行业报告 年度策略
年度关键词:
新技术新需求 制造业复苏 自主可控
核心观点:
展望2023年,疫情影响逐步减弱,市场需求修复预期较为明确;复杂的国内外政治经济环境下,制造业产业链更加重视自主可控,重点关注三个方向:1)光伏产业链价格调整刺激下游需求,重点关注光伏设备、电池组件、电站运营、非硅辅材、耗材等;2)锂电新技术涌现、电化学储能需求高增,重点关注复合集流体、4680电池、锂电储能等产业机会;3)通用设备有望迎来需求复苏与盈利改善,长期看好以工业机器人、工业母机为代表的高端装备自主可控投资机会。
行业观点概览
投资观点
专用设备:维持高景气成长,新技术产业化加速
光伏设备:2023年全球光伏新增装机量有望达到350GW,新增装机量及增速均有望再创新高。光伏产业链价格调整将会使产业链利润重新分配,同时刺激下游需求,有望引导整个产业链向好发展。在产业链调整的过程中,看好以下几个方向:1、靠近下游的电池组件、电站运营环节;2、非硅辅材、耗材环节;3、光伏设备等。
锂电设备:从新技术带来新需求、扩产结构性加速度和打造第二成长曲线等角度出发筛选公司,2023年重点推荐以下方向:1、新技术:①复合集流体从0到1加速渗透,推荐关注相关设备商东威科技、骄成超声;②若大圆柱渗透率提升,激光焊接等环节有望受益,推荐关注联赢激光;2、锂电储能:2023年或成为国内大储高增速元年,重点关注电池、逆变器、温控、消防等环节;3、主业拓展:锂电设备是少有的能出现千亿级别大市值公司的领域,推荐关注平台型公司先导智能;电力电子、激光加工技术具备延展性,需求增长持续性有望更强,推荐关注星云股份等;4、出口链:海外扩产有望出现结构加速,推荐关注杭可科技。
换电设备:节约时间,降低成本,彻底解决里程焦虑。2022-2025年每年的换电站运营空间分别有望达到83.15亿元、243.71亿元、614.56亿元、1357.55亿元,是换电领域市场空间最大的环节。
光热设备:自带储能的太阳能热电利用形式,伴随新能源装机比例快速提升,光热需求由“伪”转“刚”,2022年规划项目超3GW,大规模产业化有望加速到来。
通用设备:复苏渐近,长期看好产业链自主可控投资机会
工业机器人:2022年,汽车工业复苏,锂电、光伏等新能源行业突飞猛进,中国工业机器人行业整体销量有望突破30万台。展望2023年,中国工业机器人市场整体增速预期为20%至25%,新能源行业仍然是最大驱动力。预计2025年锂电行业工业机器人、移动机器人需求量分别突破6.7万台、2.5万台,2021-2025年CAGR分别超35%、38%。上游三大零部件占工业机器人成本的60%,控制器、伺服电机和减速机三大核心零部件自主品牌国内市场份额偏低,毛利率较高,国产替代空间广阔,部分企业已具有一定的竞争力。本土零部件厂商的不断突破将支撑机器人产业发展。建议关注:汇川技术、埃斯顿、绿的谐波等。
机床:我国制造业的持续较快发展以及转型升级与技术创新需要,带来对数控机床等工业母机的市场需求增加。周期上看,2020年可看作行业复苏增长的起点,2021年出现较大幅度的增长;2022年受制造业景气度下滑影响复苏周期,前11月我国金属切削机床产量增速同比-4.23%;预计整个上行周期为7~8年,未来4~6年仍为机床行业的上升期。据前瞻产业研究院数据,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。我国新生产金属切削机床的数控化率由2012年的25%左右提高至2020年的43%,但相对发达国家70%以上的数控化率,存在较大差距。据前瞻研究院,2018年我国低档、中档、高档数控机床国产化率分别约82%、65%、6%,高档数控机床自主化率较低,进口替代市场空间广阔。建议关注:科德数控、纽威数控、海天精工等。
激光设备:激光自动化设备市场格局分散,CR8低于25%。激光自动化设备通用属性较强,下游分散,行业集中度提高难度较大。激光加工相对于传统方式,优势明显,重点关注其在锂电、光伏等高成长性行业的大规模应用。推荐关注深耕细分高景气赛道的激光加工设备龙头,德龙激光、帝尔激光、联赢激光、大族激光、海目星等。
工业基础件:工业阀门具有多品种、小批量、下游应用场景多等特点,市场格局较为分散,2021年CR3市占率不足10%,各细分应用领域存在龙头,但整体集中度较难提升。目前工业阀门多个下游景气周期正在启动,在国内能源转型及自主可控趋势下,重点关注国内企业在高景气赛道的国产替代机遇,综合竞争实力较强的企业将迎来估值修复,具备较高安全边际,推荐关注纽威股份等。
风险提示:宏观经济波动风险、制造业资本开支不及预期、原材料价格波动风险、技术迭代不及预期。
报告正文
光伏设备:全球光伏装机快速增长,我国占据主要市场
双碳背景下光伏装机快速增长,2016-2021年全球、我国新增装机量CAGR分别为19.4%、9.7%。2021年全球光伏累计装机量926GW,同比+22%;新增170GW(同比+31%),其中中国占比32%,美国占比16%,欧盟占比15%。2021年我国光伏累计装机量308GW,同比+21.7%;新增54.88GW,同比+14%。受“531新政”影响,2018-2019年我国光伏新增装机量连续两年下降;2021年光伏实现平价上网,新增装机量突破17年高点。我国光伏年底抢装潮较为明显,平价上网前主要与补贴与并网时间相关;平价上网后则主要是市场和业主属性的共同影响。
分布式已占据半壁江山,户用光伏快速增长。2021年国内分布式首次超过集中式装机,占比达到53.5%,分布式主要包括工商业和户用,近年来户用光伏装机量占总体装机量的比例从2016年的1.62%迅速增长至2021年的39.30%。
光伏设备:2022年国内新增装机高增,下游装机需求有望进一步释放
2022年国内光伏装机规模:2022年1-11月份,我国光伏新增装机量约65GW,预期光伏新增装机量在75-90GW,光伏整体装机规模在预期范围内,主要因为上半年组件价格较高,下游企业装机动力不足。根据12月30日,国家能源局发布2022年能源工作“成绩单”, 其中,第一批大型风电光伏基地97GW已全部开工,第二批大基地项目、第三批基地项目陆续推进,全年风电光伏发电新增装机预计120GW以上。
上游产能释放,有利于刺激下游装机需求。上游原料价格限制光伏装机规模,随着组件价格的持续下降,下游电站盈利水平得到提升,装机需求有望进一步释放。根据发改委及能源局印发的《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》,到2030年共规划建设455GW风光基地,其中“十四五”规划建设200GW(外送150GW+本地自用50GW),预计在“十四五”规划及大基地项目的逐步推进下,预期2023年我国新增光伏装机有望达到100-120GW。
光伏设备:度电成本持续降低,中国进入平价上网时代
光伏度电成本在全球和中国范围内大幅降低,十年内下降85%。根据国际可再生能源署IRENA发布的《可再生能源发电成本》,2020年全球和中国光伏度电成本分别下降至0.037、0.044美元/ kwh,下降幅度均达到85%水平,后续随着光伏产业链各环节效率提升和成本下降,度电成本有望进一步下探,随着光伏发电成本不断下降,经济性驱动新增装机需求。
中国已进入平价上网时代,电价机制或将发生改变。2021年6月,国家发改委发布《通知》指出2021年起新备案集中式光伏电站、工商业分布式光伏项目和新核准陆上风电项目,中央财政不再补贴,实行平价上网;2021年新建项目上网电价,按当地燃煤发电基准价执行,同时新建项目可自愿通过参与市场化交易形成上网电价。近年来,国内煤电基准电价在0.25-0.45元/kwh,平均为0.38元/ kwh,2022年11月中电联发布《适应新型电力系统的电价机制研究报告》,建议将煤电基准价调整到0.4335元/kwh,选择试点将煤电中长期交易价格上下浮动20%的限制予以放宽,我国电价机制或将发生改变,光伏电站有望有益于电价机制的进一步完善。
光伏设备:上游材料价格下降,催化终端项目需求
12月份光伏上游材料迎来拐点,硅料、硅片价格进入下行通道。2022年12月28日,单晶硅致密料价格为240元/kg,较11月底下降18.6%,较年初增长4.3%;硅片方面,单晶硅166mm、182mm和210mm价格分别为4.50、4.95、6.70元/片,较年初价格分别下降9.1%、14.7%和13%;电池片方面单晶166mm、182mm和210mm价格分别为0.93、0.95、0.95元/w,较年初增加0.5%、1.1%、1.1%;组件方面,355W、182mm、210mm单面晶体PERC组件价格分别为1.86、1.90、1.90元,较年初分别增加0.5%、1.1%、1.1%。
硅料价格的增高主要由供需不平衡导致,下游的电池片、组件端的产能扩张过快造成了上游原材料供不应求,其价格在11月份达到峰值,受到产能释放和季节性需求的影响,12月份硅料价格迅速下行,考虑到各企业对硅料的产能规划及布局,2023年硅料产能实现大幅度扩张,硅料、硅片受到供需结构的影响,其价格有望进一步降低。
光伏设备:N型电池片扩产,成本逐渐降低
TOPCON电池实验室转化率提升至26%,成本逐渐下探逼近PERC电池。2022年,根据中国能源新闻网报道,P型PERC电池量产效率在23.2%~23.5%之间,基于P型硅片的PERC电池即将达到极限转化效率24.5%,成本在0.2元/W左右,TOPCon电池凭借良好的钝化接触结构与低衰减系数、高双面率的特点,在理论上极限效率远高于PERC电池,达到28.7%。我国晶科能源、通威股份等公司布局TOPCon并投产,量产效率最高的为晶科能源,效率稳定在24.8%水平,同时其实验室转化效率达25.4%创造世界记录。成本端,TOPCon已下降至0.26-0.27元/W,同时由于TOPCon在产线上与PERC电池有一定兼容性,电池片原有厂商在设备投入上不超过2亿元/GW,厂商扩产意愿强烈。据不完全统计,2022年宣布扩产的TOPCon产能超过200GW,其中包括中来股份、天合光能、钧达股份、一道新能等知名厂商。
HJT电池转化极限更高,但目前成本仍是制约因素。HJT技术较好解决常规电池掺杂层和衬底接触区域的高度载流子复合损失的问题,其核心工艺在PN结中插入本征非晶硅层作为缓冲层。HJT电池有着转化效率高、低功衰、工艺步骤少的优势契合光伏行业发展规律,目前市场上主流的电池技术PERC需要8-10道工序,而HJT 技术只有四道工序,有利于减化制备流程,更容易实现产业化。根据隆基绿能公布的实验室数据,HJT电池实验室极限效率可达到26.5%,高于PERC的2pct。但由于HJT电池制备为低温工艺,在制作金属电极中只能使用低温银浆,且需要将银粒做成更小并双面加工,银耗量更高,单W成本接近0.33元。未来随着铜电镀、多主栅、银包铜等技术改良的出现,成本有望进一步降低。据不完全统计,2022年宣布扩产的HJT产能超120GW,其中包括爱康科技、东方日升、金刚玻璃等产商。
光伏设备:钙钛矿电池工艺较为简单,有利于降本增效
可调节带隙材料,转换效率迅速提升。光伏中的“钙钛矿”是一类具有CaTiO3型结构材料的总称,钙钛矿晶体为ABX3 结构, 一般为立方体或八面体结构,通过改变A、B、X三种离子的种类和混合比,可以达到带隙从1.17-3.11eV之间的连续调控。钙钛矿电池转化效率从2009年的3.8%飞速提升,经日本JET第三方认证,仁烁光能团队研发的全钙钛矿叠层电池稳态光电转换效率达到29%,再次打破了团队在2022年6月创造的28%的世界纪录,钙钛矿通过十余年的发展几乎赶上了晶硅电池半个世纪所取得的效率。
生产流程较短,可通过一条产线实现原材料到组件的制备。钙钛矿电池包括常规的n-i-p或倒置的p-i-n结构,以p-i-n结为例,构通常由透明导电玻璃、致密层、钙钛矿吸收层、有机空穴传输层、金属背电极五部分组成,其中光吸收层由钙钛矿材料组成,是整个电池结构的核心位置,其成膜质量好坏直接决定了器件性能优劣。从制备工艺上来看,在玻璃商层层向上镀膜,最终通过封装测试完成钙钛矿电池制作。除镀膜设备外,激光设备在钙钛矿制备过程中尤为重要,其通过三道激光化纤完成对功能层的划线并串联整个电池的制作过程。钙钛矿电池的核心设备包括镀膜设备、激光设备、层压设备,并辅以清洗、干燥及各类自动化设备,相较于晶硅电池由硅料、硅片、电池厂、组件的多厂组合生产结构,钙钛矿电池由一条生产线即可组成生产线,实现生产成本的降低。
光伏设备:不同环节发展趋势——向更高效迈进(硅料)
当前主流的多晶硅生产技术主要有三氯氢硅法和硅烷流化床法,产品形态分别为棒状硅和颗粒硅。三氯氢硅法生产工艺相对成熟,2021 年硅烷法颗粒硅产能和产量小幅增加,颗粒硅市占率有所上涨,同比提升了 1.3 个百分点,达到 4.1%,棒状硅占 95.9%。从未来看,若颗粒硅的产能进一步扩张,并且随着生产工艺的改进和下游应用的拓展,市场占比会进一步提升。
与改良西门子法生产的棒状硅相比,FBR颗粒硅的生产在占地面积、管路长度、碳足迹、能耗水平等方面优势非常明显,出料的颗粒硅无需破碎,可直接用于投料,在连续不间断生产和转换效率上有着明显的优势,有望与下游拉晶环节配合提高拉晶效率。
光伏设备:不同环节发展趋势——向更高效迈进(拉棒)
N型电池片更加高效,拉制N型硅需不同的掺杂元素。在晶体生长过程中,若掺入微量Ⅲ族元素(如硼、镓等)可制得空穴导电的P(positive)型硅单晶;若掺入微量Ⅴ族元素(如磷、砷等)可制得电子导电的N(negative)型硅单晶。Cz法拉制P型硅和N型硅的流程几乎相同,但由于硼在硅中更易保证均匀性,故P型硅的制备相对简单,工艺技术也更加成熟,目前在P型硅片衬底上生产的P型电池是市场主流。然而,N型电池(如异质结、TOPCon等)具有弱光响应好、温度系数低、光致衰减小等优点,有更大的效率提升空间,N型电池将会是电池技术发展的主要方向。
N型硅片比P型硅片需要纯度更高的多晶硅料。由于目前行业内拉制单晶硅棒均已实现一炉多根拉制,这样提高了单晶炉产能效率,但也造成拉制过程杂质会累积,因此对原料多晶硅纯度有了更高的要求。根据国家标准,多晶硅料可分为太阳能级和电子级,具体来讲,太阳能3级、2级硅料即可满足多晶铸锭生产需求;P型单晶单根拉制需使用太阳能1级以上硅料、多根拉制需要太阳能特级到电子3级硅料;N型单晶单根拉制需要电子3级以上硅料、多根拉制需要使用电子2级以上硅料。
RCz令坩埚得以多次利用,目前已成为业界主流技术。最早Cz法采用分批直拉(Batch-Cz),此法坩埚会因冷却破裂而无法复用,一只坩埚只能拉一根晶棒。为解决此问题,在BCz的基础上增加加料装置,拉制单根硅棒时留下部分硅熔液使坩埚保持高温,然后通过加料装置将硅料加入坩埚中进行下一根硅棒的拉制,此法称为多次投料复拉法(Recharged-Cz)。RCz法节省了晶棒冷却时间和进排气时间,且石英坩埚可以重复利用,已成为目前业界主流的拉晶工艺。
投料工艺不断进步,CCz市场关注度持续增加。CCz(Continuous-Cz)法可以一边加料一边拉制晶棒,增加了拉晶效率,但CCz法的理念由来已久,我国早在上世纪80年代就有相关研究,之所以没有成为主流工业化生产选择,主要原因是符合条件的硅料较少——CCz法需要粒径更小、流动性更好颗粒硅作为原材料,但目前棒状硅依然占据95%以上的市场。
光伏设备:不同环节发展趋势——向更高效迈进(切片)
有效摊薄单位成本,近年来硅片尺寸快速增大。硅片尺寸经历了三次主要的变革:第一阶段1981年-2012年,硅片尺寸以100mm、125mm为主;第二阶段2012年-2018年,以M0-M2硅片为主;第三阶段自2018年以来,陆续出现了G1、M6、G12、M10等更大尺寸硅片。当硅片尺寸在一定范围内增大时,制造企业在不换设备的前提下只需改变夹具就可以增加产出率,这是近年来硅片尺寸迅速变大的重要原因,但大尺寸在增加电池生产线的产能、减少产线单位设备投资的同时,却无法增加电池效率,因此增大硅片尺寸是一种降本技术,而不是增效技术。
有效降低硅成本、提高单位产能,硅料价格高企加速薄片化进程。硅片薄片化不仅有效减少硅材料消耗,而且薄片化能够使硅片更柔韧。近年来硅片平均厚度不断减少,目前市场上主流的166、182及210单晶硅片厚度均为160μm,相比2016年减薄了16%。尤其是2021年以来,受到硅料价格快速上涨的影响,硅片厚度有加速减薄的趋势,目前中环外售的P型硅片最薄为150μm,N型硅片最薄已经达到130μm。预计未来硅片厚度仍将进一步降低。
光伏设备:不同环节发展趋势——向更高效迈进(组件)
TOPCon结构钝化能力优秀,与perc产线兼容性较好。TOPCon即隧道氧化钝化接触(Tunnel Oxide Passivated Contact-TOPCon),该电池结构是在硅片的表面生长一层超薄的隧道氧化层SiO2(<1.5nm),再在该超薄氧化层外面覆盖上一层P掺杂的多晶硅(poly-Si)。这层超薄的氧化层既起到了优秀的界面钝化作用,又起到了让多数载流子通过而不让少数载流子通过的作用。该路线与PERC产线兼容性好,升级投资成本较低。
异质结工艺步骤少但工艺难度大,且与现有产线完全不兼容。在常规晶硅太阳电池的制备中,PN结的两端均为单晶硅,从而称为同质结;若在硅衬底上沉积其它材料,然后通过材料本身功函数与硅衬底功函数的差异形成PN结,由于在结区两端采用的是不同的材料,因此称之为异质结。根据最新研究,异质结极限效率为极限效率为27.5%,TOPCon为28.7%,但要求双面都做多晶硅,而产业化单面多晶硅TOPCon只能到27.1%,异质结效率具备优势。异质结核心工艺只需4步,远少于TOPCon路线,但工艺难度大,且所需设备均不与PERC兼容,故升级成本较大。
光伏设备:不同环节发展趋势——向更高效迈进(电池片)
不同组件封装工艺情况——
SMBB(Super MBB):是现有MBB(Multi-busbars)的升级,设备及工艺并没有大的变化,也和现有产线及组件技术兼容。
叠瓦:相比串焊机,叠瓦机的工艺复杂、成本和单价均较高,随着多主栅串焊机的不断更新迭代,叠瓦机在国内的市场空间可能会呈现萎缩状态。
SWCT (smartwire connection technology):去除了太阳电池电极中的主栅,降低了银浆的耗量,提高太阳电池组件的输出功率,达到降本增效的目的。
背接触:与常规太阳能电池不同,IBC电池的导电串联,可以利用传统的焊带焊接,也可以是导电背板封装等。
光伏设备:不同环节发展趋势——向更高效迈进(钙钛矿)
政策出台为钙钛矿产业发展提供有力支持。2022年6月,国家发展改革委、国家能源局等九部门联合印发的《“十四五”可再生能源发展规划》提出,掌握钙钛矿等新一代高效低成本光伏电池制备及产业化生产技术。8月18日,科技部等九部门联合印发的《科技支撑碳达峰碳中和实施方案(2022—2030年)》提出,重点研发高效稳定钙钛矿电池等技术。
钙钛矿产业化加速,多企业进行产能布局。钙钛矿电池有着高效率、低成本和对环境影响较小的特点,是近年来具有高效率低成本的光伏技术之一,已逐渐成为世界光伏研究领域的重点方向,逐步由实验室走向工厂实现产业化。2022年12月8日,机电光能150MW钙钛矿产线投产,成为目前全球产能最大的钙钛矿产线,项目总投资超过2亿元。多家企业对钙钛矿行业进行布局,宁德时代于2022年10月公布一批钙钛矿专利;纤纳光电于2022年年初投资建设的100MW钙钛矿规模化产线建成投产,2022年公司规划GW级生产线建设,有望2023年投产;宝鑫科技钙钛矿项目计划于2023年完成实验室建设,2024年进入中试阶段。随着钙钛矿电池技术发展,度电成本逐步降低,未来钙钛矿电池有望应用于BIPV、分布式电站、集中式电站等多元化场景。
光伏设备:把握产业链调整下的投资机会
光伏产业链价格调整将会使产业链利润重新分配,同时刺激下游需求,有望引导整个产业链向好发展。在产业链调整的过程中,把握以下几个方向:
靠近下游的环节:光伏上游涨价过程中,下游如电池片、组件环节的企业利润受到很大侵蚀。随着上游价格回归合理及终端需求提升,下游环节盈利能力将得到很大改善。
非硅辅材、设备环节:尽管硅料价格下降会导致后续环节中由硅制备的产品(如硅片、电池片、组件等)价格不同比例下降,但是对于非硅辅材、耗材(如支架、逆变器等),基本不会受到硅料价格影响,同时受益于下游需求提升,有望迎来新机遇。
光伏设备:受上游原材料价格上涨影响,电池片、组件端扩产需求受到抑制。伴随上游价格回归合理,电池片、组件端盈利能力提高,中下游的扩产需求有望得到刺激。建议关注:捷佳伟创、迈为股份等。
光伏设备:标的公司推荐
奥联电子:设立奥联光能,依托自身制造能力,快速建立并完善钙钛矿太阳能电池制备技术体系、制备能力,完备钙钛矿太阳能电池工艺装备研制体系、规模化生产能力。
捷佳伟创:布局PE-Poly新技术路线,已成功获取头部客户订单,进一步加快TOPCon电池的大规模产业化,奠定公司在TOPCon高效电池专用设备及技术领域的龙头地位。公司中标某领先公司的钙钛矿电池量产线镀膜设备订单,随着钙钛矿产业化渐行渐近,公司生产的钙钛矿电池核心装备有望持续受益。
迈为股份:具备HJT整线设备制造能力,有望受益于异质结电池设备,助力业绩增长,同时公司拟投资21亿元建设半导体项目,半导体业务布局有望成为第二增长极。
天通股份:C向长晶法产业化加强公司蓝宝石材料技术壁垒,为制备翘曲度和弯曲度性能优良的衬底提供了高质量晶体保障,基于RCz单晶炉的基础改造开发CCz长晶设备,随着产业化推进及生产技术提升,CCz拉晶炉有望打造公司第二增长盈利曲线。
双良节能:大尺寸单晶硅销售处于供不应求状态,产能规划方面2022年尽快实现20GW+的年产能,2023年尽快实现共计40GW+的年产能,公司作为多晶硅还原炉设备龙头,通过签订硅料采购长度保障原材料供应。
锂电设备:新能源车渗透率快速提升,22年我国新能源车渗透率超25%
我国新能源车单月渗透率已超过30%。据中汽协数据,2022年我国新能源车销量688.7万辆,同比增长93.4%,渗透率25.6%,其中12月单月渗透率约32%。
22年1-11月,全球新能源车渗透率已达12.1%,而21年全年仅为7.9%。据EV Sales数据,2022年1-11月全球新能源车销量881万辆,同比增长59%;渗透率12.1%,同比提升4.6pct。分地区来看,2022年前十月挪威、瑞典两国新能源车渗透率全球领先,分别为70%、46%;其次为中国和德国,渗透率接近25%;美国新能源车渗透率仍较低,约为7%。
锂电设备:预计2025年全球新能源汽车渗透率超过25%,动力电池需求近1500GWh
供给端的促进因素推动新能源汽车大规模普及转向内生驱动。1)动力电池成本持续下降促进电动车硬件成本价格下降;2) 传统车企加速电动化布局,新势力则希望借由电动化的窗口实现对传统车企的反超;3)特斯拉等厂商诸多爆款车型的鲶鱼效应促进各方厂商不断推出在价格、续航等方面更具竞争力的车型等。
新能源汽车渗透率未来有望持续提升。预计2025年中国、欧洲、美国新能源汽车销量分别为1500万辆、605万辆、357万辆,全球新能源汽车销量超过2500万辆,对应到2025年,中国、欧洲、美国、全球的新能源汽车渗透率分别为50%、38%、20%、26%。
预计2025年全球动力电池装机量1486GWh。考虑到全球新能源汽车渗透率的提升,2025年全球合计销量超过2500万辆,同时随着纯电动汽车占比的提升、单车带电量的增加,预计2025年国内动力电池装机量839GWh,国外装机量647GWh,全球合计装机量1486GWh,2021-2025年年复合增长率约45%。
锂电设备:电池厂扩产周期错位,促进行业整体维持快速增长
扩产周期错位:本轮扩产周期中,全球一二线电池厂均加速扩产,但是受到订单匹配、已有产能、融资进度、新冠疫情等多方面因素的影响,不同电池厂的扩产速度不同,随着各类问题的逐步解决,部分厂商未来扩产速度有望加快,致使行业出现结构性加速度的局面。
国内电池厂:据各公司披露的项目进展情况统计,宁德时代、比亚迪、亿纬锂能、蜂巢能源、中创新航2025年规划产能分别为892GWh、462GWh、345GWh、334GWh、400GWh。国外电池厂:LG新能源预计2025年产能437GWh;SKI预计2025年产能200GWh以上;此外,Northvolt也正在逐步加速扩产,欧美动力电池新军持续涌现。
锂电设备:当前投资逻辑正发生转变,2023年重点关注新技术及平台化两大主线
锂电设备的投资逻辑正在发生转变。行业需求二阶导向下背景下,需要重视:1) 未来扩产的结构性特征更加明显;2)利润端弹性和远期成长空间理应更受重视。我们认为,应该从短、中、长期景气共振的方向把握锂电设备下一阶段的投资思路。
新技术带来新需求。我们认为,电池制造技术温和迭代属性较强,看好两个技术迭代受益路径:绑定头部客户享受预研红利+微创新带来的增量需求。目前,两个方向较为明确:1) 复合集流体产业趋势明确,设备、材料等产业环节将迎来发展机遇;2)若4680圆柱电池渗透率提高,激光焊接等环节有望显著受益。
锂电储能需求高增。展望2023年,政策面强制配储需求更加明确,基本面硅料价格下行将加速风电装机,带动大储需求持续高增;盈利方面,储能商业模式逐渐清晰,收入端峰谷电价差拉大、成本端碳酸锂价格回落将推动储能经济性进一步显现。重点关注电池、逆变器、温控、消防等环节。
不止步于锂电设备。受益行业发展红利后,有望迎来第二成长曲线:1) 大行业孕育大公司,锂电设备是专用设备中少有的能出现千亿级别大市值公司的领域,先导智能平台化布局逐步清晰;2)机械加工、电力电子技术迁移性较强,关注相关公司在电化学储能和激光加工等领域增长的延续。
锂电设备:新技术——复合集流体安全性优势突出,预计25年设备市场空间合计约139亿元
高安全性:突破了传统内短路防护技术仅能延缓内短路引发热失控,并降低甚至极大牺牲电池比能、寿命及增加成本等为代价的技术瓶颈,彻底解决了电池因内短路易引发热失控的行业难题。高能量密度:中间层采用轻量化高分子材料,重量比纯金属集流体降低50%-80%,电池能量密度实现提升5%-10%。长寿命:高分子材料相比金属具有低弹性模量,电池的循环寿命实现提升5%。强兼容:将传统集流体直接升级为复合集流体不影响电池内部电化学反应,能够直接运用于各种规格、不同体系的动力电池。
预计2025年设备(磁控溅射+水电镀+超声焊)市场空间合计约139亿元,复合铜箔市场空间约264亿元。根据锂电池在新能源车、储能、两轮车、3C等领域的应用测算,我们预计2025年全球锂电总需求为2162GWh,假复合铜箔渗透率提升至20%,则2025年复合铜箔设备市场空间合计约139亿元(其中真空磁控溅射设备约53亿元,镀铜设备约64亿元,超声波焊接设备约22亿元);复合铜箔市场空间约264亿元。
锂电设备:新技术——复合集流体产业蓬勃发展,看好设备厂与最先有下游支持的箔材厂
众多玩家涌入,我们依然坚持看好设备厂与最先有下游支持的箔材厂。复合集流体行业正处于从0到1的跨越式发展阶段,且产业自下而上由宁德时代等电池厂推动,材料厂与设备厂加速布局。我们认为,从产业发展生命周期的角度,复合集流体行业投资可分为两个阶段:第一阶段,在当前的产业初期、材料厂普遍实现量产前,应重点关注技术与量产规模具备先发优势的材料厂与设备厂,如宝明科技、胜利精密、东威科技、骄成超声等;第二阶段,即材料厂普遍实现量产后的产业中后期,成本成为竞争的核心要素,应重点关注具备产业链一体化布局能力的相关厂商。
锂电设备:新技术——4680电池具有高能量密度、高输出功率、高续航里程、低成本等优势
4680电池为新一代圆柱电池,具有高能量密度、高输出功率、高续航里程、低成本等优势。锂离子电池结构主要分为圆柱、方形和软包三种,4680电池是特斯拉推出的直径为46mm,高度为80mm的新一代圆柱电池,相比于此前应用较多的2170圆柱电池,其增大尺寸的同时能量密度提升5倍、输出功率提升6倍、续航里程提升16%、而成本降低14%。
特斯拉引领行业变革,LG、松下、宁德等企业加速布局。特斯拉于2020年9月率先发布4680电池,2022Q3每周电池包产量可达100套以上;松下计划2023年4680电池产能达10GWh;LG于2022年6月宣布投资5800亿韩元新建4680电池生产线,年产能9Gwh;亿纬锂能拟投43.75亿元用于年产20GWh大圆柱46系列动力储能锂离子产能建设;宁德时代拟于2025年为宝马供应46毫米新型圆柱电池。
锂电设备:新技术——大圆柱渗透率若提升,激光焊接等环节有望受益
全极耳加工难度大,激光焊接受益于大圆柱渗透率提升。相比传统电池单极耳使用脉冲激光器进行点焊,4680圆柱电池的全极耳结构采用连续激光器进行面焊,焊接工序增加,且焊接数量是2170电池电极的5倍以上,焊接设备价值量有望提升;此外,全极耳焊接为激流盘与卷芯断面的焊接,集流盘易发生偏移,激光强度和焦距不容易控制,易焊穿烧到电芯内部或者造成虚焊。
相关设备公司有望充分受益。据相关公司公告,联赢激光4680电池激光焊站样机已完成设计生产进入工艺实验阶段,并根据实际数据进行整线设计;杭可科技4680圆柱充放电水冷一体机已批量生产;先导智能可提供4680电池卷绕组装等核心设备;海目星高速激光制片机在行业内率先量产,已进入特斯拉供应链。
锂电设备:锂电储能——储能领域增速高于锂电板块整体,2023年国内大储需求有望爆发
储能为未来7年复合增速最快的锂电细分领域,预计2030年全球锂电储能需求接近1TWh。电化学储能具有灵活部署、受自然环境影响小、建设周期短等优势,正成为当前主流的新型储能路线,据CNSEA数据,2021年锂电池占电化学储能装机的88.8%。我们预计2025年全球储能锂电池出货量约488GWh,2021-2025年CAGR达65%,复合增速高于动力电池及小电池等锂电细分领域。
政策面与基本面共振,2023年储能需求有望爆发、盈利有望上行。据不完全统计,2022年我国电化学储能系统新增招标规模达50.97GWh,同比大幅增长714.18%。展望2023年,政策面强制配储需求更加明确,基本面硅料价格下行将加速风电装机,带动大储需求持续高增;盈利方面,储能商业模式逐渐清晰,收入端峰谷电价差拉大、成本端碳酸锂价格回落将推动储能经济性进一步显现。
锂电设备:锂电储能——重点关注电池、逆变器、温控、消防等环节
能源转型趋势下,锂电储能迎来高速发展期。国内强制配储及储能经济性共同推动下,2023年或成为国内大储高增速的元年,伴随海外政策逐步落地,欧洲和美国市场也将保持较快增长。投资方面,锂电储能产业链重点关注以下几个环节:
1、电池:为储能系统成本占比最高的环节,伴随碳酸锂价格回归理性,电池环节盈利性有望改善,同时重点关注新技术路线进展。
2、逆变器:壁垒较高、在储能系统成本占比约15-20%,重点关注具备品牌、渠道、服务优势的企业。
3、温控、消防:储能高增长叠加液冷渗透提升,储能温控环节需求弹性较大,建议关注英维可、同飞股份、申菱环境等。伴随行业标准出台,储能消防价值量有望提升,建议关注青鸟消防、国安达。
锂电设备:主业拓展——受益行业发展红利后,有望迎来第二成长曲线
锂电设备行业赛道宽广,可以孕育大市值企业。据我们测算,锂电设备2021-2025年平均市场规模超千亿元,足够高的天花板使得行业能够孕育大市值公司。在专用设备行业中,锂电设备是少有的能出现千亿级别大市值公司的领域。
锂电池生产前中段主要为机械、激光加工技术,后段主要涉及电力电子技术,可迁移性较强。1)平台型:先导智能立足锂电设备,在光伏、3C、汽车智能等领域进展加速,平台型布局逐渐形成。2)储能:星云股份光储充检站已在福州、宁德、宜宾等地落地建设;与广州白云公资、国电许继(北京)签订战略合作协议,相关项目正在全国加速推广。3)激光:联赢激光已布局消费电子、五金汽配等领域,钢壳电池焊接设备已有小批量出货;2022年前三季度储能业务占比超20%,明显高于往年10%的同期占比。
锂电设备:重点推荐新技术、锂电储能、主业拓展等结构性机会
投资建议:从扩产结构性加速度、新技术带来新需求和打造第二成长曲线等角度出发筛选公司,2023年重点推荐以下方向:1、新技术:①复合集流体从0到1加速渗透,推荐关注相关设备商东威科技、骄成超声;②若大圆柱渗透率提升,激光焊接等环节有望受益,推荐关注联赢激光;2、锂电储能:2023年或成为国内大储高增速元年,重点关注电池、逆变器、温控、消防等环节。3、主业拓展:锂电设备是少有的能出现千亿级别大市值公司的领域,推荐关注平台型公司先导智能;电力电子、激光加工技术具备延展性,需求增长持续性有望更强,推荐关注星云股份等;4、出口链:海外扩产有望出现结构加速,推荐关注杭可科技。
风险提示:新能源汽车渗透率提升不及预期、下游电池厂扩产进度不及预期、电池新技术渗透率提升不及预期、锂电设备更新迭代不及预期。
换电:节约时间,降低成本,彻底解决里程焦虑
电动汽车换电模式是指通过集中型充电站对大量电池进行集中存储、集中充电、统一配送,并在电池配送站内对电动汽车进行电池更换服务;或者通过换电站集电池充电、物流、调配、以及换电服务于一体。
换电模式主要有两类:集中充电模式和充换电模式。集中充电模式指通过集中型充电站对大量电池集中存储、集中充电、统一配送,并在电池配送站内对电动汽车提供电池更换服务。充换电模式指以换电站为载体,换电站同时具备电池更换和电池充电功能,站内包括供电系统、充电系统、电池更换系统、监控系统、电池检测与维护管理部分等。目前而言,市场采用的换电方式多为充换电站模式。
换电:节约时间,降低成本,彻底解决里程焦虑
作为电动汽车的能源补给方式来说,换电模式的优势是显而易见的。比如能源补给时间短、消费者购车成本低、延长电池使用寿命、及时排除安全隐患、缓解用电压力等待。而其缺点主要有以下三点:一是换电站前期投入成本高,但是随着规划不断提升,产业标准逐渐成熟,换电站的投资额有望持续下降;二是换电站后期运营成本高,然而换电站常适合无人化运营,从而降低运营成本;三是换电标准还未实现统一,但是政策大力支持,换电标准有望加速统一。
三种能源补给形式对比,充电站的补能时间、电池寿命、对电网影响方面均具备优势。
换电:全国换电站数量同比大幅增长、换电重卡订单火爆,新能源换电模式有望加速到来
2022年11月我国主要换电运营商换电站总量突破1900座,同比增长60%。截至2022年11月份,我国主要换电运营商换电站数量达到1902座,同比增长59.56%,继续保持高速增长。分地区看,换电站保有量排名前五的分别为北京市(285座)、广东省(238座)、浙江省(224座)、江苏省(166座)、上海市(128座)。
换电重卡销售数据抢眼,有望成为新能源重卡市场的“生力军”。2022年11月新能源重卡销售2051辆,同比增长11%,1-11月份合计销售19037辆,其中换电重卡销量9082辆,同比增长282.40%。仅11月份,换电重卡销量就达到959辆,占新能源重卡销量的47%。换电重卡迅猛发展,有望成为新能源重卡市场的“生力军”,进而带动换电站的需求。
换电:全国换电站数量同比大幅增长、换电重卡订单火爆,新能源换电模式有望加速到来
政策强力支持重卡换电市场发展,2022年订单已超万台。重卡一直是污染“大户”,是国家重点关注的节能减排对象。据生态环境部数据显示,目前我国重型商用车保有量大约在1000多万辆,仅占我国汽车保有量的4.4%,但其排放的氮氧化物和颗粒物分别达到汽车排放总量的8成以上和6成以上。重卡的节能减排势在必行,发展环保、节能、无污染的新能源重卡是必然趋势。
两会鼓励车电分离、推进换电标准,换电模式或将迎来爆发期。2022年国家多项政策提及换电模式,引发各界关注。有代表提出诸如推行电池租赁,加强换电技术创新与标准化支撑,建设适配换电站,探索共享换电模式;鼓励快换式“车电分离”模式的推广应用;将换电站作为新基建重点等建议。随着越来越多的企业入局换电市场,换电模式标准化已呼之欲出。
换电站运营或是市场空间最大的一环,推荐关注领先布局的企业。我们认为2022-2025年每年的换电站运营空间分别有望达到83.15亿元、243.71亿元、614.56亿元、1357.55亿元,是换电领域市场空间最大的环节。考虑到换电产业或将快速爆发,推荐重点关注领先布局的企业:1、协鑫能科(002015.SZ)——领先的换电站运营商;2、瀚川智能(688022.SH)——换电设备制造商与设备维护商;3、博众精工(688097.SH)——智能换电站解决方案;4、山东威达(002026.SZ)——蔚来二代换电站供应商;5、科大智能(300222.SZ)——完整换电站解决方案的供应商;6、宁德时代(300750.SZ)——发布换电品牌EVOGO加速布局。
光热:光热发电,自带储能的太阳能热电利用形式
利用反射镜将阳光聚集发电,自带储能实现稳定电力输出。太阳能热发电,也称聚光型太阳能热发电(Concentrating Solar Power,简称CSP)或光热发电(Solar Thermal Electricity,简称STE),是目前已实现商业化的两种太阳能发电技术之一。它利用大量反射镜以聚焦的方式将太阳直射光聚集起来,加热工质并进行储存,再利用高温工质产生高温高压的蒸汽,驱动汽轮发电机组发电。由于大规模储热系统的存在,太阳能热发电可以实现连续、稳定、可调度的高品质电力输出,因而具备广阔的发展前景。
光热系统组成包括集热、储热、换热、发电,根据集热方式不同又划分四大类型。光热发电系统主要由太阳能集热器、储热系统、热交换系统、发电系统构成。根据集热形式不同又可分为塔式、槽式、菲涅尔式、碟式四类,塔式系统是利用平面反射镜将太阳光反射到中心高塔顶部的吸热器上,即采用点聚焦方式;槽式系统和菲涅尔式系统都是线聚焦方式,聚光反射镜将太阳光反射到细长线型的管状集热器上,碟式光热发电是利用旋转抛物面聚光镜将太阳光聚集在集热器上。
光热:2021年全球光热累计装机量不足7GW,西班牙、美国、中国占比高
全球光热累计装机约6.7GW,西班牙和美国占据过半市场。2021年全球新增光热发电仅一个项目,为智利太阳能光热光伏混合项目中的太阳能热发电站,装机容量110MW,配备储热时长17.5小时。截至2021年,全球光热累计装机量约6.7GW,其中西班牙占比约34%,美国占比约27%,中国占比约9%。美国早在1982年就建立了当时最大的塔式光热电站Solar One(10MW,后被改造为Solar Two);而西班牙2007年建成了世界上第一个商业化运行的塔式太阳能光热发电站PS10,这两个国家已经掌握了光热发电大量的关键技术,是目前光热的主要市场。
我国基本掌握核心技术,光热发展大幕正在徐徐拉开。我国在光热领域的探索起步并不算晚,早在20世纪70年代中期,我国就在天津建造过一套功率为1kw的塔式太阳能光热发电装置。2012年,八达岭1MW塔式光热实验电站于北京延庆调试发电,这是我国乃至亚洲首座兆瓦级塔式光热项目,并且其所有的技术、设备全部都是我国完全自主研发和制造的,标志着我国具备独立建设大型光热电站能力。2016年发布《国家能源局关于建设太阳能热发电示范项目的通知》,确定第一批太阳能热发电示范项目共20 个,总计装机容量134.9万千瓦,正式拉开了我国光热高速发展的大幕。
光热:光热发电项目成本构成,太阳岛占绝大部分
目前光热发电成本依旧较高:由于国内光热产业还处于示范阶段,光热发电站装机规模较小,尚未形成规模化,造成成本较高。从初始投资成本看,光热发电站的单位千瓦投资成本在2.5万-3.5万元,是传统煤电站的3-4倍、陆上风电的3-4倍、光伏电站的4-5倍,关键的太阳岛和储热岛固定投资分别占50%-60%、15%-20%,并且储热时间越长,投资成本越高;从度电成本看,据业内估算,塔式光热电站的度电成本在1元/千瓦时左右,相当于煤电的3-4倍、陆上风电的2.3倍、光伏发电的1.4-2倍。
具体来看,太阳岛所占成本比例最高:太阳岛主要包括聚光系统和吸热系统。热力发电岛主要包括热力系统及辅机设备、水循环、水处理系统、换热设备等。对于具有一定规模的塔式太阳能热发电站(10MW以上),太阳岛成本占电站建造成本的55%以上。随着塔式太阳能热发电站装机容量增加,太阳岛成本所占的比例也越来越高,装机容量为300MW,600MW时,太阳岛成本所占的比例分别可达到68%和70%。
定日镜是太阳岛中成本占比最高的部件:目前中国塔式太阳能热发电站的太阳岛造价为3600~4000元/kW。其中定日镜成本约占太阳岛成本的75%,随着电站规模变大,定日镜数量相应增加,太阳岛成本构成中定日镜的占比也会增加,吸热器输出热功率达到500MW以上后,定日镜成本在太阳岛中的占比大于80%。
光热:大规模产业化有望加速到来
国内首批20个光热示范项目并网不足一半。根据《关于2021年新能源上网电价政策有关事项的通知》,首批光热示范项目的延期电价政策为:2019年和2020年全容量并网的,上网电价按照每千瓦时1.10元执行;2021年全容量并网的,上网电价按照每千瓦时1.05元执行;2022年1月1日后并网的首批太阳能热发电示范项目中央财政不再补贴。
CSPPLAZA表示,行业内普遍反应2022年1月1日的时间节点设置不够合理,如能将该时间节点延至2022年年底,部分项目仍有可能实现投运。需要指出的是,即便该《征求意见稿》落地,在“十四五”期间,并不意味着将无光热项目。风光储一体化项目将成为“十四五”新能源发电项目开发的主要形态,配置光热仍具有显著的竞争优势,相关部门亦将研究出台细分的支持政策,推动光热在风光储一体化项目中增加配置。
光热:大规模产业化有望加速到来
光热电站的本质是低成本的热存储,未来发展的新趋势是与光伏混合建设。光热系统是通过聚光装置来收集太阳能,并将其用于工业用热或发电的储能形式,其热量易于长期保存、价格便宜,越来越受到市场的广泛认可。在设计之初,光热电站定位于绿色氢和合成燃料的低成本供应商,但伴随着光伏电站的大力推广,光热电站发展的新趋势是与光伏电站混合建立,成为集光伏发电、光热储能为一体的光储大基地。光伏在白天可以提供廉价的电力,光热则把热量存储在储能设备中,并在夜间以电的形式释放和输送。其他混合式光伏/光热设计包括在太阳高峰期间利用光伏产生的多余电力来进一步加热位于同一地点的光热熔融盐系统。
国内塔式发电项目为主流。1)槽式发电站是通过将槽型抛物面聚光集热器经过串并联的排列,加热工质产生高温蒸汽,驱动汽轮机发电机组发电。2)塔式热发电是在大型光储基地上建立多台大型太阳能反射镜,即定日镜,并按照配套跟踪装置在定日镜表面。其可以准确的将太阳光反射集中到一个高塔顶部的接收器上,接收器的聚光倍率可超过1000倍。在这里,吸收的太阳光能转化为热能,热能再传递给工质,经过蓄热环节输入热动机,经过膨胀做工带动发电机后,以电能形式输出。3)太阳能碟式发电也称盘式系统,主要是通过盘状抛物面聚光集热器进行聚光,从而产生高温,目前尚未大规模投产。
光热:大规模产业化有望加速到来
17省市“十四五”规划推动光热发展,光热+光伏有望成为大基地标配。九部委联合印发的“十四五”可再生能源规划明确了中国十四五时期光热发电行业的发展主基调:要有序推进长时储热型太阳能热发电发展,推进关键核心技术攻关以及太阳能热发电成本的明显下降;在青海、甘肃、新疆、内蒙古等光热资源的优质区域,发挥太阳能热发电储能调节能力和系统支撑能力,建设长时储热型太阳能热发电项目,推动太阳能热发电与风电、光伏发电基地一体化建设运行,进而提升新能源发电的稳定性和可靠性。目前,随着各地“十四五”能源及可再生能源规划接连出台,各地光热发电规划也已明晰,多个包含光热的风光热互补新能源项目已正式获批并陆续启动建设。据相关信息统计,目前青海、甘肃、新疆在建/拟开发光热项目均超过1GW,内蒙古在建/拟开发光热项目400MW(十四五规划新增装机500MW),吉林在建/拟开发光热项目200MW,西藏在建/拟开发光热项目242MW,总装机超4000MW。
光伏+光热发电下游需求旺盛,重点关注行业龙头企业。光伏+光热项目下游装机的快速进行,将直接带动设备提供商,与光热发电项目系统集成商发展。建议关注:具备完成电站投资、总承包、运营经验并能提供完整熔盐储能解决方案的企业:西子洁能、首航高科;具备反射镜超白玻璃原片技术的企业:金晶科技、洛阳玻璃、安彩高科。
2023年制造业修复预期较为明确,通用自动化设备或迎恢复性增长
我国制造业规模持续增长,保持世界第一制造大国地位。从制造业品类齐全度及收入规模来看,我国已经成为全球领先的制造业大国。我国制造业规模持续增长,根据国家统计局相关数据, 2021年制造业 GDP 规模达31.66万亿,增加值占全球比重近30%,连续12年保持世界第一制造大国地位。我国通用工业自动化设备产业拥有坚实的发展基础,以及较大的市场潜力。
制造业2022年受疫情影响较大,预计2023年整体实现修复的预期较为明确。2022年疫情对制造业企业需求和生产均带来不利影响。2022年11月官方制造业PMI录得48.0%,较上月-1.2PCTS,连续两月位于荣枯线之下。11月工业增加值同比+2.2%(市场预期+3.68%),较10月-2.8PCTS。1-11月制造业投资增速+9.3%,较1-10月下行0.4PCTS。12月初疫情防控政策调整,在放开初期由于大量企业员工感染对制造业经营带来较大扰动。展望2023年,我国制造业整体实现修复的预期较为明确。
通用自动化处于底部区域,政府定调扩大内需,行业有望迎来恢复性增长机会。2022年11月份,国内工业机器人产量40113套,同比增长0.3%;1-11月国内工业机器人产量为402638套,同比下降-2.6%。11月全国金属切削机床产量为5万台,同比下降13.20%;1-11月全国金属切削机床产量52万台,同比-12.5%。当前,工业机器人及金属切削机床产量累计值及同比增速均处于行业底部区域。近期,中共中央、国务院印发《扩大内需战略规划纲要(2022-2035年)》,国家发改委同步制定出台《“十四五”扩大内需战略实施方案》,提出加大传统制造业优化升级投资力度,扩大先进制造领域投资,提高制造业供给体系质量和效率。国家政策定调扩大内需,行业迎来恢复性增长机会。
工业原材料价格涨幅逐级回落,芯片供应紧张格局改善,行业盈利环境趋暖。国家统计局相关数据显示,2022年11月份全国工业生产者出厂价格同比下降1.3%,环比上涨0.1%;工业生产者购进价格同比下降0.6%,环比持平。2022年1-11月平均工业生产者出厂价格比去年同期上涨4.6%,工业生产者购进价格上涨6.7%,进出厂价格逆差逐步收窄。同时,全球“缺芯”状况有所缓解,且国内企业正在积极推进国产芯片替代部分进口芯片的过程,行业芯片供需格局有一定程度改善。
制造业转型升级,欧盟通胀高企,均为行业带来发展机会。我国制造业转型升级方向是“高端化、智能化、绿色化”,企业转型发展与技术创新带来更多的自动化设备细分市场需求。欧盟通胀高企,2022年以来外资龙头多次提价、部分产品供应紧张,国内产业链迎弯道超车机会。
国家引导扩大制造业有效投资,聚焦实施国内产业链自主可控
国家引导扩大制造业有效投资,相关支持举措持续出台。工业和信息化部将修订《工业企业技术改造升级投资指南》,实施工业企业技术改造升级导向计划,引导企业开展新一轮技术改造和设备更新投资。2022年11月22日召开的国务院常务会议要求,加快设备更新改造落地。在已基本完成项目贷款签约基础上,要把工作重点转向专项再贷款发放和财政贴息拨付,督促用款单位加快设备购置和改造。12月28日,商务部等10部门发布关于支持国家级经济技术开发区创新提升更好发挥示范作用若干措施的通知,加大财政金融支持力度,支持实施符合条件的制造业项目。
党和政府高度重视产业链供应安全问题,自主可控是大势所趋。我国尚未完全迈入制造强国行列,近年来,我国发展的内部条件和外部环境发生了深刻变化,制造业产业链自主可控发展面临着一系列新问题、新风险:(1)我国制造业产业链存在“卡脖子”短板。产业基础依然薄弱,关键零部件、基础材料和重要元器件对外依存度较高;(2)我国制造业产业链发展不稳定、不平衡。近年来,单边主义、保护主义潮流上升对我国制造业产业链的完整性、安全性造成较大威胁;(3)我国制造业产业链核心竞争力不突出。尽管我国拥有最完整的工业体系和“世界制造中心”地位,但是“大而不强”、“全而不优”问题仍然突出。党和政府高度重视产业链供应链安全稳定问题,要求通过增强产业链供应链自主可控能力来推动制造业高质量发展。
预计本轮通用自动化设备需求拐点或在2023年上半年出现
预计本轮通用自动化设备需求拐点或在2023年上半年出现。 从工业企业利润累计增速看,当前仍处下行通道。从工业企业产成品库存来看,2000-2020年,国内共经历6轮完整的库存周期,当前处于第七轮去库存的下行期。除2000.6-2002.10的周期外,其余的各轮周期大致在3-4年。本轮周期自2019年12月开始,至今经历了37个月,参考过去的工业企业产成品存货周期,本轮或仍需1-3个季度去库存。通用自动化设备行业,以工业机器人和金属切削机床为代表,过去两轮周期行业需求领先库存周期2-3个季度,预计本轮通用设备需求的拐点或在2023年上半年出现。
工业机器人:资本涌动,应用能力持续拓展
从产业长期发展维度来看,机器换人是社会发展大趋势,具备长期成长大逻辑,是时代赋予当前工业自动化行业的历史责任。以特斯拉可能量产人形机器人擎天柱为契机,2022年A股以机器人为代表的工业自动化板块从6月到8月经历了大幅上涨,底层逻辑就是机器换人的时代大趋势。“机器人+应用”将赋能千行百业,自动化生产线、智能化机器人等有望代替大量从事重复性、机械性工作的劳动者,或将人类从大量传统劳动密集型职业岗位上解放出来。当前,我国工业自动化领域已完成了基本的应用探索和技术积累,未来结合产业应用具有广阔的发展前景,有望成为继PC、手机、智能电动车之后的新一代移动智能设备应用大周期。
科技巨头踊跃加码,加速行业技术迭代、产业升级发展。马斯克表示,机器人最终的价值将超过其汽车业务。2022年8月腾讯与小米也相继公布机器人最新进展。科技巨头相继加码将有效促进产业相关技术突破,催生更多新应用、新场景的快速落地。当前,国内已完成相关领域的基本经验储备、技术积累与应用探索,资本涌动将加速行业技术升级、产业迭代。
行业应用不断拓展,产业持续发展创新。机器人+应用具有广阔的市场空间。以高精度、稳定性为核心要素的工业机器人、以人机交互为核心的协作机器人、替代复杂重复性工作的服务机器人,渗透率提升有空间、应用拓展有前景,相关细分领域存在高速成长机会。国内厂商已经在减速器、控制器、伺服系统等关键核心零部件领域取得一定突破,核心零部件国产化的趋势开始显现。国内机器人产业持续创新,实现突破式发展值得期待。
工业机器人:中国是全球工业机器人最大消费市场,新能源是下游最大的增量来源
中国是全球工业机器人最大消费市场。根据IFR,2021年全球工业机器人装机量达到 48.68万台,同比+26.77%。2013年以来,工业机器人装机量除2018-2020年外,其余年份均保持两位数增长。全球工业机器人 76%的销量集中在五个国家,中国自2013年以来一直是世界最大的工业机器人消费市场, 2021年中国市场安装量达到24.33万台,同比+44.82%,占全球装机量的一半。
新能源行业是下游最大的增量来源。过去3C和汽车是工业机器人需求最大的领域,合计占比接近60%。从2022年前三季度工业机器人下游行业出货情况来看,3C电子需求较大幅度萎缩,一般工业不及预期;新能源弥补了3C等产业需求下滑的缺口,成为工业机器人最大的增长动力。
中国工业机器人销量2022年或突破30万台,预计2023年行业增速将达到20%以上。根据高工机器人年会,2022年,汽车工业复苏,锂电、光伏等新能源行业突飞猛进,中国工业机器人行业整体销量有望突破30万台。展望2023年,中国工业机器人市场整体增速预期为20%至25%,新能源行业仍然是最大驱动力。预计2025年锂电行业工业机器人、移动机器人需求量分别突破6.7万台、2.5万台,2021-2025年CAGR分别超35%、38%。国产工业机器人领先企业埃斯顿的运动控制器、伺服系统、工业机器人在光伏方面大量应用,其中工业机器人在光伏领域累计装机量超7000台,正在大力拓展机器人在光伏全产业链制造环节的应用。在电池片端也已经实现了批量性出货,为百余家光伏行业客户提供产品及服务;锂电池方面其机器人覆盖了电芯生产、模组组装、Pack工序段。
工业机器人:国产品牌渗透率有望逐步提升
国产品牌渗透率有望逐步提升。我国“双碳”目标的提出,为工业自动化应用划定了一条“坡长雪厚”的新赛道,为国产工业机器人带来新的发展机遇。在汽车、新能源市场的牵引下,各类大负载机器人需求增长。2022年上半年中大负载六轴机器人市场份额首次突破30%,高速度、大负载的SCARA机器人需求也有所增长。此外,在国内产业结构升级与中美贸易摩擦大背景下,国产替代显著加速。当前,国外机器人企业在供应链方面存在小缺口,导致交期拉长,国产机器人厂商凭借国内较为完整的供应链体系、强大的技术服务能力和灵活的市场策略,迅速抢占市场。埃斯顿2023年工业机器人出货量目标为2.5万台,较2022年出货目标1.6万台-1.8万台提升39%-56%。
工业机器人:上游三大核心零部件成本占比60%,关键零部件国产化将为机器人产业提供重要支撑
工业机器人行业上游三大核心零部件的成本占工业机器人总体成本的60%,关键零部件国产化将为机器人产业提供重要支撑。控制器、伺服电机和减速机三大核心零部件自主品牌国内市场份额偏低,毛利率较高,国产替代空间广阔,部分企业已具有一定的竞争力。上游三大零部件占工业机器人成本的60%,本土零部件厂商的不断突破将支撑机器人产业发展。(1)减速器:谐波减速器已实现技术突破,绿的谐波、来福谐波等已实现规模化量产,可实现进口替代。绿的谐波截止2021年底公司产能达到了年产30万台谐波减速器的水平。未来,随着IPO募投的50万台年产能+拟定增项目100万台年产能逐步达产,未来产能将达到160万台年产能。RV减速器由于传动精度、扭转刚度等性能差距仍然依赖进口;(2)控制器:国外主流机器人厂商的控制器均为在通用的多轴运动控制器平台基础上进行自主研发;(3)伺服:我国伺服电机发展起步较晚,市场份额仍被外资占据半壁江山,但国产替代率逐年走高。2021年国产品牌汇川技术首次占比排名第一,通用伺服系统中国市场份额达到16.3%。
机床:制造业规模持续增长带动机床需求增加,从周期上看,预计机床行业未来4-6年仍为上升期
制造业规模持续增长,带动数控机床等工业母机市场需求增加。从制造业品类齐全度及金额来看,我国已经成为全球领先的制造业大国。根据国家统计局统计,我国制造业规模持续增长,2021我国制造业GDP 规模达31.66万亿。我国制造业的持续较快发展以及转型升级与技术创新需要,带来对数控机床等工业母机的市场需求增加。
从行业发展周期来看,预计机床行业未来4-6年仍为上升期。在2011年我国机床消费量和产值达到顶峰后回落,此后进入长达十年的震荡下行周期,并在2019年达到低谷。2020年可以看作行业复苏增长的起点,2021年出现较大幅度的增长;2022年受制造业景气度下滑影响复苏周期,前11月我国金属切削机床产量增速同比-4.23%。预计整个上行周期为7~8年,未来4~6年仍为机床行业的上升期。根据前瞻产业研究院《中国数控机床行业市场需求预测与投资战略规划分析报告》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。
我国高端数控机床自主化率较低,进口替代市场空间广阔。随着我国工业结构的优化升级,下游对工业母机的机床加工精度、效率、稳定性等细化指标要求逐渐提升,中高端产品需求日益增加。在此背景下,我国机床市场的结构升级将向自动化成套、客户定制化和普遍的换挡升级方向发展,产品由普通机床向数控机床、由低档数控机床向中高档数控机床升级。目前,我国机床行业较德国、日本、美国等机床制造强国在高、精、尖和功能部件的研发生产上仍存在较大差距,本土企业主要定位于中低端市场,高端机床渗透率虽在提升但仍处于较低水平,国产替代市场空间巨大。根据国家统计局数据,我国新生产金属切削机床的数控化率由2012年的 25%左右提高至2020年的43%,但相对发达国家70%以上的数控化率,存在较大差距。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%。
机床:国际局势恶化,高端机床自主可控愈加迫切,行业催化频发
国际局势恶化,高端机床自主可控愈加迫切,行业催化频发。由于西方国家依据“巴统协定”和“瓦森纳协定”等出口控制机制限制成员国向中国等国家出口武器装备和尖端技术产品,西方国家对以五轴联动数控机床为代表的高端数控机床出口进行了严格管制,高端机床国产替代迫在眉睫、自主可控愈加迫切。目前行业催化频发,对机床行业的创新发展起了一定的引导作用。
国家支持政策频出,党的二十大报告强调,加快实施创新驱动发展战略;加快实现高水平科技自立自强;以国家战略需求为导向,集聚力量进行原创性引领性科技攻关,坚决打赢关键核心技术攻坚战。无论是俄乌冲突的外围环境,还是国家战略需求,高端装备的自主创新都是必由之路。以工业母机为代表的自动化产业涉及先进制造关键“卡脖子”环节、面向高端制造业的优质专精特新企业将迎来投资机会。
资本扶持力度增加,华夏基金、国泰基金在2022年9月16日上报的两只中证机床ETF已获得证监会批复,这是证监会首次批复机床领域的基金产品。反映出监管部门鼓励公募积极布局机床行业主题产品,支持工业母机行业发展。基金产品有望给机床行业带来增量资金,助力实体经济加大研发投入、扩大生产,推动产业链实现质的提升。
参与国际标准制定,2022年9月27日,由通用技术机床研究院牵头研制的国际标准ISO 23218-2正式发布。该系列标准的发布实现了我国在机床数控系统领域主导制定国际标准“从1到N”的重要转变,标志着我国在该领域进入到体系化发展的新阶段,进一步提升了我国在该领域的话语权和国际影响力。
机床:高端数控系统为高端数控机床的控制核心,成本占比约20%-40%
数控机床主要包括三大结构:机床的各固定部分(底座、床身、立柱、头架等)、携带工件和刀具的运动部分、数控系统。前两部分统称为机床基础件和功能部件,核心零部件的技术水平直接影响着机床产品的性能,如决定机床运动精度的丝杠和伺服电机,以及制造装备的精度、效率、可靠度及维护成本影响较大的数控系统、传感器等。其中高档数控系统是高端数控机床的控制核心,价值约占高端数控机床成本的20%-40%。目前国内高档数控系统主要依赖于国外进口;在国家政策的支持与引导下,国内涌现了一小批研制高档数控系统的企业并实现部分国产化,但市场占有率不足10%。目前,国家已出台一系列政策鼓励数控系统及关键部件的自主开发,但短期内,部分核心部件仍以进口为主,制约我国数控机床行业整体技术水平的快速提升。
机床:高档机床中五轴机床为最高端品种,技术壁垒最高、稀缺性最强
高档机床中五轴机床为最高端品种,技术壁垒最高、稀缺性最强。以五轴联动数控机床为代表的高档数控机床作为难度最大、应用范围最广的数控机床技术,适用范围广、加工质量精、工作效率高,符合未来机床的发展趋势,曾主要用于航空航天等少数需要复杂加工的行业,但是随着制造业的转型升级,加工需求越来越复杂,五轴加工机床的应用领域得到了拓展。目前在汽车、精密模具、刀具、电子、工程机械、清洁能源等重要制造业均有应用,未来的市场空间也将加速扩大。
五轴机床未来在航空航天领域未来批量化制造、新能源的拉动下,成长可期。2022年中国军费预算1.45万亿元,同比增速为7.1%。以导弹、火箭、卫星为代表的航天、军工领域进入急速扩产阶段,航空航天领域未来批量化制造将带来对五轴联动数控机床的批量化需求。新能源汽车向轻量化和一体化转型,对加工设备有了更高的要求,为五轴机床在精加工环节提供了更多机遇,电池、电机壳体,减速器壳体等零部件加工或成为五轴机床新的增长点,高端数控机床国产进程明显加快。
工业机器人&机床:相关公司梳理
2023年制造业修复预期较为明确,通用自动化设备或迎恢复性增长,看好自动化产业链自主可控投资机会。当前工业机器人及金属切削机床产量、累计值及同比增速均处于行业底部区域。从产业发展环境来看,疫情影响逐步趋弱,大宗原材料涨价、芯片供应紧张等制约行业发展的不利因素逐步消除。国家政策定调扩大内需,引导扩大制造业有效投资,相关支持举措持续出台,市场需求修复预期较为明确。复杂的国内外政治经济环境,要求制造业通过增强产业链、供应链自主可控能力来推动企业高质量发展。产业发展环境整体趋暖,通用自动化设备可能迎来一段较长时间的需求复苏与盈利改善。长期看好以工业机器人、工业母机为代表的高端装备领域自主可控投资机会。
激光设备:预计2022年激光设备市场规模876-900亿元,焊接设备增速高于行业平均
伴随制造业转型升级,我国激光产业保持稳步增长。据《中国激光产业发展报告》数据,2021年我国激光设备规模为821亿元,同比增长18.6%;预计2022年激光设备市场规模876-900亿元,同比增长6.7%-9.6%。
激光切割设备市场增速较为平稳,激光焊接设备受新兴行业拉动增速较高。激光加工的应用场景包括切割、焊接、雕刻、打标等,2021年激光切割、焊接设备销售额占比分别为38%、19%。激光切割:受价格战加剧影响,市场规模增速低于出货量增速,预计2022年激光切割成套设备市场规模约300亿元,同比增长7.1%。激光焊接:受汽车、电池、光通信等下游需求拉动,2018-2021年激光焊接设备市场规模CAGR达24.8%,高于激光设备行业整体增速14.1pcts,预计2022年激光焊接设备市场规模80.1亿元。
激光设备:国产替代叠加渗透率提高,重点关注激光器、激光运动控制系统等零部件
光纤激光器是目前最主流的激光器,2021年市场规模同比+32.5%达124.8亿元。我国是全球最大的光纤激光器市场,2020年在全球市场中占比达53%;2021年我国光纤激光器市场规模124.8亿元,同比增长32.5%。光纤激光器国产替代趋势显著,2021年IPG市场份额同比下滑6.5pcts。伴随着国内以锐科激光为代表的一批企业崛起,国内厂商持续抢占市场份额,2018-2021年IPG在我国的市场份额从49%降低至28%,而锐科激光市占率从17.3%提升至27.3%,国产替代持续进行。
激光器降价推动国产替代、激光渗透率提高。受行业竞争加剧、下游需求等因素影响,激光器价格战持续,2021年各功率段光纤激光器价格相比2018年降低约65-85%。一方面,国产激光器凭借着性价比的优势推动核心零部件国产化率提高,另一方面,激光器作为激光加工设备最主要的成本构成之一,其降价有利于推动激光加工设备渗透率的提高及应用功率的升级。
激光控制系统为激光产业链中毛利率较优环节,按技术路线可分为伺服控制系统和振镜控制系统,两种控制系统市场中,中低功率/中低端基本实现国产化,高功率/高端领域国产化率约20-30%且正在提升。
伺服控制系统:主要应用于大幅面金属切割,强调切割厚度及速度。中低功率伺服控制系统国产化率、市场集中度较高,2021年柏楚电子、维宏股份在中低功率市占率分别为60%、20%,外资厂商份额仅10%;高功率激光切割领域,倍福、德国PA、西门子等国外企业占据主导地位,柏楚电子为国内企业市占率第一。
振镜控制系统:主要用于高精度、高速度及各种微加工等。中低端控制系统领域基本实现国产化;高端应用领域目前主要由德国Scaps、德国Scanlab等国际厂商主导,据金橙子招股书,2020年我国振镜控制系统国产化率约15%。未来随着国内激光控制系统供应商崛起,高端领域有望持续实现国产替代。
激光设备:锂电、光伏等下游需求持续爆发,重点关注相关细分行业的激光加工设备龙头
重点关注深耕高景气赛道的细分领域龙头。激光自动化设备市场格局分散,CR8低于25%。激光自动化设备通用属性较强,下游分散,行业集中度提高难度较大。激光加工相对于传统方式,优势明显,重点关注其在锂电、光伏等高成长性行业的大规模应用。以锂电池激光焊接为例,若按照激光焊接设备占比10%计算,2021-2025年合计新增需求约706亿元。
相关标的:重点关注深耕细分高景气赛道的激光加工设备龙头,德龙激光、帝尔激光、联赢激光、大族激光、海目星等。
工业阀门:国产替代空间达数百亿,当前市场集中度低、低端产品竞争激烈
中高端阀门国产替代空间达数百亿,自主可控下我国企业迎发展机遇。据GIA数据,2021年我国阀门市场规模约135亿美元,为全球第二大阀门市场、占比约17%;其中,进口金额约89.87亿美元(据中国海关数据),中高端阀门国产替代空间广阔。我国阀门行业呈现市场集中度低、低端产品竞争激烈的特点,2021年CR3仅为6.23%,其中纽威股份排名第一、市占率约2.41%。我们认为,伴随国内制造业转型升级,阀门产品正趋于大型化、高参数化、高性能、自动化,自主可控背景下我国阀门产品迎来从传统低端向中高端转型发展的重要机遇,国产化率与市场集中度有望提升。
工业阀门:多领域景气周期正在启动,部分细分下游将保持较高增速
工业阀门广泛应用于油气、能源等领域。根据Mcilvaine数据,2021年阀门下游应用最高的领域是油气领域,占比达17%;其次是能源领域,需求占比14%;炼化领域占比13%,化工、废水、造纸、灌溉、钢铁、医药占比分别为 11%、7%、6%、6%、4%、3%。
多领域景气周期正在启动,部分细分下游将保持较高增速。油气:2022H1中国石化、中国石油、中国海油资本开支分别同比增加11.4%、25.9%、16.2%,“三桶油”合计资本支出达1985.3亿元,同比增长18.4%。而2021年全年“三桶油”合计资本支出同比增幅仅为6.2%。多晶硅:光伏装机量提升带动多晶硅加速扩产,2022年国内新增多晶硅产能68.4万吨。LNG:受亚洲等市场对天然气需求增加等因素推动,2050年全球LNG需求将增加至8亿吨,相比2020年将增长124.7%。
工业阀门:国内能源转型及自主可控趋势下,综合实力较强的龙头企业将迎来估值修复
工业阀门下游分散,多领域保持较高景气度,综合竞争实力较强的龙头企业将迎来估值修复。工业阀门具有多品种、小批量、下游应用场景多等特点,市场格局较为分散,2021年CR3市占率不足10%,各细分应用领域存在龙头,但整体集中度较难提升。目前工业阀门多个下游景气周期正在启动,在国内能源转型及自主可控趋势下,重点关注国内企业在高景气赛道的国产替代机遇,综合竞争实力较强的企业将迎来估值修复,具备较高安全边际。
相关标的:重点关注具备国内工业阀门龙头企业,纽威股份等。
核心推荐组合
风险提示
宏观经济波动风险
制造业资本开支不及预期
原材料价格波动
零部件供应受阻
产品和技术迭代升级不及预期
客户扩产不及预期
中航先进制造 团队介绍
邹润芳:中航证券总经理助理兼研究所所长。先后在天风证券、安信证券等负责管理整个先进制造业多个行业小组的研究,团队在军民融合、智能制造、新能源汽车、先进装备、新材料、半导体设备等多个领域有较深的产业资源积淀。并受聘为多家国有大型机构和上市公司的外部专家和投资决策委员会委员。带领团队曾五次获得新财富最佳分析师机械(军工)第一名、上证报和金牛奖等也多次第一。践行“资本服务产业”的原则,团队拥有军工、新能源和先进制造产业核心资源,曾帮助多个公司导入龙头公司供应链,曾协助多个上市公司完成产业并购和再融资等项目。
卢正羽:先进制造研究员(手机/微信:15517207789)。香港科技大学理学硕士,2020年初加入中航证券研究所。覆盖通用设备、军民融合、计算机板块。
唐保威:先进制造研究员(手机/微信: 18017096787)。浙江大学工学硕士,CPA,2021年4月加入中航证券研究所,覆盖光伏设备、换电行业。
闫智:先进制造研究员(手机/微信:13121190503)。南京大学工学硕士,2022年7月加入中航证券,覆盖锂电设备、激光设备。
中航研究
中航证券研究所由五次获得新财富机械(军工)第一的明星分析师邹润芳领衔,董忠云博士担任首席经济学家,着力打造总量研究引领,以军工、硬科技为代表的战略新兴产业链投研体系,同时重点覆盖部分大消费领域。
研究所拥有目前全市场规模最大的军工团队,依托航空工业集团强大的央企股东优势,深度覆盖军工行业各领域,全面服务一二级市场。并已经覆盖宏观、策略、先进制造、科技电子、新能源、新材料、医药生物、农林牧渔、非银、社会服务等多个研究方向,致力于探索战略产业的发展方向,拓展产融结合的深度与广度,为客户和集团创造价值。
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