电力设备行业工控变频深度研究报告换挡提速布局工控变频正当时

1、电力设备行业-工控变频深度研究报告-换挡提速布局工控变频正当时 证券研究报告 行业报告 平安电力设备2015年 01月 14日工控变频深度研究报告 换挡提速，布局工控变频正当时 请务必阅读正文后免责条款 行业深度报告 ? 工控变频正迎来变革性的发展机遇，板块临近业绩提升与估值修复时点：2014年各项改革政策的顶层设计已届完成，2015年国内有望迎来改革政策密集推行带来的“换挡”收官年，以工控变频为引领的智能制造正迎来三重利好：1）上游原材料成本持续下降；2）下游市场需求出现回暖；3）工信部即将实施智能制造专项行动。在低碳经济、产业升级和人口红利消失的长期驱动下，预计未来 6年智能制造装备产业的

2、年复合增长率有望达 30%。 ? 未来三年千亿变频市场空间：未来三年我国中低压/高压变频器市场的年均复合增速有望在 10%/15%以上，2017年市场规模近 300/110亿元，三年市场空间超千亿。下游需求将带动中低压市场的稳步提升，其中电梯/风电用变频器市场的年均增速有望维持在 20%/10%以上，同时合同能源管理业务的快速发展有望助力高压变频实现外延式增长。 ? 伺服系统领跑工业 4.0：伺服系统是工业机器人的核心构成。08年以来中国工业机器人市场的几何式增长，是长期成本因素和短期政策催化叠加效应的体现，人口红利的消失及产业生态的完善正加速工业机器人渗透率的提升。预计未来 6年国内工业机器

3、人市场有望维持 20%以上的年复合增速，6年成长近三倍，对应市场规模达 3千亿。 ? 工控变频的竞争进入战国时代：技术品牌、整体解决方案提供能力将成为市场竞争关键。行业的总体竞争趋势将是：1）集中度进一步提升；2）由产品向工业服务衍生；3）网络化方向渗透。其中变频器领域正以高性能、专业化为导向加快进口替代，伺服系统有望以技术为突破，向下游工业机器人领域顺势延伸。 ? 投资建议：选择“绿意、盎然”的公司：所谓“绿意”即：以变频节能为始点、主业市占率高、行业集中度高、毛利水平高，所谓“盎然”即：全方位多业务链的工业自动化整体布局、创新的技术、商业与资本灵活运作。我们建议投资者抓住“从工业 3.0到

4、工业 4.0、从单一设备到整体方案、从变频伺服到工业机器人”这条总的投资主线。建议积极关注具备核心内生技术与广阔下游外延的优质标的公司：诸如掌握核心变频+伺服技术的汇川技术、英威腾、新时达、合康变频，依循变频驱控这一电力电子技术的同源性，未来上述相关企业向工业机器人领域的顺势并购拓展延伸，值得重点关注；同时建议关注国内机器人领域处于引领地位的机器人。 ? 风险提示：1) 宏观经济增速进一步下滑的风险；2) 本土企业技术突破不及预期的风险；3) 外资品牌本土化进程加快的风险。 2015-01-13 EPS PE 代码 公司 股价 2013A 2014E 2015E 2016E 2013A 201

5、4E 2015E 2016E 评级300124 汇川技术 34.72 0.72 0.88 1.17 1.66 48.4 39.6 29.7 20.9 强烈推荐0027><334 英威腾 15.29 0.35 0.50 0.68 0.94 44.0 30.4 22.3 16.3 推荐002527 新时达 17.10 0.42 0.54 0.70 0.92 40.5 31.9 24.5 18.5 推荐300024 机器人* 40.42 0.84 0.54 0.75 1.03 48.2 74.6 53.7 39.2 -300048 合康变频 12.38 0.13 0.08 0.10 0.

6、12 94.1 147.4 126.6 102.6 推荐注：标*公司数据为WIND一致预测值 请通过合法途径获取本公司研究报告，如经由未经许可的渠道获得研究报告，请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 强于大市 (维持)行情走势图 相关研究报告 证券分析师 侯建峰 投资咨询资格编号 S1480513040001HOUJIANFENG791pingan4>> 研究助理 朱栋 一般证券从业资格编号 S1060114070038 ZHUDONG615pingan> -20%0%20%40%60%80%Jan-14 Apr-14 Jul-14 Oct

7、-14沪深300 电力设备 2 / 35 电力设备·行业深度报告请务必阅读正文后免责条款 正文目录 ?一、工控变频正迎来变革性的发展机遇 . 5 1.1? 工控变频：网络化时代的绿色制造?.?5?1.2? 工控变频的三大驱动因素?.?6?1.3? 2015 年工控行业有望迎来提速拐点?.?9?二、未来三年千亿变频市场空间 . 12 2.1? 变频市场年均复合增速有望超 10%?.?13?2.2? 下游需求带动中低压市场稳步提升?.?15?2.3? 合同能源管理助力高压变频外延式增长?.?18?三、伺服系统领跑工业 4.0 . 21 3.1? 伺服市场年均复合增速有望超 15%?.?2

8、1?3.2? 下游工业机器人正掀起革新浪潮?.?23?四、工控变频的竞争进入战国时代 . 26 4.1? 竞争格局概述?.?26?4.2? 变频器：行业龙头优势明显?.?27?4.3? 伺服系统：技术为突破，下游看延伸?.?28?五、工控变频投资切中质的与趋势 . 30 5.1? 投资建议：选择“绿意、盎然”的公司?.?30?5.2? 汇川技术(300124)?.?31?5.3? 英威腾(002<334)?.?32?5.4? 新时达(002527)?.?<33?5.5? 机器人(300024)?.?<33?5.6? 合康变频(300048)?.?34?六、风险提示 . 34

9、3 / 35 电力设备·行业深度报告请务必阅读正文后免责条款 图表目录 图表 1 “更绿的”智能制造 . 5?图表 2 小农经济、工业经济与网络化经济 . 5?图表 3 工业 4.0的主要特征 . 6?图表 4 中国单位 GDP能耗是美国的 1.5倍 . 7?图表 5 中国人均年用电量是美国的 1/4 . 7?图表 6 工业节能是低碳经济的关键环节 . 7?图表 7 未来 6年智能制造装备产业年复合增长达 30% . 8?图表 8 近年来中国人口增速持续下滑 . 8?图表 9 老龄化及新生代占比下降致劳动力供给减少 . 8?图表 10 工控变频产业链上下游 . 9?图表 11 原油煤

10、炭价格快速下跌 . 10?图表 12 铜铝价格稳中趋降 . 10?图表 13 原材料成本下降有力推动制造业单位利润区间的上行 . 10?图表 14 工控行业走出 2012年低点 . 11?图表 15 欧美日经济稳步复苏 . 11?图表 16 中国对欧美出口连创新高 . 11?图表 17 全社会用电量增速维持平稳 . 12?图表 18 汇丰 PMI维持在 50附近 . 12?图表 19 变频技术广泛应用于智能电网 . 13?图表 20 变频器市场有望延续回暖趋势 . 13?图表 21 我国电机的节能改造空间广阔 . 14?图表 22 预计 1517年电机节电量年复合增长达 20% . 14?图表

11、 23 矢量变频的控制特性显著优于 V/F控制 . 14?图表 24 变频器产品型号划分 . 15?图表 25 20072017年国内中低压变频器市场规模及预测 . 15?图表 26 中低压变频器下游 OEM子行业分布(2013) . 16?图表 27 中低压变频应用市场分类 . 16?图表 28 20102013年电梯采购年复合增速超 30% . 17?图表 29 月度电梯采购维持在 5亿元(2013) . 17?图表 30 房地产投资增长率维持在 10%以上 . 17?图表 31 重点城市成交持续回暖 . 17?图表 32 2014年前 11月风电新增装机增速达 5.5% . 18?图表

12、<33 2020年风电装机规模将达 200GW . 18?图表 34 20072017年国内高压变频器市场规模及预测 . 19?图表 35 高压变频器下游 EU子行业分布(2013) . 19?图表 36 合同能源管理投资高速增长 . 20?图表 37 EMC节能效益分享模式运作机制 . 20? 4 / 35 电力设备·行业深度报告请务必阅读正文后免责条款 图表 38 伺服系统应用于高端的运动控制领域 . 21?图表 39 20072017年国内伺服市场规模及预测 . 21?图表 40 伺服系统下游 OEM子行业分布(2013) . 21?图表 41 伺服系统 VS 变频系统

13、. 22?图表 42 伺服电机的特性 . 22?图表 43 近年来国内机床产业维持平稳 . 23?图表 44 2014年金属切削机床实现 15%的快速增长 . 23?图表 45 全球工业机器人有望维持 12%销量增速 . 24?图表 46 2017年全球工业机器人保有量有望达 200万. 24?图表 47 中国工业机器人有望维持 20%以上销量增速 . 24?图表 48 2017年中国工业机器人保有量有望达 40万 . 24?图表 49 近年来工业机器人产业的扶持政策不断出台 . 25?图表 50 近年来制造业的工资成本压力持续增大 . 25?图表 51 2013年中国制造业人数近 5千万 .

14、 25?图表 52 中国工业机器人密度远低于世界平均水平（2013） . 26?图表 53 中低压变频器市场累计份额（2013） . 27?图表 54 高压变频器市场累计份额（2013） . 27?图表 55 变频行业上市公司历年毛利率变化 . 27?图表 56 变频器正以高性能、专业化为导向加快进口替代 . 28?图表 57 伺服系统市场份额 . 28?图表 58 工业机器人销量份额（2013） . 28?图表 59 伺服系统产业链上下游 . 29?图表 60 工业机器人产业波特五力分析 . 30?图表 61 按照模型选择智能制造投资标的 . 31? 5 / 35 电力设备·行业深

15、度报告请务必阅读正文后免责条款 一、工控变频正迎来变革性的发展机遇 1.1 工控变频：网络化时代的绿色制造 工控变频将带来“更绿的”智能制造。杰里米·里夫金在他的名作第三次工业革命中说到，“智能技术正替代人类完成大量的工作?今后几十年，各行各业数以千万计的工人可能会被智能机器所替代?当今世界正在实现由集中型第二次工业革命向扁平式第三次工业革命的转变?”。工控变频设备是电机的“变速器”，如果将工业制造拟作弹琴，那控制算法当是琴谱，驱动装置好比指法，电机则是悠扬之音的发出者-琴筝。一曲好琴，在曲谱之精妙，指法的灵巧兼琴材之朴华。实质上，工控变频也是利用网络技术，实现最低的成本和最可靠、最

16、高效的绿色制造。 图表1 “更绿的”智能制造 资料来源：DFKI、平安证券研究所 20世纪末以来，现代社会面对经济增长中面临的能源、环境、交通、人口等资源压力，在科技进步的推动下，新的经济模式“网络化经济”逐步形成，这是一种完全不同于工业化经济的经济模式。网络化经济时代，社会的核心资源不再仅仅是资本，而更多的是信息与知识。从最初的互联网，到现今的物联网、三网融合，再到智能电网、工业 4.0，实质上都是网络化经济不断深入发展的体现。 图表2 小农经济、工业经济与网络化经济 资料来源：DFKI、平安证券研究所 6 / 35 电力设备·行业深度报告请务必阅读正文后免责条款 工业 4.0网络

17、化的工业制造 工业 4.0是德国政府于 2011年提出的一项高科技战略工程，旨在提升制造业的网络化水平。美国的制造业复兴计划也与此类似。受益于工厂自动化水平的不断提升和网络互联的愈发便利，工业制造开始致力于提供网络化、协作化的专业集成式服务，与客户的双向互动渐趋增多。 图表3 工业4.0的主要特征 资料来源：DFKI、平安证券研究所 工控变频，即是为未来网络化的工业制造，提供经济、高效、绿色的新一代智能制造装置。工控变频与网络互联的融合发展，带来的工业机器人+物理互联网的数字化生产方式，将构建出更富弹性、更趋扁平、信息指令双向流动的网络化制造时代。 1.2 工控变频的三大驱动因素 ? 低碳经济

18、 低碳经济是未来经济发展的唯一选择。2007年，中国超过美国成为全球第一大二氧化碳排放国。2011年，中国单位 GDP能耗达美国的 1.5倍，而人均用电量为美国的 1/4。未来国内经济水平的提升带来居民生活水平的持续改善，人均用电量将进一步增长，国内的能源供应面临着巨大的挑战和制约。 网络化互动化协作化 7 / 35 电力设备·行业深度报告请务必阅读正文后免责条款 图表4 中国单位GDP能耗是美国的1.5倍 图表5 中国人均年用电量是美国的1/4 备注：单位为以购买力平价法2005不变价。 资料来源：世界银行、平安证券研究所 资料来源：世界银行、平安证券研究所 2013年我国电机总耗

19、电量约 3.4万亿千瓦时，占全社会总用电量的 64%。其中，工业领域电机总用电量为 2.9万亿千瓦时，约占工业用电的 75%。采用工控变频装置可显著提升电机的节电率，是发展低碳经济的关键环节。 图表6 工业节能是低碳经济的关键环节 资料来源：平安证券研究所 ? 产业升级 工业技术的革新正推动产业制造向纳米、微秒等尖端领域快速拓展，以变频、伺服为代表的精准高效的驱控无疑是工业制造中产品品质致胜的关键。目前我国产业制造与全球经济的深度融合，正不断倒逼产业加快转型升级的步伐，“品质为王”的竞争策略为工控行业提供了新的发展机遇。 低碳经济 降 CO2存量 减 CO2增量能源获取 能源运输 能源使用 新

20、能源发电清洁化石能源发电 智能电网 工业节能 节能建筑 电动汽车 CO2捕捉 森林固碳 8 / 35 电力设备·行业深度报告请务必阅读正文后免责条款 图表7 未来6年智能制造装备产业年复合增长达30% 资料来源：平安证券研究所 智能制造装备产业“十二五”发展规划提出，到 2015 年，传感器、自动控制系统、工业机器人、伺服和执行部件为代表的智能装置实现突破并达到国际先进水平，产业销售收入超过 10000 亿元；到 2020年产业销售收入超过 30000亿元。预计未来 6年智能制造装备产业的年复合增长率有望达30%，新能源汽车、3D打印等新兴产业的发展也将带动工控行业的快速增长。 ?

21、人口红利消失 近年来中国人口的增速持续下滑，维持在 0.5%以下，老龄化速度的加快及新生代占比的下降带来实际有效劳动力供给的持续减少；劳动适龄人口（16-60 岁）数量已于 2012 年达到峰值的 9.37 亿，迈过了“刘易斯拐点”，开始呈现下降的趋势，改革开放以来制造业享有的近 30年的人口红利逐渐趋竭，机器替代人工的风潮愈演愈烈。 图表8 近年来中国人口增速持续下滑 图表9 老龄化及新生代占比下降致劳动力供给减少 资料来源：国家统计局、平安证券研究所 资料来源：国家统计局、平安证券研究所 9 / 35 电力设备·行业深度报告请务必阅读正文后免责条款 1.3 2015年工控行业有望

22、迎来提速拐点 ? 工控行业具有很强的周期性 依循控制信号的流向，工控领域可分为控制层、驱动层和执行层，其中 PLC、DCS、工控机属于控制层，变频器、伺服驱动器属于驱动层，伺服电机及直驱电机则属于执行层。智能制造时代的工控变频，是以智能自愈的数字控制算法为核心，灵活高效的驱动装置为枢纽，集约节能的执行电机为引擎。 图表10 工控变频产业链上下游 资料来源：汇川技术、平安证券研究所 工控产品的上游为各类配件行业，主要包括电子元器件和金属材料件。下游涉及工业各个领域，与国家经济周期紧密相关，具有很强的周期性。其下游可分为 OEM（设备制造业）和 EU（项目型市场）两大类，OEM市场包括纺织机械、起

23、重设备、电梯、机床等设备制造行业；EU市场包括化工、冶金、石油、市政、石化、电力、建材等行业。 ? 三阵春风袭来，吹动新一轮成长周期 a) 上游原材料成本持续下降 自 2011年初以来，全球大宗原材料的价格开始步入下行轨道，截至 14年底，布伦特原油/纽卡斯尔动力煤/LME 铜/LME 铝的价格相对 11 年高点已分别下降 49%/53%/38%/34%，考虑到全球经济的弱势复苏态势，预计原材料价格将维持低位到 16年之后。 10 / 35 电力设备·行业深度报告请务必阅读正文后免责条款 图表11 原油煤炭价格快速下跌 图表12 铜铝价格稳中趋降 资料来源：Wind、平安证券研究所

24、资料来源：Wind、平安证券研究所 我们注意到，国内机械工业的出厂价格 PPI自 2000年以来维持±5%以内的窄幅波动，总体呈缓慢下降趋势，而国内制造业原材料的成本占比近 80%，PPIRM（工业企业原料、燃料、动力购进价格指数）的波动对工业企业的单位利润影响显著。2012年中期 PPIRM指数的回落，对应着制造业单位利润区间上行周期的开始，14年下半年以来原材料价格的快速下跌，正进一步助长工业制造业的回升势头。 图表13 原材料成本下降有力推动制造业单位利润区间的上行 资料来源：国家统计局、平安证券研究所 上游原材料成本的持续下降助推工控行业走出 2012年的行业低点，并对行业未

25、来新一轮的增长周期构成有力的支撑。 11 / 35 电力设备·行业深度报告请务必阅读正文后免责条款 图表14 工控行业走出2012年低点 资料来源：中自网、平安证券研究所 b) 下游市场需求现回暖端倪 伴随着加息预期，美国经济增长正逐步恢复活力，2014年第三季度的 GDP同比增长达 2.7%，同期欧盟 27国的 GDP增速达 3.5%，环比增长 0.8个百分点。2015年上半年美联储加息的预期，以及一些新兴市场经济体波动的加剧，可能引发人民币汇率的下行周期。人民币的贬值有望提振出口，海外欧美市场的复苏也正为国内制造业带来新的需求增量。 图表15 欧美日经济稳步复苏 图表16 中国对

26、欧美出口连创新高 备注：美国系列对应次坐标轴。 资料来源：Wind、平安证券研究所 资料来源：Wind、平安证券研究所 中国步入“换挡”收官年 近两年我国经济总体处于稳步调整状态，表现为 GDP 增速的缓慢下行、全社会用电量增速及 PMI的平稳维持，经济增长的源动力正由过往的粗放型资源供给，逐步让渡到新兴产业的价值创造中来，用电领域新的增长极智能制造日渐成形。 12 / 35 电力设备·行业深度报告请务必阅读正文后免责条款 图表17 全社会用电量增速维持平稳 图表18 汇丰PMI维持在50附近 资料来源：Wind、平安证券研究所 资料来源：Wind、平安证券研究所 2014年 12月

27、 5日的政治局会议指出，“2015年是全面完成“十二五”规划的收官之年，是全面深化改革的关键之年，也是全面推进依法治国的开局之年。”中国新一届政府提出的转变经济发展模式、“经济新常态”的路线，已先后经历了 2013年的“运筹”， 2014年的“酝酿”各项改革政策的顶层设计已届完成，2015年国内有望迎来改革政策密集推行带来的“换挡”收官年。 以铁塔公司、南北车的合并为标志，预计 2015年国家及各省地方国企改革方案的出台将加快各行业企业兼并重组的进程，行业集中度的提升有利于龙头企业向高端领域的进军，以工控行业为引领的智能制造有望迎来可观的市场需求增量。 同时国内各项价格制度的放开有望进一步减轻

28、企业的负担，诸如市场化售电带来的企业用电成本降低。我们认为，制度架构的市场化调整有望为经济带来崭新的格局，为中国经济及工控行业的“提速”提供澎湃动力。 c) 工信部即将实施专项行动 2014年 12月 22日，工信部部长苗圩提出，2015年要以智能制造为突破口，大力推动工业化和信息化两化深度融合，研究论证实施国家级智能制造重大工程，实施智能制造试点示范专项行动；要组织实施关键岗位机器人替代工程；大力发展工业互联网，研究出台互联网与工业融合创新指导意见。我们认为在工业 4.0的春风渐暖下，2015年工信部智能制造专项行动的施行，将有力带动工控产业的革新步伐，变频、伺服和工业机器人领域有望迎来变革

29、性的发展机遇。 二、未来三年千亿变频市场空间 制造业下游需求的渐次回暖，高端智造领域占比的提升以及节能政策的推广施行，将带动未来三年我国中低压/高压变频器市场的年均复合增速在 10%/15%以上，2017年市场规模有望达 300/110亿元，三年市场空间超千亿。 变频器是电机的“变速器”，以变频技术为核心而衍生出的各种电力电子变体，广泛应用于智能电网的各个环节，诸如发电侧的光伏逆变器、风电变流器、UPS，输电侧的 SVC、SVG、换流阀，用电侧工控领域的变频器、储能领域的双向变流器、新能源汽车领域的电机控制器、直流充电机等。 13 / 35 电力设备·行业深度报告请务必阅读正文后免责

30、条款 图表19 变频技术广泛应用于智能电网 水火风光核发电 输变电变频器伺服等 负荷光伏逆变器风电变流器SVC、SVG换流阀变频器、储能变流器、电机控制器、直流充电机智能电网 资料来源：变频器世界、平安证券研究所 2.1 变频市场年均复合增速有望超 10% 据中自传媒研究部的数据，2013 年我国中低压变频器的行业市场规模近 214 亿元，同比增长 6%；高压变频器近 70亿元，同比增长 9%。目前我国变频器的配置率不足 10%，存有较大的发展空间。 图表20 变频器市场有望延续回暖趋势 资料来源：中自传媒研究部、平安证券研究所 变频驱动简称 VFD（Variable Frequency Dr

31、ive），即改变电的频率来控制电机。在公用电网中，交流电的频率为恒定的 50/60Hz，区别于传统的直流电机/耦合机调速，用户端可通过变频器改变交流电的频率，达到调节交流电机转速/转矩的目的。 ? 节能和精艺是变频器的不变诉求 变频器是工业节能的利器。目前全球发出的电能有约 2/3 通过电机转换为机械能，其中大部分应用于驱动风机、泵和压缩机。在传统的定频工作模式中，多数电机维持恒速运转，使用风门/阀门来控 14 / 35 电力设备·行业深度报告请务必阅读正文后免责条款 制液体/气体的流量，造成了能源的不必要消耗。变频器的引入，使得电动机及其拖动负载在无需改动的情况下，即可依照生产工艺

32、的要求即时调整转速输出，从而有效降低电机功耗。 据工控网数据，变频器的节电水平在 30%60%。根据国家发改委能源研究所发布的中国电机系统变频调速改造的节能潜力分析显示， “十二五”期间，我国将继续实施电机系统节能改造工程，将电机系统运行效率提高 2%-3%，达到年节电 800亿 KWh的效果，对应年节电效益 480亿元。 图表21 我国电机的节能改造空间广阔 图表22 预计1517年电机节电量年复合增长达20% 资料来源：发改委、平安证券研究所 资料来源：中自传媒研究部、平安证券研究所 2014年 9月，国家发改委、环保部及能源局下发关于煤电节能减排升级与改造行动计划（2014-2020年）

33、的通知，要求因厂制宜采用电机变频等成熟适用的节能改造技术，力争 2015年前完成改造机组容量 1.5 亿千瓦，“十三五”期间完成 3.5 亿千瓦；2014 年 11 月，发改委、工信部印发重大节能技术与装备产业化工程实施方案，明确在电机系统领域，将重点推广高压变频器等，加快现有电机系统节能改造；实施能效领跑者计划，使高效节能产品与装备市场占有率从目前的 10%左右提高到 2017年的 45%以上，产值超过 7500亿元，实现年节能能力 1500万吨标准煤。 变频节能的市场空间广阔。据统计，2013年我国电机保有量约 21亿千瓦，其中交流电机占比近 90%，按 70%可改造比例计的机组容量达 13亿千瓦，目前已配置的比例尚不足 10%。我们就变频改造的节能效果进行初步测算，在配置率 20%情况下，按年均运行 4000