国产替代之千亿工业气体

广州市圆石投资管理有限公司   2022-09-15 本文章136阅读

国产替代之千亿工业气体

核心逻辑:
市场需求:市场空间大,有望诞生大市值公司。中国工业气体行业超2000亿元市场,过去5年复合增速11%,增速领先于GDP及海外市场;锂电、医疗、电子、食品等下游应用领域占比不断提升,需求结构更加均衡。根据国内、国外历史数据测算,工业气体年复合增速约为GDP的1.2-1.5倍左右,参考wind一致预期2022-2023年GDP增速5.1%/5.0%,预计2022/2023年中国工业气体行业增速约为6%-8%。
国产替代提速,民族品牌龙头份额提升。“俄乌事件”对自主可控要求提升,工业气体包括电子特气在内国产化提速。第三方供气市场,增量份额排名区别于存量运营份额。盈德气体、陕鼓动力等中长期份额有望提升。
商业模式:护城河可以不断加深的行业,未来强者愈强。空分设备及现场制气业务为基础,发展高附加值业务。1)现场制气业务:长期合约,费用月结,照付不议。收入利润现金流三稳定;2)外包供气、零售供气占比不断提升;3)零售气体业务:副产物、运输半径、最终形成区域垄断。
特种气体:需求增速快、高壁垒、高盈利能力。2022年我国特种气体市场有望超400亿元,过去4年复合增速19%,相关机构预计2022-2025年将保持15%以上增长。2022年电子特气市场规模约200亿元。
1、工业气体介绍
1.1工业气体简介
工业气体是一种瓶装的压缩气体,在常温常压下呈气态存在。随着中国经济的快速发展, 工业气体作为现代工业的基础原材料,在国民经济中有着重要的地位和作用,广泛应用于钢铁冶炼、石油加工、焊接及金属加工、航空航天、汽车及运输设备等领域。
由于工业气体对国民经济的发展有着战略性的先导作用,因此被喻为“工业的血液”。根据应用领域的不同,工业气体可以分为大宗气体和特种气体。大宗气体指纯度要求低于5N,产销量大的工业气体,根据制备方式的不同可分为空分气体和合成气体。特种气体指被应用于特定领域,对纯度、品种、性质有特殊要求的工业气体,根据应用领域的不同可分为标准气体、医疗气体、激光气体、食品气体、电光源气体以及电子气体。
工业气体具有可压缩性和膨胀性的物理特性。可压缩性是指在温度恒定的情况下,一定量的气体体积与所受压力成反比,即所受压力越大,其体积越小。因此,工业气体通常以压缩或液化状态储存于钢瓶内。膨胀性是指气体在光照或受热后,温度升高,分子间的热运动加剧,体积增大。因此,容器内的工业气体在受高温、日晒的情况下,容易造成爆炸。
图表1:工业气体的分类
1.2工业气体发展历程
全球工业气体行业始于18世纪末,发展至今已十分成熟,大致可以分为三个阶段。
萌芽期(18世纪末-20世纪中期):工业气体主要被用于医用领域,逐步向商业领域发展。1772年氮气被首次分离出来,1776年氧气被成功分离,氮气、氧气的分离奠定了工业体行业的基础。氧气最初用于医学领域,在19世纪末开始进入焊接的商业用途。1863年乙炔被发现,乙炔是一种常用的焊接气体,可溶于丙酮,从而使圆筒运输成为可能,工业加工领域广泛使用气体的潮流由此开始,推动了工业气体的商业用途。迅速发展的工业,两次世界大战以及运用氧气、乙炔焊接在20世纪中期大大推动了工业气体需求的增长。
成长期(20世纪中期-20世纪80年代):工业气体产业化,气体生产设备大规模兴建。1877年发明分馏的加工方法,第一次使得以低成本生产大量工业气体成为可能。钢铁厂放弃空气喷射法而改用氧气喷射法,氧气喷射法减少了碳与磷的含量,从而大大提高了钢铁产品的质量。同时氮也被大量用作惰性“覆盖剂”。由此推动了气体生产设备的大规模兴建。
快速发展期(20世纪80年代至今):电子产业兴起推动特种气体发展;传统市场消费增大,推动工业气体发展。电子产业的发展使运用于集成电路、显示面板等电子设备的电子特气需求增大,推动了特种气体行业的发展。金属预制及生产等传统市场消费增大,新的大宗气体80%电子特气12%其他特种气体8%特种气体20%大宗气体特种气体 电子特气 其他特种气体。新的应用领域如保健、电子、饮料和食品包装等终端市场增加。
图表2:工业气体发展历程
1.3工业气体市场规模
中国工业气体市场规模由2017年的1211亿元增长至2021年的1798亿元,年复合增长率10.39%。未来随工业快速发展、国家政策推动和以电子特种气体为代表的新兴用气需求涌现,中国工业气体市场有望继续保持增长,据亿渡数据预计2026年中国工业气体行业市场规模将达到2842亿元,2021-2026年复合增长率为9.59%。
图表3:工业气体市场规模
大宗气体在下游领域钢铁、石油化工等传统行业发挥重要作用,下游领域稳定增长的市场需求推动大宗气体稳定增长。中国大宗气体市场规模从2017年的1036亿元增长至2021年的1456亿元,年复合增长率为8.89%,2021年全年同比增长8.3%,增长态势良好。随着中国经济的发展,人民日益增长的基础需求,钢铁、石油化工等传统行业稳定增长将从需求端推动中国大宗气体市场规模的发展。在供给端,工业气体设备技术的提升,外包供气专业化代替自建设备供气将推动大宗气体市场规模增长。在需求端和供给端的推动下, 据亿渡数据预计2026年中国大宗气体市场规模将达2034亿元。
图表4:大宗气体市场规模
2、工业气体产业链梳理
图表5:工业气体产业链
上游:原材料与设备及能源供应商。各类空分气体所需原材料不同,空分气体的原材料主要为空气或者工业废气,合成气体需要化学原材料进行化学反应合成气体,特种气体的原材料主要为外购的工业气体和化学原材料。工业气体所需设备主要分为气体生产设备、气体储存设备和气体运输设备。空分气体的生产需空分设备,合成气体的生产需合成设备,特种气体在气体生产完成后还需提纯设备。储存过程中,少量气体用钢瓶,大量气体用储槽。运输过程中,少量气体用液化气槽车,大量气体用管道。工业气体生产过程中需要耗费大量的水资源与电力资源,运输过程中需要耗费大量的化石能源。
中游:工业气体供应商。供应商制气模式分为自建设备供气和外包供气。自建设备供气指企业自行购买并运营气体生产设备,通过自行生产以满足自身用气需求。此供气模式下,自产的空分气体主要用于满足生产所需,多余气体大多排空,少数气体出售至其他需求客户。外包供气指企业基于成本和专业化分工的考虑,将非主业的供气业务外包给专业气体供应商,由其向客户提供全方位用气服务的经营模式。相较于自建设备工期模式,外包供气具有运营成本低、供气稳定性高、资源利用效率高、一次性财务成本低等优点,据亿渡数据统计,2021年国内供应商采用外包供气的占整个工业气体市场规模的65%。在外包供气优点的影响下,亿渡数据预计未来外包制气模式有望逐步取代自建设备供气模式。
下游应用领域:包括钢铁冶炼、石油化工、焊接及金属加工、电子产品等应用领域。据亿渡数据统计,钢铁、石油化工、冶金等传统行业技术含量较低,对工业气体需求量大,占比约为 80%,电子产品、环保新能源等新型行业技术含量高,对工业气体纯度要求高,占比约为 20%。未来在《中国制造 2025》等国家红利政策以及技术创新等因素的推动下,传统产业由于节能降耗对工业气体的需求有望不断增加,产业结构的调整和战略性新兴产业的发展也将提升新兴行业在下游应用中的占比,为气体行业打开广阔的市场空间。
图表6:工业气体应用领域
3、工业气体竞争格局
3.1竞争格局
国外头部企业技术雄厚,规模庞大,综合实力强,头部占有率高;据亿渡数据,2021年,国外企业(林德集团、液化空气、空气化工、日本酵素)市场份额为55.7%。头部企业国产化率低,国产企业气体动力和杭氧股份分别占比10.1%和6.3%,距离第一梯队还有一定差距。
中国工业气体市场第一梯队包括林德集团和液化空气两大企业,2021年两家公司的市场份额占比分别为21.9%和20.7%。国际知名工业气体企业技术雄厚,规模庞大,具有强大的综合实力,其竞争优势和地位在短期内难以撼动。中国工业气体市场第二梯队包括空气化工、气体动力和杭氧股份三大企业,2021年空气化工和气体动力的市场份额占比均为10.1%,杭氧股份的市场份额占比为6.3%。以气体动力和杭氧股份为代表的国产企业在技术发展、政策影响等因素的影响下竞争力较强,在中国工业气体市场上占据着重要的地位。中国工业气体市场第三梯队包括金宏气体、华特气体等国产上市企业。金宏气体、华特气体的市场份额分别为0.78%、0.62%。第三梯队国产厂商产品主要以特种气体为主,在特种气体下游半导体行业需求持续增加的影响下,第三梯队国产厂商未来发展潜力大。
图表7:工业气体竞争格局
图表8:工业气体竞争格局
3.2波特五力分析
(1)同业竞争者威胁
全球工业气体市场目前已经形成寡头垄断的市场格局。工业气体市场在欧美日步入后工业化时代后逐步兴起,到20世纪90年代的时候,通过近20年的发展,形成了八大跨国气体公司(分别为法国液化空气、德国林德气体、英国BOC、美国空气化工、美国普莱克斯、德国梅塞尔、瑞典AGA、日本大阳日酸)以及多个区域性气体公司(例如美国Airgas)。2000-2018年间,德国林德气体通过对瑞典AGA和英国BOC的收购,以及与美国普莱克斯的合并成为最大的工业气体公司,形成林德气体集团,与收购了美国Airgas的法国液化空气分庭抗礼。美国空气化工、德国梅塞尔和日本大阳日酸形成第二梯队。
(2)替代品威胁分析
所谓替代品是指在功能上实现对另一产品替换的其它产品,它对原来被替代者的威胁主要来自于对市场和消费者的争夺,也就在于对方是否具有盈利能力,其产品在质量和功能方面用户的满意程度如何以及用户转向替代品的难易程度。工业气体行业目前不存在较为明确的替代品。工业气体是整个工业的基础,在国民经济中有着重要的地位和作用,广泛应用于冶金、石油、石化、化工、机械、电子、航空航天等诸多领域,在国防建设和医疗卫生领域也发挥着重要作用,被称为工业生产的“血液”。随着应用的深度和广度不断提高,工业气体在工业生产中的作用日益不可替代。
(3)购买商议价能力
工业气体下游需求行业主要是钢铁工业、石油化工、化肥和煤化工等。这些行业的发展都不能缺少工业气体产品,这说明工业气体行业拥有一定的定价权;但是工业气体行业的客户一般为大额销售,且目前中国的工业气体产品存在同质化问题,产品及服务的差异化不大,这也为下游需求行业提供了较大的议价机会。工业气体对下游行业的议价能力,主要取决于产品本身的属性。总体来看,高端产品对下游行业的议价能力较强,低端产品对下游行业的议价能力较弱。
(4)供应商议价能力
我国工业气体行业的上游主要为专业气体制造行业,该行业对工业气体成本影响较大,上游行业集中度不断提高的过程中,无疑将使产业链形成向下积压的过程,即上有空分领域议价等能力将不断提高,且有向工业气体领域进行产业链延伸的趋势,因此工业气体对上游行业的议价能力较弱。
(5)潜在进入者威胁
气体行业有较高的进入壁垒,主要有技术、客户认证、资质、服务、营销网络、人才壁垒。其他行业的公司若想转型成为气体企业甚至是特种气体企业,需要付出高昂的转型成本,包括新的生产装备、新的辅助装备、产品再设计成本、职工再培训成本等转型成本。
图表9:工业气体进入壁垒
4、工业气体商业模式
工业气体经营模式:客户自建装置供气和外包供气两种,而外包供气又分为零售市场和现场制气市场 。其中,外包供气比例提升:第三方供气模式符合行业未来的发展趋势,海外外包占比80%,国内40% 。而零售市场符合未来配套产业结构变化的趋势,能够满足更多新兴领域的个性化需求。
图表10:工业气体商业模式
目前由于自建供气装置机会成本较高,未来趋势将以外包供气为主。外包供气指企业基于成本和专业化分工的考虑,将非主业的供气业务外包给专业气体供应商,由其向客户提供全方位用气服务的经营模式。相较于自建设备工期模式,外包供气具有运营成本低、供气稳定性高、资源利用效率高、一次性财务成本低等优点,亿渡数据预计未来外包制气模式有望逐步取代自建设备供气模式。
图表11 :工业气体供气模式对比
5、工业气体发展趋势
国产替代:目前,我国工业气体大部分份额都被国外占据。林德、法液空、空气化工占据70%以上份额,而国内气体供应商大多起步晚、规模小,在提纯、混配等技术和国际厂家仍然有不小差距。因此,在国产替代的同时,工业气体技术更需要不断推进。另外,俄罗斯乌克兰事件对稀有气体格局不只是短期一个扰动,而是对新兴产业关键材料、零部件格局的一种重塑,独立自主发展特种气体是工业气体未来趋势之一,包括电子特气和电子大宗气,尤其电子大宗气,目前实际落地产能极少。
供气模式的转变:工业气体另一个趋势是第三方气体服务商将逐步取代自建装置,外包占比从目前40%-50%渗透到国际80%以上目标;国内工业气体专业化外包占比进一步提高。国际龙头目前已经从大宗气体转向特种气体,从规模化到精细化发展,从低毛利往高毛利布局;而国内龙头传统大宗气体占比仍然不高,需要加速替代;而且也需要提升技术,促进电子特气业务发展,从而达到规模化和精细化同步发展,进而达到更大程度的国产替代。
图表12:工业气体发展趋势


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