2021年中國高壓變頻器行業細分應用市場需求規模研究預測及上下游產業發展前景預測
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高壓變頻器(變頻電氣系統)主要應用于電力、冶金、石化、建材、市政及機械配套等工業及基礎設施建設領域,以實現對各類高壓電動機驅動的風機、水泵、空氣壓縮機、提升機、皮帶機等負載的軟啟動、智能控制和調速節能,從而有效提高工業企業的能源利用效率、工藝控制及自動化水平。
中金企信國際咨詢公布《2021-2027年中國高壓變頻器市場研究及投資建議預測報告》
(1)節能需求分析:為滿足運行中的最高功率要求,風機、水泵、空氣壓縮機等傳統大功率設備通常在輸出功率方面存在較大的設計冗余。在未使用變頻調速的情況下,一般通過其他方式滿足負載變化的要求,但能量被大量浪費。在使用變頻調速的情況下,這些設備可根據實際的負載及工藝流程需要,對電機轉速進行智能控制,使電機的輸出能量得到高效利用。
1、政策推動帶來的需求:我國工業能耗約占能源消耗總量的45%,占比水平較發達國家多一倍。同時,工業能耗主要為電能消耗,數據顯示電廠用電大部分是風機、水泵等設備消耗的。針對上述情況,國家制定了多項節能降耗政策,提出了“加強工業節能”、“到2020年,工業能源利用效率和清潔化水平顯著提高,規模以上工業企業單位增加值能耗比2015年降低18%以上,電力、鋼鐵、有色、建材、石油石化、化工等重點耗能行業能源利用效率達到或接近世界先進水平”、“加快鋼鐵、石化、建材、有色金屬等高耗能行業的節能技術改造”及“加快應用先進節能低碳技術裝備,提升能源利用效率”等要求。行業預測,“十三五”期間我國環保投入將增至約每年20,000億元,2020年末社會環保總投資有望超過170,000億元。
在外部政策及實際應用層面實現的可觀經濟效益推動下,高壓變頻設備在工業、市政及其他領域具有巨大的市場需求。
2、節能帶來效益提升:以風機為例,傳統風機始終工作在額定負荷下,通過閥門、風門的機械式調節調整風量;使用變頻調速的方式進行控制時,可通過調整風機轉速調整風量,并實現送風量的精細化控制,平均節能可達30%,12還可延長風機的使用壽命。變頻調速設備的投入可為企業帶來顯著的節能效果及經濟效益。
(2)工控需求分析:工控指的是工業自動化控制,通過計算機技術、微電子技術及電氣手段,使工廠的生產及制造過程更加自動化、效率化、精確化,并具有可控性及可視性。上世紀80年代發展起來的變頻調速技術,順應了工業生產自動化發展的要求,改變了普通電機定速方式運行的陳舊模式,使得電機及其拖動負載在無任何改動的情況下即可按照生產工藝要求調整轉速輸出,達到系統高效、精準運行的目的。變頻調速技術及設備的出現與應用,開創了智能電機時代。
1、智能制造是必然趨勢:目前,盡管世界各國在規劃路徑及邏輯方面不盡相同,但工業升級戰略的核心皆為智能制造,都將發展智能制造作為確立制造業競爭優勢的關鍵舉措。2012年,美國提出“工業互聯網”,計劃推動具有智能決策特征的工業物聯網建設;132013年,德國推出“工業4.0”,計劃推動生產工廠向高效率的智能工廠改造,強調生產智能化;142015年,日本推出“新機器人戰略”,15計劃充分利用信息技術、大數據、網絡及人工智能的新型機器人,在世界領先進行機器人革命;同年,我國推出“中國制造2025”,以智能制造為方向,重點發展十大領域,加快淘汰落后產能、化解過剩產能,強調制造業互聯網化。
2、智能制造帶來工控需求的提升:自上而下,智能制造整體框架可分為現場層、控制層、操作層、管理層、企業層及決策層。其中,控制層的主要組成為控制器(驅動、伺服、變頻等)及PLC(可編程邏輯控制器),執行層的主要組成為各類生產機器人、智能設備及傳感器。控制層、執行層設備共同組成工業自動化控制系統,對工業生產過程實現檢測、控制、優化、調度、管理及決策,達到增加產量、提高質量、降低消耗及確保生產安全等目的。
變頻電氣系統是智能制造框架中實現工業自動化控制的主要組成,其采用閉環控制,參數超調波動范圍小,可對偏差進行及時控制,電機運轉時加速、減速還可根據工藝要求自動調節,控制精度高。變頻電氣系統還具有十分靈敏的故障檢測、診斷及數字顯示功能,提高了生產設備運行的可靠性。
除在風機、泵類負載上的應用以外,變頻調速還可廣泛應用于傳送、卷繞、起重、擠壓及機床等各種機械設備控制領域,以延長設備的正常工作周期及使用壽命,簡化操作及控制系統,甚至改變原有的工藝規范,從而提高整套生產設備的控制水平,進而提高產成品率。以采礦業為例,早期礦車提升系統多采用傳統的轉子串電阻進行電機調速,這種調速方式相對落后,存在電能消耗過大、工作穩定性差及缺乏故障診斷等問題。加裝變頻電氣系統后,企業生產系統可按照設計的速度曲線自主進行速度控制,提升了控制系統的智能化程度及安全性、降低了系統的操作難度。此外,在變頻調速技術作用下,電機提升過程完全依靠電力牽引與制動,制動閘瓦只需在停車及安全回路保護動作時才進行抱閘,大幅度減少了閘瓦的磨損,延長設備使用壽命。
通過投入變頻電氣系統實現生產效率、產品質量的提升,既符合終端用戶的實際需要,可帶來直觀的經濟效益,亦符合國家在“中國制造2025”政策中關于生產制造環節提出的“運營成本降低”、“產品生產周期縮短”、“不良品率降低”三方面要求。研究數據顯示,2018年以來,我國傳統行業在快速更替,自動化比例逐步提升。同時,在國家政策的推動下,化工、冶金、環保等行業正在進行內生性調整,將為工控傳動提供較大的市場空間。
3、產品應用領域及行業拓展帶來的需求:變頻用變壓器是高壓變頻器的核心部件之一,共同組成變頻電氣系統,主要用于工業、高耗能領域,包括電力、冶金、石化、建材、市政及機械配套等行業。使用領域、行業的發展及其對變頻電氣系統的需求是直接影響高壓變頻器、變頻用變壓器行業市場容量及發展的主要因素。變頻電氣系統的主要應用行業近年發展、變化趨勢情況如下:
1)電力:2012-2018?年,我國發電量、電力消費量均呈逐年遞增趨勢。2018?年,我國發電量達?71,118?億千瓦時、同比增長?7.68%,電力消費量為?68,449?億千瓦時、同比增長?5.60%。16在所有能源中,電能已是應用最廣的能源方式,我國電力行業隨著電能需求的不斷提升持續發展。
電力行業是變頻器最主要的應用領域之一,通過變頻調速更精確控制發電過程中煤、粉、水的用量,達到節約能源、提升工藝及控制水平的目的,也對火電廠的節能、降耗、減排、安全及安穩運轉具有重要意義。我國經濟總量在世界排名第二,僅為美國的三分之一左右,但電力消耗卻接近美國。電耗過大已經成為我國經濟發展中的突出問題,而電力低效利用與單位產值高電耗是導致電力供應形勢緊張的關鍵因素。在大量耗能的風機、泵類、壓縮機類負載的高壓電動機上應用高壓變頻器的節能效果顯著,平均節電可達?30%。中國發電總量的?2/3?消耗在電動機上,利用變頻器實現電機節能有利于改善電力消耗過大的問題。
電力行業是高壓變頻器應用量最大的行業。近年來,電力行業對高壓變頻器的需求占高壓變頻器總需求的比例為?25%-30%。2012-2018?年,電力行業對高壓變頻器的需求總體呈增長態勢。2018?年,電力行業對高壓變頻器的需求量約為?38?億元,至?2019?年約為?40?億元。
2012-2019年中國電力行業對高壓變頻器市場需求分析
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???????數據統計:中金企信國際咨詢
未來,預計電力行業對變頻器需求仍將保持穩步增長,新能源發電領域如風電及光伏發電等新興市場對變頻器的需求將呈高增長態勢。隨著我國加強智能電網及農村電網升級改造工程規模的擴大、新能源建設力度的增強,對大功率電機的需求將穩步上升,帶動變頻器需求的上升。未來電力行業對變頻器的需求將保持?15%左右的增長。
2)冶金:近年來,我國汽車、造船、建筑、石油化工、核電能源、油氣輸送等與國民經濟相關的各個領域發展迅速,帶動了以鋼鐵冶金行業為龍頭的冶金機械的快速發展。
變頻器在冶金行業的應用主要有板材和線材的軋機、卷取機、高爐風機、循環水泵、料漿泵等,以節約能耗為主要目的。目前,變頻器產品在該行業的應用以改造項目為主。目前,我國冶金行業對高壓變頻器的需求約占高壓變頻器總需求的?10%-12%。2018?年,我國冶金行業的高壓變頻器市場容量約?14?億元、占整體市場的?11%左右,2019?年冶金行業對高頻變壓器的市場需求小幅增長。
2012-2019年中國冶金行業對高壓變頻器市場需求分析
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???????數據統計:中金企信國際咨詢
未來幾年,冶金行業變頻器的市場需求仍將主要集中在項目改造過程中的節能減排設備上的使用,國家對此給予了積極的政策支持,企業單位也在大力推行中。因此,冶金行業變頻器市場需求將進一步擴大,預計未來將保持?10%左右的增長。
3)石化:2018?年,面對復雜而嚴峻的外部環境,我國石油及化工行業深化供給側結構性改革,大力推進產業結構優化升級及創新驅動,行業經濟運行質量及效率出現新的積極變化。國家統計局數據顯示,2018?年我國石油及化工行業主營業務收入?12.4?萬億元、增長?13.6%,利潤總額?8,393.8?億元、增長?32.1%,固定資產投資額?2,947?億元、同比增長?10.1%。石化行業主營收入及利潤提升、投資恢復增長。
在石油及化工行業,變頻器主要應用于各類泵、壓縮機和公用工程方面,以實現節約能源及控制工藝水平的目的。目前,變頻器產品在我國石油及化工行業的裝配率不高,發展潛力巨大。近幾年,我國石化行業對高壓變頻器的需求約占高壓變頻器總需求的?25%左右。2018?年,我國石化行業的高壓變頻器市場容量約為?31?億元,至?2019?年約為?33?億元。
2012-2019年中國石化行業對高壓變頻器市場需求分析
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???????數據統計:中金企信國際咨詢
未來,石化行業仍將面臨更加復雜多變的內外部環境,宏觀環境、國際油價、產業政策變化等都將對行業經濟運行帶來深刻影響。綜合考慮,我國石油及化工行業有望延續穩中向好的態勢,石化行業對變頻器需求將保持?8%左右的增長。
4)建材:2018?年,建材行業深入推進供給側結構性改革,化解過剩產能取得進一步成效,經濟效益明顯提升,產業結構逐步優化,行業運行總體保持穩中向好態勢。2018?年,建材工業規模以上企業完成主營業務收入?4.8?萬億元、同比增長15%,實現利潤?4,317?億元、同比增長?43%,完成固定資產投資同比增長19.7%。
變頻器產品主要應用于建材行業的鼓風機、粉碎機、皮帶傳送機、排氣風機、回轉窯等領域。中國工控網發布的行業報告顯示,我國水泥生產能力中約70%為技術水平落后的立窯,能耗較高。通過變頻改造可實現節約電能?10%-20%,并可提升產品質量的可控性。近幾年,我國建材行業對高壓變頻器的需求約占高壓變頻器總需求的?10%-13%左右。2019?年,我國建材行業高壓變頻器的市場容量約?15?億元,占整體市場的?11%左右。
2012-2019年中國建材行業對高壓變頻器市場需求分析
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???????數據統計:中金企信國際咨詢
受房產調控政策的影響,房地產價格下跌,使我國剛性需求難以釋放;世界范圍內的剛性需求還在,對建材的需求也是必然的,但是增速肯定放緩。未來,我國建材行業對變頻器的需求主要用于生產設備的改造,預計增速維持在5%-15%之間。其中,水泥行業對高壓變頻器的需求潛力將被逐漸挖掘,對高壓變頻器的需求上億元,主要來自舊設備改造。
5)市政:我國市政工程建設中,關于“水”系統的建設項目居多。由于我國基礎薄弱,水資源匱乏。未來幾年中,我國仍將建立一系列的供水工程及污水處理工程,以提高供水綜合能力和水資源的利用率,滿足日益增長的居民生活用水及工業用水需求。
變頻器產品在市政行業主要應用于風機及泵類負載。具體來看,在市政供水系統中的主要負載為供水泵及取水泵,在供暖系統中變頻器主要用于主熱水泵的轉速調節。近幾年,市政行業對高壓變頻器的需求占高壓變頻器總需求的比例維持在約?10%的水平,2019?年,我國市政行業高壓變頻器的市場容量約?15億元、占整體市場的?11%左右。
2012-2019年中國市政行業對高壓變頻器市場需求分析
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???????數據統計:中金企信國際咨詢
未來,變頻器產品在市政行業的市場機會主要來自新項目。隨著我國加快城市供水設施改造與建設以及加強市政管網等地下基礎設施改造與建設,將主要對中低壓變頻器市場有積極的促進作用。
6)機械配套:?工程機械行業作為我國裝備制造業的重要組成部分,在國家基礎設施建設、工農業生產以及國防建設中發揮著不可替代的重要作用。近年來由于互聯網、人工智能時代的到來,工程機械遭受多次沖擊,傳統產業正在朝著信息化、集成化等方向發展。隨著工業機械行業的成熟發展,未來將會有更多細分領域快速成長。在國家持續穩定的固定資產投資增長期拉長、基建投資拉動漸強等背景下,工程機械產品需求呈現強勁增長態勢。2018?年,工程機械行業保持了良好的發展態勢,工程機械出口額達到?236?億美元,同比增長?17.3%。24變頻器在機械配套領域的應用包括土石方機械、混凝土機械等主流機械設備,同時也包括在起重機械、電梯等提升領域的應用,可實現更可靠、穩定、安全的設備運行控制。2019?年我國機械配套領域高壓變頻器的市場容量約?80億元。25
巨大的工程機械保有量帶來的設備更新需求、GDP?的穩定增長帶來的設備增量需求、我國工程機械龍頭完善海外布局推動的出口需求,綜合環保趨嚴、機器替人等因素,共同驅動工程機械行業增長,為今后幾年工程機械的銷量提供了強力支撐。未來,機械行業的發展以及國家節能計劃的實施,將大大促進變頻器在機械配套領域的應用。
(6)高壓變頻器市場規模:根據同我國高壓變頻器市場保持穩定增長,2017?年、2018?年市場規模分別為?120?億元、125?億元,2019?年市場規模預計為?133?億元,26最近三年復合增長率?4.41%。近年來,我國年工業生產總值不斷提高,但能耗比卻居高不下,高能耗比已成為制約我國經濟發展的瓶頸。為此,國家投入大量資金支持節能降耗項目,高壓變頻調速技術的應用領域不斷拓寬,節能降耗、改善工藝、延長設備使用壽命及提高生產效率等特性逐步被廣大用戶認可。
受政策驅動,具高效節能功能的高壓變頻器市場將持續增長,預計高壓變頻器的市場規模于?2025?年可達?212?億元,27未來五年復合增長率可達?8.50%。
2012-2020年中國高壓變頻器的市場規模分析
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