2023年,在全球需求可能衰退的环境下,A股产业趋势投资可能面临更为复杂的局面,产业趋势的贝塔一方面可能面临需求挑战,另一方面却又交织技术变革和政策驱动,通用投资范式可能失效,我们大胆假设、小心求证,提出2023年十大产业趋势投资展望。
十大趋势
趋势一:动力电池材料技术升级趋势延续。复合集流体在安全、性能和成本上有较大优化,有望对传统集流体形成部分替代。目前复合集流体已经初步具备量产能力,随着下游电池和终端投入加大,2023年可能开始量产应用。
趋势二:大型储能、类储能将迎来爆发元年。大储是国内储能主力,独立储能参与等电池装机量达110.1GWh,全球市占率提升至56%,已形成涵盖基础材料、电芯单体、电池系统、制造装备的完整产业链;在汽车产量达367.7万辆,销量达352.1万辆,连续7年产销位居全球第一,2021年新能源汽车出口占全球的约1/3,是全球第一大新能源汽车出口国,截至2021年底,全球新能源汽车累计销量突破1600万辆,中国占比超50%。当下中国新能源已经度过快速扩张期,行业较高的渗透率引发对行业整体估值的担忧,按照前文提出的产业投资逻辑一,在2023年需要更多关注新能源中的低渗透率产业,尤其是技术进步,即将量产的细分产业,比如动力电池中的复合集流体,储能中的大储和类储,光伏电池中的钙钛矿电池,以及钠离子电池等。
1. 趋势一:动力电池材料技术升级趋势延续
1.1.复合集流体性能优异,有望部分替代传统集流体
复合集流体在安全性、能量密度、成本上(放量后)有较大优化。集流体在锂电池中既是活性物质的载体,又是工作时产生的电流汇集的导体,可形成较大的电流,提高充放电效率。复合集流体是一种新型的动力电池集流体材料,相较于传统集流体中的纯金属箔,复合集流体中将部分金属由高分子基材替代,通过在基膜(PET/PP)表面镀铜/铝的方式形成多层次结构,使其在能量密度、安全性、上会有明显优化。
复合集流体有望对传统集流体形成部分替代。目前由于复合集流体的制备工艺更复杂,设备成熟度不足导致生产良率较低,其综合成本要高于传统集流体。但若考虑工艺进步,大规模量产化,设备国产化后,良率、效率的大幅提升。理想状态下,复合铜箔成本有望比传统铜箔低20-30%,复合铝箔成本可能略高但安全性能优势可能会比较明显。
1.2.复合集流体进入量产前夕
复合集流体初步具备量产能力。在以领跑企业金美新材为代表的先行者的长期模式和迭代后,复合集流体的工艺流程、关键装备、核心材料得到显著优化。金美新材于2015年启动复合集流体项目,并获得宁德时代参股的长江晨道投资,持有公司约15.7%的股权,在接下来几年相继突破10um(预计为复合铝箔)、4.5um(预计为复合铜箔)技术。公司目前已拥有超过200项专利,其中大部份与复合集流体工艺及设备相关,预计公司已在2022年下半年初步实现复合集流体的量产。根据公司官网,公司已规划重庆金美项目一期产能3.5亿平米,年产值17.5亿元,二期、三期项目将在重庆綦江的永桐新城园区,预计超7亿平产能,规划在2025年之前形成复合集流体总年产值100亿元。除此之外,过去两年也出现了多家有一定技术相关性的新进入者,部分企业投入比较大已经快速进入送样阶段。
下游电池和终端投入加大,2023年可能开始量产应用。以宁德时代为代表的电池企业,在2018-2019年之后的复合集流体相关专利数量快速增长。业内反馈,领跑电池企业可能已具备量产能力,而其余主流电池公司也多数希望在未来一年打通制备工艺、滚焊等关键设备问题。据公开信息,欧洲部分车企明年就可能开始装车应用。由于复合集流体的安全性优势、能量密度优势、低成本(量产后)优势,目前也吸引了多家消费数码电池、储能电池企业的积极尝试,并有可能在明年启动初步量产应用。
关键装备是复合集流体发展重要的壁垒和难点,需求强劲且仍在迭代。复合集流体对生产工艺及设备要求高,主流镀膜工艺上分为三步法、两步法,两者各有优缺点,可能适配不同基材(PP/PET)。磁控溅射设备制备难度较高且需根据复合集流体的工艺进行相应的调整,后端的蒸镀、水电镀设备也有较多的点需要优化。多家相关领域的装备公司在加速投入,潜在订单充足。同时,部分原有屏蔽膜、靶材等相关公司也有一定的装备设计或定制能力,可能有一定优势。在电池制备环节,超声波高速滚焊技术是锂电池前端制备的新增工序,能完整提供该设备及配套自动化设备的厂商较少,未来可能是电池装备上存在瓶颈的环节。
2.趋势二:大型储能、类储能将迎来爆发元年
2.1.大型储能是国内储能主力
大型储能是国内储能主力。储能可以分为大型储能与户用储能两大类别,其中大型储能主要指 MWh 级别以上的集装箱式系统,终端客户为大型电力公司或工商企业,主要销售方式为集采、招标等形式,B 端属性较强;而户用储能主要为 5-20kWh 的小型电池系统,终端客户多为分散的居民家庭,主要通过当地化的经销商、安装商网络进行销售,C 端属性较强。欧洲由于能源危机,电价高涨,户用储能进入爆发期,相比之下,国内电价平稳,户用储能需求较少,大型储能是国内储能主力,主要与大型的风光发电进行配套,以保证平稳的发电并网。
目前国内大型储能项目盈利渠道主要为峰谷套利、调峰调频等辅助服务收益、容量租赁等。市场峰谷套利:峰、谷、尖峰时点价差提供套利,2021 年 7 月《关于进一步完善分时电价机制的通知》发布要求完善峰谷电价机制,目前国内大部分地区峰谷价差已经拉开了 0.7 元/kWh 以上,部分地区超过 1 元/kWh,尖峰电价更高,储能套利空间更大。辅助服务收益:2021 年底能源局修订发布《电力并网运行管理规定》、《电力辅助服务管理办法》将辅助服务主体扩大到新型储能。辅助服务收益为电网约定的辅助服务费用,目前各地差异较大,以调峰为例大致分布于0.1~0.9 元/kWh。实际这部分收益还需要考虑电网调度优先级等。容量/电量租赁:由于电网的互联互通、实时动态平衡,各次侧的储能发挥的功能并不能完全割裂。储能需求方可以通过租赁模式实现自身项目的储能配套,储能项目获得容量、电量租赁收益。
独立储能可参与电力现货市场,商业模式进一步完善。近期山东出台了全国首个省级电力现货市场储能支持政策,明确独立储能可参与电力现货市场。进入电力现货市场后,充电时为市场用户,从电力现货市场中直接购电;放电时为发电企业,在电力现货市场进行售电,其相应充电电量不承担输配电价和政府性基金及附加。独立储能打破了原来电源、电网、用户侧等按并网点的分类标准和收益界限,是契合电网运行特征和实际需求的业务模式,也是政府鼓励的方向,增长可能更快,同时可能带动储能投资方由优先关注成本转向更加重视储能系统质量。根据招商电新团队统计,2021年末,国内备案共享储能项目达84个,总建设规模超12GW/24GWh,当前统计或已超过200个项目完成备案/公示,总容量约在60GWh上下。
2.2.上游价格回调,储能成本大幅下降
储能成本受碳酸锂、硅料等上游价格影响。锂电储能系统工程建设成本大致为约 1.5-2 元/Wh,其中储能系统占 90%以上。储能系统中又以电池占比最高,大致为 50%-70%(考虑电芯涨价后,占比提升),其他系统组件、管理系统分别占 20%、15%。直接推高储能系统成本的主要是电芯,2021 年以来碳酸锂的价格快速拉升,目前电池级在 57 万/吨上下,仍然在高位。此外 2020 年开始的缺芯造成 IGBT 等器件价格提升,也小幅度的增加了储能成本。此外,由于目前大部分储能项目还是在发电侧与新能源电站配套,光伏产业链价格在高位也间接影响储能的接纳度。
三部门约谈硅料企业,上游价格回调。10月9日,工业和信息化部、市场监管总局、国家能源三部门有关业务司局在组织开展光伏产业链供应链合作对接的基础上,近期集体约谈了部分多晶硅骨干企业及行业机构,要求切实加强企业自律,深入开展自查自纠,自觉规范销售行为,不搞囤积居奇、借机炒作等哄抬价格行为。而硅料单吨价格每回落 1 万,对应终端价格能够下降约 2.5-3 分/W,形成的一部分收益空间可能用于储能的配置。2023年碳酸锂、硅料、芯片等今年的紧供需情况有望缓和,储能系统的成本端有望下降。
2.3.类储能是解决新能源消纳问题的高效经济方式
发展大规模储能/类储能急迫且长期。新能源替代的基础是电力系统安全可靠,区别于火电、核电等可控电源,水电、风电、光伏存在不同周期的波动性,一是风电、光伏等存在分钟级、小时级的短周期波动,二则是受水、风、光等自然资源的月度调整,存在季节性的长周期变化,水电总发电量的振幅可以达到50%。当风电、光伏发电量占比低于5%时,系统冗余能解决日内能量不平衡,转动惯量可以解决功率不平衡问题;当占比达到8-10%,功率/能量平衡问题就不能忽视;在大致10-30%的阶段,小时级日内能量储能、短时功率储能是主要问题;到了25-30%阶段,氢能、压缩空气等长期能量储能也将加速发展。2021年中国风电、光伏发电量合计占比已达到11.7%,水电占比超过15%,与海外相比,国内调峰能力更强的燃气发电结构占比远低于煤电(欧洲大部分地区燃气发电占比更高),在可再生能源渗透率逐步提升向主力电源切换的过程中,急需解决在电源出力波动的情况下保持系统稳定的问题。
类储能相比储能更具备成本优势。不同应用场景下配置灵活性电源需要综合考虑电源、电网、负荷特征。整体而言,长周期能量型场景与抽水蓄能、氢储能、压缩空气等方式匹配,短周期的功率型场景下,锂电池等电化学储能、飞轮储能、超级电容等更优。类储能方式主要指火电灵活性改造、燃气发电等,与储能最大的区别是类储能在稳态情况下作为主力电源出力,暂态情况下,通过减少、增加功率输出参与系统调节,而类储能本身不能吸收系统额外的不平衡功率。而灵活性改造、燃气等类储能方案则能够覆盖从短周期调频调峰到长周期能量调度的多样化场景,适配性更好。成本方面,灵活性改造在单台火电投资基础上的附加成本大部分在几千万上下,提升10-30%的灵活性调度空间,折算每千瓦投资额在500-1000元,燃气投资强度每千瓦在2000-3000元,且从能量角度看,边际成本仅为储煤、储气成本,远低于其他的储能方案,经济性更有优势。
2.4.灵活性改造、燃气发电等类储能业务有望快速发展
火电灵活性改造有望高增。火电灵活性改造是指对火电机组的运行工况灵活性的优化升级,以降低能源消耗,适应负荷快速、大幅度变化的场景,主要量度指标包括调峰深度(偏离额定负荷深度)、响应速率(输出功率调整速率)、启停时间等。现阶段对电力系统,火电灵活性改造资本开支和运营成本的综合成本理论上有明显的优势,是满足大规模、低成本且能够较快投运的灵活性支撑方案。2021年11月,发改委和能源局发布《关于开展全国煤电机组改造升级的通知》,规划“十四五”期间新建机组全部实现灵活性制造,存量现役机组应改尽改,完成2亿kW改造,增加系统调节能力3000-4000万kW,实现机组灵活规模1.5亿kW,同时要求新建机组全部实现灵活性改造。根据招商电新团队估算,火电灵活性改造的市场空间在500-800亿。
燃气发电是能够快速释放灵活性的电源方案。燃气发电相较燃煤具有清洁性(能源效率),控制响应更灵活,空间更集约、建设周期短等优势。近十几年国内燃气发电实现了规模成长,但总体占比不高,中国自本世纪初从开始规模推动燃气发电应用,截止今年8月,国内燃气发电装机1.1亿kW,仅占火电装机总容量的8.6%,发电量贡献仅3%。燃气发电的增长驱动来自电力系统灵活性需求,燃气发电具备启停灵活、输出范围宽、碳排放强度低的优势,在新型电力系统构建背景下,燃气发电是能够快速上规模的灵活性电源。在国内具备气源优势的地区,燃气发电可能会实现较快的增长,西北、中部、西南地区燃气资源相对丰富,或东部沿海有完善的国内外燃气供应渠道的地区具备规模发展燃气调峰电源的可行性。此外,气电价格体系也在逐步完善,一方面气电价格联动能够传导上游燃气价格变化,另一方面依据电源调峰深度提供差异化的电价额度,也会进一步推动燃气发电的收益改善。
3.趋势三:光伏高效率路线具备更强的贝塔
3.1.钙钛矿电池具备效率和成本两大优势
钙钛矿电池转换效率理论极限与实验室数据均高于晶硅电池。钙钛矿材料吸光系数远高于晶硅材料,光电转换性能极好,能量转换过程中能量损失极低,从理论极限来看,晶硅太阳能电池、PERC单晶硅电池、HJT电池和TOPCon电池的极限转换效率分别为29.4%、24.5%、27.5%和28.7%,相比之下,钙钛矿单层电池的理论效率极值可达31%,晶硅/钙钛矿双节叠层转换效率极值可达35%,而三节层电池理论极值可达到45%,如果在钙钛矿电池中掺杂新型材料,钙钛矿电池的转换效率甚至可以达到的50%,是目前晶硅电池的2倍左右。从实验室数据来看,过去十多年钙钛矿电池在实验室转化效率上的进步相当于晶硅太阳能电池60 余年的进展,目前钙钛矿单层电池、晶硅/钙钛矿双节叠层电池和全钙钛矿叠层电池的实验室转换效率已经分别达到25.6%、31.3%和28%。
钙钛矿电池相比硅晶电池生产过程更具经济型,降本效用突出。钙钛矿电池著缩短产业链,百兆瓦的钙钛矿电池单一工厂,从玻璃、胶膜、靶材、化工原料进入,到组件成型,总共只需45分钟,硅晶电池则需要硅料、硅片、电池、组件四个以上不同工厂生产加工,假设所有环节无缝对接,一片组件完工大概也要三天左右时间;钙钛矿电池单位产能投资低,以1GW产能投资来对比,晶硅的硅料、硅片、电池、组件全部加起来,需要大约9亿、接近10亿元的投资规模,而钙钛矿1GW的产能投资,在达到一定成熟度后,约为5亿元左右,是晶硅的1/2;钙钛矿电池原材料纯度要求低,太阳能级的硅料,纯度需要达到99.9999%(6个9),现在还有把标准把纯度拉升至了99.99999%的(7个9)。但对于钙钛矿,只需要1个9(95%)即可满足使用需求,这一个9,不仅会降低能耗,同时对于稳定性也会有一个根本提升;钙钛矿电池单瓦能耗低,每1瓦单晶组件制造的能耗大约是1.52KWh,而钙钛矿组件能耗为0.12KWh,单瓦能耗只有晶硅的1/10。钙钛矿电池综合成本低,单片组件成本结构中,钙钛矿占比约为5%,玻璃、靶材等占到另外的2/3,总成本约为5毛到6毛钱左右,是硅晶电池极限成本的50%。
3.2.顶层政策支持推动钙钛矿电池产业化进程提速
顶层政策支持钙钛矿电池发展。2022年4月2日,国家能源局和科学技术部发布《“十四五”能源领域科技创新规划》,从聚焦大规模高比例可再生能源开发利用方面提出了风电太阳能发电技术攻关的具体目标,其中便包括高效钙钛矿电池制备与产业化生产技术:研制基于溶液法与物理法的钙钛矿电池量产工艺制程设备,开发高可靠性组件级联与封装技术,研发大面积、高效率、高稳定性、环境友好型的钙钛矿电池;开展晶体硅/钙钛矿、钙钛矿/钙钛矿等高效叠层电池制备及产业化生产技术研究。2022年8月18日,科技部结合联合发改委等九部门共同研究制定并发布了《科技支撑碳达峰碳中和实施方案(2022-2030年)》,方案指出,在新能源发电方面,研究可突破单结光伏电池理论效率极限的光电转换新原理,研究高效薄膜电池、叠层电池等基于新材料和新结构的光伏电池新技术。
钙钛矿单结电池百兆瓦级产线建设及规划数量明显增加。2021 年首条协鑫光电百兆瓦级产线建成投产,纤纳光电、极电光能、万度光能也在2021 年通过融资等方式投建百兆瓦级产线,纤纳光电100MW 产线于2022年落地,预计极电光能150MW 产线也会在今年内投产。此外,大正微纳、无限光能、光晶能源均在推进其试验/中试线进程,规划百兆瓦级产线预计在2023-2024 年落地。产业内已有企业开始规划GW级产线,协鑫光电、极电光能有望在2023-2024年看到产线落地,预计在未来百兆瓦级量产线规划落地后,行业内其他企业也将推进GW 级产线布局。
钙钛矿叠层电池现阶段多处于研发试验阶段。①晶硅钙钛矿叠层:目前合特光电和东方日升有产线规划,合特百兆瓦中试线预计2023 年中投产,行业内众多新老玩家均有不同路线的钙钛矿晶硅叠层电池研发布局;②全钙钛矿叠层:仁烁光能规划2022 年下半年投建150MW 量产线;③铜铟镓硒钙钛矿叠层:泰州锦能2021 年11 月投建研究院、生产线、光伏电站及配套设施。
4.趋势四:钠离子电池产业全面加速
4.1.碳酸锂价格上行,钠电池成本优势凸显
碳酸锂价格维持高位,锂电成本大幅上涨。新能源车、储能行业的快速发展,带来巨大的锂电池需求。自2021年起,碳酸锂价格开始进入上升期,2022年突破50万元/吨,碳酸锂价格的高速上行导致锂电池成本大幅上涨,根据招商电新团队测算,碳酸锂每涨价5万元/吨,磷酸铁锂、三元(5系)电池成本(考虑正极、6F)增长31、39元/KWh,一辆70KWh的车成本增加2170、2730元。锂的过度涨价从而对终端消费产生的负面影响目前已经有所显现。这也使得钠离子电池的原材料成本优势进一步放大,对比两者的碳酸盐成本,单吨售价差距已经突破200倍。
钠离子电池原材料优势凸显。相较于锂资源,钠资源储量丰富。钠资源储量丰富,地壳丰度可达 2.74%,价格低廉且提炼简单。而锂储量仅 0.0065%,主要分布于澳大利亚、南美地区。且钠离子电池对保障我国资源供给具有重要战略意义。我国拥有世界锂资源储量的5.93%,目前已发现的储锂量540万吨,排在全球第五,且我国锂矿品味、开采规模和采选技术与国外相比仍有一定差距。这使得我国锂矿主要依赖进口,镍资源也主要在海外,资源供应可能是锂电池产业进一步壮大后将面临的潜在约束之一。而钠资源储量丰富、分布广泛,且更容易获取,钠电池的研发储备和产业化对保障我国电池产业战略资源供给安全具有重要意义。
4.2.钠离子电池产业全面加速
钠离子电池产业化全面加速。目前国内初创钠电企业及锂电企业均积极布局钠电池产业链,包括正极材料、负极材料、电解液、钠电池等。以钠电池布局为例,目前国内已具备GWh 钠电池量产能力的企业包括中科海钠、华阳股份和多氟多,其中,中科海钠1GWh 钠电池生产线于2022 年7 月在安徽投产;华阳股份1GWh 钠离子电芯生产线于同年9 月投产,目前正积极推1GWh 钠离子电池PACK 生产线项目,预计于2022 年内投产;多氟多控股子公司焦作新能源已具备1GWh 钠电池产能。目前拥有在建钠电池生产线的企业包括宁德时代和传艺科技,其中宁德时代已启动钠离子电池产业化布局,预计于2023 年将形成基本产业链,传艺科技年产4.5GWh 钠电池各生产设备及装置安装调试进展顺利,中试生产即将投产运行。
03
国产替代
18年以来,中美贸易摩擦、科技战、新冠疫情、俄乌冲突不断冲击着全球供应链。去年11月18日,政治局会议审议了《国家安全战略》,强调科技、能源矿产、粮食等供应链安全问题。二十大会议对产业链供应链安全着墨较多,包括强调要加强产业链供应链的韧性与安全水平,要加强科技自立自强能力,在关系安全发展的领域加快补齐短板,建立新型举国体制强化国家战略科技力量等。这标志着未来一段时间,产业链供应链安全思维将会宏观产业政策的方方面面,从政策、宏观层面思考未来五年的投资方向,产业链供应链安全将是重要的线索之一。
5.趋势五:风电大型化趋势下,短板零部件领域将迎来爆发
风电平价推动风电机组大型化,对风电轴承技术提出更高要求。近年来国内风机大型化趋势明显,风电机组大型化对风电主轴承提出了更高的技术要求,不但要求风电轴承按比例扩大尺寸,对轴承径向负载、稳定性也提出了更高的要求,海上风电规划的快速增加对风电轴承耐腐蚀性、密封性带来了更大的考验。
风电轴承是风机完全国产化的最后一环 。WoodMackenzie数据显示,截至2019年,中国风机核心部件中塔筒、发电机、机舱齿轮箱、变流器和叶片基本实现了国产化,而轴承环节的国产化率相对较低,全球风电轴承市场长期被海外轴承厂商垄断,2019年全球市占率前六的企业全部为海外企业,共同占据全球市场份额的91%,中国轴承厂商瓦轴和洛轴合计市占率只有8%。由于国内轴承行业与国际企业存在技术差距,中国需进口大量高端轴承,据中轴协统计,2020年中国风电机组装机20,401台,共需配套轴承479,424套,天马、洛轴、新强联等国内轴承企业共产销风电轴承77,975套,占比只有16.3%,海外轴承供应商占比高达83.7%,除此之外,国产轴承多为变桨轴承,价值量较低,主轴轴承、齿轮箱和发电机轴承几乎全部依赖进口,国内企业只有瓦轴批量供应少量齿轮箱轴承。
国产轴承厂商填补国产大兆瓦主轴轴承空白。风电轴承是风电产业链中高附加值环节,整体毛利率约30%,主轴轴承毛利率超过40%,是技术壁垒最高,最难突破的环节,5MW以上的风电轴承尺寸放大带来技术难度几何级增加,对主轴轴承的热处理变形、滚动体修形、滚道凸度等提出了全面升级的要求。近年来大兆瓦轴轴承国产替代进程明显加快,新强联5.5MW 主轴轴承处于样机交付,洛轴自2005 年起完成2.8 万套主轴配套,7.0MW、8.0MW 配套风电主轴轴承研发成功,预计2022 年供货数量超过6000 套,装机量全国第一,洛轴自主研发的国内首套16MW平台风电主轴轴承于9月15日顺利下线交付,结束了中国不能研发制造此类高端产品的历史,标志着风机行业关键部件国产化替代工作又向前迈出了一大步。瓦轴、大冶轴也陆续参与大兆瓦主轴轴承的研发。
6.趋势六:数控机床、工业机器人等高端制造关键零部件替代进入关键阶段
6.1.数控机床:技术受限于核心部件生产方,产品成本难于控制
全球数控机床产业规模约1650亿美元,日本、德国、美国是全球高端机床的主要生产国。2019年全球数控机床产业规模为1492亿美元,同比增长4%。中商产业研究院预测,2021年全球数控机床产业规模将达1648亿美元。根据科德数控的招股说明书,德国重视数控机床和配套件的高、精、尖和实用性,各种功能部件研发生产高度专业化,在质量、性能上位居世界前列;日本重点发展数控系统,机床企业注重向上游材料、部件布局,一体化开发核心产品;美国在数控机床设计、制造和基础科研方面具有较强的竞争力。2019年,日本山崎马扎克、德国通快以及德日合资的德马吉森精机位于全球机床生产商前三名。
根据中商产业研究院预测,2021年中国数控机床产业规模将达3576亿元。目前,国内机床的中低端市场基本被国内企业占据,但是在高端市场的国产化率仍然较低。近年来,我国高档数控机床市场销售数量持续攀升,市场需求稳步扩大。然而我国高档数控机床国产化率截至2018年仅为6%。
我国高端数控机床的上游各功能部件尚未形成较好的产业配套,多数功能部件被日本、德国、美国的公司垄断,国内企业主要依赖外购。数控机床的核心部件包括数控系统、传动系统、功能部件、驱动系统等,其中,数控系统占数控机床成本的25%-30%,主要被西门子、发那科垄断;传动系统包括主轴、导轨、丝杠、轴承等,主要被德国、瑞士、日本、中国台湾的一些公司占据;功能部件包括转台、刀具、齿轮箱等,全球市场依旧由欧美日等发达国家企业占据仍然来自欧日美等发达国家。以配套或者外购以上核心部件实现车床精度和可靠性在行业竞争中无法获得显著优势,一方面技术受限于核心部件生产方,另一方面产品成本难于控制。
6.2.工业机器人:四大外资品牌占据主要市场份额
德国、日本牢牢占据着工业机器人的主要市场份额。日本、德国的工业机器人水平世界领先,这主要因为他们具备先发优势和技术沉淀。日本在工业机器人关键零部件(减速机、伺服电机等)的研发方面具备较强的技术壁垒。德国工业机器人在原材料、本体零部件和系统集成方面有一定优势。从企业来看,ABB、发那科(FANUC)、库卡(KUKA)和安川电机(YASKAWA)这四家企业是工业机器人的主要供货商,占据世界约50%的市场份额。
2020年我国工业机器人市场规模为422.5亿元,被四大外资品牌占据主要市场份额。2020年我国工业机器人市场中,发那科、爱普生、ABB、安川的市场占比分别为13.9%、9.7%、8.3%、7.7%。国内主要的机器人企业包括埃斯顿、埃夫特、机器人、拓斯达等。2021年国产工业机器人品牌在国内的出货量市占率达32.8%,同比增长4.2%。主要原因包括,一方面,外资企业在生产、交货、售后服务等多方面均受到疫情影响,综合竞争力降低,面对疫情带来的机遇,国产机器人厂商凭借强大的技术与服务能力,迅速抢占外资原有市场,国产化进程得到进一步加速,核心工控产品份额预计持续加速提升;另一方面,国产头部机器人厂商发展势头良好。
零部件方面,目前我国85%的减速器市场、90%的伺服电机市场、超过80%的控制系统市场被海外品牌占据。应用于工业机器人最核心的零部件为减速器,主要分为谐波减速器和RV减速器。谐波减速器市场集中度非常高,市场基本处于日本企业垄断状态,其中哈默纳科和日本产电新宝在2021年在中国工业机器人市场谐波减速机配置中份额超过70%。虽然短期内外资主导地位还将持续,但中国本土优秀品牌也在不断崛起,绿的谐波在技术上不断取得突破,已经获得较高的市场份额。RV减速器市场目前仍然被外资品牌的垄断,仅纳博特斯克一家就占据中国市场54.3%的市场份额。国内上市公司中,双环传动和中大力德国产化进程较快,其中双环传动新研制的大负载及高功重比的系列化减速机产品已成功批量应用于国内主流机器人产品中,已基本实现机器人减速器产品全覆盖,但是目2021年公司减速器业务收入仅2.67亿,体量尚小。工业机器人伺服系统市场由外资主导。外资厂商占据中高端市场份额,国产份额虽逐年提升但依然偏小,绝大部分市场份额仍由外资占据。目前,工业机器人伺服系统主要分日系、欧美和国产三大阵营。日系代表企业主要有松下、安川、三菱、三洋、富士等;欧美代表企业主要有西门子、施耐德、博世力士乐、ABB等;国产代表企业主要有台达、汇川、埃斯顿等。
7.趋势七:国产卡脖子软件发展进入加速期
7.1.基础软件:处于初创时期,操作系统尤为薄弱
基础软件美国一家独大。2020年,在全球操作系统、基础软件(含桌面、数据库、云操作系统、工具软件等)领域,美国业务收入0.81万亿美元,占全球该领域业务收入的五分之四。全球桌面操作系统市场中,微软的Windows操作系统占据高达88.14%的市场份额,继续垄断全球PC操作系统。移动操作系统市场中,谷歌的Android市场占有率为75.44%,远高于其他操作系统;位居第二名的是苹果的iOS,市场占率为22.49%。我国基础软件份额较少,国产基础软件的国内市场份额仅为5%,国产操作系统的国内市场占有率仅为4%。
近几年相当多的国产基础软件开始进入公众视野。老牌公司如麒麟软件、统信软件,以及华为推出的欧拉(openEuler)、鸿蒙等,可以看见,国产基础软件,尤其是最薄弱的操作系统,在国内已经有所突破。
7.2.工业软件:逐步兴起,综合实力仍较弱
工业软件是工业技术、知识和流程的程序化封装与复用。工业软件能够定义工业产品、控制生产设备、优化制造和管理流程、变革生产方式、提升全要素生产率。传统的流程优化循环由三个部分组成:执行部门、研发部门、管理部门。管理部门在生产过程中收集运作数据、发现问题、总结规律,并反馈给研发部门;研发部门改进工艺、优化流程、搭建新的生产模型;执行部门应用新模型、产生新的数据和问题。工业软件则是在此循环的基础上,加入电子信息技术的产物,通过机器学习等信息技术手段,将工艺流程、生产规律这些原本只由人类掌握的技术转化为算法,再将各种算法打包成一个业软件,帮助人类优化工业的各个环节。
工业软件按照产品生命周期的阶段或环节,可以大致划分为研发设计类软件、生产制造类软件、运维服务类软件和经营管理类软件。
工业软件领域欧美占据绝大部分江山。从工业增加值角度,我国已经是世界第一大工业国,但我国缺乏发达的工业软件体系。在CAD研发设计类软件市场,法国达索、德国西门子、美国PTC及Autodesk在我国市场占有率超过90%;CAE仿真软件市场领域,美国ANSYS、ALTAIR、NASTRAN等占据了95%以上市场份额。我国工业软件产品少、成熟度低、缺乏应用、产业链条不健全,与美国等西方强国在技术研发、成果管理、市场推广、人才培养等方面均有较大差距,因此,我国迫切需要培育发展工业软件自主产业。
我国工业软件市场保持稳中有升。面向行业的成套解决方案研发和应用发展较快,比如机械、航空、纺织等行业对设计、分析、测试等服务的集成和综合数据管理分析的需求,逐渐成为新一代工业软件创新的源头动力;在航空航天、轨道交通等重点行业的带动下,高端设计和分析软件市场规模增长加速;传统占据工业软件市场主要份额的ERP、CRM等管理软件加快向基于云平台的轻量化服务模式转变;工业控制类软件和系统解决方案在电力、轨道交通、装备制造等行业实现稳定增长。2020年,中国工业软件市场规模1974亿元, 2012年-2020年,中国工业软件市场规模增速基本维持在10%以上,2020年为14.8%,大大领先全球增速(6.1%),发展潜力巨大。
04
数字经济
数字经济是新一轮科技革命和产业变革新机遇的战略选择。二十大报告提出要加快发展数字经济,促进数字经济和实体经济深度融合,打造具有国际竞争力的数字产业集群,优化基础设施布局、结构、功能和系统集成,构建现代化基础设施体系。2022年第2期《求是》杂志刊发习近平总书记重要文章《不断做强做优做大我国数字经济》强调,综合判断,发展数字经济意义重大,是把握新一轮科技革命和产业变革新机遇的战略选择。2022年1月12日,国务院印发《“十四五”数字经济发展规划》,提出到2025年,数字经济迈向全面扩展期,数字经济核心产业增加值占GDP比重从2020年的7.8%提升至10%,数字化创新引领发展能力大幅提升,智能化水平明显增强,数字技术与实体经济融合取得显著成效,数字经济治理体系更加完善,我国数字经济竞争力和影响力稳步提升。
中国数字经济规模稳定增长,在国民经济中的地位愈发突出。2021年中国数字经济规模达到45.5 万亿元,较2019年增加6.3 万亿元,2005到2021年期间,数字经济规模从2.6 万亿元增长到45.5 万亿元, CAGR达到19.8%;2020年数字经济占GDP比重为39.8%, 2005年到2021年期间,数字经济占GDP比重由14.2%提升至39.8%。数字经济方向需要重点关注当下政策重点扶持的车路协同和元宇宙两大产业趋势。
8.趋势八:车路协同将迎来爆发元年
8.1.车路协同是未来智能驾驶的主要发展方向
车路协同优势凸显。车路协同(C-V2X)是基于3GPP的全球统一标准的车联网无线通信技术,其中C指蜂窝,V2X指车对外界的信息交互技术,一般包括车与车之间(V2V)、车与路之间(V2I)、车与人之间(V2P)、车与网络之间(V2N)四类。单车智能和车路协同是自动驾驶发展的两大方向,单车智能的感知和算力均在车端,车辆通过硬件设备获取周边环境信息,并交由强大的车载芯片和软件系统分析决策;车路协同的感知与算力主要分配在路端,并通过无线通讯设备链接车端和路面,实现信息的交互共享。从成本端来看,单车智能需要强大的车载芯片和软件,而车路协同的感知和算力主要在路端,同一套路侧设备可供多车持续使用,大幅降低成本。从实用性来看,单车智能易受环境条件影响并且难以应对突发事件,相比之下,车路协同信息交互及判断关键目标状态的准确性更高,随着自动驾驶市场规模的进一步扩张,车路协同有望替代单车智能成为自动驾驶的主要发展方向。
中国已经行程完整的车路协同产业链。产品研发方面,中国已经形成了包括芯片模组、终端设备、整车应用、安全、高精度定位及地图服务等环节的完整产业链生态,宸芯科技、华为等企业已经研制出车规级C-V2X芯片,中信科智联(原大唐高鸿智联)、移远、中兴、华为等企业已提供基于C-V2X芯片的模组,中信科智联(原大唐高鸿智联)、华为、希迪智驾、星云互联、东软等厂商已经可以提供面向商用的C-V2X车载设备(OBU)和路侧设备(RSU)产品。测试验证方面,IMT-2020(5G)推进组C-V2X工作组等行业组织牵头组织了跨行业广泛参与的C-V2X“三跨”“四跨”“新四跨”等互联互通应用实践活动,服务300余家企业开展协同研发和测试验证,吸引上万用户参与体验。全国已有3500多公里道路实现C-V2X智能化和网联化升级。
8.2.车路协同处在规模化商用初期
车路协同进入高速发展期。2018 年 11 月,工信部率先在全球发布车联网频率规划,将 5905-5925MHz 分配给 LTE-V2X 使用,通信院于同年完成了基于 LTE-V2X 的车联网商用规模性试验,并于 2019 年进行了预商用测试, 2020年实现了正式商用。与此同时,5G 规模化商用也在逐步推进,2019 年进行 5GNRUu 技术试验,2020 年进行5GNRPC5 技术试验, 2021 年进行预商用测试, 2022 年正式迈入 5GNR-V2X 商用元年。根据《C-V2X产业化路径和时间表研究白皮书》给出的时间表,C-V2X在2020-2021 年仍然处于导入期,在 2022 年之后会进入发展期,到2025年国内C-V2X车载终端的前装渗透率将达到50 %;路侧设施规划至2025年实现在典型城市和高速公路覆盖范围的扩大。据5GAA规划, 2024年基于R16版本的5G-V2X技术应用可基本实现。
5G和智能网联汽车的高渗透率是车路协同发展的基础。车路协同需借助5G技术的超低延时、超高可靠与超高速率实现一定区域、一定条件下车与数字化万物的互联互通,截至2021年底,中国已建成142.5万个5G基站,总量占全球60%以上。车路协同系统的车端是智能智能网联汽车,近年来,中国智能网联汽车的销量和渗透率不断升高,2021年中国乘用车市场中L2级车辆渗透率为23.5%,2022上半年,2022年上半年L2级乘用车上险数量达288.09万辆,同比增长46.2%,L2级车辆渗透率增长8.9个百分点,达32.4%。
政策助力推动车路协同产业快速增长。2022年10月27日,工业和信息化部装备工业一司组织召开智能网联汽车推进组(ICV-2035)工作协调会,会议听取了智能网联汽车推进组近期工作进展情况报告,分析研判发展态势和未来趋势,聚焦行业发展关键问题和迫切需求,持之以恒推动我国智能网联汽车产业高质量发展。2022年11月,工信部发布《开展智能网联汽车准入和上路通行试点工作的通知(征求意见稿)》,遴选符合条件的道路机动车辆生产企业和具备量产条件的搭载自动驾驶功能的智能网联汽车产品,开展准入试点;对通过准入试点的智能网联汽车产品,在试点城市的限定公共道路区域内开展上路通行试点。根据亿欧智库预测,2030年中国车路协同市场规模有望达到4960亿元,2021-2030年CAGR有望达到27%。
9.趋势九:元宇宙应用将密集落地
9.1.国内政策助推元宇宙行业有序发展
供给和需求两方面发力,加速推动元宇宙概念爆发。在技术供给层面,随着AI、VR、AR、5G、大数据、数字孪生、云计算、区块链等技术长足发展,元宇宙相关技术已经到了规模化应用的临界点。“元宇宙”则是对系统新型技术的统摄性产品化想象,可统合诸多新兴技术,将其导向可落地的产品形态。在需求层面,新冠疫情隔离政策加速了社会生活虚拟化和线上生活常态化,“宅经济”快速发展促使2021年成为人类社会虚拟化的临界点,虚拟产品与应用需求增长,需求端的不断膨胀推动其产品应用的不断更新创造,进而加速推动元宇宙概念的爆发。
整体政策兼顾监管与发展。2022年以来,国家出台多项政策性文件支持元宇宙相关产业发展。2022年1月,央行印发《金融科技发展规划(2022-2025 年)》,提出以线下为基础,依托5G 高带宽、低延时特性将增强现实(AR)混合现实(MR)等视觉技术与工业信息中心数据显示,2021年中药配方颗粒市场规模已经达到252.45亿元,同比增长32.87%,2017-2021年期间,中药配方颗粒市场规模实现翻倍,期间CAGR为23.6%。随着中药配方颗粒销售范围由二级及其以上中医院向所有符合相关中医执业资质的医疗机构扩容,市场有望迎来数倍增长空间。根据艾媒数据预测,预计2025年市场规模将达到532.18亿元,2021-2025年CAGR有望达到20.5%。
05
总结
2023年,在全球需求可能衰退的环境下,A股产业趋势投资可能面临更为复杂的局面,产业趋势的贝塔一方面可能面临需求挑战,另一方面却又交织技术变革和政策驱动,通用投资范式可能失效,我们大胆假设、小心求证,提出2023年十大产业趋势投资展望。
趋势一:动力电池材料技术升级趋势延续。复合集流体在安全、性能和成本上有较大优化,有望对传统集流体形成部分替代。目前复合集流体已经初步具备量产能力,随着下游电池和终端投入加大,2023年可能开始量产应用。
趋势二:大型储能、类储能将迎来爆发元年。大储是国内储能主力,独立储能参与电力现货市场进一步完善大储的商业模式,上游价格的回调也将推动储能成本大幅下降。类储能是解决新能源消纳问题的高效经济方式类,相比储能更具备成本优势,灵活性改造、燃气发电等类储能业务有望快速发展。
趋势三:光伏高效率路线具备更强的贝塔。钙钛矿电池的转换效率理论极限与实验室数据均高于晶硅电池,相比硅晶电池生产过程更具经济型,降本效用突出。现阶段在多项顶层政策支持之下,钙钛矿单结电池百兆瓦级产线建设及规划数量明显增加,钙钛矿叠层电池现阶段多处于研发试验阶段。
趋势四:钠离子电池产业化全面加速。当下碳酸锂价格维持高位,锂电成本大幅上涨,钠离子电池原材料优势凸显,相较于锂资源,钠资源储量丰富,价格低廉且提炼简单。目前国内初创钠电企业及锂电企业均积极布局钠电池产业链,包括正极材料、负极材料、电解液、钠电池等,产业化全面加速。
趋势五:风电大型化趋势下,短板零部件领域将迎来爆发。近年来国内风机大型化趋势明显,风电机组大型化对风电主轴承提出了更高的技术要求。风电轴承是风机完全国产化的最后一环,全球风电轴承市场长期被海外轴承厂商垄断,洛轴等国产轴承厂商在逐渐填补国产大兆瓦主轴轴承的空白。
趋势六:数控机床、工业机器人等高端制造关键零部件替代进入关键阶段。我国高端数控机床的上游各功能部件尚未形成较好的产业配套,多数功能部件被日本、德国、美国的公司垄断,国内企业主要依赖外购。德国、日本也牢牢占据着工业机器人的主要市场份额,零部件方面,目前我国85%的减速器市场、90%的伺服电机市场、超过80%的控制系统市场被海外品牌占据。
趋势七:国产卡脖子软件发展进入加速期。在基础软件领域美国一家独大,国产基础软件尤其是最薄弱的操作系统在国内已经有所突破。在工业软件领域综合实力仍较弱,欧美占据绝大部分江山,国内工业软件市场稳中有升。
趋势八:车路协同将迎来爆发元年。车路协同是未来智能驾驶的主要发展方向,车路协同相比单车智能具备成本和实用双重优势。5G和智能网联汽车的高渗透率是车路协同发展的基础,目前中国已经行程完整的车路协同产业链,政策推动之下,中国的车路协同有望进入高速发展期。
趋势九:元宇宙应用将密集落地。国内政策端助推元宇宙行业有序发展,整体政策兼顾监管与发展,地方政策聚焦技术研发突破和产业融合应用全方位构建元宇宙生态发展体系。VR设备是元宇宙从概念走向商业化落地的关键入口,随着多项VR新品相继发布,硬件技术不断升级,催化元宇宙加速发展,
趋势十:中药配方颗粒板块将迎来戴维斯双击。中药配方颗粒标准化程度高,方便携带;中药配方颗粒国标出台拓宽了销售范围,中医医疗机构数量扩张提升了中药配方颗粒的需求。中药配方颗粒价格公开透明,随着中药配方颗粒纳入医保,报销比例有望提升,中药配方颗粒市场规模有望翻倍。
06
风险提示
技术进步不及预期:新的产业技术大部分依赖于预期的技术进步,如果技术进步不及预期,会影响新的产业趋势落地进程。
产业政策落地不及预期:新的产业技术在诞生初期大多需要依靠政策支持,如果政策支持不及预期,同样会影响新的产业趋势的落地。
宏观经济波动:宏观经济的复杂性和波动性,比较难以预测,宏观经济环境的变化也会影响新的产业趋势的发展。