2021年全球及中國高壓變頻器行業重點企業競爭戰略研究及市場規模投資潛力預測
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變頻調速技術是一種電力電子技術,高壓變頻器、變頻用變壓器是這一技術在工業、制造業領域使用及推廣的重要載體。變頻用變壓器是高壓變頻器必不可少的重要部件,其與高壓變頻器的適配性直接決定了變頻器的性能及運行穩定性。因此,變頻用變壓器、高壓變頻器在產品配套及行業發展方面有較高的相關性,并共同受到國家、市場對電力電子技術的支持、推廣及需求影響。
中金企信國際咨詢公布《2021-2027年中國高壓變頻器行業調研分析及投資戰略預測評估報告》
(1)電力電子行業發展情況:電子技術是根據電子學原理、運用電子元器件設計及制造某種特定功能的電路以解決實際問題的應用科學及新興技術。該項技術始于十九世紀末、二十世紀初,并于二十世紀取得迅速發展及廣泛應用,是近代科學技術發展的重要標志。電子技術包括信息電子技術、電力電子技術兩個分支,信息電子技術主要用于信息處理;電力電子技術主要用于電力變換。
電力電子技術及設備的應用與電能的推廣息息相關。中國電力企業聯合會發布的《全國電力供需形勢分析預測報告》數據顯示:我國全口徑發電裝機容量在2017年末為17.8億千瓦,2020年末增至22.0億千瓦,最近三長了23.60%;我國全社會用電量在2018年為6.84萬億千瓦時,至2020年增至7.51萬億千瓦時,最近三年增長了近10%,電能供應及使用均持續快速上升。
現代社會發展至今,電力已是人類最理想的能源使用方式,電能消耗占總能源消耗的比例達55%,其中約75%的電能需通過電力電子設備處理后使用。7電力電子設備是完成電能變換及功率傳遞的重要設備。電力電子設備通過電能的變換及控制,使來自電網或電池的電能轉換成不同性質、不同用途的電能,以適應各種用電需求的現代工業電氣化基礎設備,可應用于工業、制造業、動力、交通、運輸、航天及國防等領域,具有廣泛的市場基礎。未來,在電能消耗占比不斷提高的同時,通過電力電子處理的電能比例預計將達到95%,電力電子技術及設備在世界范圍內的應用將持續提升。
電力電子設備制造涉及多學科、多領域的前沿科學知識,綜合了高壓電器制造技術、變流技術、仿真技術、計算機技術、微電子技術、自動化控制技術、材料科學技術及機械設計技術等?,F代電力電子技術的發展方向,是從以低頻技術處理為主的傳統電力電子學,轉為以高頻技術處理為主的現代電力電子學方向的轉變。二十世紀八十年代,大規模、超大規模集成電路技術發展迅速,MOSFET(金氧半場效晶體管)及IGBT(絕緣門極雙極晶體管)的先后出現為電氣設備的高頻化提供了有力支持,電力電子技術的發展也從整流器時代、逆變器時代進入了變頻器時代。新型電力電子器件為交流電機變頻調速提供了較高的頻率,使其性能更加完善可靠,并促使電力電子設備不斷向高頻化、智能化、全數字控制、系統化及綠色化方向發展。在節能減排、智能電網、高端裝備等產業政策的引導下,電力電子設備行業將迎來持續發展階段,未來的應用熱點會是變頻調速、智能電網、牽引用特種電源及新能源等方面。
(2)變頻用變壓器及高壓變頻器的相關性:
I、變頻器及高壓變頻器簡介:變頻器是應用變頻技術與微電子技術的電力傳動元件,通過改變電機工作電源的頻率和幅度控制交流電動機的轉速。因能耗與電機轉速的立方成正比,變頻器的應用可大幅降低電機能耗、提高電氣系統的運行效率。以變頻器為載體,變頻調速技術因其高效率、高功率因數、優異的調速及啟制動性能,具有顯著的節電及改進工藝控制水平的效果,是國內外公認的、最有發展前途的調速方式,代表著電氣傳動的發展方向。目前,變頻調速技術主要用于節約電能、優化生產工藝與流程、提高產品質量及改善運行環境。按照行業慣例,為1kV至10kV高電壓環境下運行的電機開發的變頻器為高壓變頻器。目前,高壓變頻器主要為交-直-交PWM型高壓變頻器,包括多脈波串聯疊加二極管電壓源型高壓變頻器、H橋(多功率單元)串聯疊加電壓源型高壓變頻器及多脈波串聯疊加晶閘管電流源型高壓變頻器。其中,H橋串聯疊加電壓源型高壓變頻器在國內市場中的應用最為廣泛。
II、變壓器及變頻用變壓器簡介:變壓器是一種通過改變電壓而傳輸交流電能的靜止電氣設備。利用電磁感應原理,該類設備可將一種電壓等級的交流電能轉換成同頻率的另一種電壓等級的交流電能,并傳輸電能。以用途作及定制化程度為劃分依據,變壓器產品可分為通用型變壓器、特種變壓器兩類。
變頻用變壓器是特種變壓器的一個分支,是高壓變頻器的適配電源部件,在變頻電氣系統中起到電氣隔離、減少諧波污染等核心作用。高壓變頻器主要由IGBT、電阻電容、散熱器等電力電子器件及變壓器構成,產品成本構成中,各類電力電子器件約占52%(其中IGBT約占10%)、主變壓器(指變頻用變壓器)占29%,具體構成情況如下:
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???????數據統計:中金企信國際咨詢
變頻用變壓器是高壓變頻器的核心部件,是高壓變頻器構成中單一類型占比較高的部件。高壓變頻器需配套變頻用變壓器使用,因為終端使用環境、用戶存在差異化需求,均具備較高的定制化程度。因此,變頻用變壓器、高壓變頻器在產品與技術發展方面關系密切,高壓變頻器行業的技術發展及市場波動將對變頻用變壓器行業的發展產生重大影響。
III、變頻用變壓器上下游行業情況:變頻用變壓器制造企業自主進行產品設計及物料采購,產品主要面向下游變頻器制造商銷售。高壓變頻器產品使用者,也是變頻用變壓器產品終端用戶,主要為電力、冶金、石化、建材、市政及機械配套等工業、基礎設施建設領域的變頻電氣系統需求用戶。變頻用變壓器行業與下游高壓變頻器行業關聯度較高。變頻用變壓器行業上游主要為硅鋼片、有色金屬(銅、鋁)及絕緣材料等原材料供應商。行業內企業主要采購大宗、通用型的原材料,再對原材料進行加工并投入產品生產。因此,硅鋼片、有色金屬及絕緣材料等物料的供應價格波動,將直接影響行業整體成本水平。
(3)變頻器行業發展情況:
I、國際變頻器行業發展情況:變頻器產業正處于迅速發展階段,產業規模不斷擴大。變頻器自20世紀60年代左右問世,到20世紀80年代在主要工業化國家已廣泛使用。20世紀90年代以來,隨著節能環保意識的加強,變頻器的應用越來越普及。
在國際變頻器市場上,德國、瑞士及日本處于領先地位,特別是在材料及制造工藝方面占據優勢,其變頻器產品可靠性好、使用壽命長。其次是美國、法國等發達國家,其變頻技術先進,但企業規模與處于領先地位的國家的大型企業存在一定差距。世界范圍內,規模較大、知名度較高的制造商包括西門子(德國)、ABB(瑞士)、施耐德(法國),艾默生(美國)、丹佛斯(丹麥)、歐陸(英國)及富士電機、三菱、安川、日立、東芝等日本企業。
II、國內變頻器行業發展情況:上世紀60、70年代,變頻器產品在發達國家已有廣泛應用。80年代初,我國企業開始接觸變頻技術;80年代后期,以日本品牌為代表的外資品牌進入中國,成為中國變頻器行業的開端。隨著我國經濟的高速發展及節能環保意識的增強,變頻器產品已得到廣大企業用戶的認可,在國內的應用越發普及、行業規模迅速擴大。目前,國內變頻器產業內外資品牌有約40個、內資品牌超100個。
國內變頻器市場銷售額排名前列的主要是外資品牌,其在資本規模、產銷規模及綜合技術水平等方面實力突出。在國家政策的大力支持及引導下,近年來內資品牌中出現了以匯川技術、英威騰、合康新能為代表的部分優勢企業,不僅成功研發了代表高端控制水平的矢量變頻器,在生產規模、產品綜合性能方面也有了較大的提高。內資企業雖然尚未具備與西門子、ABB等國際一流品牌展開全面競爭的實力,但已在部分細分產品及市場上表現出較明顯的競爭優勢,市場份額逐年擴大,原有由外資品牌主導的國內變頻器市場格局正發生改變。
產品方面,變頻器的功能逐步完善、應用領域不斷擴大。從工廠設備到家用空調,從重型機械到輕紡行業,從0.4kW的小功率電機到9,000kW的大功率電機都已廣泛使用,且取得了明顯的經濟效益。用戶方面,電力、冶金、石化、建材等變頻器主要適用的工業、制造業領域仍處于逐步推廣的階段,距離真正普及還有一定的距離。工業、制造業領域使用的變頻器多為高壓變頻器,可以預見我國高壓變頻器市場的發展潛力巨大。
III、國內高壓變頻器行業競爭情況:高壓變頻器具備較高的技術門檻,國際主流廠商較少,目前不超過十家,國內也僅有少數廠商具備研發、設計、生產、服務及技術支持的全流程綜合實力。目前,國內、外主流高壓變頻器廠商已經占據了我國高壓變頻器市場的主要份額,形成了較穩定的競爭格局,產品價格、毛利水平波動相對穩定。
國內高端變頻器市場主要有兩類產品,一是應用在鋼鐵、水泥等行業的大功率產品,上述行業使用的變頻器多為高壓變頻器;二是應用于高端機械配套的高壓產品,主要為起重及電梯等提升類負載。高端領域競爭者較少,變頻器提供商主要以整體解決方案的產品形式提供給客戶,這種形式需對應用行業及領域有較深的理解。目前,即便是國外知名品牌也無法在所有領域都占得優勢,如ABB在石油機械行業處于壟斷地位、西門子在冶金領域處于優勢地位、匯川技術在電梯領域已建立了良好的口碑。高端市場的行業細分保證了產業生態的良性互動,中低端市場主要是變頻技術在常規機械、風機及泵類的控制應用,競爭相對激烈。在高端市場,國外變頻器制造商仍有較大的品牌優勢,但部分國內品牌已具備進入高端市場的技術實力;在中低端市場,國、內外變頻器制造商形成了直接的市場競爭格局。