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(2)电机和电线电缆领域16
①电机16
②电线电缆17
(3)电气化铁路和城市轨道交通领域18
①电气化铁路19
②轨道交通19
三、进入本行业的主要壁垒20
1、技术壁垒20
2、供应商资质认定壁垒21
3、资金壁垒21
4、品牌壁垒22
四、行业技术水平和主要特点22
1、行业技术水平22
(1)产品工艺要求高22
(2)电气性能要求高23
(3)机械强度要求高23
2、行业技术现状23
五、行业经营特点24
1、周期性24
2、季节性24
3、区域性24
六、行业竞争格局25
1、国外企业25
(1)瑞士魏德曼控股集团25
(2)ABB集团26
2、国内企业26
(1)泰州魏德曼高压绝缘有限公司26
(2)泰州新源电工器材有限公司26
(3)常州市英中电气有限公司27
(4)辽宁兴启电工材料有限责任公司27
(5)潍坊汇胜绝缘技术有限公司27
七、影响行业发展的因素28
1、有利因素28
(1)国家政策的大力支持28
(2)市场需求持续增长28
2、不利因素28
(1)木浆供应依赖进口28
(2)技术创新能力有待提升28
(3)国产纸质绝缘材料竞争力有待提高28
一、行业主管部门、监管体制及主要政策
1、行业主管部门、监管体制
电气机械和器材制造领域绝缘制品制造行业,其管理体制为国家宏观指导和行业协会自律管理下的市场竞争体制。
目前,行业的宏观管理部门为国家发改委和工信部,其主要负责产业政策的制定和产业技术进步的战略、规划、政策、重点领域和相关建设项目,指导行业发展。
中国电器工业协会绝缘材料分会为行业的自律管理机构,主要负责行业自律管理、行业及市场研究、行业经营状况的统计分析、开展学术交流、维护会员单位和本行业的合法权益等。
2、行业主要政策
二、行业市场发展概况
1、绝缘材料行业发展情况
(1)绝缘材料简介
绝缘材料又称电介质,是使带电体与其他部分隔离的材料,也就是能够阻止电流通过的材料。
从绝缘材料的物质形态角度,绝缘材料可分为固体绝缘材料、液体绝缘材料、气体绝缘材料等三大类。
其中,固体绝缘材料又分为有机固体绝缘材料、无机固体绝缘材料和复合固体绝缘材料。
绝缘材料作为装备工业的关键基础材料,广泛应用于电力、电机、电子信息、轨道交通、航空航天及军工等多个领域。
对电力工业而言,绝缘材料是保证电气设备特别是电力设备能否可靠、持久、安全运行的关键材料,它的水平将直接影响电力工业的发展水平和运行质量。
(2)绝缘材料的发展历程及其市场规模
从整个绝缘材料行业来看,美国、德国、瑞士等发达国家发展较早,绝缘材料产品的技术处于世界领先水平,目前世界上绝缘材料行业大型企业也主要集中在美国、瑞士、德国、奥地利、日本、英国等国家,占据了国际市场绝大部分份额。
我国绝缘材料行业起步相对较晚,经过50多年的发展,已初步形成一个产品比较齐全,配套比较完备,具有相当生产规模和科研实力的工业体系。
特别是进入21世纪以来,随着国民经济的快速增长,发电、输变电和电机行业迅猛发展,推动我国的绝缘材料行业的强劲发展。
目前,全国绝缘材料生产企业和科研单位超过800家。
同时,随着国内绝缘材料生产企业技术水平的不断提高,部分产品已经达到较高水平,在国际市场上具有较强的竞争能力。
近年来,绝缘材料的创新应用逐渐成为我国推行可持续能源方案的关键动力之一,国家对绝缘材料的发展也日益重视。
随着电力、电器、电子、通讯和家电等行业的快速发展,我国绝缘材料产品的产销量持续增长。
据国家统计局数据,2014年,我国绝缘材料行业产量达到了192.21万吨,同比增长10.8%,2010-2014年,我国绝缘材料行业产量累计增长58.43%,年均增长12.2%,具体情况如下:
2、纸质绝缘材料行业概况
(1)纸质绝缘材料行业简介
绝缘纸板及绝缘成型件等纸质绝缘材料作为电力工业的基础性有机固体绝缘材料,是制作电力变压器、电抗器、互感器、电机、电缆等必不可少的绝缘材料,尤其在油浸式变压器中应用最为广泛。
绝缘纸板是以100%未漂硫酸盐针叶木浆为原料制成的,具有机械强度高、平整度好、收缩变形小、电气绝缘性能高、使用寿命长等特点。
根据变压器、电抗器、互感器、电机等设计的需要再加工成不同形状的成型件,如垫块、撑条、压圈、垫板等成型件。
根据产品性能和适用电压等级不同,可以分为中低压、高压、超高压和特高压绝缘纸板。
绝缘成型件是以湿纸坯或绝缘纸板为原材料,利用专门的模具、采用专业的制造方法或专用机械加工方法成型的,用于电力设备中保证产品绝缘强度和机械强度的各种绝缘件。
绝缘成型件的电气性能和机械性能主要取决于材料本身的性能,此外还与制造方法有关,不同的制造方法生产出来的成型件,性能会有差异。
绝缘成型件按制造工艺不同可分为机械成型件、模压成型件、异型成型件和整体出线装置。
(2)纸质绝缘材料发展历史
20世纪30年代,瑞士魏德曼公司开始使用未漂硫酸盐木浆制造绝缘纸板和成型绝缘件,取代传统的酚醛纸板应用于变压器,开创了绝缘纸板工业时代。
在世界电力工业发展历程中,输配电设备制造的发展已经经历了100多年的历史。
上世纪70年代中期,随着电力需求不断增长,电力运输要求进行大容量长距离输电,输配电设备电压等级迅速向超高压方向发展。
进入21世纪,主要的输配电设备制造国家相继开展了特高压1,100kV、±
800kV电压等级输电技术的研究与产品生产。
绝缘纸板和成型绝缘件也随着输配电设备电压等级的发展而不断发展。
绝缘纸板和成型绝缘件制造业在电力工业中属于十分专业的细分行业,制造优质、大尺寸的纸板和成型件不仅一次性投资大,投资回收周期较长,而且需要具备制浆造纸和变压器设计的专业技术。
目前,全球主要绝缘纸板和成型绝缘件规模以上企业(集团)仅有十几家。
我国绝缘纸板的发展起步较晚,20世纪60年代以来,辽阳工业纸板厂、湖南省第一纸板厂和泰州绝缘材料厂开始生产电气用压纸板。
20世纪80年代中期,我国成功研制交流500kV的全套成型绝缘件,为特变电工、保变电气、西电集团等大型变压器企业提供成型绝缘件。
但由于纸板幅面的限制,国内超高压输电设备使用的优质、大幅面绝缘纸板主要依赖国外进口,或由外资控股的泰州魏德曼公司供给。
近年来,以泰州新源电工器材有限公司、常州市英中电器有限公司等为代表的国内企业先后取得一系列研发成果,引进或自主开发先进生产技术和装备,我国绝缘纸板及成型件行业的自动化水平有了较大的提高,成功缩小了与世界先进水平的差距,产能规模和市场占有率逐步提高,已基本能有效地满足国内市场的绝缘纸板和成型绝缘件的需求。
除产量继续增长外,国内企业生产的产品在品种需求结构方面也发生了较大变化,部分产品已达到世界先进水平,并开始应用于特高压变压器、高铁和轨道交通牵引变压系统等领域。
3、行业上下游之间的关联性
行业与上下游行业之间的关联性如下图所示:
(1)上游行业
纸质绝缘材料上游行业为木浆制造业,木浆的质量品质和价格决定了绝缘纸板及成型件的质量和生产成本。
电子级木浆需要以寒带针叶木为原料进行生产,目前主要从加拿大、俄罗斯等北美和北欧进口;
普通级木浆主要由国内纸浆生产企业提供,同时也向国外进口。
近年来,国际木浆和国内木浆的价格和供应量较为稳定。
(2)下游行业
纸质绝缘材料的下游行业主要是输变电设备、电气化铁路和轨道交通牵引变压器、中小型电机、电线电缆等行业,近年来在国家大力投资电网建设的背景下,下游行业呈现快速的增长。
随着国家电网持续加大电网建设投资,农网升级改造、电气化铁路和城市轨道交通等下游行业投资增长,必然也将刺激包括绝缘纸板及成型件在内的纸质绝缘材料的用量需求,进一步拓宽公司业务领域和空间。
4、行业发展前景
(1)输变电设备应用领域
厚纸板及成型件主要应用于变压器、电抗器、互感器等输变电设备,其中以变压器需求量最大。
①变压器
根据国家统计局数据,2008-2014年,我国变压器产量从11.61亿千伏安增长到17.01亿千伏安,累计增长46.5%,年均增长6.6%。
2015年前10个月我国变压器产量达13.4亿千伏安。
我国变压器历年产量情况如下图:
根据下游变压器行业经验数据,国内变压器对绝缘纸板及成型件消耗量可保守估计为0.40吨/万kVA。
因此,按2014年国内变压器产量(kVA)推算绝缘纸板及成型件市场需求量约为6.8万吨。
2015年前10个月我国变压器用绝缘纸板及成型件消耗量约为5.36万吨。
②电抗器
电抗器作为电力系统中用于限制短路电流、无功补偿和移相等的电感性电器,通过其在电网中限流或限压,补偿高压输电线的容性电流或电压,从而起到稳定电网的作用,被广泛应用于远距离输配电线路。
随着我国特高压电网的建设加快,电抗器市场需求也呈快速增长态势。
在“十二五”期间,由于我国特高压交流的投资额近2,700亿元,而输变电设备投资占其中的45%,电抗器又占输变电设备投资的16%,所以可以计算出“十二五”期间我国电抗器市场容量超过190亿元。
③互感器
近年来,受国家电网和农村电网改造、城市电能表更新换代的原因,加上国外电工仪器仪表产能逐渐向中国转移,我国互感器市场发展迅速,产量增长明显。
2014年我国互感器产量3,389万台,同比2013年的产量2,352万台增长了44.09%。
随着新材料的不断应用,互感器也出现了不少新的种类,电磁式互感器更是得到了充分的发展,其中铁心式电流互感器以干式、油浸式和气体绝缘式多种结构适应了电力建设的发展需求。
互感器行业的快速发展,极大地推动了上游绝缘材料的需求增长。
④电力电容器
随着电力工业的快速发展、技术进步以及无功补偿、节能降损管理的加强,电力电容器制造企业遇到了较好的发展机遇,电力电容器的市场迅速扩大。
2014年,我国电力电容器产量为30,848万kvar,比2013年的30,047万kvar增长2.67%。
对电力系统进行无功补偿是电力电容器最主要的用途,其主要作用是提高功率因数、降低线路和输变电设备的损耗、改善受端电压质量以及提高输送功率,电力电容器的市场需求量与年新增发电装机容量有密切关系。
2015年,我国新增发电装机容量为12,974万千瓦,同比增长24.2%,新增发电装机容量的快速增长将促使电力电容器市场需求随之增长。
⑤输变电设备领域发展前景
近年来,国家不断加大电力电网的投资规模,电力行业发展迅速,农网改造、特高压以及智能电网建设、水电、核电以及风能、太阳能发电规模持续增长。
据中国电力企业联合会统计,2015年国家电网基本建设投资完成额4,602.99亿元,同比增长11.80%。
2010-2015年我国电网建设投资额情况如下:
根据国家能源局《配电网建设改造行动计划(2015~2020年)》指出:
我国将通过实施配电网建设改造行动计划,持续加大配电网资金投入,2015-2020年配电网建设改造投资不低于2万亿元,预计到2020年,高压配电网变电容量达到21亿千伏安、线路长度达到101万公里,中压公用配变容量达到11.5亿千伏安、线路长度达到404万公里。
根据《关于“十三五”期间实施新一轮农村电网改造升级工程的意见》提出,到2020年,全国农村地区基本实现稳定可靠的供电服务全覆盖,农村电网供电可靠率达到99.8%。
随着上述规划的实施,“十三五”期间,我国将迎来特高压交流骨干网架和跨区特高压直流工程建设、城乡配电网智能化建设改造投资高峰期,将进一步增加对输变电设备的需求。
(2)电机和电线电缆领域
薄纸板产品主要应用于中小型电机、电线电缆等领域。
①电机
电机是利用电和磁的相互作用实现能量转换和传递的电磁机械装置,主要应用于电力、家电、冶金、汽车、消费电子等国民经济各个行业,具有量大面广的特点,与国民经济发展息息相关。
电机主要包括导电材料、导磁材料和绝缘材料三种不同性质用途的材料,其中薄纸(纸板)可以作为复合绝缘材料的基材或单独作为绝缘材料,具有质地柔软、良好的机械性能、抗拉强度和表面平整度特性,而广泛用于中小型电机、分马力电机、高效电机和变频电机的槽衬、槽楔和端部衬垫绝缘。
我国历年中小型电机行业销售规模情况如下图:
随着国家节能减排的积极推行及高效节能电机补贴政策的逐步落实,高效节能电机业将迎来爆发式的增长,节能环保电机设备将占国内新增中小型机电设备的60%以上,同时,随着电力电子技术、计算机技术、微电子技术及控制理论的发展和应用,中小型电机应用领域日益广泛。
②电线电缆
电力电缆是用于传输和分配电能的电缆,电力电缆常用于城市地下电网、发电站引出线路、工矿企业内部供电及过江海水下输电线、特高压交直流输电线。
电力电缆的结构一般从内向外分为电缆线芯、线芯屏蔽、绝缘层、绝缘屏蔽、内护层、内衬垫、加强带、外护层等。
其中电缆绝缘层由于直接承受工作电压、直接与电缆线芯接触、需耐受大电流通过,因此,电缆的绝缘层材料是电缆能否承受高电压的关键所在,也就是防止电缆线路故障的关键所在。
在电缆领域,薄纸是最常用的绝缘材料。
根据国家统计局数据,2014年我国电力电缆产量高达5,570.37万千米,同比大幅增长了32.8%。
随着中国电力工业、数据通信业、城市轨道交通业、汽车业以及造船等行业规模的不断扩大,对电线电缆的需求也将迅速增长。
2015年1-10月,我国电力电缆产量为4,475.27万千米。
我国历年电力电缆产量情况如下图:
(3)电气化铁路和城市轨道交通领域
电气化铁路和城市轨道交通上所行走的动车、高铁列车或地铁列车等电力机车所需能源由电力牵引供电系统提供,牵引供电系统一般分成牵引变电所和接触网两部分,牵引变电所的核心设备是路基牵引变压器和机车牵引变压器。
由于牵引负荷极度不稳定、短路故障多,因此牵引变压器对负荷和抗短路冲击能力要强,对绝缘纸板的性能提出了更高的技术要求。
①电气化铁路
根据国家统计局数据,截至2015年末,我国铁路营运里程为12.1万公里,其中电气化运营里程为7.4万公里,同比增长13.8%,高铁运营里程超过1.9万公里,居世界第一位,占世界高铁总里程的60%以上。
十二五期间,我国铁路电气化运营里程情况如下图:
根据国家铁路局《中长期铁路网规划》,到2020年,全国铁路营业里程达到12万公里以上,电化率达到60%以上。
根据国家铁路局《铁路“十三五”发展规划》,“十三五”期间,铁路固定资产投资规模将达3.5至3.8万亿元,其中基本建设投资约3万亿元,建设新线3万公里。
至2020年,全国铁路营业里程达到15万公里,其中高速铁路3万公里。
②轨道交通
截至2015年末,我国累计有26个城市建成投运城轨线路116条,运营线路长度3,612公里。
根据《“十三五”规划纲要》,到2020年,我国城市轨道交通规划总里程将超过6,000公里。
我国城市轨道交通运营线路网里程趋势情况如下图:
未来几年,随着我国新建铁路(高铁)的持续推进、铁路电气化的提升以及城市轨道交通的快速发展,轨道交通牵引变压器及配套绝缘材料行业将迎来广阔前景。
三、进入本行业的主要壁垒
1、技术壁垒
纸质绝缘材料制造业是技术密集型行业,集成机械、造纸、材料和自动控制等技术,具有高度的复杂性、系统性和工艺特殊性。
此外,研发体系建设、技术工艺掌握及熟练工的培养需要相当长时间的实践积累,使得有多年生产管理经验的企业在竞争中掌握主动,产业集中度亦向这些企业靠拢,使得新进入者在竞争中处于劣势地位。
因此,技术是新进入者的一个重要壁垒。
2、供应商资质认定壁垒
绝缘系统是输变电设备正常工作和运行的基本条件,变压器的使用寿命是由绝缘材料的寿命所决定,实践证明,85%的变压器损坏与绝缘系统的损坏有关。
为保障电力系统和电网运行的安全性和稳定性,各大、中型输变电设备厂商均对绝缘纸板及成型件原材料的供应商的品牌知名度、产品质量保障、生产技术水平、生产能力、产品运行经验等进行多方面的严格评估和认证,因此,形成了较高的供应商资质认定壁垒。
同时,对新研制产品在批量投放市场前,除了需通过行业专家鉴定外,还需试用于输配电设备并进行半年或更长时间的挂网测试,或试用于轨道交通牵引变压器设备并进行安全运行里程测试等,无形中加大了进入本行业的难度。
3、资金壁垒
纸质绝缘材料行业固定资产一次性投入较大,且初始投资回收期较长。
同时,下游行业客户主要为大中型变压器等输变电设备生产企业,虽然客户信用度良好,支付能力较强,但采购和资金结算周期普遍较长。
因此,行业经营模式决定了生产厂商必须有足够的资本性支出和流动资金来保证企业的技术不断进步和正常生产经营周转,没有一定资金积累或支持的企业将难以参与市场竞争。
特别是针对未上市的民营企业,受制于资金短缺的劣势较明显,因此资金实力是进入纸质绝缘材料行业的壁垒之一。
4、品牌壁垒
由于现代电力系统已经构成了互联大电网,运行情况极其复杂,安全稳定性要求非常高,而系统运行的可靠性和稳定性直接依赖于输配电设备。
因此,国内两大电网公司及下游输配电设备制造商对产品及核心绝缘材料以往运行业绩提出了严格的考核要求。
此外,电力系统用户对于售后服务和产品长期维护也有着特殊的要求。
高端市场客户更多认可本行业中的骨干企业。
因此,品牌依赖度成了进入本行业高端领域的实质障碍。
四、行业技术水平和主要特点
1、行业技术水平
纸质绝缘材料是以100%未漂硫酸盐针叶木浆为原料经过特定工艺制成,具有以下技术特点:
(1)产品工艺要求高
纸质绝缘材料中除了优质的纤维,不添加任何其他物质,水是浆料稀释、输送等工艺环节的唯一介质。
水的洁净度直接影响绝缘纸板及成型件的电气强度和电导率。
若绝缘纸板及成型件的杂质含量超标可能引起发热,甚至击穿、缩短变压器的使用寿命,进而影响整个输变电系统的安全。
因此,纸质绝缘材料生产从原材料到产成品都有严格的控制,包括原料木浆的纯净度、设备的洁净度、生产工艺污染源的控制、生产环境清洁度控制,以及产品存储和运输的防护等均有较高要求。
(2)电气性能要求高
纸质绝缘材料的电气性能是决定变压器、电机和电缆等设备绝缘性能的主要指标。
随着电压等级的升高,对纸质绝缘材料性能的要求也不断提高,为确保纸质绝缘材料具备优良的电气性能,必须提高其制造水平。
纸质绝缘材料的电气性能主要包括材料的绝缘电阻、电气强度、介质损耗及介电常数等四个方面。
高纯度的木浆、纯净的水、洁净的生产环境、制造工艺经验和杜绝生产过程中的金属污染等技术是决定纸质绝缘材料电气性能的关键。
(3)机械强度要求高
纸质绝缘材料的机械特性主要包括拉伸强度、伸长率、抗压强度、抗弯强度、密度和层间粘合性等指标。
纸质绝缘材料不但要满足变压器等输变电设备对其电气特性的要求,而且其机械特性必须满足其线圈绕组的机械强度,如撑条、压板等支承和压紧件的机械强度对绕组的短路强度影响很大,在大型变压器中尤其重要。
特别是电磁线圈匝绝缘、绝缘纸筒、垫块及绝缘压圈的机械强度要求更高。
2、行业技术现状
目前,纸质绝缘材料行业技术主要由国外企业主导,瑞士魏德曼、ABB集团生产规模和技术水平均高于国内企业。
与世界纸质绝缘材料生产强国相比,我国纸质绝缘材料行业起步较晚,技术水平差距较大,但近年来随着先进生产技术和装备在行业内的不断推广和应用,我国纸质绝缘材料行业的技术水平有了较大的提高,缩小了与世界先进水平的差距,如公司自主研发生产的超/特高压用厚度9mm以上绝缘纸板、超/特高压无胶粘绝缘纸螺杆、无胶粘L型夹件、750kV变压器整体出线装置产品性能已居于国际领先水平或国际先进水平。
五、行业经营特点
1、周期性
纸质绝缘材料主要应于输变电设备、电机、电线电缆和轨道交通等行业,产品需求与宏观经济发展关系密切,特别与国家电力工业的发展息息相关,具有一定的周期性。
当国民经济呈现快速发展势头时,电力需求上升,对输配电设备的需求上升,反之,当国民经济停顿不前,电力需求下降,输配电设备的需求也同时萎缩。
但与输配电行业的周期性相比,纸质绝缘材料行业有一定的滞后性。
2、季节性
纸质绝缘材料行业不存在明显的季节性特点。
3、区域性
受纸质绝缘材料生产所需的原材料、气候环境、水源纯净和造纸工艺技术积淀等因素影响,国内主要的纸质绝缘材料生产企业分布在江浙、华中和华南地区,呈现一定区域性特征。
六、行业竞争格局
目前全球纸质绝缘材料行业大型企业主要集中在瑞士、瑞典、美国、中国等国家,占据了国际市场绝大部分份额,特别是在高端领域,如特高压输变电变压器领域。
同时,国外纸质绝缘材料行业发展时间较长,技术积累丰富,研发能力强,在技术工艺、品牌知名度等方面均处于领先地位,从而造成了我国多年来纸质绝缘材料依赖进口的局面。
近年来随着国内电力工业的迅速发展,带动了纸质绝缘材料相关产品的快速发展,国内绝缘纸板企业不断加大技术研发以满足市场需求,目前国内拥有一定规模的绝缘纸板生产企业不到10家。
1、国外企业
(1)瑞士魏德曼控股集团
瑞士魏德曼公司是全球最大的绝缘纸板生产企业,1877年成立时即从事绝缘材料的生产,是绝缘纸板行业的领导企业。
通过其瑞士本部、子公司美国EHV公司、子公司乌克兰马林公司拥有2.9万吨绝缘纸板产能及品类齐全的成型件产品。
(2)ABB集团
ABB集团系全球500强企业,是电力和自动化技术领域的领导厂商,拥有广泛的产品线,包括全系列电力变压器和配电变压器,电力自动化系统,各种测量设备和传感器等产业,通过控股子公司瑞典费格豪姆公司、德国帕卡罗公司合计拥有1.1万吨绝缘纸板产能。
2、国内企业
(1)泰州魏德曼高压绝缘有限公司
泰州魏德曼高压绝缘有限公司系由瑞士魏克控股集团和泰州浩普投资有限公司(原泰州绝缘材料总厂)共同投资创办的合资企业。
公司于1998年开业,总投资2,200万美元,注册资本1,000万美元。
公司现有员工总数500人,公司拥有三条国际先进水平的绝缘纸板生产线,生产能力1.25万吨。
(2)泰州新源电工器材有限公司
泰州新源电工器材有限公司成立于2007年7月,是超高压特高压变压器绝缘纸板、成型件、电缆纸等高压绝缘材料成套产品的专业制造商。
该公司装备了目前国际上最先进的生产、检测设备,具有较强的研发能力,拥有30多年的专业制造经验,具备为国际知名输变电设备制造商提供产品和服务的能力。
具备年产3.2×
6.3m超特高压绝缘纸板9,500吨、成型件角环100万只、湿法成型高压出线装置1000台套、机加工成型件600吨的产能。
(3)常州市英中电气有限公司
常州市英中电气有限公司成立于1984年,是一家专业生产超高压、特高压变压器绝缘材料的制造商。
该公司主要产品有高密度纸板、湿法成型件,产品可用于1100kV和±
500kV油浸式变压器和电抗器。
(4)辽宁兴启电工材料有限责任公司
辽宁兴启电工材料有