中金：布局美國電力設備投資重啓

美國設備投資有望重啓，電力設備供需趨緊迎來發展機遇。2024年9月美國啓動降息周期，根據中金宏觀組預測，在結構性需求增量與美國經濟回暖的共同提振下，美國有望开啓新一輪的設備投資周期。我們認爲，降息周期下再工業化提速和電源投資重啓，美國電力設備需求高增；而美國本土供給緊張局面短期或難以緩解，中國電力設備企業有望受益於供給缺口帶來的出海機遇。

Abstract

摘要

降息背景下，美國發用電側投資景氣上行，電力設備需求和電網投資有望高增。1）發電側：我們認爲降息有望提升電源投資項目回報率，加速電源項目落地，帶動升壓變電設備等需求。2）用電側：降息背景下美國再工業化提速，疊加數字經濟、終端電氣化等因素共同發力，我們認爲美國用電需求有望重回增長通道，企業端資本开支加大有望驅動配套供配電系統電力設備增長。3）電網側：我們認爲發用電側變化帶來電網擴容需求，同時電網基礎設施改造升級需求迫切，美國電網投資有望保持長期增長。我們認爲降息帶來融資降低推動公用事業公司投資意愿增強。

短期難以實質性緩解美國本土電力設備供給緊缺困境。原材料、關鍵零部件以及勞動力短缺導致變壓器等核心電力設備本土產能緊張，供需趨緊推動價格指數持續走高，交期大幅延長。而外資廠商擴產周期普遍較長，產能釋放需要較長時間，疊加美國變壓器標准缺乏統一性，我們認爲美國本土電力設備供給緊張局面在短期內較難得到實質性改善。

中國電力設備企業加速出海規劃，看好長期發展空間。我們認爲短期來看中國電力設備企業受益於海外供應缺口帶來的出海窗口期，長期來看中國企業有望憑借高性價比、技術優勢及高質量服務提升品牌力，進一步提升全球市場佔有率。我們認爲，一方面美國本土電力設備需求旺盛、供給短缺，具有北美市場銷售渠道或產能布局的中國電力設備企業或率先受益；另一方面全球降息周期开啓，全球電網投資有望進一步提速，疊加外資廠商優先供給北美市場，我們同樣看好中國電力設備企業在海外新興市場的出口機遇。

風險

海外電網投資不及預期，國際貿易政策變化風險，匯率波動。

投資概要

美國實物投資超級周期有望开啓，電網基礎設施落後亟待更新。2024年9月美國啓動降息周期。根據中金宏觀組預測，在結構性需求增量與美國經濟回暖的共同提振下，美國有望开啓新一輪的設備投資周期。我們認爲，降息帶動美國再工業化提速，疊加AI數據中心快速發展，用電量有望重新回歸增長區間。與此同時，美國電力基礎設施薄弱，電源側裝機面臨傳統電源逐漸退役、新能源並網速度不及預期等挑战，電網側跨州互聯程度不足、配電設施老舊，恐成爲發展制約。降息周期內，用電量增長以及新能源投資項目的加速落地進一步帶來電網投資需求，我們判斷美國電力設備需求端有望保持長周期景氣度。

美國本土電力設備供應鏈緊缺，供給緊張局面短期內恐難以緩解。原材料、關鍵零部件以及勞動力短缺導致美國變壓器等核心電力設備本土產能緊張，供需趨緊推動價格上揚、交期延長、進口依賴度提升。此外，美國公用事業公司格局分散導致變壓器標准不統一，外資廠商擴產周期普遍較長，我們認爲短期內美國電力設備供給短缺局面恐怕難以緩解。

看好中國電力設備企業出海。我們認爲短期來看中國電力設備企業受益於海外供應缺口帶來的出海窗口期，長期來看中國企業有望憑借高性價比、技術優勢及高質量服務提升品牌力，進一步提升全球市場佔有率。我們建議投資者關注由美國設備投資周期重啓帶來電力設備行業投資機會，具體來看：

► 美國本土電力設備有望保持較高需求，具有北美市場銷售渠道或產能布局的中國電力設備企業或率先受益。

► 全球其他地區的電力設備出海機會同樣值得關注。其一是美國本土需求旺盛，我們認爲部分外資龍頭企業可能優先供給美國市場，中國電力設備企業在中東地區等新興市場的競爭壓力有望降低。其二是全球降息周期由此开啓，歐洲央行10月17日進行年內第三次降息（25bp），我們認爲或進一步刺激全球電網投資需求加速落地。

需求側：降息帶動工業側投資加速與電源投資重啓，電力設備需求有望保持高景氣

我們看好降息周期下，發用電側投資景氣上行，驅動美國電力設備需求和電網投資高增。具體來看：

► 發電側：新增電源（傳統+新能源）投資建設，帶動升壓變電設備等需求。升壓設備一般由美國公用事業公司、新能源項目开發商或EPC公司實施採購，配套接網工程需由獨立系統運營商（ISO或RTO）經過評估後由相應公用事業公司投資實施。降息背景下，我們認爲項目投資回報率有望提升，帶動電源側項目加速落地，對應升壓與接網電力設備需求進一步增加。

► 用電側：美國可再生能源實驗室（NREL）估計大約20%的配電變壓器由用戶側（大型工商業用戶）所擁有。在數據中心和虛擬貨幣挖礦推動的數字經濟、由加大本土制造帶動的產業回流、由電動汽車及熱泵應用帶動的終端電氣化共同驅動下，我們認爲美國用電需求有望重回增長通道。特別是降息周期下，我們認爲企業端資本开支有望進一步加大，配套供配電系統電力設備需求隨之增長。

► 電網側：除發用電重新增長帶來的電網投資自然增長外，美國電網還面臨老舊電網改造升級、跨州電網互聯、電網數字化等投資需求，面向擴大輸電容量、增強電網韌性、建設智能電網等多個方向。美國公用事業公司收益模式一般按照給定回報率進行監管，在回報率一定的情況下，我們認爲降息帶來的融資成本降低有望推動公用事業公司投資意愿加強、電網投資項目加速落地。

圖表1：三因素驅動美國電力設備需求增長

資料來源：中金公司研究部

用電側：經濟回暖助力再工業化加速，AI數據中心催化用電需求持續增長

用電量重回增長區間，美國電力大周期重新啓動

過去十年美國電網用電量增速平緩，今年上半年重回正增長。2014-2023年美國電網用電量增速CAGR僅爲0.3%。2023年美國用電量3861.3TWh，同比-1.6%。其中：居民部門佔比37.7%，同比-3.6%；商業部門佔比35.6%，同比-1.1%；工業部門佔比26.5%，同比+0.4%；交通部門佔比0.2%，同比+3.1%。根據EIA數據統計，2024年上半年美國終端用電需求同比+3.4%。居民/商業/工業/交通部門同比增速分別達5.2%/3.8%/0.4%/4.6%，其中居民部門主要由於氣溫變化，商業部門主要由集中在部分區域（如PJM區域）的數據中心貢獻增量。

美國用電需求有望呈現加速態勢，電力大周期迎來重啓。EIA在10月最新預測2024-2025年美國終端用電需求CAGR將達到2%[1]。其中2024年居民/商業/工業部門預測分別同比+3%/+3%/+1%，2025年居民/商業/工業部門預測分別同比+1%/+1%/+4%，工業部門增速較高主要來自一些目前正在建設的電池、半導體制造工廠。向前看，NERC此前預測2024-2033年間美國總負載CAGR將達1.1%[2]，其中冬季最大負荷增長約91GW，夏季增長約79GW，並表明是該增長率高於過去十年的任何時候的預測。

圖表2：美國終端用電需求年變化

資料來源：EIA，中金公司研究部

圖表3：2024年上半年美國各州終端用電量同比增速

注：顏色越深代表增速越高；圖上標注數字爲上半年增速最高的十個州

資料來源：EIA，中金公司研究部

圖表4：NERC 10年夏季和冬季最大負荷需求增長預測

資料來源：NERC，中金公司研究部

電力供給彈性不足，多地缺電風險升級。我們認爲由於美國本土電力格局分散且存在審核周期長等問題，電源電網投資建設供給彈性不足，而用電量重回正增長新周期，中短期看電力供給增速或將慢於電力需求增速，致使美國多地面臨缺電風險。具體看，我們認爲不同地區的電力供給條件天然存在不同，且新能源建設、電網互聯水平等存在較大差異，此外數據中心、大型工業建設等新興負荷對部分區域影響或更爲集中，近期各區域出現由不同因素催化的缺電風險信號。

► PJM容量價格創新高：2024年7月，PJM公布最新容量市場拍賣結果[3]，2025/2026交付年的容量價格將達到每日269.92美元/兆瓦，較此前2024/2025年每日28.92美元/兆瓦增長約8倍，創歷史新高。傳統發電機組退役、數據中心等新增負荷擡升，疊加市場新規共同影響了本次競價結果。PJM表示[4]，已經退役或待退役的發電機組使得本次拍賣中供應量減少了約6.6GW，而峰值負荷預期增加了約3.2GW，主要是由於數據中心負荷增長和一個大型半導體設施投運。

► 德州電網亟待升級應對供需雙重壓力：電源側方面，BNEF報告預計本世紀末ERCOT可再生能源裝機量將增長120%[5]。負荷側方面，德州區域電網ERCOT峰值負荷面臨快速增長，2023年ERCOT最大負荷爲85.6GW，較1990年已翻倍。根據ERCOT預測，到2030年最大負荷有望再增加67GW，對應CAGR達到8.6%（vs. 過去十年2.4%），主要來自人口增長、工業活動、比特幣挖礦以及石油和天然氣生產。由於負荷增長多集中在石油和天然氣豐富以及比特幣挖礦活躍的西部和南部，德州電網面臨更高的阻塞和穩定風險。對此，德州多家公用事業公司加大投資力度，截至7月初，BNEF統計的EROCT已經批准的2024-2026年輸電項目支出已達136億美元，用於支持升級和新增電力线路、變壓器以及無功補償設備。

圖表5：PJM容量市場競價結果

資料來源：PJM Interconnection，BNEF，中金公司研究部

圖表6：ERCOT夏季峰值電力負荷（實際vs預測）

注：先前預測數據來自NERC ESD（電力供需）2023

資料來源：BNEF，NERC，中金公司研究部

降息或將加速美國再工業化進程，電網配套需提速

美國再工業化趨勢明顯。近年來，在逆全球化以及貿易保護主義思潮上升的大背景下，全球制造業產業鏈迎來重塑，帶來新增產能投資需求。金融危機後，美國政府持續推動美國從去工業化到再工業化。從初期更多以經濟內生因素主導，到特朗普政府時期逐漸加入了更多逆全球化思潮，以及拜登政府時期供應鏈安全的影響，支持力度不斷加碼。從總量數據上看，美國制造業建築施工自2021年以來穩步復蘇，2023年進一步得到加速。

降息或將加速美國再工業化進程。中金宏觀組指出，銀行調降融資利率和放寬信貸標准，有望促使消費貸款增加和小企業擴張，進而傳導至上遊的產能擴張和投資增加。就美國制造業而言，我們認爲本輪降息周期有望降低企業的融資成本、加強企業的投資意愿，鼓勵企業利用大量低成本資金進行更多長期投資以推動擴張和升級，有助於加速美國再工業化進程。

圖表7：2022年以來美國制造業建築施工同比高增長

資料來源：Wind，UNCTAD，中金公司研究部

再工業化進程加速之下，制造業投資將帶動用電量增長，提升對於電網容量、配電設備、供電可靠性及穩定性的需求。根據EPRI[6]，2021年1月1日至2023年3月1日，美國境內宣布/在建/達產的新建或擴產項目超過155個，總共拉動年新增用電量超13,000GWh（不包括20個信息不足以估算用電量的項目），其中約2/3項目將在2025前投產，對應年新增用電量至少6,500GWh。我們認爲部分新增產能投資密集區域的用電負荷緊張會更爲明顯。新能源/電池類制造商新增年負荷佔據全部新增的50%，且多集中於東南部地區。

圖表8：美國新制造項目可能對美國各區域造成的峰值負荷影響

注：制造項目數量統計時間爲2021年1月1日至2023年3月1日

資料來源：EPRI，Brattle，中金公司研究部

圖表9：美國制造業新增項目主要集中在東南部、中北部（MISO）和西南部

注：圖中數字代表自2022年8月至2023年末宣布計劃的制造項目

資料來源：GridStrategies，中金公司研究部

數字經濟催化新興用電需求

AI數據中心興起拉動美國用電需求。從傳統AI技術向生成式AI技術的持續轉變驅動美國數據中心用電需求增長。根據麥肯錫報告，2030年美國數據中心負荷將由2022年的17GW增長至35GW。在美國加州、德州、弗吉尼亞州等部分數據中心密集的區域，夏季最大負荷將明顯推升，缺電風險升級。根據Governing和Brattle，北弗吉尼亞有將近300家數據中心，是全球數據中心最密集的區域，其中公用事業公司Dominion Energy供應了該州大部分的電，該公司在2023年8月做出未來15年的數據中心計劃[7]，預計2030年該區域數據中心電力需求將從當前的3GW增加到7GW（對比該區域當前夏日高峰負荷約爲22GW），並已經表示現存的輸電設施建設未來存在無法滿足激增的數據中心用電需求的可能，正在擴建變電站並新建輸電线路。

加密貨幣挖礦催化美國新興電力需求。當前全球加密貨幣產業繁榮發展，美國是全球主要的比特幣礦區，截至2022年8月約佔全球份額38%[8]。根據EIA[9]在2024年2月發布的報告顯示2023年美國加密貨幣挖礦的年用電量約佔全美總用電量的0.6-2.3%，約等於美國300-600多萬戶家庭用戶的年用電需求；在美國各場景用電量中，加密貨幣挖礦用電量排名第四，僅低於制冷、照明和電視。面對新興用電需求帶來的挑战，目前谷歌、微軟、亞馬遜等巨頭正在積極尋找替代解決方案，如核能供電、籤署綠電PPA等。

圖表10：2030年美國數據中心負荷將由2022年17GW增長至35GW

注：2023年及以後來自McKinsey預測

資料來源：McKinsey，中金公司研究部

圖表11：美國部分含加密貨幣挖礦設備的發電站年供電量

資料來源：Brattle，中金公司研究部

發電側：降息帶動美國電源投資增長，配套電網投資需求

目前美國的電源結構依然以傳統能源爲主，可再生能源裝機快速增長。截至2023年底，美國發電總裝機1189.4GW，其中傳統能源發電裝機容量佔比約58%，天然氣、燃煤爲兩大機組主力。由於電力需求強勁增長，部分州選擇推遲燃煤燃氣機組淘汰時間，以確保電網穩定可靠運行；EIA預計2024年美國退役發電機組較2023年下降62%，其中以燃氣燃煤機組爲主。與此同時，新能源裝機快速發展，EIA年初預計2024年美國將新增62.8GW公用事業級發電裝機，其中光伏、風電、儲能合計佔比將超過93%。

爲應對不斷攀升的電力需求，我們認爲發電裝機增長大勢所趨，新建電站將帶動升壓變等電力設備需求。根據EIA預測[10]，2050年美國發電裝機容量將是2022年水平的兩倍，其中風光儲等電站建設將明顯提速，我們認爲新建電站並入電網將促使電廠升壓變需求大幅提升。

圖表12：美國各類電源發電量佔比（2023年）

資料來源：EIA，中金公司研究部

圖表13：美國發電裝機容量佔比（2023年）

資料來源：EIA，中金公司研究部

圖表14：2050年美國發電裝機容量預測

資料來源：EIA，中金公司研究部

降息或將進一步拉動美國電源投資增長。新能源項目的借貸成本變動對項目經濟性的影響顯著。據IEA估計[11]，借貸成本每增加5%，風能或太陽能項目的平准化成本就增加50%，對利率波動較爲敏感。因此高利率環境下，資本密集型可再生能源項目大多因投資回報率不高而減緩或擱淺。近年來，美國不斷上升的利率對可再生能源造成了較大負面影響，減緩了可再生能源的裝機。美聯儲降息以來，隨着利率下調，美國風光項目經濟性大幅回升，傳統電源的投資回報率也有所提高，促進先前因融資成本較高而被暫停擱置的項目重新啓動，從而進一步拉動美國電源投資增長。

圖表15：資本密集型電力新能源項目近年來借貸成本上升幅度最大

資料來源：Wood Mackenzie，中金公司研究部

盡管美國能源政策存在不確定性，但電源裝機增長明確，電網消納能力需要提升。美國能源政策尚取決於大選結果，民主黨和哈裏斯大力支持新能源發展，而共和黨和特朗普更爲支持油氣產業，或削弱可再生能源的制度激勵。不過，共和黨和特朗普並非完全反對新能源（特朗普上一任期內新能源新增裝機不降反升），而是強調能源發展遵循強市場、弱監管的原則，我們認爲新能源經濟性提高仍有望推動裝機保持增長態勢。我們認爲無論美國大選結果如何，傳統電源和新能源的新增發電裝機都需要電網配套做消納和升級，電網建設成爲關鍵的一環。

圖表16：美國光伏、風電、儲能年度新增裝機

資料來源：BNEF，中金公司研究部

圖表17：美國各電網區域並網排隊周期均持續延長

資料來源：Berkelay LAB，BNEF，中金公司研究部

電網側：美國電網投資有望保持長期增長，降息周期下投資有望加速落地

美國電網投資主要由老舊電網改造和跨州輸電线路建設爲主

美國電網投資有望迎來提速。根據BNEF，2020-2023年美國電網投資CAGR約0.5%，2023年電網投資達852億美元，其中大約2/3投資流向了配電網。向前看，我們認爲美國電網投資有望加速，主要來源於老舊電網改造升級、跨州輸電網建設，以及新增電源及負荷接入電網等因素驅動。

圖表18：美國年度電網投資預測，分輸配電（左圖）和驅動因素（右圖）

注：柱狀圖爲淨零情景（NZS）下的全球電網投資預期，折线圖爲經濟轉型情景（ETS）下的全球電網投資預期。淨零情景（NZS）假設2050年實現淨零排放；經濟轉型情景（ETS）僅納入了已立法和確定的政策，未假設長期能源和氣候目標得到實現。資料來源：IEA，中金公司研究部

美國爲電網投資提供總額超過450億美元的政府基金和貸款，旨在建設具有韌性和可靠性的能源基礎設施。在《基礎設施投資和就業法案》（IIJA）與《降低通脹法案》（IRA）中，美國電網分別獲得165億美元和125億美元的資金，重點用於農村電網、地下電纜、州際電力傳輸等項目建設與开發。另外，2022年美國能源部出台“建設更好電網”計劃，爲電網彈性創新合作夥伴關系（GRIP）/輸電便利計劃（TFP）/電網彈性公式撥款/輸電選址和經濟發展補助分別撥款105/25/23/7.6億美元。

► 電網升級改造

美國現存老舊電網設施亟待升級。作爲發達經濟體，美國電網基礎設施相對完善，但存量輸電线路大多建於20世紀60、70年代，普遍運行時間較久，逐步進入改造周期。美國商務部2021年報告顯示[12]，美國電網中變壓器平均壽命已經達到38年，有70%變壓器使用年限超過25年，一般電力變壓器設計壽命在30-40年左右，而在負載量大、極端天氣頻繁的區域的變壓器實際使用壽命更短。根據IEA的預測，到2050年美國將有800+萬公裏的電網线路需要更新；根據Brattle預測，美國2016-2050年間輸電线路改造需求平均爲100億美元，2030、2040年左右迎來兩次峰值。

圖表19：電力設備設計壽命

資料來源：IEA -- Electricity Grids and Secure Energy Transitions（2023年10月），中金公司研究部

圖表20：美國輸電线路改造需求預測

注：2023年开始爲預測數據

資料來源：Brattle estimate，中金公司研究部

部分地區或面臨更高程度的電網升級改造以適應極端天氣變化需求。1）山火：加州公用事業公司通過將更多线路置於地下以減輕山火風險，根據SCE，在山火風險較高的區域，超過40%的主要配電线路選擇置於地下，盡管風險降低、效率提升，但地下线路成本遠超地上架空线路，CPUC數據顯示地上架空线路工程大約每英裏63.4-76.0萬美元，而地下线路通常會比其昂貴3-5倍以上。2）颶風等極端天氣：今年7月、10月，德州、佛羅裏達州地區電網相繼因颶風影響，導致大面積家庭和企業停電。德州電力公司Oncor/CenterPoint Energy發布3年電網韌性計劃，規劃合計投資分別30/20億美元，以更好升級電網以應對極端天氣。

► 跨州輸電網建設

美國推動跨州輸電线路以增強電網韌性，德州新項目有望成爲打破“電力孤島”的突破口。10月3日，美國能源部宣布通過TFP計劃向4個輸電項目投資15億美元[13]，主要計劃購买由Avangrid、Invenergy、Pattern Energy、Grid United及其合作夥伴开發的輸電項目容量。其中Pattern Energy的Southern Spirit輸電項目連接了德州、路易斯阿那州、密西西比州。根據官網介紹[14]，該項目是一條約320英裏、電壓±525kV的高壓直流輸電线路，輸送容量3GW，能夠將ERCOT電網和東南部輸電網連接，項目計劃在2028年全面开工並於2031年投運，提高電網可靠性，促進不同區域電網之間的資源連接，增強電網在極端天氣的彈性。

圖表21：兩輪TFP計劃中選擇的跨州輸電項目

資料來源：DOE，中金公司研究部

電網運營商紛紛加碼投資規劃，降息背景下投資意愿有望增強

美國系統運營商和公用事業公司規劃項目充沛，投資落地確定性較強。

► 獨立系統運營商（ISO/RTO）：2023年MISO電網通過了總投資90億美元的MTEP23項目計劃，旨在強化輸電網架，2021-2023年3年間MISO總規劃項目金額接近270億美元，超過2012-2020年9年間的總金額。ERCOT批准了接近147億美元的輸電項目，其中約86%是對2024-2026年規劃的項目。

► 公用事業公司：Exelon[15]最新投資計劃規劃2027年輸電+配電投資達到82.5億美元，2023-2027年間CAGR爲6.6%，相較上一版本投資計劃增速提高2.4ppt；Duke[16]最新投資計劃規劃2028年輸電+配電投資達到71.8億美元，其中輸電投資達到28.5億元，2023-2028年間CAGR爲8.7%，年均投資額相較上一版本提高，輸電+配電年均投資額相較上一版本提高31%；加州最大公用事業公司之一SCE[17]的2024年電網資本开支計劃達47億美元，較2023年提高12%，2025年較2024年再增長28%，其2024-2028年87%投入給配電網，主要爲基礎設施替換、山火防護，以及部署軟硬件設備以增強電網可靠性。

圖表22：美國MISO輸電基礎設施項目規劃

注：數據統計截至今年初

資料來源：MISO，中金公司研究部

圖表23：加州、德州規劃中的電網投資

資料來源：BNEF，FERC Form 1，中金公司研究部

圖表24：美國公用事業公司加大資本开支計劃

資料來源：BNEF，Exelon，Duke，SCE，AEP，中金公司研究部

美國電網格局高度分散，輸配電價格受到嚴格監管。美國輸電线路擁有權非常分散，電網公司數量超過500家，其中大約2/3電網爲垂直一體化的公用事業電力公司所有，其他被衆多聯邦政府機構（如田納西水電局）、市政電力公司和農村電力合作社擁有。電網屬於自然壟斷型資產，受到聯邦政府和州政府監管，採用“成本+收益”的監管辦法（如圖表25）。一般美國公用事業公司的核價周期爲2~5年（例如加州普遍是3年的核價周期），但期間可由電力公司發起或由監管機構要求電力公司申請費率調整。根據EIA，2023年美國公用事業公司的提價費用總額達到97億美元，是2022年的2倍以上，主要原因包括電網擴容與設備更換帶來的輸配電投資上漲、借貸成本上升、勞動力及設備採購成本上升等。

我們預期降息背景下美國公用事業公司的投資意愿有望進一步增強。一般來說，電力公用事業公司通過股債權結合的方式進行融資，根據BNEF[18]，公用事業公司通常通過借款來爲55-60%的投資提供資金，其余則來自股權和留存收益的方式。當利率上行時，高昂的借貸成本會侵蝕公用事業公司，降低公用事業公司投資意愿。而當利率开啓下行通道，盡管融資成本下降最終會驅動准許回報率下行，但考慮到核價周期一般滯後於降息周期，我們認爲降息環境仍然可以鼓勵公用事業公司增加資本支出，用於升級和擴展輸配電網基礎設施。

圖表25：美國電力公用事業公司的收益模型

資料來源：謝开《美國電力市場與監管實例分析》（2017），中金公司研究部

圖表26：2014-2024E美國公用事業年度費率調整金額

注：數據截至2024年9月

資料來源：S&P Global，EIA，中金公司研究部

供給側：美國電力設備供應鏈緊缺局面短期難以緩解

本土供給壓力較大，產業鏈瓶頸難突破

美國本土供給持續緊俏，較爲依賴海外產能。根據美國政府報告，美國對變壓器等電力設備進口依賴較爲嚴重，本土廠商競爭能力較爲欠缺[19]。我們認爲當地變壓器本土供給持續緊俏主要由三重因素導致：1）供應鏈短缺；2）海外廠商投產時間較遠；3）行業缺乏統一標准。

供應鏈短缺：原材料、零部件、人力等瓶頸制約

原材料方面：產能緊俏疊加關稅削弱進口意愿，美國取向硅鋼供需持續緊張。取向硅鋼具有技術、資金和長建設周期壁壘。取向硅鋼（GOES）是一種含硅量爲0.5～4.5%的含碳量低的硅鐵軟磁合金，主要用於變壓器的鐵心，在變壓器中價值佔比在20%左右。

► 技術方面：工藝流程長、關鍵工藝控制點多、工藝控制精度高。從高爐煉鐵开始，經過冶煉、軋制及多道深加工流程最終制成成品，全流程有多達600多項工藝關鍵控制點，所有控制點必須同時全部達標，才能生產出合格的產品。控制精度方面，以鋼水成分控制精度爲例，一些主要成分含量需控制在±百萬分之七範圍內，檢測精度、檢測時間、工藝控制、原料質量控制需較長時間的磨合與優化。高質量的HiB取向硅鋼比普通取向硅鋼技術壁壘更高。

► 資金方面：單噸投資成本高。我們根據主要上市公司硅鋼項目情況測算，取向硅鋼平均投資額在13000元/噸左右，大於無取向硅鋼平均投資額7000元/噸。資金壁壘較高或將掣肘行業內大規模的產能投放。

► 建設周期方面：生產設備到位時間長，擴產周期相對較長。根據我們估測，海外取向硅鋼生產從獲取許可證到設計、設備制造，建造一座用於生產取向硅鋼的鋼廠通常需要3-5年。對於高性能取向硅鋼而言，關鍵設備到位及調試時間較長，一般需要2年甚至更久，我們認爲這將拉長取向硅鋼產线建設進度。

圖表27：取向硅鋼生產技術壁壘較高

資料來源：Mysteel，中金公司研究部

全美僅存一家取向硅鋼廠，其他廠商尚無擴產項目。過去美國進口硅鋼價格偏低，使得美國本土幾乎出清了所有的取向硅鋼廠。Cleveland-Cliffs在2020年收購AK Steel，並成爲目前美國唯一一家取向硅鋼生產商，Cleveland-Cliffs在巴特勒工廠現有產能爲取向硅鋼和無取向硅鋼共計24萬噸，並且兩者共享通用生產設備。根據Cleveland-Cliffs公告及投資者交流，我們認爲由於其無取向硅鋼下遊主要是新能源汽車，整體景氣度及關注度較高，Cleveland Cliffs對於將無取向硅鋼產线轉爲取向硅鋼的意愿相對較低。

美國鋼鋁關稅影響進口積極性，當前取向硅鋼短缺或較難緩解。美國從2018年3月开始對進口美國的鋼、鋁分別徵收25%和10%的關稅，覆蓋包括歐盟、英國、中國、印度、俄羅斯、土耳其等國[20]，2019年取向硅鋼進口重量/金額爲2.7萬噸/507萬美元，同比下降56.5%/54.3%，然而美國徵收關稅也並未達到增加國內取向硅鋼生產和消費增加的預期結果。盡管美國已於2021年和2022年取消了對歐盟、英國和日本的關稅政策[21]，但對於中國的關稅仍然存在，而全球取向硅鋼產能主要集中在中國，我們認爲並不能完全緩解美國進口層面的取向硅鋼緊缺。

圖表28：2024年上半年美國進口取向硅鋼來源

資料來源：USITC，中金公司研究部

圖表29：分季度美國取向硅鋼進口金額

資料來源：USITC，金公司研究部

配套零部件方面：本土供應鏈多有短缺，且交期長。以分接开關爲例，分接开關爲35kV以上變壓器的核心零部件，全球供應格局集中，主要爲華明裝備、德國MR、日立ABB三家，海外主要以德國MR爲主，對於美國變壓器廠來說進口MR/日立ABB的產品，價格高昂、交期較長。此外，其他零部件環節如套管等也都出現了緊張現象[22]，我們認爲零部件供應的緊張或將使得海外廠家擴產難度加大。

人力方面：變壓器行業本土勞動力資源萎縮，拖慢擴產進度。變壓器制造具有技術和資源密集型的特點，其中的焊接、繞线、疊片等步驟所需人力較多，特別是大型電力變壓器需要定制化生產，技術規格和安全標准較高，通常對勞動力素質的要求更高，較爲復雜的工種需要經過1-2年甚至更長時間的培訓。美國過去制造業的離岸外包，造成其整體制造業的老齡化，本土公司較難找到具備焊接、繞线、變壓器測試等環節制造能力的員工，人力資源不足拖慢了變壓器廠商整體擴產進度。

外資變壓器廠商投產時間較遠

擴產周期或與需求周期不匹配。海外廠商擴產整體決策鏈較長，擴產周期普遍在2-3年以上，海外存在新產线投產後產能利用率不足、投資回報較低的風險，甚至在中國的分工廠擴產，也經常出現產能延遲投產現象。變壓器海外主流廠商發展歷史較久，跨越周期，曾多次出現利潤率較低的狀態，例如ABB前幾年將變壓器業務出售給日立，因此我們認爲外資變壓器廠商擴產決策普遍會比較謹慎。

美國擬在2029年引入新變壓器標准，供應鏈挑战或將升級。2024年4月，美國能源部最終確定配電變壓器的能效標准[23]，相較於原先提案中建議95%的配電變壓器使用非晶合金並計劃在3年後生效，最終標准提出75%配電變壓器將使用符合標准的晶粒取向電工鋼，並正式實施計劃延長至5年。一旦新標准實施，廠商將需要投入時間和資金進行產线改造，增加成本。針對最終標准，美國國家電氣制造商協會（NEMA）總裁兼首席執行官Debra Phillips表示，“雖然乍一看，這項最終規則似乎對最初提議的內容進行了重大改進，但我們仍然擔心規則制定可能會加劇供應鏈挑战和這些關鍵電網組件的漫長交貨時間。”[24]

行業缺乏統一標准

下遊公用事業公司定制化需求拉長了生產周期，標准統一較難達成。公用事業公司有各自的變壓器設計和要求，選擇根據自身定制規格給廠商下訂單，缺乏統一標准使得批量自動生產存在困難。國家基礎設施咨詢委員會（NIAC）報告顯示不同規格配電變壓器或達約8萬種，並表示公用事業公司和制造商都一直沒有足夠的動力去追求變壓器標准化，達成廣泛共識可能很困難[25]。盡管美國能源部已經开始着手研究推廣標准化的效果以及批量生產標准變壓器的可行性，但我們認爲由於美國公用事業公司較爲分散，涉及環節較復雜，標准化生產仍然需要較長時間才可能有實質性推動。

以數據驗證美國本土供給發展趨勢

供需趨緊推升價格上揚、交期延長、進口依賴提升

價格方面，近年供需關系趨緊推動關鍵電力設備價格指數明顯上漲。2010-2019年變壓器價格指數基本常年在較窄範圍內波動，而自2020年1月以來，變壓器、开關等電力設備價格快速提升並維持高位，截至2024年7月，主網電力變壓器較2020年1月增長超80%，升壓變、配變、中壓开關設備均出現超40%增幅。

圖表30：變壓器（左圖）和輸配電設備（右圖）價格趨勢

注：縱坐標軸以2020年1月價格爲100

資料來源：Wood Mackenzie，中金公司研究部

變壓器交付時間不斷延長。根據Wood Mackenzie數據，美國電力變和升壓變的平均交付周期已經從2021年的50周提升至2024年二季度的140周左右，且由於不同項目的設備參數要求均有不同，交付周期存在較大不確定性。此外，由於大型變壓器具備高定制化、高復雜性的特點，高端廠商數量有限，其平均交付周期較小型更長，最高可達260周以上。

圖表31：交付周期持續拉長且存在較大不確定性

資料來源：Wood Mackenzie，中金公司研究部

變壓器進口依賴度逐步走高。美國主網電力變壓器相較於配電變壓器進口依賴程度更高，根據Wood Mackenzie統計，截至2023年第4季度，大約78%的電力變壓器和38%的配電變壓器來自進口。回顧過去3年來，由於美國本土產能受限，變壓器進口廠商佔比均呈現逐步提升態勢，主要進口國包括墨西哥、加拿大、韓國等，其中中國份額大約爲5-10%。根據BNEF預測，即便美國本土廠商進行擴產，到2030年美國電力變壓器進口比例依然高達55%（圖表34）。

圖表32：變壓器進口廠商市場份額提升

資料來源：Wood Mackenzie，中金公司研究部

圖表33：變壓器主要進口國家份額

資料來源：USITC，中金公司研究部

圖表34：美國大型電力變壓器供應缺口

注：大型電力變壓器指容量在100MVA以上的變壓器

資料來源：BNEF，中金公司研究部

圖表35：美國配電變壓器市場格局

注：數據截至2024年一季度末

資料來源：Wood Mackenzie，中金公司研究部

圖表36：美國電力變壓器市場格局

注：數據截至2024年一季度末

資料來源：Wood Mackenzie，中金公司研究部

外資廠商業績驗證北美本土變壓器供需緊張局面

海外電力設備廠商在其財報中表示北美市場的強勁勢頭。我們通過各公司財報及披露數據驗證北美市場電力設備需求景氣度向上，並且本土電力設備交付周期仍然較長。

► 伊頓：美洲電氣部門業績持續創新高並進一步上調業績指引。受益於下遊需求景氣度提升，伊頓美洲電氣部門收入及營業利潤率近幾個季度屢次達新高，公司在1-2Q24財報中連續上調其今年對美洲電氣的業績指引。從訂單表現看，2Q24美洲電氣在手未交貨訂單同比增長29%，且BB ratio維持在1.2的高位水平。

► 現代電氣：北美市場高速增長、佔比提升。公司在其財報中表示北美電力設備市場持續受益於新能源投資、再工業化、數據中心及電動汽車等應用。2Q24公司北美市場收入同比+88.7%，佔比從1Q24的28%提升至35%，主要來自於電力變和配變同時銷售增長；訂單方面，公司2Q24新增訂單中北美市場佔比約47%，BB ratio約爲1.78，高於公司整體水平的1.31。

► 其他涉及北美業務的公司紛紛在財報中表明了當前北美市場訂單、收入較好，體現當前需求旺盛。日立能源隸屬綠色能源及移動板塊2Q24在北美收入增速較快，同比+58%；西門子能源公告表示2Q24電網科技板塊來自美國和德國的訂單增長強勁；GEV在2024投資者日表示電氣部門美國客戶需求明顯提速。

風險提示

海外電網投資不及預期。電力行業的發展容易受到產業政策的影響，若海外部分國家的能源政策發生重大變化，或者海外電網公司調整電網投資規劃、縮減投資規模、延緩項目實施進度，那么海外電力設備需求增長將低於預期，進而影響相關企業的訂單和業績。

國際貿易政策變化風險。出口貿易受到出口國家及地區的關稅等諸多貿易政策影響。如果部分國家通過關稅、本土化要求、政府禁令等設置更高的進入門檻，一定程度上會加大海外業務拓展難度、影響中國企業競爭力，出口營收和利潤會因此產生波動。

匯率波動。海外結算涉及美元、歐元、英鎊、巴西雷亞爾等多種貨幣，若匯率波動明顯，對相關公司經營業績、終端價格競爭力都會造成階段性影響。

Source

文章來源

本文摘自：2024年10月24日已經發布的《布局美國設備投資重啓：電力設備篇》

曾韜分析員 SAC 執證編號：S0080518040001 SFC CE Ref：BRQ196

曲昊源分析員 SAC 執證編號：S0080523060004 SFC CE Ref：BSW232

劉倩文分析員 SAC 執證編號：S0080523070014 SFC CE Ref：BUS531

閆汐語聯系人 SAC 執證編號：S0080123100060 SFC CE Ref：BUS229

注：本文來自中金研究於2024年10月25日發布的《中金 | 布局美國設備投資重啓：電力設備篇》，證券分析師：曾韜曲昊源等