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2018年中国工业气体行业发展现状及发展趋势分析【图】

2018-11-19 15:58:18字号:T|T
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    (一)工业气体行业基本情况

    1、工业气体行业简介

    工业中,把常温常压下呈气态的产品统称为工业气体产品。根据制备方式和应用领域的不同,工业气体可分为大宗气体和特种气体,大宗气体主要包括氧、氮、氩等空分气体及乙炔、二氧化碳等合成气体,特种气体主要包括电子气体、高纯气体和标准气体。大宗气体产销量大,但对纯度要求不高。特种气体产销量虽小,但根据不同的用途,对不同特种气体的纯度或组成、有害杂质允许的最高含量、产品的包装贮运等都有极其严格的要求,属于高技术、高附加值产品。工业气体是现代工业的基础原材料,在国民经济中有着重要的地位和作用,广泛应用于冶金、钢铁、石油、化工、电子、医疗、环保、玻璃、建材、建筑、食品、饮料、机械等国民经济的基础行业,对国民经济的发展有着战略性的先导作用,因此被喻为工业的血液。工业气体行业的供应模式可以分为两大类:零售供应和现场供应。零售供应模式下,供应商通过采购、提纯、分装等工艺加工后向客户配送销售瓶装气和液态气;现场供应模式下,气体供应商一般在客户生产工厂附近修建气体工厂,供应商拥有并为客户运营该工厂。相较于现场供应,零售供应成本要高很多,除了气体的价钱,客户还需要负担相关的包装、分装及配送成本。工业气体行业原材料是空气、工业废气、基础化学原料等,其上游行业是气体分离及纯化设备制造业、基础化学原料行业、压力容器设备制造业等。下游领域包括机械制造、冶金、化工等传统行业以及电子半导体、光纤光缆、LED、液晶面板、食品、医药医疗等新兴行业。

    2、行业发展趋势

    (1)全球工业气体市场稳步增长,新兴市场国家需求旺盛

    全球工业气体市场近年来呈现稳步增长的态势,2016年全球工业气体市场规模为1,046亿美元。国际货币基金组织发布的《世界经济展望》报告表示,2017年全球经济增长率将上升至3.5%,在活跃的金融市场以及制造业和贸易领域的周期性复苏的支持下,新兴市场和发展中经济体的经济活动将显著增强,中国和其他许多大宗商品进口国的经济增长预计保持强劲态势。工业气体行业增速是全球GDP增速的2.0~2.5倍3,按照此数据,2017-2018年全球工业气体增长率可按保守的8%增长率计算,到2018年,全球工业气体市场规模可以达到1,220亿美元,市场规模稳步扩大。

全球工业气体市场容量

数据来源:公开资料整理

    工业气体行业的发展速度在很大程度上取决于所在国家或地区的经济发展水平。西方发达国家由于起步早、工业基础雄厚,工业气体行业在西方已有了百年的发展历史,全球工业气体需求的主要市场仍然是北美和欧洲,但增速显著放缓;亚太地区近年来发展很快,已成为拉动全球市场增长的主要引擎。以全球最大的工业气体供应商——林德集团为例,林德集团2015年气体业务增长的主要原因在于亚太地区化工行业产能的进一步提升, 其中中国和印度是现场制气业务的主要收入增长地区;林德集团2016年业务在欧洲、亚太地区收入均为负增长,而中国的业务仍保持3.50%收入增长。

    (2)我国工业气体行业快速发展

    我国工业气体行业在 80 年代末期已初具规模,到 90 年代后期发展迅速。2010 年我国工业气体市场规模达到 410.38 亿元,比 2005 年的 245.75 亿元增长了 66.99%,在全球市场占比提高到10.62%。 2012 年,我国工业气体销售收入为 745 亿元,同比增长了 7.29%; 2015年我国工业气体整体销售规模达 1,000 亿元左右;预计到 2017 年,中国工业气体年产值可达到 1,200 亿元。

    (3)特种气体品种不断丰富

    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。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。

名称
主要品种
发展情况
电子气体
1、氢化物:超纯氨、硅烷、磷烷、砷烷、氢化锑
2、氟化物:六氟化硫、三氟化氮、三氟化硼、五氟化磷、四氟化硅
3、碳氟化合物:四氟化碳、六氟乙烷等
1、电子气体是超大规模集成电路、平面显示器件、化合物半导体器件、太阳能电池、光纤等工业生产不可缺少的基础性材料,广泛应用于薄膜、刻蚀、掺杂、气相沉积、扩散等工艺。随着半导体和微电子工业的迅猛发展,对电子气体的品种、数量、质量及纯度提出了更高的要求。
2、目前,我国电子气体品种基本齐全,但数量和质量与发达国家相比,尚有较大差距。
高纯气体
N2、 O2、 H2、 He、 Ar、CO2 等,纯度 5N(99.999%)
1、高纯气体大多用于超大规模集成电路及分离器件、光电子等高科技领域。
2、当前国内公司主要靠精馏分离制备高纯气,国外公司在制备某些高纯气体时采用吸附剂净化的方法,实现了常压净化和高压提纯充瓶。国内企业的提纯技术有待提高。
标准气体
1、单元标准气体
2、多元标准气体:由两种或两种以上组分气配制而成
1、标准气体是计量的基准物质,准确、均匀、稳定可靠是重要特征,具有建立测量的溯源性,保证测量结果准确一致,以及促进测量技术和质量监督工作发展的作用。
2、目前标准气基本满足了我国石油、化工、环保、传感器校核等诸多领域的需求。但对活性较强的标准气,国内尚无法彻底解决量产问题,如氯标气、氟化氢标气、氯化氢标气、丙烯醛标气等。

数据来源:公开资料整理

    (4)气体行业应用领域从大宗集中用气市场向新兴分散用气市场拓展

    工业气体行业按照用气方式不同可分为传统的大宗集中用气市场和新兴分散用气市场,两大细分市场的特点及经营模式如下:

细分市场
应用行业
特点及经营模式
大宗集中用气市场
钢铁、有色金属、基础石油化工,煤化工等
1、客户对单一气体使用量巨大,如钢铁、有色金属冶炼用氧气进行富氧燃烧。
2、用气品种较少,主要为空分气体中氧气、氮气;供应方式以现场制气集中供应为主。
新兴分散用气市场
电子、机械制造、光纤、 LED、光伏、医疗、 食品、 生物医药、新型建材、电光源照明、精细化工等
1、客户对单一气体需求量相对较小,品种多,如在超大规模集成电路晶圆片制造过程中,工艺步骤超过 450 道,大约要使用 50 种不同种类的气体。
2、用气品种不断增多,主要使用大宗气体、特种气体、空分气体;供应方式主要采用移动储存设备配送。

数据来源:公开资料整理

    目前,传统大宗集中用气市场规模相对较为稳定,用气品类也较为单一,新兴分散用气市场用气数量和种类在工业气体应用中占比越来越高。正在崛起的新兴分散用气市场有:氦检漏、建材助燃保护气、煤矿灭火、石油开采、煤气化和煤液化、耐火材料、食品速冻,食品气调包装、啤酒保鲜、光学、火箭燃料、超导材料、电子、半导体、光纤、农业、畜牧业、渔业、废水处理、漂白纸浆、垃圾焚烧、粉碎废旧轮胎、建筑、气象、文化、文物保护、体育运动、公安破案、医疗中的冷刀、重危病人吸氧、高压氧治疗、人体器官冷藏、麻醉及氧吧等。正在试验中的新兴分散用气市场有:固体氮,燃料电池,磁性材料,超细加工低温粉碎,压缩天然气汽车,氢能汽车等。 2015 年,钢铁、化工、有色金属以外行业对工业气体消费占比达到 50%以上。

工业气体在新兴分散用气市场的应用情况

作用
领域
切割、焊接的介质
机械加工、玻璃制造、电光源工业、航天、航空、航海、食品等,基础建设产业、公路、桥梁、房屋等
能量介质
氢、氧等是航空、航天的重要燃料等
保护介质
氩、氮、氦用于高纯净、超绝缘、超导等
冷冻和保鲜介质
食品加工等
反应及中和介质
精细化工、生物医疗中用于保护、反应等
检测及比较介质
气象色谱仪、质谱仪、原子吸收、核测、核能、报警、检漏、化学化验、电子、医疗等
治疗杀菌介质
医学治疗与检验手段、氧、氮、氦、激光混合气用于医疗设备等
综合手段与介质
制造业的成型保护、电光源照明工业、核反应堆保护、吹扫等

数据来源:公开资料整理

    (5)专业社会化外包占比提高

    传统上我国大型钢铁冶炼、化工企业自行建造空气分离装置,以满足自身气体需求。随着专业化分工合作的快速发展,外包气体供应商可以满足客户对气体种类、纯度和压力等不同需求,为其提供一站式气体解决方案,有利于减少客户在设备、技术、研发上的巨额投入。工业气体逐步实现社会化供应,气体企业间实现资源相互利用,相互调剂,防止和杜绝产品过剩浪费。国内企业尤其是民营企业将实行地区联合,调整产业结构,以气体产品为纽带,以大型专业气体企业为主体,以气体分装站和中央供气站为网络,组建大型企业集团。我国工业气体外包占比从 2007 年的 41%提高到 2010 年的 45%,但远低于发达国家 80%的外包比例, 2015 年外包占比逐步提高到 50%左右。

    (6)废气回收模式占比扩大

    目前,全世界每年向大气排放的二氧化碳总量近 300 亿吨,而利用量仅为 1 亿吨。二氧化碳减排和利用被称为“永远做不完的产业”。国家出台一系列措施鼓励或要求企业进行二氧化碳回收工作。通过回收化工企业排放的废气,更符合国家环保、减排的发展规划。 除此之外,还有氢气回收、天然气回收、氯化氢回收、氯气回收、氨气回收、笑气回收、氦气回收等。 因此,未来废气回收模式将会加快速度发展,占工业气体产量的比重将逐年提升。

    (7)行业内企业对技术研发日益重视

    目前国内气体企业的研发实力与世界领先水平还有一定的差距,比如高纯原料气的分析检测技术、容器处理和储运技术等。随着高纯气体的应用越来越广,对纯度、质量、稳定性要求越来越高,国内气体企业逐步加大对高纯气体原料气的分析检测技术的投入力度,已掌握了较为完整的分析测试方法和现场分析仪器,其中许多仪器已为标准配置。工业气体, 特别是特种气体对容器处理过程要求非常高,跨国公司均独立开发了配套使用的气体阀门、管线和标准接口,避免了二次污染,大大提高了产品的提纯程度,也提升了高纯气体的产量。跨国公司利用自身的资本优势和百余年气体行业发展的积累,在工业气体行业相关技术和应用上,一直处于世界领先的水平。但随着国内经济的持续稳步发展,国内气体企业在快速发展中,技术研发实力也有长足的进步,对技术研发也越来越重视,相当一部分生产、检测、提纯和容器处理的技术已经达到国际标准,比如在超纯氨生产工艺上,在过去一直依赖进口,部分国内企业利用自身对研发、创新的不断投入,已经掌握了超纯氨的生产、提纯工艺和技术。

    (8)国内气体企业亟须整合壮大

    2015 年,我国工业气体销售收入约为 1000 亿元。未来中国工业气体行业的市场空间将持续扩大,但同时也使中国成为世界几大工业气体公司的重点发展区域。目前,全球各大工业气体公司均以合资或独资等方式在国内设立气体企业。国内气体企业规模较小,产品品种单一,一般为年营业额在千万级别的区域性企业,并受制于设备、技术、资金、物流等多方面因素的影响,企业发展存在较大瓶颈。在这一背景下,国内工业气体企业亟须整合行业内资源,与国外公司展开竞争。随着气体需求的多样性、特殊性、复杂性要求不断提高,部分国内企业将通兼并收购逐步占领更多市场份额,提高企业竞争力。

    (二)行业的竞争情况

    1、工业气体行业的竞争格局和市场化程度

    经过多年的发展和兼并收购,全球工业气体市场已经形成了少数几家气体生产企业占据全球市场大多数份额的市场格局。2013 年全球工业气体市场上,前四大生产厂商——法国液化空气集团(AL)、德国林德集团(Linde)、美国普莱克斯集团(PRAXAIR)和美国空气化工产品集团(AirProducts)共占据 75%的市场份额,市场高度集中。 9中国工业气体市场随着改革开放后经济的高速发展而迅速发展壮大。较早发展起来的是以现场制气为主要供气方式的大宗集中用气市场。 20 世纪 80 年代起,上述外资气体供应商开始进入中国市场, 并依靠雄厚的资金实力和丰富的项目运作经验迅速占领了国内现场制气市场。随着国内技术进步和产业转型升级,以盈德气体、宝钢气体为代表的中国本土气体公司也加入了大规模现场制气的竞争,凭借着成本以及本土化优势,在国内市场上占据了一定的市场份额。由于工业气体行业较空分设备行业具有市场容量大、 现金流稳定、行业周期性波动小等诸多优势,近年来国内大型的空分设备生产企业如杭氧股份、四川空分集团也开始由单纯的设备制造商向大型现场制气供应商转型。目前,国内大型现场制气市场形成了外资巨头、国内专业气体供应商、空分设备制造商共同竞争的局面,竞争较为激烈。近年来,随着国内电子、机械制造、光纤、光伏等产业的快速发展,新兴分散用气市场不断发展壮大,这一市场的特点是客户对单一气体需求量相对较小,但对气体品种需求较多,供气方式以零售为主。由于外资企业在国内的发展战略主要定位于大型现场制气市场,因此零售气市场与中小型现场制气市场已成为内资企业争夺的焦点。零售气市场在我国起步较晚,且由于运输半径的限制而具有较强的地域性特点。部分气体零售企业已在各自区域内建立了先发优势,并不断通过兼并收购的方式将销售网络扩展到其他区域,因而零售气市场的竞争具较强的区域分散性。在特定区域内,零售气市场的竞争企业主要分为两类:一类是将现场制气项目生产的富余气体对外零售的企业,一类为专门从事瓶装、液态气零售业务的企业。由于战略定位不同,经营现场制气项目的企业目前只是将瓶装气和液态气部分作为主营业务的补充,不会将较多资源投入到零售气营销队伍的发展和物流配送体系的建设上,其市场开拓能力与运输保障能力均较为有限,且产品往往只有空分气体,品种相对单一,无法满足客户对多品种气体的需求。部分专业从事零售气业务的气体企业拥有丰富的产品线,可满足客户一站式的气体需求,产量稳定,具有较强的产品优势,还可通过强大的物流配送体系满足客户的个性化需求。通过长期经营,专业从事零售气业务的供应商与客户构建了长期的互利合作关系,铺设了全天候的销售服务网络,在零售气市场上的优势不断得到强化,一旦在区域内确立竞争优势,优势供应商会对潜在竞争对手形成较高的竞争门槛,先发优势较为明显。

    2、国内工业气体行业的主要企业

    (1)零售气市场主要企业

    目前我国的零售气市场由内资企业主导,在地域上呈现较为分散的市场竞争格局,主要区域均呈现少数主导供应商与大量中小经销商共存的局面。

地区
主要企业名称
企业基本情况
华东
大阳日酸(上海)气体有限公司
上海大阳日酸气体有限公司是大阳日酸株式会社和日本三井物产共同在中国设立的外商独资企业。该公司主要生产和供应高纯液氧、液氮、液氩等工业用气体,产能达到15,000Nm3/h。
浙江海天气体有限公司
浙江海天专业从事各类气体、液体的生产、销售与运输。公司现有 10 个下属子公司和机构,日产低温液体 700 吨,其中高纯液氮 400 吨、高纯液氧 30 吨、高纯液氩 30 吨、超纯氢 800Nm3/h。
华南
福建久策集团
久策集团拥有福州久策工业气体有限公司和惠州久策工业气体有限公司及两个大型化学危险品运输车队。福州久策工业气体有限公司,主要生产液态氧、液态氮、液态氩、医用氧并充装各种工业气体、特种气体,经营气体产品相关配套设备。广东省惠州市久策工业气体有限公司生产溶解乙炔,拥有气体充装站和钢瓶检测中心,并经营各种气态、液态工业气体及相关配套设备。
广东华特气体股份有限公司
华特气体以广东佛山为产品研发基地,分别在广东、江西、浙江、陕西、湖北、湖南、香港等地设立了十余家全资子公司。公司专业从事气体及气体设备的研发和生产,气体产品覆盖普通工业气体、电子工业用气体、电光源气体、超高纯气体、标准气体、激光气体、医用气体、食品工业用气体等十几个系列共 200 多个品种。截至 2016 年 12 月31 日,华特气体总资产 6.35 亿元,净资产 4.60 亿元, 2016年度销售收入 6.55 亿元,净利润 3,824.02 万元
华北
唐钢气体
唐山唐钢气体有限公司是由河北钢铁股份有限公司与中国气体工业投资控股有限公司共同投资创立的河北省第一家中外合资气体生产企业。唐钢气体是集各类气体生产、运输、销售服务为一体的大型专业化气体公司,主要生产和销售氧、氮、氦、氩、氢、二氧化碳、医用氧、车用天然气产品,并提供生产、销售、使用相关的技术咨询服务和运输,进行气体生产设备的研制。
东北
哈尔滨黎明气体集团
哈尔滨黎明气体集团是中国东北部地区较大的专业气体生产企业,为客户提供液态氧、氮、氩等各种空分气体。该公司主营业务以零售为主,产品大部分为液态气体,客户主要分布在辽宁、吉林、河北、北京、天津及黑龙江省。黎明气体集团具有较强的气体生产能力和贮运能力,共建有 四套空分机组,每天可生产液态气体 500 吨。
西南
重庆朝阳气体有限公司
重庆朝阳气体有限公司是重庆地区规模最大的专业气体公司,具备 500kL/天的液态气体生产能力。公司生产和销售的主要气体产品包括医用氧(含家庭医用氧)、工业级和高纯超高纯的氧、氮、氩、氢、氦,工业二氧化碳,各类混合气体以及液态氧、氮、氩,并为客户提供气体知识咨询、产品运输、气体工程等全过程服务。
四川侨源气体股份有限公司
四川侨源气体有限公司是西南地区规模最大的高纯度液态气体生产企业, 已实现年产液态气体 40 万吨、瓶装气体 240万瓶的生产能力。截至 2016 年 12 月 31 日侨源气体总资产6.68 亿元, 净资产 3.26 亿元, 2016 年度销售收入 3.82 亿元,净利润 4,312.76 万元。

数据来源:公开资料整理

    (2)现场制气市场主要企业

    现场制气业务有着较高的进入壁垒,对于参与者的资金实力、运营经验和品牌认知度要求较高,在大型和高端现场制气项目市场呈现寡头垄断的竞争格局,中小型制气项目(20,000Nm³/h 以下)的市场集中度相对较低,也是新进入公司主要的目标市场。目前,现场制气市场主要企业及其基本情况如下:

主要企业名称
企业基本情况
普莱克斯
普莱克斯是一家全球领先的工业气体专业公司,同时也是北美和南美洲最大的工业气体供应商,普莱克斯于 1988 年进入中国市场,并于 1992 年在北京设立了首家合资企业,至今在国内已设立 13 家独资企业和 11 家合资企业,生产销售网点覆盖华北、华东和华南地区。 2016 年度普莱克斯营业收入为 105.34 亿美金。
空气化工
空气化工产品有限公司是世界领先地位的工业气体供应商, 其业务遍及全球 40 多个国家。致力于为全球客户提供技术,能源,工业和医疗保健行业的一系列产品、服务和解决方案,产品包括大气气体,工艺和特种气体,高性能材料,设备和服务。该公司分四个业务部门:商业气体,吨位气体,电子和高性能材料,设备和能源。 2016 年度销售收入 95.24 亿美元,其中工业气体销售收入 72.59 亿美元,占 76.22%。
林德气体
林德集团总部位于德国,是全球领先的气体和工程集团,分公司遍及全球 100 多个国家, 2016 财年销售额达到 169.48 亿欧元。林德在中国各个主要的工业中心拥有约 50 家全资及合资公司,以及 150 多个运行现场。作为在上世纪 80 年代率先进入中国的国际气体公司,林德已成为中国最大的气体供应和工程企业之一,服务于化工、石化、冶金、 制造、电子、食品和医疗等领域。
法液空
法液空总部位于法国,成立于 1902 年,是全球重要的工业和医用气体及相关服务的提供商,向众多的行业提供氧气、氮气、氢气和其它气体及相关服务。法液空业务遍及全球 80 个国家, 2016 年的销售额达到 181.35 亿欧元。法液空在中国的业务发展很快,目前在中国已拥有超过 3000 员工。液化空气集团在华主要经营活动为:液空中国从事工业及医用气体的运营;液空杭州和鲁奇公司从事工程和制造业务,即在中国设计和制造空分装置以及建造制氢工厂。
梅塞尔
梅塞尔集团总部设在德国法兰克福,梅塞尔在 30 多个国家拥有 60 家公司, 2016年度销售额为 11.46 亿欧元。梅塞尔于 90 年代中期起投资中国,在中国布局主要集中在南方,至今已在上海、江苏、浙江、湖南、广东、福建、四川、重庆、云南建立了多家企业,总投资额超过 10 亿美元,目前是中国最大的高纯氪/氙供应商。
盈德气体
盈德气体创建于 2001 年 10 月,该集团在 2015年的市场占有率为 38.9%,是现时中国最大独立现场工业气体供货商,其主要气体产品为氧气、氮气及氩气。 2016 年度,该集团收入为人民币 84.04 亿元,其中现场供气业务的收入为人民币 70.21 亿元,占集团业务收入约 83.5%。
杭氧股份
杭氧股份是我国最大的空分设备生产商,目前正积极开拓现场制气项目。截至 2017年 6 月 30 日,杭氧股份共有气体公司 27 家,气体产业 1-6 月实现营业收入 18.02亿元,同比增长了 22.55%。气体产业已成为杭氧股份的战略支柱产业。截至 2017年 9 月 30 日,杭氧股份总资产 111.97 亿元,净资产 45.33 亿元, 2017 年 1-9 月营业收入 17.36 亿元,净利润 10,890.61 万元。
上海加力
上海加力气体有限公司成立于 2001 年,公司主要是以小规模现场制气为主,是中国第一家以现场制气为主要经营方式的专业气体公司,也是在目前中国中小型现场制气市场份额最大的公司。上海加力产品主要应用领域有电子、金属加工/热处理、造船/海洋工程、玻璃、光伏、化工、轮胎等,主要客户分布为辽宁、山东、江苏、上海、广东、江西、河南、内蒙古、重庆、云南、新疆等。

数据来源:公开资料整理

    3、市场供求状况及变动原因

    目前,我国大宗气体的主要需求仍来源于冶金和化工等传统产业,这两大行业需求占比超过一半。从大宗气体需求的增量市场来看,未来中国气体市场来自于电子、食品、医药、新能源、煤化工等新兴产业的气体需求将显著快于冶金、化工两大行业。大宗气体需求领域的日益扩大为气体市场的发展提供了保证。除煤化工外,电子、食品、医药、新能源等行业的企业单体用气规模普遍较小,通常通过零售市场采购气体满足自身需求,这些行业的气体用户分散,但企业众多,用气总量可观,因此未来市场的新增气体需求将主要通过气体零售供应商来满足,这为国内气体零售市场的发展打开了空间。特种气体对气体提纯技术、容器处理技术、气体混配技术等的要求较高,具有较高的技术门槛,长期以来我国特种气体主要依赖进口。随着国内企业在特种气体技术领域不断取得突破,供给能力不断提高,逐渐打破了国外厂商的垄断,国产特气的纯度不断提高,品种不断丰富,推动国内特种气体价格的下降,从而降低了电子半导体、 LED、光纤光缆、太阳能光伏等行业的用气成本,更好地满足了这些新兴产业的用气需求。

    4、行业利润水平的变动趋势及变动原因

    由于产品的品种结构、下游用气细分市场、供气方式的差异,行业内企业的利润水平存在一定区别,但整体毛利率具有相对较高的特点。气体行业的整体利润率与原材料价格、市场需求以及市场竞争情况息息相关。国内工业气体行业由于原材料价格稳定、市场需求持续增长, 规模效应显著,进入该行业面临技术、资质、资金和客户资源等众多壁垒。工业气体行业的能源供应主要为电力,为避免电价波动对盈利的影响,业内通常与生产线所在地的电力供给企业签订长期合同,保持电力价格的稳定,从而有效控制生产成本。同时,工业气体在下游用户原料成本中占比很低且需求具有刚性和稳定性的特点,客户对气体价格敏感度较低,因此气体产品拥有较强的成本转嫁能力,使工业气体企业能够保持稳定的利润空间。以国际工业气体巨头法国液化空气集团为例, 2011 年-2016 年毛利率稳定在60%-65%,净利率 10%左右, ROE 维持在 13-17%。其它巨头如林德、普莱克斯、空气化工也都呈现盈利能力稳定的特点。

法国液空盈利能力

数据来源:公开资料整理

林德气体盈利能力

数据来源:公开资料整理

普莱克斯盈利能力

数据来源:公开资料整理

    (三)行业的技术水平、经营模式和产业特征

    1、行业技术水平

    (1)气体分离技术

    气体的分离方法一般包括膜分离法、吸附法、精馏法、高效色谱分离法,其中吸附法和精馏法应用最为广泛。

气体分离方法
工作原理
特点
膜分离法
通过浓度差产生渗析渗透达到分离
效率低、纯度低、不适合大规模生产
吸附法
两相界面上吸附能力不同产生的分离
净化效率高,但使用寿命及重复性较低
精馏法
利用回流使气液混合物得到高纯度分离的方法
适用范围广泛,得到产品品质纯度较高
高效色谱法
通过流动相运动速度不同,使混合物中的不同组分在固定相上相互分离
有机物领域应用广泛,但分离规模小、不适合大规模生产

数据来源:公开资料整理

    精馏法可分为连续精馏法和间歇精馏法,连续精馏法操作稳定、无须对中间产品储存,并且得到的产品质量好、纯度较高,目前已被广泛应用于深冷空气分离工艺和管道供气的生产工艺。对于部分特殊气体的分离技术主要采用间歇精馏的方式,其主要取决于产品存贮以及产品纯度的不同要求。吸附法分为变压和变温吸附法,变压吸附分离法在空气分离中应用相当广泛,两种吸附法的比较如下表所示:

吸附法
变压吸附法
变温吸附法
特点
能耗低
吸附剂有效吸附量大
再生需要加热介质
吸附剂寿命长
能耗高
吸附剂有效吸附量小
再生需要加热介质
吸附剂寿命短

数据来源:公开资料整理

    (2)气体提纯技

    气体纯化技术主要有化学反应法、选择吸附法、低温精馏法、钯膜纯化法等。这些技术方法的应用使得气体纯化纯度由原有的工业级发展到高纯级和电子级水平,满足了高端电子行业的需求。这些气体纯化技术尤其在特种气体开发领域发挥了重要的作用,为研发标准气体和高纯石油化工气体提供了有力的技术支持。而在高效精馏纯化技术上, 金宏气体开发出 7N 电子级超纯氨产品打破了国外气体公司对超纯氨的垄断,为提升产业链发展做出了重大的贡献。

    (3)气体混配技术

    气体混配技术是指两种或两种以上高纯气体以不同的浓度混合配制而成,且其中各组分浓度为已知的一种混合气体的生产技术。通过气体混配技术生产的混合气体是一种高度均匀的、稳定的,且组分浓度值高度准确的气体产品。我国混合气体在电子、化工、医药、卫生、环保等领域得到广泛的应用。例如激光混合气、焊接混合气、检漏混合气、医疗及生物研究混合气、特殊仪器用混合气、环境检测混合气、食品保鲜混合气、车尾气检测混合气。混合气体还可以被用于手工、机械、半自动及全自动焊接。另外,混合气体还可以被用于气体分析仪器用气、照明灯具的填充气数字显示管等的填充气、深海呼吸用混合气和金属热处理保护气等。混合气体配制方法常规分为五种,分别为重量法、压力比法、质量流量比法、静态容量法和渗透管法。其中,前三项应用比较广泛。

    (4)容器处理技术

    容器处理是气体提纯过程中一个很重要的步骤。随着气体产品种类的增多,纯度的提高,对包装容器的要求也越来越高。如高纯气体对储存设备内壁光洁度的要求、腐蚀性气体对内壁耐腐蚀性的要求、吸附性气体对内壁防吸附的要求,都是生产气体产品所面临的问题。随着行业的发展,气体产品包装容器的处理技术也得到飞速发展,其种类越来越广泛,如储存设备的高压蒸汽清洗、 机械抛光、抛丸研磨、超纯水清洗、加热、分子泵机组负压置换以及容器安定化技术。

    (5)气体充装技术

    充装过程是工业气体生产贮存过程中的重要环节。由于工业气体的储存设备属于特种设备,且其具有移动和重复充装的特点,因此更具危险性。因此,气体容器的充装、贮运和使用必须严格按照相关标准规定操作,在使用过程中需定期检验,保证安全。

项目
内容
充装前的检查
充装气体前必须对容器进行检查,包括:钢印标记、颜色标记是否符合规定,容器内是否有余气,容器检验期限是否超期,容器外观是否存在明显损坏等检查事项,对于检查出的问题必须经专业处理合格后方可继续投入使用。
充装过程控制
大宗气体充装:低温液体泵开启前,要有冷泵过程;从液体储槽到充装面板,对所有设施、设备进行点检;检查所使用的压力表、安全阀是否在有效期限内,是否有异常调节;确认将要充装的容器内是否有余气,如无余气应进行抽真空,真空度应达到-0.1Mpa,真空度达到后进行置换,以保证所充装气体的质量符合相关标准的要求;充装过程中,低温液体汽化器出口温度不得低于 0℃;低温液体加压气化充瓶装置中,低温泵排液量与汽化器的换热面积及充装量应匹配。
充装后检查
容器压力(充装量)及质量是否符合安全技术规范及相关标准的要求;气体纯度是否在规定范围内;是否能满足客户特殊需求;容器阀门及其与容器口连接的密封是否良好;充装后是否出现鼓包变形或泄漏等严重缺陷。

数据来源:公开资料整理

    (6)气体检测技术

    气体检测技术对气体工业的发展十分重要,随着工业气体应用领域越来越广,需求量越来越大,新兴行业对工业气体纯度的要求也越来越高,对气体中杂质含量的检测分析,也从早期的常量级逐渐发展到 10-6(ppm)级、 10-9(ppb)级甚至10-12(ppt)级。

各级别气体对杂质检测的要求

气体级别
气体纯度
杂质含量(V/V)(或 mol/mol)
纯气
≥99.99%(4N)
<100×10-6
高纯气
≥99.999%(5N)
<10×10-6
超纯气
≥99.9999%(6N)
<1×10-6
≥99.99999%(7N)
<0.1×10-6
≥99.999999%(8N)
<0.01×10-6
≥99.9999999%(9N)
<0.001×10-6

数据来源:公开资料整理

    气体检测技术主要是通过检测方法和检测设备对气体的纯度、水分含量、有害杂质组份、金属离子等进行测定,根据气体级别的不同,检测内容和要求也有所不同。
①阻容法:主要检测气体湿度。主要是利用高纯铝棒表面氧化成超薄的氧化铝薄膜,在其外表镀一层多空的网状金膜,金膜与铝棒之间形成电容,由于氧化铝薄膜的吸水特性,导致电容值随被检测样气水分的多少而改变,测量该电容值即可得到样气的湿度。②冷镜法:主要检测气体湿度。主要是使样气流经露点冷镜室的冷凝镜,通过等压制冷,使得样气达到饱和结露状态(冷凝镜上有液滴析出),测量冷凝镜此时的温度即是样气的露点。③热导池检测器(TCD):主要用于检测气体中的有害杂质。原理是基于不同组分与载气之间有不同的热导系数,当经色谱柱分离后的组份被载气带入热导池中由于组份和载气的热传导率不同,因而使热敏元件温度发生变化,并导致电阻发生变化,从而导致电桥不平衡,输出电压信号,此信号的大小与被测组份的浓度成函数关系,再由记录仪或色谱数据处理机进行换算并记录。④氢火焰离子化检测器(FID):主要用于检测气体中的有害杂质。是利用氢火焰作电离源,使有机物电离,产生微电流而响应的检测器。⑤脉冲放电氦离子化检测器(PDHID):主要用于检测气体中的有害杂质。是利用氦气稳定的低功率脉冲放电作电离源,使被测组分电离产生信号。⑥光腔衰荡光谱法:主要用于检测气体中的有害杂质。光腔衰荡光谱技术是近几年迅速发展起来的一种吸收光谱检测技术。技术的光源为脉冲激光器,衰荡腔由两个反射率在 99%以上的反射镜组成,衰荡腔中为被测气体,脉冲激光束入射衰荡腔,并在两个反射镜之间来回反射,衰荡腔外部采用高响应速率的探测器接受随时间变化的输出光强该输出光强与反射镜的透过率、腔内物质的吸收率以及反射镜的衍射效应等有关。⑦可调二级激光吸收光谱法:主要检测气体湿度。该方法主要是基于对气体分子吸收线的探测,而吸收线的频率及线形是气体分子的固有特性。⑧电感耦合等离子质谱法:主要检测气体中的金属离子。该方法是 20 世纪 80年代发展起来的新的分析测试技术,它以独特的接口技术将高温电离特性与四极杆质谱计的灵敏快速扫描的优点相结合而形成一种新型的元素和同位素分析技术。

    2、行业经营模式

    根据供应模式的不同,工业气体行业的经营模式可以分为零售制气和现场制气,其中“零售制气”是指专业气体供应商独立生产气体产品,通过槽车、气瓶等方式分别向多个客户销售的经营模式。 零售制气市场主要是为了满足需求量相对较小或需求量不稳定客户的用气需求。“现场制气”是指专业气体供应商在客户现场建立空分装置,直接向单一客户供应或者通过管道向工业园区内的数个客户供应工业气体。

工业气体供气的主要业务模式

数据来源:公开资料整理

工业气体外包供气的主要业务模式的对比

-
盈利模式
规模
半径
合同期
特点
客户群
零 售 市场
瓶 装 气 业务
根据需要随时送达客户端
限于小批量气体用户
大宗气体覆盖充气站半径 50km 左右特种气体不受运输半径限制
1-3 年
客户分布广泛高度网络密集型看重配送和交付能力
行业不限
液态 气 业务
通过低温槽车送达客户端, 将低温液体产品储存在客户现场的贮槽中, 供客户规模要求自行气化使用
满足中等规模
200km 左右
3-5 年
要求客户关系和配送能力,易受市场影响
食品饮料、电子、化工、航空航天、塑料、医疗、造纸
现场制气市场
在客户端建造现场制气装置通过管网供应气体
满足大规模用气需要
-
10-20年
资本密集,服务要求高技术和客户关系稳定盈利能力持续性强,现金流稳定
化工、炼油、电子、金属加工

数据来源:公开资料整理

    3、行业周期性、区域性和季节性

    (1)周期性

    工业气体应用于冶金、钢铁、石油、化工、电子、医疗、环保、玻璃、建材、建筑、食品、饮料、机械等众多基础性行业,故其周期性与国民经济整体发展周期一致,受下游单一行业波动影响较小。作为工业生产的重要原料,工业气体零售市场的经营状况与下游行业的景气程度密切相关。钢铁、化工等传统行业, 与宏观经济的关联度较高,存在一定的周期性特征;随着新能源、新材料和环保等新兴产业的快速发展,工业气体的应用领域得到了极大拓展,同时食品饮料、 医疗卫生等抗周期行业需求不断提升,行业周期性波动进一步弱化。现场制气市场的下游客户多为钢铁、冶金和新型煤化工等行业,受宏观经济周期性波动较大。但由于现场制气项目通常与客户签订有最低采购量的购销合同,价格也会根据成本的变化进行调整,供应商的收益能够基本稳定。即使下游客户的生产经营状况受到一定负面影响,气体供应商的业绩也不会受到显著影响。

    (2)区域性

    零售市场上工业气体主要以汽车进行运输,受配送半径影响,使得其具有较明显的区域性特征。但随着特种气体应用领域的发展,因其具有高附加值等特点可有效突破运输半径的限制。现场制气业务在客户生产厂区附近建设气体工厂向其直接供气,通常只针对单一的或少数几个客户,没有运输半径的约束,故不存在区域性限制。从行业需求角度看,由于钢铁、化工、电子等下游行业客户分布相对不均衡,在中国,长三角、珠三角、京津冀等人口密集,经济发达区域,是本行业较为集中的区域。

    (3)季节性

    工业气体的应用领域广泛,下游客户众多,本行业不存在明显的季节性特征;但是受天气和假期影响,工业气体下游行业在冬季的开工率普遍较平时低,因此对于公司产品的需求也有所下降。整体上,行业内销售收入实现较为均衡,季节性因素的影响并不显著。

    (四)与上下游行业之间的关联性

    工业气体行业原材料是空气、工业废气、基础化学原料等,其上游行业是气体分离及纯化设备制造业、基础化学原料行业、压力容器设备制造业等。下游领域包括冶金、化工等传统行业以及电子半导体、机械制造、光纤光缆、 LED、食品、医药医疗等新兴行业。

数据来源:公开资料整理

    1、主要上游行业对本行业的影响

    上游行业方面,空分设备、基础化学原料以及工业废气由于市场供应充足,能够获得稳定的供应,价格普遍比较稳定。随着“十三五”规划对环境保护以及工业废气排放目标的进一步明确,上游行业的供应将更加充足。

    2、主要下游行业对本行业的影响

    下游行业方面,在《中国制造 2025》等政策的推动下,高端装备制造业面临重大发展机遇,我国产业结构的调整和战略性新兴产业的发展极大地拓展了工业气体的应用领域,多晶硅、磁性材料、电子半导体等新兴行业的快速增长,为气体行业打开了广阔的市场空间。随着我国“节能减排”政策的推进和技术进步,传统产业出于节能降耗的动因对工业气体的需求也在不断增加。

    相关报告:智研咨询发布的《2018-2024年中国工业气体行业运营态势及投资前景预测报告

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