电磁线工作原理、技术发展与需求情况如何？

电磁线应用领域广泛，是电力设备、家用电器、工业电机和交通设备等产品的重要构件。

电磁线又称绕组线，是一种被绝缘层包裹的导电金属电线，用以绕制电工产品的线圈（线圈也称绕组）。电磁线的工作原理为法拉第电磁感应现象，电流通过线圈产生磁场或线圈切割磁力线产生感应电流，实现电能和磁场能的相互转换。电磁线是电力设备、家用电器、工业电机和交通设备等产品的重要构件，被誉为电机、电器工业产品的“心脏”。

电磁线应用领域广泛，根据电磁线的材质、规格、性能不同其适用领域有所区别，电磁线下游主要应用于家用电器、电力设备、工业电机、汽车电机和电动工具等领域。

自 1831 年英国物理学家法拉第发现电磁感应现象后，磁和电相互转化的原理被广泛应用。电磁线是完成电磁转化的核心构件，被广泛应用于发电机、电动机和变压器等电器设备中。随着全球对电气应用的不断升级，针对电磁线的产业变革也逐步受到人们的重视。电磁线技术不断研发创新，电磁线种类持续增加，从而为电力应用带来了更多发展可能性。全球电磁线行业在技术研究的引导下，北美、日本和西欧逐渐成为三大传统生产和研发基地。进入二十一世纪后，电磁线及其下游产品的制造基地逐渐向亚洲、美洲中南部和东欧等地区转移。目前电磁线行业已成为电力、机电、交通运输、通讯等多个行业相配套的基础产业，全球电磁线产品的需求大幅上升。 我国电磁线行业较西方国家起步晚，在二十世纪 60 年代才基本拥有电磁线的自主研发和生产能力，并开始注重培养电磁线的专业人才，为后续国内电磁线技术的持续发展奠定了基础；进入二十一世纪后，我国不断鼓励并推进以电力设备、工业电机等为代表的基础设施建设，电磁线行业作为工业产品的基础产业，其生产规模在短时间内快速扩张。目前我国的电磁线的年生产能力超过百万吨，约占全球电磁线生产总量的 50%，部分产品的工艺技术水平已处于全球领先地位。经过长时间的发展，我国电磁线行业生产能力逐渐提升。电磁线行业内生产企业较多，电磁线的生产技术和工艺流程基本成熟，这些企业的生产规模从年产一千多吨至年产十万吨不等。目前我国已形成了百万吨以上的产能总量，为全球电磁线生产、销售的第一大国和出口国。

随着国民经济的持续增长，我国用电需求持续增加。2013 年至2023 年，我国经济增长的总体情况良好，我国 GDP（支出法）从2013 年的59.63 万亿元上升至 2023 年的 125.86 万亿元，GDP 复合增速为 7.76%。伴随我国国民经济的持续发展，居民和企业用电需求持续增长。2023 年，全国电力需求持续攀升，全社会用电量从 2018 年的 68,449 亿千瓦时增长至92,241 亿千瓦时，年复合增长率为 6.15%。2024 年上半年，全国全社会用电量4.66 万亿千瓦时，同比增长 8.1%，社会用电量持续增长。同时，新能源车的普及，使得新能源车充电基础设施的用电需求快速提升；随着人工智能（AI）的快速发展和应用，数据中心用电需求快速增长。综上，为满足我国持续增长的电力需求，我国电网建设投资将持续加大，从而促进电力变压器用电磁线市场空间的增长。同时，我国的能源分布不平衡，电力需求集中于东南部地区，而发电能力集中于西北部地区，因此需要持续建设超/特高压及与之配套的高压线路，最终实现“西电东送”“北电南送”。

在“双碳”目标下，我国近年来加快构建现代能源体系、加速建设新型电力系统，带动了国内市场对电力变压器用电磁线需求的增长，具体影响如下：发电侧：我国为建设清洁低碳、安全高效的现代能源体系，将大力投资风电、光伏等新能源发电装机。而为使新装机的风光储设备顺利接入电网，需要配置升压变压器，从而促进发电侧变压器需求增长，进而带动电磁线需求的增长；输电侧：我国新能源发电集中在西北部地区，而用电需求在东南部地区为消纳新能源发电，我国将建设特高压、超高压、高压进行电力输送，从而促进输电侧特高压、超高压、高压变压器需求增长，进而带动电磁线需求增长；配电侧：为实现节能降碳，我国将提升配电变压器能效，从而促进配电侧配电变压器的更新换代，进而带动电磁线需求增长。 根据国家工信部数据，电力变压器损耗占输配电电力损耗的40%，节能降碳改造潜力巨大，我国对变压器节能降耗要求不断提高，促进了在网运行电力变压器的更新换代，从而将带动电力变压器用电磁线需求的增长。根据招商证券数据，目前我国在运行变压器超过 1,700 万台，装机总容量约110 亿kVA。其中，三级能效及以下在运行的变压器大概 1,000 多万台，国内电网公司的低效变压器有 200-300 万台，用户产权的低效变压器有数百万台，上述变压器在发电侧、输电侧和配电侧均在网运行，亟待升级改造；其次，电力变压器的使用年限一般为 20-30 年，每年亦存在因使用寿命到期而报废更新需求；第三、我国亟需提升配电网智能化水平，满足分布式新能源和电动汽车充电设施等大规模发展要求。

综上所述，我国用电需求将持续增长，同时上述加快构建现代能源体系、加速建设新型电力系统以及加快电力变压器更新换代政策是在我国“双碳”目标下出台，政策具有长期性，未来将持续带动电力变压器用电磁线市场空间的增长。2026 年，我国电力变压器用电磁线市场规模将由2023 年的220.63亿元增长至 505.38 亿元，年复合增长率达 31.82%。

海外市场需求的主要驱动因素包括电力需求增长、电网替换需求、新能源装机量上升等。（1）电力需求增长包括人口增长、经济发展带来电力需求增加，以及如新能源车的普及使得需求从石油转向电能、人工智能（AI）的快速发展和应用使得数据中心用电需求快速增长等；（2）电网替换需求。根据华西证券数据，发达经济体大约只有 23%的电网基础设施的使用小于10 年，超50%的电网基础设施使用已超 20 年，其中日本、欧洲以及美国尤为突出，电网更新换代需求迫切；（3）新能源风光储大规模上网带来的需求增长。为使新装机的风光储设备顺利接入电网，需要配置变压器。随着碳中和节奏加快，全球各国风光储加速装机并网，变压器及电磁线市场规模预计将有较大提升。在以上政策的带动下，根据华西证券预测，2023 至2030 年每年全球电网投资将达到约 5,000 亿美元，2031 至 2040 年每年全球电网投资将达到7,750亿美元。全球变压器市场将稳步增长，2023-2032 年全球变压器市场空间将由588亿美元增长至 1,095 亿美元，年复合增长率为 7.2%。根据华泰证券数据，电力变压器行业毛利率水平一般在 20%~25%，电磁线成本约占变压器成本的30%左右，由此可以测算得出 2023 至 2032 年全球电力变压器用电磁线的市场空间将由 137 亿美元增长至 255 亿美元，年复合增长率达7.15%。

目前，新能源车驱动电机用电磁线主要是漆包铜圆线。漆包铜圆线在电机内绕制成线圈后将会产生较大的空隙，线圈填充系数只有约35%-40%，导致存在较高的电机铜耗，限制了电机转换效率与电机最高功率密度（3kW/kg）。因此，使用漆包铜圆线的驱动电机在功率密度、散热性能等方面的不足逐渐凸显。为全方位提升驱动电机的各项性能指标，扁线技术逐渐研发成型。

扁线电机具有功率密度大、效率高、散热性好等优势，是新能源车驱动电机的一种发展方向。随着新能源车驱动电机向扁线电机的方向发展，对漆包铜扁线的性能提出了更高的要求，需要具备更好的耐电晕性、高PDIV、耐高温、耐油性、耐软化击穿等特点，满足上述要求的漆包铜扁线是未来新能源车驱动电机用电磁线的发展方向。 根据招商证券测算，2020 年，单辆新能源车平均使用电磁线10 千克。到2025年，全球新能源车驱动电机用电磁线市场需求将超过25 万吨，中国新能源车驱动电机用电磁线市场需求将超过 12 万吨。