成都變頻器節(jié)能究竟可為社會帶來怎樣的收益?
以300MW火電機組引風機系統(tǒng)變頻節(jié)能為例。配置2臺引風機需要2臺高壓變頻器，電動機功率為2000kW，假設選用ABB品牌變頻器，其成本目前約為200萬元/臺，機組年運行時間為7920小時，平均負荷為250MW，經(jīng)計算，改造后的機組年平均節(jié)電率為29.92%，每年可節(jié)約527.47萬千瓦時電力，按照電價0.5元/千瓦時計算，年節(jié)省263.735萬元，投資回收期僅為1.5 年，以后每年可以節(jié)電263.735萬元。
2009年我國新增交流電機變頻化率僅為24.2%，我們有理由相信50%的變頻化率是可以實現(xiàn)的，加上存量電機變頻改造需求，高壓變頻器市場具有廣闊的發(fā)展空間。
現(xiàn)狀：國產(chǎn)化進程加速前行
我國高壓變頻器行業(yè)競爭態(tài)勢大概經(jīng)歷了4個階段。
第一，外資品牌壟斷市場，上世紀90年代我國進口高壓變頻器主要是配套重點項目，此時國內(nèi)客戶對節(jié)能效果并未意識到，產(chǎn)品售價較高，單價維持在2000～3000元/千瓦。
第二，國內(nèi)企業(yè)發(fā)現(xiàn)了高壓變頻市場，尋求技術(shù)突破，但是面臨著客戶不信任和產(chǎn)品不穩(wěn)定兩大難題，雖然售價低于外資品牌的一半，但是由于性能問題，國內(nèi)企業(yè)只能在小客戶中取得訂單。
第三，國內(nèi)企業(yè)取得突破，首先經(jīng)過積累，技術(shù)上已經(jīng)不是難題，可靠性已經(jīng)滿足客戶要求，品牌逐步建立，國外品牌在服務上普遍落后于本土企業(yè)，給了國內(nèi)企業(yè)良好的發(fā)展機會，利德華福等國內(nèi)品牌一舉成為市場領(lǐng)跑者。
第四，國內(nèi)企業(yè)全面開花，當大型客戶意識到外資品牌不再壟斷市場時，將更多目光投到了國內(nèi)企業(yè)，國產(chǎn)化進程加速前行。
2009年我國全社會用電量為31856億千瓦時，其中工業(yè)用電量為26993億千瓦時，占比74.1%，而電機耗電量占到工業(yè)用電量的60%左右，因此電機節(jié)電對于我國節(jié)能減排具有重要地位。而由于變頻器節(jié)能效率較高，可以達到30%～60%，用電大戶企業(yè)正積極進行節(jié)能改造。
實際上，巨大的經(jīng)濟效益正在催生企業(yè)變頻改造內(nèi)生動力。
我國變頻器生產(chǎn)企業(yè)基本沒有掌握核心技術(shù)，在高壓變頻器領(lǐng)域，基本上只掌握了低壓變頻的集成技術(shù)，核心器件比如IGBT(絕緣柵極晶體管)、電容等關(guān)鍵器件仍然需要進口，控制技術(shù)方面，國內(nèi)企業(yè)基本掌握了矢量控制，直接轉(zhuǎn)矩控制尚不能掌握。國內(nèi)企業(yè)在中高壓變頻器方面做的較好，在主電路結(jié)構(gòu)方面實現(xiàn)了引進吸收創(chuàng)新，目前國內(nèi)大多數(shù)高壓變頻器采用單元串聯(lián)多電平電路結(jié)構(gòu)，采用這種電路結(jié)構(gòu)，在性能上占有一定優(yōu)勢，但是隨著使用領(lǐng)域的進一步擴大，還需進一步開發(fā)。
產(chǎn)品質(zhì)量是制勝法寶。節(jié)能是變頻器的特性，而產(chǎn)品的可靠性卻決定了行業(yè)以及企業(yè)的前途，國外知名品牌正是依靠其強大的技術(shù)實力、產(chǎn)品的高可靠性贏得了國內(nèi)70%～80%的市場份額。在高壓變頻器方面，節(jié)能效率并不是客戶首先關(guān)注的指標，在大型項目市場比如冶金行業(yè)，如果變頻器因為不可靠導致停機，將會造成極大的損失。在招投標時，客戶也不會將價格列為首要考慮條件，超低的價格只會導致客戶懷疑其元器件和原材料的質(zhì)量。
市場：電力部門乃消費主力軍
中高壓變頻器節(jié)能需求在2009年占比更是達到了60%。據(jù)統(tǒng)計，占工業(yè)用電30%以上的各種風機、泵類負載，全國約4700萬臺，總功率約1.3億千瓦，而風機、泵類負載變頻器需求主力在電力部門。在電力行業(yè)，中高壓變頻器主要應用在與發(fā)電機組配套的引風機、送風機、吸塵風機、排粉機、增壓風機、凝結(jié)泵、循環(huán)泵、渣漿泵、鍋爐給水泵等大功率中高壓電機場合。從未來的潛力來看，電力部門仍然將會是變頻器節(jié)能需求的主力軍，尤其在中高壓領(lǐng)域。
2009年中高壓變頻器市場集中在電力、冶金、石化和建材等行業(yè)上，占到總需求的78%。我們認為在可預見的未來，中高壓變頻器主要需求方依然在這四個行業(yè)中。
電力行業(yè)：一般而言30萬kW火電機組需要配增壓風機1臺、一次風機2臺、引風機2臺、凝結(jié)泵2臺、循環(huán)泵2臺、給水泵2臺、排粉風機4臺、灰漿泵2臺、送風機2臺，一共19臺輔機，功率約為3萬千瓦。60萬千瓦火電機組需要配增壓風機1臺、一次風機2臺、引風機2臺、凝結(jié)泵2臺、循環(huán)泵2臺、給水泵2臺、排粉風機4臺、灰漿泵3臺、送風機2臺，一共20臺輔機，總功率約為6萬千瓦。
因此粗略的說，電力行業(yè)變頻器潛在需求量為火電裝機容量的十分之一，截至2009年底，我國火電裝機容量為65205萬千瓦，理論上變頻器市場容量為6520萬千瓦，考慮到約有50%的電機適合調(diào)速，實際上中高壓變頻器在電力行業(yè)的容量約為3260萬千瓦，按照800元/千瓦的價格計算，市場容量約為260.8 億元。2009 年電力行業(yè)變頻器市場規(guī)模為18億元，變頻化率很低，因此我們認為未來數(shù)年內(nèi)，電力企業(yè)變頻需求仍然將占主導地位。
冶金行業(yè)：以鋼鐵為例，鋼鐵行業(yè)設備容量大，70%以上是大型高壓電機，對中高壓變頻器的需求較大，從去年國家發(fā)改委調(diào)查來看，高壓變頻器在冶金行業(yè)應用不普遍，只在一些重點企業(yè)，比如寶鋼、武鋼等大型企業(yè)有應用，一些中型或者地方鋼廠幾乎沒有。根據(jù)我們測算，鋼鐵行業(yè)對中高壓變頻器的潛在需求至少有1134.7萬千瓦，按照800元/千瓦的價格計算，市場容量至少有為90.78億元。加上有色金屬行業(yè)需求，我們預計冶金行業(yè)市場容量有150億元，2009年冶金行業(yè)變頻器市場規(guī)模為9.2億元。
石化行業(yè)：中國的油田大部分不像國外油田有很強的自噴能力，必須靠注水來壓油入井，靠潛油泵在井下富集油，靠抽油機把油提升出來，再靠輸油泵把油管內(nèi)的油壓輸出去，石油行業(yè)需要應用高壓變頻器的電機主要是潛油泵、注水泵、輸油泵、天然氣壓縮機等，占全行業(yè)用電量的80%以上。在石化行業(yè)，煉油用的風機、泵、壓縮機用電占總用電量的90%，其中三分之二在變負載工況運行。根據(jù)行業(yè)實際情況推算，全國石油石化行業(yè)約需12000臺變頻器，市場容量約為96億元。
建材行業(yè)：以水泥為例，水泥行業(yè)的電機裝機容量達到350萬kW以上，其中不到10%的電機使用了變頻器。日產(chǎn)5000t的水泥生產(chǎn)線需要配備搖頭排風機2臺、窯尾排風機2臺、煤磨排風機3臺、高溫風機1臺、循環(huán)風機1臺、煤磨除塵風機3臺，共11臺輔機，總功率10000kW，需配置11臺高壓變頻器。2009年我國水泥總產(chǎn)量為16.29億噸，按照實際應用中每180萬噸水泥產(chǎn)量使用11臺高壓變頻器計算，全國水泥行業(yè)高壓變頻器市場容量為9955臺，按照800元/千瓦計算，市場容量約為72.4億元。
制約：高增長下尚存隱憂
中高壓變頻器市場規(guī)模在近4年保持了高速增長，增速超越了低壓變頻器，2006年以來市場規(guī)模復合增長率達到了32%，裝機容量復合增長率達到48%。
高速增長的背后有著天時地利因素。首先是天時，國家大力號召節(jié)能減排，2007年11月，財政部下發(fā)《節(jié)能技術(shù)改造財政獎勵資金管理暫行辦法》，對項目改造后每形成1噸標準煤節(jié)能能力，中央財政將按東部地區(qū)200元、中西部地區(qū)250元的標準給予獎勵。另外，四萬億元經(jīng)濟刺激計劃上馬了許多大型基建項目，帶動了變頻器需求。其次是地利，金融危機直接導致國外廠商縮減投資，這為本土企業(yè)突圍形成了良好的外部條件，國內(nèi)品牌借助本土優(yōu)勢迅速搶占了市場，保證了市場規(guī)模的增長。
但是不難發(fā)現(xiàn)，利好因素短期內(nèi)有向反方向發(fā)展的可能。中高壓變頻器主要是項目型市場，對于大型項目的策略在中國具有濃厚的政府色彩，國家政策直接決定了行業(yè)的景氣程度，四萬億元經(jīng)濟刺激計劃拉動了需求，但是刺激計劃一旦退出，下游需求有下降的風險。另外，國內(nèi)品牌異軍突起，價格戰(zhàn)一觸即發(fā)，如果生產(chǎn)企業(yè)沒有掌握關(guān)鍵技術(shù)，將會在競爭中失去市場份額。
此外，IGBT是變頻器的核心元器件，分別占中低壓變頻器和高壓變頻器成本的24.7%和8.9%。IGBT起到逆變的功能，將直流電壓逆變成頻率可調(diào)的交流電，目前給國內(nèi)供貨的廠家主要有英飛凌、西門康、三菱、富士、ABB、美國飛兆，而這六家公司市場占有率達到了98%以上，國內(nèi)企業(yè)主要有嘉興斯達、江蘇宏微、威海新佳、廈門宏發(fā)、南京銀茂。但是現(xiàn)在我國IGBT基本依靠進口，受國外限制較大，急需國產(chǎn)化。
