空氣分離設備產(chǎn)業(yè)調研分析

空氣分離設備產(chǎn)業(yè)調研分析

通用機械行業(yè)的《一種大直徑三元葉輪的銑制方法》、《一種循環(huán)氣壓縮機葉輪的熱處理工藝》及《大型離心壓縮機試壓機殼及其試壓方法》等發(fā)明專利榮獲第十九屆中國專利獎?？辗衷O備行業(yè)的周期性、區(qū)域性或季節(jié)性特征深冷技術產(chǎn)品廣泛應用于天然氣、煤化工、石油化工、冶金行業(yè)、天然氣、核電等國民經(jīng)濟基礎性行業(yè)，也廣泛應用于航空航天、半導體、多晶硅片、新能源電池等戰(zhàn)略新興行業(yè)，與宏觀經(jīng)濟周期的關聯(lián)度較高。宏觀經(jīng)濟形勢向好時，基礎建設投資加大，深冷技術裝備整體需求上升；宏觀經(jīng)濟不景氣時，基礎建設投資減少，深冷技術裝備的整體需求下降。深冷裝備行業(yè)不具有區(qū)域性和季節(jié)性特征，但由于客戶自身的工期存在上半年開工少下半年開工多的現(xiàn)象，而行業(yè)產(chǎn)品分工藝系統(tǒng)（客戶對工藝系統(tǒng)簽收時間）確認收入，因此導致收入的確認存在一定的季節(jié)性?？辗衷O備行業(yè)發(fā)展趨勢（一）空分設備行業(yè)節(jié)能化深冷技術設備的應用領域包括天然氣、煤化工、石油化工、冶金等行業(yè)，均屬于綜合能耗較高的行業(yè)。目前，隨著國家節(jié)能減排政策的深入執(zhí)行，深冷技術設備制造商在工藝設計過程中更多考慮能耗、排放等指標，客戶在選擇產(chǎn)品時也將節(jié)能性作為評價的重點之一。2020年9月22日，中國政府向世界宣告：中國力爭2030年前二氧化碳排放達到峰值，努力爭取2060年實現(xiàn)碳中和。2021年3月財經(jīng)委員會第九次會議強調：實現(xiàn)碳達峰、碳中和是一場廣泛而深刻的社會變革，把碳達峰、碳中和納入生態(tài)文明建設的整體布局，指出要實施重點行業(yè)領域減污降碳行動，如期實現(xiàn)雙碳目標。十四五是碳達峰的關鍵期，圍繞雙碳目標，構建清潔低碳安全高效的能源體系，控制化石能源總量，著力提高能源利用效率。空分設備所服務的傳統(tǒng)的冶金、石化、煤化工的行業(yè)在節(jié)能減排和實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標的背景下，項目建設規(guī)模將放緩或減少，行業(yè)發(fā)展面臨節(jié)能、環(huán)保、降碳壓力將持續(xù)加大，空分設備在以上領域內(nèi)的市場空間將承受較大壓力。新能源及新材料行業(yè)的發(fā)展、節(jié)能環(huán)保降碳技術的應用、一帶一路推進實施等，將為氣體分離設備行業(yè)提供新的廣闊的市場空間。（二）空分設備行業(yè)大型化在產(chǎn)能相同的情況下，單套大型深冷成套設備與購建多套小型設備并行相比，可以節(jié)約設備投資、減少占地面積、降低產(chǎn)品能耗和運營成本。因此，隨著深冷技術設備設計技術和制造工藝的發(fā)展，行業(yè)的技術發(fā)展呈現(xiàn)快速的大型化趨勢。（三）空分設備行業(yè)撬裝化為降低安裝成本和難度，中小型成套深冷設備有撬裝化的發(fā)展趨勢。生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)過程中，將關鍵部件嵌入主體塔器、容器等設備中，形成模塊化結構，從而縮短現(xiàn)場施工周期，提高整體效率?？辗衷O備行業(yè)與上下游行業(yè)的關系深冷設備制造行業(yè)的上游為冶金行業(yè)和空氣壓縮機、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)等配套件制造行業(yè)，鋁材、鋼材等金屬材料和配套部件的價格波動將對行業(yè)的利潤水平造成影響。空氣分離設備制造行業(yè)的下游為天然氣、煤化工、石油化工、冶金、核電等國民經(jīng)濟基礎性行業(yè)，以及航空航天、半導體、多晶硅、新能源電池等戰(zhàn)略新興行業(yè)，以上行業(yè)的發(fā)展情況將直接影響深冷設備的市場需求。影響空分設備行業(yè)發(fā)展的有利和不利因素（一）影響空分設備行業(yè)發(fā)展的有利因素隨著我國國民經(jīng)濟的持續(xù)健康發(fā)展，國內(nèi)煤化工、石油化工、冶金、天然氣等行業(yè)對空氣分離設備、液化天然氣裝置等深冷技術裝備的需求量持續(xù)上升。長期來看，我國尚處于工業(yè)化進程的中期階段，將繼續(xù)沿新型工業(yè)化道路發(fā)展，結構調整、產(chǎn)業(yè)升級、節(jié)能減排及環(huán)境保護的發(fā)展方向將為空氣分離設備、液化天然氣裝置等提供良好的宏觀環(huán)境。我國煤炭資源豐富，石油及天然氣資源貧乏。隨著國際能源短缺以及我國對環(huán)境保護的日益重視，清潔煤利用成為我國一項長期的能源戰(zhàn)略?？辗之a(chǎn)品的主要用途逐步從冶金、化肥及石油化工等企業(yè)轉向以煤炭代替石油的新興煤化工領域，以及以煤炭為主要能源的傳統(tǒng)工業(yè)行業(yè)的節(jié)能、環(huán)保技術改造。這為空分產(chǎn)品的使用創(chuàng)造了一個巨大的新興市場。根據(jù)對我國煤化工、鋼鐵、電力、化肥、石油化工等主要空氣分離設備使用行業(yè)的發(fā)展趨勢預測，我國空氣分離設備在未來一個時期內(nèi)的總體市場需求仍將保持穩(wěn)定增長。天然氣液化工廠作為天然氣行業(yè)的重要上游領域，其發(fā)展情況受天然氣行業(yè)直接影響。近年來，我國陸續(xù)出臺多項旨在推動天然氣行業(yè)整體發(fā)展的產(chǎn)業(yè)政策《天然氣發(fā)展十三五規(guī)劃》把加強勘探開發(fā)、增加國內(nèi)資源供給、加快天然氣管網(wǎng)建設、加快儲氣設施建設提高調峰儲備能力等作為下階段天然氣行業(yè)發(fā)展的重點任務之一；《國家發(fā)展改革委員會關于調整天然氣價格的通知》提出天然氣價格應當按市場化取向，建立反映市場供求關系的動態(tài)調整機制；《天然氣利用政策》則明確將提高天然氣在一次能源消費結構中的比重作為能源發(fā)展目標，優(yōu)先鼓勵包括城市燃氣（城鎮(zhèn)居民炊事、生活熱水、公共服務設施、天然氣汽車等）、工業(yè)燃料等在內(nèi)的天然氣利用項目。長期來看天然氣行業(yè)整體的發(fā)展前景良好，從而將對應用于該領域的天然氣液化裝置提供長期、持續(xù)的市場需求，對本行業(yè)的發(fā)展構成積極影響。我國空氣分離設備制造行業(yè)雖然起步較晚，進入本世紀后，才開始向產(chǎn)品大型化方向發(fā)展，但在產(chǎn)品流程設計等核心技術方面發(fā)展速度較快，已經(jīng)達到國際先進水平。隨著我國工業(yè)總體發(fā)展水平的不斷提升，以及各工業(yè)領域技術水平、生產(chǎn)設備的更新?lián)Q代，各工業(yè)領域對于深冷技術設備的綜合效能也提出了越來越高的要求，這也必然導致老空分設備的淘汰，提高空分設備更新?lián)Q代的需求。目前我國在以煤炭為主要能源的傳統(tǒng)行業(yè)，重點推廣的節(jié)能、環(huán)保新技術，如鋼鐵行業(yè)的熔融還原煉鐵技術、富氧冶煉技術，電力行業(yè)的IGCC技術、富氧發(fā)電技術等。從根本上講，以上技術都是通過利用氧氣作為氧化劑實現(xiàn)煤轉化，以煤轉化后的產(chǎn)品作為化工原料，實現(xiàn)對石油原料的替代，或者將煤轉化后的產(chǎn)品作為清潔能源，如天然氣等，實現(xiàn)提高燃燒效率、降低環(huán)境污染的目的，以上這些技術都需要空氣分離設備提供大量的氧氣產(chǎn)品。近年來，空氣分離設備在醫(yī)療、電子、航空航天、新能源電池、光纖光纜、多晶硅等新興行業(yè)的應用不斷拓展，除傳統(tǒng)的氧氮產(chǎn)品需求增加以外，He、Ne、Kr、Xe等稀有氣體有越來越多的需求，這表明深冷技術設備的應用領域得到持續(xù)拓展，需求規(guī)模迅速擴大，表明各工業(yè)領域對深冷技術設備的認可度逐漸提升，為深冷技術設備的大規(guī)模推廣應用奠定了良好的基礎。（二）影響空分設備行業(yè)發(fā)展的不利因素1、空分設備行業(yè)基礎薄弱我國空氣分離設備、液化天然氣裝置等深冷裝備制造行業(yè)起步較晚，雖然整體發(fā)展很快，但產(chǎn)品生產(chǎn)能力，尤其是部分組成部機的生產(chǎn)能力發(fā)展滯后，導致我國大型成套空氣分離設備、天然氣液化裝置的部分組成部機需依靠進口，生產(chǎn)能力不能滿足我國經(jīng)濟發(fā)展的需要。與境外同行相比，國內(nèi)廠商普遍存在裝備落后、規(guī)模偏小、產(chǎn)能不足、融資能力偏弱等問題，以上瓶頸對行業(yè)發(fā)展構成一定的制約。2、空分設備行業(yè)專業(yè)人才短缺本行業(yè)綜合了化學工程、精餾、制冷、化工設備、結構力學、流體力學、系統(tǒng)控制等基礎理論以及鍛壓、焊接、表面處理等制造技術，須具備綜合技術能力，對專業(yè)人才的技術要求非常高。而深冷技術裝備制造業(yè)發(fā)展相對較晚，行業(yè)內(nèi)具備綜合技術能力的人才數(shù)量不多。人才短缺制約了本行業(yè)的高質量發(fā)展。3、空分設備行業(yè)國際復雜經(jīng)濟形勢的風險和影響當前，世界經(jīng)濟環(huán)境復雜多變，中美關系極度惡化，全球范圍的新冠疫情持續(xù)蔓延，給未來的經(jīng)濟發(fā)展帶來很多的不確定性，對空分設備制造業(yè)的市場發(fā)展造成較大的影響。與此同時，我國已進入高質量發(fā)展階段，制度優(yōu)勢明顯，治理效能提升，以國民經(jīng)濟暢通循環(huán)為主，國際國內(nèi)雙循環(huán)的市場導向為通用機械行業(yè)的發(fā)展帶來新的挑戰(zhàn)。十四五時期困難與希望同在，挑戰(zhàn)與機遇并存。近年來，國際格局和經(jīng)濟環(huán)境發(fā)生了巨大變化，全球經(jīng)濟形勢呈現(xiàn)局部動蕩。美國發(fā)起的貿(mào)易摩擦持續(xù)蔓延且不斷升級，國際經(jīng)濟與貿(mào)易格局面臨重構，全球商業(yè)信心減弱，經(jīng)濟增長全面放緩。以美國為首的西方國家這種逆全球化傾向將對我國制造業(yè)的國際競爭力造成較大負面影響，并嚴重威脅我國產(chǎn)業(yè)鏈安全?？辗衷O備行業(yè)承擔著國民經(jīng)濟主要能源領域諸多關鍵技術裝備的配套任務，多年來對石油石化、電力、煤化工、天然氣、冶金等領域的重大裝備基本實現(xiàn)了國產(chǎn)化，但目前仍有少量如壓縮機、膨脹機等高端部機依賴國外進口，成為影響我國空分設備行業(yè)未來高質量發(fā)展的較大隱患。新冠疫情給我國的經(jīng)濟發(fā)展帶來更多的不確定性。由于全球疫情的不斷蔓延和局部失控，世界經(jīng)濟面臨較大衰退風險，市場的恐慌情緒不斷升級，貿(mào)易、經(jīng)濟脫鉤不斷出現(xiàn)，全球產(chǎn)業(yè)鏈格局將在動蕩中不斷出現(xiàn)變化。從宏觀層面看，全球化疫情將從需求端、供給端對我國空分設備制造業(yè)造成多維度沖擊。面對今后常態(tài)化的疫情防控，空分設備行業(yè)在保障防疫與生產(chǎn)并舉的同時，從階段性危機和困境中尋求機遇，推進產(chǎn)業(yè)結構優(yōu)化升級，增強應對外部挑戰(zhàn)的能力。空分設備行業(yè)競爭格局和市場化程度深冷技術行業(yè)的市場化程度較高。從全球來看，美國、德國、法國等國家整體技術水平較高，經(jīng)過一百多年的發(fā)展，涌現(xiàn)出德國林德集團、法國液化空氣集團、美國空氣產(chǎn)品企業(yè)等集深冷技術研究、設備制造和工程安裝及工業(yè)氣體生產(chǎn)、銷售為一體的大型跨國企業(yè)集團，其年銷售額均較高，市場集中度整體較高。從國內(nèi)來看，深冷技術行業(yè)從上世紀80年代開始隨著我國工業(yè)氣體行業(yè)及下游應用領域的發(fā)展而呈現(xiàn)快速發(fā)展，行業(yè)整體市場化程度較高，空分設備的市場參與主體既包括德國林德集團、法國液化空氣集團、美國空氣產(chǎn)品企業(yè)等跨國企業(yè)集團，也包括杭氧股份、四川空分、開封空分等國內(nèi)知名企業(yè)；LNG裝置的市場參與者主要為四川空分、中泰股份、蜀道裝備等國內(nèi)知名企業(yè)。目前，國內(nèi)企業(yè)的技術水平已和跨國企業(yè)集團接近，部分技術領域達到國際先進水平，并憑借政府的國產(chǎn)化政策支持以及價格優(yōu)勢在國內(nèi)市場占有相當?shù)氖袌龇蓊~。行業(yè)技術創(chuàng)新及科技成果（一）技術創(chuàng)新取得豐碩成果在國家供給側結構性改革、各項產(chǎn)業(yè)政策的引導和市場的拉動下，通用機械行業(yè)以創(chuàng)新驅動轉型升級發(fā)展，一批具有自主知識產(chǎn)權的高端產(chǎn)品實現(xiàn)了重大技術突破，取得了豐碩的科技成果。2015-2019年間，中國通用機械工業(yè)協(xié)會會同中國機械工業(yè)聯(lián)合會，先后組織了120余項科技成果鑒定、技術評審、新產(chǎn)品推廣等，這些新技術與裝備為滿足國民經(jīng)濟建設需要、促進行業(yè)技術發(fā)展發(fā)揮了重要的促進作用。承擔完成的國家科技重大專項磁懸浮分子泵系列產(chǎn)品開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化項目，突破和掌握磁懸浮分子泵設計制造的核心技術，填補了國內(nèi)該領域空白，打破了磁懸浮分子泵完全依賴進口的局面，為完善我國真空相關高端裝備制造產(chǎn)業(yè)鏈起到了積極的推動作用。與重慶大學機械傳動國家重點實驗室共同攻克RV機器人用減速器國際技術壁壘，自主研發(fā)出擺線針輪減速器、諧波減速器、輪邊馬達減速器等高精度減速器，實現(xiàn)了國產(chǎn)機器人用精密減速機國產(chǎn)化的重大突破。行業(yè)企業(yè)還承擔了多項國家科技部火炬計劃項目、國家級星火計劃項目、國家成果轉化項目、國家創(chuàng)新基金項目，省級、市級科技重大專項、產(chǎn)品升級及產(chǎn)業(yè)化關鍵技術研究項目等，通過承擔科研項目，完成了國家級、省市級新產(chǎn)品的研發(fā)，形成了專利技術，并逐步實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。通用機械行業(yè)的創(chuàng)新成果獲得多項國家級、省部級科學技術獎項。大型乙烯裝置成套工藝技術、關鍵裝備與工業(yè)應用、大型灌溉排水泵站更新改造關鍵技術及工程應用項目、高效離心泵理論與關鍵技術研究及工程應用項目榮獲國家科技進步二等獎。20MW級變頻電驅壓縮機組研制及工業(yè)性應用、特大型空氣分離設備關鍵技術開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化分別獲得2015年度和2018年度中國機械工業(yè)科學技術獎特等獎。特大型混流泵和軸流泵節(jié)能關鍵技術研究與應用、40-48寸Class900高壓大口徑全焊接球閥、年產(chǎn)60萬噸天然氣液化裝置用雙混合冷劑離心壓縮機組研制、1500kN大型往復式壓縮機組國產(chǎn)化研制、大型往復壓縮機流量無極調節(jié)系統(tǒng)關鍵技術及應用、壓水堆核電站用核二級主蒸汽隔離閥、大型LNG儲罐內(nèi)潛液泵等15項科技成果獲得中國機械工業(yè)科學技術獎一等獎。還有87項科技成果獲評二等獎；114項成果獲評三等獎。（二）創(chuàng)新研發(fā)體系建設取得成就通用機械行業(yè)不斷強化自主創(chuàng)新能力，注重技術創(chuàng)新研發(fā)體系建設，為行業(yè)技術創(chuàng)新發(fā)展和產(chǎn)品研發(fā)奠定了較好的條件基礎。在國家創(chuàng)新驅動發(fā)展的理念指引下，梯次推進企業(yè)技術中心建設，企業(yè)技術中心得到長足的發(fā)展，至十三五末，通用機械行業(yè)被認定為國家級企業(yè)技術中心共17家，并有更多的企業(yè)技術中心被認定為省級、市級企業(yè)技術中心，一些企業(yè)還建立了海外研發(fā)中心，構建了吸引海內(nèi)外高水平科研人才聚集、新產(chǎn)品新技術研發(fā)的重要平臺，形成行業(yè)技術創(chuàng)新發(fā)展的中堅骨干力量。行業(yè)企業(yè)充分發(fā)揮創(chuàng)新平臺作用，開展新技術、新材料、新工藝、新產(chǎn)品的研發(fā)，不斷優(yōu)化產(chǎn)品結構，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品核心競爭力。同時不斷推進技術研發(fā)與市場需求的緊密結合，通過與國內(nèi)外科研機構、大專院校合作，形成院士工作站、博士后工作站、企業(yè)研究院、工程技術研究中心等多種產(chǎn)學研一體化共建模式，有效發(fā)揮院士等專家技術團隊在解決重大關鍵技術難題、高層次人才培養(yǎng)、科技成果轉化等方面的重要作用，提升企業(yè)創(chuàng)新能力，有效促進了行業(yè)整體科研實力的提升，有力的提高了科研成果的工程化、產(chǎn)業(yè)化進程。（三）企業(yè)研發(fā)能力與試驗檢測手段得到提升通用機械行業(yè)企業(yè)加大用于提升企業(yè)研發(fā)及試驗檢測手段的研發(fā)投入，為企業(yè)增強技術創(chuàng)新能力奠定了堅實的基礎。CAP1400屏蔽主泵試驗臺是我國自主設計和建設的首臺三代核電主泵用多功能全流量試驗臺架，可開展AP/CAP系列屏蔽主泵、華龍一號軸封型主泵、主泵變頻器等設備的試驗。該試驗臺填補了我國核電主泵試驗臺自主設計與建設的空白，帶動了我國核主泵試驗臺建設和試驗技術的縱深發(fā)展。為研發(fā)56Class900大口徑高壓全焊接球閥設計建成全工況壓力試驗臺架；為推動低溫泵國產(chǎn)化進程投資建設了低溫試驗臺；建設了國內(nèi)最先進的全工況（熱態(tài)、冷態(tài)、聯(lián)機）1250MW大型調速給水泵組試驗站；建成國內(nèi)企業(yè)中規(guī)模最大的3D高速成像粒子檢測分析（PIV）實驗室，通過流場數(shù)據(jù)采集和分析，優(yōu)化流體機械結構，提高產(chǎn)品研發(fā)效率和設備的安全可靠性，提升了泵閥產(chǎn)品研發(fā)的能級水平。行業(yè)企業(yè)投資建設的透平工程中心實驗室成為目前國內(nèi)西南地區(qū)少數(shù)已建成的大型高端裝備平衡試驗公共服務平臺。行業(yè)多家企業(yè)的技術中心、實驗室獲得國家CNAS認可證書。標志著企業(yè)建立了符