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本文援引于报告《2020年特高压行业概览》,首发于头豹科技创新网(www.leadleo.com)。
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在中国经济下行的背景下,特高压输电工程建设将逐渐提速
特高压输电可分为特高压交流和特高压直流,特高压交流和特高压直流共同构成输电骨干网架。其中特高压直流输电的应用场景主要在长距离的点对点传输、海底电缆、大型电网链接;特高压交流输电的主要应用场景是中短距离传输以及构成交流环网。
通过与高压输电各项能力对比,特高压优点十分突出。特高压输电技术具有可输电距离远、传送损耗小、输送功率高、单位容量走线走廊占地面积小等优势。
特高压作为目前最先进的技术,已得到中国政府高度重视,在目前中国经济下行的背景下,成为“新基建”建设的七大发力点之一,成为政府托底经济有力武器。
交流特高压与与直流特高压的“区别”
国内与国外对特高压定义在输电功率方面有所差异。国外一般指超过765kV以上的功率输电,而国内通常指的是1,000kV以上的交流电压和±800kV的直流电压输电,其中特高压直流输电以其更适合长距离点对点输电成为各国竞相发展的前沿技术。此外,直流特高压工程所需主要设备为换流站与输电线,其中换流站的换流变压器、换流阀为换流站核心设备,交流特高压工程所需主要设备为交流变压器、GIS。
中国已成为在制定特高压输电国际标准的过程中的一个重要的参与者,并利用这一全球化的协调与改进过程,把本土特高压技术高级化,及推进特高压输电标准。目前中国对能源的关注度已转向可再生能源和储能发展,而对于特高压输电制定国内标准将会推动本土电力行业发展,为国内输变电设备制造行业提供大量的市场份额,从长期看,会推进中国创新生态系统的建立,进一步提升中国特高压技术的国际影响力,促进中国输变电设备的技术发展,减少对国外知识产权的依赖,提高本土企业的国际竞争力与创新能力。
特高压产业链主要由上游原材料提供商,中游特高压设备提供商、设计机构及特高压工程承包商,下游的电力行业和各应用行业组成
特高压行业上游主要为各类有色金属提供商,包括铜、铝、铁等,而原材料的价格波动会直接影响中设备生产制造,与中游企业产品销售价格相关性较高。从特高压输电所需的各项设备所需求原材料价格变动可以看出,在2010年至2015年期间,由于大宗商品价格持续下滑,促使电器机械器材制造业、其他输配电及控制设备制造业企业(特高压企业所涉及的大类行业)主营业务成本增长率持续下降,随后出现小幅回升。目前世界经济景气度不佳,大宗商品价格上涨乏力,缓解了中游特高压设备制造企业成本压力。
特高压行业中游参与者为特高压设备提供商、设计机构及特高压工程承包商。特高压工程投资规模较大,可带动相关设备制造企业盈利增长。长期而言,特高压项目实施有助于解决中国能源分配不均的问题,并能推进智能电网的发展。此外,特高压工程中除了基建、线路、铁塔等成本外,站内设备也是重要成本之一,站内设备是特高压输电项目的核心。
特高压行业下游参与者涉及众多行业,包括有电力行业,及各类应用企业,包括各类制造业企业、服务业企业。特高压产业受输电网络建设投资以及全社会用电量的影响较大,与国家政策有较强相关性。特高压产业链下游涉及的子行业众多,国家政策的差异将导致中游不同的电气设备不同企业生产状况产生差异。经济发展状况决定全社会用电量,终端用电量的提升会引起社会对电网设备的建设需求,这种需求通过国家统一规划、投资满足。与此同时,当经济下行时,政府也会通过投资加大托底经济力度。因此,特高压行业实际投资量大小与经济周期密切相关。
受需求增加驱动,特高压线路累计线路长度将持续增长
在2014-2016年的第二轮发展阶段,受益于基建刺激叠加环保需求,特高压工程建设加速,特高压工程累计线路长度从2015年的10,977公里快速提升至2019年的28,352公里,年复合增长率达到26.8%。特高压建设在经历2019年的投资节奏放缓之后,2020年中国经济由于受到疫情及经济压力影响,中国政府将会加大对特高压投资,特高压投资将大规模全面重启,再次迎来新一轮建设高潮。
根据2020年1月国家电网发布的2020年重点工作任务计划,2020年内计划完成7条特高压线路核准工作,计划开工线路3条,剩余4条线路将在2021-2022年陆续开工。从之前特高压项目周期来看,特高压线路建设周期一般为2-3年,随着新核准线路建设的陆续推进,2020-2024年中国特高压线路长度将保持稳定增长,预计到2024年有望达到40,021万公里。
特高压行业中游的设备制造企业经营主要受到三大风险因素影响,分别为产业政策风险、原材料价格变动风险、客户依赖风险
产业政策风险:中游特高压设备制造企业属于输配电设备制造业,与中国电网建设、电源建设紧密相关。为满足日益增长的用电需求,当前中国正致力于解决电网建设落后、网架结构薄弱的问题。但政府会根据电力工业发展规划、能源战略等多因素对电网投资进行考量,若政府对电网相关投资规模下降、刺激力度减弱,将会大幅影响中游特高压设备制造企业业绩及特高压行业发展。
原材料价格变动风险:据电力工业发展规划、能源战略等多因素对电网投资进行考量,若政府对电网相关投资规模下降、刺激力度减弱,将会大幅影响中游特高压设备制造企业业绩及特高压行业发展。
由于上游原材料价格变动是中游设备制造企业的最主要成本波动因素,如中国西电所销售的变压器,原材料成本超过其成本的80%。因此,若中游企业无法对原材料成本控制及产品价格的及时调整,中游企业的经营情况也受到不利影响。
客户依赖风险:由于特高压行业下游的电力供应企业主要集中于五大发电集团及两大电网集团,其中两大电网公司是中国电网建设的主导型企业,因此,这些企业的投资规模会直接影响特高压行业的市场规模及发展速度。与此同时,中游企业对下游企业的依赖性较大,相关设备采购的议价能力较强,下游企业的设备采购模式及经营战略也会对中游企业产生较大影响。
随着科技水平不断提升,特高压输变电技术也会不断发展与创新,以实现中国电力系统安全、稳定、高效的运行,为经济可持续发展提供动力保障
- 目前主要研究的新型输电技术主要有特高压同塔多回输电技术、特高压紧凑型输电技术和特高压扩径导线技术
(1)特高压同塔多回输电技术:目前已建设了特高压同塔双回真型试验线段,且经过设计优化,可减少特高压工程投资成本。
(2)特高压紧凑型输电技术:通过将三相导线置于同一塔窗实现线路走廊宽度的减少,目前超高压紧凑型线路已成功应用,但特高压紧凑型线路如导线安全性问题目前仍在研究当中。
(3)特高压扩径导线技术:扩径导线可减少导线表面电场强度和电晕放电,相较于常规导线更轻、变形小、价格低的特点,目前此技术正在研究当中。
- 研究如何将直流特高压接入交流特高压
直流特高压由于输送电领较大,在接收端对接入的交流电网会产生较大影响,目前正在研究直流特高压直接接入1,000kV交流特高压的技术方案,包括变压器接入、分层接入等各细化方案研究。
- 对电压等级提升方向进行研究
中国直流特高压工程正在对在±1,100kV的方面进行研究,包括相应的更高电压等级的直流输电主回路方案、主设备参数、线路设计等,未来可实现更高等级电压的输送电能力。
由于中国在特高压领域在技术理论、工程建设均达到世界领先水平,未来中国特高压输电工程将为更多国家提供领先的输电方案,特高压将成为中国“新名片”
由于中国是特高压输电领域唯一实现大规模商业化使用的国家,随着中国“一带一路”计划的持续推进,特高压将成为中国高新技术输出海外的典型代表,能够为其他国家提供国际领先的能源互联网建设方案。与此同时,中国在国际上已形成了特高压交流输电技术标准体系,并主导制定特高压输电等21项国际标准,抢占了世界电网技术制高点,中国特高压交流电压也被确定为国际标准电压。未来中国特高压有望带动更多中国的电力设备、工程项目“出海”,从而树立中国在特高压领域领导者的地位,也能获得此领域的宝贵经验。
深度见解:目前中国已全面掌握特高压相关设计、制造、管理等技术,在特高压领域已从跟随者转变为领跑者
随着特高压规模化的发展,各类设备供应商大幅增加,其中核心设备供应商主要以国网系的企业为主,由于技术壁垒较高,市场集中度高度集中,行业格局较为稳定,而其他设备的竞争较为激烈,市场集中度较为分散。此外,特高压技术门槛较高,设备供应商通过吸收海外技术并加快内部研发的方式,占领本土市场。目前中国已全面掌握特高压相关设计、制造、管理等技术,在特高压领域已从跟随者转变为领跑者。中国交直流特高压输电工程中的设备国产化率可达到90%以上,特高压交流电压成为了国际标准。