報告出品方： 興業(yè)證券

以下為報告原文節(jié)選

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1、工業(yè)氣體：工業(yè)的血液

1.1、工業(yè)氣體：以空分氣體為主，下游應用場景廣

工業(yè)氣體被稱為“工業(yè)的血液”。根據(jù)應用領域的不同，工業(yè)氣體可以分為大宗氣體和特種氣體兩大類。大宗氣體指純度要求低于 5N，產品產銷量大的工業(yè)氣體；根據(jù)制備方式的不同可分為空分氣體和合成氣體?？辗謿怏w主要通過分離空氣制取，主要包括氧氣、氮氣和氬氣等，下游應用領域廣泛、用量大。合成氣體主要指氨氣、甲烷和乙炔，制備方法和空分氣體截然不同。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(yè)氣體，根據(jù)應用領域的不同可分為標準氣體、醫(yī)療氣體、激光氣體、食品氣體、電光源氣體以及電子特氣。

工業(yè)氣體可按照需求分為大宗氣體、特種氣體兩類，大宗氣體占據(jù)八成市場份額。據(jù)中商產業(yè)研究院，在 2020 年的國內工業(yè)氣體需求中，大宗氣體的需求占比最高，約為 80%。特種氣體的需求占比為 20%，其中電子特氣占 60%。近年隨著國內電子產業(yè)的迅速發(fā)展及相關政策推動，以電子特氣為代表的特種氣體市場份額正在逐年提高。

工業(yè)氣體下游應用場景廣闊，能源成本在工業(yè)氣體生產成本中占比較高。工業(yè)氣體產業(yè)鏈上游主要涉及到空分設備制造商與化學原料供應商等。較為特別的是，能源成本在工業(yè)氣體生產成本中的占比較大，根據(jù)杭氧股份可轉債募集說明書，2021年氣體銷售業(yè)務中能源成本占比約80%。下游主要應用領域有冶煉、石化、焊接及金屬加工等領域。分氣體種類看，大宗氣體的下游主要為冶金、化工等傳統(tǒng)行業(yè)，氣體需求量較大，對氣體純度要求較低。特種氣體下游則涉及半導體、生物醫(yī)藥、食品飲料、新能源等新興行業(yè)，需求氣體種類多，單個氣體需求量小，氣體純度要求高。

國內工業(yè)氣體下游以煤化工、鋼鐵等傳統(tǒng)行業(yè)為主，國外下游則更為分散。工業(yè)氣體行業(yè)的下游應用領域廣泛，其中煤化工、鋼鐵、化肥、石化等傳統(tǒng)行業(yè)技術含量較低，對工業(yè)氣體需求量大。據(jù)觀研天下，我國工業(yè)氣體行業(yè)下游市場中，上述傳統(tǒng)行業(yè)占比超過 70%。國際工業(yè)氣體巨頭林德集團下游應用中，化工&能源及冶煉占比為 34%，顯著低于國內行業(yè)平均水平，非傳統(tǒng)制造業(yè)收入占比則較高，例如醫(yī)療、食品飲料、電子的收入占比分別為 19%、10%、8%，國內工業(yè)氣體企業(yè)仍有較多高附加值市場空間尚未開發(fā)。

1.2、制備工藝：低溫精餾技術為主，多種供氣模式適配不同需求

空分氣體的制備方式中，低溫精餾工藝是大型空分設備通常采用的制氣工藝。
目前行業(yè)中共有低溫精餾、膜分離、變壓吸附三種主流空氣分離工藝流程，其中低溫精餾工藝具有高質量、高產出的特性，運行穩(wěn)定、產品純度高、適合大規(guī)模生產。小型空分裝置則更多使用膜分離工藝和變壓吸附工藝，因為其啟動所需時間不長并且負荷調整范圍寬，有成本較低、操作簡單、制取靈活的優(yōu)勢。
工業(yè)氣體制氣模式分為自建設備供氣和外包供氣。傳統(tǒng)上，大型鋼鐵冶煉、化工企業(yè)習慣于自行購買并運營空分氣體生產設備，滿足自身氣體需求。自建裝置供氣模式下，企業(yè)自產的空分氣體主要用于滿足生產所需，多余氣體大多排空，少數(shù)氣體出售至其他需求客戶。外包供氣則指下游企業(yè)將非其主業(yè)的供氣業(yè)務外包給專業(yè)氣體供應商，由其向客戶提供全方位用氣服務的經營模式。據(jù)廣鋼氣體招股說明書中援引卓創(chuàng)資訊的數(shù)據(jù)，截至 2022 年末我國空分產能共計 3564.61 萬Nm3/h（制氧量），其中自建設備制氣產能占比約60%，外包供氣產能占比約40%。

外包工業(yè)氣體廠商的常見供應模式可分為零售供氣和大宗供氣兩種。大宗供氣為現(xiàn)場制氣，指供氣公司在用戶現(xiàn)場投資空分設備直接供氣，或通過管道為一定區(qū)域內多個用戶供氣。零售供氣分為瓶裝供氣和儲槽供氣，瓶裝氣體主要滿足現(xiàn)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動較大，對多種氣體有零碎需求的客戶。據(jù)前瞻產業(yè)研究院數(shù)據(jù)，2019 年我國工業(yè)氣體供應模式結構中，管道氣占比約 65%，液態(tài)氣占比約 21%，瓶裝氣占比約 14%。

1.3、市場規(guī)模：國內千億級市場規(guī)模，呈寡頭競爭格局

全球工業(yè)氣體供需持續(xù)增長。由于工業(yè)氣體在工業(yè)領域有廣泛應用，全球下游行業(yè)的需求長期保持穩(wěn)定增長態(tài)勢。據(jù)弗若斯特沙利文，全球工業(yè)氣體市場規(guī)模將由2020年的約1348億美元擴大至2025年的約1755億美元，5年CAGR為5.4%。

中國為全球最大工業(yè)氣體市場，增速與工業(yè)整體增長趨勢一致。中國已在 2020年取代美國成為全球最大的工業(yè)氣體市場，2020 年市場規(guī)模 237 億美元，占據(jù)全球市場的 17.6%。對比 2015年來我國工業(yè)增加值增幅以及工業(yè)氣體行業(yè)增速，我們發(fā)現(xiàn)工業(yè)氣體市場增速很大程度上取決于工業(yè)整體的發(fā)展節(jié)奏。據(jù)弗若斯特沙利文，2025 年中國工業(yè)氣體市場規(guī)模將達 2325 億元，5 年 CAGR 為 8.6%，相比之下，美國 CAGR 為 3.8%，中國工業(yè)氣體市場成長動力更加強勁。

國際工業(yè)氣體市場份額主要由林德、法液空兩大巨頭占據(jù)。全球工業(yè)氣體市占率方面，據(jù)華經產業(yè)研究院，德國林德、法國液化空氣兩家工業(yè)氣體集團齊頭并進，2021 年全球市占率分別為 21%、20%，第二梯隊的美國空氣產品、日本大陽日酸工業(yè)氣體公司 2021 年市占率則分別為 7%、5%。

中國工業(yè)氣體市場集中度高，屬于寡頭競爭市場。在我國的工業(yè)氣體市場中，國外頭部企業(yè)依靠其技術雄厚，規(guī)模龐大，綜合實力強等優(yōu)勢，維持著較高的占有率水平。據(jù)中商產業(yè)研究院，2021 年林德集團、液化空氣、空氣化工、大陽日酸四大國際巨頭在中國工業(yè)氣體市場中占有 56%的市場份額。頭部國產企業(yè)氣體動力和杭氧股份的市占率分別為 10%和 6%，距離第一梯隊還有一定差距。以華特氣體、金宏氣體為代表的第三梯隊國產廠商產品則主要以特種氣體為主，在特種氣體下游半導體行業(yè)需求持續(xù)上升的背景下，第三梯隊國產廠商發(fā)展?jié)摿薮蟆?br/>

1.4、下游行業(yè)：能源化工景氣，冶煉技術轉型，氣體需求持續(xù)增長

煤化工：“富煤貧油少氣”資源稟賦決定煤化工戰(zhàn)略地位

煤化工領域對工業(yè)氣體的需求較高，是工業(yè)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 30000m3/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 120000m3/h；利用煤氣化生產合成天然氣，每1000 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 240000m3/h。利用煤氣化合成油，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 300000m3/h。

在我國“富煤貧油少氣”的資源現(xiàn)狀下，現(xiàn)代煤化工保持強有力發(fā)展勢頭。我國煤炭資源豐富，2021 年對外依存度僅為 7%，石油、天然氣資源相對貧乏，2021年對外依存度分別為 72%、42%，因此煤轉化是我國的長期能源戰(zhàn)略。煤化工產品包括焦炭、合成氨、甲醇等傳統(tǒng)煤化工產品以及煤制油、烯烴、二甲醇等現(xiàn)代煤化工產品。目前我國傳統(tǒng)煤化工已進入成熟期，主要產品產能均已過剩。2022年 4 月，工業(yè)和信息化部等六部委發(fā)布《關于“十四五”推動石化化工行業(yè)高質量發(fā)展的指導意見》，主要內容為促進煤化工產業(yè)高端化、多元化、低碳化發(fā)展，按照生態(tài)優(yōu)先、以水定產、總量控制、集聚發(fā)展的要求，穩(wěn)妥有序發(fā)展現(xiàn)代煤化工，現(xiàn)代煤化工進入快速發(fā)展期。

“十四五”期間煤化工產能穩(wěn)步擴張。據(jù)中國煤炭工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)，截止 2021 年底，全國煤制油、煤制燃氣、煤（甲醇）制烯烴、煤（合成氣）制乙二醇項目產能分別為：931 萬噸/年，61.25 億 m3/年，1672 萬噸/年，675 萬噸/年。據(jù)中國石化聯(lián)合會發(fā)布的《現(xiàn)代煤化工“十四五”發(fā)展指南》，2025 年以上四類項目目標產業(yè)規(guī)模分別為：3000 萬噸/年、150 億立方米/年、2000 萬噸/年、1000 萬噸/年。

石化：乙烯產能提升有望帶動工業(yè)氣體行業(yè)增長

現(xiàn)代石化行業(yè)對工業(yè)氣體的需求量激增。現(xiàn)代石化行業(yè)朝著規(guī)?；⒓s化、一體化方向發(fā)展，在得到油品的同時，還能獲取烯烴、芳烴等高附加值產品。當前我國煉化行業(yè)發(fā)展出“油品+乙烯+聚烯烴產品的煉油乙烯一體化”、“煉油芳烴一體化”、“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(huán)節(jié)增加了氮氧氣的需求。隨著裝置規(guī)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(shù)十萬立方米/小時。
乙烯相關煉化項目審批加快，產能提升激發(fā)工業(yè)氣體需求增長。2021 年中央經濟工作會議中提出“原料用能不納入能源消費總量控制”，石油和化工行業(yè)原料用能占到全國原料用能總量的 70%，將原料用能從能耗總量控制中移出，使行業(yè)內新增項目不再受“能源消耗總量”考核指標的限制，煉化行業(yè)項目投資保持平穩(wěn)增長?！吨袊袌鲱A警報告 2022》預測，2022-2026 年我國乙烯在建產能 2795萬噸，預計到 2026 年全國乙烯年產能將達 6996 萬噸，其產能提升有望激發(fā)工業(yè)氣體需求增長。

鋼鐵：熔融還原技術有望替代傳統(tǒng)高爐煉鐵，帶動耗氧量提升

雙碳政策背景驅動高爐煉鐵工藝替代。傳統(tǒng)長流程煉鋼主要包括高爐煉鐵、轉爐煉鋼兩個環(huán)節(jié)，據(jù)麥肯錫，高爐煉鐵是煉鋼流程中碳排放量最大的環(huán)節(jié)，占比達到 66.10%。目前世界各主要鋼鐵生產國均在發(fā)展熔融還原煉鐵技術，使用普通煤代替焦炭，簡化工藝流程并降低環(huán)境污染。

以 HIsmelt 工藝為例，熔融還原煉鐵相比傳統(tǒng)高爐煉鐵具有多重優(yōu)勢。HIsmelt熔融還原技術徹底舍棄傳統(tǒng)高爐流程中燒結、焦化和球團工序，直接使用粉狀含鐵原料和煤粉進行冶煉。相較于傳統(tǒng)高爐煉鐵，其工藝技術優(yōu)勢主要體現(xiàn)在：

①成本經濟性，HIsmelt 工藝主要經濟指標受產量影響，產量越高，噸鐵消耗的煤粉越少，成本越低。按照目前山東墨龍 HIsmelt 工廠 80t/h 產量計算，噸鐵煤耗在 0.85t/tHM左右；當生產能力提高后，噸鐵煤耗可以降低到 0.7-0.8t/tHM之間。
對標國內部分企業(yè)高爐生產情況，HIsmelt 目前平均生產成本已經低于國內部分高爐生產成本。
②環(huán)保先進性，HIsmelt 工藝在污染物排放、固體廢棄物處理等方面均具有顯著優(yōu)勢，其中噸鐵氮氧化物、硫化物及顆粒物排放分別為 0.07kg、0.15kg和 0.05kg,與高爐工藝相比，污染物排放總量減少 85%。
③產品質量穩(wěn)定，HIsmelt 熔融還原技術生產的鐵水質量穩(wěn)定，磷含量很低（0.015%-0.025%），基本不含硅、錳，五害元素（錫、砷、鉛、銻、鉍）含量遠低于高爐鐵水。鐵水脫硫后用于轉爐或電爐冶煉，可滿足優(yōu)特鋼對純凈原料的需求。

熔融還原煉鐵技術耗氧量跨越式提升。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 0.8-1.0MPa，壓力波動范圍在 0.8MPa±5%，氧氣必須確保有一定時間連續(xù)量的供應。

在雙碳政策背景下，熔融還原技術有望逐步替代高爐煉鐵，帶動耗氧量大幅提升。

2、空分設備：大型化趨勢明確，核心部件仍有國產替代空間

2.1、空分設備：工業(yè)氣體核心生產設備，下游多為傳統(tǒng)行業(yè)

空分設備是工業(yè)氣體行業(yè)核心生產設備，是以空氣為原料，通過深冷分離或吸附分離的方式將空氣中的氧、氮、氦等各類氣體實現(xiàn)分離，并最終提取出氧氣、氮氣或氦氣、氬氣等稀有氣體的裝置。大型成套空分設備是鋼鐵、冶金、石化、煤化工等大型流程工業(yè)項目的核心裝備。
整套空分設備通常由八大系統(tǒng)構成。分別為壓縮系統(tǒng)、凈化系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、熱交換系統(tǒng)、精餾系統(tǒng)、產品輸送系統(tǒng)、液體貯存系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。其中，關鍵部機包括透平壓縮機、各類膨脹機、吸附器、板式換熱器、冷卻器、閥門等。

空分設備制造業(yè)的上游主要配套部件制造行業(yè)，其中包括供應鋼、鋁等原材料的冶金行業(yè)和供應空氣壓縮機、空氣冷卻塔、分子篩吸附器、液體泵、自動控制閥門、填料、自動控制系統(tǒng)等配套部機的制造行業(yè)。因此，鋁材、鋼材等金屬原材料和上述配套部機的價格波動將對行業(yè)的利潤水平造成影響。

空分設備制造行業(yè)的下游多為傳統(tǒng)行業(yè)，冶金、化工行業(yè)是空分設備最大的應用市場。由于空分設備的主要產品為氧氣、氮氣等大宗氣體，因此空分設備行業(yè)下游多為冶金、石化、化工、化肥等對大宗氣體需求量較大的傳統(tǒng)行業(yè)。據(jù)福斯達招股說明書，按空分設備制氧容量計算，2020 年鋼鐵、石化、煤化工、化肥及合成氮等行業(yè)共占據(jù)了我國新生產空分設備約 88.81%的下游市場份額，其中化工和冶金行業(yè)分別約占新生產設備制氧容量的 53.27%和 38.95%，工業(yè)氣體批發(fā)零售約占 6.65%，新興行業(yè)中電子工業(yè)約占 0.39%，食品加工、航天航空、醫(yī)療、環(huán)保等行業(yè)約占 0.74%的市場份額，因此空分設備制造行業(yè)整體景氣度與傳統(tǒng)行業(yè)周期有著更強的相關性。

2.2、市場空間：國內市場規(guī)模超 300 億，邁入成熟發(fā)展階段

國內空分設備量價雙增。中國通用機械工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)顯示，從 2016 年開始，國內空分設備銷量持續(xù)增長，2021 年銷量達到 350 套，銷量同比 2020 年增長19.86%，5年CAGR為23.06%。同時空分設備單位制氧均價也有所提高，從2015年的 0.44 萬元/（??3/h）提高到 2021 年的 0.58 萬元/（??3/h）。

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