机械设备行业2023年度策略：需求提振持续关注结构性成长机会

机械设备行业2023年度策略：需求提振，持续关注结构性成长机会1、光伏行业维持高景气，关注新技术路线核心设备及降本增效1.1、新增装机维持高增速，产业链价格有望迎来下行在能源使用方面，电能和太阳能是未来能源需求主要的供应商，其中太阳能是我国未来最清洁、有效、安全的能源。利用太阳能最好的方式就是光伏转换，即利用光伏效应，使太阳光射到硅材料上产生电流直接发电。以硅材料的应用开发形成的光电转换产业链条称之为“光伏产业”。光伏上游包括单晶多晶硅的冶炼、铸锭/拉棒、切片等环节，中游包括太阳能电池生产、光伏发电组件封装等环节，下游包括光伏电站系统的集成和运营。光伏行业近几年基本处于快速发展的状态，与此同时，光伏设备及元器件的制造业也在蓬勃发展。全球以及国内对于光伏行业产品的制造与销售均在随着时间的推移逐渐产生变化的趋势。截至目前，硅料价格已经连续多周持续下探，且环比跌幅小幅扩大。根据PVInfolink信息，截至12月14日，多晶硅料价格均价277元/kg，价格下探势头显著。上游硅料降价直接带动硅片价格下调，尤其是大尺寸单晶硅片价的价格降幅超过硅料降幅。166mm单晶硅片，均价为5.98元/片，下降0.7%；182mm单晶硅片均价6.95元/片，下降2.3%；210mm单晶硅片均价9.06元/片，下降2.6%。PVInfoLink发布的价格显示，多晶致密料均价下跌3.8%；硅片跌幅区间为6.4%-11.6%；电池片各尺寸均价跌幅在5.8%-8.4%；组件价格跌幅在2%左右。随着后续上游硅料产能释放，开工率的提升，硅料产能释放还在加速，价格下滑有望持续，进而带动光伏硅片以及电池片的环节价格下滑。1.2、关注电池片环节新技术路线及降本增效，核心设备有望受益晶硅电池技术是以硅片为衬底，根据硅片的差异区分为P型电池和N型电池。两种电池发电原理无本质差异，都是依据PN结进行光生载流子分离。在P型半导体材料上扩散磷元素，形成n+/p型结构的太阳电池即为P型电池片；在N型半导体材料上注入硼元素，形成p+/n型结构的太阳电池即为N型电池片。P型电池制作工艺相对简单，成本较低，主要是BSF电池和PERC电池。2015年之前，BSF电池占据90%市场；2016年之后，PERC电池接棒起跑，到2020年，PERC电池在全球市场中的占比已经超过85%，且目前以双面PERC为主。近年来，行业内对于异质结电池项目等新一代电池技术的关注度越来越高，主要原因便是随着技术红利的逐渐消失，以及目前来看PERC电池的效率已逐渐接近其理论效率的极限。由于P型单晶硅PERC电池理论转换效率极限为24.5%，导致P型PERC单晶电池效率很难再有大幅度的提升；并且未能彻底解决以P型硅片为基底的电池所产生的光衰现象，这些因素使得P型硅电池很难有进一步的发展。与传统的P型单晶电池和P型多晶电池相比，N型电池具有转换效率高、双面率高、温度系数低、无光衰、弱光效应好、载流子寿命更长等优点。TOPCon（TunnelOxidePassivatedContact）——氧化层钝化接触。正面与常规N型太阳能电池或N-PERT太阳能电池没有本质区别，电池核心技术是背面钝化接触。由于PERC电池的金属电极，仍与硅衬底直接接触，这会对光伏电池的效率产生负面影响。因此，用薄膜将金属与硅衬底隔离的方案应运而生，TOPCon在电池背面制备一层超薄氧化硅，再沉积一层掺杂硅薄层，二者共同形成了隧穿氧化层钝化接触结构，极大降低金属接触复合电流，提升了电池的开路电压和短路电流，从而提升电池转化效率。TOPCon电池的理论效率极限为28.7%，目前平均量产效率超过24%，相比P型PERC电池有更高的效率空间，并且其与现有PERC产线兼容，只需在工艺上额外增加3-4步便可进行升级，约有70%的设备可以兼容。TOPCon与PERC的工艺流程相比，又增加了4道左右，主要是硼扩、多晶硅膜制备、氧化硅膜制备，以及磷掺杂等，其他工序相似程度较高。其中，TOPCon制备工艺中最核心的环节是多晶硅的沉积，新增的核心设备也就是LPCVD（低压化学气相沉积）、PECVD（等离子体化学气相沉积）设备以及镀膜设备环节。目前最成熟的方案为LPCVD路线，通过热氧法生长隧穿氧化层，通过LPCVD沉积多晶硅层，随后进行磷扩散。目前TOPCon电池正迎来新一轮投资热潮，据SMM统计，今年我国Topcon电池产能快速扩张，规划中的产能达206GW。预计2022年底TOPCon电池产能将达77.4GW。预计2023年底TOPCon电池产能将达305.9GW，其中年新增产能将达228.5GW。近期，确认加入TOPCon阵营的企业还包括协鑫集成、亿晶光电、沐邦高科等。其中，协鑫集成10月底宣布，将在芜湖市湾沚区分两期投资建设20GWTOPCon光伏电池及配套产业生产基地项目，总投资80亿元，建设周期为2年。亿晶光电于9月宣布，计划在滁州投资约50亿元建设年产10GW高效N型TOPCon光伏电池项目（一期），之后还规划有二期10GW切片、三期10GW组件项目。沐邦高科在梧州市、鄂城区分别规划了10GW的TOPCon光伏电池生产基地项目。HJT（HeterojunctionwithIntrinsicThin-film）——本征薄膜异质结电池。具备对称双面电池结构，中间为N型晶体硅。正面依次沉积本征非晶硅薄膜和P型非晶硅薄膜，从而形成P-N结。背面则依次沉积本征非晶硅薄膜和N型非晶硅薄膜，以形成背表面场。鉴于非晶硅的导电性比较差，因此在电池两侧沉积透明导电薄膜（TCO）进行导电，最后采用丝网印刷技术形成双面电极。目前光伏的主旋律为“降本增效”，其中一个降本路径为硅片薄片化，薄片化可以有效减少硅材料消耗，并且能够使硅片更柔韧，也给电池、组件端带来了更多的可能性。如今硅片对应的原材料硅料，目前价格也比较高。现在业界正在从175μm，逐渐切薄到160-165μm，产业界共识是极限在140μm。另一大降本路径是减少浆料，例如减少栅线的银浆用量等工艺改进，目前产业界在尝试很多降低银浆消耗量的手段，包括银包铜、银合金、铜电镀、多主栅、非接触激光印刷技术（PTP）等。铜电镀是一种非接触式的电极金属化技术，在基体金属表面通过电解方法沉积金属铜制作铜栅线，收集光伏效应产生的载流子。铜电镀可以取代银浆，同时缩短线宽、增加光照面积，提高转换效率。电镀铜能把成本下降至0.07-0.08分/W，相比银浆用量下降一大半。铜电镀的过程，类似于半导体中光刻工艺。先是图形化，硅片经制绒清洗、非晶硅沉积、TCO薄膜沉积后，在TCO薄膜表面沉积一层绝缘减反射膜；绝缘减反射膜为掩膜层，利用激光烧灼掉所设计电极图形处的绝缘减反射膜，清洗后露出下方的TCO薄膜，即电镀铜附着位置。2、碳纤维下游需求不断提升，供给扩张与需求创造并行2.1、应用场景不断扩展，风电需求装机量增大，渗透率有望持续提升碳纤维复合材料下游应用主要包括航空航天、体育设施、工业和风电设备行业等其他领域，在绿色能源和新型材料发展的带动下，中国碳纤维复合材料的下游应用领域逐步扩大，开始在汽车制造、建筑交通等方面布局，并进一步加大了在风电设备领域的产业应用。风力作为一种清洁能源，先于光伏发电受到全球各国的青睐，近十几年以来经历了全球化的高速增长。风力发电是指利用风力发电机组直接将风能转化为电能的发电方式。在风能的各种利用形式中，风力发电是风能利用的主要形式，也是目前可再生能源中技术最成熟、最具有规模化开发条件和商业化发展前景的发电方式之一。根据GWEC的数据，2021年全球新增风电装机为93.6GW。全球风电累计装机达到837GW。作为有成本优势、有韧性、有最大脱碳潜力的电力品种，风电能够成为绿色复苏及碳中和的重要基石。海上风电细分市场先天优势明显，市场发展潜力巨大：现今全球风电开发仍以陆上风电为主，但海上风电具有资源丰富、发电效率高、距负荷中心近、土地资源占用小、大规模开发难度低等优势，被广泛认为是发电行业的未来发展方向。随着陆地上的优质资源逐渐被开发利用，人类开始转向面积更广、资源更为丰富的海洋,海上风力发电成为关注焦点。海面平坦，风速一般较大，且海上建设风电场可以降低土地使用费。更为重要的是，沿海地区多为人类生活密集区域，用电负荷高,有利于海上发电就近消纳、弃风风险低这些都是海上风电在全球范围内快速发展并被普遍看好的重要原因。并且由于海上风速高，因此海上风机的单机容量一般都远远高于陆上风机，正因如此，海上风机对于轻量化的碳纤维材料的需求更为强烈。并且当下风机也有着大叶片化的趋势，目前全球风电巨头为了降低风电的度电成本，提升产品盈利能力，均采用了风电叶片大型化、轻量化的发展目标。2010到2019年，叶片的长度从100米逐步增长到125米，预计未来叶片尺寸还将进一步增大到150米甚至更高。风轮直径扩大，必然导致叶片刚度下降，更加容易变形。如何在一定控制质量的前提下，提高叶片刚度，是风电叶片设计必须要考虑的问题。碳纤维（主要是大丝束碳纤维）作为质量轻、强度高、模量高的新型材料在风电叶片领域的应用必将进一步提升。同时在2022年，Vestas的碳梁专利保护到期，由于碳纤维材料应用在风电叶片上有着诸多无法代替的优势，因此我们认为届时其他风电叶片制造商将推出应用碳梁的风电叶片产品，将为碳纤维在风电领域贡献非常大的增量市场。3、检测行业长坡厚雪，多重因素催化发展3.1、需求提升，行业持续扩容从细分领域看：生命科学检测包括食品检测、环境检测和医学检测；贸易保障检测为各种贸易货物提供检测和鉴定服务；消费品检测包括纺织品检测、玩具检测、汽车检测等；工业品检测为各种工业品提供计量校准，无损检测和数字认证等。第三方检测是质量检验检测行业的细分行业之一，主要是指第三方检测机构接受客户委托，综合运用科学方法及专业技术对某种产品的质量、安全、性能、环保等方面进行评定，并出具评定报告。第三方检验检测机构兴起于19世纪的欧美国家，在政府监管和行业自律的约束下，保持了较快的发展速度，其公开、公平、公正的特点日益受到了社会各界的肯定。目前全球范围内的第三方检验检测市场格局仍是以欧美检验检测机构为主导，其中部分检验检测机构经过多年发展，已成为著名跨国集团，例如瑞士通用公证行（SGS）、英国天祥集团（Intertek）、法国必维国际检验集团（BureauVeritas）等等。近年来我国的第三方检验检测市场也呈现出快速增长趋势。近来随着我国社会层面对质量、健康、安全、环境的愈发重视，催生出大量的检测需求，并且更促进了行业的快速发展。根据国家市场监管总局的数据显示，2021年我国检验检测市场的规模为3853亿元，同比增长11.9%；2016年至2021年间行业增速的CAGR为10.69％。在检验检测机构数量方面，截至2021年底，我国从事各类检验检测的机构数量达到51949家，同比增长6.2%，2015-2021年期间年均复合增长率为8.9%。目前全球检测行业已超万亿的规模，目前我国市场的增速高于全球市场，根据国家认监委数据统计，2016-2021年间全球市场的CAGR超10%。我国检验检测市场需求主要分为传统领域和新兴领域。传统领域主要包括环境与环保、食品、建筑工程等产业，新兴领域包括电子电器、材料测试、软件及信息化等高新技术产业。随着新兴领域的检测需求加速，检验检测的发展空间将变得广阔。能源汽车零部件测试是针对动力电池（含电池单体、模块和系统）、驱动电机系统、燃料电池系统、充电连接装置、通信协议、BMS、车载终端、车载充电机和DC/DC等新能源汽车关键零部件的性能、耐久性与安全测试试验，具体测试项目包括环境可靠性测试、电学性能测试、功能测试、EMC测试、材料测试、功能耐久性测试、绿色环保测试及化学法规符合性测试等。我们认为，随着未来我国新能源汽车的渗透率不断提升，新能源汽车的零部件及动力电池检测市场的规模将不断扩大。食品安全问题不但影响人民的生命财产，而且还将制约着国家的经济发展。现阶段，我国食品安全检测技术在研究和应用方面取得了迅速发展，检测技术日益趋向于高技术化、系列化、速测化、便携化。国内法定检测仍然占了食品安全检测市场的大部分，2015年修订版《食品安全法》推出后，食品快速检测的市场规模逐渐扩大，但仍然远小于法定检测。目前我国食品快速检测的投入规模约占食品检测总投入规模的30%。我们认为，未来随着均可支配收入、食品消费量和农业生产总值的提高，健康理念的转变与食品安全意识的增强将持续保障食品安全检测的需求，同时传统法定检测无法实现食品检测全覆盖，我国的食品监管工作需要更加便携化、集约化、信息化、智能化的食品安全快速检测装备。随着基因芯片、生物传感器法、生物发光法等新技术的研发以及样品前处理技术的进步，食品快检的检测时间与准确度将进一步提升，从而凸显快检产品的优势，提升需求空间。3.2、无损检测行业迎来发展机遇无损检测是指在不损害或不影响被检测对象使用性能，不伤害被检测对象内部组织的前提下，利用材料内部结构异常或缺陷存在引起的热、声、光、电、磁等反应的变化，以物理或化学方法为手段，借助现代化的技术和设备器材，对试件进行检查和测试的方法，因此，在很多领域中都发挥着重要作用。由于无损检测具有非破坏性、互容性、动态性和严格性等特点，现如今已成为工业发展中必不可少的有效工具，在一定程度上反映出一个国家的工业发展水平。常用的无损检测方法包括超声检测(UT)、射线检测(RT)、磁粉检测(MT)、渗透检测(PT)和涡流检测(ET)五大类，在特种设备、轨道交通、兵器、核电、航空航天、能源电力等下游行业中得到广泛应用。无损检测技术的应用遍布较广。根据中国机械工程学会组编的《无损检测发展线路图》统计，经过实施无损检测后，各行业的产品增值情况为：机械产品约5%，国防、宇航、原子能产品为12%-18%，火箭为20%左右。随着“工业4.0”的推动，给超声无损检测技术的研究和应用提出了更高要求，也带来了新的发展机遇。为了满足工业装备智能化、高质量制造和高可靠性应用的检验检测需要，超声无损检测技术与设备向着专用精量化、自动化、全过程无人化和数据管理智能化的发现发展。超声波无损检测具有检测设备便携，操作简便，检测结果准确等优势，有望成为无损检测市场中增长最快的检测方法。总体来看，全球无损检测行业一直保持持续增长，其中超声检测将占据最大比例的市场份额，2021年全球超声检测市场规模为244.7亿元。进口方面，根据海关统计数据，2021年我国无损检测设备进口额为13.9亿元，其中超声波探伤检测仪进口额为6.77亿元，占比为48.7%。虽然国内企业总体水平和综合实力有了很大程度的提高，但在一些高端无损检测仪器制造方面，与欧美等发达国家仍存在一定差距，仍然大量采用进口的国际品牌，进口替代需求明显。4、碳中和助力核电发展，设备端突破技术垄断，行业迎来新的发展机遇4.1、核电政策东风推动行业发展，市场迎来扩容我国从“碳达峰”到“碳中和”仅有30年时间，时间紧、任务重，发展核电成为我国改善能源结构的重要选项。同时，零碳共识下，世界主要核能大国相继表示视核能为实现零碳目标重要能源工具。据国家统计局数据显示，2021年全年累计发电量85342.50亿千瓦时，风电、水电、火电、核电、太阳能发电占比全国发电量分别为6.64%、15.69%、68.03%、4.77%、2.15%；核电发电量占比不足5%，而相较世界其他主要国家来看，中国核能发电占比情况也比较靠后；根据《国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》，提到“十四五”时期，到2025年我国核电运行装机容量将达到7000万千瓦，在建装机规模接近4000万千瓦，核电占比进一步提升。同时随着经济持续复苏，用电量快速攀升，电力需求逐渐增大；截止至2022年10月，全国全社会用电量累计达到71760亿千瓦时，同比增长5.14%，近5年CAGR为8.3%，增长率维持高位。国家大力推动双碳战略，未来电源增长主要依靠新能源发电和核电，未来15年将是我国核电发展的重要战略机遇期，提升空间大。而相较世界其他主要国家来看，中国核能发电占比情况也比较靠后；而法国、韩国、美国、英国和加拿大等国其核能发电量占比在2019年已分别达到71%、26%、20%、16%和15%。目前国内核电在运机组54台，在建机组23台。据中国核能行业协会，我国大陆在运核电机组有52台，装机容量为55805.74MWe；我国大陆地区在建核电机组数为23台，在建装机容量约为18741MWe，在建机组数保持全球领先，在运及在建核电机组均位于我国沿海省份。在建机组中有一大半采用三代核电技术，霞浦和石岛湾核电站采用四代核电技术，石岛湾1号反应堆已于2021年12月20日首次并网成功。截至2022年10月，我国核电发电新增装机容量为228万千瓦。根据《中国核能发展与展望（2022）》，2021年我国核能科技创新取得新的进展，“华龙一号”国内外首堆相继投入商运，标志着我国真正自主掌控三代核电技术，位列世界领先水平。自主三代核电“国和一号”示范工程建设进展顺利，预计2023年底前按计划建成投产；石岛湾高温气冷堆核电站示范工程已于2021年内成功并网发电，成为全球首个并网发电的球床模块式高温气冷堆；我国示范快堆1、2号机组于2017年、2020年先后开工建设，预计“十四五”期间建成投产；多功能模块化小型堆“玲龙一号”示范工程开工建设，陆上小型压水堆及海洋核动力平台的研发持续开展；液态燃料钍基熔盐实验堆工程建设正在稳步推进，铅基快堆等研发取得重要进展。根据中国核能行业协会报道，2022年12月9日国家科技重大专项——华能石岛湾高温气冷堆示范工程反应堆达到初始满功率，实现了“两堆带一机”模式下的稳定运行。华能石岛湾高温气冷堆示范工程是全球首座球床模块式高温气冷堆，也是我国具有自主知识产权的第四代核电项目。中国华能联合清华大学及中核集团等单位开展科技攻关，实现双堆初始满功率运行目标，检验了高温气冷堆“两堆带一机”模式下运行控制能力，为今后商业化运行打下基础。根据中国电力企业联合会以及中国核能行业协会数据，2017年至2021年间我国核电装机容量由3581万千瓦增至5329万千瓦，CAGR为10.45%；核电发电量由2481亿千瓦时增至4075亿千瓦时，CAGR为13.21%。整体来看我国核电历年处于稳定发展的状态中，自2019年来增长速度相对于之前略有下降。5、全球电动化高速推进，带动锂电设备规模迈出新步伐5.1、行业各环节齐放异彩，国家政策推进新能源市场持续完善碳酸锂是锂电池制造环节中主要原材料之一。我国碳酸锂产量走势逐年高速发展，iFind数据显示，自2017年至2021年由78999吨增至242830吨，CAGR达32.41%；其中电池级碳酸锂产量由75795吨增至209940吨，CAGR达29.01%。原材料的不断富足与充实为锂电池行业的发展打下了良好的基础。从价格方面，根据生意社数据，2022年以来，截止至12月初，我国碳酸锂现货价26.6万元/吨涨至54.4万元/吨，较年初价格水平增长104.51%。新能源市场崛起的同时，对上游锂电池的需求也就大大增长，促使原材料碳酸锂的价格一路飞升，价格不断突破历史高点。在政府各项政策的支撑与供应链不断完善下，我国新能源汽车今年以来的产量、销量均明显提升。根据中国汽车协会行业信息部统计，2022年11月，新能源汽车产销持续增长，分别达到76.8万辆和78.6万辆，同比继续保持快速增长，分别为68.05%和74.67%。EVSales数据显示，全球新能源汽车在2021年后的销量有明显提升，在2021年4月增速达到顶峰，较上年同期同比增长255.93%。到2022年10月，全球共销售新能源汽车932191辆，同比增长58.09%。电动汽车是道路运输脱碳的关键技术，该行业占据了全球排放量的16%。近年来，由于乘用电动汽车正在迅速普及，销售量呈指数级增长，其范围不断扩大，车型越来越多，性能也不断优化。IEA预估2022年售出的电动汽车将占据新车总数的13%；若过去两年的增长得以持续，那么汽车的二氧化碳排放量将能够按照预料的线路推进，到2050年实现净零排放的目标。然而，电动汽车还未在全球普及。较高的购买成本和匮乏的充电基础设施，使得发展中国家和新兴国家的电动汽车销售一直增长得很缓慢。尽管新冠疫情在全球持续环绕，且存在供应链瓶颈，电动汽车的销售在2021年达到了历史新高。与2020年相比，销量几乎翻了一番，达到660万辆，占到新车销售总量的近9%，道路上的电动汽车总数达到1650万辆。2021年，电动汽车的销售份额增加了4个百分点。在2050年净零排放方案中，2030年电动汽车的数量将超过3亿辆，电动汽车将占新车销售的60%。要实现净零排放方案，需要电动汽车的销售份额每年增加6个左右的百分点。IEA数据显示，2021年中国的电动汽车销量最高，达到330万辆，是2020年销量的3倍；其次是欧洲，2021年销售230万辆，高于2020年140万辆的水平；美国的电动汽车的销售在2021年翻了一番，达到4.5%的市场份额，销售量为63万辆。在整个新兴市场，电动汽车的销售增加了一倍多，但占比仍然很低。在2022年上半年，销售量进一步增加了，在未来的市场份额提升上迈出了新的一步。根据中国汽车动力电池产业创新联盟数据，截止至2022年11月，我国动力电池当月产量为63406.3MWh，同比增长124.60%；累计产量489171MWh，同比增长160.12%。动力电池当月装机量为34262.3MWh，同比增长64.52%