物料自动化处理下游储能行业发展分析

物料自动化处理下游储能行业发展分析 一、 物料自动化处理下游储能行业发展 储能即能量的存储。根据能量存储形式的不同，广义储能包括物理储能、电储能等。根据CNESA（中关村储能产业技术联盟）统计，截至2020年，全球储能装机规模中抽水储能占比最大，为90．30%，电化学储能占7．50%。因受地形限制影响严重和建设施工难度较大，抽水蓄能未来发展空间有限。 电化学不受自然条件限制，且具有充电速度快、放电功率大、系统效率高等优势，随着成本持续下降、商业化应用日益成熟，电化学储能技术优势愈发明显，逐渐成为储能新增装机的主流。近年来，全球电化学储能正经历一个高速发展的阶段，2016年，全球电化学储能累计装机规模1，945．10MW，这一数据在2020年上升至14，247．30MW，2016-2020年电化学储能累计装机规模年均复合增长率高达64．51%。 2021年5月，国际能源署（IEA）对外发布，为满足全球碳中和条件，未来10年全球可再生能源平均年度新增装机规模至少要达到730GW，约是2019年新增装机容量的4倍；此外，锂电池成本持续下降的推动下，电化学储能装机规模一直保持高速增长的趋势，IEA预计，2025年全球电化学储能新增装机将达30．7GW，CAGR达41．8%。 电化学储能中，锂电池由于其寿命长、能量密度高、效率高、响应速度快、环境适应性强等优势，在电化学储能中占据绝对主导地位，根据CNESA统计，截至2020年，全球锂电储能装机规模占据电化学储能的92%。 结合锂电储能累计装机规模在电化学储能中占比高达90%以上，以及电化学储能在全球储能市场占比仍有较大提升空间的事实，锂电储能应用将有较大增长空间。一方面，我国新能源发电总装机容量仍有较大增长空间：在光伏发电成本持续下降、政策持续利好和新兴市场快速兴起等多重有利因素的推动下，全球光伏市场持续扩大。根据CPIA，2020年全球新增光伏装机容量为130GW，同比增长13．0%。2007年至2020年，全球光伏新增装机容量由2．9GW增至130GW，增长超43倍，2007年-2020年的年均复合增长率高达34．0%。根据公开信息，2021年11月底，国家电投宣布其清洁能源装机占比突破60%，光伏发电装机规模超38GW（截至2020年底，国家电投光伏累计装机为29．61GW），新能源发电装机规模超75GW（2020底新能累计装机为60．49GW），提前完成了2021年新能源装机目标，更是提前4年完成清洁能源占比目标。根据国家电投十四五目标，到2025年，国家电投光伏发电装机达到80GW以上，意味着2021-2025年国家电投的光伏累计新增装机容量将达50GW以上。另一方面，碳中和背景下风光等新能源发电加速并网，为平抑发电出力波动性，将增加对配套储能设备的需求，储能设备可在用电低谷期储存剩余电量，在用电高峰期释放电能。目前多地政府要求新增风光发电项目按照10%-20%比例配置储能设施。 二、 中国自动化行业的现状 自动化，主要指对生产、经营过程中全部工序进行少人化的操作，按其发展阶段为半自动化时期，即人机系统，部分采用自动控制和自动装置，部分由人力控制，中国当前大部分制造企业仍停留在半自动化的阶段。在半自动化基础上，生产过程如上料、下料、装卸、质检等所有工序均不需要人工进行操作，机器可以连续地、重复地自动生产的状态则称为全自动化。 工业自动化中主要由四类产品组成：中枢神经自动化控制系统，信息记录传输功能的自动化仪表，实现数据分析、控制、优化、信息整合的工业软件，流转用于决策的企业综合管理信息系统。产业链上游企业主要为自动化硬件及系统软件的制造商，中游企业为系统集成及产品的分销商，工业自动化产品的下游需求主要来自OEM型市场和项目型市场。当前，中国工业自动化OEM型市场需求占总市场需求的51%，产业结构整体还处于中低端水平，要获得进一步发展面临较多痛点制约。 近十年，中国自动化市场规模增长受全球经济影响呈现出明显的周期性。2011年、2014年、2017年都是市场增长非常迅速的年份。其中，2017年，国家智能制造2025政策出台、美国苹果公司进入投资大年、新能源锂电需求市场快速爆发等利好因素带动了全产业3．6%的增长。而随着2019年中美贸易战爆发，全球经济贸易增速明显放缓，自动化需求市场当年下降4．3%。2020-2022年，疫情爆发之后，以口罩机为代表的疫情自动化市场拉开了号角；智能化、无人化、远程办公等产品概念相继推出；碳中和、碳达峰的大背景下，新能源行业迎来了又一轮高速增长；智慧医疗、半导体等先进领域制造业对设备的自动化提出了更高的要求。多元化的需求推动自动化市场规模呈现20%以上的年增长趋势。 由此可见，自动化中下游行业对终端项目市场、国家产业政策极具灵敏性。2022年，随着疫情带来的相关产品自动化市场逐步消解，全球经济增速进一步放缓等因素，主要OEM及项目市场，如电子、机床、建筑、工程机械、纺织等行业均进入下行通道，自动化市场的预期也因此出现明显回落。根据MIRDATABANK数据显示，2022年工业自动化市场预期增长仅为0．3%。 在制造业高度繁荣的今天，自动化关乎国计民生的各个行业。上游产品制造商、自动化系统服务商、从事自动化工程或机器制造的系统集成商、行业设计院、自动化产品代理商等多种企业形式共同组建了中国自动化产业群。对于这个多元、复杂的领域而言，市场方向的变化和技术的更新迭代将直接影响着自动化企业的经营发展。由于应用行业极为广泛，尤其是中游及下游的工业自动化服务供应领域，行业内企业难以走向完全的标准化，加之离散型的竞争格局，致使中国自动化行业集中度始终较低。 自动化产业链上游硬件及软件供应领域，国外品牌依然占据主导地位。在传感器市场，美国、德国、日本企业的发展规模和水平处于全球领先，全球市场份额合计占到近七成。中国虽已孵化出不少传感器企业，但汽车传感器、高端化学类气体传感器、光线传感器、环境检测传感器及工业控制领域仪器仪表传感器的进口率仍超过90%；在伺服系统领域，我国仍处于追赶状态，外资品牌仍然占据国内伺服电机65%以上的份额，对精密度要求极高的设备仪器基本被德国、日本等海外龙头企业垄断;在人机界面HIM、制造执行管理系统（MES）等领域，中高端市场基本被欧美及日本企业占据，中国企业更多处在竞争充分的中低端市场。 可以看到，在利润率较高的上游市场中，国外头部品牌掌握了绝对的技术核心及大部分的中高端市场份额。近年来，培育了一批国内自主自动化关键部件企业，但鉴于入局较晚、基础较差，更多处于中、低端产品的研发和制造，在产品技术、性能及稳定性方面与国外一线品牌仍有差距。 在产业链中、下游，主要依据应用项目的需求，研发、设计并集成制造自动化专机或流水线。核心智能单机设备如二极管蒸镀机、EUV光刻机等设备的研发制造，主动权和定价权仍掌握在国外巨头企业手中，他们几乎垄断了国内70%的高端设备专机市场。在中低端集成及OEM市场，企业竞争格局恰恰相反，大批中国企业在的浪潮中迅速腾飞。 从企业工业自动化集成商上市公司的营收维度来看，规模雄踞世界第一的中国制造业市场尚未培育出有强大话语权和应用市场的国际巨头，规模超30亿人民币的企业都屈指可数。目前仅有博众精工、北方华创、沈阳新松、大族激光、先导智能、赢合科技等少数几家领军企业，而绝大多数的工业自动化设备系统集成商（整体方案解决提供商）年营业额都仅在几千万到几亿人民币的规模。 虽然当前自动化中下游市场，中国企业的份额正在逐渐扩大，但因充分竞争，集中度仍然较低。这些设备集成企业，一方面无法掌握核心控制等创新研发要求较高的通用技术，同时服务紧贴应用市场，对应用端的依附性较高，导致其利润不得不受到两端挤压。在激烈的竞争中，也有缓冲区。由于应用端对设备的需求不同，给予设备集成企业无形的行业壁垒，从几家规模较大的企业可以看出，他们各自稳定在自身所在的细分市场，这在一定程度上减少了竞争的进一步激化。 综上所述，中国自动化行业的黄金十年更多来源于引进成套设备消化吸收，然后进行二次开发和应用。凭借对中国市场及政策的把握，这些工业自动化企业将国外先进的制造理念应用于国内制造业的发展，使得中国制造在短短几十年内实现了技术追赶。同时，必须清醒地认识到，中国这种以低成本工业控制自动化为主流的企业分布，在产品稳定性、可靠性和技术突破引领方面与国外知名企业依然存在着较大的差距。其中，关键核心技术匮乏，低水平重复异常突出，令整体市场仍呈现低端自给自足，中端受制于应用市场，高端依赖进口的局面。 三、 中国自动化的起步及发展 自动化不是一个单一的专业，在漫长的科学发展历程中，自动化所包含的技术理论从最早的机械控制不断扩展延伸，形成当前以控制理论为根基，以电子技术、电力电子技术、传感器技术、计算机技术、网络与通信技术为主要工具的交叉学科。在应用范围上，从以提升生产效率为目的工业自动化，扩大到办公自动化、管理自动化、机器人等各行各业。在西方控制自动化发展迅猛的时期，中国正挣扎在民族生存的斗争中。新中国成立后，中国才真正进入到平稳的发展阶段。 1961年，在钱学森、沈尚贤、钟士模、陆元九、郎世俊等老一辈科学家的共同倡议下，中国自动化学会正式成立，拉开了中国自动化事业起步、发展、腾飞的序幕。与美国、德国、日本等工业发达国家相比，我国自动化行业起步较晚，自动化设备研发、生产水平相对较低。 开放以来，借助人口红利及政策助推，中国快速建立起相对完整的制造产业链，并一跃成为全球第二大经济体，这在很大程度上促进了自动化装备产业的迅速发展。根据Miconex中国最大的测量仪器仪表及自动展览会统计，2000年，国内自动化及自动控制系统的市场容量仅为22．5亿美元，约187亿元人民币；2010年，十年间，该数据上升至700亿元人民币，复合增长率超过10%。2020年新冠疫情席卷全球，虽导致国际经济整体趋势下滑，但中国的自动化产品市场却不减反增。根据华经产业研究院的研究报告显示，2020年，我国工业自动化行业市场规模达到1895亿元，2021年为1976亿元，预计2022年将进一步超过2000亿元。 四、 中国自动化行业的未来展望 2022年8月，云南昆明举办了2021中国自动化大会。大会集中展示了一批中国自动化创新成果。六十年来，中国自动化行业已成长为一棵根基深厚、枝繁叶茂的参天大树，孕育产生了许多新兴学科，在空天科技、深地深海前沿领域、轨道交通、生物医疗、智慧农业、社会治理等方面发挥着不可替代的作用，取得重要突破。 从半自动化的人机协同，到全自动的去人化生产线，机械替代人工是实现信息数据化、数据抓取、数据整合、数据计算、数据分析的重要基础。伴随云计算、大数据、人工智能、区块链这几大关键数字技术的快速发展成熟，数字化及智能化已强势进入大众的视野。数据显示，全球第三产业的数字经济渗透率平均为39．4%，中国第三产业该数据为惊人的40．7%。然而，在第二产业的工业领域中，全球的数字经济渗透率为23．5%，而中国的该数据仅为21%，在全球处于中位水平。可以窥见，数字经济在第二产业的贡献率还有相当大的进步空间。 2021年工信部会同有关部门起草了《十四五智能制造发展规划》（征求意见稿），并于同年4月14日面向社会公开征求意见。征求意见稿明确，到2025年，规模以上制造业企业基本普及数字化，重点行业骨干企业初步实现智能转型。到2035年，规模以上制造业企业全面普及数字化，骨干企业基本实现智能转型。 数字化的根基为万物数码化，即将各类信息转化为数据的形式并记录保存用以分析决策并最终赋能到全部生产经营流程中。通过数据+算法的加持，数据决策逐步代替传统的经验决策，即运用大数据分析手段，对数据资源进行挖掘和分析，从而形成决策建议与实施方案，为探索未知、求解问题提供新的思维方法。 在这个过程中，工业自动化关键零部件及集成设备几乎无处不在。万物互联的工业场景下，底层逻辑依然是通过深度学习形成的规律性预判并自主指导工业产线的自主化运转。这场