2024年变压器行业分析报告：海外变压器供需错配，国产厂商出海加速

1．变压器在电力系统中发挥重要作用

电力系统包含发电、变电、输电、配电和用电五个环节，各环节通常采用不同的电压 等级，并通过变电环节实现电压等级之间的转变与连接。以我国电力系统为例，发电 机输出的中压电能需经变电环节升至 110kV-1000kV，方能实现大规模、低线损的远 距离输电，电能输送至用电区域后需降至 110kV-10kV 分配和接入各类工业企业、公 建设施等用电负荷较大的终端用户，最后降至低压 380/220V 分配和接入低压用户。

变压器在电力系统中发挥重要作用。变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压 的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯（磁芯），主要功能包括电压变换、 电流变换、阻抗变换、隔离、稳压（磁饱和变压器）等。变压器可应用于电力系统的 发、输、配等多个环节，具有重要的作用。

变压器的成本构成中原材料占比约 90%，取向硅钢片和铜材为主要原材料。根据江苏华辰招股说明书，其公司 2021 年干式变压器和油浸式变压器的直接材料成本占比 均在 90%左右。从成本构成来看，变压器主要原材料为取向硅钢、铜材、电子元器 件、绝缘材料、变压器油等。其中，铜材料的成本占比分别为 30%；取向硅钢生产 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%。假设铜材和取 向硅钢的采购价格分别上涨 1%，对应 2021 年江苏华辰主营业务的毛利率将分别下 降 1.22%/0.85%，铜材和取向硅钢的价格变动对于变压器的成本影响较大。

2. 海外变压器供需错配

2.1 需求端：多重因素驱动，海外变压器需求有望持续高涨

海外变压器需求高涨的驱动因素在于：1）发电侧：大量新能源项目积压，带动电网 升级扩容的需求。2）电网侧：发达经济体电网老化，变压器等关键电力设备存在更 换需求。3）用电侧：制造业回流带动工业用电力设备需求，终端电气化和算力持续 驱动电力需求增长。 变压器是电网的关键设备，其新增和更换容量有望持续增长。根据 IEA 的数据，2012- 2021 年，变压器的新增和更换率为 2.4 TW/年。在 APS（宣布的承诺情景）场景中， 2022-2030 年预计变压器的需求增加到 3.5 TW/年。2031-2040 年增量提升至 4.5TW/ 年，并稳定到 2050 年。从结构来看，配电端的变压器需求占比更高。

2.1.1 发电侧：新能源项目积压扩容需求

大量新能源发电项目等待并网。根据 IEA 的统计，截至 2022 年底全球约 3000GW 的可再生能源项目处于排队申请并网阶段，其中 1500GW 的风电和光伏项目处于后 期阶段，容量约为 2022 年全球光伏和风电新增装机容量的 5 倍。

新能源项目与电网基础设施的建设周期错配。根据 IEA 的统计，在欧美等发达经济 体，一条特高压架空线路（220 kV 以上）需要 5-13 年的建设周期，配电网项目通常 需要 3-4 年。然而，一般风电、光伏等新能源发电项目的建设周期一般在 3 年左右。 新能源项目的并网需求带动对电网的升级扩容需求。当前电网容量无法匹配新能源 日益增长的装机需求，可能减缓全球的清洁能源转型进程。为满足大规模的新能源发 电项目的并网需求，需要对相应的输配电网进行大规模的扩容升级。同时考虑到新能源项目和电网建设周期的错配，电网建设需要提前部署规划。

2.1.2 电网侧：设备老旧带来存量替换需求

发达经济体电网老化，变压器等关键电力设备存在更换需求。发达经济体的电气化 进程较早，部分电网基础设施已经运行 50 年以上，面临老化的问题。其中，变压器、 断路器等电网关键设备的设计寿命通常为 30-40 年，通过正确的操作和适当的维护 可延长设备的使用寿命，但电力设备老化仍存在安全性和可靠性的风险。根据 IEA 的 数据，2021 年因电网停电对美国 GDP 造成的影响达到 540 亿美元。

电力设备更换需求驱动美国电网的大规模投资。美国的电网设备大部分建设于 20 世 纪 60-70 年代，面临设备老旧的问题。根据 Brattle 的预估，假设美国分别在 50/60/70/80 年后更换 1/4 的老旧电网设备，那么将带动美国老旧电网改造至 2050 年年均 100 亿美元的投资规模。

欧盟提出大规模电网投资计划。2023 年 11 月，欧盟委员会发布 5840 亿欧元的投资计划，聚焦于电网升级，特别是对于跨境电网的升级，以使其更好地整合不同国家的 可再生能源，并提出将 4000 亿欧元投入到配网及智能化建设中。随着欧盟成员国大 规模集中式新能源装机的上升，欧洲的电力网络老旧有待升级。

2.1.3 用电侧：制造业回流+电力需求增长

全球电力需求持续增长。根据 IEA 的数据，2023 年全球电力需求同比增长 2.2%， 2024-2026 年预计复合增速达 3.4%，其中新兴经济体的电力需求强劲增长。终端电 气化和算力是驱动电力需求持续增长的两大重要因素。根据 IEA 的统计，预计全球 数据中心、加密货币和 AI 的电力需求将从 2022 年的约 460TWh 提升至 2026 年的 超 800TWh。

数据中心驱动电力设备市场规模扩容。生成式 AI 等计算重负载驱动数据中心的功率 密度大幅增加。变压器、开关柜等电力设备广泛应用于数据中心，根据伊顿的预测， 数据中心将驱动电力设备市场空间的扩容，其 2022-2025 年复合增速为 16%。

美国制造业建设支出大幅上涨。受益于支持性的政策环境，美国制造业的实际建筑支 出较 2021 年底以来实现翻番。拆分行业来看，其增长主要受到计算机、电子和电气 行业的驱动。除美国以外，英国、澳洲等海外发达经济体的制造业建设支出亦呈现上 行的态势。

北美制造业回流带动工业用电力设备需求。根据伊顿公司的统计，2021 年 1 月-2023 年 10 月美国和加拿大的大型制造业项目（10 亿美元以上）累计投资计划已达 8590 亿美元，为常规时期的 3 倍。美国的制造业回落有望带动相应的工业用电力设备产 品需求。

2.2 供给端：变压器扩产受多重因素限制，美国本土供给不足依赖进口

2.2.1 美国变压器短缺，面临交付周期增长和价格上涨

美国变压器交付周期持续增长。美国变压器需求高涨，电力公司积极更换和新增变压 器，致使变压器的交付周期持续增长。根据 Wood Mackenzie 的数据，美国变压器 的交付周期从疫情前的 30-60 周提升至 2023Q3 的超 100 周。

美国变压器价格持续上涨。根据 Wood Mackenzie 的数据，2023 年美国配电变压器 的价格较 2020 年上涨 68%，柱上变压器和三相垫式变压器的价格较 2020 年分别上 涨 65%/58%。

2.2.2 美国本土变压器供应不足，产能扩张有限

从变压器的成本拆分来看，其软成本和材料成本的占比分别为 55%/45%。软成本主 要来自于劳动力成本，其中生产劳动力和专业劳动力的成本占比分别为 11%/9%。材 料成本主要由晶粒取向电工钢（GOES）和铜等原材料构成，成本占比分别为 15%/14%。 受上游关键原材料 GOES 的制约，美国本土变压器厂商扩产受制约。2020 年 1 月 以来，美国 GOES 的价格上涨 125%以上。美国本土 AK 钢铁公司的 GOES 产量有 限；受欧洲能源危机的影响，ThyssenKrupp 等关键供应商的减产致使变压器对 GOES 的敞口风险提升 4%-15%。

美国本土电力设备厂商扩产意愿不强。自 1980s 以来，全球变压器市场集中度趋于 提升，许多变压器厂商已成长为大型的跨国集团。受益于变压器需求高涨，集团处于 高产能利用率和高利润率的状态。变压器扩产需投入大量资金，预计将在数年实现盈 亏平衡，投资回报周期较长，海外变压器厂商的扩产意愿不强，近年来海外主要变压 器厂商的资本开支情况呈现下行态势。

美国本土变压器厂商扩产有限。根据 Wood Mackenzie，美国本土的变压器仅能满足 20%的市场需求。根据我们的不完全统计，美国本土变压器的产能提升幅度有限，预 计大部分项目将在 2025-2026 年投产。

2.2.3 美国变压器进口规模大幅提升

美国变压器进口规模大幅提升。根据 ITC 的统计，2022 年以来美国变压器进口规模 大幅提升，2022-2023年进口额分别为40.0/58.1亿美元，同比分别提升36.3%/45.5%。

油浸式变压器进口规模大、增速高。2023 年美国干式变压器进口规模 17.6 亿美元， 同比提升 15.5%，其中以进口 16-500kVA 容量等级的干变为主，2023 年进口规模 6.8 亿美元。2023 年美国油浸式变压器进口额 40.53 亿美元，同比增长 63.9%，对 应≤650kVA、650kVA-10MVA、>10MVA 容量等级的进口额分别为 10.8/10.5/19.3 亿美元，同比分别增长 84.9%/65.8%/53.2%。

3. 我国变压器出口表现亮眼

我国变压器出口规模快速增长，油浸式变压器出口表现亮眼。根据海关总署的数据， 2023 年中国干式变压器出口金额 23.6 亿美元，同比下降 14.8%，出口以小型（1kVA 以下）为主。2023 年我国油浸式变压器出口金额分别为 29.4 亿美元，同比增长 78.0%； 其中，小型（≤650kVA）、中型（650kVA-10MVA）、大型（＞10MVA）油浸式变压 器出口金额为 3.8/7.7/17.9 亿美元，同比分别增长 96.6%/94.5%/68.4%。未来受益 于海外变压器供需错配，我国变压器出口规模有望进一步提升。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）