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变频器高压风机高压变频器高增长下尚存隐忧

导读:2009年我国新增交流电机变频化率仅为24.2%,我们有理由相信50%的变频化率是可以实现的,加上存量电机变频改造需求,高压变频器市场具有广阔的发展空间。但亦高增长下亦存在隐忧】

变频节能究竟可为社会带来怎样的收益?

以300MW火电机组引风机系统变频节能为例。配置2台引风机需要2台高压变频器,电动机功率为2000kW,假设选用ABB品牌变频器,其成本目前约为200万元/台,机组年运行时间为7920小时,平均负荷为250MW,经计算,改造后的机组年平均节电率为29.92%,每年可节约527.47万千瓦时电力,按照电价0.5元/千瓦时计算,年节省263.735万元,投资回收期仅为1.5年,以后每年可以节电263.735万元。

2009年我国新增交流电机变频化率仅为24.2%,我们有理由相信50%的变频化率是可以实现的,加上存量电机变频改造需求,高压变频器市场具有广阔的发展空间。

现状:国产化进程加速前行

我国高压变频器行业竞争态势大概经历了4个阶段。

第一,外资品牌垄断市场,上世纪90年代我国进口高压变频器主要是配套重点项目,此时国内客户对节能效果并未意识到,产品售价较高,单价维持在2000~3000元/千瓦。

第二,国内企业发现了高压变频市场,寻求技术突破,但是面临着客户不信任和产品不稳定两大难题,虽然售价低于外资品牌的一半,但是由于性能问题,国内企业只能在小客户中取得订单。

第三,国内企业取得突破,首先经过积累,技术上已经不是难题,可靠性已经满足客户要求,品牌逐步建立,国外品牌在服务上普遍落后于本土企业,给了国内企业良好的发展机会,利德华福等国内品牌一举成为市场领跑者。

第四,国内企业全面开花,当大型客户意识到外资品牌不再垄断市场时,将更多目光投到了国内企业,国产化进程加速前行。

2009年我国全社会用电量为31856亿千瓦时,其中工业用电量为26993亿千瓦时,占比74.1%,而电机耗电量占到工业用电量的60%左右,因此电机节电对于我国节能减排具有重要地位。而由于变频器节能效率较高,可以达到30%~60%,用电大户企业正积极进行节能改造。

实际上,巨大的经济效益正在催生企业变频改造内生动力。

我国变频器生产企业基本没有掌握核心技术,在高压变频器领域,基本上只掌握了低压变频的集成技术,核心器件比如IGBT(绝缘栅极晶体管)、电容等关键器件仍然需要进口,控制技术方面,国内企业基本掌握了矢量控制,直接转矩控制尚不能掌握。国内企业在中高压变频器方面做的较好,在主电路结构方面实现了引进吸收创新,目前国内大多数高压变频器采用单元串联多电平电路结构,采用这种电路结构,在性能上占有一定优势,但是随着使用领域的进一步扩大,还需进一步开发。

产品质量是制胜法宝。

节能是变频器的特性,而产品的可靠性却决定了行业以及企业的前途,国外知名品牌正是依靠其强大的技术实力、产品的高可靠性赢得了国内70%~80%的市场份额。在高压变频器方面,节能效率并不是客户首先关注的指标,在大型项目市场比如冶金行业,如果变频器因为不可靠导致停机,将会造成极大的损失。在招投标时,客户也不会将价格列为首要考虑条件,超低的价格只会导致客户怀疑其元器件和原材料的质量。

市场:电力部门乃消费主力军

中高压变频器节能需求在2009年占比更是达到了60%。据统计,占工业用电30%以上的各种风机、泵类负载,全国约4700万台,总功率约1.3亿千瓦,而风机、泵类负载变频器需求主力在电力部门。在电力行业,中高压变频器主要应用在与发电机组配套的引风机、送风机、吸尘风机、排粉机、增压风机、凝结泵、循环泵、渣浆泵、锅炉给水泵等大功率中高压电机场合。从未来的潜力来看,电力部门仍然将会是变频器节能需求的主力军,尤其在中高压领域。

2009年中高压变频器市场集中在电力、冶金、石化和建材等行业上,占到总需求的78%。我们认为在可预见的未来,中高压变频器主要需求方依然在这四个行业中。

电力行业:一般而言30万kW火电机组需要配增压风机1台、一次风机2台、引风机2台、凝结泵2台、循环泵2台、给水泵2台、排粉风机4台、灰浆泵2台、送风机2台,一共19台辅机,功率约为3万千瓦。60万千瓦火电机组需要配增压风机1台、一次风机2台、引风机2台、凝结泵2台、循环泵2台、给水泵2台、排粉风机4台、灰浆泵3台、送风机2台,一共20台辅机,总功率约为6万千瓦。

因此粗略的说,电力行业变频器潜在需求量为火电装机容量的十分之一,截至2009年底,我国火电装机容量为65205万千瓦,理论上变频器市场容量为6520万千瓦,考虑到约有50%的电机适合调速,实际上中高压变频器在电力行业的容量约为3260万千瓦,按照800元/千瓦的价格计算,市场容量约为260.8亿元。2009年电力行业变频器市场规模为18亿元,变频化率很低,因此我们认为未来数年内,电力企业变频需求仍然将占主导地位。

冶金行业:以钢铁为例,钢铁行业设备容量大,70%以上是大型高压电机,对中高压变频器的需求较大,从去年国家发改委调查来看,高压变频器在冶金行业应用不普遍,只在一些重点企业,比如宝钢、武钢等大型企业有应用,一些中型或者地方钢厂几乎没有。根据我们测算,钢铁行业对中高压变频器的潜在需求至少有1134.7万千瓦,按照800元/千瓦的价格计算,市场容量至少有为90.78亿元。加上有色金属行业需求,我们预计冶金行业市场容量有150亿元,2009年冶金行业变频器市场规模为9.2亿元。

石化行业:中国的油田大部分不像国外油田有很强的自喷能力,必须靠注水来压油入井,靠潜油泵在井下富集油,靠抽油机把油提升出来,再靠输油泵把油管内的油压输出去,石油行业需要应用高压变频器的电机主要是潜油泵、注水泵、输油泵、天然气压缩机等,占全行业用电量的80%以上。在石化行业,炼油用的风机、泵、压缩机用电占总用电量的90%,其中三分之二在变负载工况运行。根据行业实际情况推算,全国石油石化行业约需12000台变频器,市场容量约为96亿元。

建材行业:以水泥为例,水泥行业的电机装机容量达到350万kW以上,其中不到10%的电机使用了变频器。日产5000t的水泥生产线需要配备摇头排风机2台、窑尾排风机2台、煤磨排风机3台、高温风机1台、循环风机1台、煤磨除尘风机3台,共11台辅机,总功率10000kW,需配置11台高压变频器。2009年我国水泥总产量为16.29亿吨,按照实际应用中每180万吨水泥产量使用11台高压变频器计算,全国水泥行业高压变频器市场容量为9955台,按照800元/千瓦计算,市场容量约为72.4亿元。

制约:高增长下尚存隐忧

中高压变频器市场规模在最近4年保持了高速增长,增速超越了低压变频器,2006年以来市场规模复合增长率达到了32%,装机容量复合增长率达到48%。

高速增长的背后有着天时地利因素。首先是天时,国家大力号召节能减排,2007年11月,财政部下发《节能技术改造财政奖励资金管理暂行办法》,对项目改造后每形成1吨标准煤节能能力,中央财政将按东部地区200元、中西部地区250元的标准给予奖励。另外,四万亿元经济刺激计划上马了许多大型基建项目,带动了变频器需求。其次是地利,金融危机直接导致国外厂商缩减投资,这为本土企业突围形成了良好的外部条件,国内品牌借助本土优势迅速抢占了市场,保证了市场规模的增长。

但是不难发现,利好因素短期内有向反方向发展的可能。中高压变频器主要是项目型市场,对于大型项目的策略在中国具有浓厚的政府色彩,国家政策直接决定了行业的景气程度,四万亿元经济刺激计划拉动了需求,但是刺激计划一旦退出,下游需求有下降的风险。另外,国内品牌异军突起,价格战一触即发,如果生产企业没有掌握关键技术,将会在竞争中失去市场份额。

此外,IGBT是变频器的核心元器件,分别占中低压变频器和高压变频器成本的24.7%和8.9%。IGBT起到逆变的功能,将直流电压逆变成频率可调的交流电,目前给国内供货的厂家主要有英飞凌、西门康、三菱、富士、ABB、美国飞兆,而这六家公司市场占有率达到了98%以上,国内企业主要有嘉兴斯达、江苏宏微、威海新佳、厦门宏发、南京银茂。但是现在我国IGBT基本依靠进口,受国外限制较大,急需国产化。

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