2024年变压器行业专题报告：海外变压器市场景气向上，中国企业出海有望加速

1 变压器是电力系统重要设备，全球市场规模超 370 亿美元

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 圈和铁心。变压器有两组线圈。初级线圈和次级线圈。当初级线圈通上交流电时，变压器 铁芯产生交变磁场，次级线圈就产生感应电动势。变压器的线圈的匝数比等于电压比。只 要适当改变绕组的匝数，就可以改变原副边电动势之比以达到改变电压的目的。变压器能 降压也能升压。如果初级线圈比次级线圈圈数少就是升压变压器，可将低电压升为高电压。

变压器行业上游为硅钢片、铜、铝等原材料供应商，下游应用包括能源、石化、冶金、 轨交、城建等领域。变压器行业产业链中，上游主要为原材料供应商，提供硅钢片、铜、 铝等原材料；中游为变压器生产供应环节，为下游企业提供定制化变压器的产品设计、生 产制造、装配调试和售后服务等，主要应用于能源电力、石油化工、冶金、铁路交通和城 市建设等领域。

变压器的主要作用是变换电压，在发电、输电、配电、电能转换等各个环节都起着重 要作用。变压器在电力系统中主要用于变换电压，以满足高压输电、低压配电的要求。一方面发电厂的发电机出口电压一般不超过 20kV，输电线路的电压为 110kV、220kV、 330kV、500kV、765kV，这就要求把发电机输出电压升高后再输送给高压输电线路。另一 方面当电能输送到用电区时，为了用电安全，再把高电压降为配电系统所需要的电压等级 向用户供电。 变压器包括运行在主干电网的电力变压器和运行在终端的配电变压器两大部分。电力 变压器（主变）指的是运行在主干电网的 35kV及以上电压等级的变压器。配电变压器（配 变）指的是在配电网中电压等级在 35kV 以下的直接向终端用户供电的变压器。

变压器可根据容量、冷却方式、相数、用途、绕组方式、铁心形式等多种分类标准进 行分类： （1）按照冷却方式：分为干式变压器和油浸式变压器。干式变压器依靠空气对流进 行自然冷却或增加风机进行冷却，绝缘介质一般为环氧树脂或 Nomex 纸。油浸式变压器依 靠变压器油作冷却介质和绝缘介质。油变造价低、维护方便、容量及电压可覆盖更高等级， 但是可燃可爆、运输不便，一般安装在独立的变压器室内或室外。干变由于具有良好的防 火性，可安装在负荷中心区，以减少电压损失和电能损耗，此外干变还具有易拆卸、运输 方便等优点；但是价格更高，体积更大，防潮防尘性差，而且噪音大，一般用于综合建筑 内（地下室、楼层中、楼顶等）及人员密集等要求防火、防爆的场所。 （2）按铁心材质：分为取向硅钢型和非晶合金型。相对于普通取向硅钢变压器，非 晶合金变压器损耗较低，但抗突发短路能力差，主要适用农村电网等低负载使用场景。 （3）按容量大小：通常分为小型（电压在 10KV 以下、容量在 1～500KVA）、中小型 （电压在 10kV~35kV、容量在 630～6300kVA）、大型（电压在 35~110kV、容量在 8000～ 63000kVA）、特大型变压器（电压在 220kV 及以上、容量在 90000KVA 及以上）。

2021 年全球变压器市场规模达到 373 亿美元，中国、美国、欧洲为前三大市场。 （1）亚太：全球最大的变压器市场，市场规模达到 186 亿美元，全球市场占比达到 50%；其中中国市场规模达到 71.9 亿美元，全球市场占比达到 19%。 （2）北美：变压器市场规模 79 亿美元，全球市场占比达到 21%；其中美国市场规模 达到 62.5 亿美元，全球市场占比达到 17%。 （3）欧洲：变压器市场规模 48.9 亿美元，全球市场占比达到 13%。 （4）中东和非洲：变压器市场规模达到 35.9 亿美元，全球市场达到 10%。 （5）南美洲：变压器市场规模达到 22.1 亿美元，全球市场占比达到 6%。

2 发电+用电+电网侧多轮驱动，全球变压器市场持续高景气

2.1 发电侧：新能源装机并网带动变压器需求高增

全球能源转型加速，2023-2028年全球可再生能源新增装机总量有望接近 3700GW。随 着全球能源结构的转型和新能源技术的不断突破，全球可再生能源装机持续高速增长。根 据国际能源署（IEA）发布的《可再生能源 2023》，在多国政策支持下，2023 年全球可再生 能源新增装机达到 507GW，同比增长近 50%。预计 2023-2028 年期间全球可再生能源新增 装机容量接近 3700GW；其中风电及光伏装机占比预计达到 95%。

预计到 2028 年，可再生能源发电量将占全球发电量的 42%以上，其中风电及光伏发 电量占比有望翻倍达到 25%。到 2024 年，风能和光伏发电总量将超过水力发电；到 2025 年，可再生能源将超越煤炭成为最大的发电来源；到 2028 年，可再生能源发电量将占全球 发电量的 42%以上，其中风电和太阳能光伏发电的份额将翻一番，达到 25%。

新能源项目大规模接入电网将显著增加变压器的需求。新能源一般建立在风、光等资 源丰富的山区、近海区域，输电距离较远。新能源机组的输出电压（初级电压）一般在 690 伏以下，需要经过多层级变压器的升压接入主网，而传统发电机组仅需 1 级升压接入主 网，因此新能源机组对变压器的需求量往往是传统发电机组需求量的数倍。

新能源高比例并网将导致电力平衡较为困难，对电网的调峰能力提出更高要求。在电 力系统中，发电、供电同时完成，电网运行必须满足电力电量平衡约束，保持发、供电电 力实时平衡。由于新能源发电具有随机性、波动性等特点，当新能源发电量在电网中占比 较高时，保持电力供需的实时平衡将变得更加困难，从而对电网的稳定性构成挑战。 电网发展滞后阻碍新能源并网，亟需输配电网加速建设。电网建设周期普遍长于风光 电站建设周期，导致其难以按照所需的速度将新建可再生能源发电并网。根据 IEA，美国、 西班牙、巴西、意大利、日本、英国、德国、澳大利亚、墨西哥、智利、印度和哥伦比亚 目前共有近 3000GW 的可再生能源项目并网请求，其中约有 1500GW 的风能和太阳能项目 已签订并网协议或正在审批中，相当于 2022 年光伏和风能新增装机容量的 5 倍。根据 LBNL，美国并网排队瓶颈阻碍了 1700GW的清洁电力建设，是美国目前已投运风电、光伏 和电池装机容量的七倍多。开发商预计至少等待三年才能获得并入电网的最终批准。英国、 西班牙和德国等多个欧洲国家的发电项目平均要排队三到七年才能并网。

2.2 用电侧：工业制造、新能源汽车、数据中心驱动用电需求提升

全球电力需求有望加速，推动变压器需求高增。随着智能制造、工业互联网等技术的 广泛应用，制造业的电气化率不断提升，对电力的需求呈现出快速增长的态势。此外，人 工智能、大数据、云计算等高耗电量行业的快速发展更深层次地刺激电力需求的持续增长。 电力需求的增长历来伴随着电网的扩展和加强，虽然分布式能源变得越来越普遍，但是集 中式电站仍然是支撑电力需求提升的关键要素。电网扩展不仅包括线路和电缆的延伸，还 包括非线路装置的投资，如变电站、储能、数字化技术等。 根据 IEA，全球电力需求预计将从 2021 年的近 25000TWh 增加到 2050 年的近 54000TWh，复合增速达 2.7%。总体来看，建筑部门电力消耗占比最高，工业部门紧随其 后，两者在 2021-2050 年期间各占全球电力总需求的 1/3 以上。目前，交通运输仅占全球电 力需求的 2%，但到 2050 年这一比例将上升到 15%。在发达经济体，住宅和交通部门的持 续电气化以及数据中心部门的显著扩张将为电力需求提供支持，预计用电需求复合增速达 2.1%。新型经济体则是全球电力需求增长的主要引擎，预计用电需求复合增速达 3.1%。

制造业电气化率提升叠加新能源汽车持续推广，全球电气化率预计将从 2023年的20% 增长至 2030 年的 30%。随着智能制造、工业互联网等技术的广泛应用，制造业的电气化率 不断提升，此外新能源汽车的推广有望持续推动交通领域对电力的需求。根据 IEA，电力 消费在最终能源消费中的份额于 2023 年已达 20%，高于 2015 年的 18%。电气化率仍需进 一步提升以满足世界的脱碳目标。根据 IEA 提出的 2050 年实现净零排放规划，2030 年全球 电力消费在最终能源消费中的份额需要达到 30%。

到 2026 年，数据中心、人工智能和加密货币行业的用电量有望翻倍。据 IEA 估计， 2022 年全球数据中心、加密货币和人工智能的耗电量为 460TWh，约占全球电力需求的 2%。 预计到 2026年，数据中心、加密货币和人工智能的全球电力消耗将在 620TWh-1050TWh区 间，基础假设情景下电力消耗将超过 800TWh，四年 CAGR 将超过 14.8%。

传统数据中心是许多地区电力需求增长的重要推动力，AI 及加密货币驱动电力需求进 一步高增。全球目前有超过 8000 个数据中心，其中约 33%位于美国，16%位于欧洲，近 10% 位于中国。受 5G网络、物联网、云服务以及政府激励政策的推动，分地区来看：（1）美国： 数据中心的电力消耗将从 2022 年的约 200TWh（约占电力需求的 4%）增长到 2026 年的近 260TWh（约占总电力需求的 6%）。（2）中国：到 2026 年数据中心的电力消耗预计将达到 约 300TWh（约占总电力需求的 3%）。（3）欧盟：2022年数据中心的电力消耗接近 100TWh （约占电力需求的 4%），到 2026 年预计将达到近 150TWh。 变压器的性能和数量直接影响数据中心能否正常运转。数据中心内海量的芯片、显卡 和处理器进行的高强度运算离不开稳定高效的电力支持，而变压器恰恰是电力传输链路中 的核心节点，其性能和数量直接决定了数据中心能否正常运转。而且，随着未来 AI 技术的 深化应用，其对变压器的需求预计将持续增长。

2.3 电网侧：发达国家老旧电网替换升级催生替换需求

变压器等电网设备使用年限一般在 30-40 年，设备老化会带来显著的安全性和可靠性 风险。根据 IEA，由于电网资产通常更为昂贵，变压器、断路器等电网设备的设计寿命在 30-40 年，远长于接入电网的光伏、风电、充电桩等设备。随着时间的推移，变压器等设备 中的绝缘材料会退化，导致电力故障、短路、火灾发生的可能性增加。电网设备的可靠性会随着使用时间的增长而逐渐消失，电网设备不可靠不仅会导致停电，甚至还可能导致设 备损坏。

发达国家电网老化严重，催生电网设备替换需求。由于较早的电气化，发达经济体的 电网往往更加老旧，部分基础设施已经运行 50 年及以上。老化电网设施的现代化升级迫在 眉睫，以提高电网效率和可靠性，并适应新能源建设的需求。在发达经济体中，仅 23%的 电网设施运营时长在 10 年内，超过 50%的设备已经运营超过 20 年。相比之下，新兴市场 和发展中国家约 40%的电网设备运营时间在 10 年以下，不到 38%的设备运营超过 20 年。

美国大型变压器老化问题突出，替换需求空间广阔。根据美国能源局，在 1950-1970 年代，美国经历了大型电力变压器的安装投运高峰期，距今已经 50-70 年，已经超出其设 计寿命。根据美国商务部，目前美国大型变压器的平均寿命已经达到 38 年，亟待替换升级。

3 海外变压器短缺问题加剧，国产厂商迎历史性出海机遇

3.1 海外厂商经历多轮周期，扩产决策相对谨慎

大型电力变压器行业集中度高，海外品牌主导全球市场。输电市场领域，即高压、超 高压和特高压电力系统领域（电压在 110kV 及以上等级），由于技术壁垒、行业进入和资金 门槛都较高，国内生产企业较少。国内竞争主体主要体现在 ABB、西门子、三菱电工等在 国内的合资企业、国内传统大型企业以及新加入该领域的企业之间。特变电工、中国西电 等国内企业通过提高自身技术水平，兼并优良资产，迅速扩大生产规模，逐步成为我国输 配电设备制造的中坚力量。根据 IEA，全球大型电力变压器超过 40%的份额由日立能源 （瑞士）、西门子能源（德国）、三菱电机和东芝（日本）、通用电气和西屋（美国）、现代 重工（韩国）、正泰和中国西电（中国）以及康普顿格里夫斯（印度）占据。 配电变压器供应厂商遍布全球，全球竞争格局较为分散。配电变压器的生产技术要求 不是特别高，全球中小生产企业众多，各企业生产能力和技术水平差异较大，大部分企业 主要生产中低端产品，仅有少部分拥有研发创新能力及自主知识产权的规模较大优势企业 面向中高端市场，竞争格局较为分散。

中国是全球最大的变压器市场及生产国，竞争相对充分、盈利水平偏低。中国拥有全 世界规模最大的电网，随着一同崛起的也有变压器等核心电网设备。中国是全球最大的变 压器市场及生产国，这使得中国能够生产大量的各类变压器产品，满足国内外市场的需 求。除海外业务占比高/风电变压器销售占比高的企业以外，受产品趋于成熟、同质化竞争 较为激烈、原材料占比高且上涨等因素影响，国内变压器企业毛利率普遍低于 25%，甚至 低于 20%。 美国变压器市场尤为依赖进口。美国变压器行业经历了企业退出和整合，目前只有约 20%的美国需求可以通过国内供应来满足，剩余 80%的需求来自进口，其中大部分来自墨 西哥和加拿大。受限于进口、贸易和标准方面的不确定性，叠加原材料紧缺，美国对外国 供应商的依赖或将持续。

变压器行业具有资金密集型特征，海外变压器厂商经历多轮周期，扩产决策相对谨慎。 目前，海外变压器供应商投入大量资本用以扩产的意愿相对偏低。变压器的盈亏平衡时间 跨度往往为数年甚至数十年，投资回报周期过长。同时，变压器产能受限于场地、设备、 劳动力、供应链等因素，建设周期偏长，制造商担心变压器需求激增的持续性。此外，海 外厂商经历多轮周期后，目前正享受着变压器紧缺带来的高利润，冒着财务报表稳定性的 风险而去快速扩张的动力较低。

3.2 海外取向硅钢供应紧缺，欧美劳动力不足提升人工成本

变压器设备料重工轻，铜材和取向硅钢为核心原材料，合计成本占比超 40%。变压器 属于输配电及控制设备中相对料重工轻的设备，主要采购的原材料包括铜材、取向硅钢、 电子元器件、绝缘材料、钢材、铝材等，其中占比最大的是铜材和取向硅钢。铜材主要包 括电磁线、铜箔、铜杆等，电磁线和铜箔主要用于制造绕组，铜杆主要用于加工成电磁线； 取向硅钢主要用于制造铁心，在变压器成本中占比超过 20%。

铜和取向硅钢的价格变动将对变压器行业盈利能力产生较大影响。以江苏华辰为例， 公司营业收入主要来源即为变压器，假定各年产品销量、单价、除原材料以外的其他成本 保持不变，2021 年，假设铜材采购价格下降或上涨 1%，公司毛利率将上涨或下降 1.22%； 取向硅钢采购价格下降或上涨 1%，公司毛利率将上涨或下降 0.85%。

取向硅钢产品质量直接影响变压器性能，生产及技术壁垒较高。取向硅钢指一种含硅 量为 0.5%～4.5%的，含碳量极低的硅铁软磁合金。取向硅钢是生产变压器、发电机和电车 充电桩的关键原材料，其中变压器占据最大份额。取向硅钢有不同的质量等级，高磁导率 的品种可以使变压器体积更小、减少绝缘材料使用量、降低电能损耗。尽管面临短缺，但 欧美国家仍在推动使用更高质量的取向硅钢。取向硅钢生产工艺复杂，通过一定的碾轧手 段，使硅钢片中晶粒沿一定方向有序排列，使其具有优良的导磁性，技术壁垒较高。 取向硅钢全球供应相对集中，中国为全球最大供应国。根据 IEA，2020 年，全球取向 硅钢产能约 380 万吨。根据 SMM，中国是全球最大的供应国，产能占全球比例达到 56%， 日本、美国、韩国分别占到 11%，7%和 7%左右。俄罗斯、美国等国家取向硅钢钢厂相对 单一，集中度极高。中国也是全球取向硅钢第一大出口国，出口占总产量近 20%。需求来看，中国是最大的市场，2020年国内消费量约 133万吨，其次是欧盟的 23万吨和美国的 15 万吨。 美国取向硅钢仅可满足本土 20%的需求。尽管美国变压器取向硅钢需求激增，但美国 产能仍然有限，国内供应商仅有 AK Steel 一家。Big River Steel 最近在阿肯色州投产了 20 万吨非取向硅钢（NOES）产能，虽然对生产取向硅钢持开放态度，但目前尚无具体计划。 目前，美国本土生产的取向硅钢仅可满足其变压器需求的 20%，其余部分依赖进口。

取向硅钢短缺问题严重，价格持续上涨。变压器行业一直面临取向硅钢短缺的问题， 2022 年以来，俄罗斯材料出口制裁导致其取向硅钢产品出口受限；欧洲能源危机导致蒂森 克虏伯和阿诺德磁技术公司等减产，使得全球取向硅钢供应短缺加剧。根据 Wood Mackenzie，2020 年 1 月以来，截至 2023 年 11 月，取向硅钢（GOES）的价格已经飙升超 过 125%。

欧美制造端劳动力紧缺问题严重，变压器人工成本远高于中国。在欧美地区，变压器 行业的劳动力紧缺问题正逐渐显现。变压器制造需要丰富的经验和精湛的技艺，老一代技 术工人的退休以及新一代技术工人缺乏足够的实践经验导致熟练劳动力的短缺。此外，变 压器技术的迭代使得对人才的技能要求日益提升。欧美国家制造业劳动力薪资水平普遍偏高，变压器生产成本高于劳动力成本偏低的发展中国家。根据 Wood Mackenzie，在美国变 压器的价值量拆分中，原材料成本仅占 45%，人工成本合计约占变压器价值量的 20%；而 中国企业人工成本占比不足 5%。

3.3 海外变压器短缺问题加剧，交期延长、价格上涨

需求爆发而现有产能受限，变压器交付周期大幅拉长。需求端，受发电、电网及用电 侧驱动，大型开发商及电网公司加大变压器的采购，用以满足替代和新增的需求。供给端， 制造商难以应对劳动力和材料短缺的问题导致现有产能难以满足激增的需求。俄乌战争严 重破坏了全球能源和技术供应链，加剧了变压器的供不应求。根据 IEA，以 50MVA 的电力 变压器为例，因为制造商难以应对劳动力和材料短缺的问题，采购周期由过去的 11 个月拉 长至 18 个月。美国变压器短缺问题尤为严重，截至 2023Q3，电力变压器的采购周期已经 从过去的 30-60 周延长至 80-210 周；其中大型电力变压器的平均采购周期约 115-130 周。

供不应求叠加原材料价格上涨，变压器价利齐升。根据 Wood Mackenzie，自 2020 年 1 月以来，截至 2023 年 11 月，变压器原材料取向硅钢价格翻番，铜价上涨约 50%，而变压 器价格平均上涨了 60%至 70%。2023 年以来，尽管取向硅钢和铜材价格有所回落，但变压 器厂商在供不应求的情形下进一步提升价格以增加利润，以配电变压器为例，2023 年以来， 截至 2023 年 11 月，其价格已经上涨约 15%。

3.4 我国变压器厂商迎历史性机遇，加速出海驱动量利齐升

我国变压器出口迎来加速增长期，2023 年出口规模达到 373 亿元，同比增速达到 26%。 根据海关总署，2016-2023 年，我国变压器出口规模由 188 亿元增长至 373 亿元，七年 CAGR 为 10.32%。具体来看，2022 年以来我国变压器出口呈现加速增长趋势。2016-2021 年我国变压器出口同比增速均不高于 10%；2022 和 2023 年我国变压器出口规模分别达到 295、373 亿元，同比增速分别达到 25%、26%，增速较前期大幅提升。2024Q1，我国变压 器出口规模达到 93 亿元，同比增速达到 30%。

2023 年亚洲为我国第一大出口市场，欧洲、南美、北美、非洲依次次之；增速来看， 欧洲、南美、大洋洲增速居前。2023 年，我国向亚洲、欧洲、南美、北美、非洲、大洋洲 出口金额分别达到 177、81、42、35、28、8 亿元；同比增速分别达到 4%、95%、49%、 25%、34%、47%。

液体介质变压器是出口增速最快的品种，2023年同比增速达到 87%。2022年以来，液 体介质变压器（主要为油变）出口规模呈现加速增长的趋势，2022 和 2023 年出口规模分别 为 111、207 亿元，同比增速分别达到 45%、87%。

目前我国变压器企业出口主要采取跟随国南网/EPC总包商出海以及海外出口直销两种 模式。跟随国南网/EPC 总包商出海，主要为中国西电、特变电工、思源电气等实力强劲的 国企或民企；海外变压器出口直销，主要为积淀已久、深耕海外的民营企业，金盘科技为 此类典型。金盘科技长期与通用电气（GE）、西门子（Siemens）、维斯塔斯（VESTAS）等 境外优质客户合作，且产品质量受到上述优质客户认可。同时为应对中美贸易摩擦，公司 境外控股子公司 JST USA 自 2019 年 5 月起依据墨西哥相关法律法规，在墨西哥通过 Shelter 模式进行部分干式变压器产品的中后段生产再销售至美国。 我国变压器厂商海外市占率尚不足 15%。根据前瞻产业研究院，2020 年，全球变压器 出口市场来看，中国变压器厂商出口份额约 11%。根据海关总署，2021 年，我国变压器出 口规模 36.72 亿美元；根据 PTR，2021 年海外变压器市场规模 301 亿美元；我们估算我国 变压器厂商在海外市占率仅 12%。

当前国内变压器企业海外收入占比普遍偏低，出海难度较大，相对海外龙头品牌劣势 主要体现在： （1）资质业绩：电力行业对电力系统运行的安全性、可靠性要求很高，因此，电力行 业对输变电设备制造商实行严格的标准化管理和资质审查，其产品必须符合相应国家标准 和行业标准。对于出口到海外的相关输配电及控制设备产品，既需要满足当地的能效标准， 同时需要取得如美国 UL认证、加拿大 CSA认证、欧盟 CE认证、挪威-德国船级社 DNVGL 认证及荷兰 KEMA 型式试验报告等准入资质。 （2）品牌：由于输配电及控制设备制造对电力系统的安全稳定运行至关重要，因此下 游客户对产品的质量、可靠性要求较高。下游客户对于输配电产品的采购均十分谨慎，一 般都很注重企业产品的历史运行情况和服务品质，新进入企业要获得用户的认可，往往需 要较长的过程。

综合竞争力持续提升的国内优质变压器厂商有望迎来历史性出海机遇。经过多年研发 投入及经验积累，国内优质变压器企业较海外主要竞争对手具有原材料供应稳定、生产成 本较低、制造技术能力较强、服务响应及时、兼具本土化及跨国企业管理经验等优势，中 高端产品同等性能和质量情况下更具价格、交货期优势，有望迎来历史性出海发展机遇。 （1）供应链：国内扩产效率更高，国内变压器前端制造的供应链环节上，相比海外有 明显优势。国内供应链类似铜线、硅钢片交付效率和交付周期明显优于海外。（2）成本及价格：海外厂商多为发达国家品牌，而国内厂商人力成本、供应链成本均 低于海外品牌，成本及价格端优势明显。 （3）制造技术能力：我国电网设备技术性能指标国际先进。以特高压为代表的输配电 重大成套装备技术，实现了众多重大技术突破，处于世界先进水平。 （4）服务及响应能力：我国变压器企业产能充沛，优质厂商已布局全面的海外营销体 系，并配备了相应营销人员和售后服务工程师，可随时掌握市场的需求信息和快速响应客 户的售后服务需求。 海外变压器市场盈利优于国内，出海企业有望实现量利齐升。海外变压器市场竞争较 国内相对缓和，且以美国为代表的发达国家普遍面临变压器供不应求问题，其变压器市场 盈利能力优于国内市场。以金盘科技为例，2022 年，公司海外业务毛利率较国内业务高 8.3pct。2023 年，公司海外营收占比由 2022 年的 13.8%提升至 17.7%；公司变压器毛利率随 之从 21.7%提升至 27.0%。

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