布局美国设备投资重启：电力设备篇

美国设备投资有望重启，电力设备供需趋紧迎来发展机遇。2024年9月美国启动降息周期，根据中金宏观组预测，在结构性需求增量与美国经济回暖的共同提振下，美国有望开启新一轮的设备投资周期。我们认为，降息周期下再工业化提速和电源投资重启，美国电力设备需求高增；而美国本土供给紧张局面短期或难以缓解，中国电力设备企业有望受益于供给缺口带来的出海机遇。

摘要

降息背景下，美国发用电侧投资景气上行，电力设备需求和电网投资有望高增。1）发电侧：我们认为降息有望提升电源投资项目回报率，加速电源项目落地，带动升压变电设备等需求。2）用电侧：降息背景下美国再工业化提速，叠加数字经济、终端电气化等因素共同发力，我们认为美国用电需求有望重回增长通道，企业端资本开支加大有望驱动配套供配电系统电力设备增长。3）电网侧：我们认为发用电侧变化带来电网扩容需求，同时电网基础设施改造升级需求迫切，美国电网投资有望保持长期增长。我们认为降息带来融资降低推动公用事业公司投资意愿增强。

短期难以实质性缓解美国本土电力设备供给紧缺困境。原材料、关键零部件以及劳动力短缺导致变压器等核心电力设备本土产能紧张，供需趋紧推动价格指数持续走高，交期大幅延长。而外资厂商扩产周期普遍较长，产能释放需要较长时间，叠加美国变压器标准缺乏统一性，我们认为美国本土电力设备供给紧张局面在短期内较难得到实质性改善。

中国电力设备企业加速出海规划，看好长期发展空间。我们认为短期来看中国电力设备企业受益于海外供应缺口带来的出海窗口期，长期来看中国企业有望凭借高性价比、技术优势及高质量服务提升品牌力，进一步提升全球市场占有率。我们认为，一方面美国本土电力设备需求旺盛、供给短缺，具有北美市场销售渠道或产能布局的中国电力设备企业或率先受益；另一方面全球降息周期开启，全球电网投资有望进一步提速，叠加外资厂商优先供给北美市场，我们同样看好中国电力设备企业在海外新兴市场的出口机遇。

风险

海外电网投资不及预期，国际贸易政策变化风险，汇率波动。

投资概要

美国实物投资超级周期有望开启，电网基础设施落后亟待更新。2024年9月美国启动降息周期。根据中金宏观组预测，在结构性需求增量与美国经济回暖的共同提振下，美国有望开启新一轮的设备投资周期。我们认为，降息带动美国再工业化提速，叠加AI数据中心快速发展，用电量有望重新回归增长区间。与此同时，美国电力基础设施薄弱，电源侧装机面临传统电源逐渐退役、新能源并网速度不及预期等挑战，电网侧跨州互联程度不足、配电设施老旧，恐成为发展制约。降息周期内，用电量增长以及新能源投资项目的加速落地进一步带来电网投资需求，我们判断美国电力设备需求端有望保持长周期景气度。

美国本土电力设备供应链紧缺，供给紧张局面短期内恐难以缓解。原材料、关键零部件以及劳动力短缺导致美国变压器等核心电力设备本土产能紧张，供需趋紧推动价格上扬、交期延长、进口依赖度提升。此外，美国公用事业公司格局分散导致变压器标准不统一，外资厂商扩产周期普遍较长，我们认为短期内美国电力设备供给短缺局面恐怕难以缓解。

看好中国电力设备企业出海。我们认为短期来看中国电力设备企业受益于海外供应缺口带来的出海窗口期，长期来看中国企业有望凭借高性价比、技术优势及高质量服务提升品牌力，进一步提升全球市场占有率。我们建议投资者关注由美国设备投资周期重启带来电力设备行业投资机会，具体来看：

► 美国本土电力设备有望保持较高需求，具有北美市场销售渠道或产能布局的中国电力设备企业或率先受益。

► 全球其他地区的电力设备出海机会同样值得关注。其一是美国本土需求旺盛，我们认为部分外资龙头企业可能优先供给美国市场，中国电力设备企业在中东地区等新兴市场的竞争压力有望降低。其二是全球降息周期由此开启，欧洲央行10月17日进行年内第三次降息（25bp），我们认为或进一步刺激全球电网投资需求加速落地。

需求侧：降息带动工业侧投资加速与电源投资重启，电力设备需求有望保持高景气

我们看好降息周期下，发用电侧投资景气上行，驱动美国电力设备需求和电网投资高增。具体来看：

► 发电侧：新增电源（传统+新能源）投资建设，带动升压变电设备等需求。升压设备一般由美国公用事业公司、新能源项目开发商或EPC公司实施采购，配套接网工程需由独立系统运营商（ISO或RTO）经过评估后由相应公用事业公司投资实施。降息背景下，我们认为项目投资回报率有望提升，带动电源侧项目加速落地，对应升压与接网电力设备需求进一步增加。

► 用电侧：美国可再生能源实验室（NREL）估计大约20%的配电变压器由用户侧（大型工商业用户）所拥有。在数据中心和虚拟货币挖矿推动的数字经济、由加大本土制造带动的产业回流、由电动汽车及热泵应用带动的终端电气化共同驱动下，我们认为美国用电需求有望重回增长通道。特别是降息周期下，我们认为企业端资本开支有望进一步加大，配套供配电系统电力设备需求随之增长。

► 电网侧：除发用电重新增长带来的电网投资自然增长外，美国电网还面临老旧电网改造升级、跨州电网互联、电网数字化等投资需求，面向扩大输电容量、增强电网韧性、建设智能电网等多个方向。美国公用事业公司收益模式一般按照给定回报率进行监管，在回报率一定的情况下，我们认为降息带来的融资成本降低有望推动公用事业公司投资意愿加强、电网投资项目加速落地。

图表1：三因素驱动美国电力设备需求增长

资料来源：中金公司研究部

用电侧：经济回暖助力再工业化加速，AI数据中心催化用电需求持续增长

用电量重回增长区间，美国电力大周期重新启动

过去十年美国电网用电量增速平缓，今年上半年重回正增长。2014-2023年美国电网用电量增速CAGR仅为0.3%。2023年美国用电量3861.3TWh，同比-1.6%。其中：居民部门占比37.7%，同比-3.6%；商业部门占比35.6%，同比-1.1%；工业部门占比26.5%，同比+0.4%；交通部门占比0.2%，同比+3.1%。根据EIA数据统计，2024年上半年美国终端用电需求同比+3.4%。居民/商业/工业/交通部门同比增速分别达5.2%/3.8%/0.4%/4.6%，其中居民部门主要由于气温变化，商业部门主要由集中在部分区域（如PJM区域）的数据中心贡献增量。

美国用电需求有望呈现加速态势，电力大周期迎来重启。EIA在10月最新预测2024-2025年美国终端用电需求CAGR将达到2%[1]。其中2024年居民/商业/工业部门预测分别同比+3%/+3%/+1%，2025年居民/商业/工业部门预测分别同比+1%/+1%/+4%，工业部门增速较高主要来自一些目前正在建设的电池、半导体制造工厂。向前看，NERC此前预测2024-2033年间美国总负载CAGR将达1.1%[2]，其中冬季最大负荷增长约91GW，夏季增长约79GW，并表明是该增长率高于过去十年的任何时候的预测。

图表2：美国终端用电需求年变化

资料来源：EIA，中金公司研究部

图表3：2024年上半年美国各州终端用电量同比增速

注：颜色越深代表增速越高；图上标注数字为上半年增速最高的十个州

资料来源：EIA，中金公司研究部

图表4：NERC 10年夏季和冬季最大负荷需求增长预测

资料来源：NERC，中金公司研究部

电力供给弹性不足，多地缺电风险升级。我们认为由于美国本土电力格局分散且存在审核周期长等问题，电源电网投资建设供给弹性不足，而用电量重回正增长新周期，中短期看电力供给增速或将慢于电力需求增速，致使美国多地面临缺电风险。具体看，我们认为不同地区的电力供给条件天然存在不同，且新能源建设、电网互联水平等存在较大差异，此外数据中心、大型工业建设等新兴负荷对部分区域影响或更为集中，近期各区域出现由不同因素催化的缺电风险信号。

► PJM容量价格创新高：2024年7月，PJM公布最新容量市场拍卖结果[3]，2025/2026交付年的容量价格将达到每日269.92美元/兆瓦，较此前2024/2025年每日28.92美元/兆瓦增长约8倍，创历史新高。传统发电机组退役、数据中心等新增负荷抬升，叠加市场新规共同影响了本次竞价结果。PJM表示[4]，已经退役或待退役的发电机组使得本次拍卖中供应量减少了约6.6GW，而峰值负荷预期增加了约3.2GW，主要是由于数据中心负荷增长和一个大型半导体设施投运。

► 德州电网亟待升级应对供需双重压力：电源侧方面，BNEF报告预计本世纪末ERCOT可再生能源装机量将增长120%[5]。负荷侧方面，德州区域电网ERCOT峰值负荷面临快速增长，2023年ERCOT最大负荷为85.6GW，较1990年已翻倍。根据ERCOT预测，到2030年最大负荷有望再增加67GW，对应CAGR达到8.6%（vs. 过去十年2.4%），主要来自人口增长、工业活动、比特币挖矿以及石油和天然气生产。由于负荷增长多集中在石油和天然气丰富以及比特币挖矿活跃的西部和南部，德州电网面临更高的阻塞和稳定风险。对此，德州多家公用事业公司加大投资力度，截至7月初，BNEF统计的EROCT已经批准的2024-2026年输电项目支出已达136亿美元，用于支持升级和新增电力线路、变压器以及无功补偿设备。

图表5：PJM容量市场竞价结果

资料来源：PJM Interconnection，BNEF，中金公司研究部

图表6：ERCOT夏季峰值电力负荷（实际vs预测）

注：先前预测数据来自NERC ESD（电力供需）2023

资料来源：BNEF，NERC，中金公司研究部

降息或将加速美国再工业化进程，电网配套需提速

美国再工业化趋势明显。近年来，在逆全球化以及贸易保护主义思潮上升的大背景下，全球制造业产业链迎来重塑，带来新增产能投资需求。金融危机后，美国政府持续推动美国从去工业化到再工业化。从初期更多以经济内生因素主导，到特朗普政府时期逐渐加入了更多逆全球化思潮，以及拜登政府时期供应链安全的影响，支持力度不断加码。从总量数据上看，美国制造业建筑施工自2021年以来稳步复苏，2023年进一步得到加速。

降息或将加速美国再工业化进程。中金宏观组指出，银行调降融资利率和放宽信贷标准，有望促使消费贷款增加和小企业扩张，进而传导至上游的产能扩张和投资增加。就美国制造业而言，我们认为本轮降息周期有望降低企业的融资成本、加强企业的投资意愿，鼓励企业利用大量低成本资金进行更多长期投资以推动扩张和升级，有助于加速美国再工业化进程。

图表7：2022年以来美国制造业建筑施工同比高增长

资料来源：Wind，UNCTAD，中金公司研究部

再工业化进程加速之下，制造业投资将带动用电量增长，提升对于电网容量、配电设备、供电可靠性及稳定性的需求。根据EPRI[6]，2021年1月1日至2023年3月1日，美国境内宣布/在建/达产的新建或扩产项目超过155个，总共拉动年新增用电量超13,000GWh（不包括20个信息不足以估算用电量的项目），其中约2/3项目将在2025前投产，对应年新增用电量至少6,500GWh。我们认为部分新增产能投资密集区域的用电负荷紧张会更为明显。新能源/电池类制造商新增年负荷占据全部新增的50%，且多集中于东南部地区。

图表8：美国新制造项目可能对美国各区域造成的峰值负荷影响

注：制造项目数量统计时间为2021年1月1日至2023年3月1日

资料来源：EPRI，Brattle，中金公司研究部

图表9：美国制造业新增项目主要集中在东南部、中北部（MISO）和西南部

注：图中数字代表自2022年8月至2023年末宣布计划的制造项目

资料来源：GridStrategies，中金公司研究部

数字经济催化新兴用电需求

AI数据中心兴起拉动美国用电需求。从传统AI技术向生成式AI技术的持续转变驱动美国数据中心用电需求增长。根据麦肯锡报告，2030年美国数据中心负荷将由2022年的17GW增长至35GW。在美国加州、德州、弗吉尼亚州等部分数据中心密集的区域，夏季最大负荷将明显推升，缺电风险升级。根据Governing和Brattle，北弗吉尼亚有将近300家数据中心，是全球数据中心最密集的区域，其中公用事业公司Dominion Energy供应了该州大部分的电，该公司在2023年8月做出未来15年的数据中心计划[7]，预计2030年该区域数据中心电力需求将从当前的3GW增加到7GW（对比该区域当前夏日高峰负荷约为22GW），并已经表示现存的输电设施建设未来存在无法满足激增的数据中心用电需求的可能，正在扩建变电站并新建输电线路。

加密货币挖矿催化美国新兴电力需求。当前全球加密货币产业繁荣发展，美国是全球主要的比特币矿区，截至2022年8月约占全球份额38%[8]。根据EIA[9]在2024年2月发布的报告显示2023年美国加密货币挖矿的年用电量约占全美总用电量的0.6-2.3%，约等于美国300-600多万户家庭用户的年用电需求；在美国各场景用电量中，加密货币挖矿用电量排名第四，仅低于制冷、照明和电视。面对新兴用电需求带来的挑战，目前谷歌、微软、亚马逊等巨头正在积极寻找替代解决方案，如核能供电、签署绿电PPA等。

图表10：2030年美国数据中心负荷将由2022年17GW增长至35GW

注：2023年及以后来自McKinsey预测

资料来源：McKinsey，中金公司研究部

图表11：美国部分含加密货币挖矿设备的发电站年供电量

资料来源：Brattle，中金公司研究部

发电侧：降息带动美国电源投资增长，配套电网投资需求

目前美国的电源结构依然以传统能源为主，可再生能源装机快速增长。截至2023年底，美国发电总装机1189.4GW，其中传统能源发电装机容量占比约58%，天然气、燃煤为两大机组主力。由于电力需求强劲增长，部分州选择推迟燃煤燃气机组淘汰时间，以确保电网稳定可靠运行；EIA预计2024年美国退役发电机组较2023年下降62%，其中以燃气燃煤机组为主。与此同时，新能源装机快速发展，EIA年初预计2024年美国将新增62.8GW公用事业级发电装机，其中光伏、风电、储能合计占比将超过93%。

为应对不断攀升的电力需求，我们认为发电装机增长大势所趋，新建电站将带动升压变等电力设备需求。根据EIA预测[10]，2050年美国发电装机容量将是2022年水平的两倍，其中风光储等电站建设将明显提速，我们认为新建电站并入电网将促使电厂升压变需求大幅提升。

图表12：美国各类电源发电量占比（2023年）

资料来源：EIA，中金公司研究部

图表13：美国发电装机容量占比（2023年）

资料来源：EIA，中金公司研究部

图表14：2050年美国发电装机容量预测

资料来源：EIA，中金公司研究部

降息或将进一步拉动美国电源投资增长。新能源项目的借贷成本变动对项目经济性的影响显著。据IEA估计[11]，借贷成本每增加5%，风能或太阳能项目的平准化成本就增加50%，对利率波动较为敏感。因此高利率环境下，资本密集型可再生能源项目大多因投资回报率不高而减缓或搁浅。近年来，美国不断上升的利率对可再生能源造成了较大负面影响，减缓了可再生能源的装机。美联储降息以来，随着利率下调，美国风光项目经济性大幅回升，传统电源的投资回报率也有所提高，促进先前因融资成本较高而被暂停搁置的项目重新启动，从而进一步拉动美国电源投资增长。

图表15：资本密集型电力新能源项目近年来借贷成本上升幅度最大

资料来源：Wood Mackenzie，中金公司研究部

尽管美国能源政策存在不确定性，但电源装机增长明确，电网消纳能力需要提升。美国能源政策尚取决于大选结果，民主党和哈里斯大力支持新能源发展，而共和党和特朗普更为支持油气产业，或削弱可再生能源的制度激励。不过，共和党和特朗普并非完全反对新能源（特朗普上一任期内新能源新增装机不降反升），而是强调能源发展遵循强市场、弱监管的原则，我们认为新能源经济性提高仍有望推动装机保持增长态势。我们认为无论美国大选结果如何，传统电源和新能源的新增发电装机都需要电网配套做消纳和升级，电网建设成为关键的一环。

图表16：美国光伏、风电、储能年度新增装机

资料来源：BNEF，中金公司研究部

图表17：美国各电网区域并网排队周期均持续延长

资料来源：Berkelay LAB，BNEF，中金公司研究部

电网侧：美国电网投资有望保持长期增长，降息周期下投资有望加速落地

美国电网投资主要由老旧电网改造和跨州输电线路建设为主

美国电网投资有望迎来提速。根据BNEF，2020-2023年美国电网投资CAGR约0.5%，2023年电网投资达852亿美元，其中大约2/3投资流向了配电网。向前看，我们认为美国电网投资有望加速，主要来源于老旧电网改造升级、跨州输电网建设，以及新增电源及负荷接入电网等因素驱动。

图表18：美国年度电网投资预测，分输配电（左图）和驱动因素（右图）

注：柱状图为净零情景（NZS）下的全球电网投资预期，折线图为经济转型情景（ETS）下的全球电网投资预期。净零情景（NZS）假设2050年实现净零排放；经济转型情景（ETS）仅纳入了已立法和确定的政策，未假设长期能源和气候目标得到实现。
资料来源：IEA，中金公司研究部

美国为电网投资提供总额超过450亿美元的政府基金和贷款，旨在建设具有韧性和可靠性的能源基础设施。在《基础设施投资和就业法案》（IIJA）与《降低通胀法案》（IRA）中，美国电网分别获得165亿美元和125亿美元的资金，重点用于农村电网、地下电缆、州际电力传输等项目建设与开发。另外，2022年美国能源部出台“建设更好电网”计划，为电网弹性创新合作伙伴关系（GRIP）/输电便利计划（TFP）/电网弹性公式拨款/输电选址和经济发展补助分别拨款105/25/23/7.6亿美元。

► 电网升级改造

美国现存老旧电网设施亟待升级。作为发达经济体，美国电网基础设施相对完善，但存量输电线路大多建于20世纪60、70年代，普遍运行时间较久，逐步进入改造周期。美国商务部2021年报告显示[12]，美国电网中变压器平均寿命已经达到38年，有70%变压器使用年限超过25年，一般电力变压器设计寿命在30-40年左右，而在负载量大、极端天气频繁的区域的变压器实际使用寿命更短。根据IEA的预测，到2050年美国将有800+万公里的电网线路需要更新；根据Brattle预测，美国2016-2050年间输电线路改造需求平均为100亿美元，2030、2040年左右迎来两次峰值。

图表19：电力设备设计寿命

资料来源：IEA -- ElectricityGrids and Secure Energy Transitions（2023年10月），中金公司研究部

图表20：美国输电线路改造需求预测

注：2023年开始为预测数据

资料来源：Brattle estimate，中金公司研究部

部分地区或面临更高程度的电网升级改造以适应极端天气变化需求。1）山火：加州公用事业公司通过将更多线路置于地下以减轻山火风险，根据SCE，在山火风险较高的区域，超过40%的主要配电线路选择置于地下，尽管风险降低、效率提升，但地下线路成本远超地上架空线路，CPUC数据显示地上架空线路工程大约每英里63.4-76.0万美元，而地下线路通常会比其昂贵3-5倍以上。2）飓风等极端天气：今年7月、10月，德州、佛罗里达州地区电网相继因飓风影响，导致大面积家庭和企业停电。德州电力公司Oncor/CenterPoint Energy发布3年电网韧性计划，规划合计投资分别30/20亿美元，以更好升级电网以应对极端天气。

► 跨州输电网建设

美国推动跨州输电线路以增强电网韧性，德州新项目有望成为打破“电力孤岛”的突破口。10月3日，美国能源部宣布通过TFP计划向4个输电项目投资15亿美元[13]，主要计划购买由Avangrid、Invenergy、Pattern Energy、Grid United及其合作伙伴开发的输电项目容量。其中Pattern Energy的Southern Spirit输电项目连接了德州、路易斯阿那州、密西西比州。根据官网介绍[14]，该项目是一条约320英里、电压±525kV的高压直流输电线路，输送容量3GW，能够将ERCOT电网和东南部输电网连接，项目计划在2028年全面开工并于2031年投运，提高电网可靠性，促进不同区域电网之间的资源连接，增强电网在极端天气的弹性。

图表21：两轮TFP计划中选择的跨州输电项目

资料来源：DOE，中金公司研究部

电网运营商纷纷加码投资规划，降息背景下投资意愿有望增强

美国系统运营商和公用事业公司规划项目充沛，投资落地确定性较强。

► 独立系统运营商（ISO/RTO）：2023年MISO电网通过了总投资90亿美元的MTEP23项目计划，旨在强化输电网架，2021-2023年3年间MISO总规划项目金额接近270亿美元，超过2012-2020年9年间的总金额。ERCOT批准了接近147亿美元的输电项目，其中约86%是对2024-2026年规划的项目。

► 公用事业公司：Exelon[15]最新投资计划规划2027年输电+配电投资达到82.5亿美元，2023-2027年间CAGR为6.6%，相较上一版本投资计划增速提高2.4ppt；Duke[16]最新投资计划规划2028年输电+配电投资达到71.8亿美元，其中输电投资达到28.5亿元，2023-2028年间CAGR为8.7%，年均投资额相较上一版本提高，输电+配电年均投资额相较上一版本提高31%；加州最大公用事业公司之一SCE[17]的2024年电网资本开支计划达47亿美元，较2023年提高12%，2025年较2024年再增长28%，其2024-2028年87%投入给配电网，主要为基础设施替换、山火防护，以及部署软硬件设备以增强电网可靠性。

图表22：美国MISO输电基础设施项目规划

注：数据统计截至今年初

资料来源：MISO，中金公司研究部

图表23：加州、德州规划中的电网投资

资料来源：BNEF，FERC Form 1，中金公司研究部

图表24：美国公用事业公司加大资本开支计划

资料来源：BNEF，Exelon，Duke，SCE，AEP，中金公司研究部

美国电网格局高度分散，输配电价格受到严格监管。美国输电线路拥有权非常分散，电网公司数量超过500家，其中大约2/3电网为垂直一体化的公用事业电力公司所有，其他被众多联邦政府机构（如田纳西水电局）、市政电力公司和农村电力合作社拥有。电网属于自然垄断型资产，受到联邦政府和州政府监管，采用“成本+收益”的监管办法（如图表25）。一般美国公用事业公司的核价周期为2~5年（例如加州普遍是3年的核价周期），但期间可由电力公司发起或由监管机构要求电力公司申请费率调整。根据EIA，2023年美国公用事业公司的提价费用总额达到97亿美元，是2022年的2倍以上，主要原因包括电网扩容与设备更换带来的输配电投资上涨、借贷成本上升、劳动力及设备采购成本上升等。

我们预期降息背景下美国公用事业公司的投资意愿有望进一步增强。一般来说，电力公用事业公司通过股债权结合的方式进行融资，根据BNEF[18]，公用事业公司通常通过借款来为55-60%的投资提供资金，其余则来自股权和留存收益的方式。当利率上行时，高昂的借贷成本会侵蚀公用事业公司，降低公用事业公司投资意愿。而当利率开启下行通道，尽管融资成本下降最终会驱动准许回报率下行，但考虑到核价周期一般滞后于降息周期，我们认为降息环境仍然可以鼓励公用事业公司增加资本支出，用于升级和扩展输配电网基础设施。

图表25：美国电力公用事业公司的收益模型

资料来源：谢开《美国电力市场与监管实例分析》（2017），中金公司研究部

图表26：2014-2024E美国公用事业年度费率调整金额

注：数据截至2024年9月

资料来源：S&P Global，EIA，中金公司研究部

供给侧：美国电力设备供应链紧缺局面短期难以缓解

本土供给压力较大，产业链瓶颈难突破

美国本土供给持续紧俏，较为依赖海外产能。根据美国政府报告，美国对变压器等电力设备进口依赖较为严重，本土厂商竞争能力较为欠缺[19]。我们认为当地变压器本土供给持续紧俏主要由三重因素导致：1）供应链短缺；2）海外厂商投产时间较远；3）行业缺乏统一标准。

供应链短缺：原材料、零部件、人力等瓶颈制约

原材料方面：产能紧俏叠加关税削弱进口意愿，美国取向硅钢供需持续紧张。取向硅钢具有技术、资金和长建设周期壁垒。取向硅钢（GOES）是一种含硅量为0.5～4.5%的含碳量低的硅铁软磁合金，主要用于变压器的铁心，在变压器中价值占比在20%左右。

► 技术方面：工艺流程长、关键工艺控制点多、工艺控制精度高。从高炉炼铁开始，经过冶炼、轧制及多道深加工流程最终制成成品，全流程有多达600多项工艺关键控制点，所有控制点必须同时全部达标，才能生产出合格的产品。控制精度方面，以钢水成分控制精度为例，一些主要成分含量需控制在±百万分之七范围内，检测精度、检测时间、工艺控制、原料质量控制需较长时间的磨合与优化。高质量的HiB取向硅钢比普通取向硅钢技术壁垒更高。

► 资金方面：单吨投资成本高。我们根据主要上市公司硅钢项目情况测算，取向硅钢平均投资额在13000元/吨左右，大于无取向硅钢平均投资额7000元/吨。资金壁垒较高或将掣肘行业内大规模的产能投放。

► 建设周期方面：生产设备到位时间长，扩产周期相对较长。根据我们估测，海外取向硅钢生产从获取许可证到设计、设备制造，建造一座用于生产取向硅钢的钢厂通常需要3-5年。对于高性能取向硅钢而言，关键设备到位及调试时间较长，一般需要2年甚至更久，我们认为这将拉长取向硅钢产线建设进度。

图表27：取向硅钢生产技术壁垒较高

资料来源：Mysteel，中金公司研究部

全美仅存一家取向硅钢厂，其他厂商尚无扩产项目。过去美国进口硅钢价格偏低，使得美国本土几乎出清了所有的取向硅钢厂。Cleveland-Cliffs在2020年收购AK Steel，并成为目前美国唯一一家取向硅钢生产商，Cleveland-Cliffs在巴特勒工厂现有产能为取向硅钢和无取向硅钢共计24万吨，并且两者共享通用生产设备。根据Cleveland-Cliffs公告及投资者交流，我们认为由于其无取向硅钢下游主要是新能源汽车，整体景气度及关注度较高，Cleveland Cliffs对于将无取向硅钢产线转为取向硅钢的意愿相对较低。

美国钢铝关税影响进口积极性，当前取向硅钢短缺或较难缓解。美国从2018年3月开始对进口美国的钢、铝分别征收25%和10%的关税，覆盖包括欧盟、英国、中国、印度、俄罗斯、土耳其等国[20]，2019年取向硅钢进口重量/金额为2.7万吨/507万美元，同比下降56.5%/54.3%，然而美国征收关税也并未达到增加国内取向硅钢生产和消费增加的预期结果。尽管美国已于2021年和2022年取消了对欧盟、英国和日本的关税政策[21]，但对于中国的关税仍然存在，而全球取向硅钢产能主要集中在中国，我们认为并不能完全缓解美国进口层面的取向硅钢紧缺。

图表28：2024年上半年美国进口取向硅钢来源

资料来源：USITC，中金公司研究部

图表29：分季度美国取向硅钢进口金额

资料来源：USITC，金公司研究部

配套零部件方面：本土供应链多有短缺，且交期长。以分接开关为例，分接开关为35kV以上变压器的核心零部件，全球供应格局集中，主要为华明装备、德国MR、日立ABB三家，海外主要以德国MR为主，对于美国变压器厂来说进口MR/日立ABB的产品，价格高昂、交期较长。此外，其他零部件环节如套管等也都出现了紧张现象[22]，我们认为零部件供应的紧张或将使得海外厂家扩产难度加大。

人力方面：变压器行业本土劳动力资源萎缩，拖慢扩产进度。变压器制造具有技术和资源密集型的特点，其中的焊接、绕线、叠片等步骤所需人力较多，特别是大型电力变压器需要定制化生产，技术规格和安全标准较高，通常对劳动力素质的要求更高，较为复杂的工种需要经过1-2年甚至更长时间的培训。美国过去制造业的离岸外包，造成其整体制造业的老龄化，本土公司较难找到具备焊接、绕线、变压器测试等环节制造能力的员工，人力资源不足拖慢了变压器厂商整体扩产进度。

外资变压器厂商投产时间较远

扩产周期或与需求周期不匹配。海外厂商扩产整体决策链较长，扩产周期普遍在2-3年以上，海外存在新产线投产后产能利用率不足、投资回报较低的风险，甚至在中国的分工厂扩产，也经常出现产能延迟投产现象。变压器海外主流厂商发展历史较久，跨越周期，曾多次出现利润率较低的状态，例如ABB前几年将变压器业务出售给日立，因此我们认为外资变压器厂商扩产决策普遍会比较谨慎。

美国拟在2029年引入新变压器标准，供应链挑战或将升级。2024年4月，美国能源部最终确定配电变压器的能效标准[23]，相较于原先提案中建议95%的配电变压器使用非晶合金并计划在3年后生效，最终标准提出75%配电变压器将使用符合标准的晶粒取向电工钢，并正式实施计划延长至5年。一旦新标准实施，厂商将需要投入时间和资金进行产线改造，增加成本。针对最终标准，美国国家电气制造商协会（NEMA）总裁兼首席执行官Debra Phillips表示，“虽然乍一看，这项最终规则似乎对最初提议的内容进行了重大改进，但我们仍然担心规则制定可能会加剧供应链挑战和这些关键电网组件的漫长交货时间。”[24]

行业缺乏统一标准

下游公用事业公司定制化需求拉长了生产周期，标准统一较难达成。公用事业公司有各自的变压器设计和要求，选择根据自身定制规格给厂商下订单，缺乏统一标准使得批量自动生产存在困难。国家基础设施咨询委员会（NIAC）报告显示不同规格配电变压器或达约8万种，并表示公用事业公司和制造商都一直没有足够的动力去追求变压器标准化，达成广泛共识可能很困难[25]。尽管美国能源部已经开始着手研究推广标准化的效果以及批量生产标准变压器的可行性，但我们认为由于美国公用事业公司较为分散，涉及环节较复杂，标准化生产仍然需要较长时间才可能有实质性推动。

以数据验证美国本土供给发展趋势

供需趋紧推升价格上扬、交期延长、进口依赖提升

价格方面，近年供需关系趋紧推动关键电力设备价格指数明显上涨。2010-2019年变压器价格指数基本常年在较窄范围内波动，而自2020年1月以来，变压器、开关等电力设备价格快速提升并维持高位，截至2024年7月，主网电力变压器较2020年1月增长超80%，升压变、配变、中压开关设备均出现超40%增幅。

图表30：变压器（左图）和输配电设备（右图）价格趋势

注：纵坐标轴以2020年1月价格为100

资料来源：Wood Mackenzie，中金公司研究部

变压器交付时间不断延长。根据Wood Mackenzie数据，美国电力变和升压变的平均交付周期已经从2021年的50周提升至2024年二季度的140周左右，且由于不同项目的设备参数要求均有不同，交付周期存在较大不确定性。此外，由于大型变压器具备高定制化、高复杂性的特点，高端厂商数量有限，其平均交付周期较小型更长，最高可达260周以上。

图表31：交付周期持续拉长且存在较大不确定性

资料来源：Wood Mackenzie，中金公司研究部

变压器进口依赖度逐步走高。美国主网电力变压器相较于配电变压器进口依赖程度更高，根据Wood Mackenzie统计，截至2023年第4季度，大约78%的电力变压器和38%的配电变压器来自进口。回顾过去3年来，由于美国本土产能受限，变压器进口厂商占比均呈现逐步提升态势，主要进口国包括墨西哥、加拿大、韩国等，其中中国份额大约为5-10%。根据BNEF预测，即便美国本土厂商进行扩产，到2030年美国电力变压器进口比例依然高达55%（图表34）。

图表32：变压器进口厂商市场份额提升

资料来源：Wood Mackenzie，中金公司研究部

图表33：变压器主要进口国家份额

资料来源：USITC，中金公司研究部

图表34：美国大型电力变压器供应缺口

注：大型电力变压器指容量在100MVA以上的变压器

资料来源：BNEF，中金公司研究部

图表35：美国配电变压器市场格局

注：数据截至2024年一季度末

资料来源：Wood Mackenzie，中金公司研究部

图表36：美国电力变压器市场格局

注：数据截至2024年一季度末

资料来源：Wood Mackenzie，中金公司研究部

外资厂商业绩验证北美本土变压器供需紧张局面

海外电力设备厂商在其财报中表示北美市场的强劲势头。我们通过各公司财报及披露数据验证北美市场电力设备需求景气度向上，并且本土电力设备交付周期仍然较长。

► 伊顿：美洲电气部门业绩持续创新高并进一步上调业绩指引。受益于下游需求景气度提升，伊顿美洲电气部门收入及营业利润率近几个季度屡次达新高，公司在1-2Q24财报中连续上调其今年对美洲电气的业绩指引。从订单表现看，2Q24美洲电气在手未交货订单同比增长29%，且BB ratio维持在1.2的高位水平。

► 现代电气：北美市场高速增长、占比提升。公司在其财报中表示北美电力设备市场持续受益于新能源投资、再工业化、数据中心及电动汽车等应用。2Q24公司北美市场收入同比+88.7%，占比从1Q24的28%提升至35%，主要来自于电力变和配变同时销售增长；订单方面，公司2Q24新增订单中北美市场占比约47%，BB ratio约为1.78，高于公司整体水平的1.31。

► 其他涉及北美业务的公司纷纷在财报中表明了当前北美市场订单、收入较好，体现当前需求旺盛。日立能源隶属绿色能源及移动板块2Q24在北美收入增速较快，同比+58%；西门子能源公告表示2Q24电网科技板块来自美国和德国的订单增长强劲；GEV在2024投资者日表示电气部门美国客户需求明显提速。

风险提示

海外电网投资不及预期。电力行业的发展容易受到产业政策的影响，若海外部分国家的能源政策发生重大变化，或者海外电网公司调整电网投资规划、缩减投资规模、延缓项目实施进度，那么海外电力设备需求增长将低于预期，进而影响相关企业的订单和业绩。

国际贸易政策变化风险。出口贸易受到出口国家及地区的关税等诸多贸易政策影响。如果部分国家通过关税、本土化要求、政府禁令等设置更高的进入门槛，一定程度上会加大海外业务拓展难度、影响中国企业竞争力，出口营收和利润会因此产生波动。

汇率波动。海外结算涉及美元、欧元、英镑、巴西雷亚尔等多种货币，若汇率波动明显，对相关公司经营业绩、终端价格竞争力都会造成阶段性影响。

[1]https://www.eia.gov/outlooks/steo/report/elec_coal_renew.php

[2]https://www.brattle.com/wp-content/uploads/2024/05/Electricity-Demand-Growth-and-Forecasting-in-a-Time-of-Change-1.pdf

[3]https://ftp.pjm.com/-/media/markets-ops/rpm/rpm-auction-info/2025-2026/2025-2026-base-residual-auction-report.ashx

[4]https://www.spglobal.com/marketintelligence/en/news-insights/latest-news-headlines/pjm-capacity-auction-clears-at-record-price-of-269-92-mw-day-across-footprint-82638602

[5]https://www.bnef.com/insights/34351

[6]https://eprijournal.com/how-reindustrialization-is-boosting-u-s-manufacturing-and-challenging-utilities/

[7]https://www.pjm.com/-/media/committees-groups/subcommittees/las/2023/20231018/20231018-item-03a---dominion-large-load-request.ashx

[8]https://www.whitehouse.gov/wp-content/uploads/2022/09/09-2022-Crypto-Assets-and-Climate-Report.pdf

[9]https://www.eia.gov/todayinenergy/detail.php?id=61364

[10]https://www.eia.gov/outlooks/aeo/pdf/AEO2023_Narrative.pdf

[11]https://energyathaas.wordpress.com/2023/12/04/do-high-interest-rates-threaten-the-green-transition/

[12]https://www.bis.doc.gov/index.php/documents/section-232-investigations/2790-redacted-goes-report-20210723-ab-redacted/file

[13]https://www.energy.gov/gdo/transmission-facilitation-program-selections

[14]https://patternenergy.com/projects/southern-spirit-transmission/

[15]https://investors.exeloncorp.com/

[16]https://investors.duke-energy.com/overview/default.aspx

[17]https://www.bnef.com/insights/34703

[18]https://www.bnef.com/shorts/sj8jz1dwx2ps00

[19]https://www.federalregister.gov/documents/2021/11/18/2021-24958/publication-of-a-report-on-the-effect-of-imports-of-transformers-and-transformer-components-on-the

[20]http://www.xinhuanet.com/world/2018-03/09/c_1122514091.htm

[21]http://world.people.com.cn/n1/2023/1031/c1002-40106567.html

https://www.chinatradenews.com.cn/content/202203/24/c145800.html

[22]https://www.federalregister.gov/documents/2021/11/18/2021-24958/publication-of-a-report-on-the-effect-of-imports-of-transformers-and-transformer-components-on-the

[23]https://www.energy.gov/articles/doe-finalizes-energy-efficiency-standards-distribution-transformers-protect-domestic

[24]https://www.nema.org/news-trends/view/statement-debra-phillips-president-and-ceo-nema-on-doe-s-final-distribution-transformer-efficiency-rule

[25]https://www.cisa.gov/sites/default/files/2024-06/DRAFT_NIAC_Addressing%20the%20Critical%20Shortage%20of%20Power%20Transformers%20to%20Ensure%20Reliability%20of%20the%20U.S.%20Grid_Report_06052024_508c.pdf

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文章来源

本文摘自：2024年10月24日已经发布的《布局美国设备投资重启：电力设备篇》

曾韬分析员 SAC 执证编号：S0080518040001 SFC CE Ref：BRQ196

曲昊源分析员 SAC 执证编号：S0080523060004 SFC CE Ref：BSW232

刘倩文分析员 SAC 执证编号：S0080523070014 SFC CE Ref：BUS531

闫汐语联系人 SAC 执证编号：S0080123100060 SFC CE Ref：BUS229