机械设备行业投资策略：新基建引领价值重塑，双碳主导逻辑外溢

（报告出品方/作者：信达证券，罗政、刘卓）

1 2021回顾：新兴制造异军突起，“+新能源”热点纷呈

2021 年是制造业最受关注的一年

2021 年，春节之后消费龙头坠落，制造业迎来资金的关注。宏观环境来看，2021 年上半年， 制造业从国内需求到出口等环节均有亮眼的表现。工业企业利润持续高攀，工业机器人、工 业机床等通用设备产销两旺，而我们调研亦显示，无论是家具家装产业链的木工机械，还是 纺织服装产业链的缝纫设备，抑或是包装、印刷等大型整线，各细分龙头企业的订单都处于 历史高位，产能饱满，交付紧张。重型装备也不错，尽管工程机械全年并无行情，但是就 2021 年上半年而言，工程机械、重卡的销售依然保持了旺盛的态势。整体而言，2021 年上 半年，制造业的欣欣向荣，是板块行情的基本底色。

2021 年上半年，制造业企业盈利大幅改善，宏观环境到个股业绩的传导尤其顺畅。尽管同 比 2020 年上半年，疫情防控的影响在减弱，但就算环比 2020 年下半年，2021 上半年的企 业盈利也创造了新的高峰。因此，2021 年 4 月之后，我们发布了机床行业系列报告，这也 是自 2012 年机床行业大周期陷入下行阶段之后，全市场首次对机床行业投资逻辑的系统阐 述，而也终于在中报披露的前后，市场围绕“工业母机”主题展开了一轮波澜壮阔的行情，催 化剂固然是国资委的一次会议，但是根本原因，我们认为还是来自于企业盈利的超预期改善。

2021 年下半年，企业盈利增速开始趋缓，工业机器人、工业机床产销的增速也开始回落， 市场敏锐感受到这种变化，通用装备行业结束了估值业绩双升的阶段，但是调整的背后也只 是对业绩预期不确定性的折扣。9 月份之后的限电限产，以及 10 月份之后疫情防控突然升 级，并出现了上市公司层面的工厂整体隔离，这些都为制造业的流速和活力笼罩了阴影。但 是市场对于制造业的关注并未停止，除机械设备之外，电网投资主线的电力设备、双碳主线 的节能环保、汽车制造方向的汽车零部件，在通用设备短暂调整的当口接替发力，制造业依 然是全市场最靓的板块。

2021 年热点不断，+新能源成为核心

2021，“双碳”正式成为经济增长的驱动力。需求的暴增必然需要供给的延申，诸多“传统” 制造业的公司纷纷切入新能源赛道，统称为“+新能源”。有的属于产品应用的自然顺承，如 双环传动、川环科技、青鸟消防等，更多的则是公司发展的主动选择，如斯莱克、五洲新春、 新元科技、福鞍股份、天宜上佳等。这种现象发生的原因，一是新能源市场本身的扩容，需 要更多的供给主体参与其中，二是很多传统的制造要素，经过一定的技术处理和改造，本就 可以应用于新的行业，甚至还可以获得更好的产品性能。

2021 年，市场对于传统制造业“+新能源”的逻辑则是格外关注。然而热点板块并非晴空一 片，依然有诸多疑问让投资人忐忑。光伏新工艺革命的进程已经低于市场乐观投资者的预期， 光伏设备的新王者究竟要花落谁家？新能源车超预期的高增能否维继？海上风电的成本问 题能否快速解决？越是高处，越是不胜寒，而低处固然不够引人注目，但是却少了翻车的风 险。因此，站在 2021 年末我们尝试思考 2022 的时候，依然会基于两个维度思考问题：（1） 产业趋势确定性向上的，或者成长空间依然巨大的板块是哪些？（2）估值已然偏低，但是 可能存在催化因素的板块又是哪些？

2 新基建引领价值重塑，驱动经济实现稳增

电网投资有望加快，促进构建以新能源为主体的新型电力结构

1、新型电力系统建设促进电网投资力度加大

电网也称电力网，是电力系统中各种电压的变电所及输配电线路组成的整体，包括变电、输 电、配电三个单元。电力网的作用是输送与分配电能，改变电压。电力系统可分为发电系统、 输变电系统、配电系统和用电系统，其中输变电系统和配电系统即一般所说的电网系统。电 压一般分类为，220/380 伏为低压；3 千伏至 35 千伏为中压；110 千伏、220 千伏为高压； 330 千伏、500 千伏为超高压；700 千伏、1000 千伏为特高压。

电力设备分为一次设备和二次设备，一次设备是直接用于生产、输送、分配电能的高压电气 设备。（如：发电机、变压器、断路器、隔离开关、母线、电力电缆、电抗器、避雷器、电 压互感器、电流互感器、接地线等）；二次设备是指对一次设备的工作进行监测、控制、调 节、保护、以及运行所需的低压电气设备。（如：熔断器、继电器、按钮、指示灯、控制开 关、仪表、信号设备、自动装置、保护装置等）。

电网是高效快捷的能源输送通道和优化配置平台，是能源电力可持续发展的关键环节，在 现代能源供应体系中发挥着重要的枢纽作用，关系国家能源安全。2010 年以来，电网规模 增长近一倍，保障了经济社会发展对能源电力的需求。2020 年国家电网经营区全社会用电 量 5.83 万亿千瓦时、最高用电负荷 8.75 亿千瓦、并网发电总装机容量 17 亿千瓦。截至 2020 年底，国家电网经营 110（66）千伏及以上输电线路长度 114.2 万千米、变电（换流）容量 52.3 亿千伏安（千瓦）。

我国目前已形成东北、华北、西北、华东、华中、西南、南方七大区域电网格局。其中，东 北形成了 500 千伏主网架结构，华北形成了“两横三纵一环网”交流特高压主网架，西北形成 了 750 千伏主网架，华东形成 1000 千伏特高压环网，华中四省与西南电网实现异步互联， 川渝电网实现了与藏中的 500 千伏联网，南网形成西电东送主网架。

我国电力建设已经进入到成熟阶段，未来仍面临两大变化，一是新能源发电占比提升，新 型电力结构的形成将进一步造成发电侧和用电侧的资源不匹配，输电侧需要加大力度投入 远距离特高压输电建设，二是在电力建设的整个发展周期中，配电侧本就滞后于电源侧的 发展，因此配电网的补短板，以及配电网自动化和数字化建设有望加快。

电力建设具有自身固有的规律，即先电源再电网，先一次再二次、先输送再配用电。从我国 电网建设的现状来看，目前我国的电源建设已经进入结构性调整阶段，输电骨架网络也已经 基本完成，目前相对薄弱的环节主要集中在配电网，同时特高压建设能够进一步提升输电效 率，匹配新型电力结构。

十三五期间电网基本建设投资额略有下降，2016 年电网基本建设投资额 5431 亿元，2020 年电网基本建设总投资 4699 亿元，同比下降 3.23%，电网架构趋于成熟，考虑到新能源建 设加快，基本建设投资进入到偏稳阶段，更多的是结构性的变化，重点方向由前端的发电侧 向后端的输配电转移。

国家电网十三五期间总投资保持基本稳定，2016 年国家电网总投资额 4964 亿，2020 年总 投资额 4605 亿。国家电网运行 110kv 以上输电线路长度保持稳定增长，由 2016 年的 93.2 万公里，逐年提升至 2020 年的 114.2 万公里，与用电量增长基本匹配。

南方电网十三五期间总投资保持平稳增长，2016 年南方电网总投资额 775 亿，2020 年总 投资额 907 亿。南方电网运行 110kv 以上输电线路长度保持稳定增长，由 2016 年的 20.8 万公里，逐年提升至 2020 年的 24.9 万公里，与用电量增长基本匹配。

输电侧有望持续加大特高压投建力度。特高压是指电压等级在交流 1000 千伏及以上和直流 ±800 千伏及以上的输电技术，具有输送容量大、距离远、效率高和损耗低等技术优势。2004 年以来，国家电网公司联合各方力量，在特高压理论、技术、标准、装备及工程建设、运行 等方面取得全面创新突破，掌握了具有自主知识产权的特高压输电技术，并将特高压技术和 设备输出国外，实现了“中国创造”和“中国引领”。近几年国家电网在运特高压线路长度取得 快速增长，特高压累计在运线路长度由 2016 年的 1.69 万公里快速增长至 2020 年的 3.59 万公里，增长超过一倍。

国家电网目前已建成投运“十四交十二直”26 项特高压工程，核准、在建“两交三直”5 项特高 压工程。在运在建 31 项特高压输电工程线路长度达到 4.1 万千米，变电（换流）容量超过 4.5 亿千伏安（千瓦）。特高压交流和直流分别荣获 2012 年度、2017 年度国家科技进步特 等奖。截至 2020 年，特高压累计输送电量超过 2.1 万亿千瓦时，电网资源配置能力不断提 升，在保障电力供应、促进清洁能源发展、改善环境、提升电网安全水平等方面发挥了重要 作用。

配电网将持续完善，配电自动化持续推进。配电网是国民经济和社会发展的重要公共基础设 施。近年来相关政策文件陆续发布，包括《国家发展改革委关于加快配电网建设改造的指导 意见》（发改能源〔2015〕1899 号）和《国家能源局关于印发配电网建设改造行动计划 （2015—2020 年）的通知》（国能电力〔2015〕290 号），规划建设一流现代化配电网。截 至 2020 年底，国家电网 6-20 千伏配电线路 427.3 万公里，其中架空线路 345.2 万公里， 电缆线路 82.1 万公里，配电变压器 524.2 万台、容量 16.7 亿千伏安，配电开关 586.8 万台。

配电网建设滞后于电源侧，目前配电网的补短板主要集中于农村电网改造升级。实施新一轮 农村电网改造升级工程，是贯彻中央供给侧结构性改革部署、促进农村经济社会发展的需要， 是扩大有效投资、促进经济平稳增长的需要。国家电网十三五期间制定了七项重点任务，包 括井井通电工程、小城镇电网改造升级、村村通动力电、光伏扶贫项目接网工程、西部及贫 困地区农网供电服务均等化等。随着配电网补短板持续推进，国内各区域户均停电时间持续下降，但很多区域在供电方面仍然不足，2020 年国家电网 D 类供电区户均停电时间约 9 小 时，A+类供电区也尚不能保证持续供电，因此未来配电网建设仍将持续完善。

配电侧的目标是要达到供电的高可靠性，而达到该目标的主要措施就是建设智能电网，配 电自动化将是重中之重。目前在电力系统中，配电网是影响用户供电可靠性的短板。上述农 村电网改造升级属于缺电因素，排除缺电因素，目前我国用户的停电时间 95%以上都是由 配电网引起的。提高配电网的供电可靠性和供电质量较为重要，对于现代城市，由于大量使 用电梯和轨道交通，停电可能带来人身安全问题，因此通过配网智能化改造提高电网可靠性 更加重要。

传统配电网是一个无源的放射形电网，信息采集、开关的操作、能源的调度等相应比较简单， 其实施监测、控制和高度是由供电部门统一来执行的。新能源的接入使此过程复杂化，特别 需要对新能源接入后可能出现的“孤岛”现象进行监测预防。当新能源的本电网与主配电网 分离后，仍继续向所在的独立配电网输电，就会形成“孤岛”现象。孤岛中的电压和频率不 受电网控制，如果电压和频率超出允许的范围，可能会对用户设备造成损坏;如果负载容量 大于孤岛中逆变器容量，会使逆变器过载，可能会烧毁逆变器。同时，会对检修人员造成危 险;如果对孤岛进行重合闸操作，会导致该线路再次跳闸，而且负荷可能出现供需不平衡， 将严重损害电能质量，从而降低配电网的供电可靠性。此外，用电侧如 5G、数据中心、电 动汽车等等不可控负荷也同样对配电网供电能力和质量提出了更高的要求，智能配电网建设 将是重中之重。

电力系统类似人体血液循环系统，发电厂是心脏（产生电能），特高压/超高压/高压输电网络 是主动脉，而配电网则是遍布全身的毛细血管，将电能最终传送到用户侧。我国习惯上把 10kv 中压配电网看做是配电网的主干，而它的供电半径约在 10 公里左右，因此我们可以说配电网是电力传输的“最后 10 公里”。

配电网是从电源侧（输电网和发电设施）接受电能，并通过配电设施就地或逐级分配给各类 用户的电力网络。国家电网公司将 110kv 及以下电压等级电网定义为配电网，包括 110（66） kv、35kv、10（20）kv 和 0.38kv 电网。配电网分为城市配电网和农村配电网。

根据电压等级分为高压、中压和低压配电网。高压配电网通常为 35-110kV，负荷密度大可 用 220kV。中压配电网通常 6-10kV，6kV 为淘汰型。我国中压配电网以 10kV 为主。低压 配电网 220/380V。配电网架主要由两类设备构成：（1）开关柜、环网柜、柱上断路器、重 合器、分段器等各类开关设备；（2）箱式变电站、柱上变压器等变压器设备，（1）、（2）通 常称为一次设备。

配电自动化是运用计算机技术、自动控制技术、电子技术、通信技术及新的高性能配电设 备等技术手段，对配电网进行离线与在线的智能化监控管理，使配电网始终处于安全、可 靠、优质、经济、高效的最优运行状态。其最终目的是为了提高供电可靠性和供电质量，自 动隔离故障区段，减少停电范围和停电时间，降低维护工作量，提高整个配电系统的效率， 提升服务电力用户的水平。配电自动化设备可以分为 DA、DAS、FTU、DTU、TTU 五大类 别。

2、稳增长背景下，“十四五”电网投资有望发力

随着今年中央经济工作会议的召开，我国已连续多年将“稳中求进”设定为经济工作的总基 调。今年中央经济工作会议提出我国经济发展面临需求收缩、供给冲击、预期转弱三重压力。 我们认为新基建将是稳增长重点方向，新能源建设及电网投资将是拉动增长的主要发力点， 十四五期间电网总投资规模有望实现较快增长，其中配电网仍是重点投资方向，电网智能化、 数字化投资比例也有望进一步提升。

国家电网：2021 年 7 月，国家电网公司发布《构建以新能源为主体的新型电力系统行动方 案（2021-2030）》，对新型电力系统的内涵特征，实施路径等进行了系统的阐述。其中，在 电网发展方式上，方案提出要向数字电网、交直流混联电网、有源配电网、微电网融合发展 转变。在电源发展方式上提出要向集中式与分布式新能源开发并举、煤电成为调节性电源、 积极引进区外来电转变。在调度运行模式上则提出，要向源网荷储协调控制、输配微网多级 协同方向转变。9 月，在 2021 能源电力转型国际论坛上，国家电网公司董事长、党组书记 辛保安披露，“十四五”期间国家电网计划投入 3500 亿美元（约合 2.23 万亿元），推进电网 转型升级。

南方电网：11 月发布《南方电网“十四五”电网发展规划》。“十四五”期间南方电网电网建 设将规划投资约 6700 亿元，以加快数字电网建设和现代化电网进程，推动以新能源为主体 的新型电力系统构建。其中南方电网将配电网建设列入“十四五”工作重点，规划投资达到 3200 亿元，约占总投资一半。十四五”期间，南方电网将进一步加快电网数字化转型步伐， 加强智能输电、配电、用电建设。南方电网将全面推进以故障自愈为方向的配电自动化建设， 有效实现配网状态监测、故障快速定位、故障自动隔离和网络重构自愈。逐步延伸自动化覆 盖面，推进智能配电站、智能开关站、台架变智能台区建设，推进微电网建设，推广应用智 能网关，开展配电网柔性化建设。

南方电网十四五投资规划超预期，总投资力度明显加大。南方电网十二五和十三五总投资分 别为 3338 亿元、4433 亿元，十三五总投资较十二五增长 33%。根据南方电网十四五规划， 南方电网十四五规划总投资额达到 6700 亿，较十三五增长 51%，增速较十三五进一步提升。

城市管网升温，重点聚焦管道更新和环保排污、综合管廊等方向

我们认为“十四五”城市管网投资增速有望提升，重点聚焦管道更新和环保排污、综合管廊 等方向。

1、管道更新：中央定调，城市管道老化更新改造有望加快

今年中央经济工作会议提到，要继续实施积极的财政政策和稳健的货币政策。积极的财政政 策要提升效能，更加注重精准、可持续。要保证财政支出强度，加快支出进度。实施新的减 税降费政策，强化对中小微企业、个体工商户、制造业、风险化解等的支持力度，适度超前 开展基础设施投资。

我们认为，中央经济工作会中所提适度超前开展基础设施投资，以及相对应的加快城市管 道老化更新改造等要求，最为利好燃气管道更新投资需求提升。中央定调后地方政府已开 始落实执行该要求。北京近期开始开展城市燃气管道老化更新改造摸查工作，下一步计划加 快推进老旧管网改造工作。陕西省住建厅近期召开全省城市燃气管道老化更新改造工作调度 视频会议，安排部署城市燃气管道摸排工作。（报告来源：未来智库）

2、其他重点方向：环保排污、地下管廊、重点工程等加快推进

环保排污：仍然是城市管网补短板的重点。2019 年，住房和城乡建设部等三部委联合发布 的《城镇污水处理提质增效三年行动方案(2019-2021 年)》中重点强调加快补齐城镇污水收 集和处理设施短板，尽快实现污水管网全覆盖、全收集、全处理。“十三五”期间全国城镇污 水处理率已达到 95%以上，但管网一直是我国污水处理中的短板，管网覆盖不足、漏损、 客水挤占管网、错接混接、溢流等问题普遍存在，这也正是我国污水处理率高但污水收集处 理率仍比较低，黑臭水体频发的主要原因。

2021 年 3 月，全国人大审议通过《关于国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035 年远景目标纲要的决议》，其中第三十八章第二节“全面提升环境基础设施水平”规定了“十四五” 时期环境基础设施建设的主要几大任务。提到推进城镇污水管网全覆盖，开展污水处理差别 化精准提标，推广污泥集中焚烧无害化处理，城市污泥无害化处置率达到 90%，地级及以 上缺水城市污水资源化利用率超过 25%。

2021 年 6 月，国家发展改革委、住房城乡建设部印发《“十四五”城镇污水处理及资源化利 用发展规划》，提出到 2025 年，基本消除城市建成区生活污水直排口和收集处理设施空白 区。提出“十四五”时期着力推进城镇污水处理基础设施建设，补齐短板弱项。一是补齐 城镇污水管网短板，提升收集效能。新增和改造污水收集管网 8 万公里。二是强化城镇污 水处理设施弱项，提升处理能力。新增污水处理能力 2000 万立方米/日。三是加强再生利用 设施建设，推进污水资源化利用。新建、改建和扩建再生水生产能力不少于 1500 万立方米 /日。四是破解污泥处置难点，实现无害化推进资源化。新增污泥无害化处理设施规模不少 于 2 万吨/日。

2021 年 8 月，国家发改委、住建部联合印发《“十四五”黄河流域城镇污水垃圾处理实施方 案》，实施方案明确，到 2025 年，城市建成区基本消除生活污水直排口和收集处理设施空 白区，城市生活污水集中收集率达到 70%以上；县城污水处理率达到 95%以上，建制镇污 水处理能力明显提升；上游地级及以上缺水城市再生水利用率达到 25%以上，中下游力争 达到 30%；城市污泥无害化处置率达到 90%以上，城镇污泥资源化利用水平明显提升。

我国城市排水管道（包含排污和雨水管道）规模远高于县城，2020 年我国城市排水管道总 长度约 80 万公里，县城排水管道总长度 22 万公里。近年来我国城市排水管道长度持续增 长，且新增管道长度也基本保持持续增长态势，2020 年城市新增排水管道长度达 5.9 万公 里。近年来县城排水管道总长度保持稳定增长，新增管道长度基本维稳，每年增长约 1 万公 里。我们认为随着污水处理管理趋严，十四五排水管道投资将迎来较快增长。

地下管廊：地下管廊（日本称“共同沟”、中国台湾称“共同管道”），就是地下城市管道综 合走廊，即在城市地下建造一个隧道空间，将电力、通信，燃气、供热、给排水等各种工程 管线集于一体，设有专门的检修口、吊装口和监测系统，实施统一规划、统一设计、统一建 设和管理，是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”。

地下综合管廊系统的意义在于，极大方便电力、通信、燃气、供排水等市政设施的维护和检 修。此外，该系统还具有一定的防震减灾作用，较地下直埋方式具备长期经济效益。地下综 合管廊对满足民生基本需求和提高城市综合承载力发挥着重要作用。在国外发达国家，共同 沟已经存在了一个多世纪，在系统日趋完善的同时其规模也有越来越大的趋势。

2017 年住房城乡建设部、国家发展改革委发布《全国城市市政基础设施规划建设“十三五” 规划》。这是首次编制国家级、综合性的市政基础设施规划。市政基础设施是新型城镇化的 物质基础，也是城市社会经济发展、人居环境改善、公共服务提升和城市安全运转的基本保 障。《规划》范围为全国设市城市及县城。《规划》统筹城市交通系统、城市地下管线系统、 城市水系统、城市能源系统、城市环卫系统、城市绿地系统、智慧城市 7 个方面。提出“十 三五”时期发展目标、规划任务和重点工程，以指导各地城市市政基础设施建设有序发展。

规划提出 12 项重点工程，明确了各项重点工程的建设内容和建设规模。在城市综合管廊建 设工程中，要结合道路建设与改造、新区建设、旧城更新、河道治理、轨道交通、地下空 间开发等，建设干线、支线地下综合管廊 8000 公里以上。海绵城市建设工程中，通过海绵 型建筑与小区、海绵型道路与广场、海绵型公园与绿地、雨水蓄排与净化利用等设施建设，使满足海绵城市建设要求的城市建成区达到 1.1 万平方公里，建立海绵城市监测评估技术评 价体系。地下管廊是十三五的政策重点方向，尽管在十四五规划中没有提及，但结合地下管 廊的重要意义和发展进度，我们认为地下管廊建设在十四五期间仍将持续向前推进，尤其在 稳增长背景下，地下管廊初始投资较大，将带来较有力的经济拉动作用。

我国地下综合管廊经过十三五的重点发展，已出具规模。截止到 2020 年，城市综合管廊总 长度达到 6151 公里，县城综合管廊总长度达到 1041 公里，城市建设明显快于县城。近些 年变化来看，城市和县城地下管廊建设均取得快速增长，2020 年城市地下管廊新增长度 2691 公里，县城地下管廊新增长度为 469 公里，近几年城市和县城每年新增地下管廊长度 均保持增长态势。

重点工程：除了传统市政管道，工程类的管道也将随着相关战略的推进需求稳步提升。随着 国家城镇化不断推进，工程管道行业进入平稳发展期，行业发展逐步向高端化、品牌化、绿 色化转型，向行业头部企业整合的趋势逐步加快。随着十四五规划国家战略工程陆续启动， 将为工程管道行业发展带来重要机遇。

2021 年 1 月，住房和城乡建设部印发《关于加强城市地下市政基础设施建设的指导意见》， 加强城市地下市政基础设施体系化建设，补齐规划建设和安全管理短板，提高城市安全水平 和综合承载能力。今年河南省郑州市发生百年不遇水灾，城市防汛引起各地高度重视，大力 改造和新建城市管网，建设雨污分流工程，利于管道需求提升。

2021 年 4 月 29 日国家颁布《中华人民共和国乡村振兴促进法》，大力推动新农村建设和乡 村振兴，高标准农田建设、城乡一体化供水、农村雨污分流是落实乡村振兴战略的重要工程， 同时也将高标准农田建设纳入国家十四五规划，也将对管道行业发展起到重要促进作用。

我国承诺 2030 年前实现碳达峰，2060 年实现碳中和，走绿色发展之路，逐步减少二氧化 碳排放，为了实现这一目标，各地大力发展电厂余热供暖工程，逐步取消居民区锅炉房供暖 方式；碳达峰碳中和战略逐步实施，将推动国内保温管道行业的产业升级和发展。

3 高端制造再度升温，长期趋势仍然向好

工业自动化：部分领域实现突破，国产替代仍大有可为

工业自动化是高效生产的必然路径，劳动力下滑趋势行业长期向好

工业自动化是高端制造的重要基础。工业自动化是机器设备或生产过程在不需要人工直接干 预的情况下，按预期的目标实现测量、操纵等信息处理和过程控制的统称。工业自动化是在 工业生产中广泛采用自动控制、自动调整装置，用以代替人工操纵机器和机器体系进行加工 生产的趋势，工业自动化可以实现提高生产效率、增加产量、提高质量、减少人力成本、确保安全等目的，也是现代化高端制造的重要基础。

我国自动化控制系统市场规模稳步向上。随着我国制造业自动化渗透率的不断提升，我国自 动化控制系统装置市场规模整体保持波动向上的态势，2004 年至 2019 年，我国自动化控 制系统装置市场规模从 652 亿元增长至 1865 亿元，年复合增速为 7.26%。

劳动力下降与劳动力成本上升趋势明显，工业自动化需求长期向好。2020 年我国出生婴儿 户籍登记量为 1003.5 万，同比下降了 14.9%，同时我国 15~64 岁劳动人口占比从 2010 年 的 74.5%下降至 2020 年的 68.6%，我国劳动力明显下滑。从劳动力成本来看，2010 年至 2019 年，我国制造业人员工资从 3.09 万元/年增长至 7.81 万元/年，制造业从业人员工资的 上涨将会趋势制造业转型使用自动化设备，目前工业机器人的投资回收期已经可以缩短至 2 年内，工业机器人正被越来越多的中小企业所接受，工业自动化需求长期向好。

我国工业自动化下游市场分为 OEM 领域和项目领域。从 2009 年到 2018 年，我国 OEM 领 域工业控制市场份额逐渐提升并超过了项目型市场。2018 年我国工业自动化市场中，OEM 型市场占 50.1%，项目型市场市场占。49.9%。2019 年 OEM 下游应用市场机床工具占比 最大，比重高达 21.0%；其次为电子制造设备，占整体应用市场比重为 10.0%；风电行业 占整体应用市场比重为 8.0%。项目型市场下游应用化工行业占比最大，比重高达 24%；其 次为石化行业占整体应用市场比重为 15%;市政行业占整体应用市场比重为 13%。

核心环节已经取得进步，但高端领域仍需要突破

工业自动化产品按照功能可以分为控制层、驱动层、执行层、被控制对象。工业自动化的 应用核心是各类工业自动化控制设备和系统，各产品按照功能划分可以分为控制层、驱动层、 执行层、被控制对象等。控制层主要产品 PLC、HMI、运动控制器、工业互联网、PID 调节 器等；驱动层主要产品包括变频器、伺服驱动器、行业一体化专机、步进驱动等；执行层主 要产品包括伺服电机、永磁同步电机、DDR 电机（直驱电机）、编码器、阀门、气动或液压 元件等；被控制对象包括机床、注塑机、机器人等。

反馈、控制和驱动系统是自动化和工业控制三大主要细分市场。根据工控网数据，2019 年 中国自动化及工业控制市场中，反馈系统、控制系统以及驱动系统是最主要的三大细分领域， 占比分别为 24.3%、22.0%和 19.8%。2009~2019 年，我国反馈系统市场份额波动上线， 2019 年到底 24.3%，为近年来最高值。控制系统从 2015 年开始持续提升，2019 年达到了 22%。驱动系统市场份额在 2009-2017 年有所下滑，随后在 2018 年开始回升，2019 年提 升至 19.8%。

（1）控制层：小型 PLC 已经突破，中大型 PLC 还需攻克

我国 PLC 市场外资市占率超接近 90%。国内 PLC 市场份额主要由西门子、三菱、欧姆龙、 罗克韦尔等欧美和日系巨头占据，其中西门子市占率 44.3%、三菱市占率 12.9%、欧姆龙 市占率 11.2%，罗克韦尔市占率 5.4%，占有我国大部分 PLC 市场，外资合计市占率在 89% 左右。

小型 PLC 实现突破，中大型 PLC 还需攻克。依据 I/O 点数不同，PLC 可以划分为小型 PLC、 中型 PLC 和大型 PLC。小型 PLC 技术难度较低，主要用于 OEM 市场，典型设备包括纺织 机械、包装机械、起重机械、食品机械等器械设备，目前我国小型 PLC 已经实现突破，信 捷电气、深圳合信等已经具有一定规模。中型和大型 PLC 技术难度较高，主要用于项目型 市场，典型行业包括汽车、冶金、电力、化工、建材等，目前国内企业还在攻克中型 PLC 市场，大型 PLC 市场基本还未涉足，中大型 PLC 主要被外资企业占据。

PLC 国内领先企业技术持续进步，近年来发展迅速，营收增长较快，市场占有率逐年提升。 信捷电气2011-2019年PLC收入年复合增速为17.8%，市占率由不足1%稳步提升至3.3%。 汇川技术的 PLC 业务规模与信捷电气相差不大，且 2016 年后增长明显加快，2011-2019 年 PLC 业务收入年复合增速达 28.07%，市占率由 2011 年的 0.5%提升至 2019 年的 3.3%。

（2）驱动及执行层：变频器与伺服系统国产化进展相对较快

我国变频器市场以外资为主，国内品牌地位稳步提升。我国变频器参与者主要包括日系、 欧美系和本土品牌，市场份额主要集中在外资品牌上，国产品牌集中度较低，在地区分布上 主要集中于广东省，企业的客户主要集中在国内华东地区与华南地区。2020 年我国变频器 市场中，欧美品牌、国产品牌和日本品牌分别占有 56%、33%和 12%，其中欧美品牌呈现 上升趋势，日系品牌有所下滑，国产品牌逐渐上升。

高低压均实现突破，市占率持续提升。外资品牌在变频器领域的经验更加丰富，在高压和低 压变频器领域均具有领导地位。在高压变频器市场，合康新能、施耐德、汇川技术和西门子 分别占有 11.2%、11.1%、10.5 和 9.4%的市场，同时外资品牌占有 50%以上的低压变频器 市场。我国变频器企业发展较快，汇川技术在我国低压变频器市占率已经从 2017 年的 11.4% 提升至 2020 年的 18.80%。

日系品牌伺服电机占据我国市场主要部分，国产份额有所提升。我国 19 年伺服电机市场总 规模为 145.3 亿元，同比增长 8.27%。从市场份额看，17 年到 18 年，日台份额从 59%下 降搭配 56%，国产份额（包括中国台湾）从 22.3%增长到 25%。从微观角度看，汇创技术 2019年在我国伺服市场的市占率为 10.8%，相对于 2016 年提升 6.1pct；埃斯顿 2019 年市占率 为 3.6%，相对于 2016 年提升了 2.2pct。

我国伺服电机主要集中在中低端市场，高端市场仍然依赖进口。国际上排名靠前的企业包 括松下（日本）、安川（日本）、三菱（日本）、台达（中国台湾）、西门子（德国）、KEB（德 国）、东元（我国台湾）、博世力士乐（德国）。欧美系厂商虽然市场总份额低于国产设备， 但是顶尖企业数量高于国内厂商，主要是我国目前大规模量产的伺服电机是中低端产品，高 端产品要么缺乏技术水平，要么还不能量产，所以还不能做到国产化替代。值得注意的是， 中国台湾的台达和东元均进入前列厂商，从技术上看也优于国内产品。中国大陆的品牌主要 有华中数控、广州数控、埃斯顿、汇川技术等。机床使用的伺服电机一般属于中型功率的伺 服电机，国外龙头企业为安川和三菱等。

（3）工业机器人本体：行业仍将持续增长，外资占据主导地位

中国是工业机器人最大市场。在新增工业机器人安装量中，亚太地区占总量 2/3 以上，2019 年总销量高达 24.5 万台。欧洲和美洲是第二和第三大市场，2019 年分别销售 7.2 万和 4.8 万台。从国家来看，中国销量一枝独秀，2019 年高达 14.1 万台，日本和美国分别为 4.99 万台和 3.3 万台，中国的销量是日本和美国销量总和的 1.7 倍，销量前 5 的国家在全球销量 中合计占比高达 72.95%。全球工业机器人销量前 5 的国家主要为中国、日本、美国、韩国 和德国，2019 年上述国家工业机器人的销量分别为 14.05 万台、4.99 万台、3.33 万台、2.79 万台和 2.05 万台，分别下降 8.77%、9.60%、17.57%、26.19%和 23.22%，中国下降幅度 最小。

工业机器人密度持续提升，我国工业机器人具备发展潜力。全球机器人密度为 113，欧洲为 114，美洲为 103，亚洲为 118。其中新加坡和韩国分别为 918 和 855 远高于平均水平及其 他国家，中国机器人密度为 187，高于全球平均水平，但低于新加坡、韩国、德国、日本、 美国等制造强国，仍然具有较大的提升空间。2020 年我国工业机器人产量为 23.7 万台，同 比增长 19.10%，我国工业机器人行业发展向好。

我国行业规模将超过百亿，行业仍然处于快速发展阶段。根据前瞻产业研究院数据，我国 2020 年工业机器人市场规模为 63 亿美元，预计 2021 年市场规模为 85 亿美元，2026 年市 场规模为 172 亿美元，2021~2025 年复合增速为 15%，行业呈现出极好的增长趋势。

国外品牌占据我国主要市场。ABB、库卡、发那科、安川作为工业机器人四大家族，在全球 和我国均占据核心的市场地位，2018 年“四大家族”占据了全球工业机器人 56%的市场份额。 根据前瞻产业研究院数据，2020 年我国工业机器人排名靠前的企业为发那科、爱普生、ABB、 安川、库卡、雅马哈、三菱、不二越、埃斯顿、上海东芝机械，其市占率分别为 10%、9%、 7%、6%、5%、4%、2%、2%、2%和 1%。国内前 10 的工业机器人厂商中有 6 家日本品 牌，1 家德国品牌，1 家瑞士品牌，1 家中日合资企业和 1 家中国品牌，日本和欧洲企业在 我国具有极强的竞争力。

国产品牌市场份额逐渐提升，已逐步形成竞争梯队。根据 CRIA 和前瞻产业研究院数据， 2017~2019 年我国自主品牌工业机器人市场份额分别为 23.5%、27.88%和 31.25%，自主 品牌的市场占有率逐渐提升。目前国内企业已经在数控系统、伺服电机、伺服驱动、减速器 等核心零部件取得突破，未来工业机器人的国产化率仍会逐渐提升。经过多年的发展，埃斯 顿、埃夫特等国内企业主要生产协作机器人、AGV 机器人和码垛机器人等，也是国内第一 梯队。华中数控、广州井源、北京机科等是协作机器人、AGV 机器人和移动、搬运、切割 机器人的供应商，是国内第二梯队企业。

高端机床：国产机床发展趋势向好，核心零部件逐步攻克

我国机床“大而不强”，国产机床正处发展良机

机床（英文名称：machinetool）是指制造机器的机器，也被称为“工作母机”、“工业母机” 或者“工具机“。在一般的机器制造中，机床所担负的加工工作量占机器制造工作总量的 40%~60%，是现代工业发展的重要基石。中国机床工业协会将机床及相关工具分为金属切 削机床、金属成型机床、铸造机械、木工机械、锻压机械及其他，这也是比较常见的分类方 式。

金属切削机床是最主要的机床设备。金属切削机床是一种利用切削、磨削或者特种加工方式 来加工各种金属的机床，其尺寸精度和加工表面质量都比较高，是使用最广泛、数量最多的 机床类别。2020 年金属切削机床产量为 44.6 万台，金属成形机床产量为 20.2 万台，金属 切削机床是金属成形机床产量的 2 倍以上。根据国家制定的机床编号，金属切削机床可以分 为 12 个大类：车床，铣床，钻床，镗床，磨床，刨床，拉床，齿轮加工机床，螺纹加工机 床，电加工机床，切断机床和其他机床。

我国是机床消费大国和制造大国，但机床生产端优势相对较小。我国 2019 年机床消费额达 1555 亿元，排名世界第一，占全球 27.7%的份额，是排名第二的美国两倍以上，是名副其 实的机床消费大国。同时我国也是机床生产大国，2019 年产值为 1355 亿元，占全球市场 24%。产值上美国和德国分别排第二和第三，占全球市场的 17.5%和 16.07%。但是从全球 机床厂商来看，top10 厂商里面，日本占了 5 个、德国 4 个、美国 2 个，中国没有厂商上榜， 我国机床产值虽然第一，但是没有出现全球龙头型厂商，主要集中在中低端领域。

我国出口机床附加值低，进口机床主要为高端机床。2010~2017 年我国出口金属切削机床 单价在 350 美元左右，而进口机床单价在 107929 美元左右，是出口机床的 300 倍以上。 从机床结构上看，我国出口机床中“其他弯曲、折叠或矫平类机床占 90%，数控机床和加工 中心只有 10%，而进口机床以立式加工中心等相对高端的数控机床为主。

精度、精度保持性和可靠性是我国机床与国外机床的主要差距。经过 70 年的发展，我国机 床已经取得很多进步，在数控系统、伺服系统、主机等领域有一定的技术积累，但是在核心 技术上没有完全掌握，即使机床和国外品牌外形相似，但性能差距大，特别是在精度和精度 保持性上。我国机床影响精度保持性的因素还在铸件、装配等基础工作上，国产机床装配过 程中，铸件在刮研好精度一段时间之后会发生变形；在工作过程中，装配预紧的螺栓等连接 件会在较短时间内出现预紧力下降、连接松动，这都使机床精度及性能发生变化。行业内用 “平均无故障时间”（MTBF）来衡量机床的可靠性，也就是机床从一次故障到下一次故障的 平均时间。国内机床的 MTBF 在 500~1000 小时居多，而国外同类产品的 MTBF 是国内产 品的 2~4 倍。中高档汽车生产中，生产线中使用的加工中心故障停线 1 个小时会给企业带 来 1000 万元以上的经济损失。在精度方面，我国有部分企业在个别领域的机床已经可以做 到国际领先水准，但是整体水准不足，不能完全满足客户要求，导致市占率难以提高。

我国高端机床国产化率较低。根据前瞻研究院数据，我国 2018 年高档数控机床国产化率金 6%，中档数控机床国产化率为 65%，低档数控机床国产化率为 82%，我国中低端数控机床 以及实现了大量的替代，但是高档数控机床基本没有市场竞争力。五轴联动数控机床作为最典型的高端数控机床，目前基本被海外龙头企业占据。

我国数控机床还有较大的替代化空间。根据国家统计局数据，我国 2020 年金属加工机床进 口金额高达 66.17 亿美元，其中金属切削机床进口金额达到了 49 亿美元。根据 choice 数据， 我国进口数控机床从 2011 年开始有波动下滑的趋势，但是 2019 年进口金额仍然有 28.98 亿美元，约 187 亿人民币，高端数控机床是主要的进口机床设备，同时国内还有大量外资 在大陆建厂的产能，国外企业在国内仍然占有大量的市场。

国营企业衰落，民营企业乘势而起。在 2011 年，我国机床行业前 10 基本都是国有控股企 业，但是到 2019 年，top10 中只有两家国有控股，民营企业已经成为了主角。从 2011 年 我国 top10 机床企业营收数据来看，仅沈阳机床和秦川机床营收规模就有 105.4 亿元，而 2019 年沈阳机床机床业务营业收入仅 3.71 亿元，与秦川机床合计收入约 18 亿元，释放出 了 87.4 亿元的市场空间，由此推算国营企业释放的市场空间将有数百亿元。2020 年我国机 床前十格局略有变动，但总体变化不大，秦川机床和沈阳机床合计收入规模有所增长，但合 计收入占比仍然较小。在过去十年时间里，伴随着国有机床企业份额的萎缩，民营机床企业 开始得到长足的发展，涌现出创世纪、海天精工、国盛智科、北京精雕、科德数控、国盛智 科等一批具备市场竞争力的民营品牌。

金属切削机床需求旺盛，机床周期仍在延续。随着我国制造业的回暖，金属切削机床需求在 2020 年 4 月开始呈现较快增长态势，2020 年 4 月 2021 年 8 月，金属切削机床产量均保持 双位数增长。2021 年 9 月，我国金属切削机床产量为 4.8 万台，同比增长 2.1%，增速放缓， 但 10 月份增速恢复至 4.8%，行业景气度周期仍在延续中。

核心零部件逐步突破，数控系统仍然“受制于人”

数控机床主要由机床主体、传动系统和数控系统构成。机床主体是机床的主要部分之一，是 整个系统的框架，包括床身及底座铸件、主轴及变速箱、导轨及滑台等。传动系统是机床的 “骨骼”，是完成加工流程最直接的部分，包括刀具、传动机械、辅助动力机械。机床主体和 传动系统构成工件加工的基础，因此其刚度、抗震性要求比较高，同时热变形要小。机床整 体的刚度除了与材料有关，还与机床设计紧密相连，床身结构设计、传动机构设计、结构件 之间接触表面大小和贴合性都需要考虑其中。数控系统是数控机床的大脑，整个数控系统包括驱动装置和控制系统及检测装置两大类。

机床结构件、控制系统、传动系统和驱动系统为核心组件。根据上市公司招股书信息可知， 国产机床零部件成本主要来自于结构件、控制系统、传动系统、驱动系统、刀库及其他。其 中结构件占 35%，控制系统占 22%，传动系统占 20%，驱动系统占 13%，总计达到 90%， 为整个机床的价值核心。

结构件环节，我们已实现中低端产品的国产替代。结构件主要是铸铁、钢材等产品，对机床 起到支撑作用，国内具有完备的生产能力，但是由于是我国工业基础比较差，大量底层技术 不足，在产品精度和可靠性方面，距离先进水平还有差距，高端机床的结构件依然需要依赖 进口，包括床身、床鞍、工作台、立柱等基础大件。

控制系统有所突破，其中广州数控、苏州新代、华中数控已经排进全国前 10。2019 年发那 科市场份额 39.3%，广州数控和三菱电机占据 11.4%的市场空间。由于我国电子产业起步 落后，导致关键零部件和操作系统进入市场比较晚，国外企业的先发优势非常明显，本土控 制系统进入市场时间不长，还需要经过市场的验证。

数控系统市场海外品牌占据绝对优势，国内企业主要占据中低端市场。从数控系统细分产 品上看，国外品牌在中高档数控系统的市占率在 70%左右，高档数控系统甚至高达 90%， 国内企业主要在中低档数控系统领域有一定市场竞争力。

国内数控系统产品力持续追赶，部分领域具备国产化替代实力。经过国内企业的不断努力， 我国高端数控系统逐渐得到突破。华中数控研制的“华中 8 型系列高档数控系统”已实现与国 际龙头高档产品的对标，并有数千台套系统与用于高档数控机床中。科德数控的 GNC60 高 档数控系统实现了与德国西门子 840D 型高档数控系统的功能对标。从产品性能上看我国部 分产品已经优于国际水平。对比科德数控与西门子等外资的产品可以看出，我国产品在部分 性能指标上优于国外产品，并且还有价格优势，具有开拓市场的能力。

高档数控系统国产化率明显提升，但仍有较大差距。2017 年，“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项结束，我国高档数控系统国产化率从 1%提升至 5%，市占率明显提升。同 时高速、精密、重载滚珠丝杠和直线导轨产品性能有了明显的提升，市场占有率也由专项实 施前的 5%提高到了目前的 20%。目前国内主流的机床企业主要还是使用海外数控系统为主， 国内数控系统在高端机床上的应用较少，机床数控系统未来还有较远的距离要走。（报告来源：未来智库）

传动系统是机床加工的执行机构，包括刀具、传动机械和辅助动力系统（主要有液压系统）。 我国刀具和液压系统已经实现中低端产品的替代，而丝杆导轨等高精密产品还需要向日本和 中国台湾进口，国产化率非常低。

我国刀具市场超过 400 亿元，19 年出口大幅增长。根据中国机床工业协会数据，我国刀具 市场从 15 年开始逐渐增长，18 年达到了 421 亿元，19 年因为疫情原因下滑至 408 亿。同 时我国 19 年出口额为 184 亿元，超过了进口额 111 亿，说明我国刀具的国产化替代实现了 一定的成果。

我国刀具国产化已经取得不错的成效，但高端领域还需要突破。根据切削技术网数据统计， 国内前 30 的品牌中，国内品牌有 14 个（株钻、金鹭、金洲、上工、阿诺、天工、恒锋、 嘉泰、国宏、成量、汉江、华锐、哈量和郑钻），国产品牌占有率约 47%，市场占有率约 35%。 从刀具市场总量市场来看，国产刀具约有 60%左右的市场，自给率比较高。从产业端了解 来看，目前国产刀具性能虽然和进口有一些差距，但是在价格优势的前提下，厂家比较倾向 于在中低端使用场景使用国产产品，高档的如高速铣刀、硬铣铣刀、石墨铣刀、3D 铣刀、 钢件及难加工材料的高性能钻头、铰刀等高附加值的刀具通常还是会使用进口刀具。

液压系统也是机床的重要零部件。机床中常见的液压机构包括油缸，液压泵，液压阀等， 液压系统主要用于给机床油液提供压力，以及给机床夹具（例如卡盘）等提供足够的压力。 由于机床在运行中会有齿轮等机械机构运转，因此需要液压系统提供润滑油进行防护。同时 机床在工作时产生的热量还需要液压系统冷却。而机床夹具的稳定性需要足够的压力才能保 证，液压系统在实用性和经济性上都高于电机系统，也是机床辅助动力系统的重要组成部分。

国内液压件实现一定的发展，但是中低端产能过剩，高端产品依赖进口。数据显示，我国液压件出口额逐年增长，进口额逐年下降，取得了显而易见的成果。但是我国企业进入行业 相对比较晚，技术积累比较弱，多数在国际上只能处于中下游位置，产品寿命和性能相对于 国际龙头也有差距。中低端市场参与者大量涌入导致市场中中低端产能过剩，而高端市场需 求难以满足。目前高端市场国外占有率超过 60%，主要企业包括博世力乐士、川崎重工、 派克、伊顿等。

4 双碳趋势再起波澜，重点关注节能减排和氢能板块

节能减排：绿色制造重要途径，高能效节能设备迎来成长契机

节能减排是未来工业发展的重要方向。2021 年 12 月 3 日，工信部发布《“十四五”工业部绿 色发展规划》，规划中提到，到 2025 年工业产业结构、生产方式绿色低碳转型取得显著成 效，绿色低碳技术装备广泛应用，能源资源利用效率大幅提高，绿色制造水平全面提升，为 2030 年工业领域碳达峰奠定坚实基础，主要的目标包括提升能源效率，降低碳排放强度， 降低污染物排放强度，提高资源利用水平等。为了实现低碳转型，需要提高能源利用效率， 提升工业领域的节能降碳水平，使用更加清洁的能源和工艺。

节能设备与智能化设备或将迎来进一步发展。“十三五”期间，国务院提出强化重点用能设 备节能管理，“十三五”期间燃煤工业锅炉实际运行效率提高 5 个百分点，到 2020 年新生产 燃煤锅炉效率不低于 80%，燃气锅炉效率不低于 92%，加快高效电机、配电变压器等用能 设备开发和推广应用，淘汰低效电机、变压器、风机、水泵、压缩机等用能设备，全面提 升重点用能设备能效水平。

2021 年 7 月，浙商省发布《浙江省节能降耗和能源资源优化配置“十四五”规划》，提出实施“公共用能系统+工艺流程系统”能效改造双工程，全面提升工业 企业能效水平。在造纸行业，政府提出推进透平风机、靴式压榨、膜转移施胶、热泵系统等 节能设备和技术的改造提升，提高废液、废气等余热综合利用效率，加快推进造纸行业数字 化和智能化发展。在建筑行业，政府提出支持水泥企业以破代磨、窑运行节能智慧管控系统、 新一代篦冷机技术、磁悬浮风机替代罗茨风机等节能技术改造。总而言之，节能设备和智能 化设备可有有效降低工业能耗水平，“十四五”期间将具备较好的发展前景。

（1）压缩机行业：高端市场被海外占据，螺杆压缩机等高能效产品具备发展优势

压缩机在生产和生活中具有不可替代的作用。压缩机是一种将低压气体提升为高压气体的流 体机械，压缩机主要的用途包括空气动力、制冷和空气分裂、合成及聚合、气体输送等，在 机械制造、化工和石化、矿山与冶金、制冷与气体分类、纺织服装、食品和制药、交通运输 等行业具有不可替代的作用。

随着“低碳经济”成为全球经济发展的重要趋势，我国压缩机行业开始推行能效标识，重视 节能减排。能效等级是表示电器产品能效高低的一种分级方法，按照标准 GB19153-2009 《容积式空气压缩机能效限定值及能效等级》规定，空压机能效等级分为 4 级：1 级(最优 级)、2 级(节能评价值)、T 级(目标能效限定值)、3 级(能效限定值)。1 级能效最高，代表达 到国际先进水平，最节能，耗能最低。2 级代表比较节能，T 级为目标能效限定等级，其能 效优于 3 级。3 级产品代表能耗高，是市场准入指标，低于 3 级的产能禁止生产和销售。

压缩机是工业节能的重要设备。在一般制造业企业中，压缩机空气系统电能消耗占企业用 电总量的 10~20%，压缩空气系统能耗中 96%是压缩机工作消耗的，因此减少压缩机能耗 能有效降低企业生产成本。从全国的节能环保角度，空压机耗电量占全国发电总量的 9.4%， 如果全国空压机均达到 2 级能效水平，每年可节省 1%左右的电能，并且压缩机生命周期里 面 80%的成本来自于电能消耗，压缩机的节能效果可以有效降低全国能耗水平。

螺杆式压缩机和离心式压缩机具有较大的发展前景。活塞式压缩机排气范围广、设备价格低、 热效率高，因此在石油、化工、煤化工领域具有广泛的应用。螺杆式压缩机可靠性高、运转 平稳、操作简单，在余热余压回收、制冷行业具有优势。离心式压缩机流量大、功率大、无 油、排气均匀，但不适合大压力场合，在石油、化工电力等行业有广泛应用。由于活塞式压 缩机技术难度和成本更低，在我国得到了大量应用，但是活塞式压缩机具有惯性大，排气不 连续易产生压力脉动等问题，近几年在部分领域逐渐被螺杆式压缩机和离心式压缩机取代。

空气压缩机市场规模将突破 600 亿元。2016 年我国空气压缩机行业收入规模为 491.65 亿 元，2016~2018 年行业呈现上升态势，2018 年我国空气压缩机市场收入规模为 536.01 亿 元，复合增速为 3%左右。考虑到国内节能环保相关政策日趋严格，行业节能改造需求将持 续提升，预计 2021 年市场规模可以达到 605.54 亿元。

高端压缩机市场主要被海外企业占据，中低端市场竞争激烈。瑞典、德国、美国以及日本 等发达国家由于行业发展时间较长，技术水平较为领先，目前在空气压缩机行业中占有重要 地位，并且逐渐将重心放在开发和生产技术难度大、附加值高的压缩机类型，在高端领域占 有较大优势。国外主要空气压力机制造商包括瑞典阿特拉斯、爱尔兰英格索兰、美国加顿丹 佛、日本寿力等。在我国中低端市场，多数企业不具备设计生产能力，仍停留在购置主机进 行组装生产的阶段，呈现出产品结构单一、技术附加值低、产品同质化严重等现象，依靠价 格战占领市场，竞争比较激烈。

我国空压机行业已取得明显进步，正逐步开拓高端市场。在活塞机方面，我国的活塞机技 术水平已经比较成熟。我国活塞机的设计制造水平已达到国际先进水平。在螺杆压缩机领域， 我国部分产品技术水平已经达到国际同类产品水准，部分头部空压机企业如东亚机械、开 山股份等自主掌握了螺杆机的设计与生产技术，产品技术也基本达到国外同类产品的水平。 同时国内企业通过使用永磁变频电机和二级压缩技术等方式，不断提升了螺杆压缩机的能耗 水平，部分产品达到甚至超过了国家一级能效标准，高于海外产品，正逐渐在高端领域与国 际品牌竞争。

我国压缩机行业对国外企业的依赖度相对较低。从市场份额角度来看，2020 年我国空气压 缩机行业收入规模约 583.36 亿元，出口规模约为 14.7 亿美元，约 93.6 亿元，我国空压机 内销收入约为 489.76 亿元。2020 年我国进口压缩金额为 7.2 亿美元，约 45.85 亿元，我国 国内消费规模约 535.61 亿，进口压缩机占我国消费规模比例仅有 8.56%。

（2）电机：最主要的工业耗电设备，中小型电机市场竞争激烈

我国电机行业发展超 40 年，高效电机是未来主要发展方向。我国工业电机从 1980 年之后 开始发展，1987-2005 年，工业电机的发展形式主要以效率竞争为主导，生产过程逐渐从手 工到机械化。2006-2015 年，电机行业以产品性能为主导，由简单机械化到智能化、定制化 生产；2015 年之后，电机行业逐渐达到大规模自动化生产，高效电机成为行业未来主要的 发展方向。从政策上看，“十四五”阶段，我国工业电机政策将主要推动电机行业向绿色化、 高效化发展。

电机与制造业联系紧密，我国市场规模近万亿。电动机通用性较强，凡是需要电能和机械能 相互转换的场景都需要用到电机，因此电机普遍用于制造业各个领域。随着我国制造业的复 苏，以及全球疫情后经济回暖，消费升级和工业自动化渗透加快，电机需求有望保持稳步增 长。电机分类别来看，发电机和电动机规模约 2:1，2020 年受风电抢装影响，我国规模以 上发电机收入 4656.9 亿，同比增长 51.9%。据国家统计局数据显示，2020 年国内规模以 上电机收入为 6427.5 亿，该统计口径是 2000 万以上收入的规模企业纳入统计，2000 万规 模以下企业占比较高，我们估算国内全口径下电机市场规模接近万亿。

微特电机占据主要市场，出口规模逐渐提升。2020 年我国微特电机(规模以上口径)收入 1069.46 亿元，占电动机总体销售收入的 56.52%。我国电机国际竞争力在增强，2019 年我 国电机出口额为 114.38 亿美元，多年来保持快速增长态势，与进口额差距逐渐拉开。2019 年我国电机进口额为 37.19 亿美元，近几年电机进口规模保持相对稳定。

交流电机是最常用的工业电机。根据华经产业研究院数据，2020 年我国一般交流机在工业 电机中的销售占比为 35.74%，是最重要的工业电机类型，同时交流电机的实战产比还呈现 上升趋势。一般直流机是排名第二的电机，占有 9.67%的市场。

高端市场仍然被海外企业占据，我国企业正快速追赶。日本、德国、美国、英国、瑞士、 瑞典等发达国家是电机先进技术的代表，在高档精密加工产品方面具备优势，国际电机巨头 通用电气(GE)、西门子(SIEMENS)、ABB、东芝三菱(TMEIC)、安川电机、松下电机等大型 跨国集团以绝对的电机收入规模处于行业第一梯队。我国龙头企业主要在第二梯队，比如上 海电气。第三梯队主要是中小企业，主要布局低端产品市场，市场占有率较低。国内的电机 行业近些年通过合作、引进等方式提升了设计及制造水平，产业链各环节有望持续实现国产 替代，不过受限于国内基础工业(主要为绝缘材料和电加工设备)的发展水平，以及基础研究 及有限元数值分析手段的缺乏，国内厂商与国际巨头还有一定差距。

电机行业呈现“两端高、中间低”的竞争格局，微型电机、大型电机由于技术难度高、前期投 入较大、技术门槛较高，竞争格局相对集中，且高端产品基本由外资品牌垄断，而小中型电 机技术门槛相对较低，竞争更加充分。方正电机和鸣志电器分别主营大功率电机和微特控制 电机，毛利率超 30%，大洋电机和方正电机主营小功率电机，毛利率相对较低。

提升电机的能效等级是实现节能减排的重要环节，高效节能电机替换将带成为大需求。在 工业领域，电机耗电量约占工业用电量的 75%左右，是主要的耗能产品，也是工业领域节 能减排的关键。目前，提升电机的能效等级是全球各国节能减排的重要措施，我国各地政府 也纷纷出台相关政策进行推动。我国高效节能电机市场份额 3%左右，电机系统整体运行效 率较发达国家低 20%左右，存量改造空间大。政策方面我国支持高效节能电机的应用，产 业方面由于电机使用成本在全生命周期成本中占绝大比重，随着政策和技术驱动高效节能电 机持续降本，经济性逐步显现，由高效节能电机替代传统电机的存量更换需求将逐步提升。

（3）变压器：环保与小型化发展是趋势，行业呈波动增长

变压器是输配电基础设备，具备较大的节能潜力。变压器是利用电磁感应的原理来改变交流 电压的装置，可以实现电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压(磁饱和变压器)等功能， 也是输配电的基础设备广泛应用于工业、农业、交通、城市社区等领域。我国在网运行的变 压器约 1700 万台，总容量约 110 亿千伏安。变压器损耗约占输配电电力损耗的 40%，具有 较大节能潜力。

行业产量有所波动，2020 年有所回升。2016~2018 年，我国变压器行业受到输配电价格下 降及产品浪费严重等问题的影响，变压器产量有所下滑。2019 年我国变压器总产量规模有 所回升，2020 年受到疫情影响，市场总产量规模略微下滑，2020 年总产量为 173601.2 万 千安伏，高于 2016~2018 年水平。

中低端市场激烈，高端领域海外企业占有优势。我国变压器行业主要分为四大梯队，第一梯 队是 ABB、AREVA、西门子、东芝等几大跨国集团，外资跨国集团具有技术和管理优势， 占有 20%~30%的市场份额，主要是占据我国高端市场；第二梯队是保变、特变、西变等国 内大型企业，第二梯队的企业具有一定的技术水平，占有 30~40%的市场份额；第三梯队以 江苏华鹏变压器有限公司、青岛青波变压器股份有限公司、顺特电气有限公司等为代表；第 四梯队主要是一些小型的民营企业。从国内企业来看，特变电工等上市公司具有比较明显的竞争优势，2020 年特变电工市占率为 4.09%，许继电气市占率为 1.43%，其余国内企业市 占率不足 1%，特变电工也是唯一收入超过 100 亿的公司。

变压器正向着环保和小型化发展。随着我国“节能降耗”政策的不断深入，国家不断鼓励发 展节能型、低噪音、智能化的配电变压器，目前在网运行的部分高能耗配电变压器已经不符 合行业发展趋势，未来会有较大的技术升级、技术换代的需求，将逐步被节能、节材、环保、 低噪音的变压器所取代。

（4）风机：工业基础设备，实际运行效率具有提升空间

风机是重要的工业基础设备。风机是依靠叶轮旋转运动输入机械能，提高气体压力并排送气 体的从动流体机械，用途广泛，需求量大，是量大面广的通用机械，与压缩机相比，风机产 生的风量更大，一般用于直接向外送风或者通风等。风机的主要应用领域为建筑、环保、地 铁及隧道、冶金、石化等，通常风机可以分为空调风机、离心风机、轴流风机、漩涡风机、 离心风机等。

空调风机主要用于工矿企业、宾馆、大型商场等建筑的各种大小规格的空调箱， 风机柜式空调机组，中央空调机组和各种净化购备，具有通用性强，效率高，噪声低，风量 大等特点，是空调、净化等行业理想的配套产品；离心风机属于叶轮机械的一种，广泛应用 于能源、环境、航空等各个领域，是工农业生产中主要耗能设备之一；轴流风机主要应用于 水果保鲜库、空调蒸发器、工业冷风机、工业冷水机、冷凝机组等机器设备上，还可用于 冶金工业、化工厂、轻工业、食品类、医药设备、工业设备及工业建筑等场地，起到自然通 风通气或提升热管散热的作用。

我国风机行业保持增长，空调风机为最大细分类型。根据《中国通用机械工业年鉴 2020》 数据，我国 2019 年参与统计的风机生产企业共生产风机产品 1802.72 万台，同比增长 1.9%。 从风机类型上看，空调风机、轴流通风机、离心通风机为主要风机类型，分别占约 59.45%、 16.5%以及 15.73%。

目前我国风机实际运行效率约为 65%，未来仍有较大提升空间。国内的风机实际运行效率中，效 率超过 80%的风机数量只占测试风机总数的 12%;效率在 70%~80%的风机数量占测试风机 数量的 31%;效率在 60%~70%的风机数量占测试风机数量的 31%;效率低于 60%的风机数 量占测试风机数量的 26%。影响风机效率的主要因素包括风机壳体设计、叶片设计、风机 选型、风机调节方式、风机运行维护程度等，目前下游还可以采取设计合理风机参数、选用 高效节能产品，淘汰技术落后设备、风机变频调节等措施提高风机的运行效率，还有比较大 的提升空间。风机属于大功率耗电设备，全国风机用电量约占全国发电总量的 10%，提升 风机实际运行效率对节能降耗具有至关重要的作用。

（5）泵及真空泵：行业竞争激烈，集中度较低

泵是输送流体或者使流体增压的机械，也是主要的耗能设备之一。泵主要用来输送水、油、 酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等液体，也可输送液、气混合物及含悬浮固体物的液体。 按照工作原理可以分为容积式泵、叶轮式泵、喷射式泵，按照泵轴位置分为立式泵、卧式泵。 全球 10%左右的能源消耗来自于泵类产品，高能效的泵类产品对于全球的节能减排具有关 键的积极作用，泵类产品的能源消耗以及碳排放问题，逐渐成为业界关注的重点。

我国泵业发展迅速，近年来行业有所波动。我国泵业产量增长较快，2019 年我国泵产量达 到了 17781 万台，同比增长 54.3%，2020 年行业产量为 18251 万台，较 2019 年增加了 470 万台，同比增长 2.64%。但是我国泵业收入增长相对缓和，并且 2019 年行业收入为 1686.68 亿元，出现了明显下滑，而利润端行业从 2019 年开始出现下滑，2020 年中国泵及 真空设备产业利润总额达 140.38 亿元，较 2019 年增加了 0.17 亿元，同比增长 0.12%，因 为统计企业数量有一定差异，导致收入和利润有一定差异，不过总体上表面行业近几年开始 出现业内调整，竞争比较激烈。

行业竞争激烈，集中度较低。全国共有 6000 余家泵业企业，其中凯泉泵业、东方泵业和上 海连威排名前三，2019年收入规模分别为35.75亿、30.02亿和29.56亿元，分别占有2.12%、 1.78%和 1.78%的市场，我国前十大企业收入合计占有 13.09%的市场，行业集中度较低。

我国真空泵行业还具有较大的进口替代空间。我国泵行业整体具有比较更好的国产化水平， 不过用于半导体行业的真空泵仍然大量依靠进口。与国际先进企业相比，我国真空泵行业整 体竞争能力较弱，大部分企业规模极小。创新能力比较弱，技术水平低。真空泵行业由于技 术性强，科技含量高，大多数企业能够通过专利技术形成垄断。尤其是在半导体真空泵领域， 国内厂商的市场份额仅为 5%左右，主要市场则由欧洲、日本企业主导。目前全球半导体用 真空泵领域主要被 Edward（爱德华）、Ebara（荏原制造所）、Kashiyama（樫山工业株式 会社）三家所占据，国内的沈阳科仪、汉钟精机也有相关产品和业务。

我国出口真空泵附加值低，进口规模较大。我国真空泵出货量在 2016~2018 年大幅增长， 从 2016 年的 499.9 万台增加到 2018 年的 1002.4 万台，而进口量基本稳定在 230~240 万 台之间，进口真空泵主要以半导体真空泵为主。我国真空泵出口附加值比较低，2019 年出 口总额 32712.1 万美元，出口单价约 33.5 美元，而进口金额为 86678.9 万美元，出口单价 约为 351.2 美元，出口真空泵单价元高于进口产品。

氢能板块：氢能源高举“双碳”旗帜发展驶入快车道

（1）“碳达峰、碳中和”目标下，能源结构转型提至战略新高度

氢能即以氢气作为能源，目前我国氢气还并不主要作为能源，氢气年产量 2000 万吨左右， 应用领域还主要在石油加氢裂化以及用于化工原料的合成氨气领域。此外，从制氢方式上来 看，由于我国具有富煤少油少气的资源特征，目前仍以煤制“灰氢”为主。“碳达峰、碳中 和”的双碳目标下，发展氢能成为改善能源结构的必要举措。

我们认为，制氢端未来将以电解水制“绿氢”为主，且随着可再生能源发电成本的持续下降， 新能源电解水制氢经济性将逐步显现，氢能必将实现真正意义上的无污染绿色能源；需求端 大力发展燃料电池汽车，燃料电池将是氢能需求增长的主要来源。目前我国燃料汽车处于发 展初期，年产量较低，且基本以商用车为主。

长期以来制约氢燃料电池发展的主要因素在于输氢、储氢和加氢环节成本高企导致用氢经济 性较低，一方面产业链各环节设备的进口依赖度高，另一方面产业处于发展初期没有发挥出 规模效应。随着政策力度的持续加大，产业资本广泛参与，产业技术持续进步驱动设备国产 化和成本下行，同时随着产业规模的扩大，规模效应将逐渐显现，氢燃料电池的需求空间也 将逐步打开，形成正循环。

“碳达峰、碳中和”目标下，能源结构转型提至战略新高度，政策驱动氢能发展驶入快车 道。今年政府工作报告中提到，开展碳排放达峰行动，科学编制并实施碳排放达峰行动方案， 大力发展风电、光伏等可再生能源，支持氢能规模化应用和装备发展。《十四五规划和 2035 年远景目标纲要》中，氢能也被正式提到，前瞻谋划未来产业，在类脑智能、量子信息、基 因技术、未来网络、深海空天开发、氢能与储能等前沿科技和产业变革领域，组织实施未来 产业孵化与加速计划，谋划布局一批未来产业。

事实上，近年来我国国家层面和地方政府出台支持氢能产业发展的政策不断，氢能发展持续 加快。2019 年，氢能首次被写入《政府工作报告》，明确将“推动充电、加氢等设施建设”。 在 2020 年国民经济和社会发展计划的主要任务中，首次提出要制定国家氢能发展战略规划。 2020 年 4 月，《中华人民共和国能源法（征求意见稿）》中，首次将氢能纳入能源范畴。2020 年 9 月，财政部发布燃料电池车城市群示范奖励积分评价体系。今年年初以来政策制定明显 加快，如工信部和住建部就氢能产业相关领域的技术标准做出进一步的研究指引。

全球范围内更多国家在能源转型上达成共识，主要国家高度重视氢能与燃料电池。美国、 日本、韩国、欧洲部分发达国家已将氢能规划上升到国家能源战略高度，世界多个发达国家 把氢能作为能源体系的重要组成部分，不断加大对氢能及燃料电池的研发和产业化扶持力度。 多国从国家层面制定了氢能产业发展战略规划与线路，如日本的《氢能基本战略》、美国的 《氢能经济路线图》、欧盟的《氢能路线图》、韩国的《氢经济发展线路图》等。

我国地方政府积极响应国家氢能战略发展规划，因地制宜制定细化的氢能支持方案和发展 目标。上海、浙江省、江苏省等长三角地区、广东省等珠三角地区以及京津冀、海南、山东 等 30 余个省、市出台了支持氢能发展的地方性政策百余项，结合产业链特点和各自的优势， 提出各自的发展重点，初步形成了长三角、珠三角、京津冀、山东半岛以及中部地区等氢能 产业集群和示范应用。全国已有 30 多个省、市、区级政府出台氢能产业和氢燃料电池汽车 发展规划，给予加氢站建设运营补贴、燃料电池汽车运营补贴，吸引大量资本进入与企业布 局。氢能产业作为国家战略性新兴产业，正迎来政策性利好的发展机遇。今年以来有较多地 方政府在十四五规划文件中提及氢能产业规划，部分单独发布氢能产业规划，为未来氢能产 业建设给予明确指指引。

以北京为例，发布“十四五”氢能产业规划，明确加氢站和燃料汽车目标。4 月 7 日，北京 市经信局就《北京市氢能产业发展实施方案（2021 年－2025 年）》（征求意见稿）向社会公 开征求意见。截至 2020 年底，北京市氢能产业相关企业、机构数量约 150 家，其中，氢能 供应领域 73 家，燃料电池领域 89 家（两个领域重叠 13 家）。目前，国内大部分企业和机 构处于中试到产业化过渡阶段，2020 年北京氢能产业实现产值约 30 亿元。

政策推动，产业资本加快助力。部分地区发布氢能重点投资项目清单，承建方除国企外也 有部分民企参与。以河北为例，近期发布 2021 年氢能产业重点项目清单，氢能发展提速。 比如，河北省发改委正式印发《河北省 2021 年氢能产业重点谋划推进项目清单（第二批)》 的通知。此次列入清单的重点谋划推进项目涵盖了制氢、氢能装备、加氢站、燃料电池、整 车/专用车生产、应用示范、技术研发等氢能全产业链条，共计 85 个项目，总投资约 405.41亿元。安徽省人民政府近日下达了关于《2021 年重点项目投资计划》的通知，纳入计划的 项目总数达到 7851 个，年度计划投资近 1.5 亿元。

大型央企率先发挥各自产业资源优势，在氢能发展中起到排头兵的作用。2018 年 2 月中国 氢能联盟成立，中国氢能联盟本身定位就是国家级产业联盟，由国家能源投资集团牵头联合 19 家央企、高校科研院所和金融机构成立，推动行业政策和产业标准持续完善，加大产业 资本投入力度，进而促进氢能加快产业化。目前中国氢能联盟成员单位已由 20 家增加到 87 家，其中央企 24 家，地方国企 14 家，高校科研院所 12 家，另外增加了 27 家民营企业， 10 家外资。

产业链分布来看，上游制氢环节中石化是最大的制氢企业。目前中石化氢气年生产能力超 350 万吨，占全国氢气产量的 14%左右，已在广东、浙江、上海、广西、贵州等地建成若 干油氢合建示范站。中石化具有氢气提纯技术基础。2020 年 9 月，拥有中国石化自主知识 产权的首套高纯氢气生产示范装置在高桥石化成功投产。该装置以低成本的炼油装置副产氢 气为原料，生产燃料电池车用高品质氢气，国内首次将炼厂副产氢气提纯至 99.999%，远 高于 99.97%的燃料电池车用氢气国家标准。

中游加氢环节，国家能源集团深入布局，中石化“十四五”拟建 1000 座加氢站。国家能源 集团围绕其产业优势初步形成了全国性的氢能项目的布局。比如，在如皋建成了国内第一个 纯天候商业运营的加氢站，总的储氢能力大约 600 公斤，每天加氢能力大约 1000 公斤，是 国内第一个行政审批完备、完全市场化开发、全天候、数字化的国际标准商业加氢站。当然， 国家能源集团在产业链其他环节也有布局，加强化工副产氢和用碳捕集技术以后的煤制氢。 目前，国家能源集团在相关领域已具备多项发明专利。此外，中石化“十四五”期间将布局 1000 座加氢站或油氢合建站，打造“中国第一大氢能公司”。

下游氢燃料电池和汽车环节，国家电投、东方电气等央企持续投入侧重电池核心部件，东 风集团、一汽集团和中国中车等央企陆续布局氢燃料电池汽车。国家电投在多地成立氢能 子公司，并宣布 2021 年将推广燃料电池 500 台。东方电气经过十年的核心技术创新与自主 产品开发，已全面掌握了燃料电池核心零部件研制、电堆工程设计及系统集成与控制等关键 技术，成功开发出具有完全自主知识产权的燃料电池系列产品，并已建成中国西部首条年产 能 1000 套的燃料电池自动化生产线。2020 年 1 月 2 日，首台搭载由国家电投集团自主研 发燃料电池电堆的氢能客车在宁波正式下线，车辆由中国中车集团生产，车长 12 米，续航 里程达到了 600 公里。

（2）我国处于氢能产业发展初期，政策驱动成本有望长期下行

制氢：资源禀赋，不同国家以优势化石能源为制氢原料

制氢目前主要有三种较为成熟的技术路线：一是以煤炭、天然气为代表的化石能源重整制氢； 二是以焦炉煤气、氯碱尾气、丙烷脱氢为代表的工业副产气制氢；三是电解水制氢。其他制 氢方式如生物质直接制氢和太阳能光催化分解水制氢技术路线仍处于实验和开发阶段，产收率尚未达到工业规模制氢要求。

全球来看，国外主流制氢方式是天然气制氢，天然气制氢占全球氢能产量的 76%，电解水 制氢占比仅 3%左右。国内来看，煤制氢是最为经济和常用的制氢方式，我国超过 95%的氢 气主要通过化石能源。总结来说，制氢端具有资源禀赋特征，不同国家以不同的优势化石 能源作为制氢原料进行重整制氢。

国内天然气制氢成本约是煤制氢成本的两倍。原料煤是煤制氢最主要的消耗原料，约占制氢 总成本的50%，以技术成熟成本较低煤气化技术为例，每小时产能为54万方合成气的装置， 在原料煤（6000 大卡，含碳量 80%以上）价格 600 元/吨的情况下，煤制氢成本约为 8.85 元/公斤。天然气制氢中原料天然气成本占比 70%以上，对于国内原煤和天然气价格，则天 然气制氢成本约是煤制氢成本的两倍。（报告来源：未来智库）

储存和运输氢：技术难成本高，长期管网建立有望大幅降本

氢气的储运难度较大，储运技术一般包含四类，气态储运、液态储运、有机液体储运及固 体储运。氢气的体积能量密度小，与汽油相比，同样的空间常压氢气所含能量较低，储存并 不经济。国内外的主流方案是气态储运，将氢气压缩成高压气态后储存运输，但因为氢分子 是最小的分子，容易泄露，且易燃易爆，所以这些特性使得对储存气瓶瓶身、阀盖、阀门的 材质要求异常严苛，稍有不慎，可能就会发生安全事故。

加氢：加氢站是燃料电池的重要基础设施，目前普及度较低

加氢基础设施是氢能利用和发展的中枢环节，是为燃料电池车充装燃料的专门场所。不同 来源的氢气经氢气压缩机增压后，储存在高压储罐内，再通过氢气加注机为氢燃料电池车加 注氢气。在商业运行模式下，乘用车氢气加注时间一般控制在 3-5 分钟。

目前国内加氢站建设成本仍然较高，其中设备成本占比约 70%。不考虑土地成本，国内建 设一座日加氢能力 500 公斤、加注压力为 35MPa 的加氢站需要约 1200 万元，约相当于传 统加油站的 3 倍。对于商业化运营的加氢站，除建设成本外还有设备维护、运营、人工、税 收等费用，折合加注成本约在 13-18 元/公斤左右。随着氢气加注量的增大或通过加油/加氢、 加气/加氢合建，单位加注成本将随之下降。

国内外氢能技术差距明显，政策驱动发展提速

我国氢燃料电池汽车产业整体处于初步规划和起步阶段，技术水平较发达国家仍有一定差距， 初步掌握了燃料电池电堆和关键材料等核心技术，但产业技术与系统性能仍然相对落后，一 些关键零部件仍然依赖进口，导致储运氢、加氢站环节成本较国外还有较大距离。但国内外 共同面临的问题是，氢能较其他新能源成本劣势明显，因此氢能行业短期发展对政策依赖度 较高。

（3）氢燃料电池是实现“双碳”目标的主要抓手

氢能目前主要作为化学原料，燃料电池尚不是最大的需求端，但却是最具发展前景的氢能 输出口，国家和地方政策支持氢能发展的方式就是以氢燃料电池（包括加氢站）在交通领 域的应用方面作为切入点进行大力支持。

燃料电池从名称上来看有一定误导性，虽然叫做燃料，但工作过程不涉及热能转换，而是化 学能转化为电能，虽然叫做电池，但不是储电装置而是发电装置，其工作的原理是正极充氢 气，负极充氧气（空气），氢气和氧气在气体扩散层内扩散，各自在正负极催化剂作用下发生氧化还原反应，氢离子穿过质子交换膜到达阴极与氧气反应产生水，而电子通过外电路做 功形成电流。

燃料电池系统作为氢燃料电池汽车的核心部件，而其中又以燃料电堆为重要组成部分，燃料 电堆成本约占整车成本的 30%。我国燃料电堆虽具备一定的技术储备，气体扩散层、质子 交换膜、密封件等国内无量产，催化剂、膜电极、双极板等许多零部件实现了国产化，但在 系统性能和总成本上较国外仍存在较大差距。

总体上，我国氢能及燃料电池产业化在零部件、整个高端集成、电池寿命、成本、批量制备 能力等方面，存在明显的技术短板和差距。从氢燃料电池成本结构来看，燃料电池电堆成本 占燃料电池的 49%，电堆主要以膜电极和双极板为主，膜电极占 47%，双极板占 42%，膜 电极中成本最高的是催化剂，占 44%。

购车成本方面，燃料电池乘用车竞争力不足。2015 年上汽推出第四代采用荣威 950 车型平 台的燃料电池车，续航里程 400 公里，具备小批量生产能力，但与国际上具有领先水平的 车型相比，在动力性能、综合效率、电堆功率以及耐久性等基本性能指标方面仍有不小差距， 且由于燃料电池系统没有完全国产化，在整车成本方面也不具备竞争力。另一方面，放眼全 球，氢燃料电池汽车与电动车相比，经济性仍然不明显。

使用成本方面，在商用车领域已初具经济性。乘用车按照百公里电耗 15-18 千瓦时和油耗 6-10 升汽油测算，燃料电池车用氢成本需要在 30 元/公斤和 45 元/公斤才与电动车和燃油车 持平，目前还有相当差距。但对于商用车来说，由于百公里耗能大，氢气储能密度高，边际 效应递增，使用成本已基本与油车持平。按照百公里油耗 13.8 升、电耗 40-60 千瓦时和氢 耗 2 公斤计算，使用成本分别为 100 元、75 元和 104 元。我们认为，随着燃料电池产业链 技术进步和配套设施的逐渐完善，燃料电池车的制造和使用成本均有较大下行空间。

以奖代补+关税降低的政策支持促进燃料电池产业规模快速扩大

国家层面对燃料电池的政策转为以奖代补，更有效促进行业技术进步和产业规模快速扩张。 2020 年 4 月在《关于完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》就已经提到将燃料电 池汽车购置补贴调整为对示范城市给予奖励，“以奖代补”，并争取通过 4 年左右时间，建立 氢能和燃料电池汽车产业链，掌握核心技术，形成布局合理、协同发展的良好局面。2020 年 9 月财政部发布《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》，明确以奖代补，发布燃料电 池汽车城市群示范目标和积分评价体系。

为促进产业规模快速扩张，我国降低燃料电池产业部分零部件的关税。2020 年 12 月 21 日， 财政部关税司发布《国务院关税税则委员会关于 2021 年关税调整方案的通知》，下调燃料 电池增压器、燃料电池循环泵、燃料电池用碳电极片、铂载催化剂关税税率，从下降幅度来 看本次关税调整力度较大。

国内燃料汽车“低基数、高增长”，2050 年预期销量达 500 万辆

随着政策的持续推动，我国燃料电池需求已开始逐步释放。近年来我国氢燃料车销售量增长 较快，从 2015 年产业化起步至今销量由 10 辆增长至 2737 辆，2017-2019 年燃料汽车销 售量同比增速分别达到 102%、20%、79%。据中国氢能协会预计，2025 年国内氢燃料汽 车销量将达到 5 万辆，到 2050 年销量达到 500 万辆。

（4）氢能设备整体进口依赖度较高，国产替代空间大

国内外氢能设备技术水平相差较大，关键环节国产化率较低

氢能产业链的材料端，我国在多数环节与国外技术存在一定差距，但也基本具备量产能力， 部分核心环节如膜电极核心部件则基本依赖进口。设备端，国内外技术差距更是显著，除储 氢环节的固定式气态储氢设备外其他环节设备基本被国外垄断。

双循环背景下国产替代迎契机

燃料电池国产化进程有望加快。国内目前已初步掌握燃料电池发动机、电堆及其他关键部件 的关键技术，基本建立了具有自主知识产权的车用燃料电池技术体系，质子交换膜、催化剂、 气体扩散层、膜电极和双极板等关键零部件技术进步持续加快。目前，新源动力、神力科技 （亿华通子公司）等国产品牌已具备电堆生产能力，东岳集团具备质子交换膜批量化生产能 力并进入奔驰汽车供应链。

现阶段我国燃料电池发动机系统和电堆供应商主要分为三类。第一类是较早从事燃料电池 行业且具备自主核心技术的发动机供应商，包括新源动力、亿华通、弗尔赛等；第二类是近 年来兴起的以国际技术引进与合作见长、具备一定批量化生产能力的供应商，如上海重塑、 国鸿氢能；第三类是通过投资、产业链合作与技术引进等方式不断拓展燃料电池相关业务， 包括大洋电机、雄韬股份。

从燃料电池市场格局来看，目前属于寡头竞争，CR5 占比 50%。目前被纳入目录的燃料电池商用车型共 185 款，亿华通燃料电 池发动机系统的配套商用车车型共计 37 款，占比为 20.00%，属于国内唯一一家既具备自 主研发能力又市场份额超前的燃料电池企业。从集中度变化趋势来看，有自主研发能力的领 先企业具备竞争优势。近三年亿华通燃料电池系统销量增速较快，2019 年电池系统销量达 到 498 套，同增 64%。

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

精选报告来源：【未来智库】。未来智库 - 官方网站