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美国电力设备需求分析

1. 美国电网系统概述

1.1 美国电网发展历程

1.1.1 中央电源站与变压器发明

• 美国电网基于中央电源站概念于80年代初诞生，每个站为较小地理区域内的较少客户供电。
• 1885年变压器发明后，交流系统被广泛应用于电网之中，电站之间开始实现长距离电力传输。

1.1.2 电网互联与政府监管

• 电力行业具有垄断特性，政府加强监管，电力公司并网互联，促进地区间的电力交换。
• 1935年，美国通过了《公共事业持续法》，标志着联邦政府开始对电力行业进行监管。

1.1.3 独立电网合并与电压等级提升

• 20世纪50年代到70年代，高压输电线路和变电站得到不断改进和扩充，电压等级涵盖115千伏至765千伏。
• 60年代中期逐渐形成了区域范围的统一电网体系，包括东部电网、西部电网、得克萨斯电网。

1.1.4 统一市场标准与能源结构转型

• 2002年，联邦能源管制委员会发布了标准电力市场设计法案，为各州提供相对标准化的市场规则。
• 环境问题与科技进步促使美国对能源政策进行重新审视，清洁能源和可再生能源在美国的能源结构中占据越来越重要的位置。

1.2 美国电网特点

1.2.1 地理条件与体制特性

• 美国能源丰富且地域分布较为均匀，跨区域大规模用电调度需求少。
• 美国电力行业从自由市场发展而起，产业结构破碎，行业内公司众多，私有制造成僵局。
• 美国联邦制下，州间政策审批效率低，跨州统一输电项目建设政策协调难度大。

1.2.2 电网更新改造缓慢

• 电力设备老旧，电力基础设施投资不足，抗自然灾害能力差。
• 再生能源项目并网成本高昂，发展不及预期。

2. 美国电网困境

2.1 电力设备老化

2.1 电力设备老化

• 90%以上的大型电力变压器使用时间已经超过40年；70%的输配电线路已经进入寿命末期。

2.2 自然灾害频发

2.2 自然灾害频发

• 恶劣天气导致输电中断，每年给美国经济造成280-1690亿美元的损失。

2.3 可再生能源发展缓慢

2.3 可再生能源发展缓慢

• 绿电项目建设成本高昂，可再生能源并网所需费用的90%均由可再生能源开发商承担。

3. 美国电力系统分析

3.1 发电量及用电量情况

3.1 发电量及用电量情况

• 近20年整体发电规模稳定在40000亿度电，天然气为主要发电方式，可再生能源发电占比低增速慢。
• 各地区电价差异较大，美国电价水平在过去20年间不断上涨，2023年达到12.72 cent/KWh。

3.2 制造业回流与数据中心用电量激增

3.2 制造业回流与数据中心用电量激增

• 制造业总投资额猛增，预计到2030年AI带来的用电量需求占整体比例将达8%。
• 数据中心电力设备市场规模CAGR预计将达25%+，带动电力需求持续上涨。

4. 美国电力设备景气度跟踪

4.1 宏观层面

4.1 宏观层面

• 预计未来10年电力共计需要6370亿美元投资，老旧替换仍有巨大空间。
• 每年新增市场规模近千亿美元，新能源渗透率提升+算力提升带来的用电量提升。

4.2 中观层面

4.2 中观层面

• 行业协会指引：2022年电网投资总额为1547亿美元，预计未来几年投资额持续增长。
• 北美5大utility公司指引：未来5年合计capex占23年固定资产的比值在34-72%。

4.3 微观层面

4.3 微观层面

• 变压器价格仍在上涨，疫情后价格平均上涨75%到100%。
• 各家海外电力设备公司订单收入比回升至1以上，逐季度利润率环比上涨。

4.4 供给层面

4.4 供给层面

• 扩产计划宣布较晚、扩产进度不及预期，产业工人稀缺，投资大建厂时间长，上游原材料紧缺。

5. 结论

• 美国电网目前状况无法满足居民及企业的新增用电量需求以及净零目标，电网亟待更新&扩大投资。
• 一轮波澜壮阔的电力设备大行情已经开启，本文通过密切跟踪宏观-中观-微观各个维度的前瞻数据，去判断和印证本轮周期的景气度及持续时间。