机械一周解一惑系列：流程工业设备：受益于“减油增化”及设备更新

本周关注：纽威股份、江苏神通、海陆重工 流程工业是以资源和可回收资源为原料，通过物理变化和化学反应的连续复杂生产，使得原料获得形变、相变，为制造业提供原材料和能源的基础工业。流程工业的工艺和产品较固定，产品不能单件计量，产品加工过程不能分割，生产线的某一工序产品加工出现问题，会影响生产线的最终产品。流程工业的关键难点是工艺设计的优化与生产全流程的全局优化。流程工业涵盖化工、冶金、石油、电力、橡胶、制药、食品、造纸、塑料、陶瓷等行业。流程行业是制造业的重要组成部分，是经济社会发展的支柱产业，根据CESI于2019年发布的《流程型智能制造白皮书》，流程工业占全国规模以上工业总产值的47%左右。 流程工业所使用的机械设备可分为三大类：流程设备、流程机械、流程控制。1）流程设备：也称静设备，包括各种压力容器，按照用途及产品原理可分为四大品类：反应设备、储存设备、换热设备、分离设备。2）流程机械（动设备）：包括压缩机、泵、分离机，风机、制冷机、电机、蒸汽轮机等设备，是系统运行的心脏。3）流程控制设备：包括测控仪表、阀、电气源、转换器、监控设备等控制仪表及自动化设备。主要作用为对生产过程中的压力、温度、流量、浓度、密度、粘度、液位等进行检测。 受益于大炼化、化工、电力等行业发展，2003-2017年我国流程工业设备行业快速增长，化学原料及化学制品、电力生产、石油加工、炼焦及核燃料制造业设备工器具购置投资完成额由1291亿元增长至11944亿元，CAGR为17.22%。其中峰值为2016年的13129亿元。分品类来看：1）我国压力容器保有量由2003年133.75万台增长至2023年的533.92万台，CAGR为7.16%，2008年开始压力容器新增保有量进入发展快车道，中枢稳定在20万台以上。2）我国工业锅炉产量由2003年的114281.51万蒸吨提升至2023年的226579.6万蒸吨，CAGR为3.4%，峰值为2014年的558118万蒸吨，主要受益于下游油气、化工行业高景气度。3）泵产量整体稳步上行，由2003年的2263.9万台增长至2023年的14546.7万台。4）阀门应用领域集中，受石油、化工行业资本开支影响较大，分阶段看，2003-2014年我国阀门产量由80.8万吨增长至1031.9万吨，阶段性见顶，随后逐年下滑至2023年的277万吨。 “减油增化”趋势明确，带动流程工业需求上升。国内炼油生产能力过剩，开工率常年偏低，2017年我国炼油产能开工率为73.4%，同期日本和韩国炼厂平均开工率为92.7%，经合组织（OECD）西欧国家为88%，北美地区为88.3%，我国炼厂平均开工率明显偏低，2019年我国炼厂平均开工率达到75.5%，接近世界平均水平，但与发达国家相比，还有明显差距。国内炼油产能扩充，成品油整体需求增速放缓，出口成为缓和国内炼油产能结构性过剩矛盾的途径。 投资建议：建议关注流程工业设备相关标的：卓然股份、江苏神通、海陆重工、纽威股份等。 风险提示：1）流程工业投资落地不及预期的风险。2）更新替换需求不及预期的风险。3）行业政策发生变动的风险。 1流程工业设备概况 1.1流程工业是制造业的重要组成部分，是经济发展支柱产业 流程工业是以资源和可回收资源为原料，通过物理变化和化学反应的连续复杂生产，使得原料获得形变、相变，为制造业提供原材料和能源的基础工业。流程工业的工艺和产品较固定，产品不能单件计量，产品加工过程不能分割，生产线的某一工序产品加工出现问题，会影响生产线的最终产品。流程工业的关键难点是工艺设计的优化与生产全流程的全局优化。流程工业涵盖化工、冶金、石油、电力、橡胶、制药、食品、造纸、塑料、陶瓷等行业。流程行业是制造业的重要组成部分，是经济社会发展的支柱产业，根据CESI于2019年发布的《流程型智能制造白皮书》，流程工业占全国规模以上工业总产值的47%左右。 与离散行业相比，流程行业存在显著差异。离散工业为物理加工过程，产品可单件计数，制造过程易数字化，强调个性化需求和柔性制造。而流程行业生产运行模式特点突出，原料变化频繁，生产过程涉物理化学反应，机理复杂；生产过程连续，不能停顿，任一工序出现问题必然会影响整个生产线和最终的产品质量；部分产业的原料成分、设备状态、工艺参数和产品质量等无法实时或全面检测。流程行业的上述特点突出地表现为测量难、建模难、控制难和优化决策难。 图1：流程型制造行业划分 1.2流程工业设备涵盖三大类 流程工业所使用的机械设备可分为三大类：流程设备、流程机械、流程控制。 1）流程设备：也称静设备，包括各种压力容器，按照用途及产品原理可分为四大品类：反应设备、储存设备、换热设备、分离设备。 表1：流程设备主要产品类型 2）流程机械（动设备）：包括压缩机、泵、分离机，风机、制冷机、电机、蒸汽轮机等设备，是系统运行的心脏。 3）流程控制设备：包括测控仪表、阀、电气源、转换器、监控设备等控制仪表及自动化设备。主要作用为对生产过程中的压力、温度、流量、浓度、密度、粘度、液位等进行检测。 1.3流程工业设备市场空间超万亿元 受益于大炼化、化工、电力等行业发展，2003-2017年我国流程工业设备行业快速增长，化学原料及化学制品、电力生产、石油加工、炼焦及核燃料制造业设备工器具购置投资完成额由1291亿元增长至11944亿元，CAGR为17.22%。 其中峰值为2016年的13129亿元。 图2：2003-2017年我国石油加工、电力、化工等行业设备工器具购置投资完成额（亿元） 分品类来看：1）我国压力容器保有量由2003年133.75万台增长至2023年的533.92万台，CAGR为7.16%，2008年开始压力容器新增保有量进入发展快车道 ， 中枢稳定在20万台以上 。2）我国工业锅炉产量由2003年的114281.51万蒸吨提升至2023年的226579.6万蒸吨，CAGR为3.4%，峰值为2014年的558118.万蒸吨，主要受益于下游油气、化工行业高景气度。3）泵产量整体稳步上行，由2003年的2263.9万台增长至2023年的14546.7万台。 4）阀门应用领域集中，受石油、化工行业资本开支影响较大，分阶段看，2003-2014年我国阀门产量由80.8万吨增长至1031.9万吨，阶段性见顶，随后逐年下滑至2023年的277万吨。 图3：2003-2023年我国压力容器保有量及增量（万台） 图4：2003-2023年我国余热锅炉产量（万蒸吨） 图5：2003-2023年我国泵产量（万台） 图6：2003-2023年我国阀门产量（万台） 2“减油增化”趋势明确，带动流程工业需求上升 2.1国内炼油产能开工率偏低，推到油气炼化转型 国内炼油生产能力过剩，开工率常年偏低。2020年中国炼油能力高达8.86亿吨/年，较2015年净增9439万吨/年，其中较2015年新增炼油能力1.62亿吨/年，淘汰落后产能0.68亿吨/年，叠加2015年淘汰的落后产能0.4亿吨/年，截至2020年中国已累计淘汰落后产能1.1亿吨/年。2021年全国炼油产能为9.1亿吨/年，产能过剩约2亿吨，预计2025年我国炼油能力将增至10.2亿吨/年，未来炼油能力过剩问题将更加突出。开工率方面，2017年我国炼油产能开工率为73.4%，同期日本和韩国炼厂平均开工率为92.7%，经合组织（OECD）西欧国家为88%，北美地区为88.3%，我国炼厂平均开工率明显偏低，2019年我国炼厂平均开工率达到75.5%，接近世界平均水平，但与发达国家相比，还有明显差距。 图7：中国炼油能力及增量 国内炼油产能扩充，成品油整体需求增速放缓，出口成为缓和国内炼油产能结构性过剩矛盾的途径。2015年至2021年间，我国成品油净出口量整体呈波动上升趋势。2019年我国成品油的出口量为6685万吨，净出口量达到3629万吨，同比增长44.2%。2020年，由于疫情影响，国外成品油消费市场受到冲击，我国全年出口成品油6183万吨，较2019年下降了7.5%。2021年全球大宗商品价格上涨的影响，成品油净出口量虽有所下降，但仍维持在较高水平，出口量为6031万吨，净出口量达到3319吨。 图8：中国成品油进出口数量变化情况 成品油的需求结构方面，2021年我国汽油、柴油、煤油占比分别为43.3%、45.7%、11%。2015-2021年，我国柴油的消费需求呈现下降趋势，而汽油与煤油的比例升高。主要由于我国的汽车保有量逐年增加，推动汽油的需求上升，同时民航运输业为航煤需求市场增长提供强支撑。从长期发展角度看，随着新能源汽车渗透率提升，汽油需求或将被进一步压缩，国内的成品油的需求量将逐步下降，推动石油炼化企业从炼油向炼化转型。 图9：国内成品油下游需求结构（%） 图10：国内新能源汽车渗透率逐步提升 2.2烯烃行业扩产加速，流程工业设备优先受益 2.2.1“十四五”期间乙烯扩产加速 乙烯工业是石油炼化重要产品，在国民经济中占有重要的地位，被称为“石化工业之母”。乙烯工业用途广泛，是合成树脂、合成纤维、合成橡胶、医药、染料、农药、化工新材料和日用化工产品的基本原料，因而常被用来衡量一个国家化工行业发展水平。 乙烯进口依存度较高，国产替代亟需加速。2021年，我国乙烯产量为3747万吨，当量消费量达到5832万吨，当量缺口达到2085万吨左右，自给率约为64%。由于乙烯存储和运输条件苛刻、受到进口产品在成本、质量等方面的影响，我国多数乙烯下游产品主要依赖进口，2021年我国乙烯实际进口依存度高于36%。 图11：2016-2021年我国乙烯产量及表观消费量 图12：2017-2021年我国乙烯进口情况 乙烯行业扩产有望持续加速。“十三五”期间，我国乙烯产能从2200.5万吨增长至3518万吨，年均复合增长率近10%。2020年，随着恒力石化、宝来石化、中化泉州等大乙烯项目先后投产，中国乙烯产能大幅提高，达到3518万吨，总产能较2019年增长21%。“十四五”期间，国内乙烯将迎来扩产高峰，累计新增乙烯产能将达到3832万吨，预计到2024年乙烯产能达到6610万吨，2025年底将达到7350万吨。国内乙烯的扩产将带来炼化专用装备需求量的上升。 图13：“十三五”期间我国乙烯产能 图14：“十四五”期间乙烯产能规划情况 乙烯新建产能批复重启，设备端有望优先受益。2021年5月国家发改委部署落实遏制“两高”项目盲目发展，加快推动绿色低碳发展，乙烯新建产能批复放缓。随着工信部陆续出台《“十四五”工业绿色发展规划》、《“十四五”原材料工业发展规划》，工业领域“双碳”目标实现路径逐渐清晰，乙烯批复回归常态。2022年以来，全国各地有多家乙烯项目得到批复，乙烯项目的逐渐恢复投产带动炼化专用装备需求量回升。 2.2.2丙烯行业：受益于需求增长，资本开支稳步上行 丙烯是仅次于乙烯的重要石化基础原料，下游市场覆盖聚丙烯、丁辛醇、环氧丙烷、丙烯腈等行业，广泛应用于塑料、家电、医疗器械、合成纤维、化妆品等。2023年国内丙烯下游消费以聚丙烯为主，约占总消费量的70%，聚丙烯是国内丙烯消费保持较快增长的最主要驱动力，其他下游产品消费增速较为平稳。 受下游产品聚丙烯的快速增长的影响，国内丙烯产能持续快速扩张。据慧正咨询不完全统计，2024年国内预计新增乙烯产超过1100万吨/年，如规划产能如期投产，国内丙烯总产能将达到7800万吨/年。 表2：2024年国内乙烯扩产情况 3大规模设备更新政策逐步落地，驱动替换加速 2024年2月23日，习近平总书记在中央财经委员会第四次会议上强调，“加快产品更新换代是推动高质量发展的重要举措，要鼓励引导新一轮大规模设备更新和消费品以旧换新”。2024年3月1日，《推动大规模设备更新和消费品以旧换新行动方案》在国务院常务会议上审议通过。随后，各部委和各地方政府迅速响应，助力政策落地，旨在激发市场活力和消费潜力。2024年4