美国电力系统及基本结构
美国电力系统是由包括加拿大、美国本土以及墨西哥部分地区在内的东部、西部、魁北克和ERCOT（德克萨斯）四个区域电网组成，区域电网之间交流线路电力传输受限，通过直流线路连接。1）美国现有超过97万公里交流输电线路（>69kV），其中高压交流输电线路（>230kV）39万公里；直流输电线路（400-600kV）约2900公里。2）美国拥有超过885万公里配电线路（<69kV）。根据美国能源部数据，美国电力系统中额定电压超过230kV的变电站目前约有7万个。其中，额定电压超过345kV的变压器约2100台，但大部分变压器已接近设计使用寿命。
美国电力装机结构与用电量增速
1950-2022年美国用电量CAGR为3.7%。根据EIA统计数据，1950-2022年美国用电量从0.30万亿kWh增长4.05万亿kWh，年均复合增长率为3.7%。截至2022年底，美国电力累计装机达1160GW，其中，天然气499GW（43%）、煤电197GW（17%） 、风电145GW（13%）、水电104GW（9%）、光伏95GW（8%）、核能93GW（8%）、石油23GW（2%）、其他3GW（0.3%）。 预计2022-2025年美国用电量CAGR为0.9%。根据EIA预测数据，2022-2050年美国用电量将继续增长，到2050年将达到5.18万亿kWh，较2022年增长27%，年均复合增长率为0.9%。
美国输配电系统市场规模
电力系统：据Rhodes等估计，2017年美国电网（包括发电厂、电线、变压器和电线杆）重置价值为4.8万亿美元（约35.3万亿元人民币）。其中，发电设施占56%（2.7万亿美元），输电系统占9%（0.43万亿美元）和配电系统占35%（1.7万亿美元）；电线和变压器的平均运营年限为28年。输电系统：据BNEF预测，自2015年起，公用事业公司和第三方开发商对美国输电系统投资每年均超过200亿美元（约1470亿元人民币）。EIA报告显示，2019年美国主要公用事业企业新增输电系统投资235亿美元（约1726亿元人民币）。配电系统：EIA报告显示，1996-2017年，美国主要电力公司每年新增配电系统投资从310亿美元（约2277亿元人民币）增长到510亿美元（约3745亿元人民币），累计增长幅度达65%。
北美地区变压器市场规模和竞争格局
市场规模：据Mordor Intelligence预测，北美变压器市场规模预计将从2023年的84.1亿美元（约618亿元人民币）增长到2028年的109.5亿美元（约805亿元人民币），CAGR为5.41%。研究机构PTR报告显示，美国是全球最大的变压器市场之一，2020年约占全球市场份额17%。 竞争格局：北美地区变压器行业市场集中度较低，主要的变压器制造商和提供商包括：1）西门子、日立、施耐德、ABB、伊顿、SGB等国际电气巨头和专业变压器制造商；2）通用、艾默生、TTI、罗克韦尔自动化、弗吉尼亚变压器等本土电气巨头、专业变压器制造商和经销商。随着美国变压器供需日益紧张，弗吉尼亚变压器、日立能源等本土和海外厂家正在美国或墨西哥等地扩建产能。其中： 1）2023年2月，弗吉尼亚变压器公司在墨西哥第五家变压器制造厂落成，该工厂占地2.8万平方米；2）2022年10月，日立能源拟计划投资3700万美元用于美国南波士顿电力变压器工厂扩容；3）2022年5月，日立能源拟计划投资超过1000万美元在密苏里州杰斐逊工厂扩建配电变压器生产设施。
美国变压器市场分类
电压等级：根据Statista统计数据，2022年美国额定电压69kV以上的电力变压器中138kV和230kV电压等级销售收入占比较高，分别达到30%、27%，合计占比达57%。装机容量：根据美国商务部对变压器行业专项分析报告，按照装机容量，美国电力电压器可分为大型变压器（>100MVA）、中型变压器（10-100MVA）、小型变压器（650kV-10MVA），输电线路适用中大型变压器，配电线路适用小型变压器。绝缘类型：变压器主要可分为干式、油浸式两大类。在电力产业链中，干式变压器在适用于发电、输配电、用电等领域。在发电场景下，干式变压器可以应用于火电、水电等传统发电技术以及新能源风电、光伏发电、核电等，当前风电、光伏等细分领域景气度较高，全球干变市场空间保持稳定增长；在输配电场景下，干式变压器主要应用于配电网建设，将电网电压转换成供民用电系统使用；在用电场景下，干式变压器主要应用于工业企业、基础设施、居民住宅、轨道交通、高效节能等。从输配电系统应用来看，美国干式变压器主要应用于kVA级配电线路，油浸式变压器主要应用于MVA级输电线路。干式变压器全球市场空间：随着全球可再生能源装机持续增长，输配电系统更新和扩容需求旺盛，干式变压器市场有望实现快速增长。根据研究机构Mordor Intelligence预测，全球干式变压器市场规模将从2017年的30.4亿美元（约223亿元人民币）增至2024年的45.7亿美元（约336亿元人民币），年复合增长率为6.0%。
美国变压器市场供需现状
需求侧：在运变压器年限较长，存在较大替代需求。据美国能源部等机构统计，超过70%的美国输配电变压器使用年限超过25年。据研究机构PTR预计，美国当前每年销售的配电变压器超过100万台，其中，仅1/3变压器用于增加容量，2/3变压器用于更换电网中老旧变压器。电力系统持续扩容，变压器需求不断增长。美国公用事业交易协会预计2023年美国变压器增量需求上限将达到当前产量的20%。爱迪生电气研究所数据显示，预计2022年美国公用事业公司在配电系统上资本支出比2020年高出20%。据美国能源部估计，到2030年美国输电系统容量较当前将增加60%，预计增加投资额1.9万亿人民币；2050年输电系统容量将增加300%，预计增加投资额9.5万亿人民币。
供给侧：变压器交付时间较长，进口占比高。据美国能源部调查，公用事业公司配电变压器的平均交付时长从2022年前的3-6个月增加到目前的1-2年；大型电力变压器平均交付时长超过2年。目前美国90%以上的电力消耗需通过配电变压器，美国配电变压器进口占比较高。 美国劳动力供应受限，本土制造能力不足。变压器行业所需的工人技能和工资水平较低，美国本土制造商雇佣劳动力年流动率高达10%，吸引和留住足够工人的难度越来越大。根据变压器制造商报告，通过增加班次和扩大员工人数可提高配电变压器产量10%-25%或更多。变压器关键材料短缺，本土产能生产受限。美国仅有一家变压器关键材料晶粒取向硅钢（GOES）制造商，由于大宗商品价格波动，GOES、铝、铜等原材料短缺加剧了变压器供应链的挑战。据美国能源部调查，解决GOES等原材料限制问题能提高美国本土变压器产量10%。
全球变压器贸易额及零部件出口国情况
变压器贸易额：2014-2019年全球油浸式/干式电力变压器年均贸易额为78.2/29.6亿美元（约575/218亿元人民币），占比为73%/27%。 变压器零部件：2019年全球电力变压器零部件最大出口国是中国，出口额50.8亿美元（约373亿元人民币），占比45%。
全球变压器前五大出口国情况
干式变压器：2014-2019年全球干式变压器前五大出口国/地区年均出口总额16.6亿美元（约122亿元人民币），其中，1-16KVA为3.1亿美元、16-500KVA为5.7亿美元、>500KVA为7.8亿美元；中国（除中国台湾省、中国香港特区）干式变压器出口金额3.3亿美元（约24亿元人民币），占全球出口比例约为11%。油浸式变压器：2014-2019年全球油浸式变压器前五大出口国/地区年均出口总额36.9亿美元（约271亿元人民币），<650KVA为5.9亿美元、650KVA-10MVA为5.8亿美元、>10MVA为25.2亿美元；中国（除中国台湾省、中国香港特区）油浸式变压器出口金额11.4亿美元（约84亿元人民币），占全球出口比例约为15%。
美国变压器销售及进口情况：干式变压器
2019年美国干式及其他变压器销售额达7.2亿美元（约52.9亿元人民币），同比增长5%。 2019年美国干式及其他变压器前十大国别/地区合计进口量763万台，进口渗透率78.2%。其中，第一大进口国/地区为中国（除中国台湾省、中国香港特区），进口量499万台，进口渗透率51.2%，是美国干式变压器需求的最大来源。 据研究机构PTR报告显示，美国是全球最大的干式配电变压器市场，2020年美国干式变压器在配电变压器中出货渗透率约30%，高于全球15%的平均水平。 随着美国风电、储能装机的快速增长，干式变压器需求有望保持较高增速。
美国变压器销售及进口情况：配电和小型变压器
2019年美国配电和小型变压器销售额达25.6亿美元（约188亿元人民币），同比增长12%。 2019年在美国配电和小型变压器前十大进口国/地区合计进口量21.2万台，进口渗透率16.7%。其中，中国向美国出口量15505台，进口渗透率1.2%。据研究机构PTR报告显示，美国是全球最大的配电变压器市场，2020年配电变压器占美国市场容量比例约为43%。
全球取向硅钢主要制造商及各国出口情况
全球变压器关键原材料取向硅钢主要出口国为日本、中国、韩国、俄罗斯，2014-2019年中国取向硅钢（牌号：HTSD 7225.11-600）出口金额为1.0-3.2亿美元（7.4-23.5亿元人民币）。在全球13大取向硅钢制造商中，中国、日本约占据世界半数，其中，中国主要取向硅钢制造商为宝武钢铁、鞍钢集团、河北首钢、太原钢铁。
美国取向硅钢进口及国别分布情况
2019年美国取向硅钢销售额为4.09亿美元（约30.0亿元人民币），同比下降10%；进口额为5066万美元（约3.7亿元人民币），同比下降56%。2019年美国取向硅钢前十大进口国/地区合计销售额4537万美元（约3.3亿元人民币），进口渗透率11.6%。其中，中国（除中国台湾省、中国香港特区）向美国出口额204万美元（约0.15亿元人民币），进口渗透率0.5%。
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