1、2022 年深度行業分析研究報告 3 正文目錄正文目錄 投資聚焦投資聚焦 . 2 2 1.1. 電力線纜行業未來的趨勢:大容量、地下與節能電力線纜行業未來的趨勢:大容量、地下與節能 . 5 5 1.1. 新型導線助力架空線提升輸電能力 . 5 1.2. 城鎮化與海上風電促進電纜產業快速發展 . 8 1.3. 超大容量輸電的不二選擇:GIL 管廊 . 11 2.2. 發展趨勢打開行業空間,競爭格局增厚企業利潤發展趨勢打開行業空間,競爭格局增厚企業利潤 . 1212 2.1. 新型電力系統帶動存量與增量并舞 . 12 2.2. 發展趨勢打開市場空間 . 17 2.3. 技術更迭優化競爭格局 . 2
2、1 3.3. 投資建議:關注線纜領域龍頭公司投資建議:關注線纜領域龍頭公司 . 2424 3.1. 中天科技:線纜研發制造排頭兵,新能源新材料多點開花 . 24 3.2. 東方電纜:海陸電纜齊頭并進,高端產品助力騰飛 . 26 3.3. 寶勝股份:傳統線纜需求穩定,海纜注入發展動力 . 27 3.4. 長纜科技:專注于電纜附件的國產化尖兵 . 28 3.5. 安靠智電:先鋒輸電專家,服務未來電力 . 29 3.6. 建議關注:漢纜股份、萬馬股份、大連電瓷 . 30 圖表目錄圖表目錄 圖表圖表 1 1:架空、電纜、:架空、電纜、GILGIL 輸電技術方案各有優勢輸電技術方案各有優勢 . 5 圖表
3、圖表 2 2:導線是架空線最重要的組成部分導線是架空線最重要的組成部分 . 5 圖表圖表 3 3:相同輸送容量下電纜線路造價遠高于架空線路相同輸送容量下電纜線路造價遠高于架空線路 . 6 圖表圖表 4 4:鋼芯鋁絞線結構簡單:鋼芯鋁絞線結構簡單 . 7 圖表圖表 5 5:軟鋁:軟鋁 SZSZ 型和型和 T T 型線有效增大輸電截面型線有效增大輸電截面 . 7 圖表圖表 6 6:耐熱鋁合金導線外層可耐高溫:耐熱鋁合金導線外層可耐高溫 . 8 圖表圖表 7 7:棒型碳纖維復合芯軟鋁型線可耐高溫:棒型碳纖維復合芯軟鋁型線可耐高溫 . 8 圖表圖表 8 8:北京、上海、南京等地相關政策要求架空線入地:
4、北京、上海、南京等地相關政策要求架空線入地 . 9 圖表圖表 9 9:海南聯網二回工程采用:海南聯網二回工程采用 500kV500kV 超高壓海纜超高壓海纜 . 9 圖表圖表 1010:不同電壓等級電纜分類:不同電壓等級電纜分類 . 10 圖表圖表 1111:現代化的電纜隧道:現代化的電纜隧道 . 10 圖表圖表 1212:電纜附件是電纜安全運行的關鍵:電纜附件是電纜安全運行的關鍵 . 10 圖表圖表 1313:LMELME 銅期貨價格比鋁期貨價格越來越高銅期貨價格比鋁期貨價格越來越高 . 11 圖表圖表 1414:GILGIL 與與 110kV110kV 電纜共隧道敷設電纜共隧道敷設 . 1
5、1 圖表圖表 1515:單相:單相 GILGIL 結構清晰結構清晰 . 11 圖表圖表 1616:GILGIL 輸電性能優異輸電性能優異 . 12 圖表圖表 1717:歷年各電壓等級輸電線路長度:歷年各電壓等級輸電線路長度( (含電纜含電纜) )與增速與增速( (下圖下圖) ) . 13 圖表圖表 1818:山東電網電力潮流大幅轉向引起新增線路需求:山東電網電力潮流大幅轉向引起新增線路需求 . 13 圖表圖表 1919:運行:運行 1010 年以上的架空線路已占據相當比例年以上的架空線路已占據相當比例 . 14 圖表圖表 2020:導線故障是架空線非計劃停運的首要原因:導線故障是架空線非計劃停
6、運的首要原因 . 15 4 圖表圖表 2121:電纜線路的可靠性高于架空線路:電纜線路的可靠性高于架空線路 . 15 圖表圖表 2222:我國靜態電纜化率逐年走高:我國靜態電纜化率逐年走高 . 16 圖表圖表 2323:預計邊際電纜化率將持續提升:預計邊際電纜化率將持續提升 . 16 圖表圖表 2424:我國:我國 10kV10kV 及以上電力線纜與相關產品總空間測算及以上電力線纜與相關產品總空間測算 . 17 圖表圖表 2525:架空線十四五發展預測:架空線十四五發展預測( (萬萬 km)km) . 17 圖表圖表 2626:110kV110kV 以上架空線市場空間逐年爬升以上架空線市場空間
7、逐年爬升( (億元億元) ) . 18 圖表圖表 2727:20212021- -20252025 年國家電網新型導線占比預計翻番年國家電網新型導線占比預計翻番 . 18 圖表圖表 2828:電纜十四五發展預測:電纜十四五發展預測( (萬萬 km)km) . 19 圖表圖表 2929:電纜市場空間增長較快:電纜市場空間增長較快( (億元億元) ) . 19 圖表圖表 3030:海纜市場隨裝機和離岸距離持續擴張:海纜市場隨裝機和離岸距離持續擴張 . 20 圖表圖表 3131:網內網外需求共振促進電纜附件增長較快:網內網外需求共振促進電纜附件增長較快( (億元億元) ) . 20 圖表圖表 323
8、2:GILGIL 歷年項目以短距離輸電為主,應用場景豐富歷年項目以短距離輸電為主,應用場景豐富 . 21 圖表圖表 3333:20212021 年國家電網導地線市場年國家電網導地線市場 CR8=65%CR8=65% . 22 圖表圖表 3434:近兩年國家電網新型導線市場非常集中:近兩年國家電網新型導線市場非常集中 . 22 圖表圖表 3535:20202020- -20212021 年國家電網年國家電網 110kV110kV 及以上陸纜市場及以上陸纜市場 CR1065%CR1065% . 22 圖表圖表 3636:中天與東方海纜業務歷年毛利率水平較高:中天與東方海纜業務歷年毛利率水平較高(%
9、)(%) . 23 圖表圖表 3737:20202020- -20212021 年國網總部電纜附件市場年國網總部電纜附件市場 CR1090%CR1090% . 23 圖表圖表 3838:絕緣性能是:絕緣性能是 GILGIL 重要參數重要參數 . 24 圖表圖表 3939:安靠智電:安靠智電 GILGIL 業務毛利率逐年走高業務毛利率逐年走高(%)(%) . 24 圖表圖表 4040:平高與思源:平高與思源 GISGIS 毛利率最小約為毛利率最小約為 20%(%)20%(%). 24 圖表圖表 4141:中天科技盈利預測:中天科技盈利預測 . 26 圖表圖表 4242:東方電纜盈利預測:東方電纜
10、盈利預測 . 27 圖表圖表 4343:寶勝股份盈利預測:寶勝股份盈利預測 . 28 圖表圖表 4444:長纜科技盈利預測:長纜科技盈利預測 . 29 圖表圖表 4545:安靠智電盈利預測:安靠智電盈利預測 . 30 5 1. 電力線纜電力線纜行業行業未來未來的趨勢的趨勢:大容量、地下:大容量、地下與與節能節能 電線電纜行業是我國經濟第二大的配套產業, 僅次于汽車產業, 年市場規模超萬億,按產品可分為電力線纜、電氣裝備用線纜、通信線纜以及繞組線等。電力線纜包括 0.4kV 及以上用于輸電的線纜,本報告主要針對本報告主要針對 1 10 0k kV V 及以上的電力線纜及以上的電力線纜行業行業進行
11、進行討論。討論。 10kV 及以上的電力線纜主要用于發輸配領域以及一部分大型工商業用戶,受到電力“現代流通網絡”以及新型電力系統建設的需要,未來有望加速發展。從技術形態上看,目前電力線纜主要以架空、電纜、GIL(氣體絕緣輸電線路)的形式存在。 三種技術方案各有各的優點,架空優點主要是便宜、缺點主要是占地;電纜優點主要是不占地,缺點是故障點難以發現,絕緣易老化;GIL 優點主要是性能接近架空線,且不占地,缺點主要是貴。 圖表圖表 1 1:架空、電纜、架空、電纜、G GILIL 輸電技術輸電技術方案各有優勢方案各有優勢 項目項目 架空架空 電纜電纜 GILGIL 輸送容量 高 中 高 成本 低 中
12、 高 占地面積 高 低 低 是否埋地 否 是 均可 受環境影響 高 低 低 對環境影響 高 中 低 導體設計壽命 30 年 15 年 50 年 故障率 高 中 低 安全性 高 低 高 來源:國聯證券研究所 預計三種輸電方案將繼續作為建設電力網絡的主要方案, 支撐更大規模的電網建設。同時,技術、政策的演變使電力線纜行業出現了一些新的變化,帶來投資機會。 1.1. 新型導線助力架空線提升新型導線助力架空線提升輸輸電能力電能力 架空線路主要由桿塔基礎,桿塔,導線,金具,絕緣子,避雷線,和接地裝置等組件構成,其中導線用于傳輸電能,是架空線承載電力能量的核心載體。絕緣子串導線用于傳輸電能,是架空線承載電
13、力能量的核心載體。絕緣子串用于連接導線和桿塔,是架空線核心的絕緣材料。用于連接導線和桿塔,是架空線核心的絕緣材料。 圖表圖表 2 2:導線是架空線最重要的組成部分導線是架空線最重要的組成部分 6 來源:國家電網,國聯證券研究所 由于架空輸電方案主要依靠空氣絕緣,因此成本低、占地大,容量大,是遠離城鎮的高電壓等級輸電的主流方案。75750kV0kV 及以上特高壓長距離輸電項目中,幾乎只會及以上特高壓長距離輸電項目中,幾乎只會采用架空輸電方案。采用架空輸電方案。 圖表圖表 3 3:相同輸送容量下電纜線路造價遠高于架空線路相同輸送容量下電纜線路造價遠高于架空線路 電纜線路電纜線路 架空線路架空線路
14、電纜價格倍率電纜價格倍率 架空線價格倍率架空線價格倍率 電纜截面(mm2) 回路 導線截面(mm2) 排管 隧道 鐵塔 1*1000 單回 2*240 9.68 14.84 1 1*630 單回 2*150 9.8 15.13 1 1*1000 雙回 2*185 9 13 1 1*630 雙回 400 8.76 12.76 1 來源: 基于相同輸送容量的電纜與架空線路工程造價比較分析 ,國聯證券研究所 另外根據電力系統設計規程,一般按 5-10 年的遠景發展水平進行容量規劃。隨著新型電力系統的加快建設,能源結構的不斷調整、電能替代的深入推進,我們預計我們預計系統整體輸送容量需求或加速系統整體輸
15、送容量需求或加速上升上升。因此因此架空線架空線需要向大容量化發展需要向大容量化發展,新新建建項目項目可可以以更多更多地地采用節能導線、采用節能導線、已建已建項目項目可以可以進行增容改造進行增容改造。 節能導線節能導線適用于新建項目,節約輸電損耗適用于新建項目,節約輸電損耗 傳統導線為鋼芯鋁絞線,導電部分主要為硬鋁絞線,導電率達 61%IACS(標準退火銅導電率) , 承力部分主要為鋼芯, 導電率僅 9%IACS。 為了提升導線的整體導電率、降低損耗、 實現節能, 通常的思路就是提升外層鋁絞線部分的導電率或者使用更高導電率的承力芯,或者兩者結合。 照此想法,外層絞線部分,可以采用高導電率硬鋁合金
16、(61.5%-63%IACS)或軟鋁(63%IACS) 。研究表明,通過合理控制合金元素的種類、含量及配比,采用合理的加工手段及熱處理工藝, 可以使得合金的細晶強化、 加工硬化以及凈化晶界的效果顯 7 著,從而得到導電率有較大程度提高的硬鋁合金。如果采用軟鋁,不僅能夠獲得更高的材料導電率,還可以加工成 T 型或者 SZ 型的型線取代圓線,從而獲得更大的導電截面,進一步降低電阻。但由于軟鋁抗拉強度低,因此需要采用更強的承力芯,如特/高強度鋼芯、殷鋼芯或碳纖維復合芯等。最后可制造出多種芯的高導電率鋁絞線高導電率鋁絞線和軟鋁型線軟鋁型線。 圖表圖表 4 4:鋼芯鋁絞線結構簡單:鋼芯鋁絞線結構簡單 圖
17、表圖表 5 5:軟鋁:軟鋁 SZSZ 型型和和 T T 型線有效型線有效增大輸電截面增大輸電截面 來源:寶勝股份,國聯證券研究所 來源:上海電纜研究所,國聯證券研究所 承力芯部分,可以采用高強度的鋁合金芯(52%-55%IACS)取代鋼芯,形成鋁合鋁合金芯鋁絞線金芯鋁絞線,以獲得更高的導電率,同時也擁有了優秀的抗拉強度。高強度的鋁合金主要是鋁鎂硅系鋁合金,部分品種可再加入一些鐵、銅、銻、鈮等元素,獲得一些蠕變性能和耐腐蝕性能。由于鋁合金優異的性能,如果采用全鋁合金的絞線,還可以消除磁滯損耗和渦流損耗,進一步提升節能效果,比如,目前已經應用在部分項目中的中強度全鋁合金絞線中強度全鋁合金絞線(58
18、.5%-59%IACS)等。 由于軟鋁還擁有優秀的耐高溫性能, 因此它更加適合用于增容項目, 而不是新建項目,畢竟新建項目可以靠增大截面來提升容量。因此,新建項目主要采用高導電率高導電率鋁系的、鋁合金芯系鋁系的、鋁合金芯系的的、或或全鋁合金系全鋁合金系的節能型導的節能型導線。線。 增容導線增容導線適用于已建項目,性價比極高適用于已建項目,性價比極高 在已建線路增容改造方面理論上主要有兩種方法: 1)更換導線為更大截面的更換導線為更大截面的架空導線架空導線。例如,把原本的 240/30 導線截面增大至400/35 及以上。但是,因為增大截面會大幅增加架空導線的總重量,導致鐵塔無法承受,因此需要換
19、塔重建。此方法投資高、改造施工周期長此方法投資高、改造施工周期長、停電時間長停電時間長、約等于、約等于新建新建需要需要規劃審批規劃審批同意同意,同時,我國架空線目前大多只建設了 5-20 年,鐵塔部分尚未達到 30-50 年的設計壽命,綜合性價比非常低。 2)僅將導線僅將導線替換為增容導線替換為增容導線。增容導線在不增加過多導線總重量的同時達成增容效果,具有具有無需無需換塔、換塔、無需規劃審批(無需規劃審批(僅僅辦理施工許可)辦理施工許可) 、總投資少、工期短、停、總投資少、工期短、停電時間短的優勢電時間短的優勢,通??蓪崿F 3 30%0%- -1 15 50%0%容量提升,一般已經可以滿足中
20、期發展的容量需求,是極具性價比的選擇。 8 由于鋼、鋁為基礎材料的導線密度差別不大,如果要求重量不顯著增加,則體積不能顯著增加, 因此導線截面也無法顯著增加。 又因為各種導線的導電率實際相差不大(53%-63%IACS) ,因此當要求容量倍增時,導線的運行溫度導線的運行溫度會會上升很上升很多多,耐高溫能,耐高溫能力是增容導線的力是增容導線的重要重要考慮因素考慮因素,另外還需考慮機械特性等因素。,另外還需考慮機械特性等因素。 鋼的軟化溫度很高,一般不會有什么問題。但由于傳統硬鋁材料軟化溫度低,一般運行溫度不大于 80 度,因此無法滿足增容后正常運行溫度在 100-150 度的要求。對此, 技術上
21、有兩種思路可以提升導線耐高溫能力: 一種是采用基于各種特高強度芯各種特高強度芯的軟鋁型線的軟鋁型線,軟鋁有更高的軟化溫度,因此它是可以耐高溫的;另一種是采用添加了稀土元素鋯、釔等的鋁合金,形成耐熱鋁合金系列導線耐熱鋁合金系列導線,用來增容。再經過恰當的設計和選型,便可實現只換導線達到增容效果。 圖表圖表 6 6:耐熱:耐熱鋁合金鋁合金導線導線外層可耐高溫外層可耐高溫 圖表圖表 7 7:棒型棒型碳纖維復合芯軟鋁型線碳纖維復合芯軟鋁型線可耐高溫可耐高溫 來源:AAEC,國聯證券研究所 來源:EMTAACCC,國聯證券研究所 碳纖維復合芯具有重量輕、抗拉強度大、載流量大、耐高溫等多種優點,與軟鋁型線
22、結合在一起構成的碳纖維復合芯軟鋁型線, 是未來導線的重要發展方向。 但目前,也存在缺陷難檢測、 施工易斷線、 彎曲性能受限等缺點缺陷難檢測、 施工易斷線、 彎曲性能受限等缺點。 根據南網電科院的研究成果,絞合型的碳纖維復合芯絞合型的碳纖維復合芯具有更好的柔軟性、 徑向耐壓性和穩定性、 導線施工和金具安裝也更加簡單等優點,目前已于海南 220kV 福豐 I 線的增容改造項目中試運行。 綜上所示,以高導電率鋁、鋁合金芯或全鋁合金為代表的節能導線綜上所示,以高導電率鋁、鋁合金芯或全鋁合金為代表的節能導線,和,和以以耐熱耐熱鋁合金、軟鋁型線以及碳纖維復合芯類鋁合金、軟鋁型線以及碳纖維復合芯類為代表的為
23、代表的增容導線是未來新型導線的重要發增容導線是未來新型導線的重要發展方向展方向,可以有效提升架空線路的輸電能力。,可以有效提升架空線路的輸電能力。 1.2. 城鎮化城鎮化與海上風電與海上風電促進促進電纜產業電纜產業快速發展快速發展 海陸海陸電纜電纜協同發展協同發展 陸地電纜迎雙擊陸地電纜迎雙擊:盡管架空線路經濟性極佳,但受到城鎮地面空間、環境保護及安全運行的限制,城鎮新建輸配電線路越來越多地采用入地電纜的方式,并且,為了釋放城鎮發展空間和提升可靠性,已有的城鎮架空線將越來越多的改造為入地電纜。陸地陸地電纜有望迎來增量負荷與存量改造雙擊的發展格局電纜有望迎來增量負荷與存量改造雙擊的發展格局,城鎮
24、城鎮電網地下化趨勢電網地下化趨勢明顯明顯。 9 圖表圖表 8 8:北京、上海、南京等地相關政策要求架空線入地北京、上海、南京等地相關政策要求架空線入地 來源:政府網站,國聯證券研究所 海海底底電纜電纜大發展大發展: 海上風電作為未來新能源發電的重要組成部分, 是未來高增長的產業之一,海纜不僅受益于海上風電裝機容量的增長,同時受益于海上風電離岸海纜不僅受益于海上風電裝機容量的增長,同時受益于海上風電離岸距離的增長距離的增長,也是島嶼供電聯網的首選方案,也是島嶼供電聯網的首選方案。全球能源革命背景下,海底電纜預計將迎來一段黃金發展時期。 圖表圖表 9 9:海南聯網二回工程采用海南聯網二回工程采用
25、5 50000k kV V 超高壓海纜超高壓海纜 來源:南海網,國聯證券研究所 電纜可按電壓等級區分, 不同電壓等級的電纜有明顯的制造難度區別。 我國電纜產業以中低壓產品為主,高壓超高壓電纜制造能力與國際先進廠商仍有明顯差距。 10 圖表圖表 1010:不同電壓等級電纜分類:不同電壓等級電纜分類 類別類別 電壓等級電壓等級 產品用途產品用途 低壓電力電纜 1-3kV 及以下 主要用于低壓配電系統,在電力、治金、機械、建筑等行業廣泛使用。 中壓電力電纜 3-35kV 主要用于電力系統的配電網絡,承擔將電力從高壓變電站輸送到配電站的功能,也可用于新能源發電中的電力傳輸,比如目前國內廣泛使用 35k
26、V 海纜用于海上風電集電線路。 高壓電力電纜 66-110kV 絕大部分應用于城市高壓配電網絡,在鋼鐵、石化等大型企業內部供電領域也有廣泛使用.此外,也可用于風電、 光伏等新能源發電項目送出線路。 超高壓電力電纜 220-500kV 來源:中天海纜招股說明書,國聯證券研究所 高壓高壓/ /超高壓電纜超高壓電纜及其附件及其附件制造難度較大制造難度較大 我國電纜產業呈現出高低壓電纜發展格局迥異的局面。我國電纜產業呈現出高低壓電纜發展格局迥異的局面。中低壓電纜一般用于電力系統的配電網絡以及工廠企業內部供電, 電壓等級和輸送容量較低, 對絕緣材料的要求較低,且結構簡單,技術壁壘不高。 高壓和超高壓電纜
27、常用于大型電站的引出線路以及大中型城市的高壓電網, 需要加裝屏蔽層,金屬鎧裝減少破裂風險,且絕緣層材料也需從聚氯乙烯換成強度更高、絕緣效果更好的交聯聚乙烯。 高壓交聯聚乙烯的材料目前還主要依賴于進口, 第一條全國產化的 220kV 電纜于 2021 年底才投運,國產替代空間巨大。整體看,高壓電纜高壓電纜及其附件及其附件由于結構復雜,材料要求高,具有很高的制造壁壘。由于結構復雜,材料要求高,具有很高的制造壁壘。 圖表圖表 1111:現代化的電現代化的電纜隧道纜隧道 圖表圖表 1212:電電纜附件纜附件是電纜安全運行的關鍵是電纜安全運行的關鍵 來源:蘇州 220kV 電纜,國聯證券研究所 來源:長
28、纜科技,國聯證券研究所 高壓電纜仍以銅芯電纜為主高壓電纜仍以銅芯電纜為主 從芯體材料看,電纜可分為銅芯、鋁芯、以及鋁合金芯電纜。銅芯電纜擁有最高的導電率(100%IACS) ,優秀的機械性能以及出色的防火性能,是傳統的也是主流的電纜芯體。但由于銅的儲量不如鋁豐富,因此價格高很多,并且價格波動較大。 11 圖表圖表 1313:LMELME 銅期貨價格銅期貨價格比鋁期貨價格越來越高比鋁期貨價格越來越高 來源:Wind,國聯證券研究所 部分低壓電纜項目對體積和安全性沒有很強的要求, 那么為了降低造價, 可以采用鋁芯或者鋁合金芯的電纜,目前 0.4kV-35kV 等級的項目中有不少鋁芯電纜應用。但在高
29、壓項目中,出于對標準、安全的考慮,極少采用鋁芯電纜,預計未來仍主要以銅芯電纜為主。 1.3. 超大容量輸電的不二選擇:超大容量輸電的不二選擇:GIL 管廊管廊 GIL 輸電系統主要由接地合金鋁外殼和內置管狀鋁合金導體組成,通過 SF6 等氣體和環氧樹脂等支撐件絕緣,即以高絕緣氣體代替架空線的空氣和電纜的絕緣層。 GILGIL 輸電技術在大功率場合有望得到更多應用。輸電技術在大功率場合有望得到更多應用。隨著城市用電負荷的逐漸提升,在部分大中型城市或工業園區中已經出現了電纜無法滿足功率需求的情況, 尤其受到電壓等級限制時, 需求容量又超出一般電纜的制造能力, 則只能采用 GIL 輸電。 另外,在一
30、些坡度較大,或垂直上下無法使用大截面電纜的場合,也只能使用 GIL 管廊,比如抽水蓄能電站的豎井之中。 圖表圖表 1414:GILGIL 與與 1 110kV10kV 電纜共隧道敷設電纜共隧道敷設 圖表圖表 1515:單相單相 GILGIL 結構結構清晰清晰 來源:安靠智電,國聯證券研究所 來源:電網技術,國聯證券研究所 12 GILGIL 輸電性能優異。輸電性能優異。相較于電纜,GIL 線路有著更低的輸電損耗、更低的電容效應、超大的輸電容量。GIL 的高輸送量(550kV 單回路達到 3000MVA)使其能與城市郊區的架空線直接連接。在壽命方面,世界上已有長度超 300km 的 GIL 系統
31、運行超35 年,至今未有系統內電弧故障的報道,并且由于使用氣體絕緣使得 GIL 沒有絕緣老化的問題,而在金屬外殼的感應電流抵消下,GIL 的電磁場強度更是降低到電纜的十分之一以下。 圖表圖表 1616:GILGIL 輸電性能優異輸電性能優異 項目項目 特性特性 安全性 不可燃氣體絕緣 外殼整體接地 輸電容量 與架空線相同 高過負荷能力 低電容效應 損耗 低線損 無絕緣損耗 低相角補償 磁場強度 低磁場強度 電網連接 可與 GIS 直接相連 來源:華經產業研究院,國聯證券研究所 目前,雖然 GIL 的初始成本比很高,但由于使用壽命較長,全生命周期成本并沒有高出很多。隨著電壓等級的提升,對于大容量
32、的輸電系統,電纜方式則需要采用強迫風冷、水冷或平行多拼結構的電纜,大大增加了輸電系統的造價和故障率。因此在目前的非長距離大容量輸電項目中 GIL 是最為合適的技術選擇。 2. 發展發展趨勢打開趨勢打開行業行業空間,空間,競爭競爭格局格局增厚增厚企業企業利潤利潤 根據2020年電力可靠性分析報告與中國電力企業聯合會發布的2020年電力基本統計數據,截至 2020 年底,35kV 及以上輸電線路回路長度達 215.6 萬 km,可繞地球赤道約 54 圈,而 10kV 輸電線路回路長度更是高達 537.4 萬 km,可再繞地球赤道約134 圈。即便如此,目前仍未能支撐起新型電力系統的用能需要。 由于
33、目前電網存量資產規模龐大,且土地資源愈發緊張,因此,我們認為十四五期間輸電線路總增速不會很高, 更多的是要將存量通道的效用發揮至最大, 將有限的資源花費在刀刃上,進而反應出結構上的變化。 根據上文討論,我們認為在三大趨勢的作用下,新型導線、高壓陸纜海纜、新型導線、高壓陸纜海纜、GILGIL管廊是主要的管廊是主要的結構性結構性高高增長方向。增長方向。 2.1. 新型電力系統帶動存量與增量并舞新型電力系統帶動存量與增量并舞 截至 2020 年底,我國 750kV 以上交流輸電線路全長 3.84 萬 km,直流輸電線路2.96 萬 km,而 35-500kV 交流輸電線路分別達 24-75 萬 km
34、,10kV 交流輸電線路存量達 537 萬 km。從增速上看,750kV 及以上由于基數較低且過去幾年處于政策周期,增 13 速整體高于其他電壓等級;10kV-110kV 受益于鄉村配電網的建設,增速次之。 圖表圖表 1717:歷年各電壓等級輸電線路:歷年各電壓等級輸電線路長度長度( (含電纜含電纜) )與增速與增速( (下圖下圖) ) 典型電壓等級典型電壓等級 20162016年年( (萬萬km)km) 20172017年年( (萬萬km)km) 20182018年年( (萬萬km)km) 20192019年年( (萬萬km)km) 20202020年年( (萬萬km)km) 750kV 以
35、上直流 1.36 2.22 2.3 2.65 2.96 750kV 以上交流 2.52 2.89 3.09 3.41 3.84 330kV-500kV 直流 1.52 1.52 1.52 1.54 1.64 330kV-500kV 交流 19.42 20.4 21.76 22.8 23.97 220kV 交流 39.71 41.53 43.45 45.46 48.85 110kV 交流 61.14 63.14 65.29 68.44 75.26 35kV 交流 49.94 50.87 51.41 53.19 59.07 10kV 交流 413.84 443.07 447.52 487.7 53
36、7.39 來源:電力統計年鑒,全國電力可靠性報告,國聯證券研究所 增量的重要來源:增量的重要來源:新能源、新能源、電網優化電網優化與電能替代與電能替代 由于新能源在資源分布與能量密度新能源在資源分布與能量密度上與傳統水火核發電區別很大, 這就導致以新能源為主體的電力系統需要用到更多的輸電資源。 1)資源分布不均資源分布不均:由于氣象、土地、規劃以及其他原因,我國風光新能源在資源分布上呈現多尺度分布不均的問題。全國上呈現西北多、東南少的問題,各省市上也存在東西南北不均的問題,各鄉鎮也存在城鎮少、鄉村多的問題,并且與負荷分布差異較大, 嚴重改變了電網的潮流分布, 因此還需要新建相當多的輸電線路承載
37、新的電力潮流。例如,由于積極開發東部與北部的新能源基地,山東電網潮流由原先的西電東送、南電北送轉向東電西送、北電南送,引發大量新增線路建設需要。 圖表圖表 1818:山東電網電力:山東電網電力潮潮流大幅轉向引起新增流大幅轉向引起新增線路線路需求需求 14 來源:國網山東省電力公司,國聯證券研究所 2) 能量密度很低。 以2*1000MW火電廠占地56公頃為例, 其能量密度達到3571W/m2;100MW 的集中式光伏電站占地約 3000 畝,能量密度為 50W/m2,1000MW 海上風電場涉域面積約 165km2,能量密度僅 6W/m2。分散式的光伏與風電地理分布更廣,這就需要大量的輸電線路
38、進行匯集,例如陸地風電的集電線路、海上風電的陣列電纜等,提高了對各品種線纜的需求。 電網將從樹枝狀的結構向網格化的結構發展電網將從樹枝狀的結構向網格化的結構發展,消滅“斷頭路” ,構建互聯網絡,支撐起電力市場的發展, 這將會帶來大量的各電壓等級新增線路建設需求。 特高壓尤特高壓尤其是特高壓直流其是特高壓直流也也是未來重要是未來重要的的增長增長方向方向。根據十四五期間新建 14 條直流特高壓進行測算,保守預計線路平均長度為 1500km,則僅特高壓直流就將增加 2.1 萬 km 線路長度,年均增加 4200km,5 年 CAGR 為 11.32%。 電能替代電能替代提升提升了終端了終端用能需求用
39、能需求。2022 年 3 月 30 日,國家發改委等十部門聯合印發了關于進一步推進電能替代的指導意見 (發改能源2022 353 號) ,將電能替將電能替代范圍進一步擴大至代范圍進一步擴大至:1)全工業領域全工業領域,全動力熱力環節;2)全交通領域全交通領域,陸上交通全面電氣化、水上交通示范推廣、空中交通創新應用;3)全建筑領域全建筑領域,滲透至炊事等生活方面;4)全農業農村領域全農業農村領域,涵蓋種植、排灌、溫室、加工、冷鏈、畜牧、養殖等各方面。預計在電能替代的加持下,終端用電容量持續攀升,促進線纜行業不斷發展。 存量的重要來源:存量的重要來源:設備更新、設備更新、增容改造增容改造與電纜入地
40、與電纜入地 架空架空輸電線路輸電線路開始開始進入進入存量存量更新階段更新階段。2020 年我國輸電系統中架空線路投運時間在 10 年以上、 20 年以內的數量已經達到最多, 20 年以上的 220kV 輸電線路條數占220kV 總條數比例已大于 7%,110kV 及以下的各自占比可能更高。 圖表圖表 1919:運行運行 1 10 0 年以上的架空線路已占據相當比例年以上的架空線路已占據相當比例 投運時間投運時間 電壓等級電壓等級(kV)(kV) 統計數量統計數量 5 5 年以下年以下 綜合 6929 1000 62 750 100 500 934 330 287 220 5546 15 5 5
41、- -1010 年年 綜合 6761 1000 13 750 51 500 732 330 183 220 5782 1010- -2020 年年 綜合 7848 1000 2 750 41 500 1174 330 293 220 6338 2020 年以上年以上 綜合 1509 500 97 330 31 220 1381 來源: 2020 全國電力可靠性報告 ,國聯證券研究所 在架空線路各項材料內, 導線又以絕對比例成為引發故障的第一來源, 主要是由于自然災害、氣候因素、外力破壞等原因。這也意味著,導線更新的頻次是各項設備中最高的。 圖表圖表 2020:導線故障是架空線非計劃停運的首要原
42、因導線故障是架空線非計劃停運的首要原因 部件部件 非計劃停運時間非計劃停運時間(h(h) ) 非計劃停運時間占比非計劃停運時間占比 導線導線 2783.15 55.7% 基礎基礎 543.35 10.89% 金具金具 382.33 7.66% 絕緣子絕緣子 149.76 3.00% 避雷線避雷線 110.40 2.11% 鐵塔鐵塔 3.95 0.08% 變電部分變電部分 1017 20.56% 來源: 2020 全國電力可靠性報告 ,國聯證券研究所 結合設備存量更新需求與電能替代引發的容量增加需求, 增容改造是未來更換導增容改造是未來更換導線的主要方式。線的主要方式。以耐熱鋁合金、軟鋁型線以及
43、碳纖維復合芯類的導線為代表的增容以耐熱鋁合金、軟鋁型線以及碳纖維復合芯類的導線為代表的增容導線將有廣闊的市場空間。導線將有廣闊的市場空間。 城鎮化城鎮化和可靠性和可靠性推動電纜化率推動電纜化率穩步穩步提升。提升。 電纜線路的強迫停運率為架空線的一半,且非計劃停運時間僅為架空線的十分之一。 隨著我國城鎮地區對土地資源以及市容市貌的強烈訴求,電網電纜化是未來的重要發展趨勢。 圖表圖表 2121:電纜線路:電纜線路的可靠性高于架空線路的可靠性高于架空線路 16 來源: 2020 年全國電力可靠性報告 ,國聯證券研究所 2016-2020 年,全國 10-220kV 輸電系統的電纜化率穩步提升。我們預
44、計在“十四五”期間中高壓新增項目電纜化率將持續走高,2025 年全國 10-35kV 項目靜態電纜化率將達到 22.2%,邊際電纜化率將達到 44.54%;110-220kV 靜態電纜化率將達到4.4%,邊際電纜化率將達到 7.64%。 圖表圖表 2222:我國靜態電纜化率逐年走高我國靜態電纜化率逐年走高 來源:電力統計年鑒,全國電力可靠性報告,國聯證券研究所 圖表圖表 2323:預計邊際電纜化率將持續提升預計邊際電纜化率將持續提升 來源: 2020 年全國電力可靠性報告 ,國聯證券研究所 17 2.2. 發展趨勢打開市場空間發展趨勢打開市場空間 結論結論 十四五期間十四五期間,1 10 0k
45、 kV V 以上電力以上電力線纜線纜市場市場空間每年超千億??臻g每年超千億。根據我們的測算,2021-2025 年 5 年間全國架空線和電纜行業的總市場規模約達 5400 億元,4 年 CAGR約為 9%左右,其中架空導線 2021-2025 總市場規模達 3000 億元,4 年 CAGR 約為 7%左右,電纜 2021-2025 總市場規模達 2400 億元,4 年 CAGR 約為 12%左右。 2021-2025 年 4 年間,架空新型導線的 CAGR 預計約為 23%。 ,110kV 及以上高電壓等級電纜 CAGR 約為 18%, 電纜附件 CAGR 達約 16%。 2020-2025
46、年海纜市場 5 年 CAGR約達 22%。 圖表圖表 2424:我國我國 1 10 0k kV V 及以上電力及以上電力線纜線纜與相關產品與相關產品總空間測算總空間測算 年份年份 20202020 2021E2021E 2022E2022E 2023E2023E 2024E2024E 2025E2025E 架空線長度總計(萬公里)架空線長度總計(萬公里) 643 679 713 746 779 811 架空線新增總計(萬公里)架空線新增總計(萬公里) 53 36 34 33 33 32 電纜長度總計(萬公里)電纜長度總計(萬公里) 110 122 134 148 162 178 電纜新增總計(
47、萬公里)電纜新增總計(萬公里) 15 12 13 13 15 16 架空線空間總計(億元)架空線空間總計(億元) 6351 533 570 604 648 700 電纜空間總計(億元)電纜空間總計(億元) 4491 382 430 475 542 602 海纜空間總計(億元)海纜空間總計(億元) 601 110 105 100 130 160 線纜線纜總空間總空間( (億元)億元) 11441 1025 1105 1179 1320 1462 電纜附件總空間電纜附件總空間( (億元)億元) 291 33 38 45 52 61 來源:國聯證券研究所,1為估算值,竣工時間與統計時間或有出入 架空
48、導線架空導線總增速穩定,總增速穩定,高壓與高壓與新型導線空間較大新型導線空間較大 作為新基建的重要環節, 高壓架空線發揮著 “電力高速” 、“電力國省道” 的作用,是大范圍優化資源配置的重要載體,我們預計十四五期間架空線年均新增 30 萬 km以上,其中 35kV 以上年均新增達 10 萬 km 以上。 圖表圖表 2525:架空線十四五發展預測架空線十四五發展預測( (萬萬 k km)m) 各等級各等級架空線總長度架空線總長度 20162016 20172017 20182018 20192019 20202020 2021E2021E 2022E2022E 2023E2023E 2024E2
49、024E 2025E2025E 750kV750kV 及及以上以上 3.9 5.1 5.4 6.1 6.8 7.5 8.3 9.1 9.9 10.7 330330- -500kV500kV 20.9 21.9 23.2 24.3 25.5 26.9 28.4 30.0 31.7 33.4 220kV220kV 39.3 41.1 42.9 44.8 48.2 51.7 55.5 59.6 63.9 68.6 110kV110kV 58.9 60.7 62.5 65.4 71.8 77.0 82.6 88.5 94.9 101.7 35kV35kV 46.4 46.9 46.9 48.5 53.
50、6 56.5 59.3 62.0 64.6 67.1 10kV10kV 354.4 373.7 369.8 401.2 437.3 459.0 478.9 497.0 514.1 530.0 架空線長度總計架空線長度總計 523.8 549.4 550.7 590.2 643.2 678.7 713.1 746.2 779.1 811.4 各等級各等級架空線新增長度架空線新增長度 20172017 20182018 20192019 20202020 2021E2021E 2022E2022E 2023E2023E 2024E2024E 2025E2025E 750kV750kV 及及以上以上