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文档简介
金盘科技研究报告-干式变压器领先企业积极布局储能业务一、公司介绍1.1、发展历程公司深耕变压器领域,是技术领先的电能供应解决方案提供商及数字化高端装备制造商。公司前身海南金盘特种变压器厂创立于1997年,于1998年赴美上市,2008年转板至纳斯达克,2016年完成私有化后退市,最后在2021年3月9日在上交所科创板挂牌上市,是海南首家科创板企业。公司深耕变压器领域,逐渐发展出电抗器、VPI、成套开关、电力电子节能设备等产品,全面覆盖电力系统的电源侧、电网侧和配用电侧。公司是全球领先的新能源电力系统配套提供商,深耕新能源、高端装备、节能环保、智能电力等领域,运用数字化的制造方式不断为新能源(包括风能、光伏、储能等领域)、新基建、轨道交通、智能电网、重大基础工程建设项目,提供电网高端装备以及电能供应总体解决方案。公司契合国家发展战略,积极向智能化、数字化转型。在国家碳达峰、碳中和的战略目标下,公司不断升级迭代产品及技术、全力发展储能领域,实现企业自身全面数字化转型,推动数字化及智能制造、智慧工厂、智慧园区等数字化整体解决方案商业化发展,推动能源革命进程,助力国家产业数字化发展战略,逐渐发展成为数字化制造领先企业。1.2、股权结构公司股权结构清晰且集中度高,内部治理稳定。公司控股股东为元宇投资,直接持有金盘科技
43.29%股权。公司实际控制人为李志远和YUQINGJING
(靖宇清),二人为夫妻关系,均为公司的创始人。李志远通过元宇投资间接控制公司42.86%股份,YUQINGJING(靖宇清)通过金榜国际间接控制公司6.32%股份。因此,李志远和YUQINGJING(靖宇清)夫妇合计控制公司49.18%股份。2019年6月29日,公司实际控制人李志远和YUQINGJING
(靖宇清)与李晨煜、靖宇梁共同签署《一致行动协议》,合计控股比例达55.04%,股权集中度较高,有效保证公司的决策效率和治理的稳定性。1.3、管理团队公司高管团队经验丰富,产业背景深厚,具备专业的技术实力。董事长李志远是公司创始人,曾任广西电力设计院工程师,对电力系统具有深刻的理解,带领公司团队钻研变压器领域技术,实现了干式变压器的自主研发。公司副总经理邸双奎、秦少华等拥有丰富的产业背景,曾任职于西门子、通用电气公司等海外先进企业,在变压器、高压开关、电气传动等领域积累了深厚的一线生产和研发经验。公司的研发体系包括电气研究院、智能科技研究院、储能科技研究院等研究机构,技术团队人员配置完善,公司产品研发涵盖了新技术基础研究、新产品应用开发和现有产品持续改进三大方向。研究院与事业部相结合,通过干变、储能、新能源、电抗变频等事业部的实际产业经验反哺相关技术的迭代升级工作,具备专业的研发实力和一定的技术优势。公司上市后股权激励聚焦于核心技术人员和业务骨干,调动整体积极性,彰显发展信心。公司于2021年发布上市以来首次股权激励,对象具体包括高级管理人员、中层管理人员、核心技术人员、技术和业务骨干,共计279人,占公司员工总数1,940人(截至2021年6月30日)的14.38%。本次激励对象主要是公司中层和一线骨干,有利于吸引和保留优秀的管理人才和业务骨干,进一步激发公司创新活力,为公司的持续快速发展注入新的动力,同时也彰显了对公司未来发展的信心。1.4、主营业务分析公司专注于干式变压器,逐渐发展涵盖新能源、储能、高效节能、高端装备等应用领域,是全球领先的新能源电力系统配套提供商。公司最早从变压器起家,掌握干式变压器相关技术,并逐渐从源网侧延伸至配用电侧,运用数字化制造模式不断为风能、光伏、储能、新基建、高端装备等全场景提供优质的电能供应解决方案及高端装备,产品广泛应用于新能源(含风能、太阳能、储能等)、高端装备(含轨道交通、海洋工程)、高效节能、工业企业电气配套、基础设施、民用住宅、传统发电及供电、新型基础设施(含数据中心、新能源汽车充电设施)等领域,其中风能、轨道交通、高效节能等三个领域为公司主要产品的重点应用领域,2022年公司突破了高压直挂储能技术路线,在大储领域得到示范性项目应用。1)干式变压器系列产品:公司干式变压器系列产品包括变压器和电抗器,产品性能、技术水平、品牌影响力等方面具有国际竞争优势,是全球干式变压器行业优势企业之一,能够定制性开发产品,满足客户不同的应用场景。公司干变产品广泛应用于风电、光伏、储能、轨道交通、高效节能应用领域,得到客户认可,具有较高的市场地位;
2)成套开关设备:包括中压开关柜和低压开关柜,在电力系统的发电、输电、配电和电能转换过程中,起到开合、控制和保护用电的作用,公司产品具有方案齐全、联锁可靠、结构先进、保护功能完善、检修方便、认证证书齐全等优点。产品广泛应用于新能源-风力和光伏发电、智能电网、轨道交通、新能源汽车产业的快速充电站等领域;3)箱式变电站:具有占地面积小、运行安全可靠、移动灵活、投资小且造型美观等优势。产品主要应用于新能源风能、太阳能产业等战略性新兴产业以及城市高层建筑、住宅小区、市政设施、城市轨道交通供电系统、工矿企业、油田、港口、机场、施工工地、道路等场所的户外环境;
4)电力电子设备:主要包括一体化逆变并网装置、一体化储能变流装置、SVG等其他电力电子设备;5)数字化整体解决方案:为制造业(包括离散型及流程型)提供包含产线规划、设备规划、系统架构规划、软件设计实施规划、系统集成规划等模块组成的一站式解决方案。公司积极推动数字化工厂整体解决方案的商业化应用,已形成包括工业软件在内的制造模式创新和数字化工厂整体解决方案方面的核心技术19项,成为目前国内少数拥有能为数字化工厂提供智能仓储控制系统、生产制造执行系统于一体的、依据德国VDI4499标准为客户提供数字化整体解决方案的企业之一。公司累计已经获得数字化工厂整体解决方案订单超3亿元;6)储能系列产品:公司依靠多年的储能相关技术及产品研发技术积累,已形成了储能系列产品核心技术14项,同时,公司依托上海交通大学在电力电子和储能领域的技术优势,形成紧密的产、学、研战略合作。2022年7月公司发布了全球首例中高压直挂全液冷热管理技术的储能系统,同时推出低压储能系统等系列产品,覆盖了储能全场景的应用,包括发电侧、电网侧、工商业侧和户用侧。公司致力于提供全球一流储能系列产品,为客户提供整套新能源解决方案。按下游应用划分,新能源业务是公司主要营收来源。公司产品的下游应用领域包括新能源、高端装备、高效节能、工业企业电气配套、基础设施、民用住宅、传统发电与供电、新型基础设施等,其中新能源下游的营收占比最高,是公司主要收入来源。2019-2021年、2022年H1新能源下游实现营收9.18、11.01、14.77、9.58亿,在营收总占比41.49%、45.61%、44.96%、48.86%,2019-2021年复合增速达到26.8%,总体保持较快的增速,是公司主要的收入来源。风电下游的收入在公司总体营收的占比高,光伏下游的收入快速增长。在公司的新能源业务中,风电、光伏是最主要的收入构成。其中,风电收入占比第一,从2019年的5.68亿元增长到2021年的10.96亿元,CAGR为38.9%,2022年上半年实现营收4.71亿元,占比23.99%。来自光伏的营收在2021年实现收入2.94亿,2022年上半年实现收入4.46亿,体量已接近风电,占比达到22.73%,发展势头迅猛。按产品划分,干式变压器系列产品是公司主要营收和利润,毛利率处于较高水平。干式变压器系列产品是公司传统的业务,营收从2017年的11.80亿元增长到2021年的24.71亿元,CAGR为20.3%,2022年H1实现营收14.64亿元,同比增长25.2%,干式变压器系列产品的收入总体保持稳健增长。干式变压器产品贡献了公司绝大部分的毛利,2021年毛利6.09亿元,占比78.5%,毛利率达到24.6%,在所有产品中位居前列。直接材料在主营业务成本中占比高,毛利率受上游原材料价格波动影响。公司成本端原材料的占比较高,主要包含铜材、硅钢、环氧树脂、绝缘材料、冷热轧钢材等原材料,以及高低压断路器类、温控类、风机类、避雷器类、负荷开关类等外购后直接组装的电子元器件和各类生产辅材。直接材料在主营业务成本占比最高,2022年上半年占比达到87.53%,原材料价格波动将对公司成本产生较大影响。2020年以来,受到大宗原材料价格上涨的影响,公司主要原材料采购价格随之增加,其中铜线、硅钢、树脂的采购价格从2020年的4.84万元/吨、1.02万元/吨、1.17万元/吨分别上涨至2022年上半年的6.71万元/吨、1.40万元/吨、1.52万元/吨,涨幅分别为39%、37%、30%。由于成本端承压,公司整体毛利率从2020年的26.8%下降到2022年上半年的18.6%。1.5、财务分析2022年业绩快报:公司发布业绩快报,预计2022年实现营收、归母利润、扣非净利分别为47.46、2.82、2.35亿元,同比分别增长43.69%、20.38%、16.42%。2022年Q4营收、归母利润、扣非净利分别为15.59、1.14、0.70亿元,同比分别增长53.48%、70.35%、28.41%,营收和利润端同比快速增长。公司经营稳健,营收稳步增长。公司营收自2018年21.85亿增长至2021年的33.03亿,CAGR为14.77%。2022年预计实现营收47.46亿元,同比增长43.69%,下游行业需求在疫情影响下低迷,但公司抓住了硅料企业扩产带来的配用电变压器和高压变频器等设备需求,来自光伏客户的营收推动公司整体快速增长。公司不断加强成本管控,费用率显著降低。公司经营效率不断提升,费用率总体呈现下降态势,2018年费用率为18.22%,到2021年降至14.93%。2022年在上游原材料涨价和下游需求被疫情扰动的背景下,公司加大成本管控,控制各项费用支出,2022年Q1-Q3公司费用率为11.86%,同比下降3.26个百分点,其中财务费用率减少1.52个百分点至-0.72%,主要是受到美元汇率波动带来的汇兑收益的影响。剔除不可持续的汇兑收益影响,公司实际费用率也下降约有2个百分点左右,成本管控收效显著。2022年下半年开始公司毛利率触底回升,后续盈利情况有望持续改善。公司业务整体毛利率在2017-2020年基本维持在26%-27%之间,2021年以来在大宗商品价格不断上涨的压力下,毛利率开始出现较大的下滑,2021年为23.51%,2022年Q1毛利率降至18.24%,达到历史低点。但在2022年下半年随着疫情影响的消退,大宗原材料价格的回落,以及公司的经营韧性,毛利率水平开始回升,2022年Q3为20.35%,环比修复1.39个百分点。公司的毛利率拐点初现。预计随着集中式风光装机量提升带动干变需求增长、叠加部分原材料价格的稳中有降,公司的毛利率水平有望得到进一步修复,盈利状况将得到持续改善。二、干式变压器行业领先企业,积极延伸布局储能业务2.1、公司深耕干式变压器领域,核心技术功底扎实公司起家于特种变压器行业,通过自主研发掌握干式变压器技术。公司前身金盘电气
1993年成立于中国海口保税区,起家特种变压器行业,1998年开始获评为高新技术企业,是全球最大的干式变压器和相关电气设备制造厂家之一,也是全球少数几家通过美国UL认证的树脂浇注干式变压器制造厂家之一。公司一直坚持以技术创新为核心战略,经过多年研究攻关,自主开发了干式变压器电磁设计系统,采用美国AUTODESK公司INVENTOR三维结构设计软件,以及美国PTC的PLM软件,搭建功能完善的研发平台,不断提高研发质量,缩短研发周期。同时,与国内外权威机构、知名高校开展研发合作,形成了独特的产品设计和工艺体系。干式变压器相比油浸式变压器具有一定优势,多应用于对防火防爆有要求的场所。油浸式变压器技术成熟,可以覆盖全部容量和电压等级,得到广泛应用。而干式变压器容量和电压等级相对较小,一般用于配电。油浸式变压器由于出故障后可能有油喷出或泄漏的情况,易造成火灾,因此大多应用在室外。而和油浸式变压器相比,干式变压器具有结构简单、维护方便、防火阻燃及过载能力强、使用寿命长等优点,干式变压器大多应用在需要“防火、防爆”的场所,一般在大型建筑、高层建筑上采用。干式变压器按照不同生产工艺可分为环氧树脂浇注干式变压器和真空压力浸渍干式变压器:
环氧树脂浇注干式变压器:用环氧树脂与固化剂的混合料在真空状态下使线圈浇注成型。环氧树脂是一种难燃、阻燃的材料,而且具有优越的电气性能和环保特性,广泛应用于干式变压器中。具备耐雷电冲击能力强、抗短路能力强、过负载能力强、阻燃性能好、损耗低、噪声低等特点。真空压力浸渍干式变压器:真空压力浸渍干式变压器的线圈,是采用聚芳酰胶类绝缘材料(其典型产品为NOMEX纸)经VPI真空加压设备多次浸渍无溶剂树脂漆,多次烘熔固化制作而成,较普通的浸渍干式变压器具有更高的防潮性能和绝缘性能。具备绝缘性能好、局放小、体积小、过载能力强、抗短路能力强、耐雷电冲击能力强、噪音低、效率高、阻燃环保等特点。公司现已形成品类齐全、覆盖全面的干式变压器产品矩阵。公司干变产品按用途可分为标准干式变压器和特种干式变压器,同时根据技术特性的不同还可分为环氧树脂浇注干式变压器和真空压力浸渍干式变压器。完备的产品矩阵可满足客户对干式变压器产品的定制化开发或设计要求,同时也可覆盖不同应用领域、使用环境及性能参数等具体要求差异,打造公司干变产品系列的竞争力。公司专注于中高端市场,特种干变销售稳定增长。标准干式变压器是指按国标生产的,用作电网系统及各类用电终端的变压、变流、电气隔离等用途的干式变压器,主要应用于电网系统(电压转换),以及工业企业、民用住宅、基础设施等终端用电系统的配套。特种干式变压器是非标产品,用于特殊领域或具有特殊用途,更偏向于中高端市场,主要为新能源(风电、光伏、储能等)、高端装备(含轨道交通、海洋工程)、高效节能等产业的关键成套设备。公司2022年上半年特种干变收入8.88亿元,特种干变销售占比约在60-70%之间,处于较高水平,且营收保持稳定增长势头。公司注重研发投入,搭建研发团队,不断完善研发体系。公司研发投入规模和在总营收占比逐年稳步提升,研发费用率4.39%上升至2021年的4.77%,2021年研发投入约1.58亿元,较2018年增长了64.2%。2022年上半年公司研发人员达329人,占公司总人数15.92%,其中核心技术人员11名。当前公司已建成完备的研发体系,主要包括电气研究院、智能科技研究院、储能科技研究院、各事业部技术部和工艺部下设的研发组、信息技术中心下设的研发组、设备工程技术中心下设的研发组、质量安全管理及检试验中心下设的研发组。公司研发体系契合业务发展战略,助力公司在技术和产品上取得领先,提高市场竞争力。公司坚持以技术创新为发展的根本,聚焦技术和工艺、软硬件、数字化生产制造等领域,不断建设和完善研发体系。当前公司研发体系完整覆盖以输配电及控制设备、数字化工厂解决方案、储能系统为主的三大战略布局,与公司业务发展需求相匹配,有助于不断推进对新产品、新技术的研发和产业化进程,提高公司的竞争力。公司研发成果丰硕,取得了一系列核心技术,奠定了一定的行业地位。在持续的研发投入和专业的研发队伍支持下,公司构筑了强大的技术优势,目前拥有71项核心技术、197项专利(其中16项发明专利)、34项软件著作权。领先的技术和产品给公司带来了一定的市场认可和行业地位,公司独立承担完成23个重大科研项目,参与制定8项国家、行业或省级标准。2.2、干变产品广泛应用于电力系统,市场地位领先变压器是电网的重要组成部分。变压器是一种静止的电气设备,它利用电磁感应原理,把一种电压等级的交流电能转换成频率相同的另一种电压等级的交流电能。变压器具有变换交变电压、变换交变电流、变换阻抗的作用,对电能的远距离传输、灵活分配和经济安全使用具有重要的意义,是电网的重要组成部分之一。变电压:提高或降低电压,将发电机发现出的前经过升压、输送、降压过程,将电压变换成居民或工业使用的电压等级;
变电流:变电压的同时改变电流的大小,在电力系统中,改变交流电压的频率和幅值可以调节负载的阻抗,对交流频率特性有一定的影响,变压器可以过流变压,使电网保持恒定电压,保证负载电压的稳定,保证负载电流不会过大,保证电机的安全;
隔离:将用户系统和供电系统进行隔离,起到缩小事故范围的作用。金盘科技干式变压器广泛应用于电网的各个环节:
1)在发电侧,主要用于风力发电领域。主要用在新能源发电的并网环节,对发电机组的升压和变流,实现交流输入电压与直流输出电压间的匹配,以及交流电网与整流电路之间的电隔离。公司干式变压器产品在风电领域取得广泛应用,一般安装在风机塔筒和机舱内部,升压变压器可以将风机发出的电网不能接受的变频率、低电压的交流电经过变流器及专用变压器变成电网可接受的固定频率送至电网,实现低电压穿越、隔离、滤波等友好并网功能;
电抗器是风电变流器的重要部件,主要起到抑制谐波电流,改善并网电能质量的作用。2)在输配电侧,主要为电力变压器,起到变电、隔离和滤波的功能。输电网指的是从发电厂向终端用电负荷地区输送大量电力的主干渠道或不同电网之间互送电力的联络渠道;配电网指的是终端用电地区内将电力分配至用户的网络。干式变压器在输配电侧的作用主要是变电,即将电压由低等级转变为高等级(升压)或由高等级转变为低等级(降压),同时由于变压器的电感特性,变压器具备隔离及滤波功能,并能限制系统的电路电流。公司的非晶合金铁芯、三维立体卷铁芯可以大幅降低变压器在网时产生的空载损耗,提高电能利用率,达到高效节能的目的。3)在用电侧,应用于工业客户的高效节能升级和轨道交通的供电系统。在工业客户中,公司干式变压器主要作为工业高压变频的主要设备。高压变频器是油气钻采、冶金、石化、电力等工业生产中控制锅炉、电机高效节能的主要设备,公司的移相整流变压器可作为其中的变压移相单元,与后端变频整流单元一起构成了高压变频器,可达成对各类高压电动机驱动的风机、水泵、空气压缩机、提升机、皮带机等负载的软启动、智能控制和调速节能,从而有效提高工业企业的能源利用效率、工艺控制及自动化水平。在轨道交通领域,公司的干式变压器系列产品主要用作牵引供电系统,其中公司的VPI变压器、VPI电抗器是高铁牵引变流器的重要组成部分,牵引整流变压器、能馈变压器等是地铁牵引供电系统中的主要设备。公司干变产品打入风电高端市场,客户涵盖海外风电整机厂三巨头,市场认可度高。公司自2006年开始深耕风电领域干式变压器技术,成功研发了100多个型号的风电干式变压器,产品性能稳定、质量优良、性价比高,具备较强的交付及售后服务能力,可满足客户的定制化开发需求,在中高端市场具有一定竞争力。公司成功打入国际市场,与全球前五大风机制造商中的维斯塔斯、通用电气、西门子歌美飒达成深度合作。公司风电整机客户在全球市场具有较高市占率,同时公司干变产品对大客户的渗透率不断提升。根据彭博新能源财经统计数据,2019-2021年全球风机市占率前5厂商为维斯塔斯、金风科技、通用电气、西门子歌美飒、远景能源,CR5为59.5%,其中公司海外客户维斯塔斯、通用电气、西门子歌美飒的市占率合计为36.73%,在全球风机市场占据较高的市场份额。同时,公司提供的风电干式变压器产品在海外风机巨头中的渗透率不断提高,从2019年的19.54%增加到2021年的29.49%,渗透率提升接近10个百分点。2.3、延伸储能领域,产品布局全面,技术实力较强公司较早布局储能研发,发展路径稳健扎实。公司在2016年开始对储能技术的研发布局,2018年成功开发出储能产品后利用海口生产基地作为分布式光伏电站配套的一体化智能储能变流产品的技术验证平台,不断积累实际经验,保障产品性能和质量能满足市场要求。公司在2021年成立储能子公司,组建专职研发团队进行相关技术和产品的研发,逐步拓展出低压和高压储能产品,并瞄准户用市场布局相关技术和产品,业务发展路径踏实稳健。公司从原有主业变压器环节切入,向下延伸至储能逆变器,打开储能市场。公司原有干式变压器产品在新能源发电中主要是应用在电站与电网连接环节,将新能源电站发出的低压交流电转化为对应主网架电压等级的高压电,起到升压滤波的作用。干变产品与储能变流器PCS相连,其作用是将电站发出的直流电转化为复合电网要求的交流电。公司从并网升压环节切入,向下延伸至储能PCS,推出一体化储能变流升压舱,实现干变和PCS的结合,在原有主业的基础上打开储能市场。公司储能业务在产品定位和客户资源上与公司原有干变主业紧密贴合,具有良好协同效应。公司储能业务以销售储能系列产品为主,以提供EPC工程总包服务为辅,具体将根据客户或项目需求确定。主要目标客户为储能系统项目业主或总包方,涉及新能源发电企业、电网公司、工商业用户以及传统发电企业等,与公司现有变压器产品的主要下游应用领域具有一定的重合度,客户资源可实现互通,具有良好的协同效应。公司现已形成覆盖大储、工商业和户用市场的全方位储能产品矩阵。公司储能系列产品主要为中高压直挂(级联)储能系统、低压储能系统,以及储能系统关键部件储能变流器(PCS)、能源管理系统(EMS)、电池管理系统(BMS)等。其中中高压直挂(级联)储能系统主要应用于大储领域,包括发电侧(新能源发电并网配储、传统火电的联合调频)、电网侧的共享储能和独立储能电站,而低压储能系统主要针对用户侧领域的工商业储能需求,同时公司在户用低压储能领域也有技术和产品落地,基本实现了多维度、全方面的储能应用场景覆盖。当前行业内主流的技术方案采用低压储能系统路线。目前市场上增量最大、占有率最高的储能技术路线是低压塔式方案,也称为集中式储能,其优势是使用三相两电平功率变换系统PCS,结构简单、投资成本低,后续安装、运维成本便宜,对运维人员要求也不高。高压级联直挂式储能系统不需要升压变压器,相比低压储能系统的效率更高。高压直挂也称为高压级联,相比低压储能系统在PCS后还需要升压变压器才能并网,高压级联方案从集中式结构转变为模块化分布式结构,通过若干子模块级联升压,达到需求电压等级,再经过滤波器后可直接并网,减少了升压变压器的需求,效率提升。由于其特殊的拓扑结构,系统不存在并联容量损失、并联环流问题,最终效率可以做到88-90%。但其结构复杂,高度模块化的难度较大,所以项目的交付速度比较慢,对后期的运营维护的要求也更高。高压级联直挂式储能系统具备小型化、可灵活扩容、安全性高等优势。由于高压级联才能系统不需要变压器和大容量滤波装置,便可实现中高压并网,系统体积相对较小。高压级联储能系统通过子模块级联升压,不再受到单个电池簇输出电压等级和容量的限制,随着子模块数量的增加,可达到较高输出电压等级,满足高压和大容量应用的需求,扩容灵活。同时由于电池组分散于各子模块中,BMS分割管控,均衡管理难度降低,在系统发生局部故障时,可切除故障子模块,将其隔离检修,安全性高。公司大储选择中高压级联直挂式储能技术路线,具备差异化竞争力。公司是目前国内储能行业少数几家选择高压级联储能技术路线的厂家,其他厂商包括智光电气、新风光等,主流低压路线的厂商主要有阳光电源、上能电气、科华数据等。公司在2022年7月推出国际首例采用全液冷热管理技术的直挂35kV大容量储能装备,打造了有别于主流低压储能产品的差异化竞争力。三、风光装机快速增长拉动干变需求提升和大储市场强劲增长3.1、全球风电装机增长和干变渗透率提升共同推动干变需求增长3.1.1、全球风电装机稳步增长全球风电的累计装机规模不断扩大,从2005年的59GW增长到2021年的837.5GW,复合增速约为18%。2022年我国新增风电装机37.63GW,累计装机容量达到365.4GW。2021年我国风电累计装机容量在全球占比已提升至40.4%,中国已成长为全球重要的风电市场。国内风电行业逐步进入平价时代。陆上风电的国家补贴在2020年底退出,海上风电的国补在2021年底退出。在国补退出前,我国风电装机迎来了抢装热潮,2020年在陆风抢装带来的需求脉冲下,国内新增装机72.11GW,创下历史最高单年新增规模,同比增速达到180%,2021年在海风抢装推动下,国内新增装机47.57GW,其中海风16.9GW,创下海风的历史最高单年新增规模记录。2022年风电逐步实现平价后,新增装机有37.63GW,相比历史正常年份2016-2019年平均21.1GW的水平高出了78.35%,风电新增装机需求仍保持在较高水平。从全球角度看,风力发电平均度电成本的不断下降是支撑风电装机需求长期增长的重要基础。陆上风电的发展历史较长,目前产业链已经非常成熟,路上风电的平准化度电成本LCOE呈现不断下降的趋势,根据国际可再生能源机构的数据,陆上风电项目的全球平均LCOE已从1981年的0.33美元/kWh下降到2021年约0.03美元/kWh,而2021年海上风电的LCOE为0.07美元/kWh。全球风力发电项目的成本在持续下降,根据BNEF的测算,2022年全球海上风电LCOE基准比燃煤发电低3美元/MWh,比燃气发电低18美元/MWh,风力发电成本已低于石化燃料发电,这将带来风电建设需求的放量,经济性因素将支撑全球风电装机需求长期增长。从国内市场看,风电项目招标情况火热,需求持续向好。国内风电项目招标情况持续火热,从全年招标量来看,国内需求持续高景气,2021年全年公开招标容量达59.18GW,到2022年增长至111.92GW,同比增长高达89.1%。2023年1月份国内公开招标容量达到11.27GW,创下1月份招标量的历史新高,同比2022年1月增长37.82%,环比2022年12月增长71.02%,风电月度招标容量保持强劲的增长势头。国内风机招标均价不断下降,有望进一步推动风电装机需求的增长。总体上来看,国内风机招标的中标价格呈现不断下滑的趋势,其中陆上风机招标平均价格从2011年的3731元/kW下降到2022年的1822元//kW,降幅达到51.2%。而海上风机的平均价格高于陆上风机,招标价格从2016年7300元/kW下降到2022年的3400元//kW,降幅达到53.4%。陆风和海风风机的不断降价有望提高风电项目的内部收益率,改善项目经济性,将刺激国内大型发电集团业主的建设需求,进一步推动国内风电装机的增长。3.1.2、海风发展驱动风电变压器迭代升级,干变渗透率有望提高风电从陆上向海上发展,全球海风装机容量保持增长。在陆上风电发展成熟后,海上风电建设开始兴起,全球海风装机持续增长,2016年全球新增海风装机2.2GW,2021年新增21.1GW,2016-2021年的CAGR约为57.2%。海风相比陆风具有更多优势:
1、海风资源丰富:海上风况优于陆地,离岸10km的海上风速通常比沿岸陆上高约25%。海上风速高,很少有静风期,可以有效利用风力发电机组发电容量。一般估计海上风速比平原沿岸高20%,发电量增加70%。2、海风电能质量高:海面平坦、风况稳定,海上风的湍流强度低,没有复杂地形对气流的影响,可减少风力发电机组的疲劳荷载,延长使用寿命。3、海风的经济性优:海面的粗糙度比陆上小,海上风切变小,可在较低的高度获得更大的风速,相对于海面上空高度的风速变化不大,塔架不必太高,造价、安装维护费用可减小。海上风电环境条件较陆上恶劣,对风机变压器提出更严苛的要求。海上环境条件相比地面复杂,在海上恶劣的自然环境制约风电开发,如盐雾腐蚀、海浪载荷大、海冰撞击、台风破坏等对海上风力发电机组的技术开发提出了挑战。海洋环境下,风力机部件在海水和高潮湿气候环境下可能会发生腐蚀问题,造成变压器的绝缘设计失效,影响设备安全运行,因此海风变压器的防腐蚀性能更高。海浪的冲击和洋流都会使得风机发生振动,变压器的抗振设计要求也有所提升。将变压器可安放在风机的上部吊舱或离海面一定高度的下部平台上可以一定程度减少海上恶劣环境因素对变压器的影响,但同时也带来了更大的通风散热和消防设计的需求。海风更适合使用变压器内置机舱的方案,干式变压器相比油变更具优势。传统的风力变压器选型一般是油浸式变压器,布局方案多数布置在塔筒外部的地面上。海风塔筒直接建设在海底的大陆架上,变压器外置方案需要建设额外的地基,采用变压器内置方案可以减少占地,降低成本的同时避免海浪冲击和潮湿环境的影响。变压器内置的方案对风机机舱防火性能提出更高要求,相比传统油变存在的爆燃风险,干式变压器防火性能更优,同时质量也相对较轻,使用寿命也相对更长,更适合被内置在海上风机的机舱中。干变配合变压器内置机舱的方案可降低塔筒内的线缆成本,实现更高经济性。升压变压器内置机舱后,塔筒内及箱变至风机路段由内置前的低压大电流转变为高压小电流,相应的传输电缆需相应调整,所需的电缆数量减少,同时由于电流减小,线缆所需的横截面规格也在下降,极大地降低了线缆成本,提高经济性。以3500kVA变压器进行测算,油浸式变压器外置方案需要成本131万元,而采用干变内置的方案则需要111万元成本,相比之下干变内置减少了电缆成本20万元,总成本下降了20万元,干变内置方案的经济性凸显。在海风发展有望驱动干式变压器渗透率提升,全球风电干式变压器市场空间广阔。海外风电发展较国内快,干式变压器的渗透率较高,国内风电起步晚,国内企业在近年才突破大型化风机技术,风电用干式变压器特别是海风领域的干变渗透率相比海外成熟市场处于较低水平。预计随着全球风电景气度持续高涨,大功率化和海风化发展的路径将更加清晰,驱动风电变压器技术的迭代升级,干式变压器在风电领域的渗透率有望继续提升。预计到2025年,国内风电干变需求47GW,市场空间约33亿元,全球风电干变需求约96.5GW,对应市场空间将达到67.6亿元,2022-2025年的CAGR约27%。3.2、光伏需求持续强劲,并网量增长和硅料扩产带来配套变压器需求增量光伏景气度持续高涨,国内外装机规模不断提升。光伏发电是新能源发电领域的重要组成部分,随着全球对绿色能源
的需求增大,光伏发电的装机容量不断上升。全球光伏累计装机量从2008年的14.68GW增长到2021年的843.09GW,CAGR达36.6%。根据中国光伏协会的数据,2022年全球新增装机量约230GW,同比增速高达73.2%,而中国2022年新增装机87.41GW,同比增长约59.3%,光伏景气度持续,海内外装机规模加速扩张。硅料出现阶段性供需错配,价格上涨带动行业大规模扩产。硅料是光伏重要的原材料,扩产周期在1.5-2年,2020年之后规划的产能最快也要到2022年下半年才开始投产,产能扩张节奏无法跟上终端装机规模增长的速度,导致硅料出现阶段性的供给错配,使得硅料价格的上行。2022年下半年硅料价格达到历史高位,均价突破30万/吨。高位运行的硅料价格刺激了上游扩产的积极性,行业内出现大规模的硅料扩产规划。2020年国内硅料产能仅45.7万吨,到2022年底已增长至138.9万吨。硅料生产要求的提升带动还原炉配套变压器的性能升级,硅料生产配套干变的需求在提高。多晶硅生产用还原炉配套变压器,目前多采用10kV等级10000kVA以下,随着多晶硅生产技术成熟及提升,多晶硅还原炉单套系统容量不断增加,电压等级朝35kV方向发展,配套变压器的容量及电压等级也相应提升。大容量轴向分裂变压器存在绕组负荷不平衡,半穿越(缺相)运行等问题,干式变压器需要技术升级,降低温升减少漏磁,环节的技术壁垒在提升。同时行业的持续大规模扩张将带动还原炉配套干变需求,未来的市场格局较为可观。硅料降价将带来国内集中式地面电站的装机需求释放,推动并网干变的需求增长。2022年12月份开始,硅料价格在新产能的持续释放带来的供给增量下开始松动,硅料价格的震荡下行将有望带动产业链成本中枢下移,地面电站项目的内部收益率有望修复到合理水平,下游被抑制的集中式装机需求将极大释放。变压器作为光伏发电并网的重要配套设备有望同步受益,光伏干变需求将快速增长。3.3、国内大型储能需求开始放量,2025年市场规模有望超千亿3.3.1、储能行业快速发展,全球装机量持续提升全球储能累计装机容量快速增长,发展势头强劲。随着全球新能源装机量和发电占比的不断提升,发电波动性带来对电力系统灵活调节能力的更大需求,储能系统的建设持续增长,全球储能装机在不断加速。当前全球储能行业在以美国、中国、欧洲为首三大区域市场的高景气下处于快速发展的阶段,储能系统装机规模快速上升。2011年全球储能装机功率仅0.58GW,2017年以来进入发展的快车道,累计装机功率从2.9GW增长到2021年约25.4GW,复合增速高达71.4%,储能全球装机增长的势头十分强劲。新型储能正在快速发展,锂离子电池为代表的电化学储能有望成为新型储能的主要方式。新型储能正在快速发展,截至2021年底全球累计装机容量约25.4GW,同比增长67.7%,其中新型储能占比为12.2%。电化学储能方式发展迅速,成为新型储能系统中的主流方式。锂离子电池占据新型储能的主要地位,截至2021年底,在全球累计装机的新型储能系统中,使用锂离子电池作为储能载体的累计装机规模约23.1GW,占比约为90.9%,位列各种新型技术中的第一。3.3.2、全球主要市场的大储需求持续旺盛美国、中国和欧洲是当前全球储能前三大市场。在2021年全球新增的新型储能项目中,美国占比第一,市场份额约34%,已经成为全球最大的储能市场,中国、欧洲紧随其后,2021年分别占全球新增装机的24%、22%。中美欧三大市场合计占据全球约70%的需求,是全球储能行业发展的主要市场。美国储能装机量快速增长,需求主要来自表前大储市场。美国的储能装机量不断快速增长,新增装机功率从2016年的0.26GW增长到2021年的3.59GW,配储时长从1.4小时增加至2.9小时,新增装机容量从2016年的0.36GWh增长到2021年的10.47GWh,5年复合增速CAGR高达109.4%。在美国储能装机结构中,表前储能的占比最大,2021年有约87%的新增装机是表前的大型储能,在表后市场,户用的占比9%,高于工商业的4%,表前储能主要是指电源侧和电网侧的大型储能,主要作用是调频调峰和平滑新能源发电曲线等,表前大储是美国最主要的储能装机需求来源。政策刺激美国需求,美国大储建设增长势头有望持续。美国ITC法案对储能项目实行税收抵免政策,极大提高了美国储能项目的经济性,原计划在2022年开始退坡,因此2021年美国市场出现明显的抢装热潮,装机容量10.47GWh,同比大幅增长201%。而2022年8月最新出台的IRA法案对ITC退坡时间进行延期,推迟到2033年开始退坡,极大刺激了美国储能项目需求。2022年前三季度美国市场新增储能装机功率3.3GW,新增装机量8.2GWh。中国电化学储能快速发展,装机量不断提升。我国储能装机规模逐年扩张,截至2021年底已投运储能项目累计装机规模46.1GW,同比增长30%,占全球总规模的22%。2021年中国新增新型储能项目规模2.4GW,同比增长54%,在全球新增容量中占比24%,仅次于美国。其中,电化学储能是最主要的增量,2021年新增电化学储能装机量2.2GW,占比89.7%。从结构上看,源网侧大型储能是中国当前储能行业的主要需求来源。在中国储能装机结构中,源网侧大型储能占比最大,2021年约76%的新增装机来源是大储,具体包括在电源侧的新能源装机配储和电网侧的独立储能,分别占比41%和35%。用户侧占比约24%,其中大部分需求来自于工商业储能。根据CESA数据,2021年中国电化学储能市场中,新能源+储能、电源侧辅助服务、电网侧储能、分布式及微网、用户侧削峰填谷各类场景功率装机规模分别为837.5MW、532.3MW、401.0MW、28.0MW、45.8MW,各类场景项目个数依次为40、18、12、42、19。3.3.3、国内政策积极引导储能发展,大储需求有望放量国家政策明确了储能在新型电力系统中的重要地位,积极扶持储能行业发展。国家从顶层设计层面,前瞻性规划国内储能行业的总体发展,储能未来的发展路径清晰。储能商业模式不断完善,从多角度拓宽盈利来源。我国储能行业发展相比海外尚不成熟,商业模式较为单一,国内储能项目的盈利来源单薄,大规模配储不具备高经济性。过去国内储能需求主要来源于各地在消纳要求下对新能源发电项目的强制配储要求,盈利机制有待进一步明确,也存在项目设备质量较差等情况,阻碍了储能的发展。国家积极出台政策,从电力市场交易、电价机制、独立储能参与辅助市场服务等多角度扶持储能行业的发展,国内储能行业发展未来可期。国内2022年储能项目招标市场持续火热。开标方面根据储能与电力市场对公开招投标信息的追踪和统计,2022年中国储能市场共计完成了超300次的项目招投标,共涉及278个项目,总容量超过44GWh,涵盖独立储能电站、可再生能源储能、用户侧、调频和集采等不同类型,其中独立式储能项目占比47.5%,储能景气度持续高涨。国内大储市场需求有逻辑支撑:
电源侧:新能源强制配储带来大型储能的确定性需求。国内新能源风光的建设持续推进,发电消纳能力成为风光项目审批的重点考核指标,相比外送通道的特高压项目,储能是解决消纳问题更便捷的方式之一。多省区发布新能源配储政策,多地市对分布式光伏提出配套建设储能的要求,配储比例多为10%~20%,时长要求多为2小时,部分省份要求1小时或4小时,并将配储作为新能源并网的前置条件,储能需求快速增长。随着风光装机的持续快速增长,可再生能源并网配储规模将进一步提升,对国内大储的需求将形成有效的托底。电网侧:独立储能电站的商业模式打通,已具备一定的经济性,需求有望开始放量。目前独立储能盈利机制主要有容量共享租赁、现货市场峰谷套利、辅助服务补偿、容量电价等。容量租赁为独立储能获得收益的重要来源,容量租赁收入可以降低新能源场站初期投资成本、降低场站配储投资压力,同时可以增加储能投资方收入。未来随着独立储能进入电力现货市场进行交易,经济性有望进一步提升,电网侧的大型独立储能需求有望开始放量。源网侧需求双重推动下,国内大储有望开启放量。国内大储需求的主要来源是电源侧的新能源强制配储和电网侧以锂离子电池技术为代表的独立储能电站。在当前国内风光装机持续增长的大趋势下,硅料产能的逐步释放带来光伏产业链成本下行,大型地面电站的需求有望快速释放,同时国家开始大力规划海风电站,在强制配储下,新能源装机规模的增长有望同步带来新能源配储需求的增长,托底大储的需求。同时随着独立储能商业模式完善,经济性的逐步提高也将带动电网侧大型储能的需求。国内大储市场空间广阔,未来前景可期。据中国化学与物理电源行业协会初步统计,2022年我国大储新增功率需求6.2GW,容量需求14.3GWh,对应市场空间236.6亿,同比增长236%。在未来源网侧需求双重推动下,预计2025年国内大储功率规模有望达到35.2GW,容量有望达到91.5GWh,对应市场空间1418亿,2022-2025年CAGR约81.6%,大储市场即将进入放量阶段。四、积极扩张储能系统产能,数字化工厂赋能企业降本增效4.1、加大储能业务的投入,积极扩张储能系统产能公司发行可转债投入储能数字化工厂,同时继续投入IPO干变扩产项目。公司在2022年10月发行可转债上市,募资9.77亿投入桂林、武汉储能数字化工厂项目,扩产储能产品的产能共计3.9GWh,同时补足IPO干变扩产项目的资金缺口。公司储能扩产规划3.9GWh,产品涵盖高压、低压储能系统,瞄准大储和工商业储能市场。公司计划在桂林工厂扩产1.2GWh,在武汉工厂扩产2.7GWh储能产品,主要包括中高压直挂储能系统产品、低压储能系统产品。中高压级联直挂式储能系统主要面向大储市场,主要针对发电侧的新能源配储和电网侧的独立储能电站的需求,低压储能产品针对工商业用户需求。储能与公司原有干变业务技术同源,公司布局储能已有一定技术根基。储能系统的核心部件变流器PCS与公司原有主业干式变压器产品同属电力电子设备,本质是对电能(电压、电流等)的变换和控制,技术同源。储能系统需要对电芯、PCS、BMS、EMS等进行系统集成,实现对储能系统各部分的协同控制及能源管理。公司深耕干变行业,拥有丰富的输配电及控制设备产品的定制化开发和制造经验,公司现有高压SVG、一体化箱变、逆变器、一体化智能储能变流装置以及电力设备智能运维、能源管理系统等相关技术可以变通应用在储能产品的开发中,具有一定的技术根基。公司充分发挥产学研一体化优势,与上海交大团队合作开发高压级联储能技术。公司研发体系完善,注重与各大科研院所和高校的产学研合作,以学术资源为基础,多方协同合作,推动科技成果的转化应用与产业转型升级。公司与上海交通大学深度合作,聘请蔡旭教授为公司储能业务的首席科学家,携手共同研发了
“35kV/12.5MW/25MWh高压直挂储能系统”,运用了公司自主开发的电池主动均衡技术、中高压级联储能技术及全液冷技术,是全球首次采用全液冷技术的储能装备产品。公司储能业务覆盖单机产品和系统集成,满足多样化客户需求。公司涵盖除电芯以外的储能系统全产业链,技术和成本优势明显,可单独对外销售储能系统关键部件,具体包括高中低压储能变流器(PCS)、EMS、BMS等系统部件及配套的
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