新能源行业深度报告：逐鹿“硬科技”

（报告出品方/作者：平安证券，朱栋、皮秀、王霖）

一、 硬科技所富含的时代要义

由工业革命到电气革命，再到数字革命，技术进步的车轮已转过了三个多世纪，此间全球产业的格局由割裂到融合，又由全球化向属地化方向变化，我们看到 21世纪尤其是贸易争端、疫情反复以来， 确保供应链的稳定性成为了各国的当务之急，无论是疫苗、芯片还是资源，都是风波不断。乌云终 会散去，重要的是当如何作为，能够转危为机。

全球的产业分工有原料、制造和研发设计，对应着科技含量不断提升，2001年中国加入世贸组织后， 迅速发展成为全球的制造工厂，这其间原创突破性的技术革新仍不多，更多的是国际先进技术/产线 的引入，结合本土人工能源市场等优势，所打造的强强模式。其所产生的虹吸效应已经引得海外加 税等举措，对应力拼成本的模式愈发难以为继，如何“补足短板、占得先机、去芜存菁“，将是国 内未来发展的时代要义，而这都剑指硬科技。

过去数十年，全球的主基调之一是发展，体现为推动 GDP 的持续增长，而未来则会更多着眼于稳定， 诸如气候环境、医疗健康、社会就业等方面，这其中“碳中和”、“制造业”是两大抓手。

近年来工业化对应的能源消耗加剧了全球温升，2017-2018年全球平均气温已比工业革命前高出 1℃， 按照当前的排放趋势和各国现有行动力度，2040年左右将达到 1.5℃，2065年左右将达到甚至超过 2℃，可能引发更多的生态灾难和公共卫生事件等。为应对气候变化，我国推出“碳达峰、碳中和” 发展战略。

海外诸多国家也制定了碳中和时间表。2019 年 12 月，新一届欧盟委员会发布《欧洲绿色协议》 （European Green Deal），明确2030年碳减排目标从40%提高到50%-55%，将2050年的80%-90% 减排目标上调为碳中和；日本、韩国、美国等国家计划在 2050 年实现碳中和。

气候环境的考量之外，另一主线则是关键技术的突破，2021年3月，国务院发布《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》，提出到2035年我国关键核心技术实现重大突破， 进入创新型国家前列：

以国家战略性需求为导向推进创新体系优化组合，加快构建以国家实验室为引领的战略科技力 量；聚焦量子信息、光子与微纳电子、网络通信、人工智能、生物医药、现代能源系统等重大 创新领域组建一批国家实验室；

深入实施制造强国战略，实施产业基础再造工程，加快补齐基础零部件及元器件、基础软件、 基础材料、基础工艺和产业技术基础等瓶颈短板，推动首台（套）装备、首批次材料、首版次 软件示范应用；

立足产业规模优势、配套优势和部分领域先发优势，巩固提升高铁、电力装备、新能源、船舶 等领域全产业链竞争力，从符合未来产业变革方向的整机产品入手打造战略性全局性产业链。实施领航企业培育工程，培育一批具有生态主导力和核心竞争力的龙头企业。推动中小企业提 升专业化优势，培育专精特新“小巨人”企业和制造业单项冠军企业；

发展壮大战略性新兴产业，着眼于抢占未来产业发展先机，培育先导性和支柱性产业，推动战 略性新兴产业融合化、集群化、生态化发展，战略性新兴产业增加值占GDP比重超过17%。聚 焦新一代信息技术、生物技术、新能源、新材料、高端装备、新能源汽车、绿色环保以及航空 航天、海洋装备等战略性新兴产业，加快关键核心技术创新应用，增强要素保障能力，培育壮 大产业发展新动能。

电力设备新能源行业承载了达成国家“制造强国”和“碳达峰、碳中和”战略的双重使命，无论是 已竞逐全球市场的新能源汽车、风光新能源，还是在奋力追赶的工业自动化领域，都在技术迭代中 不断夯实“硬科技”。

二、 电动车：领跑硬科技

经过多年发展，中国形成了全球最完善、最具竞争力的锂电产业链，主要体现在两个方面：

1）产业链最完善：从上游的金属开采冶炼和化工原料、中游的锂电材料和三电系统、下游的整车和 充电桩，国内每个环节都有大量的企业从事专门的研发和生产，专业化分工使得各环节具备较强的 技术敏感性和成本控制能力；而国外从事锂电行业的企业一般是体量较大的金属或者化工集团，从 事多元化经营，锂电业务占比相对较小。

2）中国企业具备最高的全球份额：全球锂电产业链经历了日本一家独大、韩国抢占份额再到中国后 来居上的发展历程，目前中国企业在大部分细分环节都具有最高的全球份额。具体来看，三元前驱 体和负极的全球市占份额近 80%，为产业链中最高的两大环节（不考虑磷酸铁锂）；电解液、动力电 池和隔膜的全球市占率在 60%-70%，三元正极材料的份额低于 60%。

2.1 产业技术业态创新更劲

技术催动变革，量能的积累将引发质的突破。从绝对数量来看，经过数年的发展，全球新能源汽车 的产销量已突破 300万台/年，产值突破 3000亿元，产业规模蔚为可观，且造就出如 Tesla、宁德时 代一众的明星上市公司。然而，相比于已发展了一百多年的燃油汽车，新能源汽车技术业态的革新 仍远未停息，无论是造车新势力、固态/燃料电池、SiC器件、大功率/无线充电等都尚处于起步阶段， 新技术的萌生到茁壮将一次次颠覆产业格局，新的赛道即意味着新的可能。

技术发展趋势：材料与工艺并进

新能源汽车的发展需要解决续航里程、充电速度和成本较高等痛点，动力电池作为关键零部件，长 期承担着能量密度提升以及成本下降的重任，主要包括两个方面：1）材料体系的升级，如高镍正极、 快充负极、硅基负极、固态电池、钠离子电池等；2）工艺的改进和升级，如大容量电芯、CTP技术、CTC 技术、刀片电池等，主要涉及物理层面的变化。

高镍正

高镍为正极材料主流发展方向之一。镍含量的提高能够提升正极材料的克容量，从而提升电池能量 密度。目前量产 NCM811 的电芯能量密度普遍在 240-260Wh/kg 之间，成组后系统能量密度超过 170Wh/kg，而 NCM523的能量密度一般在 200-210Wh/kg，随着镍含量的增减，能量密度还有进一 步提升的空间。但高镍低钴化降低了电池的倍率性能和稳定性，电池企业需要在高能量密度和安全 稳定性之间做出取舍、兼顾和平衡。另一方面，高镍体系由于降低价格昂贵的钴金属用量，可以降 低电池生产成本。

车企加快高镍电池装机。尽管目前国内市场磷酸铁锂有回潮趋势，但在高端车型和海外市场方面， 高镍三元仍然是主流的发展趋势。海外车企在高镍电池方面的装机较早。特斯拉从 Model 系列开始 便采用松下的 NCA 电池，随着供应商的多元化，NCM811和 NCMA 等其他高镍路线也相继被采用；现代 Kona EV 早在 18年便发布了搭载 LG 8系电池的版本；国内蔚来等造车新势力从 19年开始搭 载国内大厂的 8 系电池；之后大众、奔驰等欧洲车企以及福特、通用等美系车企也相继推出采用高 镍电池的新车型。从车企动向来看，高镍已是大势所趋。

电池厂材料厂跟进，头部企业率先受益。日本企业在高镍方面布局较早，松下主要采用 NCA 体系；国内宁德时代、比亚迪等头部企业则采用 NCM811 路线；韩国企业相对多样化，SKI 以 NCM 为主 并持续提升镍含量，三星 SDI 研发 NCA 和 NCM，LG化学则采取 NCM 和 NCMA 两条路线。在较 为关键的正极材料方面，中日韩企业都选择先与本土的正极材料厂商合作，并且电池厂本身也具备 一定的技术积累和量产能力，这也导致全球正极行业在短期内仍将维持相对分散的格局。

硅基负极

当前普遍采用的人造石墨/天然石墨材料能量密度已经接近理论上限 372mAh/g，提升空间不大，理 论上限能量密度达4200mAh/g 的硅材料产业化进程进入提速期。纯硅作为负极材料时体积膨胀大， 多次充放电会引起颗粒粉化、SEI 膜重复生长消耗电解液，最终影响电池的循环稳定性，行业内一般 采取纳米化、复合化和体系匹配改进等改良方案。相比于晶体硅材料，氧化亚硅材料在嵌锂过程中 的体积膨胀大大减小，因此循环性能也得到了极大的提升，是目前行业内较为成熟的应用方案。

日韩技术较为领先，中国已实现量产。硅基负极材料于 1996 年由日立化成首次发明，目前技术较 为领先的厂家多集中在日韩，包括日本日立化成、日本信越化学、韩国加德士、韩国大洲、美国安 普瑞斯等。贝特瑞是国内最早量产硅基负极的企业，其他公司如杉杉股份也具备较强的技术积累和 量产能力。

钠离子电池

钠离子电池有望成为新能源领域补充的技术路线。钠离子电池具有以下特性：1）能量密度弱于锂电， 强于铅酸。钠离子电池的电芯能量密度为 100-150Wh/kg，远高于铅酸电池的 30-50Wh/kg，与磷酸 铁锂电池的 120-200Wh/kg 有重叠的范围，与三元锂 200-300Wh/kg 的水平有较大差距。仅从能量 密度考虑，钠电池有望首先替代低速电动车、储能等市场，但较难应用于电动汽车和消费电子等领 域。2）安全性高，高低温性能优异。钠离子电池热失控温度高于锂电池，具备更高的安全性，高低 温性能优于其他二次电池。3）倍率性能好，快充具备优势。依赖于开放式 3D结构，钠离子电池具 有较好的倍率性能，能够适应响应型储能和规模供电；在快充能力方面，钠离子电池容量 20%-80% 的充电时间只需要 10 分钟左右，快于锂电池。4）资源丰富，材料成本较低。钠资源地壳丰度是锂 资源的 440 倍，并且分布相对广泛；钠离子电池不使用锂、钴等价格较昂贵的金属，钠盐价格远低 于锂盐，负极集流体用铝箔代替铜箔，材料成本具有较大优势。

钠离子电池产业化应用有望加速。2010年之后，由于大规模储能市场的场景逐渐清晰以及产业界对 未来锂资源可能面临供给瓶颈的担忧，钠离子电池重新进入人们的视野。之后十年时间，全球顶尖 的国家实验室和大学先后大力开展钠离子电池的研发，部分企业也开始跟进。包括国际代表 Faradion 公司、国内代表机构中科海钠和钠创新能源以及锂电池代表企业宁德时代等。近期宁德时代发布旗 下第一代钠离子电池，电芯能量密度达到 160Wh/kg，低温和快充性能优异，并计划 2023年形成基 本的产业链。在钠离子电池方面，国内企业和机构相比海外竞争对手有研发和专利方面的优势。

CTP 与大电芯

结构创新层出不穷，CTP 和大电芯成为研发方向。除了材料本身的化学升级以外，通过做大电芯、 做大模组尺寸乃至完全去除模组的物理变化也是主要方法之一。比亚迪刀片电池通过将单体电芯尺 寸做大且在有限的空间内放置尽可能多的电芯单体、压缩多余连接件和结构件的数量的方式，提高 整个电池包的容量、电压、空间利用率，最终兼顾高体积能量密度、高安全性和低成本。宁德时代 采用高电压镍 55+大模组/CTP 的方式将系统能量密度提升至超过 180Wh/kg，同时降低成本，成为 高镍电池技术完全成熟之前的短期替代方案。LG 化学已经完成了一种全新的 "模块包集成平台"的 开发，可以在没有模块的情况下构建电池组，蜂巢能源推出了自己的 CTP 技术和产品，大众也计划 研发和使用 CTP 和 CTC 技术。特斯拉计划自产 4680电芯，也是继 1865切换成为 2170之后，电 芯体系和容量的又一次提升，有利于提升能量密度，降低结构件成本。

2.2 动力电池规模加速扩容，国内企业竞相出海

全球动力电池装机量处于快速增长的阶段。在全球新能源汽车渗透率持续提升的背景下，动力电池 装机量迎来快速增长。2016 年全球动力电池装机量仅为 43GWh，2020 年增长至 136GWh，期间 复合增速约 33%。2019 和 2020 年由于中国新能源汽车市场放缓导致动力电池需求增速较低，从 2021年开始全球电动车市场共振带来需求的强势回暖，上半年装机量达到 114GWh，同比增长 154%；预计 2025 年全球动力电池装机量将超过 1TWh。

中日韩瓜分全球市场。从 2017 年开始，宁德时代已经连续四年成为全球动力电池销量冠军，2020 年市场份额达到 25%，21 年上半年进一步提升至 30%。随着欧洲市场的崛起，韩系厂商近年来增 长迅速，LG化学市场份额已超过 20%，全球动力电池市场呈现出“两超多强”的格局。除了宁德和比 亚迪之外，21年上半年中航锂电、国轩高科、远景 AESC等国内企业也进入行业前十，5家中国企 业的市场份额合计达到 43.2%，而韩国 3 家合计占比34.9%。

动力电池行业资金壁垒高，技术迭代快，龙头优势明显。在资本开支方面，1GWh 电池产线需要投 资 3-4亿元，一般需要建设 5GWh以上的产能才能达到较好的规模效应，全球主流电池企业的产能 规划都已经达到了 100GWh以上的规模。电池的技术迭代较快，意味着需要不断地投入研发才能保 持技术的领先性和前瞻性，中小企业在技术研发和资金方面存在劣势，龙头的先发优势有望长期维 持。国内企业宁德时代在产能和出货规模、盈利能力、客户群体方面已经比肩甚至超越竞争对手， 在技术研发和专利方面也在加快布局。

海外主机厂争夺优质电池资源，国内二线厂商迎来发展良机。为保障大规模电动化计划顺利实施和 供应链的安全稳定以及提升议价权，海外主流车企率先打破原有的单点或 AB 点的供应格局，逐渐 向多点供应拓展，并通过合资、入股、签订长协等方式与国内的二线电池厂商进行更加深入的绑定。

全球车企对优质资源的争夺为二线电池厂商带来了良好的发展机会，具备技术研发以及产能规模优 势的企业有望得到海外客户的认可和订单机会，例如国轩和大众、孚能和戴姆勒之间都有较深入的 股权绑定关系；欣旺达、蜂巢能源、远景 AESC 等企业也开始供货海外主机厂。

经过过去十年的战略培育，国内电动车产业已在产业链体系、产能规模、成本客群上积累了较强的 竞争实力，在下一个十年，来自欧美日韩等技术强国的追赶亦将愈演愈烈，在行业的高景气增长下， 建议更多关注以技术研发见长，具备科技硬实力的成长型企业。

三、 光伏跟踪支架：国内企业加快抢占全球份额

3.1 跟踪支架快速增长，欧美企业主导

跟踪系统具有更好的发电效率，助力度电成本下降

光伏支架可主要分为固定支架及跟踪支架，固定支架主要包括最佳倾斜角固定式以及固定可调式， 跟踪支架主要包括平单轴、斜单轴和双轴支架。相对固定支架，跟踪支架能够根据太阳位置，间歇 驱动电机带动机械机构，使光伏组件全天跟随太阳位置运动，从而减小太阳光的入射角度，提高光 伏组件对太阳能的吸收率。

跟踪支架具体选型与项目所在地维度和地形等密切相关，平单轴跟踪光伏支架因性价比较高，得到 了广泛的应用，尤其在中低纬度地区，平单轴跟踪光伏支架能够显著提高光伏发电系统的发电量。跟踪支架更多地应用于集中式地面电站，分布式光伏电站项目地往往存在项目场地有限、光照条件 一般等问题，安装跟踪支架的经济性偏弱。

和传统的固定式光伏系统相比，通常平单轴跟踪技术能为光伏电站带来 15%~20%的发电量提升， 在一些光照资源丰富的低纬度地区，甚至能带来 20%以上的发电量提升。

从成本端看，与固定支架相比，跟踪支架系统的结构更为复杂，投资成本相对更高。据统计，2020 年美国 100MW 的光伏地面电站的单瓦投资约 1.01 美元，较固定支架系统高 7%；具体到结构平衡 系统（Structural BOS），跟踪支架成本较固定支架高约 4美分/W。

以中信博的跟踪支架和固定支架的单瓦收入为例，2017-2020年，跟踪支架单瓦价格约固定支架的 2 倍及以上。

除了投资成本相对较高以外，后期的运费成本也相对略高；据统计，2020年美国 100MW 地面电站 采用跟踪系统的运维成本较固定支架系统高 1 美分/W。

采用跟踪支架虽然会增加初始投资和运维成本，但由于具有明显的发电增益，能够实现更低的度电 成本。参考中信博参编的发表在能源期刊《Joule》的论文研究结论，对全球大部分地区的光伏开发 商而言，双面组件+单轴跟踪器的组合能够有效的降低度电成本，是经济性较优的策略。根据彭博新能源的统计，2021 上半年采用跟踪支架系统的光伏电站项目的全球平均度电成本约 38 美元/MWh， 明显低于采用固定支架的光伏项目。

我们估算，2020-2024年全球跟踪支架需求的复合增速（按容量）有望达到 34%，美国以外地区的 跟踪支架需求增速有望达到 45%。

美国主导全球跟踪支架需求，新兴市场有望兴起

近年，随着光伏需求的增长以及跟踪支架性价比的提升，全球跟踪支架出货量呈现快速增长。根据 Wood Mackenzie统计，2020年全球光伏跟踪支架出货量 44.4GW，同比增长 26%；跟踪支架市场 需求的快速的增长也推动了主要跟踪支架企业出货量的快速增长。

美国是全球最大的跟踪支架市场，按照彭博新能源的统计，2020年全球跟踪支架出货 47.5GW（与 Wood Mackenzie 统计口径略有差异），其中美国市场需求 23.4GW，占比约 50%；据估算，2020 年约有 11.7GW 的跟踪支架以囤货的方式用来锁定投资税收抵免优惠，这部分支架将用在 2020 年 之后的项目建设，推算美国 2020年实际应用的跟踪支架约 11.7GW，相当于美国 2020年地面电站 新增装机的 80%。除了美国和中国以外，拉丁美洲、西班牙、澳大利亚、印度、中东等光照条件比 较好的地区的跟踪支架需求也较为旺盛，整体看美国以外地区跟踪支架渗透率远低于美国。

根据中国光伏行业协会数据，2018 年国内跟踪支架渗透率达 20%，较 2017 年提升 12 个百分点， 主要因为大量领跑者项目使用了跟踪支架；2019 年中国光伏电站市场跟踪支架占比为 16%，2020 年跟踪系统市场占比相较 2019 年上涨 2.7个百分点；未来国内跟踪支架的渗透率有望持续提升。

3.2 相比海外竞争对手，国内企业制造能力优势突出

在技术层面具备逐步实现超越的有利条件

与 NEXTracker、ARRAY Technologies 等美国跟踪支架巨头相比，国内跟踪支架企业起步相对较晚；近年，国内企业通过加大研发投入，聚焦高端产品，跟踪支架快速迭代，产品质量已能比肩海外龙 头，以中信博为代表的国内跟踪支架企业正在快速崛起。2020年，中信博跟踪支架出货量全球排名 第四，在亚太、中东等市场，公司的市占份额处于领先地位，反映了国内企业的产品竞争力。

近年，组件端的技术迭代加快，其中大型化趋势尤为明显。组件的技术迭代会推动跟踪支架的技术 升级，例如，大尺寸组件对跟踪支架而言意味着更重的荷载、更长的支架长度和宽度，需要跟踪支 架具有更牢固的结构以及坚固的横截面，以支撑额外的重量并保持对抗风效应的稳定性；由于一排 中装配的组串数量变化，支架的电气配置也会受到大尺寸组件的影响。因此，为应对组件的大型化， 需要对跟踪支架进行机械和电气参数进行重新配置，保证最优可靠性和最佳发电量。

由于全球头部的组件企业基本在中国，国内的跟踪支架企业拥有与全球头部组件企业更便利、更深 度的互动，从而有望更快捷地响应组件技术迭代，进而有望在跟踪支架技术层面取得领先。

在生产制造优势层面具有明显竞争优势

跟踪支架属于钢材加工制品，其经营模式大致可以分为三种：研发设计+生产制造；研发设计+委外 生产；生产代工。

研发设计+生产制造：采用此类经营模式的企业集产品研发、设计、生产于一体，该模式有利 于企业掌握产品研发、设计的核心技术、生产环节的核心工艺，保证产品质量及产品交付时间， 控制生产成本。

研发设计+委外生产：采用此类经营模式的企业将主要资源集中于企业的研发设计环节，而将 生产制造环节委托给外部厂商。采用此类模式的主要是国外支架供应商，为控制生产成本，在 生产成本较低的国家及地区寻找代工厂商。

生产代工：采用此类经营模式的企业只从事光伏支架的生产制造工作，专门为大型支架供应商 提供代工服务，企业的生产附加值较低。

目前，中信博采用“研发设计+生产制造”的经营模式，而海外竞争对手以欧美企业为主，普遍采用 “研发设计+委外生产”的经营模式；相对而言，中信博经营模式具有生产成本低、产品质量可控性 高、交付能力强等优点。随着国内外主要跟踪支架企业技术水平的拉近，海外主要竞争对手“研发 设计”的优势不再明显，制造方面的劣势就会凸显。

2020 年，中信博完成常州生产基地四期建设，支架产能达到 6.4GW；另外，正在开展 IPO 募投项 目建设，拟在安徽繁昌生产基地投资约 5 亿元建设 2.8GW 产能。2020 年，中信博印度公司成立， 主营光伏支架的生产与销售，有望在海外设置生产基地，以更好地拓展海外市场。

四、 大功率风电机组：国内企业加速赶超海外

4.1 厚积薄发，陆上风机大型化速度加快

风机大型化对应的是零部件制造能力的升级。风力发电机组发电是利用叶轮接收风能，将风能转化 为机械能，再将机械能转化为电能的过程。整体来看，叶轮吸收的风能与叶轮扫风面积成正比，与 风速的立方成正比，因此，在相同的风速条件下，提升叶轮吸收的风能需要增大叶轮直径，即对叶 片的长度提出更高的需求；在风切变较高的区域，通过增加塔筒高度可以提升轮毂处的风速，从而 在相同的叶片长度下可以提升叶轮吸收的风能。叶轮吸收风能增加后，通过传动结构的匹配设计， 可以提升风电机组的额定功率，从而实现风机的大型化。因此，在同样的风资源条件下，风机的大 型化往往对应的是更长的叶片以及传动装置（轴承、齿轮箱、发电机等）的功率大型化，也就对应 核心零部件更高的制造难度。

风机大型化是风电产业长期以来的发展趋势。根据中国风能协会的统计，2018年我国新增装机的风 电机组平均单机容量为 2.18MW，2.0-2.5MW 机型是主流机型；2010-2018年，国内单机容量整体 处于 2-2.5MW 机组替代 1.5-2MW 机组的进程，单机功率逐渐提升；海外也呈现了类似的单机功率 逐渐提升的情况。但是，过去十年，国内风机大型化的速度并不快，参考国内风机龙头金风科技 2020 年的风机出货情况，2S 机组仍然是主力机型。

十四五期间，国内陆上风机单机容量增长曲线将快速陡峭。一方面，从以金风科技为代表的风机企 业在手订单结构可以看出，大兆瓦的产品订单明显提升，截至 2020年底金风 3MW 以上产品订单占 比达 54%，较 2020年交付的大兆瓦产品比例明显提升。另一方面，从 2021年招标情况看，单机容 量 4MW 及以上机组逐步成为三北及西南地区主力机型；国家电投 2021年度第十二批集中招标采购 的风电机组约 2.4GW，其中单机容量 4MW 以上的容量占比达 63%。可以预期，自 2021 年起，国 内陆上风机的单机容量增长速度将明显加快。

风机招标机型快速大型化是多年技术积累的结果，并非技术的突变。虽然从应用端看，风机的大型 化趋势明显加速，但其中主要原因是 2020年抢装的陆上风电项目主要为 2018年及以前核准的项目， 风机选型往往采用的老机型，2018-2020 年风机企业推出的新机型并未在 2020 年抢装中得到大规 模应用。实际上，近三年风机加快迭代，风机企业加快推出新产品，新的陆上风机单机容量逐年提 升，在 2020年的北京国际风能展上，明阳等风机企业已经推出单机容量超过 6MW 的新品，但整体 看，风机企业推出大兆瓦机型是一个渐进的过程。

近年风机技术的快速迭代是风电行业去补贴倒逼的结果。从近年的北京国际风能展上主流风机企业 推出的新机型可以看出，风机技术进步的速度在加快，叶轮直径和单机容量快速增长，其中原因包 含风电行业去补贴倒逼的影响。从 2010-2014 年，风电标杆上网电价保持稳定，2015 年小幅降低 一至三类地区标杆电价，2017 年以来，风电标杆电价快速下降，2019 年国家发改委发布《关于完 善风电上网电价政策的通知（发改价格〔2019〕882 号）》，明确 2021 年新核准陆上风电项目不予 补贴；在此背景下，风机企业不得不加快技术创新的步伐，单机容量的大型化则是风机企业应对行 业快速去补贴的结果。此外，近年光伏行业迅猛发展，也一定程度倒逼风机加快技术进步步伐。

海上风电的快速发展助推陆上风机的大型化。风机大型化的核心是零部件制造能力的提升，近年， 国内海上风电在政策支持下快速发展，海上风电产业链逐步成熟。海上风电采用相对陆上风电单机 容量更大的机组，例如，明阳批量交付的海上风机单机容量超过 5.5MW、叶轮直径超过 155米，因 此，海上风电的发展一定程度助推了陆上风电机组的快速大型化。

4.2 风机大型化推升国内风机企业的全球竞争力

国内风机企业参与海外市场竞争的力度较小。海外长期以来，海外风机市场由海外的以维斯塔斯、 GE、西门子-歌美飒为代表的风机巨头把持，国内风机企业较少参与海外市场的竞争，金风科技十 三五期间风机出口规模约 2.9GW，同比增长约 204%，约占公司十三五对外销售总量的 8%左右。2020 年，全球风电主要的海外市场是美国和欧洲，合计约占海外市场总量的 75%，这两个大的海外 市场主要由海外风机企业主导。

全球化布局成就海外风机巨头。海外主要的风机企业包括维斯塔斯、GE、西门子-歌美飒等，其中 丹麦企业维斯塔斯是全球最大的风机企业，2020年风机出货达到 17.2GW，根据 Wood Mackenzie 的统计，2020年维斯塔斯在海外陆上风机市场的份额达 33.7%。整体看，维斯塔斯在全球的布局较 为均衡，2020 年风机销往全球 40 个国家和地区。

长期以来国内风机单机功率低于海外主要国家，不利于国内风机企业参与海外竞争。长期以来，受 技术、风资源条件等因素影响，国内风机单机容量偏小，2018年，国内平均单机容量 2.18MW，约 德国平均单机容量的 67%。2017 年，维斯塔斯新增风机订单中，4MW 平台产品（单机容量 3.45-4.2MW）订单的占比约三分之二，2MW 平台产品订单占比约三分之一，说明当时海外的陆上 风机需求已经以 3-4MW 机组为主，而如上所述，2020 年金风交付的风机产品中，2S 产品（单机 容量 2-3MW）容量占比超过 80%。因此，由于国内主流风机产品单机容量相对较小，国内风机企 业参与海外市场竞争面临一定劣势。

国内风机企业在风机单机容量方面已经呈现赶超海外之势。随着近年国内风机技术迭代的加快，国 内风机企业面向市场的产品已经全面升级，从单机容量角度来看，2MW 级别的产品已经基本退出， 单机容量 3.6MW 以上的产品成为主流产品，单机容量 6MW 以上的产品开始涌现并获得订单。而海 外市场竞争格局相对稳定，以美国为代表的主要海外风机市场基本处于由 GE、维斯塔斯、西门子歌美飒三家寡头垄断的格局，近年风机产品迭代速度相对较慢。目前，海外风机巨头在单机容量方 面相对国内企业不占优势，而从叶轮直径来看，国内陆上主流风机产品的叶轮直径即将迈入以 160 米及以上为主流的时代，大概率将在未来一两年超过海外。

单机容量赶超的同时，价格优势将会更明显。如上所述，国内风机大型化带来较明显的招标价格下 降，从维斯塔斯披露风机订单价格来看，海外风电机组价格近三年稳定在 0.7-0.8 欧元/W（折合人民币 5.3-6.1 元/W）之间，明显高于国内市场价格。因此，从成本端看，国内风机企业的竞争力也 呈现边际提升。

国内风机有望加速出海，驱动海外风电市场加快发展。整体看，全球风电市场较为集中，中国、美 国、欧洲占据全球绝大部分新增装机，新兴市场的装机占比较小。随着国内风机企业竞争力的提升 以及扩大风机出口力度，海外风电市场在风机供给方面将呈现显著变化，中国的优质供给有望带来 海外市场风电投资成本的快速下降，进而刺激海外风电装机需求。

五、 工业自动化：技术逐步追平外资，份额加速提升

5.1 产品技术壁垒高，涵盖软硬件多门类技术

工业自动化是指在工业生产中应用各类自动控制、驱动和采集设备，实现机器替代人工进行生产制 造的技术，主要产品包括变频器、伺服系统、步进系统、HMI、PLC、传感器及相关仪器仪表等。工业自动化控制产品作为高端装备的重要组成部分，是发展先进制造技术和实现制造业自动化、数 字化的关键。工业自动化产品下游应用行业广泛，可以分为过程控制工业和离散控制行业两大类别：

（1） 过程控制工业：以流程行业为主，包括石化、冶金、电力、市政等多个行业，主要应用产 品包括大型 PLC、HMI、高/低压变频器、各类传感器及仪器仪表；

（2） 离散控制工业：以工厂自动化技术为核心，下游行业包括机床、半导体、锂电、纺织、印 刷、包装等多领域，主要应用产品包括中小型 PLC、HMI、伺服系统、低压变频器、各类 传感器及仪器仪表。

从工业自动化的系统结构来看，一个完整的工控系统包括控制层、驱动层和执行层三个层级，相应 的产品可以分为驱动类、控制类、反馈类、执行机构类等。从市场份额和应用范围来看，低/高压变 频器、伺服系统、PLC&HMI 为目前应用最为广泛的核心工控产品。

从技术层面来看，工业自动化领域的核心技术包括电力电子技术、现场通讯技术、控制技术等，分 为产品硬件结构设计和软件算法开发两个方面。此外，基于通用技术平台，在部分特定行业应用产 品中，还需要产品厂商对生产工艺有足够认知、积累较多的行业工程经验。从技术壁垒来看，近年 来随着电力电子技术的成熟，与电机驱动相关的控制技术难度有所降低；但是应用于高动态响应、 高精度定位场景的运动控制技术和应用于大型复杂系统的控制技术仍然具有较高的技术壁垒。尽管 硬件方面的技术在逐步成熟，但是由于控制系统的复杂程度加大和智能化需求上升等趋势，对于软 件控制算法方面的技术难度在上升，整体来看，目前工业自动化仍然是一个高技术壁垒的行业，业 内如汇川技术、信捷电气、伟创电气等领先企业均保持着 7-10%之间的高研发费用率。

从产业链上下游来看，工业自动化的下游为工业生产的各个行业，在过程控制工业与离散控制工业 中均有大量应用；上游则为功率半导体器件、芯片、电子元器件及金属结构件等，具体包括 IGBT 模 块、电容电感电阻、钣金件、MCU、DSP 芯片、 PCB 板 、磁性器件、低压电器、连接器、光电 器件、传感器、编码器等。目前 IGBT模块、DSP 芯片等电子零部件仍然以外资供应商为主，其他 零部件主要均可由国产品牌提供。

从技术发展趋势来看，目前工控行业正处于由自动化向数字化转型的转折点，对于软件能力的需求 在快速上升。从外资企业目前实施的数字化项目案例来看，制造业的数字化主要包括制造规划、机 电一体化概念设计、生产线设计、人体/机器人仿真、工厂仿真、过程仿真这几大环节，需要自动化 企业对具体行业的生产工艺流程、机电设备原理、产线布局、物流设计、自动化调试等方面均有深 入的了解。我们总结，在当前阶段如果要实现向客户提供数字化解决方案的能力，需要自动化企业 具备三方面的能力:

（1） 软件开发：涉及工业物联网平台的搭建，底层设备与上层应用的数据交换，与 MES、ERP 等系统的融合等，需要企业具备较强的 PLM、ALM 等工业软件能力。

（2） 自动化技术：伺服、变频器、PLC 等产品作为主流的自动化设备，是工业界向数字化转型 的基础，例如西门子的新一代工控产品，均为将来的数字化升级做了一定的准备，包括 S7-1500 PLC能够无缝集成到 TIA 博途中并且具有独立 IP 端口将数据上传网络，在电机 等执行设备上加装 smart box 进行数据采集及传输等。

（3） 行业工艺理解：满足客户需求的数字化方案是建立在自动化企业对不同行业生产工艺的深 入理解之上的，若没有对不同行业制造流程的了解，在前期项目评估咨询阶段就很难设计 出真正符合客户需求的数字化方案。

头部自动化企业在自动化技术和行业工艺理解上均有深厚的积累，但是软件能力一直是传统自动化 企业的相对薄弱项。在近十年，我们可以看到西门子、施耐德等龙头企业通过外延并购，在大幅提 升软件能力，以引领工业界的数字化转型趋势。西门子在 2007年 35亿美元收购了 UGS，其开发的 NX、Teamcenter工业软件是西门子 PLM 软件的重要组成部分，目前西门子已成为全球前三的工业 软件公司；在 2016年，作为实现公司 Vision 2020愿景举措的一部分，西门子收购了 ALM 软件公 司 Polarion，该公司是业内第一个提供基于浏览器的应用程序生命周期管理企业解决方案的厂商， 西门子通过在 PLM 软件组合中加入 Polarion，进一步提升了公司提供数字化解决方案的能力。施耐 德在近年内收购了 Invensys、AVEVA 等多家知名工业软件公司，使得公司在已有的配电和自动化技 术上，研发了多款具备互联互通功能的下一代产品，并且推出适用于工业、电力、数据中心等多个 行业数字化解决方案的 EcoStruxure 工业物联网平台。

展望未来，从技术能力上看，国产品牌与外资企业在自动化领域的驱动技术、控制技术等方面的差 距在日趋缩小，对应的在例如低压变频器、伺服系统和 PLC等主流产品市场，我们预计国产品牌产 品的性能参数将逐步追平外资。但是在数字化赛道上，外资目前产品布局和技术储备相对领先，国 内企业仍然需要加大在数字化技术领域的投入。

5.2 市场空间广阔，国产品牌加速实现进口替代

根据睿工业的数据，20 年国内工业自动化市场规模为 2502 亿元，其中项目型市场规模为 1560 亿 元，OEM 市场规模为 942亿元。按照中国市场占全球市场规模约四分之一左右进行估算，则工业自 动化的全球市场规模超过 1 万亿元。近年来随着国内制造业的自动化升级及半导体、锂电等新兴行 业的大规模扩产，工控行业呈现较高的景气度，从行业增长的驱动因素来看，短期因素包括新基建 投资落地和新兴产业的快速扩张，长期因素则是疫情之后机器替代人工的趋势进一步强化以及政策 对芯片等短板行业的扶持力度加强。

从市场竞争格局来看，以 ABB、西门子和施耐德为代表的欧系品牌和以三菱、安川为代表的日系品 牌在全球工业自动化市场占据主导地位。其中，欧系品牌凭借产品技术实力和多年积累的品牌影响 力，在包括中国在内的主要区域市场占据第一梯队的位置，日系品牌则紧随其后。目前在国内市场， 国产品牌的份额在逐步提升，但是外资品牌依然具备一定的优势，整体市占率过半。

从行业应用层面来看，外资品牌目前仍然具备优势的领域主要为：

（1） 工况严苛、对稳定性要求极高的过程控制行业，如冶金、石化等；

（2） 对控制系统和驱动系统均有高要求的高端行业，如半导体、液晶、起重等；

（3） 外资进入时间早，开发了具备较强竞争力专机的行业，如暖通、造纸等。

国产品牌则在技术要求不高、对成本敏感、需要厂商配合进行工艺开发的领域中占据优势，如电梯、 纺织、木工、锂电、光伏等行业。

在低压变频器、伺服驱动等市场，从 17 年开始，国产品牌随着技术能力的提升，份额持续上升。 展望未来，我们预计在国内工控市场，整体竞争格局将呈进口替代加速之势。国产品牌除了在技术 上的持续追赶和客户服务上的固有优势之外，另一驱动份额上升的重要因素是在 20年疫情期间，国 产品牌抓住了外资由于产能问题导致无法及时交付的机会，快速响应客户，在多个行业突破了外资 建立的品牌壁垒。以伺服产品为例，在国内自动化市场，从产品定位来看大致的排序是欧系>日系> 国产品牌，近几年国产品牌在技术上已经追平台系品牌，与日系品牌的差距也越来越小，但是此前 受制于品牌认可度，在高端包装、半导体上游环节等复杂应用领域，难以进入日系占据较多份额的 市场。在 20年的疫情中，部分日系品牌由于复工较晚产品交期延迟，国产品牌通过保障伺服和 PLC 产品的及时交付，进入了多个高端客户的供应体系。从客户品牌选择角度来看，一旦原有供应商建 立的品牌壁垒被打破，新进供应商凭借价格、服务等优势，份额有望快速上升。因此，在新进客户 中份额的上升预计将推动国产品牌市占率的不断提高。

5.3 解决方案成为行业主流，国产品牌优势凸显

目前工控行业客户的需求在逐步从单一产品转向整体解决方案，这个趋势在制造业的中小企业客户 上更为明显。项目型市场的流程工业客户由于单体项目体量大、预算充足，通常由专业的系统集成 商提供设备集成服务；但是在 OEM 市场，工厂自动化领域的中小客户受制于成本和自身技术能力， 更希望自动化厂商能够提供打包解决方案，一方面可以降低整体采购成本，另一方面在使用便利性 和售后服务上也更有保障。

目前主流国产品牌均在发力行业解决方案，除了一直深耕行业解决方案的汇川之外，包括信捷电气、 禾川等企业也在扩充其产品阵营，通过完善从控制到驱动层的产品线布局，提升向客户提供整体解 决方案的能力。在行业解决方案领域，大部分品牌主要采用通用型产品+行业工艺包的方式；相比于 行业专机，这类方案具有更好的灵活性，并且更容易实现在硬件制造上的规模效应。

客户需求从单一自动化产品向整体解决方案转变的趋势，预计将有利于国产品牌份额的提升。国产 品牌在人力成本和客户服务上具备相对优势，在提供行业解决方案时经常会通过与客户共同进行程序开发来提升解决方案的适用性，这种共同开发的方式，将有助于国产品牌提高其行业工艺包的易 用性和丰富度。此外，通过提供整体解决方案，国产品牌提供的产品能够更加匹配客户的实际生产 工艺需求，弥补单一产品在部分性能指标上相对于外资产品的劣势，提升在产品端的竞争力。

展望未来，从当前国内制造业机器替代人工加速和客户需求向行业解决方案转变等趋势上来看，我们预计工业自动化行业将保持较高的景气度，国产品牌份额有望持续提升。

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