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机械设备行业167页深度研究:踏雪寻踪,寻找设备反弹主线

市场资讯 2022.03.11 19:55

(报告出品方/作者:民生证券,李哲、罗松、翁嘉敏、赵璐)

1、光伏设备:密切跟踪产业链 技术升级机遇

1.1 光伏发电现状

全球电力生产结构依然以不可再生能源为主,但其占比逐年下降。据国际可再生能源署统计,2020年可再生能源发电量 占总发电量28%,与2011年占比相比增长37.93%。随着“碳中和”理念的深入,全球各个国家及地区逐步加大对可再 生能源的研究与应用,未来全球电力生产结构逐渐向可再生能源发展。

全球可再生能源中风电及光伏发电增长速度最快,是最具潜力的可再生能源。在2013-2019年期间,风电是电力结构占 比增长最快的可再生能源,提升3pcts;其次是光伏发电,电力结构占比提升2.1pcts。

光伏降本趋势延续,平价时代已到来。光伏发电项目市场性、竞争性进一步增强

1)国内:根据我国发改委发布的《2021年各省、市光伏发电、风电项目指导价》目前我国大陆光伏发电、风电项目平均指 导价为0.3669元/kwh,燃煤平均基准价0.3673元/kwh,风光项目平均指导价格略低于燃煤发电价格,低约0.0004元 /Kwh。从我国各地区来看,只有青海和海南的风电、光伏发电价格大于等于燃煤基准价,其余地区均实现光伏、风电指导 价小于燃煤基准价,我国基本实现光伏平价。

2)全球:根据国际可再生能源署统计,从2010年-2018年,公用事业规模的光伏发电厂的全球LCOE下降了85% ,从 0.381美元/Kwh下降到2020年的0.057美元/Kwh。IRENA预计2021年全球光伏发电成本将继续降低至0.039美元/Kwh 。

1.2 国内光伏装机超预期,下游需求韧性足

中国国内新增装机情况:国家能源局公布2021年国内光伏装机情况,全年光伏新增装机约53GW(同比增10%),其 中集中式24.0GW,分布式29.0GW,分布式占比54.7%。从装机结构上看,受整县项目的推进影响,预计22年分布式 光伏装机量需求有望得到进一步的增长。

2、风电设备:降本持续,海陆并举

2.1 风电持续降本,行业快速发展

降价:1)2021Q1-Q3,3MW级别均价下降至2,741元/kW(yoy-27.2%),4MW级别均价下降至2,665元/kW(yoy23.1%);2)根据我们统计,2022年至今均价降至2,272元/kW,其中最低的报价到1,558元/kW;

LOCE:按照2,272元/kW估算,参考风机成本占完全成本45%的比例,目前风机完全成本约5049元/kw,基于IRR权益 =7%的假设下,反推出目前大约有9个省份风电LOCE低于煤电LOCE;

IRR(权益):按照风机完全成本约5049元/kw,目前约19个省份/地区权益回报率超过10%,24个省份/地区超过7%。

风电核心是规模效应后风机的耗材消耗降低,降低单位成本,所以降本的节奏比光伏而言更加线性,速率可能更慢一些, 但是技术路径和空间,是比光伏要更长远。相比2020年,Energy-Intelligence预计到2050年,陆上风电成本下降幅度达 33.3%,海上风电成本下降幅度达48.5%。

2.2 大型化是降本主要途径

在其他条件不变的情况下,风电单体容量越大,投资成本越低,投资回报率越高。根据《采用不同单机容量机组的项目 经济指标(徐燕鹏)》测算,在同样是100MW的项目,采用单机组4.5MW和单机容量2MW相比,kw投资由6,449元降 至5,517元(-14.45%),全投资收益率由9.28%提升至11.68%,LOCE由0.3451元/kWh降至0.2983元/kWh。

2008-2020年,我国风电单体机组的规模经历了1.5-1.9MW时代(08-13年),2-2.9MW时代(14-20年),参考国 家能源局披露的2021年我国新增海风陆风装机容量及CWEA披露的我国新增海上和陆上单体装机容量,我们预计2021 年我国新增风电机组单体规模将达到3.7MW。从海上和陆上单体装机来看,2017-2021年,海上单体规模从3.7MW提升至5.0MW,陆上从2.1MW提升至3.0MW。(报告来源:未来智库)

2.3 预计2022年新增装机60GW,其中海风7GW

2021年中国新增风电装机47.8GW,同比降33.4%。其中海风新增16.9GW,同比增452.3%;陆风新增30.85GW,同比降 55%。2021年底我国风电累计装机328GW。其中海风25.9GW,陆风302.1GW。我们预计22-25年我国风电每年新增规模或 将达60/70/80/90GW,对应增速分别是25.7%、16.7%、14.3%、12.5%。

3、核电设备:基荷能源的优选项

3.1 核电发电原理

发电原理:核电是利用铀裂变所释放的热能进行发电。在核裂变过程中,中子撞击铀原子核,发生受控的链式反应,产生热 能,生成蒸汽,从而推动汽轮机运转,产生电力。核电设备分为核岛、常规岛、辅助系统三部分。其中核岛为整个核电站的 核心,是承担热核反应的主要部分,负责将核能转换为热能。常规岛利用蒸汽推动汽轮带动发动机发电。辅助系统(BOP) 主要包括数字化控制系统、暖通系统、空冷设备与卸料机,用于保障核电站平稳运行。

反应堆类型:为防止反应内热量过高,通常使用轻水或重水作为冷却剂降低反应堆内温度。因此根据冷却剂又可将反应堆分 为轻水堆、重水堆及快中子堆,其中轻水堆根据轻水形态又可分为压水堆与沸水堆。目前我国大多数商运机组使用的堆型都 是压水堆。

3.2 基荷能源重要组成部分,“双碳”背景下,核电建设有望提速

优势:核电,具有高能效、污染小、环境友好、单机容量大、发电量稳定等优势。相较于风电、光电等能源,核电在一次装 料后可连续稳定运行至少 12~18 个月,且占地面积相对较小,是未来基荷能源的重要组成部分。

新核准机组数逐年上升:继三年“零核准”之后,新增核准机组逐年上升,2019-2021年新核准机组分别为4台、4台、5 台。分别是:海南昌江小堆项目“玲珑一号”、江苏田湾核电7、8号机组、辽宁徐大堡核电3、4号机组。

海外市场空间广阔:目前,全球共有72个国家已经或计划发展核电,其中“一带一路”沿线国家有41个,随着中国“华龙一 号”获得海外认可,中国核电也将实现从“引进来”到“走出去”的过程。

3.3 “十四五”有望年均批复7-8台机组,设备市场空间或达600亿

发展现状

截至2021年9月30日,我国运行核电机组共52台(不含台湾地区),装机容量为5349万千瓦(额定装机容量)。随着2022 年1月1日国内第二台华龙一号机组福清核电站6号机组并网发电,我国并网发电机组达到53台,总装机容量5463.695万千 瓦,仅次于美国的93台9552.3万千瓦和法国的56台6137万千瓦,继续位居世界第三位。目前,由于冷却水供应,以及电力需求等因素,我国核电机组均分布于广东、浙江、福建、江苏等沿海省份。但目前我国在 运、在建核电机组共计69台,按照21座核电站,每座最大容纳6台机组计算,则预计沿海核电站还可再新增57台核电机组, 未来内陆机组重启将是大势所趋。

发展目标及市场空间测算

根据《十四五规划和2035年愿景目标纲要》,“十四五”期间,我国核电运行装机容量达到7000万千瓦。此外,根据中国 核能行业协会发布的《中国核能年度发展与展望(2020)》中的预测数据显示,到2025年,我国在运核电装机达到7000万千 瓦,在建3000万千瓦,而到2035年,在运和在建核电装机容量合计将达到2亿千瓦。

3.4 设备:核电自主化的关键

核电产业链包括上游原料及设备供应、中游核电站的建设与运营,以及下游的发电及后处理。核电设备即核电站的组成设 备,在核电站固定资产投资中核电设备投资占50%左右,是核电投资最主要的环节,核电自主化程度主要取决于核电设备, 尤其是核岛设备的自主化程度。核电设备包括核岛(NI)、常规岛(CI)和辅助设备(BOP)三部分,按照三部分分别占核电设备投资的58%、22%、 20%计算,则三部分分别占电站总投资的29%、11%和10%。

4、锂电设备:锂电池竞争性扩产持续, 设备需求旺盛

4.1 前中后段生产工艺,紧密关联

锂离子电池电芯的生产过程,一般 分为极片制作、电芯组装、后处理 (激活电芯)三大步骤。其中,极 片制作包括搅拌、涂布、压片、烘 烤、分条、制片、极耳成型等工序 (以涂布为核心);电芯组装主要 包括卷绕或叠片、电芯预封装(入 壳)、注电解液、封口等工序(以 卷绕/叠片为核心);后处理主要包 括电芯化成、分容、静置、检测、 分选等工序(以化成分容为核 心)。各工序紧密关联,不同程度 影响电池成品质量。

4.2 新能源汽车高景气,动力电池扩产加速

中国新能源汽车销量迅速增长,渗透率快速提升。2021年以来中国新能源汽车销量及渗透率快速攀升,连续创下历史新 高。据中汽协最新数据,2021年中国新能源汽车销量达到352.1万辆,同比增长1.6倍,市场占有率达到13.4%,高于上 年8个百分点。根据GGII统计,新能源汽车的高景气,使得2021年动力电池装机量达139.98Gwh,同比增长128%。

4.3 锂电设备企业各有所长,在手订单量饱满

2021年,国内锂电设备中标订单超350亿,生产企业产能在前中后端设备不同程度布局,整体订单量饱满。

4.4 锂电设备需求仍存在缺口,行业有望继续延续高景气

乘联会上调22年新能车销量预测至600万辆。根据我 们的测算,2022-2025年国内新能源汽车的销售量或 将分别达到600/870/1175/1574万辆,考虑电池实际 输出功率损耗以及电池替换需求等,2022-2025年动 力电池领域新增+更换装机需求为209/229/ 302/465GWh,年均复合增速约为30%。

假设单GWh对应锂电设备投资额为1.8亿元,前段、中 段和后段各环节价值量占比分别为4:3:3,则2022- 2025年的实际锂电设备采购额分别为 384/421/551/847亿元。综合我们对于2021年锂电设备订单需求的统计,1) 目前的锂电设备新签订单对应产能尚未完全匹配新能 源汽车销售带来的电池产能扩张需求;2)此外,锂电 设备预计在2023年需求量小幅回调后,行业将继续延 续高景气。

5、氢能:氢储能进入发展快车道

5.1 氢能优越性显著,是能源转型中理想替代能源之一

氢能的应用:氢能,即通过氢气和氧气的化学反应来产生能量,是一种清洁脱碳、应用场景丰富的二次能源,当下新能源的 重要代表。从氢能应用来看,其既能通过燃料电池等替代一部分传统化石能源作为燃料直接使用,即“燃料化”利用;又是 油品质量升级、煤制清洁燃料化石能源清洁利用的重要原料,即“原料化”利用。

氢能产业链:氢能产业链可以分为上游制氢、中游储运、中下游的加氢站、下游应用包括作为燃料,用于氢能源车等应用终 端,还包括作为原料,用于合成氨、原油加工等石油化工产业。

5.2 政策驱动,氢能或进入发展快车道

近年来,氢能在我国获得了前所未有的关注。从扶持角度来看,一方面是加氢基础设施的批建,足量的氢气配套是推广氢能使用的基础 条件;另一方面是政府对核心零部件及燃料电池整车的补贴支持。从各环节政策看,上游制氢环节,“绿氢”成为政策扶持的重点。中游储运环节,技术、安全是关注重点,同时加强氢气储运技术研 究,以提升储氢、运氢的经济性。下游应用环节,一是通过购车补贴、加强基础设施建设等鼓励新能源汽车、燃料电池的开发和应用;二是规范燃料电池、新能源汽车整车制造等的标准体系,这些举措将推动下游需求大幅释放。

5.3 上游制氢:化石燃料制氢为主,电解水制氢是未来发展趋势

按原料分,制氢方式主要包括化石燃料制氢、工业副产制氢、电解水制氢等三种方式。其中,以化石燃料制 取的氢气成为“灰氢”,成本最低,工业副产在制氢过程中增加了碳捕捉和贮存(CCS),制出的氢气成为“蓝氢”,电解 水制氢因零碳排放,被称为“绿氢”。目前我国仍然以化石燃料制氢为主,占比约64%,工业副产、电解水制氢分别占 32%、4%。电解水制氢有望成为未来发展趋势。

5.4 中游储运:高压气氢长管拖车为主,管道运输、固态储氢是发展趋势

氢气储运主要分为气态、液态、固态三种方式。目前高压气氢长管拖车是国内技术最成熟,使用最广泛的 储运方式,但该技术仅适用于短途小规模运输。未来,适用于固定站点式、长途超大规模的气态管道运输,以及安全高效的 固态储氢方式将有望成为发展趋势。

5.5 下游

加氢站:多主体参与加氢站建设

目前,中国加氢站参与主要包括加氢站设备制造商、专业加氢站建设运营商、氢能源汽车及其零部件制造 商三类。设备约占加氢站建设成本的70%,目前中国加氢站核心设备(压缩机)主要依赖进口,其他设备基本实现国产化, 加氢站建设成本有效降低。

氢能源车:燃料电池系统是降本之关键

氢能源车相比传统燃油车多了燃料电池系统、车载系统两部分。目前,燃料电池系统各类零部件均有国内企业布局。从技术层面看,我国在 燃料电池系统集成、电堆系统集成、DC/DC 转换器等领域已经较为成熟,但膜电极组、双极板、空气压缩机、氢气循环泵、管路、减压器 等关键零部件仍然依赖进口。

6、油服设备:油价上行, 关注国内外资本开支

6.1 油服设备:国企占据主导地位,民企竞争力不断提升

油服行业:石油行业产业链主要可分为三个部分:上游生产、中游储运、下游应用。上游生产主要指石油勘探与开发,包括 勘探、开发与生产环节。油服业务主要位于油气产业链的上游生产端,包括从地球物理勘探直至油气的产出的一系列复杂而 有序的技术服务活动,广义上还包括油气开采装备和器材的制造业务。

国企垄断,民企竞争力不断提升:基于油气开采的特殊战略地位,我国油气开采行业呈现出高度垄断特征,但近年来,民企 竞争力不断提升。一方面,油气勘探开发市场准入放开;另一方面,国企租赁化、市场化将释放更多订单,如2018年,中 石油启动了对油服业务改革,引入更多市场竞争机制;2019年5月,中石油旗下渤海钻探与长城、大庆钻探先后签订 “1+N” 部署框架协议,实现工程技术服务市场化和价格市场化。另外,相比国营油服企业,民营油服企业有其专精的领 域和独特优势。例如油服民企龙头杰瑞股份压裂机生产位居世界第一,公司在涡轮压裂和电驱压裂设备的技术以及产品性能 方面全国领先。

6.2 油价回升将带动油气资本开支提升

油气资本开支与油价高度相关:历史 数据显示,国内三桶油开支与油价高 度相关,并存在一定的滞后性。鉴于 2021年油价整体成上涨趋势,预计 2022年油气资本开支将继续上行。

2022年展望:虽然欧佩克+计划以每 天40万桶的速度增加产量,但根据国 际能源署 (IEA) 和美国能源信息署 (EIA) 的最新估计,今年世界对石油 的需求将超过欧佩克+的供应量。原 因在于,奥密克戎毒株并没有像人们 想象的那样对世界原材料消费产生大 的影响,国际需求稳步增长,IEA已 将2022年的需求预测上调近20万桶/ 日,相比之下,美、欧能源部门都下 调了2022年非欧佩克国家的石油产量 预测。

7、半导体设备:国产替代进程 继续,聚焦“卡脖子”设备

7.1 2021年全球半导体设备销售总额首次突破1000亿美元

全球设备销售额首破千亿:2021年12月14日,SEMI在SEMICON Japan 2021上发布了《年终总半导体设备预测报告》,报告指出,预计2021年原 始设备制造商的半导体制造设备全球销售总额将达到1030亿美元的新高,比2020年的710亿美元的历史记录增长44.7%。预计2022年半导体设备市 场总额将扩大到1140亿美元,预计中国大陆的支出将降低20%。

分地区看:中国大陆、韩国和中国台湾预计将成为2021年度设备支出的前三大地区。预计2021年中国大陆将保持在第一的位置。

分设备看:1)半导体测试设备市场预计将在2021年度增长29.6%至78亿美元,在5G和高性能计算(HPC)应用的需求推动下,2022年继续增长 4.9%。2)封装设备市场2020年增长了33.8%,预计在2021将激增81.7%至70亿美元,受先进封装应用驱动影响,2022年将继续增长4.4%。3)其 余设备,包括晶圆加工、厂务设备和光罩设备等预计将在2021年扩大43.8%,达到880亿美元的新记录,2022年将增长12.4%至990亿美元。(报告来源:未来智库)

7.2 2022年持续扩产,设备公司业绩有望保持高增长

国内规划扩产力度激增,2022年预计持续扩产。回顾2021年,“缺芯、涨价、扩产”成为行业关键词,产能不足成为制约整 个产业发展的瓶颈。从晶圆厂预计扩增/新建从各家公司的产能规划情况来看,2022 年后国内将进入密集投片与量产阶段。

7.3 国产替代与市占率提升仍是成长主线

国产替代加速,部分设备实现零突破。上海微电子量产 SSA600 系列光刻机可满足 IC 前道 90nm 关键层与非关键层光刻工艺需求;芯源微单片刷洗设备达国际先 进水平,获批量重复订单;屹唐股份干法去胶设备全球市占率31.3%;万业企业旗下凯世通首台低能大束流离子注入机在国内12英寸主流IC芯片厂完成验证,并确 认销售收入;精测电子在OCD、电子束领域取得重大技术突破。

下游晶圆厂对国产设备接受度提升。美国对半导体行业的制裁导致设备国 产化的重要性逐渐凸显,下游晶圆厂对国产设备友好度提升,将为设备商 带来重大发展契机。

国产化率尚有不足,市占率提升仍是成长主线。目前,我国在刻蚀、清洗 等领域国产替代率超20%,但光刻/薄膜沉积等主设备几乎仍被国外厂商垄 断,量测、离子注入等领域也高度依赖进口,因此市占率提升将始终是未 来几年国产设备的成长主线之一。

8、数控机床:高端制造,国产替代

8.1 我国工业母机瓶颈突出,但已实现部分突破

中国作为制造业大国,市场需求极大,吸引了大批国际品牌数控机床企业入驻抢占中国市场。随着中国制造业加速转 型,精密模具、新能源、航空航天、轨道交通、3D打印、医疗器械等新兴产业迅速崛起,其生产制造过程高度依赖数 控机床等智能制造装备,故而将成为数控机床行业新的增长点。

据前瞻产业研究院预测,我国数控机床市场规模未来将 稳定较快增长,到2024年将达到5,728亿元。目前,我国数控机床企业主要定位于中低端市场,高端产品 渗透率虽在提升但仍处于较低水平。根据前瞻研究院整理的 资料,2018年我国低档数控机床国产化率约82%,中档数 控机床国产化率约65%,高档数控机床国产化率仅约6%。

航空军工汽车需求迫切,催生国产化大趋势

制造业转型升级,对高端机床的需求持续扩大。高端数控机床主要应用于航空、航天、核、电子、船舶、兵器、能源、 汽车、模具、刀具等重点领域,特别是航空航天等军工领域,国产化需求强烈、存量市场规模巨大、市场增长可期。以 航空领域为例,高端数控机床主要市场为军用飞机及民用飞机市场。

民机市场方面,中国商飞推出了三个级别客机,分别是ARJ21、C919、CR929,根据《中国商飞公司市场预测年报 (2020-2039)》,预计到2039年,我国累计交付9,641架客机,考虑到退役等因素,2020-2039年预计交付8,725架 客机,价值约13.25亿元。未来市场空间超过2.7万亿元的维修保障、工程服务等航空后市场也将向国内企业开放。

9、工程机械:稳增长发力, 设备有望受益

9.1 稳增长下,一季度挖机销量有望维稳

挖机销量:2021年我国挖掘机销售总量为 34.28万台,比去年增加15179台,同比增 加4.6%。其中国内销量为27.44万台,同 比下降6.3%,出口6.84万台,同比上升 97%,接近翻番。

1月销量数据:2022年1月销售各类挖掘 机15607台,同比下降20.4%;其中国内 8282台,同比下降48.3%;出口7325台, 同比增长105%。

一季度稳增长:去年四季度以来中国内需 相关数据表现不佳,一季度经济政策最大 的着力点就是扭转内需过冷。一方面,过 去一段时间降准、降息,甚至五年期LPR调 降,都是稳地产的证据;另一方面,资金 端去年年底两股专项债资金相继到位,表 明政策有意将基建投资放在年初,而去年 12月以来基建投资就在显著修复,目前修 复势头仍在持续。总体上,经济数据没有 实质性改善之前,稳增长的政策的定力将 保持。

9.2 更新需求减弱,出口将成为主要驱动力

挖机的驱动力也可分为更新需求、新增需求、海外需求。

1)更新需求:2020年是挖机更新需求高峰,占总销量比重为51%,主要是由于2010-2011年是挖机销量的高峰。不过考虑到2012- 2015年销量的逐渐下降,预计未来几年存量市场带来的更新需求可能会逐渐减弱,而带动销量增长的将主要是新购买需求、出口需求。

2)新增需求:鉴于2021年的高基数,以及当前房地产、基建整体下行趋势仍未扭转,因此预计2022年国内挖机新增需求将较去年有所下 滑,而随着地产、基建逐渐回暖,增速将逐渐转正。

3)海外需求(出口):考虑到国产品牌在海外的渗透率不断提高,预计未来海外销量 仍将保持较高速增长。

市场空间:根据三一重工年报披露,2020年公司挖机收入为315.28亿元,另据英国工程机械咨询公司Off-Highway Research数据, 2020年三一重工共销售9.87万台挖掘机。由此,可以大致测算出挖机(包含大中小挖)的均价约为31.9万元/台。根据《民生机械周报:从 海外发展历史看中国挖机未来增长空间》,按照挖机均价32万元/台计算,2022-2025年对应挖机市场空间或累计约为4511亿元。

10、培育钻石:消费新趋势关注新品牌落地

10.1 2020年渗透率跨过5%

2020年全球培育钻石产量达720万克拉,渗透率(占天然钻石产量比例)达6.5%;从印度抛光培育钻石出口数据来看, 2021年全年实现出口11.4亿美元,yoy+119.3%,实现进口11.3亿美元,yoy+147.9%。2017-2019年培育钻石行业发生了一系列重大事件,包括施华洛世奇、戴比尔斯推出培育钻石品牌,美国最大零售商开始 销售培育钻石等,驱动行业进入发展快车道。

10.2 驱动力1:中产阶级崛起,悦己消费提升

1)2016-2020年我国钻石饰品需求逐年提升,截止2020年达 707亿元;我国中产阶级及高净值客户家庭数逐年提升,目 前累计超过200万,预计2030年将达到320万户;在中国 消费者最有意向的礼物排行中,钻石位居第二,而我国钻石消 费场景中悦己消费占比最高;

2)“千禧一代”(80后、 90后) 和“Z世代”(95后)占全 球总人口29%, 但贡献了全球2/3的钻石销量,国内钻石消费 市场中该比例可以提高到80%。“千禧一代”和“Z世代”的 消费群体在悦己消费方面有较强的动力。

10.3 驱动力2:天然钻供需失衡,培育钻石让经销商更赚钱

供需:全球天然钻石毛坯产量2017年见顶回落,2020年因为 疫情下降至1.11亿克拉,2021年反弹至1.16亿克拉;根据贝恩 咨询预测,2021-2030年天然钻石产量乐观估计复合增速 1%~2%,悲观估计-2%~(-1%),慢于全球需求增速。(报告来源:未来智库)

批零价差:2017-2020年培育钻石相比天然钻石的价格比例 处于下降趋势。以1ct、 颜色G、 净值VS级别钻石为例, 2017Q4人造钻石批发价相当于天然钻的55%、 零售价格相当 于65%;2020Q4人造钻石批发价相当于天然钻的20%、 零售 价格相当于35%, 价格差异提升培育钻石经销商毛利率。

报告节选:

(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

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