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變頻器:“十二五”仍走調速與節能並舉之路

发布时间:2017-11-15 17:08:30  浏览次数:

變頻器是工控系統的重要組成設備,安裝在電機前端以實現調速和節能。高壓變頻器後端主要拖動風機、水泵類負載,實際節電效果達30%~60%,未來該行業市場發展將受益于大中型項目改造;低壓變頻器與控制層和執行層設備共同組成自動化控制系統,其未來發展將受益于制造業“裝備升級”。

  高壓變頻器可細分爲通用和高性能兩種,目前通用領域內資企業占據80%以上的市場份額,競爭激烈導致10年價格大幅下滑;高性能市場仍以外資爲主,毛利比通用産品高約50%,未來將成爲內資企業的主攻方向。

  低壓變頻器下遊以制造業工控裝備爲主,2009年受金融危機影響增速低于5%,2010年前三季度增長高達30%,預計未來5年可維持15%的平穩增速。

  低壓變頻器高端市場外資占據80%以上份額,內資龍頭企業爲彙川技術和英威騰。與外資企業相比,內資龍頭正處于從提供單一變頻器産品向提供綜合解決方案轉變的階段,未來市場占有率和盈利能力有望雙雙提升。

  變頻器發展——調速節能

  变频技术最先用来对电机进行无级調速,通过控制半导体器件的通断改变输出频率,以实现对后端拖动交流电机的软启动、变频調速及提高运转精度,并实现过流、过压、过载保护。

  对比过去的机械調速方式,变频調速的范围宽,可达到100%~5%;调控精度高,可达到±0.5%;由于它是无极調速,可实现电机的软启动和整个生产系统的全自动控制,进而减少对电网的冲击。

  從电压分类上,一般把针对3kV~10kV高压环境下运行的电动机而开发的变频器称为高壓變頻器,而将输入电压不高于690V的称为低压变频器。

  目前我國高壓變頻器在電力、冶金、水泥領域應用較多,合計占比超過50%;低壓變頻器應用領域更加廣泛,涉及工業生産、石油煤炭、市政交通等多個行業。高壓變頻下遊細分市場組成。

    精度高、范围宽使变频成为工业調速之首选

  目前在低压变频和高性能高壓變頻领域都使用了矢量控制手段。相比V/f控制,矢量控制在調速范围和控制精度上明显提升。

  我国工业生产自动化水平与发达国家仍有一定差距,“十二五”规划提出“改造提升制造业”,其中“发展先进装备”、“促进制造业由大变强”成为指导未来发展的方向。变频技术因其具有的优异性能将在工业調速和精密控制领域得到进一步推广。尤其是制造业应用广泛的低压变频技术,未来发展与自动化改造和装备升级紧密相关。

  变频技术助力節能环保

  我国的风机、水泵、空气压缩机等主要电机设备为满足运行中的最高功率要求,输出功率经常有很大的设计冗余,若使用机械調速能量被大量浪费在阀门和风门挡板上。变频技术通过电力电子控制完成調速,在后端拖动电机使其转速变化范围增大,频率高时效果更为明显。风机水泵类负载最适宜安装变频器節能,相比低压变频,高压技术在细分行业使用更为广泛。

  有关专家对比了电气设备中几种主要節能产品的效果,其中变频器效率高达30%~60%,使用时只需加装在电机前端,对原有设备改动较小。

  推动我国变频器行业发展的两大动力分别为:工业自动化改造和節能环保推广,而变频技术也正处于從“調速”到“節能”的转变过程。

  “十二五”规划提出了制造装备升级和工业節能环保,确立了未来行业发展仍将走“調速節能并举”的路径。细分到产品,预计低压变频器以自动化改造和進口替代为主线,国内企业将重点发展控制和驱动技术;高壓變頻器依托国家節能环保政策,下游仍以电力、冶金、水泥等的大型工业设备改造为主,竞争加剧将刺激高性能产品国产化提速。

  高壓變頻——節能环保拉动增速保持30%

  高壓變頻器主要应用在大型工业设备的电机前端,经过长期的研发和市场开拓,目前内资品牌已占据通用型80%以上的份额。考虑到只需对电机加以改造就能大幅提高節能效率,预测行业在“十二五”期间将继续维持30%左右的增速。

  每年有1.02亿kW的高压电机处于浪费运行状态節能潜力大

  根据统计,我国每年发电量的66%消耗在电动机上。截至2006年底,全国电动机装机容量约为5.8亿kW,而高压电机约占一半,高压电机中近70%拖动的负载是风机、泵类、压缩机,其中一半适合調速,紡男约1.02亿kW的高压电机处在浪费运行的状态。

  根据对现有高壓變頻器用户实际使用情况的统计,各行业不同用户使用高壓變頻器的节电效果都较为理想,虽然不同客户的实际设备运行环境有所差异,但是实际节电效果的区间多在30%~60%之间,尤其后端拖动负载频率变化较大时效果更为明显。

  目前高壓變頻器主要应用在电力、冶金、水泥、石化和建材行业,未来仍将以上述领域的大型设备改造为主。

  考虑到2010年变频器,尤其是通用型产品价格下降较多,按照720元/kW保守估计,在不考虑未来新增高压电机变频調速需求的情况下,细分行业潜在市场约731亿元。

  考虑到2011年是“十二五”规划实施初年,国家对于工业節能环保技术改造的扶持,将由规划层面落实到具体政策。高壓變頻器行业2011年增速将呈现上升趋势,大中型项目改造和新项目建设在一段时间内会成为行业发展的主要动力。

  过去十年内资品牌逐步替代外资。我国高壓變頻技术是從2000年后逐步得到发展的,到2008年国内高壓變頻市场基本被内资企业占领,市场份额接近80%。较低的价格、稳定的产品质量和更贴近用户的售后服务成为内资企业面对跨国公司的核心竞争优势。

  未來五年高端市場將上演進口替代

  2010年高壓變頻器行业呈现两分的局面:通用变频器产能释放充分,产品价格下降明显,市场参与者普遍面临盈利能力下滑的现状;高性能领域继续“蓝海”态势,外资企业占比大,以荣信、合康为首的内资品牌的市场份额在逐步提升,更多的通用型厂家开始涉足高性能产品。

  有关专家对未来高壓變頻市场竞争态势的判断是:

  ——隨著2011年下遊改造需求增多,通用變頻器市場競爭有望緩和,企業毛利恢複是大概率事件,但較難回到2009年水平;

  ——市場參與者持續增加,未來産品將更強調定制化和系統解決方案,龍頭企業研發能力強、資金實力雄厚,將進一步提升市場份額;

  ——高性能變頻器技術門檻高,行業有望複制通用變頻器進口替代的過程。由于目前內資進入的少,産品毛利將在未來一段時間內保持穩定。

  与通用变频器相比,高性能产品运用了矢量控制及能量回馈技术,具备恒转矩、动态响应快、調速精度高、調速范围宽、快速制动等特点,产品单价高达千万元,毛利也明显高于通用产品。

  高壓變頻行业——大中型項目拉動發展

  高壓變頻行业主要依赖大中型项目建设与改造,下游需求与宏观经济周期关联度低,受国家和行业政策影响大。电力、冶金等行业能耗高,是“十二五”工业節能的重点,而高壓變頻技术成熟稳定、節能效果明显、设备安装简便,通常在使用后两年内通过节电可收回成本,具有很高的推广价值。

  工业節能改造将贯穿“十二五”,行业看好。考虑2010年受竞争加剧的影响,设备生产企业盈利能力下滑明显,预计2011年下游需求在政策引导下持续增加整体利好,尤其是内资龙头有望进一步提高市场份额。

  長期來看,通用變頻器市場將被“完全競爭化”,而高性能領域仍處于進口替代初期,企業若能參與市場競爭將享受超額收益。目前高性能變頻器行業門檻主要是技術和累積的穩定運行經驗,未來下遊需求將對企業營銷能力和客戶關系提出較高要求。

  正在從通用市场逐步向高性能领域开拓的企业,其产品结构的转型,将为其带缽寞利能力和利润总额的提升,并寻找到新的增长点。

  依据以上标准,合康变频、智光电气等具有技术和市场资詮呐势的业内龙头企业,有望成功抢占新兴产品市场。

    低压变频——依托裝備升級繼續進口替代

  “十二五”規劃提出要“改造升級制造業”,其中包括“發展先進裝備制造業”,而提升自動化水平將成爲重點。

  受下遊使用條件的影響,低壓變頻技術強調調節精確和範圍,在工業自動化領域與前端PLC控制和後端伺服電機等聯系緊密,共同組成工業自動化控制系統。

  与高壓變頻类似,低压变频也分为高端市场、中端市场和低端市场,上市公司中汇川技术、英威腾等主要参与高端市场竞争,而自动化水平升级從技术层面更强调变频技术在精细领域应用,因此将主要讨论高端市场。

  制造業裝備升級是個漸近與長期的過程

  低压变频器与PLC、伺服电机等共同组成工业自动化控制系统,下游涉及制造业多个子行业,与高壓變頻器主要受国家政策影响不同,低压变频下游需求与整体工业发展水平相关,未来装备升级将是逐步和长期的过程,预计行业能在一段时间内保持15%左右的稳定增长。

  從细分行业看,电梯、注塑机和轨道交通用低压变频设备增速有望超过行业平均,成为发展重点。

  從产品到解决方案從进口到逐步国产

  低压变频行业高端市场仍以外资产品为主,占据超过80%的份额,目前参与竞争的内资企业数量少、份额低、集中生产变频器而缺少了控制层和执行层的核心产品,未来发展趋势会向着提供综合解决方案的高盈利模式转变,進口替代在一段时间内会成为行业龙头保持高增速的主要原因。

  我國低壓變頻市場集中度低,各主要生産廠商優勢領域相對分散,如英威騰主要集中在起重、拉絲和煤炭領域,而彙川技術則依靠電梯和注塑機市場。由于産品價格優勢明顯,今後仍將繼續搶占外資的份額,內資企業短期內不存在激烈競爭關系,因此有望延續高毛利、高增長的趨勢。主要低壓變頻器生産商優勢領域。

  以英威騰和彙川爲代表的內資變頻器生産企業開始涉足PLC和伺服等産品,未來發展將以提供客戶定制的解決方案爲目標。目前兩家公司的發展模式各不相同,將面臨銷售渠道整合和控制層執行技術産品化的挑戰。

   內資龍頭殊途同歸

  下游装备升级拉动,行业整体稳定增长。自动化改造和制造业升级是行业发展主动力,未来将呈现逐步推广的局面,低压变频器整体增速预计将维持在15%左右。

  但行业增速放缓并不影响内资企业加速進口替代,以英威腾和汇川技术为代表的生产企业通过价格优势加速扩张,在细分领域获得了竞争优势。今后必将有更多的生产商参与到低压变频器高端领域,龙头企业只有通过整合产品优势并最终提供高附加值的综合解决方案才能维持企业的发展。

  在发展路径上,两家龙头企业有所差异,但最终都将成为综合的产品解决方案提供商。英威腾将继续研发包括控制层和执行层在内的产品,并完成与变频器的整合,以保证原有销售渠道在产品储备完成后,能够迅速启动市场;汇川技术也面临着现有产品整合的问题,同时在产能充分释放后,进行市场间横向扩张将成为其下一个主攻方向。