漆包線行業(yè)發(fā)展基本情況

漆包線行業(yè)發(fā)展基本情況

國內電磁線行業(yè)發(fā)展狀況我國電磁線行業(yè)較西方國家起步晚，在二十世紀60年代才基本擁有電磁線的自主研發(fā)和生產能力，并開始注重培養(yǎng)電磁線的專業(yè)人才，為后續(xù)國內電磁線技術的持續(xù)發(fā)展奠定了基礎；在二十世紀90年代，我國電磁線行業(yè)不斷向西方國家引進先進的電磁線技術和生產設備，在不斷的研究學習過程中，我國的電磁線生產能力和技術水平逐步進入全球先進行列，能夠生產出良好品質的導線芯材料、絕緣材料、生產設備以及檢測設備。進入二十一世紀后，我國不斷鼓勵并推進以電力設備、工業(yè)電機等為代表的基礎設施建設，電磁線行業(yè)作為工業(yè)產品的基礎產業(yè)，其生產規(guī)模在短時間內快速擴張。目前我國的電磁線的年生產能力超過百萬噸，約占全球電磁線生產總量的50%，部分產品的工藝技術水平已處于全球領先地位。經過長時間的發(fā)展，我國電磁線行業(yè)生產能力逐漸提升。電磁線行業(yè)內生產企業(yè)較多，電磁線的生產技術和工藝流程基本成熟，這些企業(yè)的生產規(guī)模從年產一千多噸至年產十萬噸不等。目前我國已形成了百萬噸以上的產能總量，為全球電磁線生產、銷售的第一大國和出口國。電磁線行業(yè)面臨的機遇與挑戰(zhàn)（一）電磁線行業(yè)面臨的機遇2022年5月，國家發(fā)改委和國家能源局發(fā)布《關于促進新時代新能源高質量發(fā)展的實施方案》，提出加快構建適應新能源占比逐漸提高的新型電力系統(tǒng)。電磁線作為與電力、機電、交通運輸、通訊等多個行業(yè)領域配套的基礎性產業(yè)，隨著未來以上領域持續(xù)大量的投資建設，將會迎來廣闊的市場發(fā)展空間。我國清潔能源（包括水電、風電與太陽能）分布極為不均，風電和太陽能發(fā)電主要集中在東北、華北和西北地區(qū)，水電主要集中在三峽、云南、四川等西南地區(qū)。但是用電的大省卻集中在華北、華東、華中地區(qū)。特高壓線路經濟傳輸距離能達到3000公里甚至更遠，具有輸送容量大、距離遠、效率高和耗損低的特點，可以有效解決我國用電供需結構不平衡問題。國家電網提出將于十四五期間新建特高壓線路24交14直，涉及線路長3萬余公里，總投資共計3，800億元，相較十三五結束時14交12直線路數量大幅度提升，特高壓線路在電網建設中結構性增速明顯，這也為特高壓變壓器用電磁線帶來了巨大的發(fā)展空間。2020年5月29日，國家標委會、國家市場監(jiān)督管理總局發(fā)布《電力變壓器能效限定值及能效等級》（GB20052-2020），并于2021年6月1日正式實施。新的國標修訂和整合了之前的兩項國家強制標準《三相配電變壓器能效限定值及能效等級》（GB20052-2013）、《電力變壓器能效限定值及能效等級》（GB24790-2009）。在新標準下，各類電力變壓器損耗指標下降幅度約在10%~45%，變壓器新國標對能效口徑的收緊將推動變壓器的技術工藝升級以及行業(yè)格局的優(yōu)化。2020年12月，國家工信部、國家市場監(jiān)管總局、國家能源局聯(lián)合印發(fā)《變壓器能效提升計劃（2021—2023年）》?！蹲儔浩髂苄嵘媱潱?021—2023年）》中要求：1、到2023年，高效節(jié)能變壓器符合新修訂《電力變壓器能效限定值及能效等級》（GB20052-2020）中1級、2級能效標準的電力變壓器在網運行比例提高10%，當年新增高效節(jié)能變壓器占比達到75%以上；2、加大高效節(jié)能變壓器推廣力度。自2021年6月起，新增變壓器須符合國家能效標準要求，鼓勵使用高效節(jié)能變壓器；3、加快電網企業(yè)變壓器能效提升。推動電網企業(yè)開展在網運行變壓器全面普查，制定淘汰計劃并組織實施。到2023年，逐步淘汰不符合國家能效標準要求的變壓器。加快電網企業(yè)變壓器升級改造，推行綠色采購管理，自2021年6月起，新采購變壓器應為高效節(jié)能變壓器。根據數據，目前我國在運行變壓器超過1，700萬臺，裝機總容量約110億kVA。其中，三級能效及以下在運行的變壓器大概1，000多萬臺，亟待升級改造。我國在網運行變壓器升級改造需求增加，將進一步促進對變壓器用電磁線的需求。（二）電磁線行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)電磁線的主要材料為電解銅，一般占據生產成本90%以上，電解銅的價格波動對電磁線生產企業(yè)經營影響較大。根據國家統(tǒng)計局數據，2015—2020年期間我國精煉銅產量由796．2萬噸上漲至1，002．5萬噸，年均復合增長率為4．72%。在價格方面，銅價保持寬幅波動，且總體呈現(xiàn)上升態(tài)勢，對電磁線生產制造企業(yè)的利潤率產生一定不利影響。我國生產電磁線廠商數量眾多，普遍規(guī)模較小，行業(yè)集中度低。電磁線行業(yè)經過多年發(fā)展，已經步入成熟期，在傳統(tǒng)應用領域產能較為飽和，且行業(yè)內廠商普遍聚焦于中低壓變壓器用產品，缺乏新技術研發(fā)和產品創(chuàng)新能力，產品相似度高，價格競爭激烈，不利于整體行業(yè)發(fā)展。電磁線行業(yè)發(fā)展歷程電磁線根據導體不同可以分為銅基電磁線、鋁基電磁線和合金電磁線，其中市場上應用最多的為銅基和鋁基電磁線。電磁線的上游行業(yè)主要為鋁、銅和絕緣材料的生產加工企業(yè)，下游應用領域較為廣泛，覆蓋了家用電器、變壓器、工業(yè)電機等眾多領域，下游行業(yè)的發(fā)展直接影響了電磁線行業(yè)的發(fā)展。目前我國電磁線生產企業(yè)眾多，其產能從年產一千多噸至年產十萬噸不等，其中鋁基電磁線生產企業(yè)產能超過一萬噸的較少，且其產品同質化較為嚴重，使得電磁線行業(yè)競爭較為充分。近年來隨著國民經濟增速放緩，電磁線市場規(guī)模增速也逐步放緩。高電壓等級變壓器用電磁線行業(yè)的發(fā)展狀況及發(fā)展趨勢（一）高電壓等級變壓器用電磁線基本情況電網運輸路線中的變壓器與普通的家用電器和工業(yè)電機所處運行環(huán)境有較大的差異，變壓器在電網運輸線路中的重要地位決定了所使用的電磁線須具有更優(yōu)的性能和更高的技術要求。高電壓等級電網運輸線路變壓器所使用的電磁線幾乎都使用扁線技術，扁線不僅能夠提供更優(yōu)良的散熱效果、轉換效率以及功率密度，而且相對比圓線能夠大幅減小變壓器體積，有效縮減變電站的建設成本和占地面積；由于電網一般采用油浸式變壓器，其中所使用的變壓器油存在較強的溶解性以及含有一定量的腐蝕性硫，因此變壓器所使用的電磁線必須具備較好的耐變壓器油的特性；電網線路中常發(fā)生短路現(xiàn)象，自然雷擊也可能導致線路故障，在這些現(xiàn)象發(fā)生時，變壓器中將產生較高的反沖電壓形成強大的電磁力，溫度將在短時間內快速提升，因此變壓器用電磁線也需要具備較高的耐熱等級以及較高的屈服強度，能夠保證變壓器在面臨以上現(xiàn)象后繼續(xù)正常使用。尤其對于換流變壓器來說，換流變壓器閥側與直流相連，因此換流變壓器不僅承受交流電壓，而且還需要承受直流電壓，這使得換流變壓器與普通電力變壓器在結構上有所不同，需要電磁線同時滿足屈服強度高、高溫粘結強度好以及導線整體彎曲剛性優(yōu)良等技術指標。同時，隨著電網建設輸電電壓等級的升高，變壓器及其內部所使用的材料對以上指標的要求都在進一步提升。（二）高電壓等級變壓器用電磁線發(fā)展狀況根據數據，我國在網運行的高電壓等級變壓器對應使用的電磁線總量近十年復合年增長率保持7．37%的增長，電磁線累計使用總量從895，596噸增加至1，698，931噸。其中，交流變壓器用電磁線累計使用總量從885，892噸增長為1，653，319噸，復合年增長率為7．18%；直流用換流變壓器用電磁線累計使用總量從9，704噸增長為45，612噸，復合年增長率為18．76%。隨著我國電網投資的推進，高電壓等級變壓器用電磁線累計使用總量穩(wěn)步提升。（三）高電壓等級變壓器用電磁線發(fā)展趨勢變壓器用電磁線作為變壓器的核心部件，未來也向著低碳環(huán)保、節(jié)能降耗的方向發(fā)展。同時，由于電磁線需要長時間的高電壓、大電流的環(huán)境下運行，其性能指標向著更高機械強度、更耐高溫的方向發(fā)展。1、高電壓等級變壓器用電磁線向節(jié)能降耗型方向發(fā)展在雙碳目標下，為了實現(xiàn)低碳環(huán)保、落實環(huán)境保護和資源節(jié)約的要求，我國在進行電網建設的同時，對變壓器節(jié)能降耗的要求也越來越高。電磁線作為變壓器的心臟，必須適應變壓器的發(fā)展需求，因此也向著降低變壓器線圈損耗、縮小線圈體積的方向發(fā)展。繞組導線處在交變漏磁場中，根據楞次定律，在閉合回路中產生感應電流（一般稱為渦流），從而在導線中產生渦流損耗。單根導線在均勻磁場中產生的渦流損耗與導線沿繞組輻向的厚度平方成正比。所以，電磁線厚度越大則變壓器線圈的渦流損耗越大，線圈溫升也越高。電流具有集膚效應，即在交流電或變交電磁場下電流主要集中在導體表面移動，越靠近導體表面，電流密度越大，導體內部電流較小。因此，在相同導電截面積下，多根小規(guī)格截面積電磁線并繞可以通過更大電流強度。綜上，變壓器使用超薄厚度和小規(guī)格截面積的電磁線將成為發(fā)展趨勢。隨著電力行業(yè)的發(fā)展，變壓器的容量越來越大，由電磁線繞制的線圈的體積也相應越來越大。由一根多根數換位導線代替多根導線并繞，可以簡化變壓器制造廠的繞制工藝。同時，多根數換位導線更加緊密，可以縮小變壓器體積，達到降低變壓器制造成本的目的。此外，多根數換位導線還可以增強線圈本身的機械強度，提高變壓器抗突發(fā)短路的能力。變壓器的電壓等級越高，電磁線所需要的絕緣強度就越高。在使用目前絕緣材料的情況下，電磁線的絕緣越來越厚，電磁線的外形尺寸也越大，變壓器的體積也隨之增大，從而增加變壓器的制造成本。因此，在不減弱電磁線性能的前提下，通過對現(xiàn)有絕緣材料進行改性或研發(fā)新的高強度絕緣材料，減小電磁線絕緣厚度將成為電磁線的未來發(fā)展趨勢之一。2、高電壓等級變壓器用電磁線對機械強度的要求越來越高電磁線作為變壓器的核心部件，其性能直接影響變壓器的性能指標。電磁線的屈服強度越高，則變壓器的抗短路能力越強。目前，電磁線行業(yè)普遍采用機械變形的方式對電磁線進行硬化處理，以使其達到所需的屈服強度。但是，該硬化處理方式存在兩個問題：一是在長期高溫環(huán)境下，電磁線屈服強度穩(wěn)定性差，在變壓器長期運行后，電磁線屈服強度會出現(xiàn)下降趨勢；二是目前的硬化方式所能達到的屈服強度數值較小，難以完全滿足電力行業(yè)發(fā)展的趨勢。因此，采用新材料來提高電磁線的屈服強度有望成為電磁線新的發(fā)展趨勢。3、高電壓等級變壓器用電磁線需要具備良好的高溫粘合性能目前，變壓器繞組采用的自粘換位導線其機械性能在常溫下滿足設計要求，但是在變壓器長期高溫運行時，由于自粘漆包線的粘結性能會有所下降，導致繞組的機械性能下降，當系統(tǒng)發(fā)生突發(fā)短路繞組受到很大的電磁力沖擊時，容易導致線圈變形致使變壓器產生故障，甚至引起火災，嚴重的會造成供電系統(tǒng)崩潰。因此，為了滿足超高壓、特高壓電網建設的發(fā)展需要，對高溫自粘電磁線的研發(fā)將是一種發(fā)展趨勢。（四）新能源車驅動電機用電磁線情況及發(fā)展趨勢1、我國新能源車行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀在環(huán)保理念的推動下，全球新能源車市場保持持續(xù)增長，新能源車已經成為汽車產業(yè)發(fā)展的重要方向。我國在全球新能源車銷售市場中處于領先地位，新能源車保有量高速增長。《中華人民共和國國民經濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標綱要》明確提出發(fā)展壯大如新能源、新材料、新能源汽車、綠色環(huán)保等戰(zhàn)略性新興產業(yè)，加快關鍵核心技術創(chuàng)新應用，增強要素保障能力，培育壯大產業(yè)發(fā)展新動能。目前新能源產業(yè)已成為我國新的經濟增長點。根據IEA數據，2021年全球新能源車保有量達到1，650萬輛，是2018年的三倍，2016年至2021年期間復合增長率為41%。根據公安部數據，2021年我國新能源車保有量為784萬輛，2021年全國新注冊登記新能源車295萬輛，占全年新注冊登記汽車總量的11．25%，同比增長151．61%，2016年至2021年期間新能源車保有量復合增長率達到53．83%。根據國家工信部印發(fā)的《新能源汽車產業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021—2035年）》，到2025年我國新能源車新車銷量達到汽車新車銷售總量的20%左右，約為600萬輛，在此期間的年均復合增速為34．42%。預計未來在我國的綠色環(huán)保理念下，隨著新能源產業(yè)鏈的不斷完善，新能源車將會保持快速增長。2、新能源車驅動電機的發(fā)展現(xiàn)狀新能源車驅動電機是新能源車的核心部件之一，其性能決定了車輛行駛過程中的爬坡能力、加速能力及最高車速等車輛主要性能指標。目前我國新能源車使用最廣泛的為永磁同步電機。隨著新能源車保有量不斷擴大，對新能源驅動電機的需求量持續(xù)上升，相對應地對電磁線的需求也不斷提高。根據招商證券測算，2020年，單輛新能源車平均使用電磁線10千克。到2025年，全球新能源車驅動電機用電磁線市場需求將超過25萬噸，中國新能源車驅動電機用電磁線市場需求將超過12萬噸。3、新能源車驅動電機及驅動電機用電磁線的發(fā)展趨勢目前，新能源車驅動電機用電磁線主要是漆包銅圓線。漆包銅圓線在電機內繞制成線圈后將會產生較大的空隙，線圈填充系數只有約35%—40%，導致存在較高的電機銅耗，限制了電機轉換效率與電機最高功率密度（3kW/kg）。因此，使用漆包銅圓線的驅動電機在功率密度、散熱性能等方面的不足逐漸凸顯。使用漆包銅扁線替代傳統(tǒng)的漆包銅圓線，可以提高槽滿率，使得在相同體積內驅動電機擁有更大的功率，故功率密度較高。目前國內采用的扁線繞組電機最高功率密度達5kW/kg，高于圓線電機最大3kW/kg的功率密度?！豆?jié)能與新能源汽車技術路線圖》提出，2025年我國乘用車電機功率密度將達5kW/kg，這使得扁線電機的發(fā)展成為趨勢。此外，漆包銅扁線能夠增加驅動電機內部各結構的接觸面積，有效降低槽內熱阻，更好地進行熱傳導，從而相對圓線電機具有更好的散熱性能。綜上，扁線電機具有功率密度大、效率高、散熱性好等優(yōu)勢，是新能源車驅動電機的一種發(fā)展方向。隨著新能源車驅動電機向扁線電機的方向發(fā)展，對漆包銅扁線的性能提出了更高的要求，需要具備更好的耐電暈性、高PDIV、耐高溫、耐油性、耐軟化擊穿等特點，滿足以上要求的漆包銅扁線是未來新能源車驅動電機用電磁線的發(fā)展方向。電磁線業(yè)務市場情況經過30多年的快速發(fā)展，我國電磁線市場已趨于成熟。根據中國電器工業(yè)協(xié)會電線電纜分會數據，2000年我國電磁線需求量僅約36．7萬噸，2020年增加至184萬噸，其中，2007年以前，電磁線行業(yè)發(fā)展迅猛，市場需求量保持了10%以上的年均復合增長率，而在2008年之后，受金融危機等多因素影響，市場需求量增速有所放緩。2008年至2020年，市場需求量年均復合增長率為4．11%。電磁線行業(yè)未來發(fā)展趨勢我國電磁線行業(yè)已步入成熟期，行業(yè)競爭較為充分。在下游行業(yè)需求拉動下，我國電磁線用量整體上呈現(xiàn)不斷增長的發(fā)展趨勢，但由于產能過剩和產品同質化嚴重，市場競爭較為激烈。目前我國電磁線生產企業(yè)眾多，規(guī)模相差很大，年產一千多噸至年產十萬噸不等。由于通用電磁線生產技術和工藝比較成熟，除幾家大規(guī)模企業(yè)外，其余企業(yè)產品同質化比較嚴重，使得電磁線行業(yè)競爭較為激烈。扁線從屬于電磁線行業(yè)，扁線能夠提升電機性能，尤其在新能源車領域，電機作為核心零部件，扁線能提高電機效率、減少損耗，且?guī)椭姍C更好的散熱。從性能上來看，傳統(tǒng)電機采用圓形導線，而扁線電機采用扁平的矩形導線。電機功率與銅含量成正相關，圓線槽滿率一般約40%，而扁線可提升至70%，因為圓線之間存在空隙，而扁線則更為緊密。相同空間內，扁線電機可多充填20-30%導線，輸出功率也有望提升20-30%，整車動力性能更好。若要達到相同功率密度，扁線電機體積更緊湊；從經濟上來看扁線電機體積小、重量輕，且端部短，可節(jié)約銅材。在耗材方面，扁線電機能降低8-12%有效材料成本。此外，電機效率提升可降低損耗，進一步降低扁線電機綜合成本。因此扁線滲透率持續(xù)上升，帶動電磁線走向新能源，電磁線應用場景延伸至新能源車、風光儲等領域。從原材料來看，銅相比鋁具有電阻率低、延展性好、強度高等優(yōu)點，是制作電磁線的首選材料，但同期銅價往往是鋁價三倍甚至以上，下游成本壓力較大。目前鋁價約1．82萬/噸，而銅線價格約5．85萬/噸。從密度上看，鋁是銅的1/3，相同體積的鋁和銅，采用鋁線重量更輕，且成本比銅低得多。鋁線的特點使其更適用于能耗、功率要求較低，對價格敏感的家電、低壓或干式變壓器、小型工業(yè)電機等領域。由于具備成本優(yōu)勢，以及不斷改善的性能，鋁基電磁線在家電、變壓器等領域的滲透率有望逐步上升。我國變壓器行業(yè)的未來發(fā)展趨勢根據國家統(tǒng)計局的數據，我國電力消費量自2010年的41，934．49億千瓦時上升至2019年的74，866．12億千瓦時，年復合增長率超過6．65%，用電需求快速增長。其中，主要的用電需求集中在我國華北、華中、華東地區(qū)，以上地區(qū)的工業(yè)用電占比超過六成。工業(yè)用電高能耗及長時間運作的特性要求電量的供應需保持穩(wěn)定、充足。我國西北部地區(qū)不僅煤炭資源豐富，還適宜發(fā)展多種新能源發(fā)電，而本地卻用電需求少，存在資源未能充分利用的情況。因此，大容量、遠距離的輸電是我國電力發(fā)展的主要方向，跨區(qū)域的電耗也決定了提高電壓等級成為輸電技術的主要發(fā)展方向。超高壓、特高壓輸電具有遠距離、大容量、低損耗、少占地的綜合優(yōu)勢，可以大幅度提高電網自身的安全性、可靠性、靈活性和經濟性。超高壓、特高壓行業(yè)的發(fā)展有利于優(yōu)化我國電網和電源布局，促進電力工業(yè)整體和區(qū)域經濟協(xié)調發(fā)展，能夠有效地實現(xiàn)能源和資源的配置。因此，建設超高壓、特高壓電網成為我國電力發(fā)展的必然趨勢。隨著雙碳系列政策的陸續(xù)出臺和持續(xù)落實，我國能源結構調整和能源裝備產業(yè)轉型升級加速推進，風電、光伏等新能源產業(yè)迎來歷史發(fā)展機遇。而我國風電、光伏等新能源發(fā)電集中在西部地區(qū)，需要通過輸電損耗最小的特高壓輸電將電力輸送到電力需求集中的東南部地區(qū)。2022年5月，國家發(fā)改委和國家能源局發(fā)布《關于促進新時代新能源高質量發(fā)展的實施方案》，提出加快推進以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點的大型風電光伏基地建設。加大力度規(guī)劃建設以大型風光電基地為基礎、以其周邊清潔高效先進節(jié)能的煤電為支撐、以穩(wěn)定安全可靠的特高壓輸變電線路為載體的新能源供給消納體系。十三五期間，國家電網累計投運13交12直特高壓工程。十四五期間，國家電網規(guī)劃建設特高壓工程24交14直，涉及線路3萬余公里，變電換流容量3．4億千伏安，總投資3，800億元。綜上，為適應我國輸電技術的發(fā)展，我國變壓器也向著高電壓、大容量的方向發(fā)展。我國在網運行的交流輸電變壓器電壓等級已達到1000kV，直流輸電用換流變壓器電壓等級以達到±1100kV。在變壓器容量方面，單相變壓器容量已達到1000MVA、三相變壓器容量已達到1330MVA。隨著我國提出碳達峰、碳中和目標以來，國內新能源轉型趨勢持續(xù)加速。電力領域是我國碳排放的重要來源，根據中電聯(lián)統(tǒng)計，2021年火電在全國發(fā)電量中的占比仍高達67%。為實現(xiàn)雙碳目標，自十四五開始風電、光伏等新能源有望成為主要的電力裝機增量。2021年10月26日，《2030年前碳達峰行動方案》方案中明確提出2025年我國非化石能源消費比重達到20%左右，單位國內生產總值能源消耗較2020年下降13．5%，單位國內生產總值二氧化碳排放較2020年下降18%；2030年非化石能源消費比重達到25%左右，單位國內生產總值二氧化碳排放較2005年下降65%以上。但新能源如風能、太陽能等存在供應不穩(wěn)定、波動大的缺點，分布式電源的并網也對電網提出新的挑戰(zhàn)。為了應對由此產生的復雜情況，電網將向各環(huán)節(jié)數字化、調度環(huán)節(jié)智能化的柔性電網發(fā)展?？紤]到新能源發(fā)電具有波動性的特征，我國逐步形成了以柔性直流為代表的新型輸電技術，具備平穩(wěn)輸電波動性和上千公里遠距離輸送的能力。因此，在以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)中，以柔性直流為主導的先進輸電技術未來將有大量的應用。2022年5月，國家發(fā)改委和國家能源局發(fā)布《關于促進新時代新能源高質量發(fā)展的實施方案》，提出加快構建適應新能源占比逐漸提高的新型電力系統(tǒng)。隨著新型電力系統(tǒng)的加快構建，作為輸電系統(tǒng)核心設備的變壓器也將向著適應柔性電網輸電要求的方向發(fā)展。2020年5月29日，國家標委會、市場監(jiān)督管理總局發(fā)布《電力變壓器能效限定值及能效等級》（GB20052-2020），并于2021年6月1日正式實施。新的國標修訂和整合了之前的兩項國家強制標準GB20052-2013（三相配電變壓器能效限定值及能效等級）、GB24790-2009（電力變壓器能效限定值及能效等級）。在新標準下，各類電力變壓器損耗指標下降幅度