原创 | 文 BFT机器人

机械设备行业报告 | 聚焦确定性,重点关注产业链安全和新能源设备两条主线_工业自动化

01

人工智能的发展迎来新拐点产业链安全成为国家战略,国产自主可控成为中长期大赛道


党的二十大报告首次将推进国家安全体系和能力现代化写入报告大章节,体现了对构建国家安全体系和能力现代化的高度重视。党的二十大报告提到:国家安全是民族复兴的根基,社会稳定是国家强盛的前提。必须坚定不移贯彻总体国家安全观,把维护国家安全贯穿党和国家工作各方面全过程,确保国家安全和社会稳定。特别提到要确保粮食、能源资源、重要产业链供应链安全,维护我国公民、法人在海外合法权益,筑牢国家安全人民防线。 


2023 年 3 月两会政府工作报告中提到:产业政策要发展和安全并举;传统产业改造升级,培育壮大战略性新兴产业;着力补强产业链薄弱环节。今年重点工作主要有:


(一)着力扩大国内需求;(二)加快建设现代化产业体系。开展产业强链补链行动,集中优质资源合力推进关键核心技术攻关。加强重要能源、矿产资源国内勘探开发和增储上产;(七)推动发展方式绿色转型。加快建设新型能源体系。其中,第二条重点指出建设现代化产业体系,加强产业强链补链行动,推动关键核心技术攻关。 


产业链安全在总体国家安全观的政策引导、产业链上下游一致认同性高、经济性好、国产技术积累突破节点到来等多重逻辑共振下迎来明显发展机遇。产业链安全发展逻辑硬、内生推动力强,很长一段时间内都将会是我国装备制造业重中之重,未来在关键核心技术和核心零部件等薄弱环节,将会诞生一系列国产细分隐形冠军企业。 


1.1.半导体设备:我国产业链安全的关键抓手


中美贸易战以来,针对中国半导体领域的短板,美国进行了多轮程度不断加重的制裁措施。2022 年 10 月 7 日,美国商务部产业安全局最新出台了对华半导体出口限制措施,其中主要内容包括对 18 纳米或以下的 DRAM 芯片、128 层或以上的 NAND 闪存芯片和 14 纳米或以下的逻辑芯片的出口,增加新的许可证要求并严格审查,限制美国人员在没有许可证的情况下支持位于中国的某些半导体制造设施集成电路开发或生产的能力。 


2023 年 1 月荷兰和日本政府最终确认加入美国对华的出口限制。 


2023 年 5 月 23 日,日本经济产业省公布了外汇法法令修正案,正式将先进芯片制造设备等 23 个品类纳入出口管制。 


美国为首的西方国家对中国半导体产业的上不封顶、持续不断的制裁,带动了中国国产半导体产业链投资的大幅增长。半导体设备、零部件、材料是实现半导体产业链自主可控的重要基石。国外封锁也加速了半导体设备的国产化进程。举国攻关体制下,我国半导体设备、零部件产业迎来国产替代的黄金发展良机。 

半导体设备是整个半导体产业的重要支撑,半导体产业的快速发展不断推动着半导体设备市场规模的扩大。晶圆厂的主要投资会用于购买生产各类半导 体产品所需的关键设备,如光刻设备、刻蚀设备、薄膜沉积设备、质量控制设 备、清洗设备、化学研磨 CMP 设备、离子注入设备等,这些半导体设备应用在 半导体制造的核心工艺中,包括光刻、刻蚀、薄膜生长、质量控制、清洗、抛 光、离子注入等。半导体设备处于半导体产业链上游的关键位置,先进的半导 体设备对先进制程的推进有着至关重要的作用。 

近年来,全球半导体产业产能扩张仍在继续,对半导体设备的需求稳定增长,全球半导体设备销售的增速明显。根据 SEMI 的统计,2021 年全球半导体 设备销售额为 1,026 亿美元,同比增长 44.1%。 


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2021 年度,全球半导体设备销售额达 1,026.4 亿美元。从地区分布来看, 2021 年度中国大陆是半导体设备的最大市场,达到 296.2 亿美元,占全球市场 的比重为 28.86%;韩国则以 249.8 亿美元的销售额位居第二,占比 24.34%;排 名第三的是中国台湾,销售额为 249.4亿美元,占比为 24.30%。 


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在经历了美国至日本,日本至韩国和中国台湾的两次产业转移后,目前全球半导体产业正向中国大陆加速转移。根据 SEMI 的统计,2021 年中国大陆地区半导体设备销售额为 296.0 亿美元,同比增长 58.1%,位列第一,中国大陆半导体设备连续两年占比全球第一,市场占有率快速扩张。得益于中国半导体全行业的蓬勃发展和国家近年来对半导体产业持续的政策扶持。行业下游晶圆厂在关键工艺节点上成功取得量产,多家国内领先的半导体制造企业进入产能扩张期,都为国内半导体设备企业的技术能力提升和产业规模的扩大提供了源动力。 


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全球半导体设备市场目前处于寡头垄断局面,市场上美日技术领先,以应 用材料、阿斯麦、拉姆研究、东京电子、科磊半导体等为代表的国际知名半导 体设备企业占据了全球市场的主要份额。根据 VLSI Research 的统计,2020 年全球前十大半导体设备厂商均为境外企业,市场份额合计高达 76.6%。


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中国半导体设备行业整体国产化率的提升还处于起步阶段,目前国内半导体生产厂商所使用的半导体设备仍主要依赖进口。根据中国电子专用设备工业协会的统计,2020 年国产半导体设备销售额为 213 亿元,自给率约为 17.78%。半导体设备国产化既是我国半导体产业发展的重要瓶颈,大幅降低我国芯片制造商的投资成本,提高我国芯片制造竞争力的关键核心,也是打破美国技术封锁,建立我国半导体产业链安全的重要措施。国产优势半导体设备企业的崛起对完善国内集成电路产业链、打破国外产品的技术和市场垄断、提升我国集成电路制造装备的自主创新能力和国际竞争力也有着重要的战略意义。 


近年来,我国半导体设备行业快速发展。从中信半导体设备行业数据来看,2022 年报中信半导体设备行业实现营业收入 381.73 亿元,同比增长 110.19%,实现扣非归母净利润 65.02 亿,同比增长 206.26%,2023Q1 财报,行业营业收入和扣非归母净利润双双实现超过 50%以上的高速增长,反应了产业链安全战略下国产半导体设备行业迎来了重大发展机遇。 


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从各项盈利指标来看,半导体设备行业盈利能力总体上是稳步上升,合同负债和存货均出现高速增长,表明行业需求旺盛,增长可持续。


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产业链安全大趋势下,我国半导体设备仍将是关键抓手,中长期充分受益国产半导体设备自主可控的发展良机。重点推荐国产封测设备龙头长川科技、华峰测控,高纯工艺龙头、国产洗设备龙头至纯科技、正帆科技。 


我们从三级子行业中信半导体设备板块里筛选了主营业务相关度较高、市场地位较高、影响度较大的半导体设备行业重点公司,按照 Wind 一致预期计算估值如下表。 


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1.2.机器人:制造业产业升级叠加产业链自主可控


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工业机器人的上游为核心零部件产业,包括减速器、控制柜、伺服系统三大关键核心零部件及其它核心零部件。减速器是机器人最重要的传动零部件,构成了机器人运动的“关节”,传统工业机器人主要使用 RV 减速器以及部分的谐波减速器。当前全球 RV 减速器市场的主要供应商为纳博特斯克、双环传动、日本住友、中大力德等。伺服系统是用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统,由伺服驱动器、伺服电机、编码器三部分组成,是工业机器人的主要动力来源。国内伺服系统市场曾被外资品牌所垄断,近年来,以汇川技术为代表的国内企业持续加大研发投入,逐步在国内市场取得优势地位。 


工业机器人的下游客户主要集中于市场规模较大、电子化程度较高的工业自动化领域,根据 IFR 统计数据,2021 年全球工业机器人下游应用行业主要为 3C 电子(占比约 26%)、汽车制造(占比约 23%)、金属机械制品(占比约 12%)等。


近年来,在工业自动化需求日益高涨、工业机器人产品稳定性提升及成本优化的催化作用下,全球工业机器人销量以及销售额持续高速增长。根据 IFR 统计数据,2021 年全球机器人市场规模达到 175 亿美元,销量达 51.7 万台,销量同比增长 31%,再创历史新高。随着市场需求的稳中有升及工业机器人行业的技术进步,工业机器人市场规模有望持续扩张。 


国内工业机器人市场与德国、日本、美国等制造业强国相比起步较晚。2013 年后,随着国内研发制造水平的提升与国家一系列智能制造装备行业相关产业政策的颁布实施,工业机器人自主化进程不断加快。 


我国是全球最大的工业机器人市场,根据 IFR 统计数据,2021 年国内工业机器人出货量达 26.82 万台,占同期全球市场比重约 51.8%,占比已过半。中国电子学会预计 2024 年国内工业机器人市场规模有望达 115 亿美元,2020 年至 2024 年国内工业机器人销量复合增长率约为 15%。

 

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2021 年全球工业机器人密度为 141 台/万人,其中,韩国和新加坡的工业机器人密度依旧遥遥领先,分别达到 1,000 台/万人和 670 台/万人,我国为 322 台/万人。目前,我国尚处于制造业大国迈向制造业强国的过渡阶段,根据《“十四五”机器人产业发展规划》指出,到 2025 年国内制造业机器人密度将实现翻番,届时工业机器人密度有望达 500 台/万人。我国工业机器人仍有较大的配置空间。 


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我国工业机器人核心零部件曾经主要依赖进口,但国产厂商(如埃斯顿、汇川技术、绿的谐波等)经过近年大力发展,近几年已经取得飞速的进步。 根据埃斯顿 2022 年度报告披露,MIR 睿工业《2022 年度中国工业机器人市场年度报告》在国内机器人厂商出货量排名中,埃斯顿连续 4 年进入全球工业机器人品牌中国市场出货量排名前十,且当年出货量首超 ABB,位列国产第一和全球第五,成功进入全球机器人产业“第一阵营”。汇川技术、埃夫特也进入行业前10 的行列。国产优秀机器人企业节卡、遨博等在协作机器人等细分领域也取得了行业较高份额。未来几年,在国产产业链安全和传统制造业产业升级的双重驱动下,国产工业机器人有望进一步推进国产替代,获得更大增长空间。 


根据 MIR 睿工业的数据统计显示:2023 年第一季度,国产机器人龙头企业在锂电、光伏、汽车零部件等领域与外资加速交锋并抢占市场份额,并且在整车领域也开始,国产化加快替代速度,因而内资市场份额增长了 23%,达到 40.8%,市场份额比去年同期提高 8.6 个百分点。外资市场份额下滑 16%,跌至 59.2%。


2023 年一季度,超半数以上工业机器人企业销量同比下滑,市场格局迎来重塑,行业加速洗牌。其中,首次有 3 家国产厂商进入 TOP10 行列,分别是埃斯顿,汇川埃夫特,并且埃斯顿(ESTUN)首次跻身 TOP4。


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工业自动化控制行业涵盖变频器、伺服系统、PLC、DCS、运动控制器、CNC、传感器等产品,工业自动化产品下游行 业应用广泛。根据睿工业统计数据,2022 年中国工业自动化市场规模 2,963 亿元,同比增长 1.4%。分产品看,低压变频器市场规模超 310 亿元,同比增长 2%;用伺服市场规模近 233 亿元,同比下降 5%;PLC 市场规模约 170 亿元,同比增长 7%。 


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我国工业自动化产品经过多年发展已经涌现出像汇川技术、英威腾、信捷电气等优秀公司,为国产化推进提供了巨大的帮助。根据睿工业统计数据,2022 年,汇川技术通用伺服系统在中国市场份额约 21.5%,位居第一名;低压变频器产品(含电梯专用变频器)市场份额约 14.9%,位居第三名;小型 PLC 产品在中国市场的份额约 11.9%,位居第二名。国产龙头已经取得长足进度,市场份额逐步挤占市场头部,未来在国产产业链安全推进下有望进一步扩大份额。

 

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2022年报中信工业机器人及工控自动化行业实现营业收入 381.75亿元,同比增长 46.13%,实现扣非归母净利润-17.05 亿,亏损。从营业收入上看工业机器人板块营收增长较快,但行业普遍盈利能力较弱。


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从各项盈利指标来看,工业机器人板块毛利率持续下行趋势,净利率波动比较剧烈。但存货和合同负债增长比较稳健,反应行业需求良好。 


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国产自主可控产业趋势下,国产工业机器人和工控系统都有望迎来巨大的国产替代良机。重点关注小型 PLC 龙头信捷电气、低压伺服系统龙头步科股份。国产机床重点关注国产注塑机、压铸机龙头伊之密。 


我们从三级子行业中信工业机器人及工控系统板块里筛选了主营业务相关度较高、市场地位较高、影响度较大的工业自动化行业重点公司,按照 Wind 一致预期计算估值如下表。


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1.3:中高端一起仪表、传感器:制造强国的基础


仪器仪表是用于检查、测量、控制、分析、计算和显示被测对象的物理量、化学量、生物量、电参数、几何量及其运动状况的器具或装置。按照国家统计局的产业分类,仪器仪表行业包括工业自动控制系统装置、电工仪器仪表、光学仪器、实验室仪器、分析仪器、试验机、工业用仪表、环境监测专用仪器仪表等细分方向。按计量领域分,当前比较成熟和普遍开展的计量科技领域有:几何量(长度)、热工、力学、电磁、无线电、时间频率、声学、光学、化学和电离辐射等“十大计量”。 


仪器仪表广泛用于钢铁、石油、化工、航空航天、汽车等各行各业,是工业生产的“倍增器”,是科学研究的“先行官”,是军事上的“战斗力”,是现代生活的“物化法官”,是中国制造走向“中国智造”的关键和核心,同时也是建设世界科技强国的基石。作为计量测试的手段,仪器仪表是提升我国计量测试水平最重要的环节。 


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随着我国国民经济的快速发展和高新技术产业的迅速成长,我国仪器仪表行业近年来一直保持比较好的增长态势,产业规模已经成为国际上行业规模最大的国家之一,也是发展中国家仪器仪表行业规模最大、产品品种最齐全的国家。2022 年我国仪器仪表行业营业收入达到9835.4 亿元,同比增长 4.2%;实现利润总额 1017.6 亿元,同比增长 4.3%。截止 2023 年 4 月数据,仪器仪表行业从业企业数达到 6717 家。仪器仪表行业是一个万亿营收千亿利润体量的大行业。 


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我国已经成为国际仪器仪表行业规模最大的国家之一,也是仪器仪表行业规模最大、产品品种最齐全的国家。但我国仪器仪表行业还存在国产产品稳定性和可靠性与国外产品有明显差距、自主创新能力不足、集中度低、企业结构不合理等问题,致使我国高端仪器仪表领域严重依赖进口。我国 2021 年光学、医疗等仪器、钟表、乐器进口金额达到 1154.57 亿美元,同比增长 11.04%,连续十几年维持在 1000 亿美元的高位,对外依存度较高。近年来,我国仪器仪表行业出口也取得了较大进步,从 2020 年开始,出口金额增速明显加快,2021 年我国仪器仪表出口金额首次突破 1000 亿美元,增速达 21.86%,这表明我国仪器仪表出口竞争力不断提升 


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2016 年 7 月,国务院印发了《“十三五”国家科技创新规划》,指出:围绕建设制造强国,大力推进制造业向智能化、绿色化、服务化方向发展。开展设计技术、可靠性技术、制造工艺、关键基础件、工业传感器、智能仪器仪表、基础数据库、工业试验平台等制造基础共性技术研发,提升制造基础能力。重点发展电动汽车智能化、网联化、轻量化技术及自动驾驶技术。 


2021 年 3 月,《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标纲要》指出:依托行业龙头企业,加大重要产品和关键核心技术攻关力度,加快工程化产业化突破;加强高端科研仪器设备研发制造。


中高端仪器仪表、传感器等产品是我国制造业的薄弱环节,同时又是制造业的基础,必不可少,至关重要。近年来随着国家政策大力扶持和引导,产业链安全的倒逼之下,国产仪器仪行业有望迎来重大的发展基于,国产龙头有望获得进口替代的良好机遇。 


2022年中信机械行业 525.15亿元,同比增长 11.22%,扣非净利润 43.88亿,同比下滑 4.15%。2023Q1 行业增速有小幅反弹。 


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从各项盈利指标来看,中信仪器仪表行业毛利率水平较高,近几年都在 40%上下,毛利率和净利率呈下降趋势。2022 年行业毛利率、净利率分别为 40.99%、12.66%。


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国产仪器仪表、传感器面临国产替代的重要机遇,中高端产品国产替代空间巨大,我们看好产业链安全战略下国产龙头加速的逻辑。重点关注电工测量仪表龙头鼎阳科技、振动环境测试设备龙头苏试试验等。 从二级子行业中信仪器仪表等相关板块里筛选了主营业务相关度较高、市场地位较高、影响度较大的仪器仪表、传感器行业重点公司,按照 Wind 一致预期计算估值如下表。 


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02

聚焦新能源设备成长赛道龙头,风电、储能增长确定性高


2.1:风电:装机增长确定叠加原材料价格下降盈利能力修复,业绩弹性凸显


受益碳中和和新能源政策,近年我国风电行业处于大力发展阶段。2022 年我国风电新增装机容量为 37.63GW。

 

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政策上,2020 年起陆上风电补贴退出,进入平价上网时代,2021 年海上风电进入平价时代。为进一步推进国内风电向前发展,保证海上风电平稳完成过渡,2022 年风电政策体系进一步完善,一期、二期风光大基地建设、风电项目核准制转备案等利好政策持续加码。 


2021 年 11 月,国家能源局、国家发改委印发《第一批以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的大型风电、光伏基地建设项目清单的通知》,第一批规划风光基地 97.05GW,项目投产时间为2022-2023 年。其中,2022 年预计投产 45.71GW,2023 年预计投产 51.34GW。风电光伏项目比

例大致为 2:3。 


2022 年 2 月,国家发展改革委、国家能源局发布关于印发《以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的大型风电光伏基地规划布局方案》,第二批规划风光基地合计 455GW,其中“十四五”时期规划建设 200GW;“十五五”时期规划建设 255GW。 


受益风电行业需求及产业政策推动, 2022 年我国风电行业招标规模 98.5GW, 较去年同期增长 82%, 陆上新增招标 83.8GW,海上新增招标 14.7GW。2023 年装机增长确定性较高。 


根据北极星电力网的数据统计,2023 年 4 月以来全国风机公开招标容量 30.6GW,其中陆上风电招标 27.9GW,海上风电招标 2.8GW,预计今年招标量仍将维持 2022 年 100GW 级别。连续两年招标大年保障了今明年风电装机有望迎来大年。

 

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近年,随着风电项目补贴逐步退出,陆上风电、海上风电逐渐进入平价上网时代。风电降本增效逐渐成为项目盈利的关键。风机的大型化不仅可以降低自身生产成本,还能摊薄塔筒、基座等投资成本。另外,随着风机更高、叶片更大,风电项目的可开发容量也将提升。在此情况下,风机价格下降引发的初始投资下降、规模化开发带来的运维成本下降,以及风机可靠性提升带来的发电量上升等因素,都将有助于降低风电度电成本,提高项目收益率。 


以明阳智能陆上 MySE7.X MW 风电机组为例。200MW 的北方风场,使用 MySE 7.X MW 风电机组与市场主流机型 4.0MW 相比,机位数量可减少 21 个,静态投资成本降低 34%,度电成本降低24%。


根据中国可再生能源学会风能专业委员会正式发布的《2022 年中国风电吊装容量统计简报》数据显示:2022 年我国新增装机的风电机组平均单机容量为 4490KW,同比增长 27.8%,其中新增装机的陆上风电机组平均单机容量为 4294 KW,同比增长 37.9%,海上风电机组平均单机容量为 7420kw,同比增长 33.4%。 


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随着风机大型化的趋势加速,风电机组价格呈明显下降趋势。据北极星电力网数据统计显示,2022 年 10 月份,北极星风力发电网统计的陆上风电中标均价在 1500 元/kW 左右,海上风电项目中标均价在 3650 元/ KW 左右,平均中标价格每年呈下降趋势。风电机组价格不断下降给行业带来了明显的压力。 


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风机大型化,价格大幅下降导致风电设备总产值出现明显通缩现象,装机需求的增长不一定对冲得了价格的下降。在风机大型化带来风电产业总产值通缩风险的大背景下,风电零部件价值存在结构性机会,部分核心零部件具有明显的价值刚性。此外,经过多年的发展,我国风电机组主要零部件大部分已经实现了国产替代,零部件的国产化也不断推动了风电成本的下降。轴承等部分领域仍有较大进口比例,国产化率仍有提高空间,因此也有更好的成长空间。 


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风电机组主要构成包括叶片、齿轮箱、发动机、变流器、主轴、回转支承、减速机等。根据三一重能招股说明书介绍,在风电机组原材料成本构成中,价值量比例较大主要有齿轮箱叶片、发动机、回转支承、变流器、主轴等,从 2019-2021 年原材料成本构成来看,齿轮箱、回转支承、叶片等总体上价值量呈上升趋势,主轴、减速器、变桨系统总体价值占比稳定。 


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随着风机大型化趋势加剧,零部件价值量占比也会出现明显分化,受益风机大型化价值量有望提升、竞争格局较好的零部件品种存在结构性行情,重点看好海缆、回转支承、齿轮箱、塔筒桩基等细分领域。


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今年以来,原材料价格大幅下降,对于原材料价格敏感的风电零部件行业形成明显的利好。钢价 2022 年以来大幅下跌,以铸造生铁为例,2021 年 5 月最高 5370 元/吨,低到 2023 年 6月 3550 元/吨,价格最大调整幅度达 34%。风电零部件大部分产品主要成本中直接原材料(钢铁等)占比较高,普遍在 50-80%之间。钢价的下跌对于这些原材料占比高的风电零部件上市公司形成明显利好,成本压力有望较低,毛利率有望修复。 


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看好今年风电零部件在装机高增长、原材料下降毛利率修复带来的业绩弹性,竞争格局良好,受益风机大型化价值量不通缩的轴承龙头新强联、原材料价格下跌,盈利能力修复的主轴龙头金雷股份、铸锻件龙头日月股份。 


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2.2:储能:储能产业链进入黄金十年


“碳中和”背景下,我国到 2030 年实现碳排放达峰,到 2060 年实现碳中和目标,未来我国能源结构将形成以新能源发电为主的新格局。在政策鼓励和技术进步的共同促进下,光伏、风电等新增装机率快速攀升。根据国家能源局和 wind 数据统计显示,截至 2023 年 4 月,我国发电设备累计装机总量达到 2649.93GW,其中风电累计装机容量为 379.66GW,光伏累计装机容量为 440.5GW,我国风电装机容量占比 14.33%,光伏装机容量占比 16.63%,风光装机容量累计占比已经达到 31%,新能源装机比例的快速提升对电网消纳能力构成了挑战,加强储能系统建设的必要性逐步显现。 


2021 年 7 月,发改委发布《关于加快推动新型储能发展的指导意见》,明确储能发展规划,并提出 2025 年 3000 万千瓦以上规模计划。明确提出了超过电网企业保障性并网以外的可再生能源装机规模,按照功率 15%的挂钩比例配建调峰能力。 


2022 年 3 月,在《关于加快推动新型储能发展的指导意见》的基础上,国家发改委、国家能源局联合印发了《“十四五”新型储能发展实施方案》。《“十四五”新型储能发展实施方案》指出:到 2025 年新型储能由商业化初期步入规模化发展阶段、具备大规模商业化应用条件,有利于可再生能源的储能装机和配比充分发展。其中强调电化学储能技术提升降本 30%以上,方案提出要推动多元化技术开发,开展钠离子电池、新型锂离子电池、铅炭电池、液流电池、压缩空气、氢(氨)储能、热(冷)储能等多种储能核心技术研究。 


根据中国化学与物理电源行业协会储能应用分会出品的《2022 储能产业应用研究报告》数据显示:2021年全球储能市场装机功率 205.3 GW,其中抽水蓄能装机功率 177.4 GW,占比 86.42%;压缩空气储能装机功率 1863.8 MW,占比 0.91%;飞轮储能装机功率 967.5 MW,占比 0.47%;化学储能装机功率 21.1 GW,占比 10.30%;蓄热蓄冷装机功率 3881.0 MW,占比 1.89%;氢储能装机功率 28.0 MW,占比 0.01%。 


2021 年中国储能市场装机功率 43.44 GW,位居全球第一。抽水蓄能装机功率 37.57 GW,占比 86.5%;蓄热蓄冷装机功率 561.7 MW,占比 1.3%;电化学储能装机功率 5117.1 MW,占比11.8%;其它储能技术(此处指压缩空气和飞轮储能)装机功率占比 0.4%。 


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根据中国化学与物理电源行业协会预测,到 2025 年,我国电化学储能年装机增量预计将达到 12GW,累计装机将达到约 40GW,90%以上都将以锂离子电池为主;2025 年后,电化学储能的年装机增量将保持在 12-15GW,预计到 2030 年,电化学储能装机规模将达到约 110GW。电化学储能新增装机容量 2021 年-2025 年复合增速达 59.7%。

 

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电化学储能产业链主要由上游原材料、设备、中游储能电池、下游储能应用端组成。其中,上游原材料主要包括电池正极材料、负极材料、隔膜、电解液等,设备包括储能用的温控散热、消防、逆变器等辅助设备。 


2022 年 5 月国家能源局发布了《关于加强电化学储能电站安全管理的通知》,从政策层面明确要求强化电化学储能电站的安全管理工作。并对储能电站的安全管理设计、设备选型、工程验收标准、安全运营管理、应急消防处置方面提出了明确目标。储能的温控散热、消防等设备都是储能安全管理必备的辅助设备。 


电化学储能消防设备约占储能系统成本的 3%左右。随着电化学储能安全越来越受到终端电站业主的重视,储能系统消防设备的建设标准和要求正在逐步提升,其单位价值量也会预计随着消防安全标准和要求的提升而逐步增加。储能消防设备市场有望随着储能市场需求的兴起,其价值量增速将明显超过储能行业增速。据华经产业研究院统计 2021 年中国储能消防行业市场规模为 10.37 亿元,预计 2025 年将达到 46.75 亿元,2021-2025 年 CAGR 为 45.7%。 

 

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储能温控设备为储能安全提供保障,起到至关重要的作用,具备很好的成长性。储能温控是防止储能系统容量衰减、寿命减短、热失控的关键。储能温控四种技术方案中,风冷、液冷已较为成熟并投入使用,热管和相变冷却处于研究状态。储能温控的直接下游为储能系统集成商,终端应用场景储能大型化带来更高的温控需求。


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风冷技术:空调制冷,风道交换热量。风冷系统的核心在空调和风道。在功率密度较小的集装箱储能系统和通信基站储能系统中主要采用风冷技术。一方面是因为风冷系统结构简单,安全可靠,并且易于实现; 另一方面是因为储能系统对能量密度和空间的限制不像动力电池系统那么苛刻,可以通过增加电池数目来获得较低的工作倍率和产热率。以集装箱式锂电池储能系统为例,该系统由标准集装箱、锂离子电池系统、电池管理系统、储能变流器、空调和风道、配电柜、七氟丙烷灭火装置等组成。 


液冷方案采用水、乙醇、硅油等冷却液,通过液冷板上均匀分布的导流槽和电芯间接接触进行散热,在保证储能系统安全、散热效率等方面综合优势显著。其优点包括:


1)更靠近热源,制冷更直接高效,而且液体的比热容、导热系数高于气体,因此冷却效率更高、耗能更低;

2)与相同容量的集装箱风冷方案相比,液冷系统不需要设计风道,占地面积节约 50%以上,更适合未来百 MW 级以上的大型储能电站;

3)相比风冷系统,由于减少了风扇等机械部件的使用,故障率更低;

4)液冷噪声低,节省系统自耗电,环境友好。 


液冷系统的核心为冷水机和液冷板。其中冷水机包括压缩机、冷凝器、节流器、蒸发器和水泵等部件。冷水机主机生产商包括英维克、同飞股份等。液冷板是将上游的铜和铝等原材料进行加工成相应的板材,主要生产商包括银轮股份、三花智控、飞荣达、科创新源等。


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储能温控成本大约占储能系统总成本的 3%-5%之间。相对风冷技术,液冷技术的散热效率更高,更能够适应更高功率、大容量的储能系统,同时其单位价值量相比风冷会有较大幅度的提升。单 GW 价值体量上,液冷温控散热系统是风冷的 2-3 倍。随着液冷技术深入率的提升,预计储能温控的价值量会有一定的提升。 

 

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报告来源:中原证券报告编辑:智能机器人系统

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