美國變壓器市場深度報告摘要：1.美國缺什么變壓器？國內廠商重點關注哪塊市場？變壓器應用于發(fā)電、輸電、配電環(huán)節(jié)，美國本次變壓器短缺系大型輸電變壓器和配電變壓器，建議關注69kv以下的新能源發(fā)電端增量市場&配電端存量市場，69kv以上變壓器禁止從中國進口，除非在美國/墨西哥當地有產能布局&50%以上原材料采購于美國。2.美國新能源變壓器市場：美國新能源規(guī)劃量巨大、最大的增量市場。美國新能源規(guī)劃量巨大，在風電領域，到2030年部署30GW固定式海風，到2050年部署110GW固定式海風；到2035年部署15GW的漂浮式海風。在光伏領域，美國能源部計劃至2035年光伏裝機量達到1600GW，并在2050年達到3000GW。a)風電：測算2023-2030全球市場（除中國地區(qū)）規(guī)?？蛇_430.5億元，CAGR12%（風電直接對接頭部主機廠，其主機裝在全球各地，故不可單看美國風電裝機情況）。其中，①干變：測算2023-2030全球市場規(guī)?？蛇_346.9億元，CAGR9%；②油變：2023-2030年市場規(guī)?？蛇_83.6億元，CAGR26%。b)光伏：測算2023-2025美國市場規(guī)?？蛇_103.2億元，CAGR29%。其中，①干變：測算2023-2025美國市場規(guī)模可達68.8億元，CAGR29%；②油變：2023-2025美國市場規(guī)?？蛇_34.4億元，CAGR29%。3.美國配網側變壓器市場：電網老舊升級改造迫在眉睫，存量替換市場規(guī)?？蛇_千億。a)美國約70%的變壓器達到或超過其使用壽命，約90%的大型變壓器平均已使用壽命已經超過40年。美國目前在網運行配電變壓器超5000萬臺，配電基礎設施是電網的“最后一英里”，可靠性較差，近92%的停電都發(fā)生在該部分，配電變壓器的更換迫在眉睫。b)測算2023/2024年美國電網變壓器市場規(guī)?？蛇_2700/2740億元。其中，①發(fā)電端：2023/2024年美國發(fā)電端變壓器市場規(guī)?？蛇_1542/1565億元；②輸電端：2023/2024年美國發(fā)電端變壓器市場規(guī)模可達386/391億元；③配電端：2023/2024年美國發(fā)電端變壓器市場規(guī)模可達771/783億元。4.美國本土供應鏈：上游原材料供應緊缺，大型電力變壓器82%依賴進口。a)進口依賴嚴重：據美國商務部，美國大型電力變壓器進口占比高達82%，2019年美國本土變壓器供應商產能利用率僅為40%。其中，2022年美國進口前三大國為墨西哥（46.15%）、加拿大（10.26%）、中國（7.69%）。b)上游供應緊缺：取向硅鋼、套管、CTC鋼絲三種原材料供應商數量有限，嚴重依賴進口；c)變壓器本土廠商擴產障礙：①擴產謹慎，投資決策周期長；②上游原材料供應緊缺；③產業(yè)工人缺失；④跨國公司成本優(yōu)勢，中國、印度、韓國等國家生產的變壓器比美國生產的變壓器價格至少低25%。5.國內廠商進入美國市場優(yōu)勢&障礙：產能&成本更具競爭力，進入美國市場需通過產品認證&建立完善的渠道a)優(yōu)勢：①產能優(yōu)勢：中國有2600多家變壓器廠商，國內產能過剩20-30%；②供應鏈&成本優(yōu)勢：中國供應鏈配套齊全，上游原材料價格低于美國，變壓器價格比美國本土制造低25%左右。b)障礙：①產品認證：DOE對變壓器有嚴格的產品認證要求，目前有IEEE、NEMA、UL三類；②渠道為王：變壓器下游分散，不同類型的下游客戶需搭建不同的渠道銷售；③產品規(guī)格差異：美國和歐洲市場的變壓器規(guī)格差異很大，加上當地建筑和電氣規(guī)范不同的認證挑戰(zhàn)，導致配電變壓器的海外進口減少。6.重點推薦：金盤科技。a)渠道布局4-6年先發(fā)優(yōu)勢：金盤科技1998年在美國上市，最初主要對接風電客戶，近幾年也在開拓光伏、配電側工商業(yè)客戶渠道。①相比美國本土廠商：2-3年擴產決策周期+2-3年配套產業(yè)鏈擴產周期（考慮到美國制造業(yè)空心化嚴重，這個時間可能會更久）領先；②相比國內想做出口的變壓器廠商：2年左右產品認證&驗廠周期+2-3年當地渠道搭建。b)專注干變產品在69kv限制線以內，69kv以上產品有墨西哥工廠布局：金盤專注于干變賽道，目前干變最高電壓等級可做到66kv，但相比油變安全性更高，故可應用于新能源發(fā)電端和工商業(yè)配電側。目前金盤在海外變壓器電壓等級最高可做到145kv，依托墨西哥工廠，出口無礙。一、美國電網簡介：多因素制約下美國電網呈區(qū)域分布，電網統(tǒng)一與能源結構轉型進程較緩1.1美國電網發(fā)展歷程梳理：20世紀中葉美國電網結構基本成型，21世紀朝向電網現代化建設邁進1）中央電源站為美國電網雛形，提供100V低壓直流電。1882年，托馬斯·愛迪生在紐約建立了首個發(fā)電系統(tǒng)，采用100V直流電以每千瓦5美元的價格供應華爾街地區(qū)59家客戶，主要提供電燈照明用電。由此，電網基于中央電源站概念于80年代初誕生，單個電站為較小地理區(qū)域內的較少客戶供電。到19世紀80年代末，許多城市有了同樣的小型中心電站，每個站僅能對幾個城市街區(qū)供電。2）應用變壓器，開始實現高壓輸電。電網誕生后的十年內，關于直流電與交流電的爭論愈演愈烈。與此同時，因為中央電源站覆蓋范圍較小的痛點，長距離電力輸送需求逐漸興起。根據電能損耗方程，損失的電流等于電流的平方乘電路電阻。為減少能量的損失，需要把電流最小化，這就進一步需要提高電壓。交流系統(tǒng)相較于直流系統(tǒng)，在升壓降壓方面具有便捷高效的特點。1885年變壓器發(fā)明后，交流系統(tǒng)被廣泛應用于電網之中，電站之間開始實現長距離電力傳輸，電力傳輸系統(tǒng)誕生。到1915年,已有工作電為130kV的交流線路和跨越數百英里的輸電線路，允許不同電力設施互連。此時期電網建設高速發(fā)展，20世紀初開始電力設施容量及發(fā)電量以年均12%的速度增長。3）電力公司并網互聯，政府加強監(jiān)管。電力行業(yè)具有壟斷特性，在指定業(yè)務區(qū)域內作為唯一的業(yè)務供應商開展發(fā)、輸、配電等業(yè)務。垂直一體化的電氣公司早期只負責負荷范圍內的電力供應，不愿進行并網互聯，直到第一次世界大戰(zhàn)后，并網互聯進程才有所加快。1927年3家較大的電力公司建立了PNJ互聯電網作為電力庫，連接賓夕法尼亞、新澤西及馬里蘭州的輸電設施，后來成為PJM區(qū)域輸電組織（RTO）；同時期，政府為了解決電力傳輸中的效率和安全問題，加強了對電力行業(yè)的監(jiān)管。面對著全球經濟大蕭條以及對于無監(jiān)管市場的信心下降，在羅斯福新政下聯邦政府在電力領域的作用大大增強。在1935年，美國通過了《公共事業(yè)持續(xù)法》（PublicUtilityHoldingCompanyAct），這標志著聯邦政府開始對電力行業(yè)進行監(jiān)管。聯邦政府助力推動電網擴張和統(tǒng)一，促進地區(qū)間的電力交換。4）獨立電網合并，電網電壓等級向超高壓發(fā)展，電網結構基本成型。20世紀50年代到70年代，美國經濟快速發(fā)展，電力消費年均增速達到8.6%。用電量和用電負荷的快速增長，使得高壓輸電線路和變電站得到不斷改進和擴充，以滿足日益增長的電力需求。1954年，美國建成第一條345kV線路；1964年，建成第一條500kV線路；1969年，建成765kV線路。電壓等級涵蓋115千伏至765千伏，電網結構基本成型。在此時期，北美各地的各種獨立電網逐漸合并，美國電網系統(tǒng)進一步發(fā)展，60年代中期逐漸形成了區(qū)域范圍的統(tǒng)一電網體系，包括東部電網、西部電網、得克薩斯電網。1965年，一場東北部大停電事故引發(fā)了政府對互聯電網可靠性的關注。電力公用事業(yè)行業(yè)成立了北美電力可靠性協會，以處理可靠性和躉售電力供應的充足性問題，旨在保障與提高電網的可靠性。5）統(tǒng)一市場標準，集中發(fā)電所有權。美國電力市場呈現出發(fā)電權和輸電權高度分散化的特點，各州獨立進行各自電力市場設計和建設，從而造成其各地市場模式各不相同，市場之間無法有效配合。美國聯邦能源管制委員會(FERC)基于此背景，于2002年7月發(fā)布了標準電力市場設計(StandardarketDesign，SMD)法案，旨在為美國各州提供相對標準化的市場規(guī)則，指導美國電力市場的建設和發(fā)展，確保電力市場的競爭力和高效性，并維持市場條件下電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，激勵投資。6）加速發(fā)電能源結構轉型，邁進電網現代化。1世紀初至今，美國電網持續(xù)面臨挑戰(zhàn)和變革。環(huán)境問題與科技進步促使美國對能源政策進行重新審視，加進一步大對了可再生能源的研究和發(fā)展，，清潔能源和可再生能源在美國的能源結構中占據越來越重要的位置，加速推進了發(fā)電能源結構轉型。此時期能電網（智能電力系統(tǒng)）得也以到廣，提高了電網的可靠性和效率。。2014年11月，美國能源部主導建立了共同致力于電網現代化的戰(zhàn)略合作聯盟——美國電網現代化實驗室聯盟(GridModernizationLaboratoryConsortium,簡稱GMLC)，電力系統(tǒng)進一步朝向現代化邁進。1.2能源結構&地理條件&體制特性致使跨區(qū)域電網建設困難，三大電網三足鼎立美國電網系統(tǒng)早期由電站根據自身負荷組成一個個的孤立電網，隨后在互利原則的基礎上逐漸并網互聯，發(fā)展至今逐步形成了三大聯合電網，分別為東部電網、西部電網、得克薩斯電網。三張電網之間僅靠幾條小容量的直流線路相連，運行頻率均為60HZ。東部電網和西部電分別與加拿大電網并網運行，西部的加利福利亞電網和南部得克薩斯電網與墨西哥電網連接。圖1北美地區(qū)可靠性委員會和電網分布資料來源：NorthAmericanReliabilityCorporation、財通證券研究所1）東部電網：東部電網覆蓋美國東部的大部分地區(qū)，包括東海岸和中西部一部分地區(qū)，形成了龐大的電力傳輸網絡，同時與加拿大的一些省份和墨西哥的部分地區(qū)相連，形成跨國電力傳輸網絡。東部電網的發(fā)展始于早期電力系統(tǒng)的建設，由最早的電力公司和城市發(fā)電廠組成。隨著電力需求的增長，為了實現電力的遠距離傳輸和更高效的電力交換，東部電網逐漸形成了現代化的體系。它靠近美國主要的煤炭和天然氣供應地，因此主要以煤炭和天然氣發(fā)電為主。東部電網作為美國重要的電力系統(tǒng)之一，確保了電力供應的穩(wěn)定性和可靠性，也是推動能源轉型和可持續(xù)發(fā)展的關鍵支撐。2）西部電網：西部電網覆蓋了美國西部的大部分地區(qū)，包括洛基山脈以西的地區(qū)，涵蓋了西海岸、洛杉磯、舊金山等城市。西部電網的形成也源于早期電力系統(tǒng)的建設，起初是由一些地方性的電力公司和發(fā)電廠組成。由于西部地區(qū)的地理條件復雜，包括廣闊的山區(qū)和沙漠地帶，以及較少的人口密度，因此形成了獨立的電網系統(tǒng)，以適應當地的電力需求。它因靠近科羅拉多山系和河流，分布有落基山脈等地勢落差很大的山體，而主要以水電裝機為主。同時山脈地形客觀上也阻礙了西部電網對外聯結的發(fā)展。3）得克薩斯電網：得克薩斯電網覆蓋了美國得克薩斯州的全部地區(qū)。得克薩斯電網的獨立是基于該州在電力發(fā)展方面的歷史和政策決策。得克薩斯州在20世紀初發(fā)展了自己的電力系統(tǒng)，并沒有加入國家范圍的交換電網。這使得得克薩斯電網擁有一定的獨立性，由得克薩斯州的能源監(jiān)管機構（ERCOT）負責運營和管理。它因處于頁巖氣盆地所在地，天然氣發(fā)電一家獨大，形成了區(qū)域內的獨立小電網，這使得得克薩斯電網能夠更自主地管理和規(guī)劃電力供應，為當地居民和工商業(yè)提供穩(wěn)定的電力服務。為什么中美都是用電大國，美國卻沒有形成像中國一樣的統(tǒng)一電網？美國電網系統(tǒng)呈現出發(fā)電權與輸電權高度分散化的特點，雖經歷了一定規(guī)模的并網聯合，且形成了三大聯合電網，但國家范圍內的統(tǒng)一電網建設進程依舊緩慢而艱巨，無法同我國一般形成電網結構的一統(tǒng)。主要原因有三：1）相較于中國，美國能源豐富且地域分布較為均勻，跨區(qū)域大規(guī)模用電調度需求少。我國多煤少氣貧油的能源結構特點決定了煤炭為主要發(fā)電能源，發(fā)電以火電裝機為主。近年來，火力發(fā)電裝機容量始終在我國發(fā)電裝機容量中占據最大比例，22年占比為51.96%。我國能源結構分布不均，煤炭資源集中分布在華北、西北地區(qū)，而我國主要用電需求集中在東部沿海，供給與需求的空間錯配為全國統(tǒng)一電網的建設創(chuàng)造條件。對比來看，美國美國擁有世界上最大的煤炭儲量以及可觀的頁巖氣盆地及儲量，且能源地域分布較為均勻，集中在東部、西部與南部，疊加山地地形等地理條件，決定了美國電網的區(qū)域式分布特點，區(qū)域間電網連接需求小，統(tǒng)一電網建設難度較大。圖22010-2022我國分領域發(fā)電裝機容量（萬千瓦）資料來源：中電聯、財通證券研究所圖3美國能源分布圖資料來源：地球知識局、財通證券研究所2）電力行業(yè)從自由市場發(fā)展而起，產業(yè)結構破碎，行業(yè)內公司眾多，私有制造成僵局。美國電力行業(yè)從自由市場發(fā)展而起，產權結構破碎，業(yè)內公司眾多，發(fā)電權與輸電權分散化，分別掌握在數百家的公司和組織手中。同時，美國為資本主義私有制經濟體制，憲法高度重視對財產權的保護，政府不得隨意干涉電力公司的經營，因而整合業(yè)內公司建立統(tǒng)一電網阻力較大。3）美國聯邦制下，州間政策審批效率低，跨州統(tǒng)一輸電項目建設政策協調難度大。美國為聯邦制體制，各州之間適用不同法律與政策，政務手續(xù)也不盡相同。跨州輸電項目建設需要多個州的監(jiān)管部門審批，政策協調難度高，導致審批程序復雜、耗時長。據北美電力可靠性公司(NERC)研究,美國輸電網項目從許可、選址到建設通常需要7~10年時間。并且，輸電網項目相較于其他投資項目，具有回報率低與建設周期長等特點，因而比較缺乏投資吸引力、總投資規(guī)模較低。多因素影響下，統(tǒng)一輸電網項目建設驅動力不足，美國輸電網投資自20世紀70年代以來一直處于停滯狀態(tài)。1.3美國電網現狀：發(fā)電體量維穩(wěn)，得州為主要貢獻來源從總發(fā)電量看，美國電網凈發(fā)電量超4000MWh規(guī)模，能源結構中天然氣占比最大。美國電網自2010年起凈發(fā)電量始終維持在4000MWh規(guī)模以上，2010年全美凈發(fā)電量為4125MWh，2022年增長至4243MWh，年均復合增速僅為0.24%，增長緩慢。在能源結構上，2022年，可再生能源（風能、太陽能、水力、生物質能和地熱能）的發(fā)電量首次超過電力部門的燃煤發(fā)電量。可再生能源發(fā)電在2021年首次超過核能發(fā)電，22年繼續(xù)提供比核能發(fā)電更多的電力。天然氣仍然是美國發(fā)電的最大來源，從21年占美國發(fā)電量的37%增加到22年的39%。由于部分燃煤電廠退役以及其余電廠的使用減少等原因，燃煤發(fā)電份額從21年的23%下降到22年的20%。在帕利塞斯核電站于22年5月退役后，核能發(fā)電的份額從21年的20%下降到22年的19%。風能和太陽能在總發(fā)電量中的份額從2021年的12%增加到2022年的14%。2022年水力發(fā)電量保持不變，為6%。生物質和地熱資源的份額保持不變，少于1%。圖42010-2022美國全行業(yè)凈發(fā)電量（單位：kWh）資料來源：U.S.EnergyInformationAdministration、財通證券研究所從各州發(fā)電量貢獻來看，得州煤碳、天然氣、風能發(fā)電全美占比最高，加州實現最大太陽能發(fā)電量。從全美各州來看，2022年得克薩斯州的風力發(fā)電量高于其他州，占全美風力發(fā)電總量的26%，其次是艾奧瓦州，占比為10%。俄克拉荷馬州因美國最大風電場之一（接近1000MW容量）的上線，風力發(fā)電量有所增長，22年占全美風力發(fā)電量的9%。加州在太陽能發(fā)電方面排名第一，22年生產了該國太陽能發(fā)電的26%。得克薩斯州是第二大生產州，占比16%，其次是北卡羅來納州（8%）。過去三年在美國建造的幾座最大的太陽能發(fā)電廠都位于得克薩斯州，包括275MW的Noble太陽能發(fā)電廠，該發(fā)電廠于2022年開始運營。據EIA預測，得克薩斯州電力市場的風能和太陽能發(fā)電量將翻一番，推動可再生能源在總發(fā)電量中所占的份額不斷增長。圖52022年美國不同能源發(fā)電量Top3州資料來源：U.S.EnergyInformationAdministration、ElectricityPowerMonthly、財通證券研究所圖62035年得州風能&太陽能發(fā)電量預測資料來源：EIA、財通證券研究所從發(fā)電站地理分布來看，美國發(fā)電廠主要集中在東部與西南部沿岸。全美電力行業(yè)總發(fā)電廠數超10000，西南部地區(qū)的加州電廠密度最大，具備1283個電力工廠，其次為東部沿岸的北卡羅來納州，電廠數量為827個。圖7美國發(fā)電廠數量分布資料來源：EIA、財通證券研究所1.4美國電網困境：電網更新改造進程緩慢，綠電建設成本高昂成最大阻力電力設備老舊，電力基礎設施投資不足。2021年，美國土木工程師協會（ASCE）將美國能源系統(tǒng)評為“C-”級，認為電網系統(tǒng)極其脆弱，并在報告中指出全美大部分電網都在老化，使用時間遠超預期壽命。美國90%以上的大型電力變壓器使用時間已經超過40年；另外還有70%的輸配電線路，也已經進入了壽命末期。在基礎設施投資方面，美國年度支出從2018年的1192億美元增加到2021年的1241億美元，配電系統(tǒng)的支出在過去二十年中增加了54%，但基礎設施投資缺口仍較大，無法覆蓋龐大的輸配電需求。根據美國土木工程師協會(AmericanSocietyofCivilEngineers)的預測，到下一個十年結束時，美國電網將面臨3380億美元的投資缺口，屆時美國電力投資缺口將嚴重損害經濟社會的發(fā)展。抗自然災害能力差。根據美國能源信息署2014~2018年報告的638次輸電中斷事件統(tǒng)計，惡劣天氣被列為主要原因。2020年，美國加利福尼亞州因極端熱浪天氣出現供電不足現象，很多家庭失去電力供應，這也是美國近20年來首次出現大規(guī)模輪流停電現象。在隨后幾年，因極端天氣引發(fā)的供電不足事件更加頻繁發(fā)生，最近一次發(fā)生在2022年冬季，連續(xù)暴風雪天氣導致美國多州出現斷電事故，東南部、中西部電網運營商也紛紛發(fā)出可能輪流停電的警告。據DOE，停電現在每年給美國經濟造成280-1690億美元的損失。圖8美國2012-2021年停電次數資料來源：EIA、財通證券研究所再生能源項目并網成本高昂，發(fā)展不及預期。美國能源部發(fā)布的《SolarFuturesStudy》報告中指出，到2035年，如果要實現95%零碳電網目標的話，美國至少需要1000GW的光伏裝機容量，這要求美國21-25年每年新增光伏裝機容量需達到30GW以上。然而光伏裝機增速卻不及預期，21年光伏新增裝機量僅為27GW。并且，綠電項目建設成本高昂。由于美國電網運營商審批及建設流程緩慢，可再生能源并網所需費用的90%均由可再生能源開發(fā)商承擔，以西南地區(qū)為例，345千伏或更高電壓輸電線路升級成本的90%由可再生能源項目開發(fā)商負擔，當地電網僅承擔約10%的費用，而低于這一電壓的輸電線路建設費用則全部由開發(fā)商支付。較高的建設成本阻礙了美國電網能源結構轉型與電網現代化建設進程。二、美國變壓器市場：關注69kv以下的新能源增量市場&配電端存量市場，69kv以上變壓器禁止從中國進口2.1變壓器為電網投資關鍵環(huán)節(jié)，目前美國在網運行配電變壓器約5000萬臺在輸配電系統(tǒng)中，變壓器被廣泛應用于以下幾個環(huán)節(jié)：1）輸電線路：在電力輸電過程中，高壓輸電線路用于將發(fā)電廠產生的高壓電能傳輸到變電站。在輸電線路的起始點和終點，通常會設置輸電線路變壓器，將高壓電能轉換為更高的傳輸電壓，以減少能量損失。2）變電站：在變電站中，輸電線路變壓器將高壓電能轉換為更低的電壓，以適應城市和社區(qū)的電力需求。變電站變壓器用于將電壓降低到中壓或低壓級別，以便在配電系統(tǒng)中進行進一步傳輸和分配。3）配電系統(tǒng)：在配電系統(tǒng)中，變電站變壓器將電壓進一步降低，以適應工業(yè)、商業(yè)和住宅用戶的用電需求。在配電系統(tǒng)的各個級別，如主配電站、變電站和配電變壓器等，都有用于電力傳輸和分配的變壓器。4）工業(yè)和商業(yè)用途：在工業(yè)和商業(yè)領域，變壓器被廣泛應用于供電設備、生產線和其他電氣設備，以滿足特定的電壓和功率要求。這些變壓器通常用于將電能轉換為符合設備需求的適當電壓和頻率。總的來說，變壓器在輸配電系統(tǒng)中起著至關重要的作用，用于將電能在不同電壓等級之間進行轉換，實現電力的高效傳輸和供應。從發(fā)電廠到最終用戶，變壓器在電力輸配送過程中扮演著不可或缺的角色。北美電力基礎設施電網的資產價值估計超過1萬億美元，由超630萬英里的輸配電線路組成，其中高壓輸電線路為64.2萬英里，在網運行變壓器約5000萬臺。圖9輸配電示意圖資料來源：財通證券研究所2.2關注69kv以下的新能源增量市場&配電端存量市場變壓器按下游應用領域主要分為新能源領域、電網側領域、工商業(yè)領域。其中，新能源&工商業(yè)用變壓器電壓等級均在69kv以下，美國對于超過69kV的大型電力變壓器有進口限制。2020年12月，特朗普主張下，美國能源部簽署一項命令，禁止向美國關鍵國防設施（CDF）供電的電力公司從中國進口特定的電力系統(tǒng)產品，聲稱此舉旨在保護美國安全免受網絡等形式的攻擊。具體來看，2021年1月16日起，向美國關鍵國防設施供應69KV或以上電壓的電力企業(yè)，不得選擇從中國進口大容量電力設備（包括變壓器）。表1新能源發(fā)電側變壓器&配電端變壓器電壓等級均在69kv以下資料來源：財通證券研究所三、美國變壓器市場規(guī)模測算3.1新能源市場規(guī)模測算3.1.1能源結構發(fā)生顯著變化：可再生能源占比逐年提升，天然氣發(fā)電超越煤電占比第一美國的電力結構發(fā)生顯著變化，天然氣和可再生能源發(fā)電占比提升較快。天然氣發(fā)電已經從2016年開始超越燃煤發(fā)電，成為美國最主要的電力來源，在2022年達到40％。與此同時，可再生能源也在快速增長，從2013年的13％提高到2022年的22％。在可再生能源中，風力和太陽能發(fā)電表現突出。風力發(fā)電在2019年已經超過大規(guī)模水力發(fā)電，成為美國第二大可再生能源來源。太陽能發(fā)電也在迅速擴張，從2013年的2％增加到2022年的16％，僅次于風力和大規(guī)模水力發(fā)電。圖10美國電力部門中各來源的發(fā)電量份額（QuadrillionBtu）圖11美國電力部門中各可再生能源的發(fā)電量份額（QuadrillionBtu）資料來源：EIA，財通證券研究所3.1.2美國風光規(guī)劃量巨大，政府補貼支持逐年提升2050年美國計劃部署110GW近海風能，光伏發(fā)電占比達到45%。美國能源部對裝機量和用電成本提出規(guī)劃，在風電領域，美國能源部計劃：1）到2030年部署30GW的固定式海風，將固定式海風的成本降低到0.051美元/kWh；2）到2035年部署15GW的漂浮式海風，將深水遠離岸邊的漂浮式海風的成本降低到0.045美元/kWh；3）到2050年部署110GW固定式海風。在光伏領域，美國能源部計劃：1）至2035年光伏裝機量達到1600GW，并在2050年達到3000GW；2）到2030年實現住宅光伏0.05美元/kWh；商用光伏0.04美元/kWh；大規(guī)模光伏0.02美元/kWh。根據美國白宮發(fā)布的《太陽能未來研究》，太陽能發(fā)電量占比有望從2021年的3%增加到2035年的40%，在2050年達到45%。表2美國風電和光伏相關政策資料來源：財通證券研究所新能源裝機量提升對發(fā)電端穩(wěn)定性帶來挑戰(zhàn)，政策支持提振信心。近期，美國政府在新能源領域采取了一系列舉措，主要包括：1）對墨西哥灣等地區(qū)進行風電開發(fā)規(guī)劃；2）對光伏企業(yè)提供補貼和擔保貸款，鼓勵在美國建設清潔能源制造業(yè)）對中國等國家的光伏部件加征關稅，以保護本國產業(yè)鏈；4）增強與州政府和公用事業(yè)公司的合作關系，推動清潔能源標準和目標的制定和實施。這些舉措體現了美國政府對新能源發(fā)電側的重視和支持。此外，2021年11月，拜登簽署了兩黨達成的基礎設施法案，其中將650億美元用于電網現代化，目標是增加電網的可再生能源容量，提高電網可靠性和靈活性，該法案是美國有史以來最大的一筆氣候投資。美國的可再生能源電力補貼主要通過稅收方式進行，近年來補貼總額呈上升趨勢，太陽能獲得了最多的補貼。2022財年，美國可再生能源的總補貼為156億美元，比2016財年增加了一倍多。其中，稅收支出和直接支出占了97%左右。由于2009年通過的美國復蘇與再投資法案（ARR）下的資金已經耗盡或到期，直接支出大幅減少，并在2022財年維持在較低水平。太陽能相關的稅收支出則持續(xù)增長，主要原因有兩個：一是光伏行業(yè)發(fā)展迅猛；二是光伏項目可以在投產當年就全額申請投資稅收抵對比，而風能項目則需要根據實際發(fā)電量和未來運營年限申請生產稅抵扣（PTC）。2016年至2018年期間，幾乎所有的可再生能源直接補貼支出都與太陽能有關。圖12美國電力部門新能源補貼情況：按補貼渠道（百萬美元）圖13美國電力部門新能源補貼情況：按發(fā)電類型（百萬美元）資料來源：EIA，財通證券研究所3.1.3美國新能源發(fā)電變壓器市場規(guī)模測算：1）風電：測算2023-2030全球市場（除中國地區(qū)）規(guī)?？蛇_430.5億元，CAGR12%。其中，①干變：測算2023-2030全球市場規(guī)?？蛇_346.9億元，CAGR9%；②油變：2023-2030年市場規(guī)?？蛇_83.6億元，CAGR26%。假設依據：①風電用變壓器直接銷售給美國主機廠（如西門子歌美颯、vestas、GE等），頭部主機廠的風機不只裝在美國，故風電用變壓器的市場規(guī)模測算用全球裝機數據計算；②海外陸風干變滲透率達90%以上，這一點與我國相反，我國干變滲透率在10%左右。主要原因有二：陸風用干變單價比油變貴12萬左右、油變需要定期換油而海外人工成本更貴。③海外海風當前干變油變大概各占50%，未來大兆瓦機型占比提升油變占比提升，原因是大兆瓦機型發(fā)電功率高，需要更高電壓等級的變壓器，目前干變電壓等級最高只能做到66kv。表3美國風電變壓器市場規(guī)模測算資料來源：財通證券研究所1）光伏：測算2023-2025美國市場規(guī)模可達103.2億元，CAGR29%。其中，①干變：測算2023-2025美國市場規(guī)?？蛇_68.8億元，CAGR29%；②油變：2023-2025美國市場規(guī)模可達34.4億元，CAGR29%。注：光伏干變油變各自的比例沒有官方統(tǒng)計的精確數字，據調研數據，干變占比大概1/3，油變占比大概2/3，該數據僅供參考。表4美國光伏變壓器市場規(guī)模測算資料來源：財通證券研究所3.2電網側：存量替換需求大，投資額逐年上升3.2.1美國電網基礎設施投資長期不足，近年政策加大扶持力度美國電網基礎設施投資長期不足，政府和企業(yè)近年來加大了對清潔能源和輸電基礎設施的投入。由于長期缺乏投資，美國電網基礎設施面臨著老化和低效的問題。為了改善這一狀況，政府和企業(yè)加大投資，從事件角度追蹤：1）2021年期間，XcelEnergy計劃在科羅拉多州電網上投資17億至20億美元，以改善其輸配電系統(tǒng)，并增加可再生能源的比例。2）2022年4月，美國內政部和土地管理局（BLM）提出了三個輸電項目，這些項目旨在增加電網的容量和靈活性，以適應更多的可再生能源接入。3）2022年5月，日立能源（HitachiEnergy）宣布將在美國密蘇里州杰斐遜市的配電變壓器設施投資超過1億美元，以擴建和現代化其生產線。4）同月，美國能源部宣布了25億美元的輸電便利化計劃（TFP），該計劃旨在加快輸電項目的審批和建設過程，以提高電網的韌性和安全性。5）2022年8月，美國簽署了IRA通脹消減法案，該法案為清潔能源項目提供了近4000億美元的資金支持，其中包括稅收優(yōu)惠、補助金和貸款擔保等方式。該法案還直接向能源領域投資了2506億美元。6）根據愛迪生電力協會（EEI）的數據，2021年，投資者擁有的電力公用事業(yè)和獨立輸電公司在輸電資產上投資了278億美元，比2020年增長了11.2%。這些投資有助于提高電網的可靠性和安全性，同時也將促進變壓器市場的發(fā)展，尤其是環(huán)保型大功率變壓器。圖14美國企業(yè)輸電投資情況（單位：十億美元）資料來源：財通證券研究所3.2.2美國電網相關政策頻出，變壓器迎來歷史性機遇得益于美國政府對清潔能源和電網基礎設施的政策扶持和大力投入，變壓器市場正處于一個歷史性機遇期。近期通過的兩項具有里程碑意義的法案——IRA通脹消減法案和IIJA基礎設施投資與就業(yè)法案，將為一系列與變壓器密切相關的領域提供數百億美元的資金支持，包括可再生能源項目、電動汽車充電站、電網彈性和現代化等。這些法案不僅將推動美國實現碳中和的目標，也將促進變壓器市場的爆炸性增長。此外，壓器制造商還將受益于一些有其他利的政策措施，例如擴大的“購買美國貨”規(guī)則和國內生產的材料稅收抵免。這些措施將鼓勵更多的本土生產和采購，提高變壓器制造商的競爭力和利，助于保護美國的供應鏈質量。表5美國電網政策支持資料來源：財通證券研究所網側補貼總量減少，近年趨于平穩(wěn)，研究發(fā)展支出和稅收支出是主要部分。其中稅收支出部分從2016財年的1.93億美元降至2022財年的4000萬美元。2017年數據異常的主要原因為政策到期：2017年12月31日，美國一項鼓勵電力輸送設施再投資和重組的稅收優(yōu)惠政策到期，導致電網設備折舊期增加（現在按照15年折舊），補貼方案調整，企業(yè)享受的稅收優(yōu)惠減少。在研究與發(fā)展支出上，主要是能源部的研究項目（占這一類別的43%），這些項目過去由ARRA法案提供的資金支持，大力推進了輸配電相關研發(fā)。圖15美國輸電和電網相關補貼情況（單位：百萬美元）資料來源：IEA、財通證券研究所3.2.3電網側變壓器：約70%的變壓器需要替換，存量市場規(guī)模在千億級美國電網存量價值大，替換成本高。根據德克薩斯大學奧斯汀分校相關研究統(tǒng)計，美國電網的當前（折舊后）價值，包括發(fā)電廠、電線、變壓器和電桿，大約是1.5-2萬億美元。從價值分布看，發(fā)電廠占56%，輸電系統(tǒng)占9%，配電系統(tǒng)占35%，總替換成本近5萬億美元。這些發(fā)電廠的總容量約為1.15太瓦，相當于大約1000個核電站的發(fā)電能力（美國目前有大約100個）。圖16美國網側存量價值統(tǒng)計資料來源：財通證券研究所變壓器老舊過時帶來巨額存量市場需求。美國向清潔和可再生能源的過渡正在順利進行中，但仍處于長達數十年的轉型早期階段。由于長期投資不足、用電模式變化以及電網轉型，現有的變壓設備變得老化和過時：約70%的變壓器達到或超過其使用壽命，約90%的大型變壓器平均已使用壽命已經超過40年。配電基礎設施是電網的“最后一英里”，可靠性較差，近92%的停電都發(fā)生在該部分，配電變壓器的更換迫在眉睫。圖17現存工業(yè)變壓設備已使用年數圖18現存商業(yè)變壓設備已使用年數資料來源：財通證券研究所測算2023/2024年美國電網變壓器市場規(guī)?？蛇_2700/2740億元。其中，①發(fā)電端：2023/2024年美國發(fā)電端變壓器市場規(guī)?？蛇_1542/1565億元；②輸電端：2023/2024年美國發(fā)電端變壓器市場規(guī)?？蛇_386/391億元；③配電端：2023/2024年美國發(fā)電端變壓器市場規(guī)模可達771/783億元。假設依據：①2019-2022年輸電端投資額，2023-2024年的輸電端投資計劃為EEI統(tǒng)計數據。2025年之后的投資額第三方咨詢機構有預測數據，但各家機構預測差值較大、且明顯線性遞增，參考價值不大，顧此處未列舉。不過美國電網投資額會長期穩(wěn)定增加，主要原因有三：一是前文提到過的，由于電網設備老舊導致每年幾千次停電給生產生活造成巨大損失；二是要想完成新能源規(guī)劃目標電網必須配套改造提高消納能力；三是制造業(yè)回流和新能源汽車滲透率提升導致全社會用電量增加，電網需求增加。②根據EIA數據，發(fā)電端投資額：輸電端投資額：配電端投資額≈4：1：2。③根據各國數據，估計總環(huán)節(jié)變壓器價值占比約為20%。表6美國變壓器市場規(guī)模測算資料來源：財通證券研究所3.3美國制造業(yè)回流帶來的增量：2022年，制造業(yè)回流給美國新增35萬個工作崗位，其中約22萬個工作崗位來自制造業(yè)回流，約13萬個工作崗位來自外國直接投資。根據Kearney報告賴，加強本土制造能力。報告顯示，2022年美國從亞洲LCCs進口的制造品占國內制造業(yè)總產值的比例為14.1%，比2021年下降了0.39個百分點，這是自2019年以來首次出現正向回流。算機芯片和電動汽車零部件等都是重點關注的對象外國直接投資也是美國制造業(yè)增加就業(yè)機會的一個重要來源。根據美國商務部統(tǒng)計局的數據，其中大部分來自歐洲和日本等發(fā)達國家。這些外國投資者看中了美國市場的規(guī)模、潛力、創(chuàng)新能力和法律。長和競爭力。圖19美國制造業(yè)回流情況資料來源：財通證券研究所四、美國變壓器供應鏈：上游原材料供應緊缺，大型電力變壓器82%依賴進口4.1變壓器上游供應鏈梳理：取向硅鋼、套管、CTC鋼絲本土供應商數量有限，為限制美國本土變壓器廠商擴產的重要原因之一美國變壓器行業(yè)產業(yè)鏈包括原材料供應商、零部件供應商、變壓器制造商、最終用戶和回收商/再制造商。其變壓器產業(yè)鏈流程通常包括以下幾個主要環(huán)節(jié)：1）原材料采購：變壓器制造過程需要大量的原材料，如鐵芯材料（非晶態(tài)硅鋼、取向硅鋼）、絕緣材料、導體材料、冷卻劑等。原材料供應商將這些材料提供給變壓器制造商。2）零部件制造：零部件供應商負責制造各種變壓器所需的零部件，如繞組、絕緣子、冷卻系統(tǒng)、連接器等。這些零部件是變壓器組裝的關鍵組成部分。3）變壓器制造：變壓器制造商將原材料和零部件進行組裝，按照設計規(guī)格和要求生產各種類型和規(guī)格的變壓器產品。在制造過程中，變壓器將經歷沖壓、繞線、堆疊、絕緣、封裝和測試等多個步驟。4）市場銷售：制造完成的變壓器產品將通過銷售渠道進入市場。變壓器制造商將產品推廣給最終用戶，包括工商業(yè)用戶、能源公司、電力輸配電系統(tǒng)和家庭用戶。5）安裝和維護：變壓器在市場銷售后，需要經過安裝和維護階段。專業(yè)技術人員將變壓器安裝在相應的電力輸配電系統(tǒng)中，并定期進行維護和檢修，以確保其正常運行和性能。6）回收和再制造：當變壓器報廢或廢棄后，回收商或再制造商會收集和處理這些廢棄的變壓器。他們可能對舊變壓器進行拆解、清潔、修復和再制造，使其具備再次使用的條件，從而減少資源浪費和環(huán)境污染。圖20美國變壓器行業(yè)供應鏈資料來源：財通證券研究所本土供應不足的上游原材料環(huán)節(jié)有三個（表xx列舉了各環(huán)節(jié)本土供應商數量）：1）取向硅鋼：盡管全球對取向硅鋼的需求預計不會很大，但由于在美國國內僅有Cleveland-Cliffs一家制造商能夠生產該種類的材料，而且該制造商無法生產符合LPT磁芯制造所需的特定牌號，這導致市場上缺乏足夠的競爭，缺乏成本競爭力。此外，由于交付時間對于這種材料的生產非常關鍵，同時可替代的材料或部件選項相對有限，因此取向硅鋼在整個供應鏈環(huán)節(jié)中風險評分最高。2）套管：在套管環(huán)節(jié)，進口的依賴度較強、交付時間的關注度較大、可替代的材料/部件選項較少以及涉及多個利益相關者等因素共同造成較大的競爭壓力，使得套管在整個供應鏈中呈現較為緊缺的情況，因此風險評分在各個環(huán)節(jié)中排名第二。3）CTC鋼絲：在CTC鋼絲環(huán)節(jié)，由于本土制造商較少，因此對于進口的依賴度較大。同時，可替代的材料/部件選項也較為有限，加之涉及多個利益相關者，這些因素共同帶來了較大的競爭壓力。因此，CTC鋼絲在整個供應鏈中呈現較為緊缺的情況，風險評分在各個環(huán)節(jié)中排名第三。表7變壓器供應鏈各環(huán)節(jié)評估結果注：1、重要的國內制造商：如果有至少3個制造商或國內供應滿足至少50%的國內需求，則認為國內制造商數量較大。2、大量的國內需求：如果其市值至少為10億美元，那么其國內的需求就會很大。3、預計國內需求：如果預計的5年內的年度復合需求增長率大于或等于2%，則認為預計的國內需求是顯著的。4、重要的全球市場：如果市值超過100億美元，則正在評估的市場被認為是重要的。5、預計全球需求：如果5年內的預計年復合需求增長率大于或等于3%，則認為預計的全球需求是顯著的。6、美國制造商之間的成本競爭：該標準可以根據以下之一進行評估：最簡單的指標是國內的多樣性，如果至少有三個國內生產商，則市場具有競爭性；下一個指標是市場份額，如果沒有一家公司擁有超過50%的國內市場份額，則市場被認為是具有競爭性的。最后一個指標直接基于成本/售價。如果國內生產/提供的同等級產品的成本/售價在±10%以內，則認為具有競爭力。7、美國制造商與全球制造商之間的成本競爭：可以根據以下兩個指標之一來評估此標準：如果沒有單個生產商擁有超過15%的全球市場份額，則該市場被認為是具有競爭性的。如果美國生產的同等級產品與其他地方生產的產品相比成本/銷售價格在±15%以內，則被認為具有競爭力。資料來源：財通證券研究所表8變壓器供應鏈不同環(huán)節(jié)的定量風險評估表資料來源：財通證券研究所4.2美國變壓器進口依賴程度較