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    變頻器:“十二五”仍走調速與節能並舉之路

    編輯:贛州MGM国际光電科技有限公司  字號:
    摘要:變頻器:“十二五”仍走調速與節能並舉之路
    變頻器是工控係統的重要組成設備,安裝在電機前端以實現調速和節能。高壓變頻器後端主要拖動風機、水泵類負載,實際節電效果達30%~60%,未來該行業市場發展將受益於大中型項目改造;低壓變頻器與控製層和執行層設備共同組成自動化控製係統,其未來發展將受益於製造業“裝備升級”。

    高壓變頻器可細分為通用和高性能兩種,目前通用領域內資企業占據80%以上的市場份額,競爭激烈導致10年價格大幅下滑;高性能市場仍以外資為主,毛利比通用產品高約50%,未來將成為內資企業的主攻方向。

    低壓變頻器下遊以製造業工控裝備為主,2009年受金融危機影響增速低於5%,2010年前三季度增長高達30%,預計未來5年可維持15%的平穩增速。

    低壓變頻器高端市場外資占據80%以上份額,內資龍頭企業為匯川技術和英威騰。與外資企業相比,內資龍頭正處於從提供單一變頻器產品向提供綜合解決方案轉變的階段,未來市場占有率和盈利能力有望雙雙提升。

    變頻器發展——從“調速”到“節能”

    變頻技術最先用來對電機進行無級調速,通過控製半導體器件的通斷改變輸出頻率,以實現對後端拖動交流電機的軟啟動、變頻調速及提高運轉精度,並實現過流、過壓、過載保護。

    對比過去的機械調速方式,變頻調速的範圍寬,可達到100%~5%;調控精度高,可達到±0.5%;由於它是無極調速,可實現電機的軟啟動和整個生產係統的全自動控製,進而減少對電網的衝擊。

    從電壓分類上,一般把針對3kV~10kV高壓環境下運行的電動機而開發的變頻器稱為高壓變頻器,而將輸入電壓不高於690V的稱為低壓變頻器。

    目前我國高壓變頻器在電力、冶金、水泥領域應用較多,合計占比超過50%;低壓變頻器應用領域更加廣泛,涉及工業生產、石油煤炭、市政交通等多個行業。高壓變頻下遊細分市場組成。

    精度高、範圍寬使變頻成為工業調速之首選

    目前在低壓變頻和高性能高壓變頻領域都使用了矢量控製手段。相比V/f控製,矢量控製在調速範圍和控製精度上明顯提升。

    我國工業生產自動化水平與發達國家仍有一定差距,“十二五”規劃提出“改造提升製造業”,其中“發展先進裝備”、“促進製造業由大變強”成為指導未來發展的方向。變頻技術因其具有的優異性能將在工業調速和精密控製領域得到進一步推廣。尤其是製造業應用廣泛的低壓變頻技術,未來發展與自動化改造和裝備升級緊密相關。

    變頻技術助力節能環保

    我國的風機、水泵、空氣壓縮機等主要電機設備為滿足運行中的最高功率要求,輸出功率經常有很大的設計冗餘,若使用機械調速能量被大量浪費在閥門和風門擋板上。變頻技術通過電力電子控製完成調速,在後端拖動電機使其轉速變化範圍增大,頻率高時效果更為明顯。風機水泵類負載最適宜安裝變頻器節能,相比低壓變頻,高壓技術在細分行業使用更為廣泛。

    有關專家對比了電氣設備中幾種主要節能產品的效果,其中變頻器效率高達30%~60%,使用時隻需加裝在電機前端,對原有設備改動較小。

    推動我國變頻器行業發展的兩大動力分別為:工業自動化改造和節能環保推廣,而變頻技術也正處於從“調速”到“節能”的轉變過程。

    “十二五”規劃提出了製造裝備升級和工業節能環保,確立了未來行業發展仍將走“調速節能並舉”的路徑。細分到產品,預計低壓變頻器以自動化改造和進口替代為主線,國內企業將重點發展控製和驅動技術;高壓變頻器依托國家節能環保政策,下遊仍以電力、冶金、水泥等的大型工業設備改造為主,競爭加劇將刺激高性能產品國產化提速。

    高壓變頻——節能環保拉動增速保持30%

    高壓變頻器主要應用在大型工業設備的電機前端,經過長期的研發和市場開拓,目前內資品牌已占據通用型80%以上的份額。考慮到隻需對電機加以改造就能大幅提高節能效率,預測行業在“十二五”期間將繼續維持30%左右的增速。

    每年有1.02億kW的高壓電機處於浪費運行狀態節能潛力大

    根據統計,我國每年發電量的 66%消耗在電動機上。截至2006年底,全國電動機裝機容量約為5.8億kW,而高壓電機約占一半,高壓電機中近70%拖動的負載是風機、泵類、壓縮機,其中一半適合調速,即有約 1.02億kW的高壓電機處在浪費運行的狀態。

    根據對現有高壓變頻器用戶實際使用情況的統計,各行業不同用戶使用高壓變頻器的節電效果都較為理想,雖然不同客戶的實際設備運行環境有所差異,但是實際節電效果的區間多在30%~60%之間,尤其後端拖動負載頻率變化較大時效果更為明顯。

    目前高壓變頻器主要應用在電力、冶金、水泥、石化和建材行業,未來仍將以上述領域的大型設備改造為主。

    考慮到2010年變頻器,尤其是通用型產品價格下降較多,按照720元/kW保守估計,在不考慮未來新增高壓電機變頻調速需求的情況下,細分行業潛在市場約731億元。

    考慮到2011年是“十二五”規劃實施初年,國家對於工業節能環保技術改造的扶持,將由規劃層麵落實到具體政策。高壓變頻器行業2011年增速將呈現上升趨勢,大中型項目改造和新項目建設在一段時間內會成為行業發展的主要動力。

    過去十年內資品牌逐步替代外資。我國高壓變頻技術是從2000年後逐步得到發展的,到2008年國內高壓變頻市場基本被內資企業占領,市場份額接近80%。較低的價格、穩定的產品質量和更貼近用戶的售後服務成為內資企業麵對跨國公司的核心競爭優勢。

    未來五年高端市場將上演進口替代

    2010年高壓變頻器行業呈現兩分的局麵:通用變頻器產能釋放充分,產品價格下降明顯,市場參與者普遍麵臨盈利能力下滑的現狀;高性能領域繼續“藍海”態勢,外資企業占比大,以榮信、合康為首的內資品牌的市場份額在逐步提升,更多的通用型廠家開始涉足高性能產品。

    有關專家對未來高壓變頻市場競爭態勢的判斷是:

    ——隨著2011年下遊改造需求增多,通用變頻器市場競爭有望緩和,企業毛利恢複是大概率事件,但較難回到2009年水平;

    ——市場參與者持續增加,未來產品將更強調定製化和係統解決方案,龍頭企業研發能力強、資金實力雄厚,將進一步提升市場份額;

    ——高性能變頻器技術門檻高,行業有望複製通用變頻器進口替代的過程。由於目前內資進入的少,產品毛利將在未來一段時間內保持穩定。

    與通用變頻器相比,高性能產品運用了矢量控製及能量回饋技術,具備恒轉矩、動態響應快、調速精度高、調速範圍寬、快速製動等特點,產品單價高達千萬元,毛利也明顯高於通用產品。

    高壓變頻行業——大中型項目拉動發展

    高壓變頻行業主要依賴大中型項目建設與改造,下遊需求與宏觀經濟周期關聯度低,受國家和行業政策影響大。電力、冶金等行業能耗高,是“十二五”工業節能的重點,而高壓變頻技術成熟穩定、節能效果明顯、設備安裝簡便,通常在使用後兩年內通過節電可收回成本,具有很高的推廣價值。

    工業節能改造將貫穿“十二五”,行業看好。考慮2010年受競爭加劇的影響,設備生產企業盈利能力下滑明顯,預計2011年下遊需求在政策引導下持續增加整體利好,尤其是內資龍頭有望進一步提高市場份額。

    長期來看,通用變頻器市場將被“完全競爭化”,而高性能領域仍處於進口替代初期,企業若能參與市場競爭將享受超額收益。目前高性能變頻器行業門檻主要是技術和累積的穩定運行經驗,未來下遊需求將對企業營銷能力和客戶關係提出較高要求。

    正在從通用市場逐步向高性能領域開拓的企業,其產品結構的轉型,將為其帶來盈利能力和利潤總額的提升,並尋找到新的增長點。

    依據以上標準,合康變頻、智光電氣等具有技術和市場資源優勢的業內龍頭企業,有望成功搶占新興產品市場。

    低壓變頻——依托裝備升級繼續“進口替代”

    “十二五”規劃提出要“改造升級製造業”,其中包括“發展先進裝備製造業”,而提升自動化水平將成為重點。

    受下遊使用條件的影響,低壓變頻技術強調調節精確和範圍,在工業自動化領域與前端PLC控製和後端伺服電機等聯係緊密,共同組成工業自動化控製係統。

    與高壓變頻類似,低壓變頻也分為高端市場、中端市場和低端市場,上市公司中匯川技術、英威騰等主要參與高端市場競爭,而自動化水平升級從技術層麵更強調變頻技術在精細領域應用,因此將主要討論高端市場。

    製造業裝備升級是個漸近與長期的過程

    低壓變頻器與PLC、伺服電機等共同組成工業自動化控製係統,下遊涉及製造業多個子行業,與高壓變頻器主要受國家政策影響不同,低壓變頻下遊需求與整體工業發展水平相關,未來裝備升級將是逐步和長期的過程,預計行業能在一段時間內保持15%左右的穩定增長。

    從細分行業看,電梯、注塑機和軌道交通用低壓變頻設備增速有望超過行業平均,成為發展重點。

    從產品到解決方案從進口到逐步國產

    低壓變頻行業高端市場仍以外資產品為主,占據超過80%的份額,目前參與競爭的內資企業數量少、份額低、集中生產變頻器而缺少了控製層和執行層的核心產品,未來發展趨勢會向著提供綜合解決方案的高盈利模式轉變,進口替代在一段時間內會成為行業龍頭保持高增速的主要原因。

    我國低壓變頻市場集中度低,各主要生產廠商優勢領域相對分散,如英威騰主要集中在起重、拉絲和煤炭領域,而匯川技術則依靠電梯和注塑機市場。由於產品價格優勢明顯,今後仍將繼續搶占外資的份額,內資企業短期內不存在激烈競爭關係,因此有望延續高毛利、高增長的趨勢。主要低壓變頻器生產商優勢領域。

    以英威騰和匯川為代表的內資變頻器生產企業開始涉足PLC和伺服等產品,未來發展將以提供客戶定製的解決方案為目標。目前兩家公司的發展模式各不相同,將麵臨銷售渠道整合和控製層執行技術產品化的挑戰。

    內資龍頭殊途同歸

    下遊裝備升級拉動,行業整體穩定增長。自動化改造和製造業升級是行業發展主動力,未來將呈現逐步推廣的局麵,低壓變頻器整體增速預計將維持在15%左右。

    但行業增速放緩並不影響內資企業加速進口替代,以英威騰和匯川技術為代表的生產企業通過價格優勢加速擴張,在細分領域獲得了競爭優勢。今後必將有更多的生產商參與到低壓變頻器高端領域,龍頭企業隻有通過整合產品優勢並最終提供高附加值的綜合解決方案才能維持企業的發展。

    在發展路徑上,兩家龍頭企業有所差異,但最終都將成為綜合的產品解決方案提供商。英威騰將繼續研發包括控製層和執行層在內的產品,並完成與變頻器的整合,以保證原有銷售渠道在產品儲備完成後,能夠迅速啟動市場;匯川技術也麵臨著現有產品整合的問題,同時在產能充分釋放後,進行市場間橫向擴張將成為其下一個主攻方向。
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