深冷设备制造行业下游应用及发展前景
思瀚产业研究院 福斯达    2023-01-09

深冷设备制造行业的上游为冶金行业和空气压缩机、空气冷却塔、分子筛吸附器、液体泵、自动控制阀门、填料、自动控制系统等配套件制造行业，铝 材、钢材等金属材料和配套部件的价格波动将对行业的利润水平造成影响。空气分离设备制造行业的下游为天然气、煤化工、石油化工、冶金、核电等国民 经济基础性行业，以及航空航天、半导体、多晶硅、新能源电池等战略新兴行 业，上述行业的发展情况将直接影响深冷设备的市场需求。

（1）空分设备

化工和冶金行业是空分设备的最大应用市场。按制氧容量计算，化工和冶金行业分别约占 2020 年新生产设备制氧容量的 53.27%和 38.95%，电子工业大约占 0.39%，工业气体批发零售大约占 6.65%，食品加工、航天航空、医疗、环保等行业大约占 0.74%的市场。

①化工行业

化工行业是空分设备最大的市场，主要包括石油化工、现代煤化工、化肥与合成氨、化工材料等。2020 年行业共计生产各类应用于化工行业的空分设备61 套，折合制氧量 208.82 万 m3/h，占 2020 年新生产设备制氧总容量的53.27%。在化工行业内，按制氧量计算，石油炼化一体化、现代煤化工项目配套的空分设备占比最大，配套的大型、特大型空分设备数量最多。

A、现代煤化工行业

由于我国煤炭资源丰富，石油及天然气资源贫乏，因此煤转化是我国一项长期的能源战略，这为氧气产品的使用创造了一个巨大的新兴市场，相应的也为空气分离设备，尤其是特大型空气分离设备的发展提供了良好的市场机遇。

煤化工产品包括焦炭、合成氨、电石、甲醇等传统煤化工产品以及煤制油、烯烃、二甲醇等现代煤化工产品。目前我国传统煤化工已进入成熟期，主要产品产能均已过剩；而现代煤化工进入快速发展期。现代煤化工是空分设备尤其是大型、特大型空分设备的重要应用领域。2020 年生产配套煤化工项目的空分设备共计 9 套，其中 2 万等级 1 套、3 万等级 1 套、6 万等级 2 套、10 万等级 3套，另有多套在建或投产。

高油价带来的套利空间，以及国家能源安全的需求，催生现代煤化工的繁荣。尤其是“十二五”以来的十年间，以煤制油、煤制气、煤制甲醇—烯烃、煤制芳烃、煤制乙二醇等为代表的现代煤化工项目快速建设，产能急剧扩大，且不断向大型化、材料一体化方向发展。

“十三五”期间，现代煤化工被定位为国家能源战略技术储备和产能储备，国家产业政策明确指出“十三五”现代煤化工继续处于升级示范阶段，《现代煤化工“十三五”发展指南》要求到 2020 年，形成煤制油产能 1,200 万 t/a、煤制天然气产能 200 亿 Nm3/a、煤制烯烃产能 1,600 万 t/a、煤制芳烃产能 100万 t/a、煤制乙二醇产能 600 万至 800万 t/a。

截至 2019 年底，我国已建成 8 个煤制油项目（实际投产 7 个），项目产能共计 906 万 t/a；5 个煤制天然气项目，项目产能共计 77.65 亿 Nm3/a。代表性低阶煤分质利用项目产能 1,000 万 t/a，32 个煤制烯烃及甲醇制烯烃项目产能1,362 万 t/a，24个煤制乙二醇项目产能 685 万 t/a。

“十四五”时期是现代煤化工高质量发展的稳妥创新示范阶段，预计到2025 年，煤制油产能将达到 1,500 万吨/a，煤制气达到 110 亿立方/a。低阶煤分质利用年转化煤炭 3,000 万吨，煤制烯烃（不含甲醇制烯烃）增长至 1,050 万吨，煤制乙二醇增加至 1,000 万吨，但煤制乙醇、煤制芳烃、煤制氢预计难以建成规模产能。

B、石化行业

石油化工、石油炼化行业是空分设备尤其是大型、特大型空分设备的另一重要应用领域。2020 年配套石油炼化一体化项目的 7 万及以上等级空分有 9套，并有多套在建或投产。传统的石油炼化行业以获得油品为主，副产大量化工原料，装置工艺过程简单、对氧氮产品的需求相对较少，为应对日益激烈的市场竞争，现代炼化行业朝着规模化、集约化、一体化方向发展，在得到油品的同时，还能获取烯烃、芳烃等高附加值产品。

当前我国炼化行业发展出“油品+乙烯+聚烯烃产品的炼油乙烯一体化”、“炼油芳烃一体化”及“炼油乙烯芳烃一体化”等模式。其中制氢、合成烯烃、废气回收利用等环节增加了氮氧气的需求，而且随着装置规模的不断大型化，单一炼化项目的产能动辄以千万吨计，氮氧气需求激增，甚至达到数十万立方米/小时，因此大型炼化一体化项目成为大型、特大型空分设备的重要应用领域。

“十三五”以来，我国在沿海地区新规划建设大连长兴岛（西中岛）、河北曹妃甸、江苏连云港、上海漕泾、浙江宁波、广东惠州、福建古雷七大石化产业基地，恒力、荣盛、桐昆、盛虹等民营企业，埃克森美孚、巴斯夫、SABIC等外资企业，以及中石化、中石油、中化、各省市所属地等纷纷在炼化产业布局，竞相新建或者改扩建炼化一体化项目。

“十四五”期间，预计中国仍将有多个千万吨级炼厂建成投产，预计 2025年中国炼油能力将达约 10 亿吨/年，届时将超过美国成为世界第一大炼油国。国内油品需求有望在 2025 年前后达峰，预计届时国内成品油将有 8,200 万吨/年的盈余，保守估计炼油能力将过剩 1.6 亿吨/年。预计 2025 年乙烯产能将从目前的 3,478 万吨达到 6,100 万吨，2035年左右实现乙烯消费峰值约 8,700万吨/年，达到人均乙烯消费当量 60 千克/年。

“十四五”期间，炼油行业将进入去产能、补短板调整期，利润率将进入下滑通道，乙烯工业则从成长期进入成熟期。十四五期间的炼化行业减油增化是转型重要方向，预计对空分设备还将保持较为强劲的需求。

C、化肥及合成氨行业

化肥行业和非化肥用合成氨是化工行业中空分设备的重要应用领域。2020年应用于化肥及合成氨领域的空分设备共计 6 套，其中 9 万等级的 1套，8万等级 1套。

化肥和合成氨行业应用大型、特大型空分设备，主要用于产能置换及节能改造需要。近年来，江苏华昌化工、河南心连心化肥、山东鲁西化工、山东华鲁恒升等大型企业不断进行技改，在降低产品成本方面取得了较好效果。这些企业的成功技改引领了中小化肥企业纷纷向新型煤制合成氨技术升级，进行产能置换。

2018 年以来，与化肥行业相关的多项利好政策出台，如《关于深化增值税改革有关政策的公告》《关于 2020 年进口暂定税率等调整方案的通知》《禁止环保“一刀切”工作意见》等，促进化肥行业的发展，带来了新一轮的投资。预计“十四五”期间空分设备在化肥及合成氨工业中的应用仍主要依赖结构调整，退城进园产能置换，新型煤气化技术替代和企业兼并重组产能聚集。

②冶金行业

钢铁及有色金属冶炼是空分设备的传统重点用户。2020 年为钢铁、有色冶炼行业配套的空分设备 57 套，占总套数的 36.81%，制氧容量 152.68 万 m3/h，占制氧总容量的 38.95%。

十三五以来，供给侧结构性改革推动钢铁及有色金属冶炼行业效益明显改善，设备改造升级加速，冶金型空分设备需求增多，旺盛需求行情延续至今。近几年冶金型空分设备也出现了大型化发展的趋势，6 万等级以上的空分设备应用越来越多。

2020 年我国粗钢产量达到 10.53 亿吨，同比增长 5.2%，生铁产量 8.88 亿吨，同比增长 4.3%，钢材 13.25 亿吨，同比增长 7.7%。我国钢铁产能虽存在严重过剩，国家出台产业政策严控新增钢铁冶炼产能，但随着我国消费升级、基础设施建设需要，钢铁作为强国根基，预计未来五年甚至更长的一段时间内，粗钢消费仍将呈稳定增长态势，平均在 11-12 亿吨左右。因此对空分设备的需求将在一定时期内稳步增长，特别是我国钢铁产业实施产能置换将成为未来钢铁行业去产能的首要途径，将带来空分设备的采购高峰。

一般而言，每百万吨钢产能需配备 1.2万 m3/h至 1.5万 m3/h 的空分设备，仅计算全国 72家参与钢铁产能置换企业新建项目—拟分别新建炼铁、炼钢产能 9,453 万吨、11,768.3 万吨，对应约 254.66—318.32 万 m3/h 的用氧需求，对应 8.3 万 m3/h 规格的空分设备约 30—38 套，空分设备投资总额约为 81—102.6亿元。

③其他新兴行业

特种气体是工业气体中的一个新兴门类，是随着近年来国防工业、科学研究、自动化技术、精密检测，特别是微电子技术的发展而发展起来的，特种气体广泛应用于集成电路、显示面板、光伏能源、光纤光缆、新能源汽车、航空航天、环保、医疗等领域。

近年来，随着下游应用领域的逐步扩展，特种气体的品种也与日俱增，据不完全统计，现有单元特种气体达 260 余种，特种气体已成为高科技应用领域不可缺少的基本原材料。特种气体从应用领域上分为电子气体、高纯气体、标准气体。随着非低温气体分离技术（吸附、膜分离）、混配技术和提纯技术的发展，更多的特种气体产品将逐步走向市场，新增空分设备的市场需求。

（2）LNG 装置

据中国天然气发展报告（2021）数据，新冠疫情严重影响全球范围产品生产与贸易，2020 年，世界天然气消费量 3.82 万亿立方米，同比下降 2.3%。国际能源署（IEA）、BP 等机构预测：2035 年左右，天然气将超过煤炭成为第二大能源。我国《天然气发展“十三五”规划》则明确提出：以提高天然气在一次能源消费结构中的比重为发展目标，大力发展天然气产业，逐步把天然气培育成主体能源之一，构建结构合理、供需协调、安全可靠的现代天然气产业体系；“十三五”要抓好大气污染治理重点地区等气化工程、天然气发电及分布式能源工程、交通领域气化工程、节约替代工程等四大利用工程，天然气占一次能源消费比重力争提高到 10%左右。在上述国家大力推广清洁能源应用、实施节能减排防治大气污染的政策推动下，天然气基础设施建设及 LNG 市场应用的推广面临巨大的发展机遇。

受油改气、煤改气工程减少的影响，2019 年我国天然气消费增速稳中趋缓，国内天然气产量增加，对外依存度有所下降，但气源紧张局面没有明显改善，仍需要大量进口，且进口气以 LNG 为主，限制了天然气设备的市场需求，增加了气化及储运设备的需求，2019 年天然气、煤层气等液化设备市场仍以 30万立方以下的小规模设备为主，多用于调峰。

2019 年 12 月，国家石油天然气管网集团有限公司正式挂牌成立，其主要职责是负责全国油气干线管道、部分储气调峰设施的投资建设。国家管网公司的成立，对油气管网实行统一管理后，大型天然气液化设备会进一步减少，但对于管网沿线及城市工业园区的中小型调峰站建设会增多，预计未来几年围绕国家管网及燃气调峰站的建设，会给中小型天然气液化设备带来一定市场空间。