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华体会网站:艾德金融研究部:电力需求激增变压器行业景气度持续抬升
来源:华体会网站    发布时间:2025-12-29 01:03:34

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  变压器行业景气,进入长周期上行。全球用电需求抬升,电网投资与变压器市场同步进入上行通道;预计电力变压器市场规模将由2024年约303亿美元增至2030年约416亿美元(CAGR约6.5%),配电变压器在2025–2030年CAGR约8%,增长具备可持续性。

  新能源并网带来更高的变压器配置强度。主力可再次生产的能源系统(风电及光伏)对变压器需求量约为火电的1.5–3倍,中国2025年1–10月风电/光伏新增装机45GW/68GW、同比均超38%。美国在过去10年间,新能源并网申请队列规模增长近8倍。变压器配套需求旺盛。

  存量电网更新成为确定性增量。全球电网升级改善需求持续抬升;国内老旧线路与设备老化问题突出,政策端规划2025–2026年老旧设备更新规模超5000亿元,其中变压器等核心设备替换占比超60%,对应市场规模超3000亿元。美国能源基础设施成绩单仅为D+,投资缺口为5780亿美元。

  AI/数据中心+充电桩等高耗电场景推升负荷并倒逼输配电扩容升级。全球、中国、美国数据中心电力需求将大幅度的提高,到2035年需求量开始上涨预计显著大于100%。美国数据中心电力需求(2022–2030)预计由17GW升至35GW;同时公共充电桩扩张也会通过“新增配套+电网扩容”双路径拉动变压器需求。

  供给端约束拉高行业景气度。美国市场在需求暴增下出现非常明显缺口,电力/配电变压器供给缺口约30%/6%。交付周期拉长(GSU约143周、电力变压器约128周),并带来价格显著上涨,自2019年以来GSU+45%、电力变压器+77%、配电变压器+78%-95%;背后包括GOES高位波动、劳动力短缺等瓶颈。在此背景下,变压器的出口需求将大幅度提高,行业景气度进一步拉升。

  电力传输从发电厂到用户端,要经历发电、输电、配电和用电四个环节。火电、水电、风电、光伏等发电设备产生电能,发电机出口电压一般为10–25kV,这个电压等级不适合长距离输送,因为电流大,线路损耗高。因此,需要将电力传输至升压变电站,以降低传输损耗。

  升压变电站的核心设备是升压变压器,升压变压器将发电厂输出的中压升至220kV、500kV、750kV或1000kV 及以上等级,降低输电电流,减少线路损耗,为长距离输电做准备。随后通过电网进行输电,通过架空线路或电缆,将电能从能源基地输送到负荷中心。电压越高,输送距离越远、效率越高。

  传输的高压电无法直接被用户端使用,因此就需要配电变电站进行降压。通过多级降压变压器,将输电网络的高电压逐级降至配电网适用的电压。第一步从超高压/高压降至35kV–10kV(区域配电网),第二步从35kV–10kV降至220V/380V(末端配电)。随后给终端用户使用。

  不同类型的变压器依电压等级适配电力系统全流程场景。特高压变压器(交流1000kV及以上、直流±800kV/±1100kV)服务于国家级电网工程,支撑跨区域超远距离的低损耗输电,是全国电力资源调配的核心装备;超高压变压器(330kV、500kV)承担省级/区域级电网的主干输电任务,同时衔接特高压电网与高压配电网,助力区域内电力调度;高压变压器(66kV、110kV、220kV)是城市电网主干配网的核心,也是大型工业园区、城市核心区的供电枢纽,保障高负荷区域的电力供应;中压变压器(10kV、20kV、35kV)作为城乡配电网的关键环节,承担高压电网与终端低压用户的衔接功能,为终端用电做前置电压适配;低压变压器(1kV及以下)则是输电的最终终端设备,直接将电压降至220V/380V,为居民、小型商业体及家用电器提供适配电力。

  变压器的成本受产品类型、技术参数、原材料价格波动等因素影响。但其成本构成有着非常明显的行业共性。其中原材料占成本的80%-90%。其核心原材料是硅钢片,电磁线(铜),绝缘材料及结构件。其中硅钢片和电磁线(铜)最重要,占成本的60%-75%。其中,铜材料的成本占比分别为30%;取向硅钢的生产的基本工艺、制造技术较为复杂,技术壁垒较高,取向硅钢片成本占25%。

  随着全球用电需求的持续攀升,电网投资与变压器市场已进入长期上升周期:一方面,全球电网投资需在2030年前实现约翻倍增长,风电和光伏发电的装机规模迅速增加。另一方面,电力变压器市场规模将从2024年的约303亿美元增长至2030年的约416亿美元,复合增速达6.5%,而配电变压器市场在2025-2030年的复合增速预计约8%,具备稳定增长动能。

  在内需方面,根据对中国发电机累计装机容量的统计,太阳能发电和风电的装机容量增长尤为显著。2020年后两者进入快速攀升阶段,其中太阳能发电装机容量的增长斜率更陡峭,风电装机容量也呈现持续快速上升态势。

  与传统火电集中式发电不同,风电、光伏多为分布式布局,且发电具有间歇性、波动性。这类电力要顺利并入电网,需经过多次汇流、升压等环节,对变压器的依赖度远超传统能源。可再次生产的能源发电系统对变压器的需求量约为火力发电的1.5-3倍。比如百万千瓦级的火电机组通常仅需1-2台主变压器,而同等规模的光伏电站,分散式变压器数量能达到数百台。2025年1-10月国内风电、光伏新增装机容量分别达45GW、68GW,同比增幅均超38%,如此大规模的装机增长,直接带动了大量箱式变压器、干式变压器的配套需求。

  在美国方面,新能源需求的增长,与旨在减少碳排放、降低对化石燃料依赖的国家及州级政策调整同步发生。近年来,可再次生产的能源的效率与成本效益均有所提升,与此同时,22个州及哥伦比亚特区(DC)已确立净零碳排放目标。此外,29个州及DC已通过《可再次生产的能源组合标准》(RPS),该标准旨在提升可再次生产的能源系统的可靠性。2022年《通胀削减法案》(IRA)提供的补贴与拨款,进一步激励了可再次生产的能源的发电项目。消费者趋势与政策调整已开始显现效果:2023年美国能源相关的二氧化碳排放量下降了3%,这主要归功于燃煤发电量的减少。

  新建发电和储能项目火爆,光伏安装量呈现明显上涨的趋势。根据ASCE描述,项目相关开发商指出,过去十年间,并网申请队列规模增长了近8倍,仅2023年就增长了30%。美国联邦能源监管委员会(FERC)已于2023年通过并网改革措施以加快流程。

  根据美国土木工程师学会(ASCE)基础设施年度报告数据显示,电力峰值需求的增速处于二十年来的最高点。在经历多年稳定增长后,到2034年,夏季与冬季的峰值需求预测将分别增长15%与18%。然而,用于满足这些需求的传统资源(如煤炭)正逐步退役,而依赖天气的新型能源仅能填补退役机组的发电缺口,无法匹配需求的增长。因此,新能源发电具备大量需求,并且会带动变压器的需求。

  根据国际能源署IEA统计,2019-2026年全球电网升级改善需求将持续提升,从2019年的2350亿美元逐步攀升,到2026年预期将达3725亿美元,年增幅稳定,约为6.9%。这一趋势反映出全球电网老化带来的基础升级需求。电网的老化更新会带动大量的变压器需求。

  从存量电网现在的状况来看,中国早期建设的110kV及以下配网线路,大量设备正常运行年限已超30年,变压器、开关等关键设备因长期服役出现能效衰减、故障率上升等问题。

  2025年9月,三部门联合印发《电力装备行业稳增长工作方案(2025-2026年)》明确行业增长目标:传统电力装备年均营收增速6%,有突出贡献的公司增速目标10%。其中,老旧电力设备更新是核心赛道之一。

  根据国家能源局的统计,中国输电线万公里,但其中相当一部分线路建设年代久远,存在输电能力不够、线路老化、安全风险隐患等问题。以110kV送出线路为例,其承担着大量电力输送任务,但部分线路由于设计标准低、设备老化等原因,已经没办法满足日益增长的电力需求。全国范围内110kV送出线%的故障是由于线路老化或设计不合理。全国范围内约60%的变压器,35%的配电线%的开关设备存在不同程度的性能下降。

  因此,政策端已明确发力方向,通过提升设备能效与安全标准的方式,推动存量老旧设备加速更新,规划2025-2026年老旧设备更新总规模超5000亿元。其中,变压器、电线电缆等核心电力设备作为电网运行的基础载体,其替换占比超60%,对应市场规模超3000亿元。

  在老旧电网更新方面,美国同样具有巨量需求。当地时间2025年11月24日,美国总统特朗普签署行政令真正开始启动“创世纪计划”。该计划被比作对标“曼哈顿计划”的国家级重大工程。计划核心是打造闭环AI实验平台,整合联邦数十年积累的全球顶级规模的科学数据集,并按科研、商业、国家安全三类分层开放,为AI模型训练提供核心支撑。同时规划建立的“美国科学与安全平台”,将集中供给计算能力和数据集,解决过往联邦数据分散杂乱、难以被AI开发利用的痛点,从资源供给规划上体现了对AI科研的强支持思路。

  该计划遭到某些特定的程度的质疑,其中重要原因之一就是电力问题。AI超算与自动化实验室的运行需要强大的电力支撑,但美国土木工程师学会2025年报告数据显示其能源基础设施评级仅为D+。老旧的电网难以承载AI数据中心激增的电力负荷。

  根据美国2024-2033年分领域基础设施投资供需统计表,核心展示了各领域的资金缺口情况:所有基础设施总需求达9139(十亿美元),已落实资金5450(十亿美元),总缺口3689(十亿美元)。其中能源领域的需求规模达1886(十亿美元),已落实资金1308(十亿美元),投资缺口为578(十亿美元),是缺口规模仅次于道路、污水+雨水系统的重点领域之一;结合此前信息可知,这一缺口与美国电网老化、新能源并网需求提升等能源系统升级需求直接相关,也反映出当前投资力度仍难匹配能源基础设施的更新与转型需要。说明在能源及电力基础设施领域,仍存在巨量需求。

  根据Nature2020-2030年全球数据中心电力需求的预测,全球数据中心电力需求呈快速攀升趋势,其中美国和中国是核心增长动力,两者合计占全球数据中心用电增长的近80%;从2020年的较低基数起步,到2030年全球数据中心电力消耗预计将接近1000太瓦时,凸显出AI扩张下数据中心用电需求的爆发式增长。

  根据IEA统计,至2035年,全球、中国、美国数据中心电力需求将大幅度的提高,需求量开始上涨明显高于100%。其中可再次生产的能源(光伏,风电为主)占比大幅度的提高,2035年需求规模与能源结构转型幅度均明显高于2025年。

  根据统计和预测,2022-2030年美国数据中心电力需求将从17GW逐年攀升至35GW。数据中心规模扩张带来的巨量电力需求;而电力需求的快速放大,必然对应输配电环节核心设备的配套升级,作为电能转换与分配核心的变压器,其市场需求也将随数据中心的发展同步快速增长。

  除去AI发展核心的数据中心之外,新能源车的加快速度进行发展会带动充电桩应用加快速度进行发展,从而带动变压器需求。2019至2026年间,全球公共充电桩规模持续扩张,中国与海外市场均呈增长态势,但中国始终是核心推力:2019年中国充电桩规模为52万台、海外34万台,到2026年中国预计达888万台、海外400万台。国内外均充电桩需求均有大幅度的提高,但中国的规模增幅远高于海外,长期领跑全球市场。

  公共充电桩的发展会显著带动变压器需求:充电桩(尤其是大功率快充桩)需通过变压器实现电压转换与电能分配,单桩部署需配套小型配电变压器,而集中式充电站则需要更大容量的升压/降压变压器;随着充电桩规模扩张,不仅新增充电桩需配套新变压器,现有电网也需升级变压器以承载充电负荷的增长,因此充电桩的普及会从新增配套与电网扩容两方面推高变压器的市场需求。

  美国方面,需求暴增使变压器市场陷入严重供不应求的局面。伍德麦肯兹(WoodMackenzie)根据年度供需数据估算,当前电力变压器和配电变压器的供应缺口分别达30%和6%。

  市场失衡加剧了产能配额的竞争,导致多数类型变压器的交付周期大幅延长、价格显著上涨。2019年以来,发电机升压变压器单价上涨45%,电力变压器单价上涨77%,配电变压器单价根据规格不同上涨78%-95%;其中,高压设备由于基准成本更高,以美元计价的涨幅更为突出。

  近期市场趋势凸显了变压器行业面临的深层次供应链挑战,涵盖原材料短缺、技术劳动力不足以及美国政策环境变化等多个角度。新冠疫情以来,取向电工钢(GOES,硅钢的核心品类之一)市场波动剧烈,价格处于较高位置,成为核心痛点。美国本土仅有AKSteel一家取向电工钢供应商,迫使多数原始设备制造商需从海外采购取向电工钢原材料或半成品变压器铁芯。

  变压器制造所需的专业方面技术劳动力短缺是另一大难题。原始设备制造商普遍将劳动力不足视为无法扩大产能以应对需求量开始上涨的关键原因。此外,铜绕组因其制造工艺复杂、规格特殊,已慢慢的变成为变压器生产的潜在瓶颈。

  相比美国,中国变压器的供应和生产力较为充足,出口旺盛。2025年1-10月,中国变压器行业正处于快速发展阶段,出口金额规模持续扩张,各月同比增速保持在22%以上,多个月份(如2月、6月、9月)增速突破46%,海外市场对国产变压器的需求旺盛,行业出海竞争力显著提升。

  产能端同样呈现高景气度,2025年3-10月变压器产量稳步扩大,同比增速虽有波动(4月冲高至91.47%、6月回落至11.06%),但后续快速修复,10月回升至31.61%,既体现了新能源并网、老旧电网更新等需求的拉动作用,也反映出行业产能供给的灵活适配能力。

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