在海缆的成本结构中,绝缘材料是仅次于导体材料的高价值环节。以中天海缆2020年原材料采购数据为例,绝缘材料采购比例为8.79%,采购金额37110万元;同期导体材料中,铜杆占比32.38%、电解铜占比34.87%。工厂接头工艺的差异,会通过绝缘性能的稳定性影响良率、报废与返工,进而抬升或压缩单位制造成本,最终反映在企业能否维持毛利水平上。

绝缘材料:仅次于导体的成本环节

从海缆的基本结构看,它与陆缆一样包含导体、绝缘、导体屏蔽等部分,区别在于为满足阻水与机械性能要求,海缆采用了阻水导体并增加了半导电阻水带等结构。

在原材料采购中,导体材料(铜杆、铝杆、电解铜)占据大头,而绝缘材料以8.79%的采购比例位居其后,明显高于屏蔽料、护套料、铠装钢丝等类别。海缆使用的绝缘材料主要有低粘度绝缘油、乙丙橡胶和交联聚乙烯三种,其中交联聚乙烯因导热性好、输送容量大、损耗低,是应用最广泛的绝缘材料。目前国内的交联聚乙烯主要依赖进口,供应受疫情和交通影响较大;中国石化已有一条产线能够生产交联聚乙烯,未来国产化率有望逐步提升。

工厂接头工艺:成本差异的关键变量

海缆本体的挤制绝缘与工厂接头时的绝缘恢复,本质上是两个互相独立的过程,因此本体绝缘与接头绝缘会拥有不同的热历史,容易造成交联聚乙烯晶相结构不同,进而导致工频击穿、电树枝发展等特征存在差异。

电压等级越高,绝缘材料被击穿的可能性越大,对制造工艺的要求也越高。与220kV海缆相比,500kV海缆的绝缘工作场强更集中,接头绝缘与本体绝缘的微小差异、以及过渡绝缘的存在,都可能引起交联聚乙烯发生电树枝劣化甚至被直接击穿。要保障本体绝缘与接头绝缘的稳定性,需要分析不同注塑方式下低密度聚乙烯熔体的密度差异,以及由此导致的接头绝缘晶相结构差异。

工艺能力强的企业,能够将接头绝缘与本体绝缘的性能差异控制在较小范围,减少因绝缘缺陷导致的良率损失、报废与返工,从而在单位成本上形成优势;工艺能力不足则可能推高隐性制造成本。

技术门槛如何支撑盈利模式

目前有能力生产500kV海缆的企业只有三家——东方电缆、中天科技和亨通光电;有能力生产柔性直流海缆的同样只有这三家。技术门槛本身构成了供给端的约束,使得具备稳定工艺能力的企业在高压产品上更易维持毛利水平。

柔性直流海缆的技术难点主要体现在绝缘加工上:直流海缆对绝缘屏蔽和绝缘界面的完好性要求很高,导体屏蔽、绝缘与绝缘屏蔽的三层共挤是最关键的工序,需通过3个独立挤出机完成材料熔融塑化后推进至共挤机头,再经模具系统连续挤出。导体屏蔽和绝缘屏蔽均为半导电材料,与绝缘共挤后形成内外两个界面,这两个界面的光滑统一,对直流海缆电场分布和长期电气性能稳定性至关重要。

需要注意的是,技术优势最终仍要让位于属地资源。以阳江的500kV柔性直流海缆项目为例,中天科技虽能拿到部分订单,但仍需考虑东方电缆的属地因素;而在本土企业技术较弱的区域,如山东,中天科技则具备明显优势。这说明海缆的盈利模式并非单纯由技术决定,而是技术壁垒与属地资源共同作用的结果。

常见问题

海缆绝缘材料在原材料成本中占多少?

以中天海缆2020年原材料采购数据为参照,绝缘材料采购比例为8.79%,采购金额37110万元,是导体材料之外价值量最大的原材料类别。导体材料中铜杆占比32.38%、电解铜占比34.87%,两者合计构成成本主体。

工厂接头工艺为什么会影响海缆成本?

海缆本体绝缘与工厂接头绝缘是两个独立过程,热历史不同会导致交联聚乙烯晶相结构存在差异。在500kV等高压产品上,绝缘工作场强更集中,接头绝缘与本体绝缘的微小差异可能引发电树枝劣化甚至击穿,由此带来的良率下降、报废与返工都会推高单位制造成本。

为什么海缆企业能维持较高的盈利水平?

500kV海缆和柔性直流海缆目前国内均只有东方电缆、中天科技和亨通光电三家能够生产,供给端存在明确的技术门槛。具备稳定工艺能力的企业,更易控制绝缘缺陷带来的成本损耗,从而在高压产品上维持毛利。同时,属地资源也会影响订单分配,技术优势并非唯一决定因素。