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1、2022 年深度行業分析研究報告 2 內容目錄內容目錄 1.杭氧股份杭氧股份空分設備空分設備+氣體供應,雙輪驅動業績穩定增長氣體供應,雙輪驅動業績穩定增長.7 1.1.國內領先的空分設備制造商,產業鏈延伸至氣體供應業務.7 1.2.位于杭州的優質國有企業,杭州國資委為實際控制人.9 1.3.財務數據分析:收入、利潤率穩步增長,杠桿率明顯下降.9 2.工業氣體工業氣體下游需求穩定增長,技術變革或帶來發展機遇下游需求穩定增長,技術變革或帶來發展機遇.11 2.1.工業氣體:現代工業的“血液”,下游應用領域廣泛.11 2.2.技術路徑:低溫空氣分離技術成為大規模工業氣體的主流技術路徑.14 2.3.
2、供應模式:現場制氣、儲槽供氣、瓶裝氣體分別適配不同客戶的需求.15 2.4.外包氣體供應:對比自建優勢明顯,國內外包比例仍具較大提升空間.16 2.5.市場規模:工業快速發展從需求端刺激了工業氣體市場規模的持續增長.18 3.下游市場需求下游市場需求產業變革有望帶動工業氣體需求高速增長產業變革有望帶動工業氣體需求高速增長.20 3.1.大宗氣體的下游市場.20 3.1.1.鋼鐵:熔融還原技術或將取代傳統高爐煉鐵,耗氧量高達十倍.20 3.1.2.煤化工:富煤、缺油、少氣的資源現狀下,煤化工領域有望迎來高景氣度.22 3.1.3.石化:國內原油蒸汽裂解實現突破,乙烯產能有望帶動工業氣體需求增長.
3、24 3.1.4.電力:IGCC 技術減輕火力發電的污染排放.26 3.2.特種氣體的下游市場.26 3.2.1.電子特氣:政策利好+需求升級,電子特氣市場規模不斷攀升.27 3.2.2.氫氣:氫能源汽車有望加速開啟政策導向增長.29 4.空分設備空分設備杭氧:國內空分設備龍頭,關鍵技術自研領航國產化進程杭氧:國內空分設備龍頭,關鍵技術自研領航國產化進程.31 4.1.國內空分設備市場集中度較高,杭氧市占率領先優勢明顯.31 4.2.國內關鍵部機仍依賴進口,國產化亟待加速.32 4.3.杭氧帶頭開啟關鍵部機國產化攻關,毛利率有望進一步提升.33 4.3.1.壓縮機:杭氧的空氣壓縮機制造水平已達
4、 6 萬等級,氧壓機達 10 萬等級.34 4.3.2.低溫液體泵:國內市場被海外企業壟斷,杭氧已實現 6 萬等級的低溫液體泵生產.35 4.3.3.分子篩吸附器:杭氧已掌握立式徑向分子篩吸附器,可配套 10 萬等級空分設備.37 4.4.下游市場景氣度提升,推動杭氧空分設備收入訂單雙增長.37 4.5.石化設備:深冷技術橫向推廣,業務延伸至石化設備.38 5.氣體外包轉型氣體外包轉型“授之漁授之漁”vs“授之魚授之魚”.39 5.1.商業模式對比:氣體供應 vs 設備制造.39 5.1.1.氣體供應的現金流回收更快、更穩定.39 5.1.2.現場制氣項目凈利潤率不斷提升,具備較強的現金牛屬性
5、.40 5.1.3.與氣體銷售的現金牛屬性不同,空分設備的收入具備周期性.41 5.2.轉型為氣體供應商后,杭氧市占率有望進一步提升.42 5.2.1.現場供氣:彌補空分設備與海外的差距,犧牲毛利率空間以換取技術升級的 3 時間.43 5.2.2.零售氣體:具備銷售半徑屬性,覆蓋面積為核心競爭力.44 5.3.產能擴張勢頭強勁,毛利率提升空間較大.46 6.稀稀有氣體有氣體氪氙放量在即,產業格局變動迎來絕佳切入時機氪氙放量在即,產業格局變動迎來絕佳切入時機.49 6.1.1.需求端:缺芯潮背景下,晶圓廠擴產帶動稀有氣體需求快速增長.51 6.1.2.供給端:俄烏戰爭帶來產能缺口,杭氧切入稀有氣
6、體時機正佳.52 圖表目錄圖表目錄 圖 1:2021 年杭氧股份收入拆分.8 圖 2:杭氧股份股權結構圖(截止 2021 年年報).9 圖 3:杭氧股份營業收入及增速.9 圖 4:杭氧股份歸母凈利潤及增速.9 圖 5:杭氧股份的毛利率、凈利率表現.10 圖 6:杭氧股份的銷售、管理、財務費用率(單位:百萬元).10 圖 7:杭氧股份的研發費用投入.10 圖 8:2021 年杭氧股份員工結構占比.10 圖 9:杭氧股份的償債能力比率.10 圖 10:杭氧股份的經營性現金流凈額/當期營收.10 圖 11:杭氧股份的 ROE、ROA.11 圖 12:杭氧股份的資產負債率.11 圖 13:工業氣體的分
7、類.11 圖 14:2020 年中國工業氣體細分氣體市場規模占比.12 圖 15:2019 年工業氣體的下游應用領域占比.13 圖 16:2021 年林德集團下游收入結構.13 圖 17:中國工業氣體產業鏈布局.14 圖 18:空分設備的工作流程.15 圖 19:2021 年氣體供應方式的比例.16 圖 20:中國工業氣體供應市場的外包供應占比.17 圖 21:2020 年中國外包氣體供應市場市占率情況(僅統計外包).17 圖 22:國際工業氣體公司并購歷史.18 圖 23:2021 年全球工業氣體市場占有率.18 圖 24:2016-2020 年全球工業增加值.18 圖 25:2016-20
8、20 年中國工業增加值.18 圖 26:2015-2025 年全球工業氣體市場規模.19 圖 27:2015-2025 年中國工業氣體市場規模(單位:億元).19 圖 28:傳統長流程煉鋼的工藝流程圖.20 圖 29:2019 年中國各行業碳排放量占比.20 4 圖 30:傳統的長流程煉鋼流程各環節的碳排放量.20 圖 31:COREX 和 HIsmelt 熔融還原煉鐵技術.21 圖 32:熔融還原煉鐵技術與傳統的高爐煉鐵耗氧量對比.21 圖 33:煤化工的具體應用情況.22 圖 34:原油、天然氣、煤炭的對外依存度.23 圖 35:石油化工的工藝流程圖.24 圖 36:中國乙烯產能的增長趨勢
9、.25 圖 37:ExxonMobil 公司的原油蒸汽裂解制乙烯技術.25 圖 38:中國石化原油蒸汽裂解制乙烯技術.26 圖 39:華能天津 IGCC 電站鳥瞰圖.26 圖 40:2017-2026 年中國特種氣體市場規模.27 圖 41:2021 年中國特種氣體下游應用.28 圖 42:2017-2021 年中國特種氣體細分市場規模.28 圖 43:2021 年電子特氣下游應用.28 圖 44:2020 年中國特種氣體市場競爭格局.29 圖 45:氫氣各下游應用領域的需求量(單位:噸/年).29 圖 46:燃料電池的保有量增長趨勢.31 圖 47:加氫站數量的增長趨勢.31 圖 48:20
10、20 年國內空分設備市場各家的市場占有率.31 圖 49:神華寧煤項目中杭氧和林德的空分設備.33 圖 50:空分裝置生產設備各環節的成本結構(以廣東杭氧的德潤鋼鐵項目 11,000Nm/h空分裝置為例).34 圖 51:空分設備內主要使用的三類壓縮機.35 圖 52:杭氧生產的 60000m/h、8MPa 高壓液氧泵正在經過 72 小時連續運轉測試.36 圖 53:臥式分子篩吸附器、立式徑向分子篩吸附器結構簡圖.37 圖 54:2021 年杭氧股份新增空分設備訂單行業分布情況.38 圖 55:杭氧股份空分設備銷售收入變化趨勢.38 圖 56:杭氧的各業務毛利率情況.38 圖 57:杭氧股份乙
11、烯冷箱產品收入.39 圖 58:杭氧股份的空分設備銷售的結算流程.39 圖 59:氧氣、氮氣、氬氣的市場均價(單位:元/噸).40 圖 60:現場制氣項目的收入與凈利潤(呂梁杭氧 5 萬等級項目).41 圖 61:現場制氣項目的成本結構(呂梁杭氧 5 萬等級項目).41 圖 62:杭氧股份空分設備收入同比增長率對比制造業固定資產投資額同比增長率.42 圖 63:2007-2021 年杭氧股份空分設備與氣體銷售的收入對比(單位:億元).42 圖 64:2021 年杭氧股份收入拆分.42 圖 65:外包現場制氣項目的成本結構(以呂梁杭氧 5 萬等級項目運行第二年的成本為例).43 圖 66:201
12、9-2021 年僑源股份的零售氣體和管道氣體毛利率對比.44 圖 67:2021 年杭氧股份收入結構.44 圖 68:2021 年林德集團收入結構.44 圖 69:零售氣體的運輸距離對毛利率的影響(以僑源股份 2021 年液態氧氣業務為例)5 .45 圖 70:僑源股份氣體供應業務的區域布局.46 圖 71:和遠氣體氣體供應業務的區域布局.46 圖 72:杭氧股份與林德集團毛利率對比.47 圖 73:杭氧股份與國際巨頭收入規模對比.48 圖 74:空氣中各種氣體的含量.49 圖 75:空氣中各氣體組分的沸點差異.49 圖 76:氪氙的生產過程.50 圖 77:國內氙氣市場價格變化.50 圖 7
13、8:國內氪氣市場價格變化.50 圖 79:稀有氣體在電子領域的應用.51 圖 80:中國臺灣的晶圓代工產品產量(單位:千片).52 圖 81:烏克蘭稀有氣體在全球的市占率.52 表 1:杭氧股份發展歷程.7 表 2:杭氧股份的主營業務.8 表 3:工業氣體(大宗空分氣體)的下游應用.12 表 4:空分設備的三種技術路徑對比.14 表 5:工業氣體的銷售途徑.16 表 6:自建裝置供氣與外包供氣的對比.16 表 7:國內熔融還原煉鐵技術推廣情況.22 表 8:煤化工各個工藝環節對應的制氧要求.23 表 9:煤化工十四五期間的產能規劃.24 表 10:特種氣體各分類的主要產品及用途.27 表 11
14、:燃料電池汽車、純電動汽車、燃油車對比.30 表 12:世界各國對氫能源汽車保有量的發展規劃(單位:輛).30 表 13:2020 年國內空分設備市場各家銷售情況.32 表 14:國內空分裝置關鍵部機常見選用概況.32 表 15:國內上市空分設備廠商的關鍵部機生產/設計能力.34 表 16:壓縮機的分類.35 表 17:典型的空分裝置低溫液體泵的種類、規格和數量(以 8.2 萬等級空分設備為例).36 表 18:杭氧股份的空分設備接單情況(單位:套、萬 Nm/h、億元).37 表 19:現場制氣項目現金流測算(以呂梁杭氧 5 萬等級項目為例)(單位:億元).40 表 20:項目的 IRR 計算
15、(以呂梁杭氧 5 萬等級項目為例).41 表 21:零售氣體的運輸成本建模計算過程(以僑源股份 2021 年液態氧氣業務為例).45 表 22:杭氧股份在國內的業務覆蓋面積.45 表 23:2019 年至今杭氧股份氣體銷售業務合同簽訂及項目投產情況.46 表 24:公司主要在建及擬建氣體項目投資情況(截止 2022 年 3 月末).46 表 25:杭氧股份的產能利用率計算.47 表 26:氙氣、氪氣的下游應用.49 6 表 27:2021 年各主要晶圓廠公布的擴產計劃.51 表 28:各氣體廠商的稀有氣體擴產計劃.52 表 29:杭氧股份的大宗氣體業務拆分(單位:億元).54 表 30:杭氧股
16、份的稀有氣體業務拆分(單位:億元).54 表 31:杭氧股份的空分設備、乙烯冷箱及其他業務拆分(單位:億元).55 表 32:設備制造、大宗氣體業務的可比公司 PE 計算(數據引用時間:2022.7.18)(單位:億元).56 表 33:杭氧股份的盈利預測與總市值計算(單位:億元).56 7 1.杭氧杭氧股份股份空分設備空分設備+氣體供應,雙輪驅動氣體供應,雙輪驅動業績穩定增長業績穩定增長 1.1.國內領先的空分設備制造商,產業鏈延伸至氣體供應業務國內領先的空分設備制造商,產業鏈延伸至氣體供應業務 立足立足空分設備制造,產業鏈延伸至氣體供應業務空分設備制造,產業鏈延伸至氣體供應業務,不斷擴充下
17、游應用領域,不斷擴充下游應用領域。杭氧股份公司是國內空分設備龍頭公司,是行業領先的空分設備和石化設備開發、設計、制造成套企業,主要從事氣體分離設備、工業氣體產品和石化設備的生產及銷售業務。公司的發展大致可分為三個階段:第一階段:第一階段:1950-2002 年,年,空分設備技術國產替代攻關空分設備技術國產替代攻關。從成立以來通過自主研制、引進并吸收海外技術不斷提升空分設備的研發制造能力,1956 年制造了我國首臺的制氧機,制氧能力僅有 30m/h,到了 2002 年,空分設備已達 3 萬等級,打破了大型空分設備對進口的依賴。第二階段:第二階段:2003-2017 年,年,設備制造向氣體供應轉型
18、設備制造向氣體供應轉型。利用在空分設備設計制造的優勢,實現產業鏈的延伸,大力進軍工業氣體領域,在全國范圍內投資設立多家專業氣體公司,杭氧股份已發展成為國內最主要的工業氣體供應商之一。此外,杭氧在轉型期間并沒有忽視空分設備的研發,2017 年神華寧煤項目,與國際龍頭林德集團各中標 6 套 10 萬等級的空分設備,達到國際先進水平。第三階段:第三階段:2018 年至今,向特種氣體等新興領域延伸年至今,向特種氣體等新興領域延伸。此前杭氧生產的空分設備以及工業氣體主要應用于冶金、化工、煤化工等領域,近年來隨著新興市場的需求持續增長,杭氧開始不斷擴展工業氣體供應的下游領域,已成功進軍電子行業半導體領域、
19、氫產業。同時,2022 年建設 2000Nm/a 氙氣、20000Nm/a 氪氣精煉提取項目,預計 2022H2 完工,稀有氣體的產能有望大大提升。表表 1:杭氧股份發展歷程杭氧股份發展歷程 發展階段發展階段 年份年份 事件事件 空分設備技術國產替代攻關 1950 杭氧前身“浙江鐵工廠”成立 1956 30m3/h 制氧機試車成功,填補了我國制氧機生產的空白 1978 杭氧與德國林德達成合作,引進林德公司的先進技術和管理,并在消化吸收中不斷自主創新。1993 杭州制氧機集團有限公司成立 2002 杭氧自行設計制造的 30000m3/h 空分設備在寶鋼一次開車成功,打破長期依賴進口的歷史。設備制
20、造向氣體供應轉型 2003 成立了第一家氣體子公司,由空分設備生產商向氣體供應商轉型 2008 寶鋼項目 60000m3/h 空分設備試車成功 2010 深圳交易所上市 2017 神華寧煤項目 6 套 100000m3/h 空分設備全部投入運行,耗能指標達到國際先進水平 向特種氣體等新興領域延伸 2019 進軍半導體行業,與芯恩集成電路簽署氣體供應合同,建立 2 萬等級空分設備,提供高純氮氣、氧氣、氬氣、氫氣、氦氣等產品。2022 首次進軍氫產業,與山西晉南鋼鐵簽訂“高純氫氣供應合同”,建設并運營 1 套 4000Nm3/h 氫氣提純裝置及 1座 6000KG/天加氫站。2022 建設 200
21、0Nm/a 氙氣、20000Nm/a 氪氣精煉提取項目,預計 2022H2 完工 資料來源:杭氧股份官網,從“授人以漁”到“授人以魚”:杭氧的服務化轉型之路李靖華等,杭氧股份公告,天風證券研究所 公司主要產品包括空分設備、公司主要產品包括空分設備、工業氣體工業氣體、石化設備、石化設備。公司主要從事氣體分離設備、工業氣體產品和石化設備的生產及銷售業務。公司空氣分離設備產品主要包括大中型成套空氣分離設備、小型空氣分離設備及精餾塔、板翅式換熱器、離心式壓縮機、離心式膨脹機、液氧液氮設備、液體貯槽等成套空氣分離設備的主要部機或氣體產品儲運設備;工業氣體產品主要包括氧、氮、氬、氖、氦、氪、氙、高純氧、高
22、純氮、二氧化碳、混合氣體等;石化設備產品主要包括乙烯冷箱、液氮洗冷箱、丙烷脫氫裝置、CO/H2 分離裝置和天然氣液化裝置等。8 表表 2:杭氧股份的主營業務杭氧股份的主營業務 產品產品 介紹介紹 圖示圖示 空分設備 成套設備 利用低溫精餾分離法,將空氣最終分離成為氧氣和氮氣以及其他有用氣體的氣體分離設備,是由多種機械和設備組成的成套設備 關鍵部機 主要包括精餾塔、板翅式換熱器、離心式壓縮機、離心式膨脹機、液氧液氮設備、液體貯槽等成套空氣分離設備的主要部機或氣體產品儲運設備 氣體供應 包括氧、氮、氬、氖、氦、氪、氙、高純氧、高純氮、二氧化碳、混合氣體等,供氣模式分為現場供氣和零售氣體。石化設備
23、主要包括乙烯冷箱、液氮洗冷箱、丙烷脫氫裝置、CO/H2 分離裝置和天然氣液化裝置等 資料來源:杭氧股份公告,杭氧股份官網,天風證券研究所 氣體銷售、空分設備是公司的氣體銷售、空分設備是公司的兩大核心業務兩大核心業務,氣體銷售,氣體銷售逐漸成為最主要的收入來源逐漸成為最主要的收入來源。氣體銷售和空分設備是公司主要的兩大業務板塊,2007-2016 年,公司氣體銷售收入占比呈持續上升狀態,由 2%逐漸上升至 67%,成為公司最主要的收入來源,2016 年后氣體銷售收入占比有所下降。2021 年杭氧股份氣體銷售收入占比達到 55.70%,空分設備占比 36.33%,其他產品占比 7.98%。圖圖 1
24、:2021 年年杭氧股份收入拆分杭氧股份收入拆分 資料來源:Wind,天風證券研究所 2%4%5%9%16%22%35%45%51%67%61%57%57%54%56%89%87%83%85%76%69%57%44%41%23%29%36%37%41%36%9%9%12%7%8%9%8%11%7%11%11%8%6%5%8%0%20%40%60%80%100%2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021氣體銷售空分設備其他 9 1.2.位于杭州的優質國有企業,位于杭州的優質國有企業,杭州國資
25、委為實際控制人杭州國資委為實際控制人 杭氧股份:杭氧股份:位于杭州的優質國有企業位于杭州的優質國有企業,子公司布局分散以廣泛開展工業氣體業務,子公司布局分散以廣泛開展工業氣體業務。公司實際控制人為杭州市國資委,杭州杭氧控股有限公司為控股股東,直接持股比例達 53.36%。公司的氣體業務主要通過投資設立子公司的形式開展,截止 2021 年年報,公司已設立 46家氣體公司。另外還投資設立了 9 家設備制造公司,以及配套的銷售、物業服務、技術服務公司等。圖圖 2:杭氧股份股權結構圖(截止杭氧股份股權結構圖(截止 2021 年年報)年年報)資料來源:Wind,天風證券研究所 1.3.財務數據分析:收入
26、、利潤率穩步增長,財務數據分析:收入、利潤率穩步增長,杠桿率明顯下降杠桿率明顯下降 公司營業總收入公司營業總收入、歸母凈利潤歸母凈利潤持續增長,持續增長,2017-2021 年收入、凈利潤年收入、凈利潤 CAGR 分別為分別為 16.48%、34.88%。冶金、石化、煤化工等下游市場需求快速增長帶動了杭氧股份的收入和凈利潤保持持續增長的態勢,2021 年公司營業總收入 118.78 億元,歸母凈利潤 11.94 億元,2016-2021 年公司營業總收入和歸母凈利潤均呈現持續增長趨勢,CAGR 分別為 19.16%、233.40%。2022 年一季度,實現收入 27.35 億元,歸母凈利潤 3
27、.22 億元,同比增長 13.54%、7.72%。圖圖 3:杭氧股份營業收入及增速杭氧股份營業收入及增速 圖圖 4:杭氧股份歸母凈利潤及增速杭氧股份歸母凈利潤及增速 資料來源:Wind,天風證券研究所 資料來源:Wind,天風證券研究所 毛利率、凈利率穩步提升,期間費用率管控良好毛利率、凈利率穩步提升,期間費用率管控良好。隨著公司規模的不斷擴大,規模效應逐漸顯現,毛利率、凈利率連續三年不斷提升,2021 年毛利率、凈利率分別為 24.64%、10.73%,2022 年第一季度毛利率、凈利率達到 28.76%、12.39%,利潤率的增長可觀。此外,公司的期間費用率管控收到成效,銷售費用率、管理費
28、用率、財務費用率降幅較為明顯,2016年三項費用率占比高達 15.20%,2021 年僅為 7.63%。4,944.5 6,451.8 7,901.2 8,187.0 10,020.8 11,877.8 2,734.8-16.76%30.49%22.47%3.62%22.40%18.53%13.54%-20%-10%0%10%20%30%40%02,0004,0006,0008,00010,00012,00014,000201620172018201920202021 2022Q1營業收入(百萬元)YOY-282.6 360.7 740.9 635.3 843.2 1,193.9 322.0-
29、296.12%227.63%105.39%-14.25%32.72%41.60%7.72%-400%-300%-200%-100%0%100%200%300%-400-20002004006008001,0001,2001,400201620172018201920202021 2022Q1歸母凈利潤(百萬元)YOY 10 圖圖 5:杭氧股份的毛利率、凈利率表現杭氧股份的毛利率、凈利率表現 圖圖 6:杭氧股份的銷售、管理、財務費用率杭氧股份的銷售、管理、財務費用率(單位:百萬元)(單位:百萬元)資料來源:Wind,天風證券研究所 資料來源:Wind,天風證券研究所 研發投入逐年增長,研發投入逐
30、年增長,技術人員技術人員+生產人員占比超過生產人員占比超過 70%。公司注重技術創新和產品研發。憑借強大的技術研發體系,加快技術創新,重點攻關關鍵技術,形成大批研發成果并及時轉化應用,推動公司技術不斷向前發展。2021 年,公司新授權專利 84 項,其中發明專利5 項。2017-2021 年,公司研發投入不斷增加,研發費用逐年提升,研發費用率穩定在 3%左右。2021 年,公司的技術人員數量占總員工的比重達到 22%,技術人員和生產人員的占比超過 70%。圖圖 7:杭氧股份的研發費用投入杭氧股份的研發費用投入 圖圖 8:2021 年杭氧股份員工結構占比年杭氧股份員工結構占比 資料來源:Wind
31、,天風證券研究所 資料來源:杭氧股份公告,天風證券研究所 償債能力較為出色償債能力較為出色,疫情過后經營性現金流不斷改善,疫情過后經營性現金流不斷改善。2017 年以來,流動比率、速動比率、現金比率分別保持在 1.30、1.00、0.40 以上,償債能力較為出色。隨著前期投入建設的氣體供應項目逐漸產生穩定的現金收入,公司的現金流逐漸改善,2016-2019 年,經營性現金流凈額由 4.24 億元提升至 14.66 億元,占收入的比重由 8.6%提升至 17.9%,2020年新冠疫情肆虐的背景下,公司的現金流有所下滑,隨著疫情的緩解,2021 年經營性現金流凈額回升至 12.62 億元,占收入比
32、重 10.6%。圖圖 9:杭氧股份的杭氧股份的償債能力比率償債能力比率 圖圖 10:杭氧股份的經營性現金流凈額杭氧股份的經營性現金流凈額/當期營收當期營收 資料來源:Wind,天風證券研究所 資料來源:Wind,天風證券研究所 14.25%21.22%23.28%21.86%22.68%24.64%28.76%-5.68%5.92%10.06%8.36%9.04%10.73%12.39%-10%-5%0%5%10%15%20%25%30%35%2016201720182019202020212022Q1銷售毛利率銷售凈利率15.20%11.92%8.45%7.88%7.06%7.63%8.18
33、%0%2%4%6%8%10%12%14%16%01002003004005006007008002016201720182019202020212022Q1銷售費用管理費用財務費用三費占比211.0 271.9 292.0 351.7 78.6 2.67%3.32%2.91%2.96%2.88%0.00%0.50%1.00%1.50%2.00%2.50%3.00%3.50%05010015020025030035040045050020182019202020212022Q1研發費用(百萬元)研發費用率51.31%4.85%22.00%3.23%18.60%生產人員銷售人員技術人員財務人員行政
34、人員1.19 1.35 1.78 1.40 1.34 1.54 1.65 0.97 1.12 1.43 1.03 1.01 1.13 1.23 0.31 0.55 0.70 0.40 0.49 0.45 0.46 0.000.200.400.600.801.001.201.401.601.802.002016201720182019202020212022Q1流動比率速動比率現金比率424.1 851.2 1,282.0 1,466.1 937.5 1,261.6 8.6%13.2%16.2%17.9%9.4%10.6%5.0%7.0%9.0%11.0%13.0%15.0%17.0%19.0%
35、0200400600800100012001400160018002000201620172018201920202021經營性現金流凈額(百萬元)經營現金/當期營收 11 杠桿率下降的同時,杠桿率下降的同時,ROE、ROA 持續提升持續提升。2016 年以來,公司的資產負債率不斷下降,由 62.3%降至 2022 年第一季度的 49.7%,杠桿率控制在比較健康的范圍內,也為未來加大財務杠桿保留了較大的操作空間。在資產負債率下降的同時,公司的 ROE、ROA 卻有著較大幅度的提升,2021 年分別達到了 16.30%、8.36%。圖圖 11:杭氧股份的杭氧股份的 ROE、ROA 圖圖 12:杭
36、氧股份的資產負債率杭氧股份的資產負債率 資料來源:Wind,天風證券研究所 資料來源:Wind,天風證券研究所 2.工業氣體工業氣體下游下游需求穩定增長需求穩定增長,技術變革或帶來發展機遇,技術變革或帶來發展機遇 2.1.工業氣體工業氣體:現代工業的“血液”,下游應用領域廣泛:現代工業的“血液”,下游應用領域廣泛 工業氣體:現代工業的基礎原材料,廣泛應用于幾乎所有工業領域工業氣體:現代工業的基礎原材料,廣泛應用于幾乎所有工業領域。隨著中國經濟的快速發展,工業氣體作為現代工業的基礎原材料,在國民經濟中有著重要的地位和作用,廣泛應用于鋼鐵冶煉、石油加工、焊接及金屬加工、航空航天、汽車及運輸設備等領
37、域。由于工業氣體對國民經濟的發展有著戰略性的先導作用,因此被喻為“工業的血液”。根據應用領域的不同,工業氣體可以分為大宗氣體和特種氣體。根據應用領域的不同,工業氣體可以分為大宗氣體和特種氣體。大宗氣體指純度要求低于5N,產銷量大的工業氣體,根據制備方式的不同可分為空分氣體和合成氣體。特種氣體指被應用于特定領域,對純度、品種、性質有特殊要求的工業氣體,根據應用領域的不同可分為標準氣體、醫療氣體、激光氣體、食品氣體、電光源氣體以及電子氣體。圖圖 13:工業氣體的分類工業氣體的分類 資料來源:億渡數據,天風證券研究所 -8.36%7.78%13.96%10.99%13.27%16.30%-2.86%
38、3.64%7.08%5.85%6.84%8.36%-10%-5%0%5%10%15%20%201620172018201920202021ROE(攤薄)ROA62.3%54.8%49.7%48.5%52.7%51.0%49.7%0%10%20%30%40%50%60%70%2016201720182019202020212022Q1 12 從市場規模的占比中來看,大宗氣體在下游應用市場中的需求占比約為 80%,特種氣體占比約為 20%。在特種氣體中,電子特氣的需求量占據主要地位,電子特氣占特種氣體市場規模的 60%,在所有工業氣體中占比 12%。圖圖 14:2020 年中國工業氣體細分氣體市場
39、規模占比年中國工業氣體細分氣體市場規模占比 資料來源:億渡數據,天風證券研究所 空分氣體的下游應用領域較為廣泛,是工業領域不可或缺的原材料空分氣體的下游應用領域較為廣泛,是工業領域不可或缺的原材料。氧氣、氮氣和氬氣具有特定的物理和化學特性,是現代工業的重要基礎原料,廣泛應用于國民經濟眾多領域?,F階段,冶金和化工行業消耗的空分氣體數量居各行業之首,新能源、半導體、電子信息、生物醫藥、新材料等多個產業的快速發展也極大地拓展空分氣體的應用領域,市場空間十分廣闊。表表 3:工業氣體(大宗空分氣體)的下游應用工業氣體(大宗空分氣體)的下游應用 氧氣氧氣 氮氣氮氣 氬氣氬氣 冶金冶金 高爐煉鐵;平爐煉鋼;
40、電弧爐煉鋼 作為鋼鐵生產的載運和凈化氣體;防止氧化;鋼鐵熱處理 作煉鋼環境氣體;特種金屬冶煉 石油化工石油化工 作原料氣體參與氧化反應;合成氨生產中的氣化劑 作驅油氣體;增加儲層儲量并壓裂含烴層 化工化工 作為保護氣用于密封、置換、干燥和安全保護;聚乙烯等生產過程中作輔助氣 化肥化肥 作為氧化劑,使煤氣化生產合成氨,以強化工藝過程,提高化肥產量 天然氣管道天然氣管道運輸運輸 作為保護氣,置換天然氣運輸管道中的空氣以保證運輸安全 半導體半導體 集成電路生產;彩電顯像管、液晶及半導體硅片生產的載氣和保護氣 半導體、液晶面板、光纖線制造生產;充當載運氣體 平板玻璃平板玻璃 玻璃熔爐的助燃氣體;減少氮
41、氧化物的排放量 有色金屬有色金屬 作為助燃氣體,提高熱效率,可大幅降低能耗 火力發電火力發電 IGCC 的氧化劑;凈化煤氣 汽車和運輸汽車和運輸設備設備 牢固焊接的環境氣體;焊接汽車零件、車架、消聲器;安全氣囊 航空航天航空航天 高雷諾數風洞;熱處理爐和壓熱器;激光切割輔助氣體 凈化氫氣系統;流體系統的增壓劑;觀測氣球的升力源 機械加工機械加工 等離子切割氣體、激光切割輔助氣體;保護金屬表面 鋁、不銹鋼、銅和鎂合金焊接;熱處理的淬火氣體、熔爐氣體 13 醫療醫療 協助低氧血癥和缺氧癥的治療和預防;急救以維持病人生命 冷凍和保存生物樣本的冷凍劑;為醫療器械供能 食品食品 液氮浸漬式冷凍;減少食品
42、腐壞、變色和變味;零售包裝的保護氣 環保行業環保行業 污水處理 保護儲罐和凈化管道;清除廢水中揮發性有機化合物 光伏光伏 作為保護氣,提高多晶硅的生產純度 資料來源:僑源股份招股書,天風證券研究所 工業氣體的下游應用領域主要包括煤化工、鋼鐵、化肥、石化等大型工業行業。工業氣體的下游應用領域主要包括煤化工、鋼鐵、化肥、石化等大型工業行業?;ず鸵苯鹦袠I是空分設備的最大應用市場。按制氧容量計算,化工和冶金行業分別約占 2019 年新生產設備制氧容量的 55%和 35%,其中煤化工為最大的應用領域,占比達到 22.10%,鋼鐵行業占比 18.14%。電子工業大約占 4%,工業氣體批發零售大約占 5%
43、,食品加工、航天航空、醫療、環保等行業大約占 1%的市場。參考 2021 年國際巨頭林德集團的收入結構,我們發現巨頭企業的非制造業收入占比較高,例如醫療、食品飲料、電子的收入占比分別為 19%、10%、8%,這些領域或將成為國內工業氣體的未來增長點。圖圖 15:2019 年工業氣體的下游應用領域占比年工業氣體的下游應用領域占比 圖圖 16:2021 年年林德集團下游收入結構林德集團下游收入結構 資料來源:福斯達公告,天風證券研究所 資料來源:林德集團公告,天風證券研究所 上游上游包括包括原材料原材料、設備及能源供應商設備及能源供應商。各類空分氣體所需原材料不同,空分氣體的原材料主要為空氣或者工
44、業廢氣,合成氣體需要化學原材料進行化學反應合成氣體,特種氣體的原材料主要為外購的工業氣體和化學原材料。工業氣體所需設備主要分為氣體生產設備、氣體儲存設備和氣體運輸設備??辗謿怏w的生產需空分設備,合成氣體的生產需合成設備,特種氣體在氣體生產完成后還需提純設備。儲存過程中,少量氣體用鋼瓶,大量氣體用儲槽。運輸過程中,少量氣體用液化氣槽車,大量氣體用管道。工業氣體生產過程中需要耗費大量的水資源與電力資源,運輸過程中需要耗費大量的化石能源。22.10%18.41%16.36%13.51%4.80%4.41%2.63%1.94%煤化工鋼鐵化肥及合成氨石化批發零售及其他電子有色多晶硅等化工材料21%19%
45、19%13%10%8%10%化工能源醫療制造業冶金食品飲料電子其他 14 圖圖 17:中國工業氣體產業鏈布局:中國工業氣體產業鏈布局 資料來源:前瞻產業研究院,天風證券研究所 2.2.技術路徑:技術路徑:低溫空氣分離低溫空氣分離技術技術成為成為大規模工業氣體的主流技術路徑大規模工業氣體的主流技術路徑 空氣分離的三種技術路徑中,低溫空分的氣體純度最高,生產效率最好空氣分離的三種技術路徑中,低溫空分的氣體純度最高,生產效率最好??諝夥蛛x主要有三種主流的技術路徑,變壓吸附分離(PSA)、膜分離、低溫空氣分離,前兩種技術較為簡單,設備成本較低,但產品純度和生產效率較低溫空氣分離法存在著較大的差距,而且
46、無法生產液態產品,只適用于小型的空分設備;低溫空氣分離是產品純度最高、生產效率最好的技術路徑,相較前兩種技術存在明顯的優勢,適用于大規模的工業氣體制取。表表 4:空分設備的三種技術路徑對比空分設備的三種技術路徑對比 變壓吸附分離(變壓吸附分離(PSA)膜分離膜分離 低溫空氣分離低溫空氣分離 示意圖 技術原理 以壓縮空氣為基礎,利用專門的物料為吸附試劑,借助空氣中的氮氣、氧氣分子對不同物料的吸附效果的不同進行吸附,實現氣體分離。利用氣體擴散原理,借助原料氣中各種物質對膜材料滲透作用不同,以膜兩邊的氣體的壓力差為實際動力,實現氣體分離。利用氮、氧沸點不同,在高壓低溫的條件下,首先將空氣進行液化處理
47、,之后進行精餾工序,傳熱對液體空氣進行分離。優點 流程簡單;整體成本較低;后期維保成本低 操作簡單;成本低 產品純度高;高質量、高產量;生產連續性好;可靠性強 缺點 產品純度低于低溫分離 無法同時生產兩種不同的氣體;產品純度低于低溫分離 啟動時間長;成本較高;操作難度大 適用場景 適用于小型空分設備 適用于小型空分設備 大規模工業氣體制取 資料來源:液化空氣官網,中泰股份公告,淺析空氣分離方法和工藝流程的選擇趙乾浩,空分裝置的工藝路線及設備選型分析陸君君等,國內空分系統設備發展現狀聶輔亮等,天風證券研究所 15 低溫空氣分離原理的空分設備主要由九大部機系統組成,分別是壓縮機系統、預冷系統、純化
48、系統、精餾系統、制冷系統、熱交換系統、產品輸送系統、儲存及后備系統以及儀電控制系統:壓縮機系統壓縮機系統:核心設備為壓縮機,用于對原料空氣進行加壓。預冷系統預冷系統:主要設備是空氣冷卻塔和水冷卻塔、水泵,通過接觸換熱降低壓縮后原料空氣的溫度,并洗滌其中的酸堿性物質等有害雜質。純化系統純化系統:主要設備是吸附器,用于進一步除去原料空氣中水分、二氧化碳、乙炔等對空氣分離設備運行有害的物質。精餾系統精餾系統:空氣分離設備的核心,主要由低壓塔、中壓塔和冷凝蒸發器構成,主要作用是對空氣進行低溫精餾,利用組分沸點不用,分離不同的氣體。制冷系統制冷系統:主要設備為膨脹機,適當溫度的工藝介質經過膨脹機膨脹后,
49、溫度得到進一步降低,為設備提供所需的冷量。熱交換系統熱交換系統:主要設備是板翅式換熱器,各種不同溫度的熱流股和冷流股工藝介質在板翅式換熱器中進行熱交換,達到所需溫度后進入下道工序。產品輸送系統產品輸送系統:主要設備為氧氣壓縮機及氮氣壓縮機,產品氣體經壓縮達到一定壓力后供給用戶使用。存儲及后備系統存儲及后備系統:由液體儲槽、低溫液體泵和汽化器組成,用于低溫液體產品的貯存與氣化。儀電控制系統儀電控制系統:指計算機集散控制系統,對空氣分離設備進行全面的監控、控制、調整。圖圖 18:空分設備的工作流程空分設備的工作流程 資料來源:福斯達招股書,天風證券研究所 2.3.供應模式:現場制氣、儲槽供氣、瓶裝
50、氣體分別適配不同客戶的需求供應模式:現場制氣、儲槽供氣、瓶裝氣體分別適配不同客戶的需求 工業氣體的供應模式工業氣體的供應模式包括包括大宗供氣大宗供氣、零售供氣,分別滿足不同需求的客戶群體、零售供氣,分別滿足不同需求的客戶群體。大宗供氣主要指現場制氣,在用戶現場投資空分設備直接供氣,或通過管道為一定區域內用戶供氣,合同期較長,通常為 10 年以上。零售供氣可分為瓶裝供氣和儲槽供氣。瓶裝氣體主要滿足現貨市場需求,適合小批量氣體用戶。液體槽車適用于中等批量需求客戶或用氣需求波 16 動較大,對多種氣體有零碎需求的客戶。2021 年,現場制氣在工業氣體供應中占比最大,達到 65%;其次是儲槽供氣,占比
51、達到 21%;剩下的氣體供應為瓶裝供氣,供應占比為 14%。表表 5:工業氣體的銷售途徑工業氣體的銷售途徑 供氣模式供氣模式 狀態狀態 客戶群體客戶群體 運輸半徑運輸半徑 合同合同期期 簡介簡介 下游領域下游領域 現場制氣 氣態 大規模用氣需要的客戶 不受運輸半徑限制 10-20年 在客戶現場建立氣體生產裝置,通過管道直接向單一客戶或工業園區供應工業氣體 化工、煉油、電子、金屬冶煉加工 零售 氣體 儲槽供氣 液態 中等客戶 200km 左右 3-5 年 生產、分裝后,通過包裝容器和車輛運送,將低溫液態產品儲存在客戶的儲罐中 電子、化工、機械、塑料、食品飲料、醫療 瓶裝供氣 氣態 小批量用戶 大
52、宗氣體 50km;特種氣體不受限制 1-3 年 生產氣體后,經充裝等工藝生產瓶裝氣,再銷售給下游客戶。行業不限 資料來源:杭氧股份公告,天風證券研究所 圖圖 19:2021 年年氣體供應方式的比例氣體供應方式的比例 資料來源:億渡數據,天風證券研究所 2.4.外包氣體供應:對比自建優勢明顯,國內外包比例仍具較大提升空間外包氣體供應:對比自建優勢明顯,國內外包比例仍具較大提升空間 外包氣體供應相較自建裝備具備諸多優勢外包氣體供應相較自建裝備具備諸多優勢。外包供氣相較自建供氣,在運營成本、供氣穩定性、資源利用效率、財務成本上都具備較為明顯的優勢,由于自建裝置前期投入很大,且對運營和管理能力要求較高
53、,出于降低成本、集中精力發展主業的考慮,越來越多的國內企業選擇將氣體供應業務外包,外包供氣模式成為行業主流模式。表表 6:自建裝置供氣與外包供氣的對比自建裝置供氣與外包供氣的對比 項目項目 自建裝置供氣自建裝置供氣 外包供氣外包供氣 運營成本 需要配備相應的運營、維護人員,成本較高 運營成本低 供氣穩定性 多數設備使用年限較長,維護成本高,供氣穩定性較差 供應商具有豐富的運營經驗和先進適用設備,供氣穩定性高 資源利用效率 通常只使用自身所需要的氣體產品,對于空分設備生產的其他副產品難以利用 所有產品均能銷售給下游需求客戶 財務成本 需要一次性大額設備投入 不需要大額設備購置支出 資料來源:僑源
54、股份招股書,天風證券研究所 65%21%14%現場制氣儲槽供氣瓶裝供氣 17 國內外包氣體供應國內外包氣體供應模式起步較晚,目前占比不足模式起步較晚,目前占比不足 60%,仍有較大提高空間,仍有較大提高空間。在中國空分氣體市場發展初期,國內大部分最終用戶,尤其是國有大型鋼鐵及化工企業都是通過自行建造和安裝空氣分離裝置進行生產以滿足用氣需求。20 世紀 90 年代后期,社會化分工和專業化生產的理念逐步被企業和社會接受,大型專業氣體供應商逐步涌現,部分企業開始將用氣需求外包,實現主輔分離。國內工業氣體外包起步較晚,供應占比依然較低,根據弗若斯特沙利文的數據,2021 年國內工業氣體外包供應占比預計
55、僅為 57.8%,相較于成熟市場的 80%的第三方氣體供應比例仍有不小的提升空間。圖圖 20:中國工業氣體供應市場的外包供應占比:中國工業氣體供應市場的外包供應占比 資料來源:氣體動力科技招股書,弗若斯特沙利文,天風證券研究所 國內氣體外包市場國內氣體外包市場 CR5 超過超過 60%,三大外資合計占據,三大外資合計占據 39.52%的市場份額的市場份額。國內的外包工業氣體市場中,中國企業氣體動力科技市占率居首,達到 14.83%,隨后是三大外資企業,德國林德、法國液化空氣、美國空氣產品三家的市占率分別為 13.88%、13.33%、12.31%,合計占有 39.52%的市場份額,杭氧股份的氣
56、體供應業務起步較晚,目前市場份額為 6.22%,在國內排行第五。圖圖 21:2020 年中國外包氣體供應市場市占率情況(僅統計外包)年中國外包氣體供應市場市占率情況(僅統計外包)資料來源:各公司公告,Wind,中國人民銀行,天風證券研究所 全球市場競爭格局:兩大國際龍頭不斷全球市場競爭格局:兩大國際龍頭不斷通過收購擴張自己的通過收購擴張自己的業務體量業務體量。全球工業氣體市場目前已經形成寡頭壟斷的市場格局。工業氣體市場在歐美日步入后工業化時代后逐步興起,到 20 世紀 90 年代的時候,通過近 20 年的發展,形成了八大跨國氣體公司(分別為法國液化空氣、德國林德氣體、英國 BOC、美國空氣化工
57、、美國普萊克斯、德國梅塞爾、瑞典AGA、日本大陽日酸)以及多個區域性氣體公司(例如美國 Airgas)。2000-2018 年間,德國林德氣體通過對瑞典 AGA 和英國 BOC 的收購,以及與美國普萊克斯的合并成為最大的工業氣體公司,形成林德氣體集團,與收購了美國 Airgas 的法國液化空氣分庭抗禮。美國49.5%48.5%47.5%46.6%45.4%43.5%42.2%40.9%39.4%38.0%36.5%50.5%51.5%52.5%53.4%54.6%56.5%57.8%59.1%60.6%62.0%63.5%0%20%40%60%80%100%201520162017201820
58、1920202021E2022E2023E2024E2025E內部供應外包供應14.83%13.88%13.33%12.31%6.22%39.43%氣體動力科技德國Linde Group法國Air Liquide美國Air Product杭氧股份其他 18 空氣化工、德國梅塞爾和日本大陽日酸形成第二梯隊。圖圖 22:國際工業氣體公司并購歷史國際工業氣體公司并購歷史 資料來源:久策氣體招股書,天風證券研究所 國際工業氣體市場份額主要由兩大巨頭占據。國際工業氣體市場份額主要由兩大巨頭占據。從全球工業氣體市場來看,德國林德、法國液化空氣兩家占據了較高的市場份額,市占率分別為 21%、20%,體量規模
59、上相較其他工業氣體供應商具備較大的領先優勢,美國空氣產品、日本太陽日酸,市占率分別為 7%、5%。圖圖 23:2021 年全球工業氣體市場占有率年全球工業氣體市場占有率 資料來源:華經產業研究院,天風證券研究所 2.5.市場規模:市場規模:工業快速發展從需求端刺激了工業氣體工業快速發展從需求端刺激了工業氣體市場規模的持續增長市場規模的持續增長 中國工業的快速發展從需求端刺激了中國工業氣體行業的發展中國工業的快速發展從需求端刺激了中國工業氣體行業的發展。全球工業發展水平較高,整體呈穩步發展;中國工業發展迅速,有較大的發展空間。在疫情防控加強,宏觀政策推動,產業結構調整等因素的影響下,未來中國工業
60、發展有望持續保持高速增長。圖圖 24:2016-2020 年全球工業增加值年全球工業增加值 圖圖 25:2016-2020 年中國工業增加值年中國工業增加值 資料來源:億渡數據,世界銀行,天風證券研究所 資料來源:億渡數據,世界銀行,天風證券研究所 21%20%7%5%20%27%德國Linde Group法國Air Liquide美國Air Product太陽日酸客戶自建其他 19 全球工業氣體行業發展歷經全球工業氣體行業發展歷經 200 多年,整體呈穩步發展多年,整體呈穩步發展趨勢。全球工業氣體市場已有近150 年的歷史,近年來供需持續增長。如弗若斯特沙利文所預測,由于工業氣體在廣泛的下游
61、行業生產中發揮重要作用,全球下游行業的需求不斷增長,預計進而會推動全球工業氣體市場規模由 2020 年的約 1,348 億美元擴大至 2025 年的約 1,755 億美元,年復合增長率約為 5.4%。圖圖 26:2015-2025 年全球工業氣體市場規模年全球工業氣體市場規模 資料來源:氣動動力科技招股書,弗若斯特沙利文,天風證券研究所 中國工業氣體行業較全球工業氣體行業起步晚,但在國家政策推動,外資引入,高新技術中國工業氣體行業較全球工業氣體行業起步晚,但在國家政策推動,外資引入,高新技術發展等因素影響下發展迅速發展等因素影響下發展迅速。根據弗若斯特沙利文的資料,中國工業氣體市場規模由 20
62、15年的 996 億元增長至 2020 年的 1542 億元。未來隨工業快速發展、國家政策推動和以電子特種氣體為代表的新興用氣需求涌現,中國工業氣體市場有望繼續保持增長,2025 年中國工業氣體行業市場規模預計達到 2325 億元,2020-2025 年復合增長率為 8.56%,其中現場制氣占比 60%,零售氣體占比 40%。圖圖 27:2015-2025 年中國工業氣體市場規模年中國工業氣體市場規模(單位:億元)(單位:億元)資料來源:氣動動力科技招股書,弗若斯特沙利文,天風證券研究所 97810741171123712981348140914901582166517559.82%9.03%
63、5.64%4.93%3.85%4.53%5.75%6.17%5.25%5.41%0%2%4%6%8%10%12%050010001500200025002015201620172018201920202021E 2022E 2023E 2024E 2025E全球工業氣體市場規模(億美元)YoY63468876986795210101089117212421320139536239243148252553260367975584093099610801200134914771542169218511997216023258.43%11.11%12.42%9.49%4.40%9.73%9.40%7
64、.89%8.16%7.64%-20%-15%-10%-5%0%5%10%15%05001000150020002500300035002015201620172018201920202021E2022E2023E2024E2025E現場制氣零售氣體總市場規模 YoY 20 3.下游下游市場需求市場需求產業變革產業變革有望帶動工業氣體需求有望帶動工業氣體需求高速增長高速增長 3.1.大宗氣體的下游市場大宗氣體的下游市場 3.1.1.鋼鐵:熔融還原技術或將取代傳統高爐煉鐵,耗氧量高達十倍鋼鐵:熔融還原技術或將取代傳統高爐煉鐵,耗氧量高達十倍 傳統的長流程煉鋼主要包括高爐煉鐵、轉爐煉鋼兩個環節傳統的
65、長流程煉鋼主要包括高爐煉鐵、轉爐煉鋼兩個環節。長流程煉鋼工藝的源頭從鐵礦石、原煤開始,高爐和轉爐是關鍵的設備。先在高爐中將鐵礦石還原為冶煉得到鐵水,過程中主要爐料包括鐵礦石、燒結料、石灰石等,隨后在轉爐中將鐵水預處理兌入頂底復吹氧氣轉爐,經吹煉去除雜質,將鋼水倒入鋼包中,經二次精煉使鋼水純凈化,然后鋼水經凝固成型連鑄成為鋼坯,在經軋制工序最后成為鋼材。圖圖 28:傳統長流程煉鋼的工藝流程圖傳統長流程煉鋼的工藝流程圖 資料來源:冶金新視線,天風證券研究所 鋼鐵行業碳排量在全國占比僅次于能源,高爐煉鐵是長流程煉鋼中碳排放量最大的環鋼鐵行業碳排量在全國占比僅次于能源,高爐煉鐵是長流程煉鋼中碳排放量最
66、大的環節。節。根據全球能源互聯網發展合作組織發布的中國 2030 年前碳達峰研究報告,2019 年鋼鐵行業是能源終端消費領域碳排放最大的行業,占能源活動領域碳排放量的 17%,遠高于第二、三位的建材和化工行業,在傳統的長流程煉鋼過程中,主要的碳排放量便來自高爐煉鐵環節,占比高達 66.10%。雙碳政策雙碳政策背景背景+鋼鐵產能改造鋼鐵產能改造,高爐煉鐵急需尋求替代方案,高爐煉鐵急需尋求替代方案。2019 年 4 月,生態環境部、國家發改委、工信部等多個部分聯合發布的關于推進實施鋼鐵行業超低排放的意見提出,全國新建(含搬遷)鋼鐵項目原則上要達到超低排放水平,到 2020 年底前,重點區域鋼鐵企業
67、超低排放改造取得明顯進展,力爭 60%左右產能完成改造。在雙碳政策的背景下,高爐煉鐵急需尋求替代方案。圖圖 29:2019 年中國各行業碳排放量占比年中國各行業碳排放量占比 圖圖 30:傳統的長流程煉鋼流程各環節的碳排放量傳統的長流程煉鋼流程各環節的碳排放量 資料來源:中國 2030 年前碳達峰研究報告,天風證券研究所 資料來源:麥肯錫,天風證券研究所 47%17%8%6%5%9%8%能源生產與轉換鋼鐵建材化工其他工業交通建筑66.10%12.52%10.95%8.38%2.00%1.62%0.76%高爐煉鐵燒結熱軋焦化連鑄球團轉爐煉鋼 21 環境趨嚴環境趨嚴+簡化工藝流程,熔融還原煉鐵技術應
68、運而生簡化工藝流程,熔融還原煉鐵技術應運而生。為提高生產效率,降低環境污染,目前世界各主要鋼鐵生產國均在發展熔融還原煉鐵技術。熔融還原煉鐵比較成熟和突出的工藝主要包括 COREX 工藝、FINEX 工藝、HISama 工藝、HISmelt 工藝。COREX 是目前已經投入實際應用的熔融還原煉鐵工藝,該種工藝使用普通煤代替焦炭,使用高壓工業純氧代替富氧空氣,利用煤與高壓工業純氧燃燒產生一氧化碳和氫氣等還原性氣體,對鐵礦石進行還原煉鐵。該種煉鐵工藝不再使用焦炭,簡化了工藝流程,降低了環境污染,是目前鋼鐵治煉技術的主要發展方向。目前國內設備制造商山東墨龍已實現了 HIsmelt 技術設備的生產,和邢
69、臺鋼鐵、老撾第一鋼鐵達成了技術合作意向,有望在國內率先推廣熔融還原煉鐵技術。圖圖 31:COREX 和和 HIsmelt 熔融還原煉鐵技術熔融還原煉鐵技術 資料來源:非高爐煉鐵工藝流程發展現狀及前景展望張曉華等,天風證券研究所 熔融還原煉鐵技術熔融還原煉鐵技術的的耗氧量耗氧量有跨越式提升,有跨越式提升,最高可達高爐煉鐵的十倍最高可達高爐煉鐵的十倍。高爐煉鐵主要使用富氧空氣即在空氣中添加 5%-6%的氧氣,而熔融還原爐要求的氧氣純度大于 95%以上,氧氣壓力為 0.8-1.0 MPa,壓力波動范圍要求控制在 0.8MPa5%,氧氣必須確保有一定時間連續量的供應,例如對于 COREX-3000 爐
70、,需考慮液氧貯備 550t。在傳統的長流程煉鋼工藝中,每 100 萬噸鋼的年生產能力需配置的空氣分離設備的制氧能力約為 15,000 Nm3/h,而使用熔融還原爐工藝流程用氧量要達到 80,000Nm/h,設備的制氧量需求有較大的提升。圖圖 32:熔融還原煉鐵技術與傳統的高爐煉鐵耗氧量對比熔融還原煉鐵技術與傳統的高爐煉鐵耗氧量對比 資料來源:氣體網,現代煉鐵工藝及低碳發展方向分析王新東等,天風證券研究所 605205405102350100200300400500600700高爐煉鐵COREXFINEXHISarnaHISmelt耗氧量(m/t)22 國內熔融還原煉鐵國內熔融還原煉鐵生產成本已
71、低于傳統高爐煉鐵,生產成本已低于傳統高爐煉鐵,一旦大規模推廣將催生較大的工業氣體一旦大規模推廣將催生較大的工業氣體需求需求。2012 年國內設備制造商山東墨龍將澳大利亞 Kwinana 的 HIsmelt 熔融還原設備引入國內,目前該技術已實現穩定生產;2018 年新疆八一鋼鐵的 COREX 成本做到與高爐煉鐵基本持平,2020 年熔融還原技術的噸鐵成本比高爐低 100 多元,并已 3 年連續盈利;2021年邢臺鋼鐵、撫順新鋼產能置換項目也購置了熔融還原技術設備。熔融還原技術在國內煉鐵環節已具備良好的應用條件,在雙碳政策的背景下,未來有望逐步取代高爐煉鐵,一旦獲得大規模推廣將催生較大的工業氣體
72、需求。表表 7:國內熔融還原煉鐵技術推廣情況國內熔融還原煉鐵技術推廣情況 年份年份 公司公司 應用情況應用情況 2010 寶鋼 在上海羅涇建設兩條 1.5106 t/a 的 COREX-C3000 熔融還原生產線。2012 山東墨龍 山東墨龍公司將澳大利亞 Kwinana 廠的 Hismelt 熔融還原裝置搬遷至國內并進行優化改進,已可以對赤鐵礦、磁鐵礦實現穩定生產。2018 新疆八一鋼鐵 2018 年以前,COREX 的成本遠高于高爐,2018 年成本基本持平,2020年噸鐵成本比高爐低 100 多元,并已 3 年連續盈利。2021 邢臺鋼鐵 邢臺鋼鐵轉型升級搬遷改造,對原有高爐進行產能置換
73、,購置年產能165 萬噸的 HIsmelt 熔融還原爐。2021 撫順新鋼 撫順新鋼開展煉鐵高爐升級改造項目,購置年產能 35 萬噸 HIsmelt 熔融還原爐 1 座、年產能 32.5 萬噸 CIP 熔融還原爐 1 座。資料來源:氫系燃料非高爐煉鐵技術現狀及發展趨勢葉恒棣等,我國非高爐煉體現狀和發展前景王定武,蘭格鋼鐵,河北省工業和信息化官網,山東墨龍公告,天風證券研究所 3.1.2.煤化工:煤化工:富煤富煤、缺油缺油、少氣的資源現狀下少氣的資源現狀下,煤化工領域有望迎來高景氣度,煤化工領域有望迎來高景氣度 煤化工主要包括煤氣化煤化工主要包括煤氣化和煤和煤液化液化兩種工藝兩種工藝:煤氣化可以
74、生產氫氣、氨氣、甲醇等高附加值產品煤氣化可以生產氫氣、氨氣、甲醇等高附加值產品。煤氣化中,氧氣作為氣化劑參與反應,生產合成氣,煤氣化生成的合成氣系由一氧化碳、氫氣、二氧化碳、甲烷等組分共同構成的混合介質。合成氣可用于生產氨、甲醇等;也可生產城市煤氣,替代部分城市燃氣;也可生產合成天然氣,代替天然氣。煤的液化分為直接液化和間接液化兩種煤的液化分為直接液化和間接液化兩種。煤的間接液化是首先把煤氣化制備成合成氣,經凈化處理后,再通過費托合成反應轉化為烴類燃料的技術。煤直接液化產品是以煤炭為原料在催化劑的作用下經過 3 次加氫得到產品,因此產品中保留了煤炭內部的環狀分子結構,產品以環烷烴和芳烴為主,產
75、品包括柴油、石腦油、液化氣等。圖圖 33:煤化工的具體應用情況煤化工的具體應用情況 資料來源:中泰股份公告,天風證券研究所 23 煤化工領域對工業氣體的需求較高,是工業氣體重要的下游應用領域煤化工領域對工業氣體的需求較高,是工業氣體重要的下游應用領域。使用煤氣化生產合成氨,每 30 萬噸合成氨的年生產能力需配置的空氣分離設備的制氧能力約為 30,000m3/h;利用煤氣化生產甲醇,每一百萬噸的年生產能力需配置的空氣分離設備的制氧能力約為 120,000m3/h;利用煤氣化生產合成天然氣,每 1,000 萬 m3/d 的生產能力需配置的空氣分離設備的制氧能力約為 240,000m3/h。利用煤氣
76、化合成油,也即間接制油,每一百萬噸合成油的年生產能力需配置的空氣分離設備的制氧能力約為 300,000m3/h。表表 8:煤化工各個工藝環節對應的制氧要求煤化工各個工藝環節對應的制氧要求 工藝環節工藝環節 設備的產能設備的產能 制氧能力的要求(制氧能力的要求(m/h)氣化 氨 30(萬噸/年)30,000 甲醇 100(萬噸/年)120,000 天然氣 1000(萬 m/d)240,000 液化 間接制油 100(萬噸/年)300,000 直接制油 100(萬噸/年)100,000 資料來源:福斯達公告,天風證券研究所 富煤缺油少氣的資源現狀下,發展煤化工有利于緩解原料進口依賴的窘境富煤缺油少
77、氣的資源現狀下,發展煤化工有利于緩解原料進口依賴的窘境。石化產品是國民經濟發展的重要基礎原料,市場需求較高,但由于中國富煤、缺油、少氣的資源現狀,我們國家的石油和天然氣供給對外依存性很高。而以石油為原材料的下游乙炔、丙烯、乙二醇等化工產品,將嚴重依賴進口石油和相關的進口產品。因此,促進中國現代煤化工行業的創新發展,豐富中國石化原材料來源,建立現代化與傳統石油及化工行業相輔相成、協同發展的工業格局,對維護石油及化工行業安全、推動中國石化原材料多元化發展有著重大意義。圖圖 34:原油、天然氣、煤炭的對外依存度原油、天然氣、煤炭的對外依存度 資料來源:國家能源局,中石油官網,國際燃氣網,天風證券研究
78、所 現代煤化工在我國依然保持著強有力的發展勢頭,結合我國的能源結構,在“十四五”期現代煤化工在我國依然保持著強有力的發展勢頭,結合我國的能源結構,在“十四五”期間,綠色低碳的現代煤化工仍將是我國石化產品生產的主力軍。未來煤化工項目的建設為間,綠色低碳的現代煤化工仍將是我國石化產品生產的主力軍。未來煤化工項目的建設為大型、特大型空分設備帶來市場需求大型、特大型空分設備帶來市場需求。2020 年煤化工實際產能年煤化工實際產能:據中國石油和化學工業聯合會發布數據顯示,截止 2020 年年底,全國正在建設的煤化工生產煤制油、燃氣、烯烴、生產乙二醇等四類建設項目的產品能力數量,依次是煤制油技術總產能約為
79、 930 萬噸/年,煤制燃氣技術總產能約為 51 億m3/年,煤制烯烴技術總產能約為1580萬t/a,煤(合成氣)生產乙二醇總產能約為489萬t/a。72%43.45%7%0%10%20%30%40%50%60%70%80%原油天然氣煤炭對外依存度 24 2025 年煤化工規劃產能年煤化工規劃產能:2021 年 5 月,中國石化聯合會發布現代煤化工“十四五”發展指南,2025 年目標形成 3000 萬噸/年煤制油、150 億立方米/年煤制氣、1000 萬噸/年煤制乙二醇、100 萬噸/年煤制芳烴、2000 萬噸/年煤(甲醇)制烯烴的產業規模。表表 9:煤化工十四五期間的產能規劃煤化工十四五期間
80、的產能規劃 2020 2025 CAGR5 煤制油(萬噸/年)930 3000 26.39%煤制燃氣(萬 m/年)51 150 24.08%煤制烯烴(萬噸/年)1580 2000 4.83%煤合成乙二醇(萬噸/年)489 1000 15.38%資料來源:中國石化聯合會,杭氧股份公告,“雙碳”背景下現代煤化工的發展前景劉東凱等,天風證券研究所 3.1.3.石化:國內石化:國內原油蒸汽裂解原油蒸汽裂解實現突破,乙烯產能有望帶動工業氣體需求增長實現突破,乙烯產能有望帶動工業氣體需求增長 石油化工的石油化工的工藝流程自工藝流程自上至下包含了石油開采、煉制以及下游的精細化工行業上至下包含了石油開采、煉制
81、以及下游的精細化工行業。石油化工是以石油和天然氣為原料,生產石油產品和石油化工產品,石油產品包括各種燃料油(汽油、煤油、柴油等)和潤滑油以及液化石油氣等,石油化工產品包括乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯等基本化工原料及塑料、合成纖維、合成橡膠等合成材料。圖圖 35:石油化工的工藝流程圖石油化工的工藝流程圖 資料來源:前瞻產業研究院,天風證券研究所 制氫制氫+生產乙烯生產乙烯+廢氣回收,廢氣回收,現代石化行業對工業氣體的需求量大幅增長現代石化行業對工業氣體的需求量大幅增長。傳統的石油煉化行業以獲得油品為主,副產大量化工原料,裝置工藝過程簡單、對氧氮產品的需求相對較少,而現代煉化行業則發展為得
82、到油品的同時,還能獲取烯烴、芳烴等高附加值產品。當前我國煉化行業發展出“煉油乙烯芳烴一體化”等模式,其中制氫、生產乙烯等烯烴類石化產品、廢氣回收利用等環節增加了氮氧氣的需求,而且隨著裝置規模的不斷大型化,單一煉化項目的產能動輒以千萬噸計,氮氧氣需求激增,甚至達到數十萬立方米/小時,因此大型煉化一體化項目成為大型、特大型空分設備的重要應用領域。25 圖圖 36:中國乙烯產能的增長趨勢中國乙烯產能的增長趨勢 資料來源:發改委官網,中國石油和化工,Ofweek,天風證券研究所 新的生產工藝:新的生產工藝:原油蒸汽裂解制乙烯技術原油蒸汽裂解制乙烯技術,ExxonMobil 公司公司是該技術的先驅是該技
83、術的先驅,可以將原,可以將原油直接用于制取乙烯油直接用于制取乙烯。該技術采用兩個外置分餾塔和輕油、重油兩套裂解爐,即將輕質石蠟基原油引入裂解爐的對流段預熱,然后出對流段進入外置的第一蒸餾分離塔進行原油的輕重餾分分離,輕餾分即石腦油進入輕油裂解爐進行蒸汽裂解,重餾分與蒸汽混合進入重油裂解爐對流段換熱后再進入第二蒸餾分離塔,進一步分離出沸點 230-590重餾分與塔底油,重餾分進入重油裂解爐進行蒸汽裂解,渣油則經過汽提后作燃料油產品。輕油和重油裂解爐串聯并在各自優化的操作條件下運行,乙烯產品收率高,且因有效利用了輕重兩臺裂解爐對流段的熱量,整體能耗較低。圖圖 37:ExxonMobil 公司公司的
84、原油蒸汽裂解制乙烯技術的原油蒸汽裂解制乙烯技術 資料來源:原油(重油)制化學品的技術及其進展吳青,天風證券研究所 國內國內原油裂解制乙烯技術取得突破,縮短流程原油裂解制乙烯技術取得突破,縮短流程+節約成本節約成本+降低能耗降低能耗+減少碳排,有望帶動減少碳排,有望帶動國內乙烯生產產能的提升,從而激發空分設備的需求國內乙烯生產產能的提升,從而激發空分設備的需求。2021 年 11 月,中國石化重點攻關項目“輕質原油裂解制乙烯技術開發及工業應用”實驗成功,可直接將原油轉化為乙烯、丙烯等化學品,實現了原油蒸汽裂解技術的國內首次工業化應用,該技術將縮短生產流程、降低生產成本,同時大幅降低能耗和碳排放,
85、對我國石化產業轉型升級、助力實現“雙碳”目標具有重要意義。26 圖圖 38:中國石化原油蒸汽裂解制乙烯技術:中國石化原油蒸汽裂解制乙烯技術 資料來源:慧正資訊,天風證券研究所 3.1.4.電力:電力:IGCC 技術減輕火力發電的污染排放技術減輕火力發電的污染排放 IGCC 技術:火力發電環保解決方案,技術:火力發電環保解決方案,有望有望帶來空分設備需求增量帶來空分設備需求增量。IGCC,即整體煤氣化聯合循環技術,是首先利用純氧與煤反應產生煤氣,煤氣經過凈化,去除硫化物、氮化物、粉塵等污染物,成為清潔的氣體燃料后,用于燃燒發電。該項技術徹底解決了傳統火力發電中因煤直接燃燒而造成的環境污染問題。同
86、時,該項技術還具有發電效率高、耗水量少、容易大型化等優點,可以實現能源、環境、經濟性的良好平衡,是目前火力發電技術的重點發展方向。IGCC 技術在煤氣化過程中需要大量純氧作為氧化劑,每 30 萬千瓦時的發電能力需配置的空氣分離設備的制氧能力約為 60,000 m/h。圖圖 39:華能天津華能天津 IGCC 電站鳥瞰圖電站鳥瞰圖 資料來源:中美日典型 IGCC 電站對比研究白尊亮,天風證券研究所 3.2.特種氣體的下游市場特種氣體的下游市場 特種氣體指運用在特定領域中,對純度、品種、性質有特殊要求(純度大于等于 99.999%)的氣體。特種氣體種類繁多,單一品種產銷量較小。根據不同用途,對不同純
87、度組成、有害雜質允許的最高含量、產品的包裝儲運等都有極其嚴格的要求,屬于高技術、高附加值產品。在國家政策、技術的發展的推動下,國產氣體公司在特種氣體行業發展迅速。但與國外氣體公司相比,大部分國產氣體公司的供應產品仍較為單一,純度級別不高。特種氣體的制備需要通過氣體合成、氣體純化、氣體混配、氣體檢測、氣體充裝多個步驟特種氣體的制備需要通過氣體合成、氣體純化、氣體混配、氣體檢測、氣體充裝多個步驟。氣體合成通過化學反應生成低純度氣體原料;氣體純化通過洗滌塔、干燥塔、吸附塔、精餾塔等裝置將低純度原料純化為高純度產品;氣體混配是根據客戶需求的混配比例,調節各氣體及平衡氣的比例進行混合生成定制化產品;氣體
88、檢測是將樣品氣體和載氣通入分析 27 儀器進行分析,根據檢測結果判斷樣品是否符合要求;氣體充裝是將氣體充裝至鋼瓶或儲槽的過程。特種氣體按應用領域分類可分為電子特氣、醫療氣體、標準氣體、激光氣體、食品氣體、電光源氣體等。電子半導體領域對特種氣體的純度和質量穩定性要求最高,電子特氣純度一般大于 6N。在所有特種氣體中,電子特氣的市場規模最大,約占特種氣體市場規模的60%。表表 10:特種氣體各分類的主要產品及用途特種氣體各分類的主要產品及用途 主要產品主要產品 用途用途 標準氣體 高純碳氫氣體配制等 在物理、化學、生物工程等領域中用于校準測量儀器和測量過程 醫療氣體 醫用氧、血氣測定氣等 診斷、手
89、術、醫學研究等 激光氣體 氦氖激光氣、密封束激光氣等 國防建設、激光加工 食品氣體 二氧化碳、乙烯、氬等 飲料氣體、蔬菜/水果保鮮 電光源氣體 氬、氪、氖、氙及其混合氣等 電器、燈具 電子特氣 硅烷、砷烷、高純氨氣等 薄膜、蝕刻、摻雜、氣相沉積、擴散等半導體工藝 資料來源:億渡數據,天風證券研究所 國家政策的推動,高新技術的發展,下游需求的增長等因素推動特種氣體市場規模持續快國家政策的推動,高新技術的發展,下游需求的增長等因素推動特種氣體市場規模持續快速增長速增長。特種氣體是 LED、集成電路、新能源、液晶面板、光纖光纜、光伏、生物醫藥、航空航天等領域產業發展必不可少的關鍵材料。2017 年-
90、2021 年,中國特種氣體市場規模從 175 億元增至 342 億元,年復合增速達 18.24%。在下游新興行業快速發展,國家政策鼓勵特種氣體發展的環境下,中國特種氣體市場有望繼續保持增長,據億渡數據預計到 2026 年中國特種氣體行業的市場規模將達到 808 億元,2021-2026 年復合增長率為 18.76%。圖圖 40:2017-2026 年中國特種氣體市場規模年中國特種氣體市場規模 資料來源:億渡數據,天風證券研究所 3.2.1.電子特氣:政策利好電子特氣:政策利好+需求升級,電子特氣市場規模不斷攀升需求升級,電子特氣市場規模不斷攀升 2019 年簽約首個電子行業供氣項目,正式進軍半
91、導體行業年簽約首個電子行業供氣項目,正式進軍半導體行業。2019 年杭氧股份與青島芯恩簽訂合同,公司作為 20,000m/h 純氮空分裝置投資、建設和運營單位,自雙方約定的供 28 氣日起分階段向青島芯恩集成電路項目提供高純氮氣、一般氮氣、高純氧氣、高純氬氣、高純氫氣、高純氦氣、高壓壓縮干燥空氣、壓縮干燥空氣、儀表空氣等氣體產品。該項目是杭氧首個為電子行業服務的供氣項目,是公司氣體業務進軍半導體行業的重大突破。特種氣體下游應用涉及電子半導體、化工、醫療環保等行業,占比分別為 43%、38%和 9%。在電子半導體需求持續增加和國家政策的推動下,特種氣體在該領域中的占比或將持續增加。從特種氣體細分
92、市場來看,電子特氣份額占比最大,從特種氣體細分市場來看,電子特氣份額占比最大,2021 年為年為 63%。在中國經濟結構正在優化升級的大環境下,政府重點扶持高新技術產業如集成電路、發光二級管等。電子特氣為集成電路、顯示面板及發光二級管的重要原材料,下游行業的高速發展加大企業對電子特氣的需求。在政策利好與需求升級的雙輪驅動下,中國電子特氣市場呈現高速增長的狀態。2017-2021 年,中國電子特氣市場規模從 114 億元增至 216 億元,年復合增長率達17.32%。圖圖 41:2021 年中國特種氣體下游應用年中國特種氣體下游應用 圖圖 42:2017-2021 年中國特種氣體細分市場規模年中
93、國特種氣體細分市場規模 資料來源:億渡數據,天風證券研究所 資料來源:億渡數據,天風證券研究所 電子特種氣體主要用于集成電路、顯示面板、電子特種氣體主要用于集成電路、顯示面板、LED(發光二極管)、光伏等領域(發光二極管)、光伏等領域。電子特氣應用于半導體領域的占比高于 62%。其中,集成電路、LED、光伏等屬于半導體細分應用領域,應用占比分別為 43%、13%和 6%。此外,在電子行業中,21%的電子特氣應用于顯示面板。圖圖 43:2021 年電子特氣下游應用年電子特氣下游應用 資料來源:億渡數據,天風證券研究所 中國特種氣體市場被發達國家的龍頭企業壟斷中國特種氣體市場被發達國家的龍頭企業壟
94、斷。2020 年,美國空氣華工、美國普萊克斯、法國液化空氣、日本太陽日酸及德國林德共占據中國市場 85%的市場份額。中國國產企業實力逐漸增強,但國產企業的特種氣體產品較為單一,特種氣體純度較低,在國際市場上競爭力不足。國產企業第一梯隊包括華特氣體、金宏氣體、南大光電和雅克科技,市場份額占比分別為 1.91%、1.56%、1.5%和 1.3%。第一梯隊的企業特氣業務收入已具備規模性,在細分領域產品優勢明顯,但和國外龍頭企業相比還有差距。29 圖圖 44:2020 年中國特種氣體市場競爭格局年中國特種氣體市場競爭格局 資料來源:億渡數據,天風證券研究所 3.2.2.氫氣:氫能源汽車有望加速開啟政策
95、導向增長氫氣:氫能源汽車有望加速開啟政策導向增長 杭氧杭氧 2021 年年建立氫產業發展中心,部分技術已達國際先進水平建立氫產業發展中心,部分技術已達國際先進水平。公司緊抓新能源發展機遇,成立了氫產業發展中心,集中研究和發展氫能技術,已擁有較為成熟的氫氣提純技術儲備,氫氣壓縮機、液氫閥門、液氫泵已具備配套氫液化裝置技術條件。此外,公司在超長板翅式換熱器取得突破、制造子公司研制的氫氣透平膨脹機組、化工尾氣透平膨脹機組、軸承箱式高壓多級低溫離心泵、液氫液氦低溫閥門等產品達到國際先進水平。2022 年,進軍氫產業首個項目合同簽約達成,氫產業市場擴展初見成果。年,進軍氫產業首個項目合同簽約達成,氫產業
96、市場擴展初見成果。2022 年子公司山西杭氧與山西沃能化工、山西晉南鋼鐵簽訂合作協議,由山西沃能化工為山西杭氧提供原料氫氣,再由山西杭氧投資建設并運營 1 套 4000Nm/h 氫氣提純裝置及 1 座 6000KG/天加氫站為山西晉南鋼鐵提供其所需的氣體產品,這是公司進軍氫產業的第一個項目,杭氧在氫產業的市場擴展初見成果。氫氣目前的主要應用下游為化工行業,氫氣目前的主要應用下游為化工行業,我們我們預計預計未來氫能源汽車有望成為增長貢獻點未來氫能源汽車有望成為增長貢獻點。據中國氫能聯盟預計,2030 年中國氫氣的年需求量將達到 3500 萬噸,在終端能源體系中占比 5%。2050 年氫能將在終端
97、能源體系中占比超過 10%,并與電力協同互補成為我國終端能源體系的消費主體之一。未來交通領域是氫能需求的主要增量源,也是實現氫能向其他領域大規模拓展的突破口,預計 2050 年氫能在交通運輸領域的應用為 2458 萬噸,占比 41%。圖圖 45:氫氣各下游應用領域的需求量(單位:噸氫氣各下游應用領域的需求量(單位:噸/年)年)資料來源:中國典型區域車用氫能源產業及經濟性分析李躍娟等,天風證券研究所 燃料電池汽車相比電動汽車具備燃料電池汽車相比電動汽車具備一些方面的一些方面的優勢,目前優勢,目前仍仍處于商業化初期處于商業化初期。燃料電池汽車在目前我國交通運輸領域主要運用鋰電池、燃料電池等新能源產
98、品代替傳統燃油發動機以緩解碳排放帶來的環保壓力,相較于純電動汽車,燃料電池汽車在低溫性能、環境保護方面以及運輸距離方面具備一定的優勢,目前燃料電池汽車仍處于商業化初期,技術逐漸成020004000600080002019202520302050合成氨合成甲醇成品油加工鋼鐵天然氣摻混船舶汽車 30 熟后有望迎來需求增長。表表 11:燃料電池汽車、純電動汽車、燃油車對比燃料電池汽車、純電動汽車、燃油車對比 燃料電池汽車燃料電池汽車 純電動汽車純電動汽車 燃油車燃油車 動力系統 燃料電池發動機 鋰電池 內燃機 反應方式 非燃燒電化學反應(發電裝置消耗燃料)非燃燒電化學反應(儲能裝置可逆充放)燃燒 低
99、溫性能-30低溫自啟動,-40低溫存儲 常規鋰電池在-20C 以下低溫環境無法充電,且里程損失可能達到約 30%-18C 以下需要配置高性能汽油機潤滑油、輔助點火等裝置執行冷啟動 環境保護 工業副產氫、天然氣制氫可減少碳排放;可再生能源制氫可實現零排放 污染部分轉移到上游 排放 CO2、CO、SO2 等溫室氣體及污染物 加注時間 15 分鐘 2-8 小時 10 分鐘 應用領域 中長距離、重載運輸 中短距離運輸 普適 應用領域 商業化初期 相對成熟 完全成熟 資料來源:億華通公告,天風證券研究所 諸多發達國家已將氫能源汽車的發展規劃提上日程諸多發達國家已將氫能源汽車的發展規劃提上日程。在全球變暖
100、、化石能源枯竭的大背景下,世界主要發達國家從資源和環保角度出發,為構建替代化石能源的可持續發展經濟,積極推進氫能和燃料電池產業發展。其中,氫燃料電池汽車的研發與商業化應用在日本、美國、韓國、歐洲等國家迅速發展,各國均制定了燃料電池行業中長期發展規劃并投入巨額補貼,日本等甚至將發展氫能和燃料電池技術提升到了國家戰略層面。表表 12:世界各國對氫能源汽車保有量的發展規劃(單位:輛)世界各國對氫能源汽車保有量的發展規劃(單位:輛)2017 2020 2022 2025 2028 2030 美國 4,500 13,000 40,000 1,000,000 日本 2,400 40,000 200,000
101、 800,000 法國 250 5,000 20,000 荷蘭 41 2,000 韓國 81,000 1,800,000 資料來源:Tracking Clean Energy Progress國際能源署,億華通公告,天風證券研究所 國內國內政策驅動力度較大,氫能源汽車帶動氫氣產業需求增長政策驅動力度較大,氫能源汽車帶動氫氣產業需求增長。燃料電池汽車距離市場化導向仍有較長的距離,但目前政策導向的推動力度較大。節能與新能源汽車產業技術路線圖由工業和信息化部裝備工業一司指導,中國汽車工程學會牽頭組織編制,對行業的發展具備較強的指導意義,該文件提出,到 2025 年燃料電池汽車保有量達到 5 萬輛,2
102、030年將實現大規模商業化推廣,保有量達到 100 萬輛,十四五、十五五期間 CAGR 分別為58.49%、82.06%;此外,該文件還對加氫站數量進行了指導性的規劃,2025 年達到 300 座、2030 年達到 1000 座,十四五、十五五期間 CAGR 分別為 24.57%、27.23%。31 圖圖 46:燃料電池的保有量增長趨勢燃料電池的保有量增長趨勢 圖圖 47:加氫站數量的增長趨勢加氫站數量的增長趨勢 資料來源:國家制造強國建設戰略咨詢委員會,工信部,中國汽車工程學會-節能與新能源汽車產業技術路線圖,億華通公告,天風證券研究所 資料來源:國家制造強國建設戰略咨詢委員會,工信部,中國
103、汽車工程學會-節能與新能源汽車產業技術路線圖,億華通公告,天風證券研究所 4.空分設備空分設備杭氧:杭氧:國內國內空分設備空分設備龍頭,關鍵技術龍頭,關鍵技術自研領航自研領航國國產產化進程化進程 4.1.國內國內空分設備空分設備市場市場集中度較高,杭氧市占率集中度較高,杭氧市占率領先優勢明顯領先優勢明顯 空分設備制造行業集中度較高,空分設備制造行業集中度較高,CR5 高達高達 82.05%。國內主要的空分設備供應企業包括杭氧股份、開元空分、開封空分、川空、福斯達等優質國內企業,也包括德國林德、法國液態空氣等國際領先的空分設備制造商。根據氣體分離設備行業統計年鑒統計的數據,以制氧總量的數據作為統
104、計口徑,2020 年國內空分設備市場中,杭氧股份以 43.21%的市占率居首;兩家外資企業林德、法液空位列二三名,市占率分別為 17.04%、7.58%;隨后是開元空分、開封空分、川空、福斯達等國內企業,市占率分別為 7.27%、6.95%、6.11%、4.99%,國內空分設備市場集中度較高,CR5 達到 82.05%,一定程度上可以推測空分設備行業的競爭激烈程度較低,發生價格戰的可能性不大,各家廠商的利潤率有所保證。圖圖 48:2020 年國內空分設備市場各家的市場占有率年國內空分設備市場各家的市場占有率 資料來源:杭氧股份公告,氣體分離設備行業統計年鑒,天風證券研究所 杭氧股份:國內空分設
105、備的龍頭,制氧總容量、大型設備出貨量領先優勢明顯杭氧股份:國內空分設備的龍頭,制氧總容量、大型設備出貨量領先優勢明顯。與其他行業的國產化進程不同,杭氧股份能在空分設備市占率上做到遙遙領先于林德、液態空氣兩家外資企業,并非是依靠低端產品來搶占低附加值市場,而是在技術含量更高的大型設備43.21%17.04%7.58%7.27%6.95%6.11%4.99%2.88%2.26%1.34%0.37%杭氧股份林德工程(杭州)液空(杭州)開元空分開封空分川空杭州福斯達黃河空分開封東京空分蘇州制氧機成都深冷 32 上實現了與海外企業的對標。杭氧股份實現了特大型空分裝備以及關鍵部機的精品化,主要性能指標達到
106、世界領先水平,改變了國內空分行業的競爭格局。2020 年杭氧股份銷售的大套空分設備數量達到 40 臺,領先于林德的 7 臺、液化空氣的 4 臺。杭氧在大型設備出貨量和制氧總容量兩項指標上均實現了較大的領先優勢,是國內空分設備制造的龍頭。表表 13:2020 年國內空分設備市場年國內空分設備市場各家銷售情況各家銷售情況 大套數量大套數量(臺(臺/套)套)中套數量中套數量(臺(臺/套)套)小套數量小套數量(臺(臺/套)套)制氮設備制氮設備(臺(臺/套)套)制氧總容量制氧總容量(萬(萬 m/h)杭氧股份 40 1 11 3 169.39 林德工程(杭州)7 0 0 0 66.8 液空(杭州)4 0
107、0 0 29.7 開元空分 11 2 0 0 28.54 開封空分 6 1 0 5 27.25 川空 8 3 1 0 23.93 杭州福斯達 6 4 2 11 19.56 黃河空分 5 3 1 1 11.3 開封東京空分 6 0 0 1 8.85 蘇州制氧機 0 1 1 16 5.25 成都深冷 2 0 0 0 1.45 注:上述統計表中市場占有率的計算上,氮氣容量按 0.5 系數折合為氧容量。大型空分指 6,000m/h 及以上,中型空分為1,000-6,000m/h 之間,小型空分為 1,000m/h 以下。資料來源:杭氧股份公告,氣體分離設備行業統計年鑒,天風證券研究所 4.2.國內國內
108、關鍵部機仍依賴進口,關鍵部機仍依賴進口,國產化亟待加速國產化亟待加速 大型設備中的關鍵部機大型設備中的關鍵部機進口依賴度較高進口依賴度較高。雖然目前國產空分設備廠商在市場占有率上取得了突破,但是在空分設備的生產過程中,一些核心部機環節的進口依賴度仍較高??辗衷O備中生產難度較大的部機包括壓縮機、透平膨脹機、低溫液體泵、板翅式換熱器、分子篩吸附器、精餾塔等。其中壓縮機、低溫液體泵是國產替代難度較大的環節,國產大型空分設備的壓縮機主要選用西門子、曼透平的產品,而低溫液體泵在國內幾乎還是空白,依靠進口 ACD、Cryostar 的產品。關鍵部機國產化的必要性:關鍵部機國產化的必要性:節約節約成本成本+
109、降低供應鏈風險降低供應鏈風險。首先,公司外購或外協的設備及部件越多,生產的成本就越高,毛利率則越低;反之,具備核心設備生產能力的公司便有能力通過自產配套件來降低生產成本,從而提高毛利率。其次,進口配套件易受到貿易摩擦的影響,可能會嚴重威脅我國產業鏈安全,關鍵部機自產可以免受國際局勢波動的影響。表表 14:國內空分裝置國內空分裝置關鍵部機關鍵部機常見選用概況常見選用概況 小型空分設備小型空分設備(3.5 萬等級以下)萬等級以下)中型空分設備中型空分設備(3.5-6 萬等級)萬等級)中大型空分設備中大型空分設備(6-8 萬等級)萬等級)大型空分設備大型空分設備(8-10 萬等級)萬等級)特大型空分
110、設備特大型空分設備(10-12 萬等級)萬等級)壓縮機 陜鼓、沈鼓、進口 陜鼓、沈鼓、進口 西門子、曼透平等 西門子、曼透平等 西門子、曼透平等 透平膨脹機 杭氧、川空、進口 杭氧、川空、進口 杭氧、川空、進口 杭氧、川空、進口 Atlas、MHI 等 低溫液體泵 ACD、Cryostar 等 ACD、Cryostar 等 ACD、Cryostar 等 ACD、Cryostar 等 ACD、Cryostar 等 板翅式換熱器 杭氧、川空、進口 杭氧、川空、進口 杭氧、川空、進口 Chart、Nordon 等 Chart、Nordon 等 分子篩吸附器 杭氧、川空、進口 杭氧、川空、進口 杭氧、
111、川空、進口 杭氧、川空、進口 進口 精餾塔 杭氧、川空、進口 杭氧、川空、進口 杭氧、川空、進口 蘇爾壽、法液空等 蘇爾壽、法液空等 資料來源:國內空分系統設備發展現狀聶輔亮等,天風證券研究所 33 空分設備大型化成為行業發展趨勢空分設備大型化成為行業發展趨勢。20 世紀 50 年代,隨著氧氣頂吹轉爐煉鋼工藝的出現,鋼鐵企業的用氧量迅速上升,空氣分離設備開始向大型化方向發展。此后,隨著高爐富氧鼓風煉鐵工藝的普遍采用,鋼鐵企業對空氣分離設備的需求逐步向 3 萬及以上等級發展。20 世紀 80 年代,煤氣化及煤液化等新型煤化工技術得到發展,推動了空氣分離設備向特大型化方向發展。進入本世紀后,伴隨著
112、我國經濟的持續高速增長,化工、冶金等國民經濟基礎性行業得到了迅猛的發展,并在迅速實現規?;痛笮突?。作為上述行業工業裝置的重要配套設備,空氣分離設備在需求量快速增長的同時,呈現出快速的大型化趨勢??辗衷O備大型化趨勢空分設備大型化趨勢下下,擁有擁有核心部機核心部機自產能力的廠家毛利率有望進一步提高自產能力的廠家毛利率有望進一步提高。近年來,國內所需空分設備的制氧/制氮能力不斷提升,國內工業氣體空分設備呈現大型化趨勢,而大型空分設備的核心部機更加依賴進口,空分設備關鍵部機的國產化急需加速。在大型空分設備生產廠商中,核心部機國產化程度最高的制造商有望最大程度受益,毛利率有望進一步提高。4.3.杭氧帶
113、頭開啟杭氧帶頭開啟關鍵部機關鍵部機國產化攻關國產化攻關,毛利率有望進一步提升,毛利率有望進一步提升 神華寧煤項目中,杭氧與全球巨頭林德分庭抗禮,各承擔六套神華寧煤項目中,杭氧與全球巨頭林德分庭抗禮,各承擔六套 10 萬等級空分設備萬等級空分設備。神華寧煤 400 萬 t/a 煤炭間接液化項目是國家“十二五”煤炭深加工示范項目,也是當今全球一次建設規模最大的煤化工項目。在生產過程中,每小時需要消耗 120 多萬m 的氧氣,需要建設一個 12 套 10 萬 m/h 等級的空分集群。這個空分項目無論是合同金額、空分規模,還是技術復雜性,均居世界第一。杭氧承擔了其中的 6 套,另外 6 套則由全球工業
114、氣體龍頭林德集團承擔,在此項目中展開了與國際空分巨頭同臺競技。10 萬等級空分項目開車成功,技術達全球先進水平萬等級空分項目開車成功,技術達全球先進水平。2017 年 3 月 15 日,首套國產 10 萬m/h 等級特大型空分設備一次開車成功,生產出合格氧、氮產品。8 月 25 日,6 套空分設備全部投入運行,4 套通過滿負荷測試。經測試,能耗指標達到國際領先水平,專家實測的空分設備能耗指標為 202.8t/h,且經受了夏季極端天氣工況的考驗,是世界上同規模在運行能耗最低的空分設備。10 萬等級空分設備的開發、運行成功在杭氧的發展史上具有里程碑的意義,它標志著杭氧自主研發創新的國產空分設備無論
115、在規模等級、還是在各項性能指標上,均達到或超過了世界先進水平。圖圖 49:神華寧煤項目中杭氧和林德的空分設備神華寧煤項目中杭氧和林德的空分設備 資料來源:大國重器紀錄片,天風證券研究所 杭氧股份的關鍵部機生產設計能力國內領先杭氧股份的關鍵部機生產設計能力國內領先。我們梳理了四家國內空分設備上市公司的核心部機生產能力,如下表所示。深冷股份只有膨脹機、液化冷箱、精餾塔等部機為自制,其他設備多為外購或外協;中泰股份則是做板翅式換熱器起家,其余設備的生產參與較少;福斯達的外購配套件主要為壓縮機、膨脹機、自動控制系統和換熱器等。相比之下,杭氧 34 股份的部機自產能力要強很多,除填料需要依靠上海蘇爾壽設
116、計制造外,其余關鍵部機均已擁有自行生產/設計能力。目前杭氧股份 6 萬等級以下的設備已實現完全自制,6 萬等級以上的設備會有一定比例的進口配套部機。表表 15:國內上市空分設備廠商的關鍵部機生產國內上市空分設備廠商的關鍵部機生產/設計能力設計能力 杭氧股份杭氧股份 深冷股份深冷股份 中泰股份中泰股份 福斯達福斯達 空氣壓縮機 分子篩吸附器 -板翅式換熱器 膨脹機 精餾塔 -液體儲槽 低溫液體泵 液化冷箱 -填料 -注:“”表示具備自行生產/設計能力;“”表示不具備自行生產/設計能力;“-”表示無公開渠道的信息。資料來源:10 萬等級空分裝置國產化與國外公司差異化比較馬磊等,國內空分系統設備發展
117、現狀聶輔亮等,中國工業新聞網,各公司公告,天風證券研究所 空分設備由多個部件組合而成,主裝置、貯存設備、壓縮機的成本占比較高空分設備由多個部件組合而成,主裝置、貯存設備、壓縮機的成本占比較高??辗种餮b備包括精餾塔及其內部的填料、塔內件、換熱器和相關的動設備等,是價值量占比最大的環節,成本占比達到 27.64%;輔助生產項目主要是氣體球罐、液態氣體貯存系統,成本占比25.15%;壓縮機是空分設備生產難度較大的環節,杭氧大型設備的壓縮機仍依靠進口,壓縮機包括空氣壓縮機、氧壓機和氮壓機,成本占比分別為 13.68%、5.60%、1.92%,合計達到 21.20%;分子篩純化系統包括分子篩吸附器、再生
118、加熱設備、閥門、管路等,成本占比12.22%。圖圖 50:空分裝置生產設備各環節的成本結構(以廣東杭氧的空分裝置生產設備各環節的成本結構(以廣東杭氧的德潤鋼鐵德潤鋼鐵項目項目 11,000Nm/h 空分裝置空分裝置為例)為例)資料來源:杭氧股份公告,天風證券研究所 4.3.1.壓縮機壓縮機:杭氧的空氣壓縮機制造水平已達:杭氧的空氣壓縮機制造水平已達 6 萬等級,氧壓機達萬等級,氧壓機達 10 萬等級萬等級 離心壓縮機是中大型空分設備的主流配置離心壓縮機是中大型空分設備的主流配置,可以將空氣壓縮,可以將空氣壓縮至臨界狀態,至臨界狀態,為為液化和液化和精餾做精餾做好好準備準備。壓縮機主要可分為離心
119、壓縮機和軸流壓縮機兩種,在大中型空分配套壓縮機全部采用離心式,這是由于離心壓縮機具有結構緊湊、運轉平穩、占地面積小及連續運轉周期長等優點。在空分系統中,離心壓縮機的主要作用是將空氣壓縮至臨界狀態以上,使之易27.64%25.15%13.68%12.22%5.60%4.69%4.61%4.48%1.92%0.77%空分主裝置輔助生產項目空氣壓縮機(含壓縮機廠房)分子篩純化系統(含平臺)氧壓機系統預冷系統增壓透平膨脹機儀表氣壓縮機系統氮壓機系統原料空氣過濾器 35 于通過節流或膨脹的方式液化,為參與精餾提供條件。表表 16:壓縮機的分類壓縮機的分類 比較項目比較項目 離心壓縮機離心壓縮機 軸流壓縮
120、機軸流壓縮機 適用壓比 中高壓比 中低壓比 能耗 較高 較低 適用范圍 中小流量和中高壓場合 中大流量和中低壓場合 適用介質 各種氣體,包括易燃、易爆、有毒、腐蝕性等特殊氣體 主要是空氣、氮氣等安全性氣體 適用行業 石化、煤化工、冶金氣體動力裝置等 冶金高爐裝置、煉油廠催化裂化裝置等 資料來源:沈陽鼓風機集團招股書,天風證券研究所 每臺每臺空分裝置中通常包括三臺壓縮機空分裝置中通常包括三臺壓縮機:空氣壓縮機、氧氣壓縮機、氮氣壓縮機:空氣壓縮機、氧氣壓縮機、氮氣壓縮機??諝鈮嚎s機是壓縮系統的核心部機,主要負責對原料空氣進行加壓;氧氣壓縮機和氮氣壓縮機是產品輸送系統的核心部機,統稱為產品壓縮機,負
121、責把產品氣體經壓縮達到一定壓力后供給用戶使用。圖圖 51:空分設備內主要使用的三類壓縮機空分設備內主要使用的三類壓縮機 資料來源:杭氧透平機械官網,天風證券研究所 國內離心壓縮機國內離心壓縮機主要生產廠家主要生產廠家包括陜鼓、沈鼓和包括陜鼓、沈鼓和部分部分空分設備廠商空分設備廠商。20 世紀 90 年代以后,在經濟全球化趨勢下,國外離心壓縮機制造企業發生了兼并重組,形成了以 GE、SIEMENS和 MITSUBISHI 等通用機械企業為代表的世界格局。在嚴格技術封鎖背景下,我國沈鼓、陜鼓通過自主研發、技術創新,具備了一定的離心壓縮機生產制造能力,盡管國產離心機仍有效率偏低、運行不夠穩定等缺點,
122、但已經有了很大的突破。國內離心壓縮機生產廠家主要有沈鼓集團和陜鼓集團,以及一些空分設備商比如杭氧、開空等。杭氧壓縮機制造水平已達杭氧壓縮機制造水平已達 6 萬等級以上萬等級以上。陜鼓目前制造最大的壓縮機已在 8 萬等級空分裝置中應用,據陜鼓官網的數據,陜鼓在國產空分壓縮機市場,市占率可達 82%;沈鼓的壓縮機可滿足 10 萬等級的空分裝置要求;杭氧的氧壓機已成功為 6 萬等級空分設備配套,氧壓機制造能力可達 10 萬等級,離心壓縮機技術水平達到 6 萬等級以上,但對于大型的空分設備,壓縮機仍要依賴進口。4.3.2.低溫液體泵低溫液體泵:國內市場被海外企業壟斷,杭氧已實現國內市場被海外企業壟斷,
123、杭氧已實現 6 萬等級的低溫液體泵生產萬等級的低溫液體泵生產 低溫液體泵低溫液體泵包括液氧泵、液氮泵,包括液氧泵、液氮泵,在空分設備中應用數量較多在空分設備中應用數量較多。低溫液體泵是在空分、化工裝置中用來輸送低溫液體的特殊泵,空分系統中使用的低溫液體泵主要是液氧泵和液氮泵,低壓低溫液體在低溫液體泵中增壓后進入汽化器成為高壓常溫氣體供用戶使用??辗盅b置中的低溫液體泵分為流程泵和輸送泵,一般采用單級或多級離心泵。一套中大型空分裝置至少需要 3 臺產品液氧泵、2 臺產品液氮泵、2 臺后備液氧泵。以 8.2 萬等級的空分設 36 備為例,所需低溫液體泵的種類、規格、類型如下表所示。表表 17:典型的
124、空分裝置低溫液體泵的種類、規格和典型的空分裝置低溫液體泵的種類、規格和數量數量(以(以 8.2 萬等級空分設備為例)萬等級空分設備為例)型式型式 數量數量(臺)(臺)流量(流量(Nm/h)壓力(進壓力(進/出)出)(MpaA)溫度()溫度()功率(功率(kW)高壓液氧泵 立式/離心 3 41000 0.13/8.8-180.3 250 中壓液氮泵 立式/離心 2 14500 0.5/1.1-194 11 后備高壓液氧泵 立式/離心 2 41000 0.13/8.8-183 250 后備低壓液氧泵 臥式/離心 2 1500-/0.4-183-后備低壓液氮泵 臥式/離心 2 45000-/1.1-
125、195.8 55 后備高壓液氮泵 立式/離心 2 9500 0.5/8.6-195.8 120 液氧充車泵 臥式/離心 1 30-/0.6-183 15 液氮充車泵 臥式/離心 1 30-/0.6-194 18.5 資料來源:空分裝置液氧泵、液氮泵國產化可行性研究報告陳曉松,天風證券研究所 低溫液態泵的生產制造難度較大,基本被海外廠家壟斷低溫液態泵的生產制造難度較大,基本被海外廠家壟斷。由于輸送介質為超低溫易燃易爆的液氧和液氮,泵的設計、制造、試驗等方面難度較大??辗盅b置的低溫泵,長期以來一直被國外公司壟斷,如法國 Cryostar、瑞士 Cryomec 和 SEFCO、美國 Flowserv
126、e 和 ACD 等,國內只有極少數的廠商可以生產,比如大連深藍泵業、杭氧股份等。成本高成本高+維修難維修難+備件周期長,低溫液體泵亟待國產替代備件周期長,低溫液體泵亟待國產替代。由于低溫液體泵過于依賴進口,導致用戶使用成本高、維修難、備件周期長等一系列問題。根據空分裝置液氧泵、液氮泵國產化可行性研究報告,以一套 8 萬等級帶后備系統的空分裝置為例,采用國產低溫液體泵的投資成本是進口的 53%60%。杭氧的低溫液體泵已滿足杭氧的低溫液體泵已滿足 6 萬等級空分設備的應用萬等級空分設備的應用。杭氧制造的低溫液氧泵流量已達60000Nm/h、壓力高達 8MPa,并根據 API 標準完成了 72 小時
127、液氮連續運轉試驗。該泵無論從流量上還是壓力上完全能滿足10萬m/h等級以上空分流程液氧泵兩用一備的要求,已在山東杭氧60000m/h、AVIC84000m/h、雙鴨山杭氧龍泰28000m/h空分設備上應用。圖圖 52:杭氧:杭氧生產的生產的 60000m/h、8MPa 高壓液氧泵高壓液氧泵正在經過正在經過 72 小時連續運轉測試小時連續運轉測試 資料來源:杭氧特大型空分設備及關鍵核心部機國產化實踐韓一松,天風證券研究所 37 4.3.3.分子篩吸附器分子篩吸附器:杭氧杭氧已掌握立式徑向分子篩吸附器,已掌握立式徑向分子篩吸附器,可可配套配套 10 萬等級空分設備萬等級空分設備 分子篩吸附器是分子
128、篩純化系統的主要裝置分子篩吸附器是分子篩純化系統的主要裝置。分子篩純化系統是空氣進入冷箱前對空氣進行凈化處理的關鍵部機,用于清除空氣中的水分、二氧化碳、乙炔及碳氫化合物等物質??辗窒到y中分子篩吸附器往往一備一用,其工作周期為 8h,其中吸附 4h,再生 4h,在低溫高壓狀態吸附,吸附順序為:H2OC2H2CO2,在高溫低壓狀態脫附。相比于臥式分子篩吸附器,立式徑向分子篩吸附器優勢明顯相比于臥式分子篩吸附器,立式徑向分子篩吸附器優勢明顯。根據結構形式的不同,分子篩吸附器可分為臥式和立式徑向兩種類型。臥式分子篩吸附器用于中型和中大型規??辗盅b置中,是目前國產空分常用的類型。對于大型和特大型規??辗?/p>
129、裝置,立式徑向流分子篩吸附器能夠有效增大氣體流通面積,大大降低床層阻力,比臥式水平結構節能 10%-20%,同時可克服了臥式水平結構占地面積大,運輸困難的缺點。圖圖 53:臥式分子篩吸附器臥式分子篩吸附器、立式徑向分子篩吸附器結構簡圖立式徑向分子篩吸附器結構簡圖 資料來源:國內空分系統設備發展現狀聶輔亮等,天風證券研究所 杭氧已掌握立式徑向分子篩吸附器生產技術,擁有配套杭氧已掌握立式徑向分子篩吸附器生產技術,擁有配套 10 萬等級空分設備的能力萬等級空分設備的能力。法液空和林德公司的立式分子篩流程,已經在 10 萬等級空分裝置上得到實際驗證;美國空氣產品公司因沿用自行開發的分子篩填料和專有設計
130、,保持臥式分子篩吸附系統的設計,也已經在 10 萬等級空分裝置運行。杭氧此前采用臥式分子篩吸附系統,為適應大型、特大型空分的需要,杭氧已研制出了立式徑向流分子篩吸附器。2015 年,杭氧已經完成了 10萬等級空分裝置配套立式徑向流分子篩吸附器的研制工作,是我國空分行業一大突破。4.4.下游市場景氣度提升,推動杭氧空分設備收入訂單雙增長下游市場景氣度提升,推動杭氧空分設備收入訂單雙增長 下游行業景氣度回升帶下游行業景氣度回升帶動動空分設備訂單量增長空分設備訂單量增長。在客戶結構方面,該公司空分設備業務主要客戶分布在鋼鐵、化工、冶金及氣體供應商等行業領域。2019 年冶金、煤化工等行業景氣下行,公
131、司空分設備訂單向化工、鋼鐵等領域集中,氣體供應商客戶訂單較上年明顯減少。2020 年,部分鋼鐵企業客戶因廠房搬遷及擴產量增加,為公司提供了大量空分設備訂單。2021 年,公司與外部氣體商供應客戶的新簽訂單規模明顯增長。表表 18:杭氧股份的空分設備接單情況(單位:套、萬杭氧股份的空分設備接單情況(單位:套、萬 Nm/h、億元)、億元)20192019 20202020 20212021 下游領域 套數 制氧量 訂單金額 套數 制氧量 訂單金額 套數 制氧量 訂單金額 冶金-2 12-2 6-化工 15 105.9-10 48-6 29.3-煤化工 -2 21-1 8.2-氣體供應商 6 13.
132、6-11 39.08-17 78.35-鋼鐵 9 24.3-21 86-8 34-合計 30 143.8 38.9 46 206.08 63.9 34 155.85 62.39 資料來源:杭氧股份公告,天風證券研究所 38 來自國內來自國內其他其他氣體供應商氣體供應商的的空分設備訂單空分設備訂單逐漸增多逐漸增多,深度參與工業氣體行業的每一個環節,深度參與工業氣體行業的每一個環節。來自其他氣體供應商的訂單呈現增多的趨勢,2019-2021 年分別收到 6、11、17 套訂單,制氧量分別為 13.6、39.08、78.35 萬 Nm/h,2021 年 50%以上的訂單來自其他氣體供應商,隨后是鋼鐵
133、、化工、煤化工、冶金四大應用領域,占比分別為 21.82%、18.80%、5.26%、3.85%,從側面可以說明,杭氧的空分設備不僅得到了工業氣體下游廠家的認可,也同時是產業鏈中游氣體供應商的選擇,可見杭氧在國內工業氣體領域參與度較深,市場地位較為重要。圖圖 54:2021 年杭氧股份新增空分設備訂單行業分布情況年杭氧股份新增空分設備訂單行業分布情況 資料來源:杭氧股份公告,天風證券研究所 下游市場高景氣度推動杭氧下游市場高景氣度推動杭氧的空分設備收入快速增長,毛利率連續三年提升。的空分設備收入快速增長,毛利率連續三年提升。2021 年空分設備實現收入 43.15 億元,2016-2021 年
134、 CAGR 為 30.71%。2019 年-2021 年空分設備毛利率分別為 22.38%、23.79%、24.03%,毛利率連續三年提高。圖圖 55:杭氧股份空分設備銷售收入變化趨勢杭氧股份空分設備銷售收入變化趨勢 圖圖 56:杭氧的各業務毛利率情況杭氧的各業務毛利率情況 資料來源:Wind,天風證券研究所 資料來源:Wind,天風證券研究所 4.5.石化設備石化設備:深冷技術橫向推廣深冷技術橫向推廣,業務延伸至石化設備,業務延伸至石化設備 憑借深冷技術的優勢,將業務橫向延展至石化設備憑借深冷技術的優勢,將業務橫向延展至石化設備。杭氧股份的石化設備產品主要包括乙烯冷箱、液氮洗冷箱、丙烷脫氫裝
135、置、CO/H2 分離裝置和天然氣液化裝置等。公司利用技術優勢實現深冷技術的橫向推廣應用,在乙烯冷箱、液氮洗裝置、烷烴脫氫、一氧化碳深冷分離設備等低溫石化裝備及其關鍵技術上不斷取得突破,進一步鞏固了公司在低溫技50.27%21.82%18.80%5.26%3.85%氣體供應商鋼鐵化工煤化工冶金11.3118.6228.4030.3240.8943.1564.63%52.52%6.76%34.86%5.53%0%10%20%30%40%50%60%70%01020304050201620172018201920202021空分設備收入(億元)YoY20.19%25.99%24.85%22.38%2
136、3.79%24.03%0%5%10%15%20%25%30%201620172018201920202021氣體銷售空分設備乙烯冷箱產品 39 術領域國內領跑者的地位。石化設備收入呈增長趨勢,為公司帶來額外的收益曲線。石化設備收入呈增長趨勢,為公司帶來額外的收益曲線。2021 年石化設備實現收入 5.13億元,同比增長 150.24%,2016-2021 年間,石化設備的收入 CAGR 為 23.17%,實現了較快的業務增速,為公司成為空分設備之外的制造業務收入來源。圖圖 57:杭氧股份乙烯冷箱產品收入杭氧股份乙烯冷箱產品收入 資料來源:Wind,天風證券研究所 5.氣體外包轉型氣體外包轉型“
137、授“授之之漁”漁”vs“授“授之之魚”魚”5.1.商業模式對比商業模式對比:氣體供應:氣體供應 vs 設備制造設備制造 5.1.1.氣體供應的現金流回收更快、更穩定氣體供應的現金流回收更快、更穩定 空分設備空分設備的結算周期較長,整個收款流程通常持續的結算周期較長,整個收款流程通常持續 2 年以上年以上。杭氧股份空分設備結算的一般方式為,在合同生效 10 天內收到合同總價 10%的保證金或預收款,初步設計完成后收取合同總價 20%的預收款,主要材料投料后收取合同總價 20%的進度款,開始向用戶交付部機產品后,采用分批交貨、分批付款的方式結算貨物價格40%的貨款,直至合同總價的90%;剩余的合同
138、總價 10%的貨款中,合同總價 5%的款項在設備穩定運行后一個月內考核合格后支付,合同總價的 5%作為合同質保金,在設備考核驗收合格并連續正常運行一年后支付。整個周期或要持續 2 年以上。圖圖 58:杭氧股份的空分設備銷售的結算流程杭氧股份的空分設備銷售的結算流程 資料來源:杭氧股份公告,天風證券研究所 相對于空分設備銷售,氣體銷售的相對于空分設備銷售,氣體銷售的現金流回收更快、更穩定現金流回收更快、更穩定?,F場制氣:現場制氣:氣體供應項目進入運營期后,公司與供氣客戶之間每月按照實際供氣量進行結算。此外,公司還會與部分客戶就氣體使用量簽訂保底協議,一種是在客戶無法完成協議氣體需求量時,客戶要按
139、保底協議中約定最低氣體使用量支付基本氣費;一種是每月支付固定氣費。1.811.071.362.052.055.13-40.88%27.10%50.74%0.00%150.24%-100%-50%0%50%100%150%200%0123456201620172018201920202021乙烯冷箱收入(億元)YoY 40 零售氣體零售氣體:銷售結算方式為發貨并收到客戶確認簽收單后確認收入,客戶付款賬期一般為45 天。供氣合同銷售價格會結合市場價、電價等進行調整,有利于規避市場價格波動的風險供氣合同銷售價格會結合市場價、電價等進行調整,有利于規避市場價格波動的風險。根據百川盈孚、隆眾化工的數據,
140、2022 年 7 月 1 日,國內氧氣的市場均價為 477 元/噸,氮氣的市場均價為 554 元/噸,山東杭氧的氬氣出廠價格為 750 元/噸。由下圖可以看出,國內工業氣體市場價格波動幅度較大。杭氧股份的工業氣體產品定價是在參考市場價格后,與客戶進行單獨談判形成的,并在供氣合同中加以約定。因供氣合同期限一般為 15 至 20 年,且電費在氣體產品成本中占主要部分,故供氣價格自供氣合同生效起一定時間內結合電價、CPI 指數、工資指數等參數進行調整,可以有效規避一定的市場價格波動風險。圖圖 59:氧氣、氮氣、氬氣氧氣、氮氣、氬氣的市場均價(單位:元的市場均價(單位:元/噸)噸)資料來源:Wind,
141、百川盈孚,隆眾化工,天風證券研究所 5.1.2.現場制氣項目凈利潤率不斷提升,具備較強的現金牛屬性現場制氣項目凈利潤率不斷提升,具備較強的現金牛屬性 我們以 2022 年杭氧股份發行可轉債募投項目中的呂梁杭氧 5 萬等級項目為例,對現場制氣項目的 IRR、回收期進行測算。公司可轉債募集說明書中做出了重要假設如下:1)項目經濟效益測算期設定為 15 年(不含建設期),每年氣體供應時長為 8,000 小時,管道氣及液體產品的平均單價為 0.50 元/Nm,第 1 年生產負荷為 83%計算,以后各年生產負荷為 100,計算可得第 1 年收入 1.46 億元,隨后各年收入 1.75 億元。2)假設修理
142、費按固定資產的 1.5%計??;銷售費按銷售收入 2%計取。3)固定資產折舊采用平均年限法計算,折舊年限按 15 年計,凈殘值率 3%。表表 19:現場制氣項目現金流測算(現場制氣項目現金流測算(以以呂梁杭氧呂梁杭氧 5 萬等級項目萬等級項目為例為例)(單位:億元)(單位:億元)第第 1 年年 第第 2 年年 第第 3 年年 第第 4 年年 第第 5 年年 第第 6 年年 7-15 年年 15 年后年后 銷售收入 1.46 1.75 1.75 1.75 1.75 1.75 1.75 1.75 總成本費用 財務費用 0.09 0.09 0.07 0.05 0.04 0.02 0.00 0.00 折
143、舊與攤銷 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.00 外購動力 1.01 1.21 1.21 1.21 1.21 1.21 1.21 1.21 其他成本 0.14 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 合計 1.39 1.59 1.58 1.56 1.54 1.52 1.50 1.36 稅費等其他費用 0.02 0.04 0.05 0.06 0.06 0.07 0.07 0.07 凈利潤 0.05 0.11 0.13 0.14 0.15 0.16 0.18 0.32 現金流現金流 0.20 0.26 0.28 0.28 0.3
144、0 0.31 0.32 0.32 資料來源:杭氧股份公告,天風證券研究所 01,0002,0003,0004,0005,0006,0007,00002004006008001,0001,2001,4002019-01-012019-07-012020-01-012020-07-012021-01-012021-07-012022-01-01市場均價:氧氣市場均價:氮氣山東杭氧液態氬氣出廠價(右軸)41 通常情況下,現場制氣項目到期后,客戶會與氣體供應商重新簽訂合同。我們計算了我們計算了 15年、年、20 年、年、25 年、年、30 年運行期下的年運行期下的 IRR,分別為,分別為 7.57%、
145、9.48%、10.39%、10.84%。項目項目的回收期約為的回收期約為 9 年。年。表表 20:項目的項目的 IRR 計算計算(以呂梁杭氧(以呂梁杭氧 5 萬等級項目為例)萬等級項目為例)計算年限計算年限 15 20 25 30 IRR 7.57%9.48%10.39%10.84%資料來源:杭氧股份公告,天風證券研究所 現場制氣項目凈利潤率不斷提升,具備較強的現金牛屬性現場制氣項目凈利潤率不斷提升,具備較強的現金牛屬性?,F場制氣項目的凈利潤率不是一成不變的,而是不斷提升的,下方以呂梁杭氧的 5 萬等級空分氣體銷售項目為例進行說明。按照凈利潤率的變動情況,現場制氣項目可分為三個階段:第一階段第
146、一階段:1-6 年,由于前期項目投資建設需要依靠向銀行申請貸款,項目前期存在一定的還本付息的壓力,隨著本金的不斷償還,財務費用成本不斷下降,前六年的凈利潤率呈不斷上升趨勢,由 3.56%逐漸上升至 9.35%。第二階段第二階段:7-15 年,因前期償清了銀行貸款,此階段不再受到財務費用的影響,但仍要計算折舊攤銷,凈利潤率為 10.11%。第三階段第三階段:第 15 年之后,設備的折舊年限已過,不再需要計算折舊攤銷費用,凈利潤率有較大的提升,達到 18.33%,通常項目到期后,客戶會選擇與公司續簽合同,因此凈利潤呈不斷升高態勢。圖圖 60:現場制氣項目的收入與凈利潤(呂梁杭氧現場制氣項目的收入與
147、凈利潤(呂梁杭氧 5 萬等級項目)萬等級項目)圖圖 61:現場制氣項目的成本結構(呂梁杭氧現場制氣項目的成本結構(呂梁杭氧 5 萬等級項目)萬等級項目)資料來源:杭氧股份公告,天風證券研究所 資料來源:杭氧股份公告,天風證券研究所 5.1.3.與氣體銷售的現金牛屬性不同,空分設備的收入具備周期性與氣體銷售的現金牛屬性不同,空分設備的收入具備周期性 空分設備業務受到下游制造業投資需求影響較大,具備較強的周期性屬性空分設備業務受到下游制造業投資需求影響較大,具備較強的周期性屬性??諝夥蛛x設備行業的下游鋼鐵、冶金、化工等行業均為強周期性行業,因此受下游行業用氣量影響,空分設備行業也表現出一定的周期性
148、。以國內最大的空分設備制造商杭氧為例,從同比增長率角度上分析,空分設備與制造業固定資產投資完成額變動趨勢一致,但波動幅度更為劇烈。2013-2016 年,國內制造業景氣度較低,此時間段杭氧股份的空分設備收入同比增長率連續四年為負值,而 2017 年后,制造業景氣度開始回升,空分設備的收入也進入增長的時間段??梢钥闯隹梢钥闯?,空分設備的收入具備較強的周期性空分設備的收入具備較強的周期性,相比之下,氣體銷售業務的現金牛屬性可,相比之下,氣體銷售業務的現金牛屬性可以更好地為公司創造持續且穩定的現金流。以更好地為公司創造持續且穩定的現金流。1.461.751.751.751.751.751.751.7
149、50.050.110.130.140.150.160.180.32 3.56%6.50%7.26%7.76%8.52%9.35%10.11%18.33%0%5%10%15%20%00.511.52第1年第2年第3年第4年第5年第6年7-15年第15年后銷售收入(億元)凈利潤(億元)凈利潤率0.090.090.070.050.040.020.150.150.150.150.150.150.151.011.211.211.211.211.211.211.210.140.150.150.150.150.150.150.151.391.591.581.561.541.521.501.3600.511.
150、52第1年第2年第3年第4年第5年第6年7-15年第15年后財務費用折舊與攤銷外購動力其他成本 42 圖圖 62:杭氧股份空分設備收入同比增長率對比制造業杭氧股份空分設備收入同比增長率對比制造業固定資產投資額固定資產投資額同比增長率同比增長率 資料來源:Wind,天風證券研究所 圖圖 63:2007-2021 年杭氧股份空年杭氧股份空分設備與氣體銷售的收入對比(單位:億元)分設備與氣體銷售的收入對比(單位:億元)資料來源:Wind,天風證券研究所 5.2.轉型為氣體供應商后轉型為氣體供應商后,杭氧市占率有望進一步提升,杭氧市占率有望進一步提升 杭氧的轉型過程可分為三個階段。第一階段:第一階段:
151、2002 年之前年之前,此階段杭氧主要專注于攻克空分設備制造技術,通過自研+引進進口技術的方式不斷尋求空分設備國產替代的解決方案。第二階段:第二階段:2003 年年-2016 年年,隨著國內工業氣體外包市場的占比不斷提升,杭氧開始由空分設備生產商向氣體供應商轉型,氣體銷售的收入占比也不斷提升,2007 年氣體銷售收入占比僅為 2%,到了 2016 年一度提升至 67%。第三階段:第三階段:2017 年之后年之后,由于制造業景氣度逐步回升,下游各家企業的資本開支被提上日程,空分設備收入快速增長,到 2017 年之后,氣體銷售和空分設備的收入占比基本保持在 57%、37%的水平。圖圖 64:202
152、1 年杭氧股份收入拆分年杭氧股份收入拆分 資料來源:Wind,天風證券研究所-60%-40%-20%0%20%40%60%80%2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021杭氧股份空分設備同比增長率制造業固定資產投資完成額同比增長率-100%-50%0%50%100%150%200%0102030405060702007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021氣體銷售空分設備氣體銷售YoY空分
153、設備YoY2%4%5%9%16%22%35%45%51%67%61%57%57%54%56%89%87%83%85%76%69%57%44%41%23%29%36%37%41%36%9%9%12%7%8%9%8%11%7%11%11%8%6%5%8%0%20%40%60%80%100%2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021氣體銷售空分設備其他 43 5.2.1.現場供氣:彌補空分設備與海外的差距,犧牲毛利率空間以換取技術升級的時間現場供氣:彌補空分設備與海外的差距,犧牲毛利率空間以換取
154、技術升級的時間 我們認為我們認為,在在空分設備制造商向氣體供應商轉型的過程中,空分設備制造商向氣體供應商轉型的過程中,相較外資廠商,相較外資廠商,杭氧杭氧的優勢將的優勢將更加明顯,劣勢則在商業模式轉變中被漸漸掩蓋更加明顯,劣勢則在商業模式轉變中被漸漸掩蓋。1)國產設備的優勢:國產設備的優勢:性價比性價比高高:我國大型成套空氣分離設備的研究相較于國外起步較晚,上世紀七、八十年代,國際市場多被林德、法液空等少數幾家跨國集團所壟斷,成套設備價格高昂。進入新世紀以來,以杭氧股份為代表的優秀國產空分設備制造企業逐步具備了大型空分設備生產能力,國產的空分設備已在國內廣泛應用,為項目建設單位節省了資金。根據
155、10 萬等級空分裝置國產化與國外公司差異化比較一文,杭氧在 6 萬等級的空分報價較進口設備價格低 10%以上。較低的空分設備成本降低了氣體供應業務的初始投資,體現出空分設備業務與氣體供應業務較強的協同效應。制造能力制造能力強強:杭氧生產制造基地是目前世界上最大的大型空分設備生產基地,新廠區對下料能力、成形能力、裝配能力以及檢測能力等都做了提升,是世界一流的空分設備制造基地。杭氧制造基地主要加工設備全部進口,也采用了世界上最先進的生產線。由此可以判斷,杭氧的設備交貨能力在國內位于領先水平,有利于公司搶占更高的市場份額。2)國產設備的國產設備的劣勢:劣勢:能耗能耗高高:理論上杭氧設備的能耗已十分接
156、近國外產品水平,但由于能耗與多種因素有關,實際能耗只能待投標文件驗證。據國外不同公司提供的數據,杭氧空分裝置的能耗水平比國外公司略高,約在 2%-3%左右。而能耗是空分設備運行成本中最主要的一項,參考呂梁杭氧 5 萬等級項目運行第二年的成本(第一年不完全達產,代表性稍弱),外購動力占設備運行總成本的 75%以上。而國內空分氣體由自建逐漸轉向外包后,設備的能耗不需要業主而國內空分氣體由自建逐漸轉向外包后,設備的能耗不需要業主來承擔,而是由第三方氣體供應商來承擔,因此來承擔,而是由第三方氣體供應商來承擔,因此,國產設備的能耗劣勢不再是阻礙業主選國產設備的能耗劣勢不再是阻礙業主選擇本土氣體供應商的理
157、由,國內氣體供應商有望持續擇本土氣體供應商的理由,國內氣體供應商有望持續擴大市場份額擴大市場份額,相當于,相當于犧牲犧牲短期短期毛利毛利率空間以換取技術升級時間率空間以換取技術升級時間的過程。的過程。圖圖 65:外包現場制氣項目的成本結構(以呂梁杭氧外包現場制氣項目的成本結構(以呂梁杭氧 5 萬等級項目運行第二年的成本為例)萬等級項目運行第二年的成本為例)資料來源:杭氧股份公告,天風證券研究所 操作便利操作便利程度差程度差:國內廠家的裝置產品普遍自動化程度不如進口產品,對于生產調節操作方便程度較差,需要配備相應的運營、維護人員。在早期業主自建供氣設備的商業模式中,業主會更傾向于采購進口設備以降
158、低操作的復雜程度,同時可以節約培訓運營、維護人員的成本。而轉型為外包供氣模式后,現場制氣設備的運營、維護則由第三方專業的氣體供應商負責,減輕了業主的負擔。因此,國產空分設備自動化程度低的劣勢也在外包模式下被掩蓋,國內第三方氣體供應市場的國產率有望進一步提高。75.94%9.29%9.22%5.55%外購動力折舊與攤銷其他成本財務費用 44 5.2.2.零售氣體:具備銷售半徑屬性,零售氣體:具備銷售半徑屬性,覆蓋面積為核心競爭力覆蓋面積為核心競爭力 零售氣體下游客戶的議價能力弱,使得零售氣體業務毛利率更高零售氣體下游客戶的議價能力弱,使得零售氣體業務毛利率更高??辗衷O備生產的工業氣體除一部分以氣
159、體形式通過管道輸送給客戶外,剩余的產品以液態形式通過槽車配送至客戶,相比現場供氣主要針對鋼鐵、冶金、化工等大型客戶,液態氣體客戶行業分布更為廣泛,市場進入門檻也相對較低,聚集了眾多民營中小氣體供應商,市場集中度低,競爭較為激烈。但同時由于零售氣體的客戶規模普遍偏小,購買氣體的量也相對較少,這些客戶的議價能力相對較弱。因此,相比現場供氣,零售分銷業務的穩定性較弱,但毛利率較高。圖圖 66:2019-2021 年僑源股份的零售氣體和管道氣體毛利率對比年僑源股份的零售氣體和管道氣體毛利率對比 資料來源:僑源股份招股書,天風證券研究所 對比對比林德集團林德集團的收入結構,的收入結構,杭氧股份杭氧股份的
160、零售氣體的零售氣體收入占比收入占比較低較低,毛利率毛利率仍有較大提升空間仍有較大提升空間。以全球最大的工業氣體供應商林德集團為例,2021 年林德集團空分設備的銷售收入占比僅為 9.31%,氣體銷售業務收入合計占比 83.44%,其中零售氣體占比 61.67%,現場制氣占比21.77%,零售氣體是林德集團的主要收入來源。此外,價值量較高的特種氣體往往是通過零售的方式進行銷售,這也是零售氣體毛利率偏高的原因之一。圖圖 67:2021 年年杭氧股份杭氧股份收入結構收入結構 圖圖 68:2021 年林德集團收入結構年林德集團收入結構 資料來源:Wind,杭氧股份公告,天風證券研究所 資料來源:林德集
161、團公告,天風證券研究所 零售氣體的運輸費用在成本中占比約零售氣體的運輸費用在成本中占比約 50%,降低運輸距離可顯著提高毛利率。,降低運輸距離可顯著提高毛利率。我們以僑源股份 2021 年液態氧氣業務為例,該產品以液體儲槽車的形式運送至客戶處,平均運輸距離為 160-180 公里,經計算,槽車的單位運輸成本約為 0.71(元/噸公里)??刂破渌杀?、銷售單價不變,改變平均運輸距離,便可以得到不同運輸距離下零售氣體的毛利率水平。運輸距離為 90 公里時,毛利率高達 75.13%;而運輸距離為 210 公里時,毛利率便降低到了 63.95%,可見運輸成本對零售氣體的毛利率影響較為顯著。64.82%
162、63.97%51.10%43.90%43.32%46.65%0%10%20%30%40%50%60%70%201920202021零售氣體毛利率管道氣體毛利率12.11%48.42%39.47%零售氣體現場供氣空分設備36.28%25.39%21.77%9.31%7.26%零售-瓶裝零售-罐車現場制氣空分設備其他 45 表表 21:零售氣體的運輸成本建模計算過程(以僑源股份零售氣體的運輸成本建模計算過程(以僑源股份 2021 年液態氧氣業務為例)年液態氧氣業務為例)平均運輸距離(公里)平均運輸距離(公里)90 110 130 150 170 190 210 銷售收入(億元)3.18 3.18
163、3.18 3.18 3.18 3.18 3.18 其他成本(億元)0.52 0.52 0.52 0.52 0.52 0.52 0.52 運輸成本(億元)0.27 0.33 0.39 0.44 0.50 0.56 0.62 總成本(億元)0.79 0.85 0.91 0.97 1.03 1.09 1.15 毛利率 75.13%73.27%71.40%69.54%67.68%65.81%63.95%資料來源:僑源股份招股書,天風證券研究所 圖圖 69:零售氣體的運輸距離對毛利率的影響(以僑源股份零售氣體的運輸距離對毛利率的影響(以僑源股份 2021 年液態氧氣業務為例)年液態氧氣業務為例)資料來源
164、:僑源股份招股書,天風證券研究所 零售氣體業務具備銷售半徑零售氣體業務具備銷售半徑屬性屬性,核心競爭力為業務覆蓋面積,核心競爭力為業務覆蓋面積。零售氣體由于運費在成本中所占比例較高,大宗氣體覆蓋充氣站半徑 50km 左右,儲槽氣業務半徑為 200km 左右,無論何種供氣模式,均存在銷售半徑制約,遠距離運輸將導致產品運輸成本大幅上升而失去市場競爭力。因此生產基地分布廣泛的公司業務覆蓋面積更大,運輸成本也更低,有利于提高公司的利潤率水平,也有利于提高區域市場的市占率。杭氧股份的業務覆蓋面積杭氧股份的業務覆蓋面積較大,有利于開展全國布局較大,有利于開展全國布局,擴大零售氣體市場的競爭力,擴大零售氣體
165、市場的競爭力。截至2022 年 3 月末,杭氧股份已投產運營的子公司 33 家,其中有氣體生產能力的子公司 21家(管理 33 個投產項目),純氣體銷售子公司 11 家,物流運輸子公司 1 家,業務覆蓋浙江、江蘇、江西、山東、中原、廣西、豫晉、東北區域。表表 22:杭氧股份在國內的業務覆蓋面積杭氧股份在國內的業務覆蓋面積 區域區域 子公司數量子公司數量 具體公司具體公司 浙江區域 7 衢州杭氧、杭州蕭山杭氧、衢州杭氧特氣、衢州杭氧東港、杭州富陽杭氧、杭州建德杭氧、衢州杭氧物流 江蘇區域 4 南京杭氧、蘇州杭氧、江蘇杭氧潤華、江蘇杭氧工業 江西區域 3 江西杭氧萍鋼、江西杭氧、九江杭氧 山東地區
166、 5 山東杭氧、濟南杭氧、青島杭氧電子氣體、河北杭氧、滕州杭氧 中原地區 5 駐馬店杭氧、黃石杭氧、河南杭氧、湖北杭氧、漯河杭氧 廣西地區 5 廣西杭氧、廣東杭氧、云浮杭氧、貴州杭氧、防城港杭氧 豫晉地區 6 太原杭氧、呂梁杭氧、山西杭氧立恒、濟源杭氧國泰、濟源杭氧萬洋、臨汾杭氧 東北區域 7 吉林杭氧、吉林經開杭氧、內蒙古杭氧宏裕、承德杭氧、吉林杭氧博大、雙鴨山杭氧龍泰、吉林杭氧深冷 資料來源:杭氧股份官網,天風證券研究所 相較于杭氧股份相較于杭氧股份的全國大面積布局,國內其他氣體供應企業則主要集中在特定區域,業務的全國大面積布局,國內其他氣體供應企業則主要集中在特定區域,業務覆蓋面積較小覆
167、蓋面積較小。以僑源股份、和遠氣體兩家國內上市氣體供應企業為例,僑源股份的業務0.270.330.390.440.500.560.620.79 0.85 0.91 0.97 1.031.09 1.15 75.13%73.27%71.40%69.54%67.68%65.81%63.95%30%40%50%60%70%80%0.000.501.001.502.0090110130150170190210毛利率成本(億元)運輸距離(公里)運輸成本總成本毛利率 46 主要集中在川渝、福建地區,這兩個區域的收入占比合計達到 90.04%,而和遠氣體的業務集中分布在湖北省內,占比達到 94.74%。相較杭氧
168、股份的全國布局,國內其他氣體企業的業務覆蓋面積都有著較大的差距。圖圖 70:僑源股份氣體供應業務的區域布局僑源股份氣體供應業務的區域布局 圖圖 71:和遠氣體氣體供應業務的區域布局和遠氣體氣體供應業務的區域布局 資料來源:Wind,天風證券研究所 資料來源:Wind,天風證券研究所 5.3.產能擴張產能擴張勢頭強勁勢頭強勁,毛利率提升空間,毛利率提升空間較大較大 杭氧的氣體供應項目新簽合同杭氧的氣體供應項目新簽合同增量增量,氣體銷售業務預計增速較高,氣體銷售業務預計增速較高。近年來,杭氧積極拓展氣體投資項目以擴大業務規模。2019-2021 年及 2022 年第一季度,公司新簽氣體投資合同共計
169、 27 個,其中 2021 年新簽訂單 8 個,合同投資總額 41.82 億元,總供氧量為 62.05萬 Nm/h。表表 23:2019 年至今杭氧股份年至今杭氧股份氣體銷售業務合同簽訂及項目投產情況氣體銷售業務合同簽訂及項目投產情況 時間時間 新簽合同數量新簽合同數量 新簽投資額新簽投資額 新簽年供氧量新簽年供氧量(萬(萬 Nm/h)新投產項目新投產項目 期末投產項目期末投產項目 期末供氧能力(萬期末供氧能力(萬Nm/h)2019 6 17.93 31-23 112.98 2020 7 21.65 22.65 3 26 122.08 2021 8 41.82 62.05 6 32 149.6
170、1 2022Q1 6 19.25 31 1 33 150.71 資料來源:杭氧股份公告,天風證券研究所 目前在建氣體供應項目共有目前在建氣體供應項目共有19個,個,2022年達產年達產項目的項目的新增新增產能可以達到產能可以達到40.4萬萬Nm/h,制氧總能力同比增長制氧總能力同比增長 27.00%。截至 2022 年 3 月末,該公司在建及擬建的工業氣體項目 19個,總投資額為 62.13 億元,已投資額約 15.06 億元,新建項目的持續投產將為公司氣體銷售業務貢獻的利潤。其中南京杭氧、廣西杭氧等 8 個項目預計 2022 年年底達產,使杭氧的總產能達到190.01萬Nm/h,相較2021
171、年年底的149.61萬Nm/h,同比增長27.00%。表表 24:公司主要在建及擬建氣體項目投資情況公司主要在建及擬建氣體項目投資情況(截止(截止 2022 年年 3 月末月末)序號序號 項目名稱項目名稱 計劃總投資計劃總投資(億元)(億元)累計投資累計投資(億元)(億元)預計達預計達產時間產時間 1 南京杭氧 6 萬空分項目 3.09 0.59 2022.12 2 徐州杭氧 6.2 萬空分項目 3.9 0.001 2023.6 3 廣西杭氧 2*60000 空分項目 6.36 2.64 2022.6 4 玉溪杭氧 4*40000 空分項目 9.6 0.77 2023.1 5 云浮杭氧 400
172、00 空分項目 2.62 0.47 2022.12 64.71%25.33%9.96%川渝福建其他94.74%3.95%1.32%湖北省內湖北省外其他地區 47 6 青島杭氧電子氣體有限公司 2.14 1 2022.11 7 河北杭氧氣體有限公司 3.28 0.5 2022.9 8 菏澤杭氧氣體有限公司 2.4 0.4 2022.7 9 湖北杭氧氣體有限公司-宇浩 PNG3000 項目 0.1 0.09 2022.4 10 湖北杭氧氣體有限公司-宜賓德方 PNG10000 項目 0.24 0.12 2022.8 11 湖北杭氧氣體有限公司-萬潤二套 PNG7000 項目 0.35 0.17 2
173、022.8 12 山東裕龍杭氧氣體有限公司 14.54 4.5 2023.3 13 國泰 40000 空分 2.35 1.76 2022.4 14 山西杭氧 34000 空分 2.92 1.15 2022.1 15 黃石杭氧氣體有限公司 2.98 0.9 2022.6 16 萬洋 10000 空分 1.01-2022.1 17 宜昌杭氧氣體有限公司 3.36-2023.1 18 云南杭氧氪氙項目 0.65-2023.12 19 云南杭氧 PNG12000 現場制氮項目 0.24-2022.1 資料來源:杭氧股份公告,天風證券研究所 目前杭氧的產能利用率在目前杭氧的產能利用率在 70%左右,尚有
174、較大的提升空間左右,尚有較大的提升空間。我們統計了杭氧歷年的設備供氧能力與實際供氧能力,2019 年-2022 年一季度,杭氧的投產設備設計供氧能力由 112.98萬Nm/h提升至了150.71萬Nm/h,通過計算實際供氧與期初期末平均供氧能力的比值,我們近似得到了杭氧氣體供應業務的產能利用率,2020-2022Q1,產能利用率分別為69.82%、71.43%、64.64%,產能負荷仍有較大提升空間。表表 25:杭氧股份的產能利用率計算杭氧股份的產能利用率計算 2019 2020 2021 2022Q1 期末投產設備設計供氧能力(萬 Nm/h)112.98 122.08 149.61 150.
175、71 期初與期末平均供氧能力(萬 Nm/h)-117.53 135.85 150.16 實際供氧(萬 Nm/h)-82.06 97.03 97.06 產能利用率-69.82%71.43%64.64%資料來源:杭氧股份公告,天風證券研究所 杭氧股份杭氧股份毛利率仍具備較大提升空間毛利率仍具備較大提升空間。以林德集團為例,海外工業氣體企業的毛利率始終維持在 40%以上,杭氧股份的毛利率水平近年來呈不斷提升趨勢,2021 年達到歷史新高的28.76%,但相較海外企業仍具備較大的提升空間,我們分析了毛利率差距的原因,主要分為以下五條。圖圖 72:杭氧股份與林德集團毛利率對比杭氧股份與林德集團毛利率對比
176、 資料來源:Wind,天風證券研究所 14.25%21.22%23.28%21.86%22.68%24.64%28.76%44.42%43.81%39.03%41.04%43.53%43.03%41.57%0%5%10%15%20%25%30%35%40%45%50%2016201720182019202020212022Q1杭氧股份林德集團 48 與海外企業毛利率相差較大的原因:與海外企業毛利率相差較大的原因:1)海外企業設備運行年限久,)海外企業設備運行年限久,大部分設備的初始投資額已大部分設備的初始投資額已折舊攤銷折舊攤銷完成完成 正如我們在 4.2.2 章節中所分析的,現場制氣項目的利
177、潤率會呈現持續上升的狀態,在財務費用計算完畢、以及項目的設備和廠房折舊攤銷完成后,利潤率將有較大幅度的提升。海外企業的工業氣體供應項目起步較早,設備運行時間比較久,而杭氧股份于 2003 年方開始切入氣體供應行業,新建項目較多,設備和廠房的折舊攤銷仍計入營業成本內,影響了毛利率的水平。2)海外企業的行業聲譽較高,對下游的議價能力強)海外企業的行業聲譽較高,對下游的議價能力強 海外企業的技術實力強,行業口碑好,對下游的議價能力強,產品可以以高附加值出售,根據10 萬等級空分裝置國產化與國外公司差異化比較一文,杭氧在 6 萬等級的空分報價較進口設備價格低 10%以上。3)海外企業的設備技術水平高,
178、生產能耗控制較好)海外企業的設備技術水平高,生產能耗控制較好 正如我們在 4.3.1 章節中所分析的,海外企業生產研發水平較高,設備的能耗相對較低,而能耗是設備后續運行中最主要的成本,在成本中占比達到 75%以上,據國外不同公司提供的數據,杭氧空分裝置的能耗水平比國外公司略高,約在 2%-3%左右。4)海外企業的零售氣體占比較大,相較現場供氣,零售氣體的毛利率更高)海外企業的零售氣體占比較大,相較現場供氣,零售氣體的毛利率更高 正如我們在 4.3.2 章節中所分析的,零售氣體的客戶規模普遍偏小,購買氣體的量也相對較少,這些客戶的議價能力相對較弱。因此,相比現場供氣,零售分銷業務的毛利率較高。此
179、外,價值量較高的特種氣體往往是通過零售的方式進行銷售,這也是零售氣體毛利率偏高的原因之一。2021 年林德集團零售氣體銷售收入占比 61.67%,遠高于杭氧股份的 12.11%。5)杭氧股份的規模較海外企業差距)杭氧股份的規模較海外企業差距較較大,規模效應帶來海外企業的利潤率提升大,規模效應帶來海外企業的利潤率提升 國際龍頭不斷通過收購擴張自己的業務體量,2000-2018 年間,德國林德氣體通過對瑞典AGA 和英國 BOC 的收購,以及與美國普萊克斯的合并成為最大的工業氣體公司,形成林德氣體集團,2021 年收入 2058 億元,相較杭氧股份的 118.78 億元,海外企業的規模優勢較大。圖
180、圖 73:杭氧股份與國際巨頭收入規模對比杭氧股份與國際巨頭收入規模對比 資料來源:Wind,Bloomberg,天風證券研究所 未來杭氧有望實現業務體量增大、技術改進、聲譽提高、設備折舊完成、零售氣體的業務未來杭氧有望實現業務體量增大、技術改進、聲譽提高、設備折舊完成、零售氣體的業務日漸成熟,參考海外巨頭日漸成熟,參考海外巨頭 40%以上以上的毛利率空間,我們認為,杭氧股份的毛利率有望持續的毛利率空間,我們認為,杭氧股份的毛利率有望持續提高。提高。70475999618871821205813091469151715831479168554259164564463974549657982100
181、11905001000150020002500201620172018201920202021林德集團收入(億元)Air Liquide收入(億元)Air Product收入(億元)杭氧股份收入(億元)49 6.稀有氣體稀有氣體氪氙放量在即,產業格局變動迎來絕佳切入時機氪氙放量在即,產業格局變動迎來絕佳切入時機 氪氣、氙氣在空氣中的含量極低,是珍貴的稀有氣體氪氣、氙氣在空氣中的含量極低,是珍貴的稀有氣體。氪氣、氙氣在空氣中的含量極少,氪氣的含量僅為 0.0001%,氙氣的含量則僅有 0.000009%,這兩種氣體提取難度較大,通常只有在大型、特大型空分設備上才具備提取能力,目前廣泛使用的制備方
182、法主要是低溫精餾法,即根據空氣中不同氣體成分的沸點不同將各種氣體分離出來。圖圖 74:空氣中各種氣體的含量空氣中各種氣體的含量 圖圖 75:空氣中各氣體組分的沸點差異空氣中各氣體組分的沸點差異 資料來源:稀有氣體在電子行行業的應用氣體圈子,天風證券研究所 資料來源:稀有氣體在電子行行業的應用氣體圈子,天風證券研究所 氙氣氪氣的下游應用領域廣泛,在現代工業體系中有著重要地位氙氣氪氣的下游應用領域廣泛,在現代工業體系中有著重要地位。氙氣和氪氣在電子、醫療器械、氣體激光器與等離子流等工業技術領域有著極其廣泛的應用。在電子領域,氙氣是離子注入生產階段使用電子特氣的重要組成成分,而氪氣則是光刻膠印刷生產
183、階段使用電子特氣的重要組成成分。表表 26:氙氣、氪氣的下游應用氙氣、氪氣的下游應用 應用領域應用領域 介紹介紹 氙氣 電子 氙氣主要用于離子注入的電子特氣組分。照明 利用氙氣的發光強度制成各種品類燈用于電影攝影、舞臺照明、導航。醫療 氙因無副作用可用作醫用麻醉劑。激光 氙與多種氣體混合可制成氣體激光器與準分子激光器用于測量、通訊、激光手術等;。生物 在蛋白質及相關生物分子的化學研究中,氙可作為探針分子用于識別蛋白質活性位點和空穴。材料 129Xe 核磁共振可以分辨多孔材料的小孔到寬孔狀態的變化用于研究多孔材料氣體吸附行為。核素探測 監測大氣中放射性氙同位素的活度變化可有效監測各國核活動。航空
184、航天 氙粒子發動機功率大,可用于衛星的軌道位置保持和機動控制,能夠節省 90%的推進劑。氪氣 電子 氪氣主要用于光刻膠印刷的電子特氣組分。玻璃制造 用于生產雙層和三層中空窗,提高玻璃的絕熱效果。照明 氪氣可充填高級電子管、連續紫外光燈、長壽氪燈、飛機跑道燈等。醫療 氪的放射性同位素可作顯蹤劑在醫療上應用。資料來源:氙氣吸附捕集與分離研究進展于彩虹等,氪氣和氙氣的制備與應用馬大方,氪氣、氙氣和氖氣市場陳曉惠,金宏氣體公告,天風證券研究所 氪氣、氙氣制備氪氣、氙氣制備分為粗制和精制兩個環節,分為粗制和精制兩個環節,原材料主要是空分設備的副產物原材料主要是空分設備的副產物。氪氣、氙氣的制備一般分為兩
185、個階段,第一階段為粗制系統:大型、特大型空分設備低溫精餾提取貧氪氙混合物,在空分設備冷箱內完成,大氣要經過壓縮、冷卻、吸附、膨脹制冷、精餾、凈化和換熱等多道工序;第二階段俗稱精制系統:將貧氪氙混合物精制到高純產品,要經過加壓、催化、吸附、換熱、精餾和凈化等多道工序。50 圖圖 76:氪氙的生產過程氪氙的生產過程 資料來源:氪氣和氙氣的制備與應用馬大方,天風證券研究所 2022 年稀有氣體市場供需失衡,氙氣、氪氣價格大幅上升年稀有氣體市場供需失衡,氙氣、氪氣價格大幅上升。自 2021 年開始,稀有氣體價格開始呈現不斷上漲趨勢,2021 年 1 月,國內氙氣、氪氣的市場價格分別為 88000 元/
186、m、5500元/m;到2022年2月俄烏戰爭前,氙氣、氪氣價格已漲到286071.43 元/m、28607.14元/m,同比增長 325.08%、440.11%;2 月后,受到俄烏戰爭以及俄羅斯限制出口稀有氣體政策的沖擊,稀有氣體價格開始飆升,2022 年 6 月,氙氣、氪氣價格分別為 51.29 萬元/m、5.17 萬元/m,幾乎翻了一倍。圖圖 77:國內氙氣市場價格變化國內氙氣市場價格變化 圖圖 78:國內氪氣市場價格變化國內氪氣市場價格變化 資料來源:Wind,百川盈孚,天風證券研究所 資料來源:Wind,百川盈孚,天風證券研究所 51 6.1.1.需求端:缺芯潮背景下,晶圓廠擴產帶動稀
187、有氣體需求快速增長需求端:缺芯潮背景下,晶圓廠擴產帶動稀有氣體需求快速增長 氪氙在電子領域中主要用于準分子激光、濺射、蝕刻環節,是電子特氣中重要的組分。氪氙在電子領域中主要用于準分子激光、濺射、蝕刻環節,是電子特氣中重要的組分。準分子激光中使用到的氣體中需要包含氪氣、氙氣;濺射環節則需要利用到稀有氣體的惰性來提升濺射產率;蝕刻環節中,需要利用到氙氣電離電位、化學惰性的組合來調節蝕刻反應過程中的電荷分布。綜上,氪氙在電子領域具備重要的應用價值。圖圖 79:稀有氣體在電子領域的應用稀有氣體在電子領域的應用 資料來源:稀有氣體在電子行行業的應用氣體圈子,天風證券研究所 全球缺芯潮全球缺芯潮影響較大影
188、響較大,芯片芯片產能嚴重不足產能嚴重不足。自 2020 年下半年以來,全球芯片荒的趨勢始終在沖擊各產業的供應狀況。尤其是汽車產業,根據顧問公司 AlixPartners 日前的市場分析報告顯示,芯片短缺的問題預計將使全球汽車產業在2021 年減少770 萬輛的汽車出貨,損失金額高達 2100 億美元。因此,為了不使這樣的情況持續惡化下去,各半導體制造商擴產的動作,也自 2021 年年開年以來始終不曾斷過。各晶圓廠擴產計劃提上日程,各晶圓廠擴產計劃提上日程,提前進行稀有氣體的庫存儲備,帶動提前進行稀有氣體的庫存儲備,帶動電子特氣需求電子特氣需求快速增長,快速增長,稀有氣體價格也水漲船高稀有氣體價
189、格也水漲船高。半導體需求短缺大環境下,企業產能滿載,晶圓代工巨頭加足馬力紛紛擴產,臺積電、三星、英特爾、中芯國際等全球主要的晶圓廠均公布了各自的擴產計劃。以全球晶圓代工重要生產基地中國臺灣為例,晶圓代工的產量呈不斷提升趨勢,2022 年 4 月,12 英寸以上晶圓產能已經達到 1245 千片/月,同比增長 18.46%。晶圓擴產過程中,各大晶圓廠會提前進行稀有氣體的庫存儲備,提升了市場上對電子特氣的需求,氙氣和氪氣作為電子特氣的原材料價格也隨之水漲船高。表表 27:2021 年各主要晶圓廠公布的擴產計劃年各主要晶圓廠公布的擴產計劃 廠商廠商 時間時間 擴產計劃擴產計劃 臺積電 2021.4 臺
190、積電對外宣布計劃 3 年內投入 1000 億美元,用于擴產以及技術發展。2021.11 臺積電宣布將與索尼共同成立子公司日本先進半導體制造公司,并自 2022 年開始興建 12 英寸晶圓廠。2021.11 臺積電董事會決議,向臺灣地區高雄市承租土地建廠,設立生產 7 納米及 28 納米制程晶圓廠。三星 2021.10 三星電子表示,計劃擴大晶圓代工產能,預計到 2026 年產能將達到目前的 3 倍。2021.11 斥資 170 億美元,興建以 5 納米先進制程為主的 12 英寸晶圓廠,預計 2022 年動工,2024 年完工投產。英特爾 2021.3 英特爾對外公布“IDM2.0”戰略,宣布在
191、美國亞利桑那州投資 200 億美元,新建兩座晶圓廠。2021.9 英特爾 CEO 表示,在未來 10 年時間里,英特爾可能會在歐洲投資最多 800 億歐元以提高其在該地區的芯片產能。中芯國際 2021.3 重點生產 28 納米及以上的集成電路并提供技術服務,旨在實現每月約 4 萬片 12 英寸晶圓的產能,預期于 2022 投產。2021.9 擬與上海臨港新片區管委會合作,耗資約 88.7 億美元,規劃建設一座產能為 10 萬片/月的 12 英寸晶圓代工生產線。資料來源:中國半導體行業協會,天風證券研究所 52 圖圖 80:中國臺灣的晶圓代工產品產量(單位:千片)中國臺灣的晶圓代工產品產量(單位
192、:千片)資料來源:經濟部,Wind,天風證券研究所 6.1.2.供給端:俄烏戰爭帶來產能缺口,杭氧切入稀有氣體時機正佳供給端:俄烏戰爭帶來產能缺口,杭氧切入稀有氣體時機正佳 俄烏戰爭或將為烏克蘭稀有氣體產能帶來永久性損害,全球稀有氣體市場存在俄烏戰爭或將為烏克蘭稀有氣體產能帶來永久性損害,全球稀有氣體市場存在較大較大產能缺產能缺口口。根據市場調研機構 Techcet 在 2 月 1 日所發布的報告顯示,烏克蘭的氪氣、氙氣的全球供應份額分別達到 40%和 30%,是全球稀有氣體至關重要的生產基地。由于俄烏戰爭的影響,烏克蘭稀有氣體業務受到沖擊,考慮到烏克蘭的鋼廠在戰爭中被炸毀,而鋼鐵是空分設備最
193、主要的下游應用,烏克蘭的稀有氣體產能大概率遭受不可逆損失,同時也在全球稀有氣體市場上留下了較大的產能缺口。圖圖 81:烏克蘭稀有氣體在全球的市占率烏克蘭稀有氣體在全球的市占率 資料來源:Techcet,氣體圈子,天風證券研究所 短期來看,杭氧的短期來看,杭氧的氪氙產能建設進度領先,氪氙放量在即,或帶頭推動行業出清,有望氪氙產能建設進度領先,氪氙放量在即,或帶頭推動行業出清,有望在在供需錯配下迎來業績供需錯配下迎來業績釋放釋放。目前各家氣體生產廠商均開始布局稀有氣體產能建設項目,以填補烏克蘭稀有氣體的產能缺口,滿足不斷擴張的市場需求。杭氧公布的氪氙精煉提取項目將于 2022 年下半年完工,項目設
194、計產能為 2000Nm/a 氙氣、20000Nm/a 氪氣,是目前收集到的公開信息中建設進度最快的項目。杭氧或將率先實現氪氙的產能建設,帶頭推動行業出清,有望在供需平衡前以較高價格實現氪氙的銷售,享受到短期內的價格紅利。表表 28:各氣體廠商的稀有氣體擴產計劃各氣體廠商的稀有氣體擴產計劃 公司公司 稀有氣體布局稀有氣體布局 建設進度建設進度 杭氧股份 衢州杭氧特種氣體有限公司 2000Nm/a 氙氣、20000Nm/a 氪氣精煉提取項目 2022 年下半年完工 林德集團 林德(惠州)氪氙項目對現有項目的液氧產品、外購的粗氪氙液氧和精氪氙進行提取,年產量為氪氣 48005Nm、氙氣 4204.8
195、Nm、氧氣 315.36 萬 Nm。2022 年 5 月獲批 華特氣體 2022 年擬募集資金建設年產 1,764 噸半導體材料建設項目,規劃生產高純氪氣、氖氣、氙氣、氦氣相關稀有氣體共 135 噸,通過外購粗品純化的方式進行生產。建設周期為 2 年 500700900110013001500中國臺灣:工業產品產量:晶圓代工(12寸及以上)32.5%40.0%30.0%0%20%40%60%80%100%氖氣氪氣氙氣烏克蘭稀有氣體全球市占率 53 盈德氣體 2022 年 2 月宣布“領氙”計劃,將分期建設兩套氪氙精制裝置。首套裝置建成后或將成為亞太地區單體最大的氪氙精制裝置。-寶武清能 202
196、2 年 5 月寶武清能通過稀有氣體行動計劃,將發展規?;∮袣怏w產出能力,年內增長約 46(氙氣)。-凱美特氣 巴陵石化 9 萬等級空分項目內包含稀有氣體提取裝置,可以實現氪氙原材料自有。2023Q1 調試,2023Q2 投產 大陽日酸 宣布將增產半導體制造所需的稀有氣體“氪”和“氙”,將在 JFE Sanso Center 福山工廠內導入制造設備,新增氪年產能 2600m、氙年產能 210m。預定 2024 年 4 月啟用生產 資料來源:中國通用機械工業協會官網,互動易平臺,華特氣體公告,凱美特氣公告,中國寶武報,盈德氣體官網,我的氣體網,天風證券研究所 稀有氣體的制備需要有大量的氧氮氬銷售
197、作為支撐,因此稀有氣體的制備需要有大量的氧氮氬銷售作為支撐,因此稀有氣體產能建設依托于新建的稀有氣體產能建設依托于新建的大型空分設備大型空分設備。根據凱美特氣公告,在原有空分裝置里加裝稀有氣體回收裝置的難度很大,時間周期長、成本高,在短時間內很難有突破。由于稀有氣體制備的原材料是空分設備的副產物,因此在新建的裝置中加裝稀有氣體回收裝置則需要有大量的氧、氮、氬產品作為支撐,如果沒有大量的氧氮氬銷售而僅提取稀有特種氣體,那么空分設備的成本收益率很低。綜上,新建稀有氣體產能的必要條件為擁有足夠的新增大型空分設備產能。長期來看,杭氧新建空分設備制氧量國內領先,為稀有氣體業務的擴展提供了較好的條件,長期
198、來看,杭氧新建空分設備制氧量國內領先,為稀有氣體業務的擴展提供了較好的條件,有望在這次產有望在這次產業格局變動中抓住發展契機。業格局變動中抓住發展契機。根據杭氧公告,2021 年杭氧新增氣體投資制氧量約 64 萬 m/h,據公司的不完全統計,該制氧量接近國內市場新增管道氣項目制氧量的一半,較大的空分設備增量為稀有氣體裝置的搭建提供了良好條件。杭氧 2022 年發行可轉債募集資金投資建設呂梁、衢州東港、黃石、廣東、濟源五個氣體項目,除衢州東港項目因空分設備較小沒有加裝氪氙提取裝置外,其余四個項目均裝載了氪氙提取裝置,氪氙業務進展速度可觀,未來有望憑借新建空分業務的體量優勢在稀有氣體領域取得較大突
199、破。54 7.盈利預測盈利預測 我們對杭氧股份的我們對杭氧股份的大宗氣體業務大宗氣體業務做了做了盈利盈利測算,測算,2022-2024 年收入分別為年收入分別為 80.61、101.57、127.98 億元,毛利率為億元,毛利率為 25.25%、25.74%、26.23%,主要基于以下假設:,主要基于以下假設:管道氣體管道氣體:根據公司公告的在建產能,我們計算得出 2022年末產能達到190.01萬Nm/h,同比增長 27.00%,假設未來兩年的增速均為 20%。假設未來管道氣體的銷量增速與每年末氣體產能增速一致,銷售單價假設每年增長 5%,未來三年毛利率分別為 24.20%、24.50%、2
200、4.80%。零售氣體零售氣體:由于杭氧股份的零售氣體業務主要基于管道氣體的富余產能開展,假設未來零售氣體的收入增速與每年末氣體產能增速一致,毛利率則分別為 28.00%、29.00%、30.00%。表表 29:杭氧股份的大宗氣體業務拆分(單位:億元)杭氧股份的大宗氣體業務拆分(單位:億元)2019A 2020A 2021A 2022E 2023E 2024E 大宗氣體大宗氣體 收入 46.64 54.20 66.16 80.61 101.57 127.98 收入 YoY-16.21%22.06%21.85%26.00%26.00%成本 36.70 42.13 48.85 60.26 75.43
201、 94.41 毛利 9.94 12.07 17.31 20.35 26.14 33.57 毛利率 21.31%22.27%26.17%25.25%25.74%26.23%業務收入比例 56.97%54.09%55.70%58.51%62.54%66.20%管道氣體管道氣體 收入 35.50 40.99 48.68 58.41 73.60 92.73 收入 YoY-15.47%18.75%20.00%26.00%26.00%毛利率 19.00%20.00%24.00%24.20%24.50%24.80%毛利 6.74 8.20 11.68 14.14 18.03 23.00 銷售量(億 Nm)1
202、30.13 150.27 178.44 214.13 256.95 308.35 銷售單價(元/Nm)0.2728 0.2728 0.2728 0.2728 0.2864 0.3007 期末產能(萬 Nm/h)112.98 122.08 149.61 190.01 228.01 273.61 期末產能 YoY-8.05%22.55%27.00%20.00%20.00%零售氣體零售氣體 收入 11.14 13.21 17.48 22.20 27.97 35.25 收入 YoY-8.05%22.55%27.00%26.00%26.00%毛利率 28.68%29.31%32.20%28.00%29.
203、00%30.00%毛利 3.20 3.87 5.63 6.22 8.11 10.57 資料來源:Wind,天風證券研究所 我們對杭氧股份的我們對杭氧股份的稀有稀有氣體業務做了盈利測算,氣體業務做了盈利測算,2022-2024 年收入分別為年收入分別為 9.26、10.01、10.30 億元,毛利率為億元,毛利率為 70%、60%、60%,主要基于以下假設:,主要基于以下假設:稀有氣體(氪稀有氣體(氪+氙):氙):我們假設 2022-2024 年氙氣銷售量分別為 1000、2000、2000m,氪氣銷售量分別為 8000、15000、20000m;2022 年價格則按照目前(2022 年 7 月
204、)市場均價計算,2023 年價格回到俄烏戰爭前(2022 年 2 月)水平,2024 年價格同比下降 10%。稀有氣體業務毛利率假設為 70%、60%、60%。表表 30:杭氧股份的稀有氣體業務拆分(單位:億元)杭氧股份的稀有氣體業務拆分(單位:億元)2019A 2020A 2021A 2022E 2023E 2024E 稀有氣體稀有氣體 收入-9.26 10.01 10.30 55 收入 YoY-8.09%2.86%毛利率-70%60%60%毛利-6.48 6.01 6.18 氙氣銷售量(Nm)-1000 2000 2000 氙氣銷售單價(元/Nm)-512883.33 286071.43
205、257464.287 氪氣銷售量(Nm)-8000 15000 20000 氪氣銷售單價(元/Nm)-51680 28607.14 25746.426 資料來源:Wind,天風證券研究所 我們同樣對對杭氧股份的空分設備制造、乙烯冷箱等業務做了我們同樣對對杭氧股份的空分設備制造、乙烯冷箱等業務做了盈利盈利測算??辗衷O備業務測算??辗衷O備業務2022-2024 年收入分別為年收入分別為 36.27、36.56、37.54 億元,毛利率為億元,毛利率為 25.00%、26.00%、27.00%;乙烯冷箱業務乙烯冷箱業務 2022-2024 年收入分別為年收入分別為 6.41、8.02、10.02,毛
206、利率為,毛利率為 18.00%、19.00%、20.00%,主要基于以下假設:,主要基于以下假設:空分設備空分設備:假設訂單量每年增長 12%;對外訂單比例逐年下降,分別為 60%、55%、50%;假設訂單交付時間為一年,前一年對外訂單的同比增長即為下一年收入的同比增長率;毛利率分別為 25.00%、26.00%、27.00%。乙烯冷箱乙烯冷箱:假設訂單的每年增速為 10%,考慮到前幾年的訂單沒有完全轉化為收入,在手訂單充裕,我們假設未來每年收入增速為 25%,毛利率分別為 18.00%、19.00%、20.00%。表表 31:杭氧股份的空分設備杭氧股份的空分設備、乙烯冷箱、乙烯冷箱及其他業務
207、拆分(單位:億元)及其他業務拆分(單位:億元)2019A 2020A 2021A 2022E 2023E 2024E 空分設備空分設備 收入 30.32 40.89 43.15 36.27 36.56 37.54 收入 YoY-34.86%5.53%-15.94%0.79%2.67%訂單量 38.90 63.90 56.40 63.17 70.75 79.24 對外訂單比例 75%70.00%66.67%60%55%50%對外訂單量 29.18 44.73 37.60 37.90 38.91 39.62 對外訂單量 YoY-53.32%-15.94%0.79%2.67%1.82%毛利 6.78
208、 9.73 10.37 9.07 9.51 10.13 毛利率 22.38%23.79%24.03%25.00%26.00%27.00%業務收入比例 37.03%40.81%36.33%26.33%22.51%19.42%乙烯冷箱產品乙烯冷箱產品 收入 2.05 2.05 5.13 6.41 8.02 10.02 收入 YoY-0.00%150.24%25%25%25%訂單量 4.15 5.90 6.00 6.60 7.26 7.99 毛利 0.43 0.35 0.87 1.15 1.52 2.00 毛利率 21.03%16.88%17.06%18.00%19.00%20.00%業務收入比例
209、2.50%2.05%4.32%4.65%4.94%5.18%其他業務其他業務 收入 2.86 3.06 4.34 5.21 6.25 7.50 收入 YoY-6.99%41.83%20%20%20%毛利 0.75 0.59 0.71 1.30 1.56 1.87 毛利率 26.22%19.28%16.36%25%25%25%業務收入比例 3.49%3.05%3.65%3.78%3.85%3.88%資料來源:Wind,天風證券研究所 56 我們將我們將杭氧股份的業務分為杭氧股份的業務分為三三個板塊,設備制造業務(空氣設備個板塊,設備制造業務(空氣設備+石化設備)石化設備)、大宗氣體業、大宗氣體業
210、務(管道氣體務(管道氣體+零售氣體零售氣體+其他業務)、稀有氣體業務(氪其他業務)、稀有氣體業務(氪+氙)氙),分別給出,分別給出三三個板塊的個板塊的 PE。設備制造設備制造:選取正帆科技、盛劍環境、陜鼓動力作為國內同業對比公司,這三家公司以氣體領域設備制造為主營業務,2022 年三家公司的 PE 平均值為 17.13。雖然杭氧股份的空分設備內銷占比有所提升,但考慮到杭氧依然是國內空分設備制造的龍頭,技術和市占率都具備明顯領先優勢,我們對杭氧股份的設備業務給出 17 倍 PE。大宗大宗氣體氣體:選取金宏氣體、華特氣體、凱美特氣作為同業對比公司,這三家公司以零售氣體為主,2022 年三家公司的
211、PE 平均值為 37.72,綜合考慮杭氧股份的管道氣體業務占比較高、氣體銷售產能快速釋放等因素,我們對杭氧股份的大宗氣體業務給出 32 倍 PE。稀有氣體:稀有氣體:由于公司稀有氣體是公司近期公布的成長性較強的業務,產能搭建接近完成,業務放量在即,短期內大概率迎來供需錯配下的業績釋放,長期內有望實現增量市場的市占率領先,基于以上考量,我們對杭氧股份的稀有氣體業務給出 48 倍 PE。表表 32:設備制造、大宗氣體業務的可比公司設備制造、大宗氣體業務的可比公司 PE 計算計算(數據引用時間:(數據引用時間:2022.7.18)(單位:億元)(單位:億元)業務領域業務領域 代碼代碼 股票股票 凈利
212、潤凈利潤 總市值總市值 PE 2021A 2022E 2023E 2022.07.14 2021A 2022E 2023E 設備制造 688596.SH 正帆科技 1.68 2.65 4.02 45.45 26.99 17.15 11.31 603324.SH 盛劍環境 1.52 2.30 3.22 46.93 30.80 20.40 14.60 601369.SH 陜鼓動力 8.58 11.14 13.83 184.06 21.46 16.52 13.31 平均值 3.93 5.36 7.02 92.15 23.46 17.18 13.13 大宗氣體 688106.SH 金宏氣體 1.67
213、2.85 4.14 86.74 51.92 30.45 20.98 688268.SH 華特氣體 1.29 1.74 2.43 81.40 62.94 46.81 33.50 002549.SZ 凱美特氣 1.39 2.54 4.48 97.30 70.09 38.28 21.71 002971.SZ 和遠氣體 0.90 1.27 1.59 36.54 40.50 28.77 22.98 平均值 1.31 2.10 3.16 75.49 57.47 35.95 23.90 注:數據來自注:數據來自 Wind 一致預期一致預期 資料來源:Wind,天風證券研究所 結合上述的估值和盈利預測,結合上
214、述的估值和盈利預測,我們得出我們得出杭氧股份杭氧股份 2022 年目標市值年目標市值 466.17 億元,對應股價億元,對應股價47.40 元元/股股,相較,相較 2022 年年 7 月月 18 日的日的收盤價,收盤價,仍有仍有 28.11%的上漲空間的上漲空間,首次覆蓋并給首次覆蓋并給予予“買入”“買入”評級。評級。表表 33:杭氧股份的盈利預測與總市值計算杭氧股份的盈利預測與總市值計算(單位:億元)(單位:億元)2020A 2021A 2022E 設備制造(空分設備設備制造(空分設備+乙烯冷箱)乙烯冷箱)收入 40.89 43.15 36.27 毛利 9.73 10.37 9.07 毛利占
215、比 42.79%35.44%23.64%歸母凈利潤 3.61 4.23 3.65 PE 17 17 17 市值 61.33 71.93 62.04 大宗氣體(管道氣體大宗氣體(管道氣體+零售氣體零售氣體+其他業務)其他業務)收入 57.26 70.50 85.82 毛利 12.66 18.02 21.65 毛利占比 55.67%61.59%56.45%歸母凈利潤 4.69 7.35 8.71 57 PE 32 32 32 市值 150.21 235.30 278.86 稀有氣體(氙氣稀有氣體(氙氣+氪氣)氪氣)收入-9.26 毛利-6.48 毛利占比-16.90%歸母凈利潤-2.61 PE-48 市值-125.26 公司整體公司整體 收入 100.20 118.78 137.77 毛利 22.74 29.26 38.36 歸母凈利潤 8.43 11.94 15.44 總市值 211.55 307.23 466.17 對應股價 21.51 31.24 47.40 資料來源:Wind,天風證券研究所