華北電力大學電氣工程學院 章紀鋒
河南省電力公司新鄉(xiāng)供電公司 郭雷
浙江省金華電業(yè)局 江勇
我國低壓變頻器市場分析
華北電力大學電氣工程學院 章紀鋒
河南省電力公司新鄉(xiāng)供電公司 郭雷
浙江省金華電業(yè)局 江勇
變頻器是把電壓與頻率固定不變的交流電,變換為電壓和頻率可變交流電的裝置,變頻器一般用于控制交流電機的轉速或者輸出轉矩,輸入電壓不高于690V的變頻器為低壓變頻器。
低壓變頻器自20世紀60年代左右問世,到20世紀80年代在主要工業(yè)化國家已經得到廣泛應用,行業(yè)內知名企業(yè)主要包括瑞士ABB、德國SIEMENS、日本安川、日本三菱、美國艾默生等。(1)ABB。瑞士ABB集團是電力和自動化技術領域的全球領導廠商,在自動化領域擁有DCS,儀器儀表,低壓電機,電氣傳動,低壓自動化等業(yè)務。2010年,ABB低壓變頻器在國內的銷售額為21.6億元,同比增長20.0%,位列我國低壓變頻器市場份額第一,其優(yōu)勢行業(yè)為起重,風電,電力,冶金,市政,石油,金屬制品等。(2)安川。日本安川2010年低壓變頻器在國內的銷售額為10.3億元,其優(yōu)勢行業(yè)為電梯,起重,印刷包裝,機床,冶金等。(3)三菱。日本三菱2010年低壓變頻器在國內的銷售額為5.8億元,其優(yōu)勢行業(yè)為紡織印染,建材,電子設備,汽車制造等。
相對于工業(yè)化國家來說,我國的低壓變頻器行業(yè)起步比較晚。20世紀90年代末,低壓變頻器逐漸得到國內廣大用戶的認可,在國內開始廣泛地推廣使用,但仍然以國際品牌為主。2000年以來,在國家的大力支持下,以匯豐技術、英威騰、歐瑞傳動、森蘭為代表的國產低壓變頻器生產廠商在吸收國外低壓變頻技術的基礎上通過不斷創(chuàng)新,開始嘗試自主研發(fā)生產,極大地推動了低壓變頻器的國產化進程。
低壓變頻器主要應用于大部分的電機拖動場合,能夠實現工藝調速、節(jié)能、軟啟動、改善效率等功能。因此,低壓變頻器在起重、電梯、紡織印染、冶金、電力、石油石化、機床、印刷包裝等行業(yè)得到了廣泛的應用。根據《2010中國低壓變頻器市場研究報告》和《2010中國交流伺服系統(tǒng)市場研究報告》統(tǒng)計,國內低壓變頻器和伺服系統(tǒng)市場需求主要集中在經濟發(fā)達的華東、華南、華北和華中區(qū)域,上述四個區(qū)域低壓變頻器市場合計占77.8%,伺服系統(tǒng)市場合計占89.8%。
隨著低壓變頻器在我國各行業(yè)的逐漸推廣應用,我國低壓變頻器市場保持了較快的增長速度,2007年達到了22.0%的增長,市場規(guī)模達113.0億元。2008年,受全球經濟危機影響,我國低壓變頻器市場增長速度有較大幅度的下滑,但仍保持了6.99%的增長,達到120.9億元。2010年,受國家4萬億投資的影響,需求猛增,以致2010年變成變頻器廠商集體狂歡的時段。預計2011年起跟著國家貨幣政策開始緊縮,低壓變頻器市場增速將開始慢慢回落(見表1)。就中長期而言,隨著我國裝備制造業(yè)的發(fā)展和國家強制節(jié)能減排政策的進一步落實,國內低壓變頻器的市場仍將保持較快的增長。
低壓變頻器,伺服系統(tǒng)行業(yè)屬于高科技行業(yè),我國本土企業(yè)起步晚,技術積累少,規(guī)模小,與國外同行相比差距仍然較大,整體基礎薄弱,影響了整個行業(yè)的競爭力以及國內外市場的開拓。
工業(yè)自動化控制產品是工業(yè)設備中最關鍵的部件之一,根據不同的應用場合對低壓變頻器性能的不同要求,可將低壓變頻器應用市場劃分為高端、中端、低端市場。近年來隨著電力電子器件的發(fā)展和國內自動化控制技術的進步,出現了一批本土企業(yè),依靠低成本的優(yōu)勢大量進入了中低端市場。但國際品牌廠商經過多年的發(fā)展,憑借先進的技術優(yōu)勢,可靠穩(wěn)定的性能優(yōu)勢在部分重點行業(yè)樹立了自己的品牌地位,形成了一定的品牌壁壘。本土企業(yè)由于規(guī)模小,技術相對落后,尤其在核心的電機控制技術,電機制造技術投入不足,在產品的整機設計和可靠性設計技術方面與國際品牌廠商相比還有比較大的差距,因此它們要進入中高端市場還有比較高的技術壁壘。國內的中高端市場長期被國際頂級品牌所壟斷,若沒有特別有競爭力的產品和方案,國產品牌廠商要進入這些市場將具有相當大的難度。
目前我國低壓變頻器行業(yè)已經形成完全市場化的競爭格局。國際品牌廠商在國內低壓變頻器和伺服系統(tǒng)市場占據了主要的份額,而且主要定位于中高端市場,并開始向中低端市場延伸產品鏈。由于國外低壓變頻器產業(yè)起步較早,國際品牌廠商在我國經過多年的發(fā)展,憑借先進的技術優(yōu)勢,可靠穩(wěn)定的性能和強大的品牌攻勢在我國低壓變頻器市場仍然占據主要地位。2000年以來,國產品牌廠商通過自主創(chuàng)新,憑借成本優(yōu)勢和優(yōu)越的本土化服務迅速崛起,逐步擴大了國產低壓變頻器的市場份額。但目前國際品牌廠商仍然占據了我國低壓變頻器約81.06%的市場份額,并占領了起重、電梯、冶金、機床、風電等國內高端市場。
低壓變頻器的上游行業(yè)中的高端電子元器件主要依賴進口,不利于工業(yè)自動化控制系統(tǒng)行業(yè)的發(fā)展。例如,IGBT的供應商主要集中在德國英飛凌,日本富士電機等少數國外廠商,而我國目前還不具備高端大功率IGBT的研發(fā)和封裝能力,技術上受制于國外廠商。
我國裝備制造業(yè)的快速發(fā)展和產業(yè)升級對設備制造的工
表1 中國低壓變頻器市場增長
I藝和產品質量提出了越來越高的要求,客觀上加大了設備制造業(yè)對工業(yè)自動化控制產品的需求。上游的電子元器件,電力電子器件尤其是IGBT的技術進步,成本降低,效率提高可促進工業(yè)自動化控制系統(tǒng)行業(yè)技術進步,推動該行業(yè)提高產品質量,減小設備體積,提高產品性能,降低生產成本。
我國是世界上能耗最高的國家之一,能源資源嚴重短缺,節(jié)能降耗已成為國家發(fā)展亟待解決的重要問題。國家先后發(fā)布了《“十一五”十大重點節(jié)能工程實施意見》和《中國節(jié)能技術政策大綱(2006版)》等多項節(jié)能減排政策,要求提高電機系統(tǒng)效率,推廣變頻調速,交流伺服等技術,有助于推動行業(yè)的進一步發(fā)展。根據“十二五”規(guī)劃確定的目標,預計到2015年,高端裝備制造業(yè)年銷售產值將在6萬億元以上;力爭到2020年,高端裝備制造業(yè)銷售產值占裝備制造業(yè)銷售產值的30%以上,國內市場滿足率超過25%。
同時,我國現代化裝備制造業(yè)的發(fā)展使得自動化控制技術得到越來越廣泛的應用,而風力發(fā)電等新興行業(yè)的快速發(fā)展,也將增加工業(yè)自動化控制系統(tǒng)設備的需求。除了在紡織、印刷包裝、石油石化、機床等傳統(tǒng)領域得到廣泛應用外,在風力發(fā)電、醫(yī)療器械、軌道交通、電動汽車等新領域的應用也日益增多,客觀上也給工業(yè)自動化行業(yè)帶來了新的發(fā)展機遇。
政策鏈接
工業(yè)自動化控制系統(tǒng)行業(yè)受國家裝備制造業(yè)調整和振興規(guī)劃及節(jié)能減排政策支持,要求做強做大裝備制造業(yè),提高裝備制造業(yè)自主創(chuàng)新和國產化水平。相關扶持政策主要包括:
1、國家發(fā)改委《產業(yè)結構調整指導目錄(2005年)》鼓勵類包含:“交流變頻調速節(jié)能技術開發(fā)及應用”,“三軸以上聯(lián)動的高速,精密數控機床,數控系統(tǒng)及交流伺服裝置,直線電機制造”,“節(jié)能,節(jié)水,環(huán)保及資源綜合利用等技術開發(fā),應用及設備制造”,“新型電子元器件(電力電子器件、制造等行業(yè)項目)”。
2、國家發(fā)改委,科技部,環(huán)保總局2005年10月發(fā)布的《國家鼓勵發(fā)展的資源節(jié)約綜合利用和環(huán)境保護技術》資源節(jié)約部分、第77項“BkS中央空調節(jié)能智能化控制技術”要求“利用智能模糊控制技術和獨創(chuàng)的預期算法與優(yōu)化算法模型,以計算機技術,系統(tǒng)集成技術和變頻技術為手段,實現中央空調系統(tǒng)運行參數的優(yōu)化和冷媒流量隨負荷變化而自動調節(jié),從而保證系統(tǒng)在各種負荷下均實現最佳能量供應和最佳工況運行,達到節(jié)能降耗的目的”。
3、國務院2006年7月發(fā)布的《“十一五”十大重點節(jié)能工程實施意見》第五項“電機系統(tǒng)節(jié)能工程”明確提出:“提高電機系統(tǒng)效率:推廣變頻調速,永磁調速等先進電機調速技術,改善風機、泵類電機系統(tǒng)調節(jié)方式,逐步淘汰閘板、閥門等機械節(jié)流調節(jié)方式。重點對大中型變工況電機系統(tǒng)進行調速改造,合理匹配電機系統(tǒng),消除‘大馬拉小車’現象?!?/p>
4、國家發(fā)改委和科學技術部于2006年9月聯(lián)合制訂《中國節(jié)能技術政策大綱(2006版)》中明確指出“發(fā)展、推廣變頻調速技術與裝置及內反饋斬波調速技術與裝置。開發(fā)電動機拖動用節(jié)能調速裝置,工藝調速性能用交流調速裝置,特種調速用交流調速裝置,變頻電源及車船使用的直—交逆變電源,牽引調速專用裝置,綠色發(fā)電用異步電動機變頻調速裝置等”。
5、2007年1月23日,國家發(fā)改委,科技部,商務部,國家知識產權局聯(lián)合發(fā)布《當前優(yōu)先發(fā)展的高技術產業(yè)化重點領域指南(2007年度)》,將“中高檔數控系統(tǒng)和數字伺服控制器,大功率,高剛度電主軸及其伺服單元,直線電機,力矩電機及伺服控制器,電網輸送及安全保障技術”列入優(yōu)先發(fā)展的高技術產業(yè)化重點領域。
6、2009年2月4日,國務院常務會議審議并原則通過了“紡織和裝備制造業(yè)調整振興規(guī)劃”,在產業(yè)調整和振興的主要任務中明確要求“發(fā)展高效清潔發(fā)電,推進風電設備自主化,重點實現變頻控制系統(tǒng),風電軸承,碳纖維葉片等產品的國內制造”,“加快實施高檔數控機床與基礎制造裝備科技重大專項,掌握高檔數控裝置,電機及驅動裝置,數控機床功能部件,關鍵部件等的核心技術”。
7、由工業(yè)與信息化部等部門起草的《“十二五”高端裝備制造業(yè)產業(yè)發(fā)展規(guī)劃》(下稱《規(guī)劃》)已經完成,正在等待國務院批準。工信部部長苗圩在兩會期間則表示,包括高端裝備制造在內的四個戰(zhàn)略性新興產業(yè)規(guī)劃將有望于2011年上半年出臺。未來中國裝備制造業(yè)的需求熱點就由過去的“出口+城市化”轉向“城市化+重化工”領域,工程機械、鐵路設備、海工設備、煤炭機械、重型冶金設備和數控機床將逐步崛起,醫(yī)療設備和航天軍工等尖端技術行業(yè)暫時很難有大的突破,而輕工機械和船舶與港口機械的景氣高峰已經過去。