2022中国矿区无人驾驶行业研究报告-甲子光年

行业研究报告 目录 Part01矿区无人驾驶行业概述 Part02矿区无人驾驶行业发展现状 Part03国外矿区无人驾驶发展分析 Part04矿区无人驾驶厂商案例分析 Part05矿区无人驾驶未来发展趋势与挑战 核心观点 诸多因素推动矿区无人驾驶进入发展快车道 •需求侧面临招工难、成本高昂等痛点，供给侧5G和车联网技术愈发成熟，叠加政策端绿色矿山上升到国家战略高度，将驱动着无人驾驶持续替代有人运输 市场规模迎来爆发性增长，2025年超过二百亿元 •2021年矿区无人驾驶市场规模为3.55亿元，未来5年复合增长率超过100%，预计到 2025年市场规模达到二百亿以上。经测算矿区无人驾驶潜在市场空间可达2,320亿元 商业模式以提供技术方案为主，未来运输服务将持续放量 •给矿区提供无人驾驶解决方案，模式较轻，易于异地扩张；参与无人驾驶运输服务， 模式较重，一旦做起来，将会带来持续性的放量收入 矿区是无人驾驶赛道最具先发优势的场景 •矿区场景实地测试易落地且为政策刚需，露天矿的采运场景更适合无人驾驶应用，能先于其他无人驾驶场景积累常态化运营的时长和经验，这使得矿区无人驾驶创业公司具备一定的先发优势 即将步入规模化商用阶段 •目前，矿区无人驾驶行业已经进入了规模化试运营阶段，2021年年底开始完全无人化试运营，距离实现完全无人驾驶的商业化应用越来越近了 智能化升级从无人驾驶向全矿区延伸，面临诸多挑战 •随着无人驾驶企业实现完全无人化运输，矿区智能化升级可从无人驾驶向全矿区延伸，在这个过程中，将面临复杂度的增加、不同矿区的工况特点及应用规模的扩大等诸多挑战 目录 Part01矿区无人驾驶行业概述 1.1无人驾驶发展历程 1.2无人驾驶应用场景 1.3矿山的分类 1.4矿山的开采方式 1.5矿区地域分布情况 1.6矿区运输车辆分类 1.7传统矿区VS无人矿区经济效益比较 1.8矿区无人驾驶行业发展驱动力 1.9矿区无人驾驶市场规模 1.1无人驾驶发展历程 我国量产乘用车无人驾驶等级正在从L2向L3过渡，商用车已先于乘用车进入 L4等级 •在工信部《汽车驾驶自动化分级》中，以L3为分界线，L3及以上被称为“高级别无人驾驶”；L3以下被称为“无人驾驶辅助驾驶”（ADAS）。 •2020年L3级无人驾驶开始普及成为行业共识，目前我国量产乘用车的无人驾驶等级正 在从L2向L3过渡，商用车已先于乘用车进入L4等级。 中国无人驾驶发展历程 网联协同决策与控制系统 联网协同感知系统 网联化 联网辅助信息交互系统 2016 20172018201920202022 智能化 车路协同控制 市区无人驾驶 高速公路无人驾驶 无人驾驶 城郊公路 协同式队列行驶 自适应巡航辅助泊车 车道内无人驾驶 全自动泊车换道辅助 交叉口通行辅助 目前所处阶段 自动紧急制动 车道保持 2025+ 驾驶辅助 （L1） 部分无人驾驶 （L2） 有条件无人驾驶 （L3） 高度/完全无人驾驶 （L4/L5） 资料来源：中国汽车工程学会 中国无人驾驶分级 分级 名称 驾驶操作 周边监控 动态任务接管 应用场景 L0级 应急辅助 驾驶员 驾驶员及系统 驾驶员 无 L1级 部分驾驶辅助 驾驶员和系统 驾驶员及系统 驾驶员 限定场景 L2级 组合驾驶辅助 系统 驾驶员及系统 驾驶员 L3级L4级 有条件无人驾驶 高度无人驾驶 系统系统 系统系统 驾驶员 系统 L5级完全无人驾驶系统系统系统无限制 资料来源：工信部《汽车驾驶自动化分级》 1.2无人驾驶应用场景 矿区是适合无人驾驶商业化率先落地的场景之一 •无人驾驶应用场景，可以分为限定场景和开放场景。划分限定场景与开放场景时，主要 看4个维度：封闭场景/开放场景、固定路线/自由路线、低速/高速、车里有乘客/无乘客。 •国外矿区无人驾驶商业化应用已经有10多年的历史，模式得到充分的验证：澳大利亚铁矿石巨头FMG表示，有137台无人驾驶矿卡在运营中，已累计行驶3,350万公里、运输超过10亿吨矿石物料，生产效率比传统人工运输提升了30%。我国也出现了很多标杆应用矿区。 高要求（人） 无人驾驶不同落地场景 港口、机场转运物资 高速公路货运车 城市公交车 通用全无人驾驶 AVP自主泊车 末端物流 低要求（物） 仓储物流 矿区无人驾驶 已落地 20252030 环境封闭环境开放 资料来源：IDC，华泰证券，甲子光年整理 注：气泡大小代表规模大小 矿区无人驾驶与开放公路无人驾驶场景对比 矿区无人驾驶场景 开放道路驾驶场景 封闭场景： 不涉及路况外界干扰少 开放场景： 涉及路况突发状况多 固定线路： 路径规划相对简单 自由线路： 路径规划比较复杂 低速： 低于30KM/h 高速： 高于30KM/h 载货： 载人： 不涉及人员安全，政策及立法阻力小 涉及人员安全，政策及立法阻力大 1.3矿山的分类 矿区无人驾驶的主要落地场景为煤矿、金属矿和砂石矿 •矿山可以分为煤类矿山与非煤类矿山，非煤类矿山又可被分为金属矿及非金属矿山。 •因煤炭产量高且露天煤炭开采量逐年提升，开采工艺相对简单、对土方剥离运输需求量大等因素，矿区无人驾驶率先在煤炭矿山落地。 •金属矿山中，黑色金属及有色金属两类占全球金属总量的95%，最具智能化前景。尤其是铁矿、铜矿，因产业成熟度较高、下游需求旺盛、金属矿山模式复制化程度高等因素，具备良好的无人驾驶落地前景。 金属矿黑色金属矿铁矿等 非煤类矿 有色金属矿铜矿、镍矿等 矿非金属矿砂石矿等 山 2017-2021年中国原煤产量 原煤产量（亿吨） 35.2436.9838.4638.40 40.70 煤矿 2017年2018年2019年2020年2021年 数据来源：国家统计局 2016-2020年中国砂石骨料产量 产量（亿吨） 180.2184.4178.0188.1190.0 12.28 2017-2021年中国铁矿产量 铁矿产量（亿吨） 7.638.448.679.81 2016年2017年2018年2019年2020年 数据来源：中国砂石协会 2017年2018年2019年2020年2021年 数据来源：国家统计局 1.4矿山的开采方式 露天矿的采运场景更适合无人驾驶应用 •目前，国内外的矿区无人驾驶厂商主要是聚焦于露天矿的采运场景。 •以煤炭为例，国家出于环保、安全性等角度考虑，近些年一直鼓励露天矿的开采，据中国煤炭工业协会统计，露天开采占比一直在增长，从2005年的5.1%增长到2018年的24.9%。 2005-2018年我国原煤产量（亿吨） 露天开采地下开采 5.1% 5.8% 6.5% 7.6% 8.3% 10.0% 11.1% 12.3% 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 地下开采 21.56 23.26 24.79 25.39 27.97 29.16 31.28 32.1 31.8 32.2 30.7 26.4 27.14 27.76 露天开采 1.17 1.42 1.72 2.09 2.53 3.24 3.92 4.5 5.2 6.5 6.8 7.2 8.1 9.22 14.1% 16.8% 18.1% 21.4% 23.0% 24.9% 矿山的开采方式概况 矿山开采方式露天开采地下开采 示意图 定义 露天矿是把覆盖在矿体上部及其周围的浮土和围岩剥去，把废石运到排土场，从敞露的矿体上直接采掘矿石。当矿体埋藏较浅或地表有露头时，应当采用露天开采。剥离岩土量与采出矿石量的比例称为剥采比，剥采比过大的露天矿，露天开采成本高，应改用地下开采的方法。 当矿床埋藏地表以下很深，采用露天开采会使剥离系数过高，经过技术经济比较认为，采用地下开采合理时，则采用地下开采方式。由于矿体埋藏较深，要将矿石采出来，必须开凿由地表通往矿体的巷道，，地下矿山基本建设的重点就是开凿这些井巷工程。 露天矿的开采难度相对较低，开采浪费小，作业特点面积大，可使用大型开采设备；铁矿露天开采占 比80%，砂石土矿基本都是露天开采。 地下开采的矿开采难度较大，安全性较差，环境较差，产量低且开采浪费大； 智能化使用方案采运环节采用无人驾驶技术方案自动化多采用类AGV的方案 衡量开采的重要技术经济指标 除考虑矿石品位、矿石的产量、售价等常规因素外，剥采比是露天开采特有的技术经济指标，煤矿大约是1:7，铁是1:3，砂石土矿是1:2 矿石品位、矿石产量、售价等常规因素 资料来源：中国煤炭工业协会，国家统计局，中国自然资源经济研究院，甲子光年整理 1.5矿区地域分布情况 煤矿、铁矿、砂石矿分布情况各不相同 •据中国煤炭工业协会调查统计，截至2020年7月，我国已建成千万吨级煤矿52处，核定产能为8.21亿吨/年，约占全国生产煤矿总产能的1/5，其中绝大部分属于央国企。 千万级别的煤矿地域分布情况 地域 数量（座） 产能（吨/年） 内蒙古自治区 21 3.91亿吨/年 陕西省 15 2.10亿吨/年 山西省 8 1.33亿吨/年 新疆自治区 3 3000万吨/年 宁夏自治区 2 2400万吨/年 安徽省 2 2330万吨/年 云南省 1 1000万吨/年 •资料来源：中国煤炭工业协会 •中国铁矿资源，具有贫矿多，富矿少，品位低等特点，近四分之一的的铁矿石集中在辽宁鞍山矿区，目前是中国年开采量最大的矿区，主要包括鞍山铁矿和本溪大台沟铁 矿等。 2020年中国代表性铁矿矿山分布情况 矿山 地区 所属企业 铁矿石年产量 鞍山铁矿 辽宁鞍山 鞍钢矿业 4000万吨 本溪大台沟铁矿 辽宁本溪 本溪市大台沟矿业有限公司 3000万吨 攀枝花铁矿 四川渡口 河北钢铁矿业 1500万吨 白云鄂博铁矿 内蒙古包头 包钢集团 1300万吨 镜铁山铁矿 甘肃酒泉 酒钢宏兴 1000万吨 梅山铁矿 江苏南京 梅山矿业 500万吨 水厂铁矿 河北迁安 首钢矿业 1100万吨 大冶铁矿 湖北黄石 武钢集团 300万吨 资料来源：中信证券 •根据自然资源部数据显示，截至2019年3月底，全国共有有效期内砂石矿山18047个。从发证机关看，砂石矿山以市、县两级主管部门发证为主，占比超过95%。 2019年全国在册砂石矿矿山分布情况 数量省份 超过2000个贵州 500到1000个辽宁，广东，湖北等省 1000到2000个云南，湖南，四川等省 500个以下吉林，浙江，山东，福建等省 资料来源：自然资源部 1.6矿区运输车辆分类 矿卡与宽体车为主要运输工具，宽体车数量占绝对优势 •我国矿区运输车辆有三种，分别是非公路矿用自卸车（简称“矿卡”）、非公路宽体自卸车（简称“宽体车”）、后八轮（一类公路自卸车）。 •根据中国工程机械工业协会统计，2019年我国非公路自卸车（含宽体车、矿卡）销量为9041台，其中宽体车占比超过95%。宽体车作为非公路自卸车的新兴产品，由于其自身优越的适应性和经济性，宽体车市场的发展空间很大。 矿卡 存量车后装，新车前装国有矿企 北方股份、航天重工、湘电等 宽体车 前装矿企，总包，分包同力、临工、潍柴、徐工、柳工等 后八轮前装矿企，总包，分包 / 几百万-3000万 50-100万 10-20万 10-20年 3-5年 5年以下 70t以上 主要是70t以下 30t以下 中国矿区运输车辆分类对比 示意图 前装/后装 运营方 主机厂 价格 寿命 载重量 底盘按照矿山工况设计，载重优量大，使用寿命长，安全性高，势在大型矿场中保持稳定的使用 量 劣 势 价格昂贵，维护和保养成本较高，每年国内新增产量就几百台 结合了矿卡和公路自卸车的优点，性价比较高，对矿区工况的适用性较强，效率和安全性较高，在各类矿中都可以使用 使用寿命较短，一般5年内就得更新换代；由于宽体车是非刚性的车架结构，仅适用于装载散货物料，载重量大的运输多由矿卡