较强的持续性。 图表1：变压器等电力设备需求来自发输配用各个环节 快速增长的需求造成美国变压器交付周期大幅延长。据Wood Mackenzie，由于大型开发商和公用事业公司加大了变压器采购，美国大型电力变压器和发电升压变压器的平均交付周期从2022Q1开始持续上行，截至2023Q3已超100周，且暂时未见缓解迹象；由于供应商、定制化需求和容量的不同，各类变压器的交付周期范围从80周到210周不等，大容量变压器的交付时间更久。 图表2：美国变压器平均交付时间延长至2年以上 图表3：大型变压器交付时间更久 全球变压器市场空间广阔，且有望持续增长。据GMI，2022年全球变压器市场空间为539亿美元，未来有望持续增长；其中电力变压器市场空间约占整体的40%以上。 据美国能源部发布的报告，2020年美国及全球变压器需求分别为1300和12500套，至2027年有望分别提升至2800和23400套，市场增长空间广阔。 图表4：全球变压器市场空间预测 图表5：美国及全球变压器需求预测（套） 1.1发电侧：新能源并网瓶颈强化需求 新能源推动美国大型发电项目装机增长，庞大规划项目蓄势长期成长空间。据EIA，2023年美国各类大型（1MW以上）发电机组装机40.5GW，同比增长27.8%，2019-2023年CAGR为13.8%，其中光伏和储能增速较高。截至2023年底，美国各类大型发电项目的在建规模为53.2GW，规划项目规模高达165.7GW，预计主要在未来3年投运，长期增长空间广阔。 图表6：美国大型发电项目投运规模高增（GW） 图表7：美国大型发电项目规划规模高增（GW） 变压器短缺致新能源项目并网大规模积压。美国输电系统运营商要求寻求并网的电力项目在建设前进行一系列并网影响研究，以确定项目在并网前需要新增或升级哪些电网设备，并分配相应的成本；处于此过程中的项目列表被称为“并网队列”（interconnection queues）。由于美国并网变压器短缺较严重，采购周期延长，导致并网容量不够，近年来美国并网队列规模大幅增长，于2022年底超过2000GW；23年9月统计到7大ISO区域的新能源并网队列规模达1060GW，项目平均排队时长在2年以上，在CAISO（加州）区域达到近4年。 图表8：美国2014-2022年各类电源并网队列规模 图表9：美国23年9月部分地区新能源并网队列规模 欧洲新能源装机量持续提升。截至2022年，欧洲风电累计装机255GW，光伏累计装机237GW；依据REPowerEU规划，欧盟体系内国家2030年风电装机要达到510GW，光伏装机要达到592GW，体量规划较大，如果计算英国、土耳其等非欧盟国家装机量，实际欧洲新增装机将超610GW（风电+光伏）。 图表10：2030年欧盟风电装机目标达510GW 图表11：2030年欧盟光伏装机目标达592GW 欧洲新能源并网积压问题同样严重。欧洲国家同样面临较严重的由于电网老化，电网对新增发电装机的评估和批准周期进一步延长的问题，从而积压了较大体量的风电和光伏装机进入并网等待序列。其中法国2022年10月积压的风光装机总量达30GW，意大利2021年底积压项目达168GW，西班牙2022年8月底积压项目达176GW，英国2022年底积压项目达222GW。 图表12：2022年欧洲国家新能源并网积压容量较高（单位：GW） 1.2电网侧：存量改造及新建规划共振 发达经济体电网设施普遍老化严重。发达经济体由于电气化进程开始较早，其电网通常比较老旧，部分电网基础设施已服役50年以上；据IEA，2021年美国、欧洲、日本等发达经济体50%以上的电网基础设施已运营超过20年。而电力变压器、变电站中的断路器和其他开关设备的典型设计寿命为30-40年，实际操作中通过仔细操作和维护寿命可延长至70年以上，但可能带来重大的安全性和可靠性风险。 图表13：电力变压器典型设计寿命为30-40年 图表14：2021年各地区电网线路运营时间结构 当前正值上一轮美国变压器投运高峰的换代周期。美国用于电网传输的大型电力变压器上一轮密集投运期大约在20世纪50-70年代，距今约50-70年，大量现役变压器或已进入生命周期末端，催生大规模存量替换市场空间。 图表15：美国大型电力变压器上一轮密集投运期约为1955-1975年 美国老旧电网改造市场空间广阔，且有望在2030年之前持续增长。据Brattle测算，假设历史电网投资分别在50/60/70/80年后更换1/4的设备投资，且更换投资和彼时新建投资额相等，则美国老旧电网改造可催生至2050年年均100亿美元的市场空间，且至2030年的各年度投资额呈较大上升趋势。另外，未来更换的电网设备金额有望高于此前的老款设备，以应对更大规模的新能源接入等需求。 图表16：预计美国老旧电网改造可催生至2050年年均100亿美元的市场空间 欧洲计划加强各国电网互济能力。欧盟各地新能源资源禀赋不同，各个国家建设新能源能力不同，完成欧盟整体“Fitfor55”目标需要欧盟各地电网互济，增强互相输电能力（可购买邻国新能源发电量）。2022年欧盟具备93GW电力跨境传输能力，以ENSTO-E规划来看，2022-2025年欧洲国家间传输电网有望建设23GW，2025-2030年内需再增加64GW，以每年可增加17TWh可再生能源利用量，减少1400万吨二氧化碳排放量，每年节省50亿欧元发电成本。 图表17：2030年欧洲输电线路规划 欧盟大额电网投资计划有望落地。2023年11月，欧盟委员会拟投入5840亿欧元，聚焦于电网升级，特别是对于跨境电网的升级，应对越来越多可再生能源压力； 初步预计，该计划将在18个月内实施。此前“Fitfor55”时期欧盟电网投资规划为5544亿欧元，在2022年5月欧盟委员会发布“REPowerEU Plan”已提出增加至5838亿欧元。欧盟多次提出该大规模电网投资的说法，或表明欧盟电网面临的老旧更新、新能源装机并网需扩容两方面压力日益增加。 图表18：2015-2022年中美欧电网投资额（亿美元） 图表19：欧洲电网投资额规划较大（亿美元） 1.3用电侧：制造回流及AI放量扩大市场 美国制造业建设投资额大幅攀升。美国制造业建厂投资（包括了企业新建生产基地设施所投入的各项开支）近年来迅速攀升，在2023年11月达到2098亿美元；根据美国财政部的报告，将制造业投资进行去通胀并按行业拆分，发现主要的增长来自计算机、电子和电气行业（computer, electronic and electrical），上述行业2023年4月的在建厂房总额占整个制造业厂房投资的50%以上。 图表20：美国制造业建设投资额明显攀升 图表21：投资增长主要来自计算机、电子和电气行业 21年以来北美制造业建设规划投资累计高达8590亿美元。2021年1月至2023年10月，在美国和加拿大公告的大型制造业项目（10亿美元以上）的累计建设投资规划已累计达8590亿美元。 图表22：2021年以来北美地区公告的大型制造业项目累计投资 英国及澳洲制造业建设投资额近年来亦呈现逐渐增长的趋势，有望带动海外机床需求进一步提升。 图表23：英国制造业建设投资额逐渐增长 图表24：澳洲制造业资本开支向上 全球算力需求有望大幅增长。据华为预测，2030年全球通用计算（FP32）总量有望达3.3ZFLOPS，同比2020年增长10倍；AI计算（FP16）总量有望达105ZFLOPS，同比2020年增长500倍，有望大幅提升对于数据中心的需求。 图表25：近年全球算力规模 图表26：华为预测2030年全球算力规模大幅增长 数据中心驱动的电力设备市场空间22-25年CAGR有望达16%。生成式AI等计算负载驱动数据中心功率密度大幅增加，也提升了对相应电力设备的数量和性能要求。变压器和开关柜等电力设备在数据中心中大量应用，据Eaton预测，数据中心驱动的电气设备市场空间有望在2022-2025年以16%的CAGR增长。 图表27：变压器及开关柜等设备在数据中心大量应用 图表28：数据中心需求驱动电气设备市场增长 1.4欧美中大型变压器进口金额大幅提升 2022年以来，美国变压器进口金额明显大幅增长，印证需求高景气度。据USA Trade Online，202