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中国中低压变频器行业研究

http://www.cction.com  2013-02-21 10:19  中企顾问网

本文导读:国外企业占据了中低压变频市场80%以上的市场份额。中低压变频市场符合大市场小公司和替代进口的特征。在高精密要求的领域,国外品牌占据绝对优势。中低压变频器下游客户广泛、生产企业众多,庞大的市尝分散的客户众多的竞争对手,决定了中低压变频企业必须注重品牌与渠道的培养,从产品质量和个性化定制方面培育差异化竞争力。

    中低压电机功率一般都在355kw以下(高压电机普遍>2000kw),所以中低压节能效果不如高压电机显著。但是中低压电机一般都处于生产线和生产工艺中重要环节(机床、轧钢、电梯等),此类型电机运动精度要求高(误差<0.02%)、运动方式复杂(正反转、急停、加速等),所以中低压电机对电机的性能和控制要求更高。

    1、中低压变频器行业特点简析

    行业规模和应用领域不断扩大

    上世纪80年代外资变频器产品开始进入我国市场,随着我国经济的高速发展和人们节能环保意识的增强,90年代以来变频器在工业领域的应用越发普及,行业规模迅速扩大。随着市场的扩大和用户端需求的多样化,国内市场上的变频器产品功能不断完善,集成度和系统化程度越来越高,操作更加方便,同时也出现了某些行业的专用变频器产品。另外,变频器的应用领域也在不断扩大,以中低压变频器来看,从工厂的生产加工设备到中央空调、从重型机械到轻纺行业、从0.4千瓦的小功率到上千千瓦大功率电机都已广泛使用,取得了显著的经济效益。

    与外资品牌相比,内资品牌在技术上存在一定差距

    我国变频器配套产业的实力相对较弱,总体上看国产品牌无论在技术、加工制造、工业设计等方面还是在资金实力方面,都与国外品牌存在差距,特别是与西门子、ABB两大巨头相比差距更加明显。本土变频器企业大部分以V/F控制产品为主,对于性能优越、技术含量高的矢量变频器等产品,绝大多数内资企业还没有开发出成熟的产品。虽然个别表现突出的内资品牌如深圳英威腾、成都希望森兰等已有矢量变频器产品问世,并在部分市场应用领域取得了突破,但与国际巨头相比,其产品的种类、规格还有待进一步充实和丰富。

    本土品牌的份额迅速扩大,本土优势品牌的实力迅速提升,但大部分市场份额仍被西门子、ABB、三菱、安川等外资品牌占领。国内变频器市场外资品牌先入为主,直到2000年前后还占据着90%左右的市场份额。随着本土品牌的兴起,内资变频器企业的市场份额逐步扩大,特别是近几年出现加速替代外资品牌的趋势。

    到目前为止中国市场上涌现出众多内资品牌。深圳英威腾、成都希望森兰、深圳汇川技术都推出了较成熟的矢量产品,其中深圳英威腾还拥有成熟的中压矢量产品,08年开发出高压变频器,并凭借行业专用变频器成为世界港机巨头振华港机的第一家国产品牌供应商,综合产品线齐全程度已经超越三菱、艾默生等外资知名品牌;深圳汇川技术的行业专用矢量变频器也取得了初步的市场成功,成功进入拉丝机、电梯、机床等日资品牌的优势行业,表现出较强的市场竞争力。

    2、中低压变频器行业供需分析

    变频器生产企业的供应商

    第一类供应商主要提供外壳材料和普通的电子元件等,例如机箱、散热装置、电抗器、滤波器、制动电阻、断路器、继电器等。这类供应商主要来自国内,数量相对较多,对变频器生产企业的影响相对较小。变频器生产企业一般有较多的选择,选择不同的品牌对其最终产品质量和生产成本影响较小,因此议价能力相对较强。

    第二类供应商提供中、低压变频器产品的核心功率器件IGBT。IGBT属功率半导体产品,国内在该领域起步相对较晚,几家较大的内资品牌普遍采用德国和日本的进口产品,特别是英飞凌和三菱两大品牌。除了英飞凌和三菱之外,德国和日本还有几家从事IGBT业务的公司,其现有产品可以做到替代英飞凌和三菱,但英飞凌和三菱有部分器件规格是他们现有产品线中没有的。国内也有四五家供应IGBT的国内企业,但相比之下产销量仍然偏小。从表面上看,该行业内的企业不得不大部分依赖英飞凌和日本三菱的进口产品,议价能力较弱。但实际上,较有实力的变频器企业往往备有多种产品方案,可以采用不同品牌的IGBT,不会对某一品牌有太大的依赖。而且随着产品技术和相关市场的发展和变化,目前后起的几家IGBT品牌生存压力增大,正在对英飞凌和三菱两强的市场份额形成更强的冲击;各厂商正在推出的下一代产品中均采用了标准化的设计,各品牌的兼容性大大提高,替代更为方便;同时国内企业进步较快,其实现量产的产品已经可以替代德国和日本的进口产品。因此目前本土变频器企业的采购风险已经降低了许多,未来这一风险还会继续降低。

    2007年以来IGBT市场价格呈现明显的下降趋势,主要也是技术发展、供货渠道的增多、市场竞争加剧所致,变频器企业在IGBT器件采购方面的主动性越来越强。

    变频器生产企业的下游产业

    中低压变频器产品的应用涉及到我国国民经济的许多领域,行业的发展不可避免地受到下游相关行业和应用领域的影响。本节简要介绍中低压变频器产品的主要应用领域如起重机械、冶金、油气钻采、纺织化纤行业等。

    起重机械行业(包括港口起重机械)自2002年以来,中国起重行业快速发展。2004到2007年,我国起重机年产量增速保持20%以上。08年后虽然增速稍有回落,增速保持在10%到20%左右。

1997-2011年我国起重机年产量
    工程起重机行业经历了连续多年的超高速发展,但随着我国四万亿资金刺激的消失,高铁、城镇建设等步伐的放缓,以及世界经济的动荡等诸多不利因素影响,导致2012年的整个行业产品销售急速下滑。

    进入2012年,行业1~5月的形势不容乐观。2012年1-5月全行业营业收入达到150.7亿元,同比下降30%;利润总额17亿元,同比下降45%;销售起重机共计1.6万多台,同比下降35.6%。其中汽车起重机(包括全路面起重机)下降尤为突出,1~5月销售11200多台,同比下降45.7%;履带起重机销售约750台,同比下降15.3%;而随车起重机呈增长势态,销售4000多台,同比增长18.6%。

    未来,中国起重行业将保持稳步发展。随着中国公路建设的发展和随车起重机技术水平的不断提高及产量的扩大,履带式起重机和随车起重机将会有较大的发展空间;小吨位汽车起重机的产销量会进一步减小;中大吨位汽车起重机的系列不断完善、产品更新换代;全地面起重机的研发和生产将得到加强;出口快速增长。

    港口起重机虽属于起重机范畴,但由于它用于港口,所以它又具有自己某些独特性。据统计,在2006-2010年期间,目前遍布全球85个国家的港口运营当局在动工和拟建设的港口投资建设项目超过260个,其中购置岸桥的支出更将达到92亿美元,2006-2010年间全球港口集装箱吞吐量将保持每年平均9.4%的复合增长达到6.25亿TEU。全球港口起重机械2005-2007年需求量平均增长20%,以振华港机为代表的中国港口机械业更以迅猛的态势抢占国际市场,至2007年底,振华港机的主导产品占到世界市场的70%以上,被称为“唯一一家在全球拥有垄断优势的中国公司”。

    变频器主要在起重机械的应用包括大车、小车、回转、仰俯和变幅等,要能够适应频繁的起停、正反转和大启动转矩的特点,因此对变频器的响应速度、控制精度、输出转矩的要求都比较高,通常需要采用闭环矢量控制方式的高精度变频器,同时具备四象限运行功能以提高频繁上下运行的节能效果,而且普遍以中大功率为主。由于综合技术要求高,即使一般的外资品牌也很难满足,该市场长期被西门子、ABB两大品牌占据,进入中国市场较早的富士和安川也有一定的市场。值得一提的是国产品牌中规模最大的英威腾从去年开始进入振华港机,填补了多年来国产变频器在该领域的空白,成为近年来变频器行业最受瞩目的事件之一。随着中国起重机械行业的稳定快速发展,变频器在该行业的市场前景十分可观。2008年中低压变频器在起重机械行业的市场容量约为13.5亿元,其中中压变频器约为0.4亿元。

    纺织化纤

    据国家统计局公布的数据,2012年1-5月份我国规模以上纺织全行业完成工业总产值21449.31亿元,其中纺织行业完成工业总产值12013.31亿元,占纺织全行业的56.01%;服装服饰行业完成6267.97亿元,占29.22%;化纤行业完成2747.12亿元,占12.81%;纺织机械行业完成420.91亿元,占1.96%。

    2012年以来,纺织行业生产增速持续放缓,根据国家统计局数据,1~7月全国3.7万户规模以上纺织企业累计实现工业总产值31467.1亿元,同比增长10.9%,增速较上年同期下降18.8个百分点,较今年一季度下降3.8个百分点。受国内宏观经济增速趋缓及物价水平持续高位等因素影响,2012年以来,我国纺织品服装内需消费增速有所回落。1~7月规模以上纺织企业内销产值为25770.3亿元,同比增长12.5%,较上年同期下降20.3个百分点,较今年一季度下降3.8个百分点。

1990-2011年我国纱年产量
1990-2011年我国布年产量
    变频器在纺织化纤行业的应用主要包括化纤生产中的螺杆挤出机、前纺(拉伸、卷绕)设备和后加工(牵伸、剪切)设备,纺织机械中的并条机、粗纱机、络筒机、针织领域的大圆机等。该领域以中小功率机型为主,而且通常不涉及四象限运行,因此技术要求上低于起重机械和电梯用变频器,但由于对质量稳定性要求较高,同时拉伸、卷绕和牵引等设备的运行精度要求也较高,因此也普遍采用矢量变频器,总体来看该领域属变频器应用的中高端市场。目前纺织化纤行业应用的变频器以欧美和日本品牌为主,作为台资品牌领头羊的台达也有一定的市场。2008年纺织化纤行业的中低压变频器市场容量约12.9亿元,主要是低压变频器。

    油气钻采行业

    作为重要能源和优质化工原料之一,石油是关系国计民生的重要战略物资,石油工业是我国国民经济的重要基础产业。根据国家统计局数据,2010年中国原油产量2.03亿吨,同比增长7.4%。新世纪以来,我国原油产量虽连年递增,但增幅较小。中国的石油需求十分可观,被视为近年来国际油价大涨的关键因素。据海关总署的统计数据,2010年中国石油净进口量达25358万吨,同比增长16.6%,在2007年首次占到国内油品消费量一半之后,2010年中国石油净进口量在国内油品消费量中的占比已升至57.4%。而在加入世贸组织(WTO)前的2001年,中国石油进口依存度只有30%。

我国石油和天然气产量
    天然气是存在于地下岩石储集层中以烃为主体的混合气体的统称,是优质燃料和化工原料。全球能源战略和可持续发展战略是催生天然气消费需求的主要推动力,降低石油消费和大力推广清洁能源使天然气在全球能源消费中的比例逐渐增加,已由1978年的3.2%提高至2010年的4.4%,而石油消费由1978年的22.7%下降至19.0%。

    天然气行业作为我国国民经济的基础能源性行业,为国家的经济和社会发展提供了重要的基础保障。由于环保对清洁能源需求的加大,加之受高油价的影响,天然气产业已成为一个新的经济增长点。自“八五”规划以来,我国天然气行业进入高速发展时期,但对天然气消费的推动主要从“十一五”开始。随着骨干管道的建成,天然气消费迅猛增长。如上图所示,近几年,我国天然气行业飞速发展,天然气产量年增长率近20%。变频器在油气钻采行业主要用于采油机、注水泵、潜水泵、输油泵、气体压缩机等负载类型,主要以电机节能为目的。其控制精度要求不是很高,但由于工作环境温度高、湿度大、腐蚀性较强的特点,对环境适应性有较高的要求,属变频器应用的高端市场。该行业应用的品牌较多,以西门子、ABB、富士、罗克韦尔最为常见。2008年油气钻采行业的中低压变频器市场容量约10.0亿元,其中中压变频器约2.8亿元。

    冶金行业

    2008年以后中国冶金行业产品产量增速明显放缓。截止2012年底,全国累计生产生铁65,791.00万吨,同比增长2.72%;生产钢71,654.00万吨,同比增长4.56%。冶金行业在经历了几年的快速增长后,最近几年在政策的影响下增速将放慢。根据国家颁布的《钢铁产业发展政策》,我国钢铁产业发展将向控制总量增长,推动技术升级和产业布局、产品结构调整转变;新增生产能力将与淘汰落后生产能力相结合,原则上不再大幅度扩大钢铁生产能力。投资的放缓将影响该行业变频器市场的进一步扩大,总体上变频器在该行业的市场容量将保持稳定增长、但增速逐步放慢的态势。

    变频器在冶金行业的应用非常广泛,从公用工程用的风机、水泵、料浆泵到板材和线材的轧机等,其中风机和泵类对变频器的控制精度要求不高,但工作稳定性、环境适应性有较高要求,属变频器应用的中低端市场。但由于其采购往往和轧机等技术要求高的设备同时进行,因此该领域仍以外资品牌为主,常见的有ABB、西门子、施耐德和富士。轧机用变频器则在技术要求上与前述的风机和泵类完全不同,不但对控制精度、响应速度和过载能力要求高,而且大部分是中大功率机型,是变频器应用的典型高端市场,目前该领域长期被西门子和ABB垄断,其他外资品牌都很难进入,更不用说国产品牌。2008年我国冶金行业的中低压变频器市场容量约9.6亿元,其中中压变频器约为2.1亿元。石化和化工行业

    2011年1-12月份,全国石油化工行业实际完成固定资产投资金额14301.43亿元,同比增长23.4%;全行业固定资产投资计划投资额37692.35亿元,同比增长18.7%。全行业施工项目累计达16656个,同比增长4.1%;新开工项目11350个,同比增长2.5%;全行业竣工项目累计达10451个,同比增长8.9%。

    2012年中国石油化工也的运行态势缓中趋稳,稳中求好。2012年1-10月,全行业总产值为9.99万亿,同比增长11.2%;行业固定资产达1.39万亿元,同比增长27.7%,增速较上年增长7.6个百分点;2012年1-11月份,石油化工进出口同比增长5.6%,出口同比增长0.4%,进口同比增长7.7%。在石化和化工行业,变频器主要应用于各类泵、压缩机和公用工程方面,以达到控制工艺水平的目的,属变频器应用的中低端市场。在中低压变频器各个细分市场中以该行业的品牌分布最为杂乱,日资、欧美、台资和国产品牌都可以看到。2008年低压变频器产品在石化和化工行业的市场容量约为9.5亿元,其中中压变频器约为0.6亿元。

    煤炭行业

    2008年我国煤炭消费结构呈现多元化特点。长期以来,电力、冶金、化工和建材4个行业是主要耗煤行业。这4大行业煤炭消耗量约占总消耗量的70%左右,其中电力行业煤炭消费量占总消耗量的50%以上。

    煤炭行业作为我国的基础能源行业一直以劳动密集型为特点,欲使其向技术密集型转变走新型工业化道路,必须大力推广高新技术,提高设备的运行效率及自动化控制水平。作为一种强弱电混合、机电一体的综合性技术,变频调速其近年来的发展为煤炭企业正在进行着的工业现代化高产、高效建设提供了良好契机。变频器在煤炭行业的应用主要是矿井提升机、带式输送机等输送装置、通风机和水泵等。其中提升机和输送装置对变频器的转矩控制精度和响应速度有较高的要求,特别是提升机还需要配置四象限运行功能,属变频器应用的高端市场;风机和泵类的应用虽然控制精度要求低,但由于矿井高温、潮湿的特点以及对变频器工作稳定性和防爆等方面的特殊要求,定位其为中高端应用市场比较恰当。该行业常见的外资品牌有西门子、ABB、安川和罗克韦尔等,内资品牌主要是英威腾和新风光。2008年低压变频器在煤炭行业约3.8亿的市场容量,中压变频器约为5.2亿元。

    电梯行业

    电梯耗电量巨大,是高层建筑最大能耗设备之一。据中国电梯协会估计,我国平均每部电梯每天耗电量约40kWh,约占整个建筑能耗的5%。所以节能对于电梯运营方的意义重大,是电梯行业发展的主要方向,市场容量十分可观。据电梯行业协会统计,2011年中国电梯销量达45万部,与2010年销量相比增长23%,电梯保有量约200万部。如果2015年全部采用节能电梯,将节电800亿千瓦时。

    目前,中国的节能电梯技术已经达到世界先进水平,产品已经覆盖了2.0M/S以下的乘客电梯,3000KG以下的载货电梯,随着旧楼加装电梯、楼宇电梯改造以及房地产市场的快速发展,电梯的需求量越来越大。国家规定20米以上高楼就应安装电梯,因此未来电梯最大的市场将是住宅市场。此外,机场、商场、地铁等大型公共设施建设对自动扶梯、观光电梯等电梯的需求量也十分可观。预计未来10年,我国电梯市场仍有望保持年均20%左右的增长速度。

    变频器产品已经在电梯领域应用得较为成熟,通常集成在控制器部分,以低压变频器产品为主。安川、富士、三菱等日资品牌的变频器在电梯行业较为流行。汇川技术、英威腾等近年来在电梯专用变频器方面进展较快,其中汇川技术成功进入了几家较具规模的民营电梯企业,但电梯产销量最大的奥的斯、三菱、迅达等几家外资品牌尚未开始采用国产变频器,说明国产品牌在该领域的应用技术开发尚有差距。总体上看电梯专用变频器的技术要求略低于起重机械和冶金两个典型的高端应用领域,但对舒适性的要求更高,需要根据人体感觉做某些细致功能的开发,这正是国产品牌的差距所在。2008年,电梯行业的中低压变频器市场容量约为8.0亿元,均为低压变频器。

    建材行业

    建材行业是耗能大户。2011年,建材工业能源消耗总量为2.436亿吨标准煤,约占工业能源消耗总量的9.7%,仅次于冶金、化工成为第三耗能大户。作为建材子行业之一的水泥行业,其能源消耗总量大约占建材行业的75%,被列为国家重点关注的高耗能行业。据相关机构统计,我国的水泥生产能力中的70%左右是技术水平落后的立窑,能耗较高。通过变频器改造,能够节电10%至20%,同时提高产品质量的可控性,推广应用的发展空间很大。

    变频器产品主要应用于建材行业的鼓风机、粉碎机、皮带传送机、排气风机、回转窑等领域。其中除少量中大功率的中压变频器有一定的技术要求之外普遍对变频器的性能要求不高,普通的VF控制或开环矢量变频器即可满足要求,属变频器应用的中低端市场。该领域的品牌也相当多,从西门子、ABB等国际品牌到欧瑞、英威腾等国产品牌都有采用,凭借性价比优势,国产品牌在建材行业的市场影响力持续扩大。2008年我国建材行业的中低压变频器市场容量约6.8亿元,其中0.5亿元为中压变频器。

    中低压变频器行业市场容量

    中低压变频的下游产业主要是起重,冶金,电梯,纺织,油气开采,石化等行业。

    由于中低压变频是工矿企业生产工艺所必须的配套技术,所以需求比较平稳,虽然没有高压变频增速明显,但是内资中低压变频企业面临的机遇主要是替代进口。

    进入新世纪以来我国中低压变频器行业继续迅速发展。从2000年至今,除2008年受金融危机影响增速有所放缓之外,绝大部分年份中低压变频器市场容量的年增长率都高于15%。2008年我国中、低压变频器的市场与2007年相比增长率约13%,市场容量约111.8亿元,占国内变频器市场总容量的76%左右。其中,低压变频器部分约为97.7亿元,中压变频器部分约14.1亿元。根据国内中、低压变频器市场过去几年市场规模的统计数字,对未来4年我国中、低压变频器市场容量进行了估算。到2012年,我国中低压变频器市场容量可达190亿元左右。其中,低压变频器市场容量约160亿元,中压变频器市场容量约30亿元。

2003-2012年中低压变频器市场规模估算
2003-2012年中低压变频器市场规模发展
    中低压变频行业的竞争格局

    国外企业占据了中低压变频市场80%以上的市场份额。中低压变频市场符合大市场小公司和替代进口的特征。在高精密要求的领域,国外品牌占据绝对优势。中低压变频器下游客户广泛、生产企业众多,庞大的市场、分散的客户众多的竞争对手,决定了中低压变频企业必须注重品牌与渠道的培养,从产品质量和个性化定制方面培育差异化竞争力。

    从上世纪80年代初开始,变频器行业在我国已经发展了20多年,期间经历了认知阶段、组装阶段和自主研发阶段。上世纪90年代以来,特别是2000年前后,中、低压变频器生产企业“群雄并起”,除了约40家外资品牌之外,内资品牌已达到约100个。随着本土变频器企业的兴起,行业利润率逐步下降,少数发展较快的企业开始形成规模,在市场竞争中占据了有利地位。2011年低压变频器市场规模在前十位的厂商,市场占有率达到64.6%,而在2010年它们的市场占有率为60.7%,这说明中国低压变频器市场格局正在发生变革,缺乏特点的小型企业正被淘汰或转型。与此同时,本土品牌市场占有率继续提升。2011年欧美品牌市场占有率为61.3%,相比较2010年,下降了2.5个百分点;日韩品牌市场占有率为15.6%,与2010年相比,下降1.1个百分点;本土品牌市场份额为23.1%,较2010年升高3.6个百分点。

2011年低压变频器市场占有率
从国内中、低压变频器市场的品牌数量看,内资品牌的数量占70%以上,其中绝大多数是销售额不到5000万元的小企业,随时有被市场淘汰的危险。虽然少数规模领先的本土企业例如深圳英威腾、深圳汇川等企业技术实力快速提高,产销规模迅速扩大,品牌效应正在形成,但整体实力与国际知名品牌特别是德国西门子、瑞士ABB两大巨头相比仍有明显差距,包括综合技术水平、资本实力、管理等方面。随着这些企业继续加大研发投入和改进经营管理水平,差距正在逐渐缩小。

2010年我国低压变频器市场份额

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