温控行业深度研究报告:数字能源的“稳定器”

温控行业深度研究报告:数字能源的“稳定器”
2022年03月30日 13:21 未来智库官网

(报告出品方/作者:国信证券,马成龙、付晓钦)

01 温控行业概况及发展趋势

温控:保障电池、芯片、工商业环境稳定具有重要意义

温控对于保障电池等原器件正常稳定的工作运转以及工业等环境稳定有重要的意义。温控指根据电池等原器件对于工作环境的要求,利用加热 或冷却手段对其温度或温差进行调节和控制的过程,在工业、通信业、消费电子、服务器、储能、新能源汽车等多个场景具有广泛应用,对于保 障电池、服务器、手机芯片等原器件正常稳定运行、以及工业、医疗、激光等场所环境的稳定性具有重要的意义。

不同场景对温控的要求各异

我们按照温控场景的不同主要划分为:工业级别、机房类级别、电池热管理级别、以及电子芯片级别,各个行业因为技术和工作场景差异对于 温控技术具体的要求也存在一定的差异,其中: 工业级别热管理对于场景理解和定制化程度最高,需满足除了温度以外湿度、洁净度等多方面要求;机房类主要满足降温和节能需求; 随着动力电池和储能电池功率的不断提升,电池热管理中首要需考虑安全性及降温效果;电子芯片级别对于技术和工艺的水平要求相对较高。

温控产品分类:工业温控设备和电子散热器件

按照大类应用场景可以划分为工业环境级别和原器件级别: 1)工业环境温控:指的是为工业产品生产过程或工业工艺设备的可靠运行提供环境温度、湿度、洁净度保障的空调设备; 2)电子元器件散热:通过热管理能降低电子器件温度,提升电子器件性能,同时能提高制冷系统的能源利用效率,降低碳排放。

智能控制:监测和控制各电力单元运转,实现动态的可视化、可控化、远程化管理,通过控制及优化,提高冷却效率,实现节能环保。

温控市场规模:千亿空间,加速到来

全球热管理市场规模约160亿美元:根据global Market Insight统计,截至2020年,全球工业温控市场总规模约160亿美元(约1000亿元), 预计2027年可超过250亿美元(约1680亿元),对应2021-2027年年均复合增速超过10%,(上述统计口径中主要包含传统的工业场景,例如汽 车、化学、食饮冷链、电力、加油站及油气回收、制药工厂等),未包含后面讨论的数据中心、手机散热等应用场景; 国内传统工业温控市场规模超过160亿元,未来仍将保持高于全球平均水平增速。根据global Market Insight统计,亚太地区占全球工业温 控总份额约35%,其中,中国地区占比约40%,据此推断,国内传统工业温控市场规模为160亿元,未来仍将保持高于全球平均水平增速。

根据我们的测算,国内温控市场2025年有望超1900亿元。综合考虑传统工业温控、IDC机房温控、储能温控、新能源车热管理及手机温控空间,预 计2025年空间累计有望超过1900亿元,对应的年均复合增速约17%,增长空间广阔: 从空间上看,预计2025年数据中心、储能、新能源车电池管理、以及手机温控市场空间分别有望超过400、120、175(整车为507)、620亿元; 从增速上看,2021-2025年储能、新能源车电池、数据中心、手机温控、以及传统工业温控年均复合增速分别为63%、26%、17%、14%、10%,储 能温控弹性最高。

远期趋势:产品向服务升级,进一步打开行业想象力

智能化+合同能源管理的商业模式正在逐步成熟。在碳中和背景下,各行业节能改造的需求持续增加,温控企业也从单一的出售产品的模式 积极探索延伸为提供涵盖“数据采集、智能控制、数据交互与分析管理、节能服务”等完整的智慧一体的产业链服务,智能化管理系统的 引进和开发也是头部温控企业转型升级的重点; 未来,部分温控企业有望参与到节能改造环节,通过提供更高附加价值的温控解决方案,企业有望按照节能价值量享受分成,进一步打开 行业想象空间(商业模式仍在积极探索)。

02 温控行业成长空间及技术路径分析

温控各细分行业空间测算

我们认为,未来温控企业选择在不同场景之间的横向延伸是重要的发展趋势,本章针对各行业空间进行了详细测算,综合来看,到2025年国内温 控行业市场空间有望超过1900亿元,其中,储能温控、新能源车热管理、数据中心机房温控是我们建议重点关注的细分赛道:

从空间上看,预计2025年数据中心、储能、新能源车电池管理、以及手机温控市场空间分别有望超过400、120、175(整车为507)、620亿元;

从增速上看,2021-2025年储能、新能源车电池、数据中心、手机温控年均复合增速分别为63%、26%、17%、14%,储能温控弹性最高;其余各 工业领域、电网发电传输等温控市场由于各自行业所处的阶段不同,我们推算,整体平均增速有望维持5%-10%增速,细分子领域存在较大差异。

温控技术原理与路径

目前温控底层技术主要分为:风冷、冷冻水(间接蒸发冷)、液冷、相变材料、电子散热技术(导热材料散热、热管散热、均热板等),不同场 景在技术路径选择上存在一定的相似性和差异性: 1)工业级别热管理对于场景的定制化理解程度最高,需满足除了温度以外湿度、洁净度等多方面要求,以传统的风冷/水冷为主;2)机房类 (数据中心、通信基站等)主要满足降温和节能需求,由风冷逐步向间接蒸发冷过渡;3)电池热管理(新能源车电池及储能电池等)中首要需 考虑安全性及降温效果,由风冷由液冷逐步过渡;4)手机及电子散热由于空间有限,零部件体积较小,对于技术和工艺的水平要求相对较高, 主要为电子芯片散热工艺级别。(报告来源:未来智库)

03 产业链及竞争格局梳理

温控厂商竞争格局探讨一:跨应用场景扩张

大多数温控企业都会结合公司的优势选择多场景发展模式或者采取纵向扩展的方式,选择技术同源或者切换壁垒相对较低的行业进行拓展,能够 降低进入门槛,从不同场景的切入难度来看: 1)传统工业温控细分领域较多;2)其中,数据中心为代表的机房温控是工业温控中相对标准化且空间广阔的细分赛道;3)储能作为高速发展的 蓝海赛道,不同技术背景出身的企业相继布局,整体来看从技术上储能温控和新能源车温控在技术上重合度最高,储能柜和通信机柜在交付形态 及应用环境(都是户外耐受度高的环境)相似度更高,不同出身背景的公司切入有不同优势;4)电子散热技术相对其它环节对工艺和精度要求程 度较高,目前核心的手机电子散热技术外资在技术上相对布局较早,有待进一步突破。

跨应用场景带来规模效应

从温控厂商的发展模式上看,大多数选择多场景发展的策略,场景内也存在型号和客户需求差异化较强的特点,导致公司的采购的种类和定 制化程度较高,难以实现规模效应。随着对场景的理解和研发的不断深入,在研发费用上的开支亦有所提升。 因此,我们认为,加强场景之间的相关度、选择标准化程度相对较高的领域、加强底层研发平台的搭建能够一定程度上提升企业盈利能力。

跨场景难点:原材料种类繁多,定制化材料占比较高

材料种类较多,定制化属性强,制冷设备占成本比例较高。温控企业成本端主要包括制冷设备组、电子元器件组、铜铝线缆 等基础材料组几大部分,由于各家应用场景以及下游客户不同,整体比例存在一定差异,基本呈现种类多样化、定制化程度高、 型号种类较多等特点。平均外购标准化的原材料占比约60%,定制化的材料占比30%。 以高澜股份为例,公司招股书披露的原材料种类超过 8,000 种之多,各期采购的主要原材料具体型号亦有较大变化。

解决方案:构建平台化的研发采购模式,有效降本增效

从商业模式上看,温控行业的特点包括:1)场景选择多元化;2)产品定制化属性强;3)原材料种类多样化(根据高澜股份披露,公司 原材料采购超过8000多种不同型号,订制化的原材料采购占比约30%);4)解决方案多样化;5)交付实施周期差异较大; 参考国内海内外龙头温控企业的发展我们认为有以下几点重要的借鉴意义:1)选择合适的下游场景切入;2)注重最底层研发平台的构 建,标准化技术的共享;3)开发一定标准化技术模块,提高解决方案的通用性,通过“半预制化”的方式提高开发的复用度;3)高效的 研发能力及创新能力,领先技术升级及创新;4)采购上通过平台性物流集中采购等模式,降低平均采购单价。

行业盈利能力总结:平均毛利&净利率水平

综合对比,一般温控企业的平均毛利率为30%-35%,平均净利润为10%- 11%。 不通行业产品之间的毛利率存在一定差别,以英维克为例: 数据中心温控毛利率平均25%-35%水平; 储能&通信基站等机柜温控平均毛利率25%左右; 轨交及乘用车温控平均毛利率35%-40%。

温控厂商竞争格局探讨二:工业温控VS民用空调

目前国内民用空调市场主要由格力电器、美的等龙头公司所垄断,多个龙头市值已经达到千亿以上,目前工业温控企业相对市值较小,对 比民用空调,工业空调主要特点包括:1)温度控制精度较高;2)除温控外对湿度等环境理解和要求更加严格,更加注重综合解决方案的 提供;3)要求长时间不间断工作,对产品的技术要求更高;4)不同场景之间存在较大的差异,难以实现完全的标准化。 我们认为,工业温控难以实现像民用空调一样高度的标准化和规模效应,同样工业温控企业由于对温控之外的高附加值的解决方案能力也 是较民用空调巨头主要竞争优势。

机房温控:绿色转型下,高功率低PUE成为发展趋势

目前,多地政府出台了相关文件规定对新建数据中心PUE值做出规定(eg.深圳地区规定新增IDC PUE值不高于1.3),随着算力密度不断 升级以及能耗管控驱严,新增数据中心在技术路径选择上有望持续向“更高效、更节能、更智能”的方向演进。

老旧机房改造:政策发力,存量改造空间可超过百亿

政策加大高耗能数据中心改造,老旧IDC改造空间预计百亿以上。北京深圳地区先后出来了相关文件规定存量数据中心改造后PUE不得高于 1.4,根据工信部数据,截至2019年,我国在用数据中心机架总规模达到314.5万架,其中一线城市占比接近64%,中国企业数据中心PUE高于1.5机房占比约88%,假定未来一线城市内PUE高于1.5的机房都存在潜在整改需求,按照平均 单机柜整改1-2万元成本支出,我们推断目前国内老旧机房改造空间在170-350亿元;

改造技术路径探讨:从路线上,主要有1)老旧设备替换(按设备成本计费)、2)对机房进行物理分割(平均4-5千元/机柜)、3)系统调 优和改造自然冷却空调、4)其它针对性的改造方式等。

储能温控单位价值量:占储能系统价值量3%-5%

按照2020年披露的数据,储能温控部分价值量约占到整个储能系统价值量的3%-5%; 储能系统降本持续推进,温控价值量占比有望进一步提升。目前储能正处于大规模应用的初期,根据国家能源局与发改委对储能系统降本 30%的要求,有望进一步推动储能行业的高速发展并形成智能化与多元化储能系统,储能温控环节的价值量有望持续提升。

技术路径:存量以风冷为主,液冷渗透率有望持续提升

目前的储能温控方案主要包括液冷与风冷两类,由于储能温控仍出入发展起步阶段,尚未有各种路径明确的统计占比,我们推测:中低功率的储能电池温控仍以风冷为主:储能温控的选择海外因为UL标准高,对降温的均匀性要求较高,目前主要以液冷为主,国内 中低功率的储能系统中仍然以风冷技术为主;我们推测,新增装机量中越有10%的项目使用液冷温控系统,液冷渗透率有望持续提升。随着储能电池容量的提升,传统的风冷系统降 温效果有限,液冷目前在电网/发电侧新增大储能项目中占比快速提升,目前已确定安徽省淮北皖能103MW/206MWh储能项目使用液冷温控 系统。

04 投资分析

申菱环境:华为温控核心供应商,受益双碳政策加速发展

优质环境温控提供商,多场景驱动发展。申菱环境成立于2000年,提供人工环境调控整体解决方案,广泛应用于通信、信息技术、电力、 化工、交通、能源、军工与航天等行业。现聚焦数字,能源、绿色、健康等方向,不断巩固现有领域优势,扩展新应用场景,截至2020 年末,在数据服务类、工业空调、特种空调类、公建及商用四大领域分别占比32%、22%、28%、9%。

华为温控核心供应商,募投产能加速落地。公司是华为暖通设备核心供应商,与华为采取联合研发合作模式,公司具有提供特种环境温 控解决方案能力,技术实力领先。公司在保持跟华为密切合作的基础上,进一步开拓、阿里巴巴、腾讯、秦淮数据、中国石化/石油、 国家电网、南方电网等客户。在手订单充足,募投项目有望2022年开始逐步完工投产,带动业绩加速增长。(报告来源:未来智库)

双碳政策加速推进,新能源赛道空间广阔。受益于双碳政策的大力推进,多个应用场景需求保持较快增长:1)数据中心:新场景加速 落地带动数据中心建设回暖,随着能耗管控驱严,受益于新增项目中先进制冷方案渗透率提升及存量数据中心升级改造;2)新能源: 根据《关于加快推动新型储能发展的指导意见》提出,2025年新型储能装机规模达3000万千瓦以上,近5年年均复合增速超过55%;海上 风电招标重启;3)油气回收:伴随油站、油库油气排放提标和码头油气回收市场放开,保守估计“十三五”期间油气回收领域市场容 量约为300亿元。

催化因素包括:1)公司为华为核心温控供应商,受益于大客户业务扩张;2)公司积极挖掘新赛道,在储能、海上风电、油气回收、精 密医疗环境等新场景高速增长;3)公司募投项目产能落地,产能有望实现翻倍以上增长。

报告节选:

(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

精选报告来源:【未来智库】。

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