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2016年我國電機產品行業概況及發展趨勢分析
2016/5/25 10:31:55 來源:中國產業發展研究網 【字體:大 中 小】【收藏本頁】【打印】【關閉】
核心提示:1、電機產品介紹及分類電機是一種利用電和磁的相互作用實現能量轉換和傳遞的電磁機械裝置。廣義的電機包括電動機和發電機。電動機從電系統吸收電能,向機械系統輸出機械能,各種類型的電動機廣泛應用于國民經濟各部門以及家用電器中,主要作為驅動各種機1、電機產品介紹及分類
電機是一種利用電和磁的相互作用實現能量轉換和傳遞的電磁機械裝置。廣義的電機包括電動機和發電機。電動機從電系統吸收電能,向機械系統輸出機械能,各種類型的電動機廣泛應用于國民經濟各部門以及家用電器中,主要作為驅動各種機械設備的動力;發電機從機械系統吸收機械能,向電系統輸出電能,發電機和其他相關設備的技術進步,使人們能夠利用熱能、水能、核能以及風能、太陽能、生物質能等能源發電,向國民經濟各部門和廣大城鄉居民提供必需的電能。
通常情況下,電機即為電動機的簡稱。從結構上來看,盡管不同類型電機結構不同,但通常都是由三大部分組成,即固定部分、轉動部分和輔助部分。固定部分主要由機座、機架、定子鐵心、定子繞組、端蓋及底板等導磁、導電和支撐固定等結構部件組合而成。
電機的轉動部分包括轉軸、轉子鐵心、轉子支架、轉子繞組、集電環、換向器和風扇等部件;輔助部分包括軸承、電刷和冷卻器等。電機產品種類繁多,根據型號、規格、功率、軸伸、絕緣等參數的不同可劃分出各種各樣電機。
遵照行業慣例,一方面,依據電機軸中心高度,將電機分為大型電機、中小型電機和微型電機;另一方面,按照電機專用性能,將電機分為標準電機和特種電機。
以電機軸中心高度為主要基準,對電機分類如下機型軸中心高度 H(mm)定子鐵心外徑 D(mm)大型電機> 630> 1000中型電機355—630500—1000小型電機80—315100—500微型電機< 71< 100其中,中型電機和小型電機在生產工藝和終端客戶方面具有較大的相似性,因此行業內通常將中型電機和小型電機合并成為中小型電機。
根據 2013 年 6 月工業信息化部和國家質量監督檢驗檢疫總局發布的《電機節能提升計劃(2013-2015) 》,電機按照能效的不同可以分為高效電機和普通電機。
從國際上看,面對資源約束趨緊的發展環境,全球主要發達國家都將提高電機能效作為重要的節能措施。
2008 年國際電工技術委員會(IEC)制定了全球統一的電機能效分級標準(見表 1),并統一了測試方法;美國從1997年開始強制推行高效電機,2011 年又強制推行超高效電機;歐洲于 2011 年也開始強制推行高效電機。我國 2006 年發布了電機能效標準(GB18613-2006),近年來參照 IEC 標準組織進行了修訂,新標準(GB18613-2012)于2012 年 9月 1 日正式實施。按照國家新標準,我國現在生產的電機產品絕大多數都不是高效的 (高效電機是指達到或優于GB18613-2012 標準中節能評價值的電機)。為加快推動工業節能降耗,促進工業發展方式轉變和“十三五”節能約束性目標的實現,必須大力提升電機能效。
中小型三相異步電動機能效標準對比
IEC60034-30(國際標準)GB18613-2012(我國 2012版標準)GB18613-2006(我國 2006版標準)IE4能效一級IE3能效二級能效一級IE2能效三級能效二級IE1能效三級注:1.我國電動機能效標準僅對低壓三相籠型異步電動機能效提出了要求; 2.按照2012版新標準,高效電機僅指達到能效二級(相對于 IE3 能效標準)及以上的電
機。世界電機工業從 1831 年英國 M.法拉第造出第一臺手搖圓盤直流發電機起,迄今已有180年的歷史。中國電機工業從1905年天津教學品制造所制作的威姆愛斯特發電機等電學、磁學類教具起,距今也逾百年歷程。 新中國成立之前,我國的電機制造行業在工藝裝備、技術水平、產品檔次、生產能力等各方面與當時的國際水平有很大差距。上海有錢鏞記、華生、華成等電器工廠,當時生產的電機,最大功率只有 200 到 300 千瓦。新中國成立60 多年來,我國電機工業從小到大、從弱變強、從落后走向先進,經歷了依靠進口、依靠技術引進、技術吸收再創新、自主開發等不同的階段。新中國成立之初,國民經濟初步得到恢復以后,
第一個五年計劃期間的“156 項工程”其中就有一批電機工業項目。我國先后建設了上海電機廠、哈爾濱電機廠、湘潭電機廠、佳木斯電機廠、蘭州電機廠、沈陽電機廠等一批骨干企業。隨著發電裝備、輸變電設備制造業快速發展,也帶動了整體電機制造行業的發展。目前,我國電機行業已經形成了一整套完整的業務體系,產品的品種、規格、性能和產量都已基本滿足我國國民經濟的發展需要。
我國中小型電動機保有量已經達到16億千瓦,成為世界上最大的中小型電動機生產、使用和出口大國。
2、行業規模和增長情況
近十年,電機行業從小到大,整體上呈現增長的趨勢。交流電機占整個電機行業產量的絕大部分,交流電機的發展水平和增長速度基本可以代表整個電機行業的發展水平和增長速度。
(1)電機行業規模和增速
據國家統計局的相關資料,2001-2013 年期間我國交流電機總產量從 6,263.27萬千瓦/年提高到27,914.60萬千瓦/年,年復合增長率為13.26%。2012年同比2011年交流電機產量增加502.35萬千瓦,增幅1.99%。2013年同比2012年交流動機產量增加 2,223.4 萬千瓦,增幅 8.65%。交流電機市場依然保持持續增長的趨勢。
(2)中小型電機行業的規模和增速
據中國電器工業協會中小型電機分會專家估計,目前中小型電機分會統計的77 家骨干企業的銷售總收入約占中國中小型電機行業內企業銷售總收入的 60%。據此估算 2013 年中國中小型電機行業內企業銷售總收入規模在 1,000 億元。考慮到行業內企業除中小型電機外,還兼營大型電機、微型電機及其它電器設備等產品,如臥龍集團統計數據包括房地產和大型電機、湘電集團主要為風電機組和大型電機等產品(該等產品收入一并統計于中小型電機行業內企業銷售總收入),扣除此類銷售后,估計中國2013年中小型電機銷售規模不低于 600 億元。
2005-2013 年中國中小型電機協會骨干企業銷售收入
根據上海電器科學研究所預測,中小型電機骨干企業合計產量將由2010年的15,920 萬千瓦增加到 2020 年的 25,920 萬千瓦,增幅高達 62.81%。具體機型的產量及其增長情況如下:
中國電機產量分類預測表
促進我國電機需求增長的主要因素包括:
1)產業國際轉移趨勢:
發達國家因勞動力成本等因素,逐漸將電機制造轉移至發展中國家。目前,中國已經成為世界電機的生產制造基地,多家國際知名電機制造商如 ABB、SIEMENS、GAMESA 等均在中國設立了制造中心。
2)全球經濟恢復及中國經濟增長
美國經濟已經開始向好、歐洲經濟逐步復蘇;中國經濟由高速成長轉型為注重成長質量的中速增長。未來中國在節能環保、基礎設施建設、民生工程、消費等領域加大投資力度。全球經濟的增長將為電機行業的長期穩定發展提供廣闊的市場空間。
3)結構升級、低效產品更新換代
國務院《“十二五”節能環保產業發展規劃》指出大力推廣能效等級為一級和二級的中小型三相異步電機等技術和設備,提高電機系統整體運行效率。中華人民共和國工業和信息化部、國家質量監督檢驗檢疫總局發布的《電機能效提升計劃(2013-2015 年) 》推動高效電機開發和推廣應用,促進電機產業升級,全面提高電機能效水平。落后低效電機的大批量淘汰將有效刺激電機需求的增長,同時,電機能效標準的提高將推動電機行業的整合,致力于高效電機研發與生產的企業將具有更強的競爭優勢。
3、行業未來發展趨勢
電機行業,特別是中小型電機行業的產品型號、種類較多,所涉及的下游行業較多,整體耗電量巨大。上述特點導致中小電機行業的發展呈現出高效化、專業化、定制化的特點。
(1)高效節能化
電機產品通過優化自身的電磁及結構設計、采用新材料、使用新設備和運用先進的制造工藝,降低電機的銅、鐵、雜散以及機械損耗,提高能量轉化過程中的利用水平。電機產品,特別是中小型電機廣泛的設計工業的各個領域,其能源使用效率的提升對于節約電力資源、提高企業經濟效益和保護環境等方面均有重要的意義,是我國完成節能減排目標的重要途徑。
我國的經濟持續高速發展也使得我國已經成為了全球第一大能源消耗國。我國政府在哥本哈根會議期間承諾:“到 2020 年,中國單位 GDP 能耗和二氧化碳排放比2005年下降40%-45%”。“十二五”規劃明確提出:在“十二五”期間,單位GDP能耗和二氧化碳排放分別降低16%和17%。中國在巴黎大會召開前提交的國家自主貢獻文件中,提出將于2030年左右使二氧化碳排放達到峰值,并爭取盡早實現,2030 年單位國內生產總值二氧化碳排放比 2005 年下降 60%到65%。 面向未來,中國將把生態文明建設作為“十三五”規劃重要內容,落實創新、協調、綠色、開放、共享的發展理念,通過科技創新和體制機制創新,實施優化產業結構、構建低碳能源體系、發展綠色建筑和低碳交通、建立全國碳排放交易市場等一系列政策措施,形成人和自然和諧發展現代化建設新格局。
在能源生產、能源輸送和能源消費三個環節同時采用有效措施提高能源利用效率是在保持經濟持續發展的同時降低單位GDP的能耗的唯一方法。電力消費占總的能源消費 50%以上,而電機用電量又占全社會用電量的 50%以上。因此,提高電機能效成為我國實現節能減排政策中的必要手段。電機及系統效率的提升已成為節能減排潛力最大的產業之一。國際上,各國政府和組織紛紛研究不同應用領域、不同工業部門的各種各樣電機系統的節能方案,制定節能導則、標準、法規,并開發相關綠色節能產品,如:IEC 統一全球的電動機能效和測試方法標準:歐盟的EuroDEEM、美國MMASTER等電機系統節能平臺,歐盟的生態設計計劃等。隨著我國積極推動和扶持高效電機及電機系統節能工程的開展,以及史上最嚴“環保法”的全面推行,高效、超高效的中小型電機、調速專用電機、永磁電機、電機系統節能等產品的開發和綠色節能技術的應用已成電機產品發展的必然選擇。
(2)專業定制化
中小型電機行業下游行業包括冶金、電力、石化、礦山、建材、市政、水利等多個領域。下游行業提高自身能源利用效率和生產專業化的需求促使中小電機行業為下游客戶開發出符合其自身特點的專業性、高效性的電機產品。中小型電機行業根據下游客戶的特點開發定制化的防爆電機、變頻電機、雙速電機等產品不僅有利于提高客戶的用電效率,而且有利于電機制造企業強化產品研發能力形成核心競爭力,提高行業地位。
為了最大化的提升終端客戶的能源使用效率,中小型電機生產企業不僅需要為水泵、風機、壓縮機制造商提供專業化的通用型號的電機產品還需要根據終端客戶的需求,參與到水泵、風機、壓縮機制造商的產品設計和研發過程中,根據產品的性能需求,為其定制化設計和制造相適應的電機產品。通過深入參與下游產品的設計和研發,強化公司產品市場適應性的同時進一步強化公司與下游客戶的合作關系,為鞏固和擴大公司產品的市場占有率提供有效的保障。
(3)智能自動化
目前,國際上先進的電機系統已集成了診斷、保護、控制、通訊等功能,可實現電機系統的自我診斷、自我保護、自我調速、遠程控制等智能化、自動化操控。隨著我國裝備制造業向高、精、尖方向發展及工業化、信息化兩化發展的融合,電機系統智能化發展已成必然趨勢。
針對工業領域使用的中小型電機系統,研究電機、負載、調速控制系統的合理匹配、優化設計及節能控制等技術,開發內反饋調速電機及系統、雙饋電機節能控制裝置、相控節能控制裝置、電機系統能效分析及管理軟件等,實現電機系統控制、傳感、驅動等功能的集成設計制造,滿足不同工況及負載特性的需求,已經被越來越多的企業所接受。
(4)集成一體化
隨著電力電子技術、計算機技術、微電子技術及控制理論的發展和應用,中小型電機應用領域日益廣泛。為實現優質、高效和低成本的運行,中小型電機在各種不同的工況下與計算機、電機控制器、功率變換器、傳感器等諸多方面連接,還往往要與后級的執行機構和負載(如各種機械、液壓、氣動裝置)整合起來。
這樣,電機已不僅僅只是一個零部件級的執行機構,而是一個可以實現預定功能的完整的機電一體化系統。國際上,ABB、西門子、三菱等都已從電機制造企業發展為國際知名的電機及控制系統生產企業,其產品范圍已從電機為核心,延伸到變頻器、軟啟動器等電機控制領域,體現出了較大的技術和競爭優勢,占據了較大的市場份額。我國一些電機制造企業已開始關注并研究電機控制技術,在實現電機系統集成、參數優化匹配及控制一體化等方面進行了有益的探索并推出了較為成熟的產品。
電機廣泛應用于冶金、電力、石化、煤炭、礦山、建材、造紙、市政、水利、造船、港口裝卸等領域,凡需要將電能轉化為機械能或將機械能轉化為電能的地方都必須用到電機,電機行業整體上具有巨大的市場容量。
根據國際通用估算方法,電動機裝機容量為發電機裝機容量的 2.5-3.5 倍,今后較長一段時間,我國電動機產量還將持續擴大,預計到2020年,發電機裝機容量達到人均 1 千瓦(美國目前人均 3 千瓦),而我國電動機的裝機容量將達到 45億千瓦左右,目前我國電動機的裝機容量在 12 億千瓦左右,新增的 30 多億千瓦將為高效節能電機、專用電機帶來巨大的市場空間。未來的電機需求主要分為兩個方面:一是增量需求,即每年新增的電機需求;二是存量需求,即把舊電機替換為新電機,特別是高效節能電機替換傳統電機。其中,交流電機的市場占電機市場的絕大部分,因此可以用交流電機產量近似替代電機行業總產量。
據國家統計局的相關資料,2001-2013 年期間我國交流電動機總產量從6,263.27 萬千瓦/年提高到 27,914.60 萬千瓦/年,年復合增長率為 13.26%。電機行業屬于與GDP增速高度相關的行業,在全球經濟低速增長的趨勢下,國內經濟面臨增速放緩和通脹的雙重壓力,“十二五”期間我國 GDP 規劃平均增速下調至7%。電機行業也面臨著總需求不足、產能相對過剩等因素的影響,增速下滑甚至出現負增長。但從長遠角度來看,我國仍處于快速發展的階段,隨著我國城鎮化進程的加快和老舊設備更新換代,冶金、鋼鐵、水泥、電力、船舶等基礎工業對各類電機的需求穩步提升,電機行業仍將快速穩步發展。此外,中小型電機領域的高效節能電機的逐步推廣,也為優秀的電機企業提供了高速發展的舞臺。保守估計,未來五年,我國的交流電動機產量復合增長率會保持在 7%以上。按照 7%保守估算的增長率和 13.26%的十年平均復合增長率分別計算,預計未來五年,我國交流電動機產量為3.92億千瓦/年至5.20 億千瓦/年之間。
根據中國電器工業協會中小型電機分會2013年的統計結果,直流電動機只占骨干企業電動機總產量的 2.93%,并有逐漸被交流電動機取代的趨勢。但直流電動機調速性能好,可以在重負載條件下,實現均勻、平滑的無級調速,調速范圍較寬。同時直流電動機起動力矩大,可以均勻而經濟地實現轉速調節。因此,在重負載下起動或要求均勻調節轉速的機械,例如大型可逆軋鋼機、卷揚機等,利用直流電機的較多。雖然利用變頻器可使交流調速電動機達到同樣的效果,但是在整體的性能可靠性和經濟合理性上面,直流電動機特別是大型的直流電動機仍然具有天然的優勢。用于替代直流電機的交流調速電機所用變頻器由于具有較高的技術難度,長期被通用電氣(GE)、西門子(SIEMENS)、ABB、東芝三菱(TMEIC)等國外廠家壟斷,同時變頻器價格極高,近年價格雖有所下降,但比直流系統價格仍要高出 3 倍左右,性價比低;維護和修理變頻器對人員的要求很高,國內一般的中小企業沒有相應人才儲備,出現故障無法及時處理,沒有被用戶大范圍選用。未來,專業化、大型化和高效的直流電動機是發展的方向,仍然具有一定的市場空間。
根據中國電器工業協會中小型電機分會對行業內骨干企業的統計數據,2013年,直流電機產量為506.1萬千瓦,同比減產106.9 萬千瓦,下降 17.44%。
根據國家統計局 2001-2013 年的統計數據,我國發電設備總產量從 1,339.35萬千瓦/年提高到12,735.20 萬千瓦/年,年復合增長率 20.64%。
總體上來講,我國風電開發程度還很低,未被開發的資源潛力十分巨大。另外,單機容量逐步增大已成為國際風電市場發展的必然趨勢。隨著海上風電的迅速發展,單機容量為 3-6MW 的風電機組已經開始進行商業化運營。2010 年,風電企業進入產業和政策調整期,風電行業發展增速到達高峰后開始走下坡路。在產能過剩低價競爭、海外“雙反”打擊的背景下,2012 年新增裝機容量增速延續2011 年的下降趨勢,行業經營狀況有所惡化,2012 年中國新增風電裝機容量12,960MW,同比下降26.5%。隨著棄風限電、并網問題的逐步緩解,2013年中國風電行業出現了回暖態勢,據中國風能協會初步統計,2013 年中國風電新增裝機容量 16,100MW,較 2012 年大幅提高 24%,中國風電累計裝機已突破 9,000 萬千瓦,2013 年風電首次超越核電成為中國第三大電源。預期在未來隨著風力發電各項政策的落實、產業結構調整完成,風力發電行業將繼續保持增長的趨勢不變。
生物質氣化發電相對燃燒發電是更潔凈的利用方式,它幾乎不排放任何有害氣體,它比較合適于生物質的分散利用,投資較少,發電成本也低,比較適合發展中國家應用。全球生物質能發電裝機容量已超過 5,000 萬 kW,可替代 9,000 多萬噸標準煤。在生物質發電居世界領先地位的美國,生物質能發電總裝機容量超過 1 萬 MW,占美國可再生能源發電裝機的 40%以上。而中國生物質能發電裝機容量在可再生能源發電裝機容量中只占 0.5%的份額,遠低于世界 25%的平均水平,我國生物質能發電產業發展前景廣闊。
發展中國家對電機的需求量增長迅速,尤其是中國、印度兩個最大的發展中國家和南非、巴西、俄羅斯等迅速發展的金磚國家,近幾年的經濟一直保持著高速增長,基礎設施建設以及相關制造業的快速發展形成了對電機產品的大量需求。目前電機市場需求主要體現在如下幾個方面:
1)新工業化道路帶來的需求
隨著我國工業持續快速發展,資源和環境開始約束工業化進程,高耗能、高排放的工業發展模式已經難以為繼,我國的工業增長方式向資源節約型和生態環保型轉變。為此,黨的十八大報告中提出了我國工業要走科技含量高、經濟效益好、資源消耗低、環境污染少、人力資源優勢得到充分發揮的新型工業化道路。
受國際金融危機影響,我國經濟增速放緩,客觀上為我國工業加速向新型工業化轉型提供了較好的機遇。我國工業的結構調整、產業升級、節能降耗帶來的新型工業化建設項目需要大量與之相適應的效率高、單位容量大的電機進行配套,為電機行業提供了更廣闊的發展空間。
2)高效節能帶來的市場需求
高效電機因其同時具備較強的經濟效益和社會效益,所以近年成為電機行業發展的重點和熱點,電機行業也面對了空前的機遇和挑戰。隨著推廣政策的落實和推廣力度不斷加大,預計未來高效電機將進入高速的發展期。2011年8月31日公布的《“十二五”節能減排綜合性工作方案》明確提出:“十二五”期間將采用財政補貼的方式推廣高效電機等產品,到 2015 年,電機系統運行效率提高 2-3個百分點。根據目前的政策,行業內除了新增電機的需求外,還有很大一部分存量需求,即把在用的傳統電機(使用年限未滿)替換為高效電機。
節能環保和生態文明建設是“十三五”規劃的重點內容之一。據環保部測算,“十三五”期間環保投入預計將增加到每年 2 萬億元左右,“十三五”期間社會環保總投資有望超過 17 萬億元。“十三五”期間節能環保方面的投入可能將是“十二五”期間的兩倍以上。隨著人力、材料成本不斷上漲,靠關停、淘汰落后產能來被動減排的效果將逐漸減弱;更新設備、改進工藝和提高產品技術含量將成為未來減排的主要手段。中石油、中石化、南水北調等一大批企業和重點項目也明確表示將大規模采購高效電機,加快淘汰高耗能電機、老舊電機。
3)海外市場
從全球電機市場的競爭格局來看,占主導地位的仍是幾家大型跨國企業,全球電機產品主要制造商有通用電氣(GE)、西門子(SIEMENS)、ABB、東芝三菱(TMEIC)等,他們掌握著世界上最先進的電機設計制造技術,在技術上占有一定優勢。目前,中國電機出口量約占電機總產量的 10%左右。國際廠商往往產品定價很高,我國具有勞動力成本優勢,同時政府政策不斷支持企業自主創新和產業升級,中國制造業開始重視研發投入、技術創新,隨著一系列高端技術的突破,技術差距在逐漸縮小。目前,電機行業的技術創新在市場需求拉動下重新趨于活躍,高端電機產品的自給程度不斷提高,國內大型的電機生產廠商已經初步具備了與國際主流制造商競爭的能力。
美國等發達國家從事傳統電機生產的企業呈現逐漸減少的趨勢,他們轉而從國外進口電機,這也給中國帶來了巨大的商機。中國未來可能成為世界電機的制造工廠。
其他發展中國家對電機的需求量增長迅速,尤其是印度和南非、巴西、俄羅斯等迅速發展的金磚國家,近幾年的經濟一直保持著高速增長,基礎設施建設以及相關制造業的快速發展形成了對電機產品的大量需求,也促進我國的電機產品出口。(2)市場供給情況
目前,我國電機的制造廠商分為國資(含國資控股)、外資(含外資控股)和民營企業。但在中小型電機制造行業,國資企業和民營企業占絕對主導地位,外資企業只對我國電機制造技術和產量的提高起到了一定的促進作用。
我國經濟發展從兩位數的高增長期,逐步步入 7%左右的穩步發展階段。其間,國家出臺了一系列產業政策,國家宏觀經濟政策的走向,為中小型電機行業發展指明了方向。與此同時,行業經濟發展中不平衡、不協調、不可持續的矛盾和深層次問題凸顯:一是中低端產品產能過剩、行業經濟增長存在較大下行壓力,出口面臨的困難加大;二是產品結構調整任務艱巨,推廣高效節能產品存在阻力與困難;三是原材料波動,勞動用工等成本上升導致利潤下降。所以,推動以提高技術水平為主的產品結構調整和淘汰落后生產能力,成為全行業共識。
普通類型電機生產企業眾多,單一生產企業市場份額普遍較低,市場集中度不高,但有逐漸提高的趨勢。國內中小型電機生產企業約 2,000 家,其中具有一定生產規模的約 300 家,主要集中在浙江、江蘇、上海、山東、廣東、福建等省市。根據中國電器工業協會中小型電機分會的統計:2014 年,電機行業內營業收入前三名為臥龍電氣集團股份有限公司、珠海凱邦電機制造有限公司和山東華力電機集團股份有限公司;電機出口產量前三名為臥龍電氣集團股份有限公司、福建安波電機集團有限公司和浙江金龍電機股份有限公司;國內高效電機推廣累計實現量前三名為臥龍電氣集團股份有限公司、江蘇中小電機股份有限公司和浙江金龍電機股份有限公司。
總體而言,電機行業集中度較低。近年行業正處于不斷整合的過程中,行業集中度有所提升。根據中國電器工業協會中小型電機分會對行業骨干電機企業的統計(其銷售收入為集團銷售收入,包括大型電機、電氣設備、房地產等銷售收入),2007-2012 年骨干電機企業合計實現收入從 329.90 億元提高到 540.5億元,前三名和前十名會員企業占據市場份額呈現持續增長的趨勢。2012 年,中小型電機行業前三名和前十名會員企業占據的市場份額分別為 50.30%和 73.90%。中小型電機產品從軸中心高度上劃分是指軸中心高度為 80mm-630mm 的電機。該類電機產品被作為電能轉化為動能的核心部件廣泛的運用于泵、風機、壓縮機等與國民經濟密切相關的商品設備領域。泵、風機、壓縮機等產品在社會生活中應用極為廣泛,是社會耗電量的重要組成部分,所以該類產品的用電效率很大程度上關系到社會整體的電能使用效率。因此,中小型電機產品的能效是該類產品技術水平的一個重要特征。
獲得電動機高效率運行的技術關鍵是最大限度地降低電動機自身的鐵耗、銅耗、機械耗、雜散損耗等損耗,從而獲得最大的機械能輸出。
行業內主要的中小型電機生產企業為了最大程度的降低電機自身耗損通常采用以下方法:
(1)定子繞組采用低諧波繞組降低銅耗和雜耗:高效電機的生產中通過采用低諧波繞組來改善電動機的磁勢波形,從而降低電動機雜耗和定轉子繞組的銅耗。同時,定子繞組采用無溶劑絕緣漆負壓浸漬新工藝,提高了繞組的絕緣強度,降低了溫升和能耗,延長了使用壽命。
采用優化設計方法進行電磁計算,通過對定、轉子槽形尺寸的選擇、調整,使電機各部分的磁密值(如齒部、軛部等)分布合理,電磁負荷比例恰當,才能使銅、鐵損耗降到最低,提高效率。通過采用高導磁率、低損耗的優質冷軋硅鋼片,使鐵損耗降低,并使電負荷下降,促使效率提高。
(2)采用先進合理的通風結構降低機械損耗:高效電機采用了錐形風罩和帶錐形擋風板的風扇結構,具有優良的通風效果,能夠在風耗和摩擦損耗很小的情況下產生足夠的風量,達到很好的散熱冷卻效果,并且可以有效降低機械噪聲。
由于損耗下降、效率提高,使電機發熱減少,冷卻風量的需要減少,故可采用小直徑風扇,結果又使機械能耗下降,效率得以進一步提高。
(3)采用有效的工藝措施降低電機雜耗:在采用適當的定、轉子槽配合和轉子槽斜度的同時,適當調整定、轉子氣隙值并對加工后的轉子進行多項處理,從而降低和控制雜散損耗。
中小型電機行業企業為了進一步提高電機產品能效,從而降低下游泵、風機、壓縮機等產品在核定輸出功率情況的耗電水平,主要從以下幾個方面進行技術研發和開發:
技術名稱主要內容高效電機設計技術高壓高效三相異步電動機的設計技術研究;鑄銅轉子電機、稀土永磁電機設計技術研究;直驅高效風機、水泵、空壓機的高效電機設計技術研究;驅動大功率高揚程潛水電泵的高效電機設計技術研究高效電機控制技術研究基于國產 IGBT 器件及裝置的電機變頻技術,應用半導體驅動、工頻驅動等先進的驅動和調速方式,對電機運行進行優化控制。開發高效電機嵌入式系統推廣應用平臺。高效電機共性、匹配技術降低電機定子銅耗、轉子鋁耗、鐵耗、機械損耗和雜散損耗的共性技術研究;風機、水泵、空壓機等典型負載和電機性能匹配技術的研究;關鍵材料裝備技術研究冷軋硅鋼片在不同類型高效電機中的應用研究; 先進沖剪工藝及高效沖剪模具、裝備的研究和開發;低介質損耗(tgδ)、高電氣強度的高壓電機絕緣浸漬漆、絕緣云母帶研究;超薄絕緣厚度的電磁線研究;耐高頻沖擊電壓的絕緣浸漬漆研究;低介質損耗(tgδ)的云母帶基材研究等。高效電機的效率不確定度測試方法與裝置研究研究先進的高穩定度數字變、定頻電源和電子回饋系統、高精度計算機控制測量系統和分布式網絡群控技術; 研發基于數字化和信息化技術的高精度高效、超高效電機檢測系統。電機制造行業主要為設備制造企業提供動力配件,行業整體經營能力較為穩定。從目前上市的臥龍電氣、信質電機、大洋電機、中電電機和金龍機電2012年至2014年的毛利率看,整體呈現保持穩定、略有上升的趨勢。本行業毛利率的略有上升主要是因為制造電機所需的硅鋼片、銅、鋁錠等原材料在過去三年整體呈現持續降低的趨勢,為電機制造企業提供了一定的利潤空間。
電機行業經過多年的發展,已經形成了一定的產業基礎和行業格局,并達到了一定的生產規模,行業進入的壁壘比前期已經顯著提高。特別是高效電機行業,由于產品技術含量更高、生產工藝更為復雜,需要企業前期固定資產投入大,客戶對可靠性要求高,所以進入壁壘更高。目前進入電機制造行業的主要障礙如下:
首先,電機本身結構和生產工藝復雜,整個設計、制造過程需要利用多學科知識,需要相應的設計人員、工藝人員、檢驗和試驗人員、技術工人具備很強的專業知識和實踐經驗,同時整個生產過程需要利用較多大型、專用、復雜的生產設備。這就對新進入電機行業的企業提出了很高技術人才要求。
其次,由于終端客戶對產品的可靠性、高效快捷服務要求比較高,所以對企業產品的售前檢測、售后服務提出了更高的要求,企業需要具有一支高水平的生產制造、質量監控和售后服務團隊。
最后,電機技術發展較快,生產企業必須能夠及時了解行業內的先進設計、制造技術和工藝,同時不斷采用新技術、新材料、新設備。新進入的企業很難同時具備相應的技術跟蹤、技術開發能力。
電機產品廣泛服務于冶金、電力、石化、煤炭、礦山、建材、造紙、市政、水利、造船、港口裝卸等領域,不同領域使用的電機由于用途和環境等的不同,對電機的要求千差萬別。一般企業需要積累很長時間才能順利把產品打入不同的領域。企業一旦在某個領域具有成功、成熟的經驗以及可靠的產品,就會不斷獲得可觀的市場份額。
電機的可靠性和匹配性是客戶選擇的最重要因素。終端客戶往往會選擇已經具有相應領域成熟經驗、產品品牌的制造商合作,以保證產品的可靠性。新進入的競爭者因為沒有這種品牌和相關經驗的積累過程,會面對更嚴厲的市場競爭。
電機制造行業的生產需要大規模的固定資產投入,特別是制造、試驗及檢測設備的投入。而設備及生產工藝磨合,并最終形成生產能力的時間一般較長,達產通常需要多年時間。同時,產品需要經歷較長時間的市場驗證期,這就需要企業有足夠的流動資金來支持項目的運轉。電機企業財務成本與折舊成本較高,資本投入大,高杠桿經營。以上因素對新進入本行業的企業造成了一定的資金壁壘。
電機行業產業鏈上游是硅鋼片、漆包線、鋁錠等原材料供應商以及軸承、鑄件等配件供應商,下游是渠道銷售商、機械設備制造商和最終客戶,涵蓋的領域包括石油、化工、建材、鋼鐵、造紙、風機、壓縮機、水泵、電動車等。電機行業的產業鏈結構如下圖所示:
電磁線的主要原材料為電解銅,所以電磁線價格的主要變動與電解銅價格關系密切。
上海市場 2012 年 1 月至 2015 年 9 月電解銅價格走勢圖
電機定轉子沖片、鐵心主要原材料為硅鋼,國內的主要硅鋼生產企業主要集中在武鋼、寶鋼、太鋼、鞍鋼等大型鋼鐵生產企業。2012 年以來,硅鋼片整體價格呈現了下滑的趨勢,電機行業的產品成本趨于下降,提升了整個行業的利潤率水平。
上海市場 2012 年 1月至2015年 9 月的硅鋼價格走勢圖
(3)電解鋁
上海市場 2012 年 1月至2015年 9 月電解鋁價格走勢圖
中小型電機產品用途廣泛,下游行業主要有農業、水利、工業、建筑等領域。中小型電機,特別是高效電機等產品目前主要作為重要的通用設備配件應用于水泵、風機和壓縮機產品。因此水泵、風機、壓縮機等行業的發展將直接推動公司業務的發展。
近幾年,主要發達國家都在各自的發展計劃中提出了明確的強制推行高效電機的時間表。針對水泵、風機、壓縮機等利用電機較多的產品的制造業,各國積極從政策、技術和市場三個方面綜合加快電機及系統節能技術的發展。雖然在發達國家,水泵、風機、壓縮機等制造業的發展較為穩定,但較大存量市場帶來的高效電機對普通電機的替代也為高效電機企業的海外銷售提供了較好的市場空間。按照歐盟委員會頒布的電機產品EUP實施措施法案,歐盟各國自2011年已開始強制推行高效率標準電機;美國則自2011年起率先強制推行要求更高的超高效率標準電機。各國高效電機推廣的時間表如下:
而各國在逐步推進高效電機對于普通電機的替代和升級的情況如下表 :
主要發達國家的市場現有的高效電機和超高效電機產品的市場份額和完全實現高效電機和超高效電機對于普通電機的替代還存在一定的差距。上述差距的存在為具備較高的市場競爭力的高效電機企業進一步拓展海外市場提供了良好的機遇。
我國泵類應用電機占電機產量的約 35%,用電占全國用電量的 20.9%;風機類應用電機占電機產量的 17%,用電占全國用電量的 10.4%;壓縮機類應用電機占電機產量的 16%,用電占全國用電量量的 9.4%。三類產品的電機使用占我國電機新增應用約三分之二的市場。因此,泵、風機、壓縮機產品的市場規模持續增長為電機產品銷售市場的持續增長提供了較為充分的空間。
同時,由于我國正處于經濟轉型、產業機構升級的重要階段,節能減排壓力逐年增大,淘汰低效電機、替換高效電機的需求也將逐步顯現,也帶動電機存量替代市場的增長。
電機是風機、泵、壓縮機、機床、傳輸帶等各種設備的驅動裝置,廣泛應用于冶金、石化、化工、煤炭、建材、公用設施等多個行業和領域,是用電量最大的耗電機械。電機耗電占全社會總用電量的 64%,其中工業領域電機總用電量占工業用電的 75%。工業領域電機能效每提高一個百分點,可年節約用電 260 億千瓦時左右。因此,電機能效提升已經成為我國節能減排的重要途徑。2013 年 8月,工信部發布《電機效能提升計劃》總體目標是,到 2015 年,實現電機產品的升級換代,50%的低壓三相籠型異步電動機產品、40%的高壓電動機產品達到高效電機能效標準范圍;累計推廣高效電機 1.7 億千瓦,淘汰在用低效電機 1.6 億千瓦,實施電機系統節能技改1億千瓦,實施淘汰電機高效再制造2,000萬千瓦。據此估算,高效電機及相關設備的市場需求接近千億元人民。
電機是風機、泵、壓縮機、機床、傳輸帶等各種設備的驅動裝置,廣泛應用于冶金、石化、化工、煤炭、建材、公用設施等多個行業和領域。這些行業的景氣程度與國民經濟發展速度和固定資產投資增長水平保持著高度的正向相關性,我國國民經濟的持續、快速發展、工業化水平的逐步提高為中小型電機行業的持續、快速發展提供了良好的基礎。
隨著上海凱泉泵業(集團)有限公司、新界泵業集團股份有限公司、南方泵業股份有限公司為代表的中小型電機產品主要下游客戶通過多年的努力成為國際領先的水泵生產企業,導致水泵產業的制造中心進一步向國內轉移。國外大型水泵生產企業在國內設廠之后為了滿足多種型號產品的集中采購的需求,要求電機行業的供應商具備較為豐富的產品結構,能夠提供一站式的集中采購服務。下游客戶的需求促使中小電機企業不斷提升產品體系豐富程度的同時也為規模的擴大提供了市場契機。
大型國際電機制造商憑借技術實力和聲譽的雙重優勢,占據了海外大部分市場份額。但大型國際電機制造商往往產品定價很高,隨著國產品牌產品的技術和性能不斷提高,高性價比技術優勢促使海外訂單增多,國內電機產品逐漸獲得更多海外市場份額。
歐盟、美國等發達國家從事傳統電機生產的企業呈現逐漸減少的趨勢,他們轉而從國外進口電機,這也給中國帶來了巨大的商機。中國未來可能成為世界電機的制造工廠。另外,其他發展中國家對電機的需求量增長迅速,近幾年的經濟一直保持著高速增長,基礎設施建設以及相關制造業的快速發展形成了對電機產品的大量需求,也促進我國電機產品出口。
國外先進的電機制造企業普遍采用自動化程度高的生產流水線及加工中心生產,生產效率和產品可靠性均較高。公司在生產設備和檢測設備的自動化、智能化水平上與國際先進水平還存在一定距離。
由于我國電機高效提升的進度落后于歐洲、澳洲和美國等發達國家,國內中小型高效產品設計、工藝改進等相關學科普及較晚,所能提供的科研人才和專業技術人才較為匱乏。人才瓶頸是制約公司提升核心競爭力和參與國際競爭的主要障礙。
電機作為用途極其廣泛的工業產品,廣泛應用于多種行業。總體來看,電機企業受某一行業領域需求季節性波動的影響較小,并無明顯的季節性特征。
長期來看,電機行業景氣周期基本跟隨宏觀經濟周期波動。如果我國經濟發展速度較快,則電機產品的市場需求加大,行業景氣度水平上升;反之,經濟發展速度放緩或負增長,則電機產品的市場需求量將減少,行業景氣度水平下降。
我國還處于工業化進程的中期階段,將繼續沿新型工業化道路發展。目前,世界經濟正在復蘇當中,但復蘇過程比較緩慢,全球經濟增長持續低于預期,潛在增長率下滑,國際貿易和投資低迷,世界經濟可能出現多個引擎同時失速進而陷入停滯狀態。世界經濟要從亞健康完全走向健康,很可能經歷一個長期曲折的過程。但是從長期來看,隨著我國經濟增長由政策刺激向自主增長的有序轉變,隨著重工業的結構調整,隨著產業升級、節能降耗及環境保護帶來的新型工業化建設需求,預計國內整個電機行業還將處于一個持續上升的周期當中。
電機行業沒有明顯的區域性,相對而言,華東、華北、東北、西南等地的電機廠商較多,其中東部沿海地區最為密集。
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