【国君总量联合行业】决胜未来信息与能源格局的中国力量——科创强国主题系列三

Original 国泰君安策略团队一观大势 2022-11-17

作者：方奕/董琦/李沐华/王彦龙/庞钧文/苏徽

【本报告导读】:实现科技自立自强是保障发展安全和提升国家竞争力的必由之路，看好半导体装备、军工装备、能源装备、高端新材料、计算机信创和通信设备等高端制造领域投资机会。

摘要

▶统筹高质量发展与国家安全是中国式现代化的新要求。重要会议下的重要性。在当前大国博弈、贸易摩擦、地缘风险和经济转型的持续演绎下，国家安全的重要性越来越高，未来要通过新发展格局、新动力格局和新安全格局三个抓手，统筹发展和安全。

▶在制造中寻找“逆流而上”的力量。在我国经济转型升级和海外科技封锁加剧的背景下，增强核心科技实力，实现科技自立自强是保障发展安全和提升国家竞争力的必由之路。在盈利普遍承压的背景下，高端制造领域受益于能源变革、数字经济等结构性需求增量，享受金融信贷、产业规划等政策供给倾斜，具备资本开支拐头向上的强劲动力，尤其是高端制造龙头公司凭借充沛的现金流与更强的产业链资金侵占能力扩张意愿更强。新的趋势已经开始形成，选股思路为在制造中寻找“逆流而上”的力量，看好半导体装备、军工装备、能源装备、高端新材料、计算机信创和通信设备等高端制造领域的投资机会。

▶计算机：科技有国界，IT架构独立自主势在必行。美对华芯片出口管制新规试图切断我国CPU/GPU自主能力，我国数字经济发展必须基于自主可控的基础软硬件架构。从党政、金融到行业信创，2023年信创业绩有望显著反弹，预计2027年我国信创PC和信创服务器年出货量分别超千万和两百万台以上，信创产业年市场空间将超过2千亿元。关注鲲鹏产业链、核心基础软件以及办公系统、经营管理系统投资机会，推荐金山办公/海量数据/东方通/太极股份/格尔软件。

▶通信：看好光芯片国产替代和能源安全下的海缆环节。激光器芯片：高速率芯片长期海外垄断，25G速率以上芯片国产率低于10%，推荐国内专业光芯片厂商仕佳光子，以及一体化厂商光迅科技；调制器芯片：铌酸锂调制器长期以来90%份额为海外垄断，当前该领域迎薄膜化升级，升级后可实现自主可控，面向2025年市场空间有望超过60亿，推荐光库科技；海缆：十四五规划宏大，2023-2025年景气预期在Q3承压后快速回升，单位容量海缆价值量有望持续提升，头部厂商同时布局海风工程，受益面将持续扩大。推荐亨通光电/中天科技/长飞光纤。

▶电新：看好钠离子及钒电池产业化，风电产业链景气度长期向好。钠离子电池产业化过程中，材料和相关电池企业都将充分受益。负极集流体铝箔使用量翻倍，正极看好金属层状氧化物企业。推荐振华新材/鼎胜新材/贝特瑞/容百科技/华阳股份。钒电池电堆及材料端技术壁垒较高，PCS环节推荐固德威；EMS环节受益中电兴发；电解液环节推荐钒钛股份；隔膜环节受益东岳集团。国内风光大基地等新能源项目需求充足，风电行业整体景气度未来长期向好，推荐明阳智能/三一重能，受益金风科技/运达股份/电气风电。

科创强国主题推荐方向及个股列表

完整报告请查看：《决胜未来信息与能源格局的中国力量——国君总量联合行业·科创强国主题系列三》20221111

计算机：科技有国界，大国IT架构独立自主势在必行

4.1. 我国数字经济的发展必须基于自主可控的基础软硬件架构

美国政府推出芯片出口管制新规，我国CPU/GPU自主化能力待提升。2022年10月7日，美国商务部工业和安全局推出了芯片出口管制新规，针对包括海光信息、天津飞腾、成都申威、景嘉微在内的28家超算及AI相关的实体清单企业实施外国直接产品规则，严格限制在含有美国技术与产品的产线上进行流片，并且针对中国境内晶圆厂16nm或14nm及以下制程的非平面晶体管结构（FinFET或GAAFET）逻辑芯片、半间距不超过18nm的DRAM存储芯片、128层及更高层数的NAND闪存芯片产线上使用美国技术与产品施加管制措施。目前我国六大信创CPU厂商华为鲲鹏、天津飞腾、海光信息、上海兆芯、龙芯中科、成都申威以及GPU厂商景嘉微在售的主力芯片制程均在16nm及以内。

大国IT架构的独立自主势在必行，我国数字经济的发展必须基于自主可控的基础软硬件架构。无论是俄乌冲突爆发后美欧将其掌握的基础软硬件对俄罗斯断供，还是美国政府推出对华芯片出口管制新规以切断我国CPU/GPU的自主化能力，都充分表明在大国竞争中将IT基础软硬件建立在“全球化”的根基上是不可靠的，大国IT架构必须坚持独立自主的发展道路。2022年国务院政府工作报告中强调，“促进数字经济发展…加快发展工业互联网，培育壮大集成电路、人工智能等数字产业，提升关键软硬件技术创新和供给能力”。我们认为此次美国芯片出口管制新规会进一步提高全社会对IT架构自主可控紧迫性的认知，加速信创产业的推进和国产基础软硬件的普及推广，为我国数字经济的长久稳定发展打下坚实基础。

4.2. 从党政、金融到行业信创，2023年信创业绩有望显著反弹

目前党政和金融行业的信创落地最快，到2023年信创有望在关键行业全面展开。从信创在各行业的落地情况来看，党政部门和金融行业的信创渗透率处于第一梯队，二者早在2014年便都开始系统性的进行基础软硬件国产化试点。其中党政部门是信创产业的培育者和先行示范者，在中央财政支持下在2020年最早进入规模化采购阶段，金融行业的IT自研能力强，通过将信创与自身IT架构分布式转型紧密结合，在信创推进中仅次于党政。电信、交通、电力、石油、航空航天等行业处于信创渗透率的第二梯队，教育、医疗行业的信创渗透率最低，处于第三梯队。2020年以来党政和金融行业信创实现了快速推进，信创应用场景持续丰富，应用规模快速扩容，推动信创产品的成熟度和好用性有显著提高，信创产品供应链的多元化和韧性也在不断强化，供给能力持续提高。我们预计到2023年，信创有望进入到全新的规模化、常态化采购阶段，将在关系到国计民生、公共利益的各大关键行业实现全面推广，产业规模将提高至新的水平。

中性情况下，预计至2027年我国信创PC的年出货量将达到1000万台。信创PC的潜在替换场景为党政机关及核心事业单位、国防特殊行业、公立教育及医疗行业、央国企等。根据IDC数据，2017年我国政府、教育及大型企业商用电脑出货量分别为360万台、510万台、560万台，考虑到商用电脑6年的生命周期，年出货量乘以6可以作为电脑存量的近似参考值，并适当考虑涉密电脑数量，我们预计前述相关行业的PC存量合计达到8650万台，考虑到不同行业未来信创PC的渗透率有所区别，我们预计中性情况下，至2027年信创PC的年出货量将达到1000万台。

中性情况下，预计至2027年我国信创服务器的年出货量将达到200万台以上。根据IDC数据，2020年我国x86服务器出货量344万台，其中互联网、电信、政府、金融行业x86服务器采购量分别为146.5、39.8、39.7、31.9万台，合计占比达到74.9%。根据IDC预测，我国服务器整体出货量在未来将保持每年约10%-5%增速，我们将各行业服务器出货量参考行业增速，并考虑不同行业信创渗透率，测算得到中性情况下，至2027年信创服务器的年出货量将达到200万台以上。

2023年开始行业信创有望接棒，成为信创板块增长的核心驱动力。2020年至2022年间，党政信创的推进带动了信创PC出货量，从2023年开始，我们预计存量空间更大的行业信创将正式启动，将推动信创PC的出货量实现持续的增长。服务器出货方面，随着2023年党政信创从电子公文信创向电子政务信创深入，行业信创逐渐开始推进从办公系统、到经营管理系统、再到一般业务系统及核心业务系统的替换，对信创服务器的需求都将保持快速增长，推动服务器出货量在未来迎来更大的弹性。

预计至2027年，信创产业年市场空间将超过2000亿元。信创产业主要包括基础硬件、基础软件、应用软件、云服务、系统集成等环节，我们测算至2027年，信创PC及服务器年市场空间合计将达到1600亿元以上，其中信创CPU的年市场空间将达到400亿元以上；以操作系统、数据库、中间件为代表的的基础软件年市场空间合计将达到300亿元以上；办公软件、保密软硬件、OA、ERP等信创应用软件也将迎来快速发展。

2023年信创板块业绩有望出现明显反弹。2022年是党政信创的“小年”，党的二十大在10月底召开，导致地方政府的信创招投标普遍压缩在最后2个月进行，考虑到“招标-开标-实施-验收”存在一定周期，能够在2022年完成验收的党政信创项目较为有限，使板块业绩承压。而2023的招投标节奏预计会恢复至相对正常的节奏，通常在全国两会结束后党政信创招投标就会批量启动，板块业绩有望出现明显的反弹。

投资建议：关注鲲鹏产业链、核心基础软件以及办公系统、经营管理系统投资机会。信创板块建议核心关注三条投资主线，其一，美国信创出口管制新规会对未来信创CPU格局的预期产生影响，华为鲲鹏有望率先解决流片难题，从而再次获得市场先发优势，鲲鹏产业链成长逻辑更为顺畅；其二，软件股受外部冲击的实质影响较低，未来成长空间更大；其三，央国企的办公系统、经营管理系统替换难度较低，未来几年有望优先进行替换，相关厂商的业绩释放会更快。推荐金山办公、海量数据、东方通、太极股份、格尔软件等。

通信：光芯片需国产替代，海风助力能源安全

通信：看好光芯片国产替代逻辑在国家自主可控背景下持续演绎；同时推荐能源领域景气预期明确扭转向上的海风海缆环节。光芯片层面，1）激光器芯片：高速率芯片长期海外垄断，25G速率以上芯片市占率低于10%，当前背景下国产替代需求、动力强劲。推荐国内专业光芯片厂商仕佳光子，以及一体化厂商光迅科技；2）调制器芯片：铌酸锂调制器是电信网络最核心的应用部件，长期90%份额为海外垄断。当前该领域迎薄膜化升级，升级后可实现自主可控，面向2025年市场空间有望超过60亿，推荐光库科技。海缆层面，十四五规划宏大，2023-2025年景气预期在Q3承压后快速回升。预料十四五期间竞争格局稳固，单位容量海缆价值量有望持续提升，头部厂商同时布局海风工程，受益面将持续扩大。推荐亨通光电，中天科技，长飞光纤。

5.1. 光芯片：下游模块份额提升，但高端芯片海外垄断

5.1.1. 激光器芯片：高速率海外垄断，国内厂商待突破

激光器芯片（光发射芯片）位于光通信系统的发射端，是最为核心的重要元件。激光器芯片的功能是将电信号转换为光信号，是光通信系统平稳运行最不可或缺的元件之一。当前，激光器芯片主要封装在光收发模块中的发射端组件中（如上图），为其工作提供一个保护和适宜的环境。同时，当前光通信系统走向更高的端口速率，高速率的激光器芯片的国内供应便成为重中之重。

我国光芯片的市场来自于强劲的需求侧和份额提升。对我国光芯片市场增长结构进行拆解，可以发现主要有三要素组成。对于全球模块市场，主要预测机构Yole、Ovum、Lightcounting等分别预测2020-2025 复合增长率从12%-15%不等，而我国光芯片能实现超越全球平均光模块增速的增长，主要是来源于下游份额的持续提升和价值量的不断提升。

下游我国光模块份额持续提升确定性强。从我国发展历史看，三大红利持续驱动，分别为市场红利，人口红利和工程师红利。市场红利从过去到现在一直持续。电信网络包括固定接入网，无线接入网，传输网。在固定接入网，我国有全球最大FTTH网络；在骨干传输网，我国有全球最大100G光网络，而在无线接入网，我国5G建设规模全球领先。另外，长远看，我国数据中心领域的建设将持续超前全球，有望在全球体量排名前列。人口红利方面，光通信器件产业是技术密集型+劳动密集型，绝大部分上市企业主要员工占比为生产员工；工程师红利：围绕高校、科研院所，及新飞通、索尔思知识外溢效应，形成武汉、四川、江苏浙江、广东等四大产业聚集地。在三大红利的驱动下，我国模块厂商已经辐射到终端海内外主要设备商、运营商客户，下游本土国际化趋势不断加深，使得上游光芯片厂商辐射范围更加广泛。

价值量要素看，各场景高速率模块逐渐应用，高端光芯片成本占比不断提升。在全球流量持续增长的背景下，光模块不同的应用场景均逐渐迎来向更高速率升级浪潮。数通市场当前正经历100G->400G升级浪潮，而电信领域的无线接入网、PON则正分别经历10G->25G和10G->50G PON等的升级，传输网则100G以上模块将结合各种调制、解调技术进行更高速率的应用。25G及以上的单通道速率使用逐渐广泛，高速光芯片应用空间不断扩大。传统的40/100G光芯片成本占比约25%，而400G及以上的模块光芯片成本可达40%以上。

我国25G及以下已经实现自给，更高速率和集成度上仍为海外垄断。根据ICC预测，2019-2024年，中国光芯片占全球市场总体在持续提升。其中2.5G以下我国厂商已经有超过90%的占有率，而10G和25G在2022年市占率分别将达到60%和40%，但25G以上的光芯片市占率还很低，2022年大约为10%。但考虑到高速率的光模块占全球光模块市场绝大部分的份额，也意味着高速率的芯片也占光芯片市场绝大部分份额。国内光芯片厂商2020-2021年已经陆续在25G速率上实现突破，而随着国内对50G、100G的产品进行研发和试样，未来国产空间发展巨大。

5.1.2. 调制器芯片：骨干网核心元件，应用空间宽广

铌酸锂调制器是高速光通讯网络发射端对信号调制的关键器件。电光调制技术主要是借助晶体材料的线性或非线性效应将光信号加载在光波上进行远距离、大容量传播，是所有光通讯系统发射光信号前必不可少的步骤。而承载这一功能的器件即电光调制器。由于铌酸锂晶体在光损耗、工作带宽、电光效应等综合表现效果最好，因此目前现网绝大多数核心骨干网的电光调制器是最成熟的铌酸锂材料。

电信网络扩容升级，带动高速率调制器需求高速增长。随着5G网络和数据通信的高速发展，带动核心光网络向超高速和超远距离传输升级，同时城域网也逐渐从100G向200G、400G线路侧端口升级，带动全球通信设备商100G、200G、400G及400G+端口出货量快速提升，高速率调制器市场不断扩大。知名光电产业调研机构Ovum预测，2024年高速率100G以上调制器出货量将超过140万只，而2019年这个数字为90万只。

竞争格局看，铌酸锂调制器芯片以IDM模式为主，进入壁垒高，我国光库科技有望突围。铌酸锂生产线最早应用在10G/40G长距离通信端口，当前长距离端口已经从100G逐渐升级到400G。由于其属于高端利基市场，主要厂商均使用IDM模式，即设计、制造、封测全流程的模式进行生产，因此进入壁垒较高。海外主要巨头通过多轮资产重组、转让、兼并在持续动态演绎。当前，在电信骨干网铌酸锂调制器领域主要玩家有日本的富士通、住友、以及我国厂商光库科技，而目前海外占据我国90%以上骨干网铌酸锂调制器份额，国产替代空间宽广。

薄膜型铌酸锂可以实现更加小型化，2025年全球市场空间超过60亿元。当前，薄膜化是铌酸锂调制器重要技术改进方向，有望在保持原有光学性能下实现更小尺寸的封装，适应于未来核心网络端口密度不断加大的需求。我们市场空间简单测算如下：1）我们考虑薄膜铌酸锂调制器主要在骨干网通信的相干通信端口应用；2）平均价格为4美元/Gb。测算下2025年全球市场空间超过8.85亿美元，按汇率1：7测算全球市场2025年将超过60亿元。

5.2. 海底电缆：规划延续性高，受益单位价值量提升

5.2.1. 十四五规划宏大，地市级规划落地超预期

海上风电的发展推动海底电缆的需求，主要包括阵列电缆和送出电缆。我国海上风电场通常采用二级升压方案升高电压并送出，即风电机组输出电压经箱变升压至35kV后，分别通过35kV海底电缆汇流至110kV或220kV升压站，最终通过110kV或220kV线路接入陆上电网。我国现有已建海上风电项目大多使用35kV场内阵列电缆+220kV交流送出电缆的海缆配置。当前送出电缆逐渐向330kV、500kV更高电压等级进发，而阵列缆陆续向35kV发展。

海底电缆工程贯穿海上风电场工程的中期到末期。送出电缆的敷设需在风机吊装之前完成，而场内风机间阵列海缆则在风机吊装后敷设，通常一个风电场的风机吊装分批完成，阵列海缆的敷设同样分批进行。因此，海底电缆工程通常贯穿海上风电施工的中期到末期。海缆通常需在项目计划完工期提前一到两年进行招标，海缆厂商在中标后进行生产备货，随施工进度分批交货及确认收入。

十四五规划宏大，当前节点2023-2025年景气预期开始反映。我们整理各省份十四五海上风电预计装机和投建的规模，分别达到超过50GW和62GW。考虑到2021年大致完成了16.9GW，2022年预计完成4.5GW（当前市场中性预期），简单推算下，2023-2025年年均必须完成超过10GW以上的装机，才能完成相应的装机要求。我们认为在2022年年末的当前节点，前期行业淡季的承压期预期已经开始被2023年起的高景气的预期逐渐替代，行业板块预期开始反转。

地市级海风规划超预期，深远海规划赋予行业更高持续性。2022年10月底行业Q3业绩普遍预期普遍不高。但我们观察到，行业层面地市级规划超预期，首先是唐山公布13GW海风规划目标，后是潮州规划43GW海上风电，各地市中远期海风规划超预期，也利好相关地点有所布局的头部厂商。此外，各地对深远海的规划都远超十四五内的短期规划，赋予了行业更高的持续性。

5.2.2. 竞争格局良好，受益单位价值量提升

海缆行业壁垒明显，竞争格局良好。海缆行业呈现出技术、生产能力、项目经验多方面壁垒，我们以2015年产业开始规模化为统计起点，截至2022年9月，我们对可公开搜集的海上风电海缆招标项目进行了统计，以中标金额计算，中天科技的中标份额分别达到29.54%、占据业内第二；东方电缆与亨通光电分别占有36.32%、20.47%的份额，头部三家市占率总和达到85%。单从2022年初中标海缆订单份额看，我们预计十四五期间仍将保持这个态势。

已开标海缆项目中，单GW价值量均大幅提升。离岸距离的拉长及高压直流海缆的应用同样会带来送出海缆价值量的大幅增长。揭阳神泉二方案为66kV+220kV，单GW海缆价值量为20亿元；而射阳项目装机容量达到1GW，相关的220kV和35kV海缆总金额达到22亿元，单GW海缆价值量相比2015-2020年相对更近离岸距离的项目平均每GW约16亿元有所提升。我们预期，未来随着项目走向深远海，单GW的价值量将随着电缆走向更高电压等级、更长离岸距离，持续的抬升。

规划大型海风工程船，面向未来更高价值量项目。当前头部线缆厂商纷纷布局海风工程领域。长飞光纤与宝胜股份成立宝胜长飞海洋工程，当前正在建设两艘海洋工程船，分别为一艘1200T自升式风电安装平台，主要用于12MW以下的风电机组设备安装，一艘为4000T起重船，以海上风电打桩及安装为主。中天科技与金风科技合资建造新一代海上风电安装船，在风机大型化时代进一步提升海工能力。亨通光电也在2022年Q3财报中公告规划建设海上风电工程平台，以应对未来超过20MW风机吊装的工程任务。

电新：看好钠离子及钒电池产业化，风电产业链景气度长期向好

6.1. 钠离子电池产业

6.1.1. 钠电池与锂电池具有高度的相似性

钠电池的工作原理与锂电池完全相同。在一定的电势条件下，客体碱金属离子在宿主材料中的可逆脱出和嵌入，其中嵌入电势较高的作为正极，嵌入电势较低的作为负极，整个电池的充放电循环过程就是碱金属离子在正负极之间的往返定向迁移过程，这种工作机制的电池就是 “摇椅式电池”，钠离子电池和锂离子电池同属此类二次电池。

钠电池的组成结构与锂电池完全相同。钠离子电池和锂离子电池一样，主要都包括正极、负极、电解质、隔膜和集流体等。按照材料主体是否直接参与电化学反应过程，可将它们分为活性材料与非活性材料。活性材料包括正极材料、负极材料和电解质材料，它们直接参与电化学反应，决定了电池的本征特性。非活性材料主要包括隔膜、集流体、导电剂、黏结剂等，它们并不直接参与电化学反应，但是必不可少的辅助性材料，其与活性材料的兼容性等因素会对电池性能产生重要影响。

6.1.2. 钠电池的比较优势显著

钠电池是对锂电池的补充和延拓，并非完全替代关系。从性能看，现有钠离子电池体系的能量密度已逼近磷酸铁锂；循环寿命虽不及磷酸铁锂，但显著优于三元材料和锰酸锂。从安全性看，钠离子电池的热失控起始温度略高于锂离子电池，电芯层面的安全性有所提升，实际安全性可能与磷酸铁锂电池相近。从成本看，钠离子电池能有效降低原材料成本：其一，活性材料（正极、电解质）中的锂化合物整体被钠化合物替代，铁、锰等廉价金属大量替代了正极中较贵的钴、镍等金属；其二，金属钠不与金属铝形成低共熔合金，正负极集流体均可采用廉价的铝箔，替代了原先锂电池中较贵的铜箔；其三，由于钠离子的斯托克斯半径小于锂离子，因此电解质中溶质用量可大大减少。未来，钠离子电池可能与锰酸锂、磷酸铁锂电池形成较强的竞争关系，尤其是在高寒地区的应用。

钠离子电池有望逐步替代传统铅酸电池，倒逼铅炭电池等新技术研发。铅酸电池产业化应用的时间超过一个半世纪，其“生产-消费-回收”的产业闭环已高度完备，优点是低成本、易回收、安全性好，缺点是能量密度小、循环寿命短、充电耗时较长。目前，铅酸电池仍然在不断发展升级，最具代表性的是融合了超级电容器技术的“铅炭电池”，其循环寿命高达3000次以上，具备快充能力，并且保留了原铅酸电池的安全性等优点，但能量密度进一步降低，且制造成本也相应升高。相比之下，钠离子电池的多数性能优于传统铅酸电池，未来随着成本进一步降低，有望实现对传统铅酸电池的逐步替代。同时，钠离子电池的崛起可能会间接地加快传统铅酸电池向铅炭电池升级迭代的进程，未来的铅蓄电池可能将以铅炭电池等形式焕发新生，而非完全退出历史舞台。

6.1.3. 钠电产业正在形成，国内企业发展迅猛

钠离子电池产业链与锂离子电池类似，包含上游、中游、下游三个部分。上游：原材料供给和电极材料合成，主要原材料包括纯碱、铝箔、锰矿等，以及各类辅材，涉及基础化工和有色金属等产业。中游：电芯封装、电池系统构建与集成等，涉及各类耗材和电子元器件。下游：终端应用市场，主要包括储能和低速电动交通工具等。

全球已超二十余家，中国企业独领风骚。国内外的钠离子电池相关企业都是在2010年以后成立（或进入该领域），目前全球已有超过20家相关企业，主要分布在中国、美国、欧洲以及日本，大都为初创型企业，以技术研发和战略布局为主，尚未形成规模。我国的钠离子电池研究和产业化世界领先，国内钠离子电池企业可分为两类：一类是科研院所自研技术转化创建的初创企业，以中科海钠为代表；另一类是锂离子电池成熟企业，切入钠离子电池赛道参与竞争，以宁德时代为代表。国外的钠离子电池企业主要分布欧美和日本等发达国家，各种材料体系和技术路线均有公司采用，这些企业大都创立时间较短且生产规模有限，但是技术前瞻性很强。

6.1.4. 投资建议与风险提示

我们认为在钠离子电池产业化的过程中，材料和相关电池企业都将充分受益：1）电池企业：目前来看国内上市公司层面宁德时代进展较快，同时中科海钠、钠创新能源两家依靠校企合作的企业也同样取得不错进展；2）材料层面一方面是负极集流体采用铝箔使得铝箔使用量翻倍，以及正极方面看好布局金属层状氧化物的材料企业。推荐宁德时代、振华新材、鼎胜新材、贝特瑞、容百科技，受益标的：华阳股份、浙江医药、多氟多。主要风险包括：成本下降不及预期、产业链形成不及预期、实用安全性不及预期、其他新型储能技术的威胁等风险。

6.2. 全钒液流电池产业

6.2.1. 钒电池技术已成熟，适用于长时大型储能

全钒体系是目前最成熟的双液流电池方案。全钒液流电池，商业简称“钒电池”，是正负极电解液活性物质全部都采用钒化合物的液流电池。钒电池正负极氧化还原电对：VO2+/VO2+-V3+/V2+，活性材料为不同价态的钒硫酸盐，电解液基质为硫酸水溶液，全电池反应：VO2+ + V2+ → VO2+ + V3+，开路电压一般为1.5~1.6 V。钒电池系统由能量单元、功率单元、输运系统、控制系统、附加设施等组成，其中能量单元和功率单元是核心模块。能量单元的核心是电解液，决定整个电池系统的能量密度和储能容量上限，电解液的热稳定性决定电池工作温区和可靠性。功率单元的核心是电堆，其内部发生电化学反应，决定系统功率特性，以压滤机方式叠合紧固，主要构件：电极、双极板、隔膜、端板、密封件、其他紧固件等。综合考虑活性物质稳定性、溶解度、可逆性、电化学窗口匹配性等因素，及安全性、成本、效率、寿命、环保等约束条件，全钒体系是目前最可能率先大规模商业应用的液流电池方案。

钒电池与锂电池的性能特点迥异，二者的应用场景相差甚远，并不在同一赛道。从能量密度看，目前锂电体系中最低的磷酸铁锂电池是钒电池最大值的3倍以上，因此目前钒电池难以用于动力电池或小型消费电子，仅适合规模化静态储能等对能量密度要求低、对占地面积容忍性大的应用场景。从循环寿命看，钒电池循环寿命近20000次，可稳定运行20年，适合服役年限长且充放电频繁的规模储能设施，目前锂电体系中循环寿命最长的磷酸铁锂仅为钒电的1/3左右。从安全性看，由于锂离子电池使用高度易燃的有机溶剂，存在热失控爆燃风险，尤其是大规模储能系统包含大量电芯，系统控制和安全管理困难，而钒电池是水系循环体系，具有本征安全性，且没有“木桶效应”，容易管理控制。

钒电池与钠电池互补显著，前者适用大中型规模储能，后者适用小型灵活储能。液流电池的最大优势在于其水系的本征安全性，以及超长的循环寿命，特别适用于中大型的电化学储能设施，但缺点则是能量密度低、工作温区窄，因此很难小型化或应用于高寒地区。相比之下，钠离子电池的能量密度约是液流电池的3倍以上，可耐-40℃的低温，但由于其基本原理和结构与锂离子电池完全相同（都属于离子嵌脱型二次电池，都使用易燃的有机电解液），本征安全性和循环寿命不及液流电池。未来，钠离子电池和液流电池有望在储能领域分层次优势互补。例如，户用和移动式小型储能设备对能量密度要求较高，适合使用钠离子电池；大中型电化学储能电站对安全性的要求较高，适合使用液流电池。

6.2.2. 钒电池产业链复杂，规模效应尚未形成

全钒液流电池产业链包含上游、中游、下游三个部分，涉及多个行业。上游：钒原料供给、电堆材料加工，主要原材料包括五氧化二钒、硫酸、碳材料、聚合物材料等，以及各类辅材，涉及基础化工、钢铁冶炼、有色金属等产业，其中钒矿及其加工业处于核心地位，是电解液原料五氧化二钒的来源。中游：电堆装配、控制系统、其他设备和附件等，其中电堆装配和控制系统的技术壁垒最高，涉及各类耗材和元器件。下游：终端应用市场，主要为各类储能用户，包括发电侧、电网侧、用电侧。

我国的钒电池研究和产业化世界领先，技术层面已经完备，但产业链尚未健全，需求尚未打开，产能正在蓄力发展，规模效应尚未显现。钒电池产业链复杂度较高，其中核心环节是材料端和设备端，材料端主要包括电解液材料和电堆材料，设备端主要包括整机装配和控制系统。

钒电池的电解液材料核心是钒化合物。电解液制造分为两个步骤，首先是核心前驱体钒化学品的生产，拥有相关技术和量产能力的基本为大型钒提炼及加工企业；尔后是将前驱体转化为电解液，目前掌握钒电解液制造的全球龙头企业是大连博融新材料公司，全球市场占有率80%以上。对于钒电池而言，电解液中杂质元素含量会对电池工作电压、实际容量及循环性能等产生重要影响，尽管不同厂商产出的钒原料属于同质化产品，但在产品纯度和成本上存在较大差异，因此具有长期技术积累和规模优势的大型生产厂商更有竞争力，而且随着环保要求的日益趋严和产品质量要求的不断提升，马太效应可能会更加显著。

全钒液流电池的电堆材料与氢燃料电堆相似度很高。当前钒电池还没有大规模应用，因此几家代表性企业主要依靠自研自产或外协加工的方式生产电极材料，以供自用。由于电堆材料中的电极、双极板、隔膜等材料与氢燃料电池的相应构件几乎相同，因此目前从事氢燃料电堆材料研发和生产的企业，未来较容易转型成为钒电池的电堆材料供货商，应予以重点关注。

国内钒电池设备企业大致有两类：一类是科研院所自研技术转化的初创企业，多为校企合作模式，以大连融科为代表；另一类是通过吸收合并或控股方式，获得相应技术，再优化升级参与竞争，以北京普能为代表。主要企业：武汉南瑞、上海电气、四川伟力得、上海神力科技等，各自拥有核心技术，普遍研发时间超过10年。国外的全钒液流电池相关企业大都规模较小，主要分布在日本、北美和欧洲。

控制系统的硬件装置是电力电子行业的基本元件，相关产业较成熟。当前钒电池尚未大规模应用，因此专门提供钒电池控制系统的企业较少，主要由相关企业自研自用或外协加工生产。未来一旦市场需求放量，可能会有更多的电控企业转型入场，因此对于主要从事储能电控技术研发而尚未涉足钒电池的企业，未来较容易转型，为钒电池的控制系统提供解决方案服务，应予以关注，例如固德威。

6.2.3. 钒电池推广的关键在于降本增效

未来钒电池的发展方向主要在于提升电池性能以拓展应用场景，以及降低系统的初始投资成本。目前阻碍钒电池大规模商用的内因是：性能单一导致应用场景局限，初始成本过高导致经济性不足，外因是：下游需求未打开，市场认可度不够。事实上，钒电池在全生命周期内平均成本低于锂电池，长期经济性被低估：其一，钒电池的循环寿命很长，实际平均成本低；其二，电解液没有元素损耗，退役残值达70%以上；其三，电解液仅含单一金属元素钒，电堆构件多为碳基材料，回收处理方便。目前，钒电池的初始投资成本还有较大下降空间，主要途径是降低可变成本（廉价材料替代，缩短制造流程等）、摊薄固定成本（增大功率密度，提高储能时长等）。随着储能需求大幅增加，国家对电化学储能安全的要求趋严，钒电池的本征安全性、长寿命等优势将更为显著。目前，电解液、电堆、隔膜、电控系统等核心材料与部件均有相关企业布局，钒电池行业蓄势待发。未来3年，钒电池产业可能仍将处于导入期向成长期过渡阶段，预计将在“十四五”末期迎来爆发式增长。

6.2.4. 投资建议与风险提示

我们认为在钒电池产业化的过程中，电池端和材料端的相关企业都将充分受益：1）电堆端技术壁垒较高，具有技术积累和资本优势的行业龙头将保持长期竞争力，代表性企业是大连融科、北京普能，另有多家上市公司开展了相关布局，受益标的：国网英大、上海电气。PCS环节推荐固德威，受益标的：科华数据；EMS环节受益标的：中电兴发。2）原材料质量和价格是制约全钒液流电池产能的核心因素，具有规模优势和研发能力的行业龙头将受益。电解液环节推荐钒钛股份，受益标的：河钢股份、安宁股份、中核钛白；隔膜环节受益标的：东岳集团。主要风险包括：政策落地不及预期，成本下降不及预期，产业链形成不及预期，以及其他新型储能技术的威胁。

6.3. 风力发电机组产业

6.3.1. 风电发展迅猛，行业天花板高

我国风电产业走向全面平价时代。2009年，国家发改委发布《关于完善风力发电上网电价政策的通知》，由此开始了风电上网电价的标杆化。5年后，国家于2014年开始对标杆电价进行退坡下调。2019年，国家发改委发布《关于完善风电上网电价政策的通知》，将标杆上网电价改为指导价，并将指导价作为风电项目竞价上限，这体现了全面实施竞争配置的政策导向。2020-2021年，陆上风电补贴结束，海上风电补贴接近尾声，这标志着我国风电平价上网时代的到来。目前，我国陆上风电的度电成本已低于火电，海上风电尚有较为可观的降本空间。

风电产业是实现“双碳”目标的重要抓手。2020年，我国在第75届联合国大会上提出了“2030年实现碳达峰，2060年实现碳中和”的目标。风电产业的二氧化碳排放主要集中在前端设备制造环节，全生命周期内的碳排放强度约为12-14g/kWh。以一台1.5MW的陆上风电机组为例，年均工作时间2100h，平均服役时间20年，全生命周期内可减少碳排放约6.2万吨。可见，风力发电技术对传统化石能源发电的替代，能大大降低碳排放，是实现“双碳”目标的重要途径，故而受到国家重视。2022年4月2日，国家能源局、科学技术部印发的《“十四五”能源领域科技创新规划》指出，要构建现代能源体系，推进能源革命，建设清洁低碳、安全高效的能源体系，为此要加快发展非化石能源，坚持集中式和分布式并举，大力提升风电、光伏发电规模，加快发展东中部分布式能源，有序发展海上风电。

清洁能源大基地项目助力风电发展。由于风能的间歇性以及资源分布的高度不均衡，可通过建设大规模风力发电场提升其利用效率，并且便于管理调度，同时也有利于规模化降本。2021年，《“十四五”规划和2035年远景目标纲要》正式发布，明确提出了建设“九大清洁能源基地”和“五大海上风电基地”，这些大基地建设规划均包含风电场，该规划装机量有望成为“十四五”期间风电新增装机量的重要贡献部分。

6.3.2. 风机市场景气度向好，行业格局稳中有变

风电整机行业内部竞争日趋激烈，或将加快行业尾部出清。2021年，我国风电整机市场新增装机规模排名前3家的市场份额合计为47.4%，排名前5家的市场份额合计为69.1%，排名前10家的市场份额合计为95.1%。国内排名前10的风电整机企业的新增风电装机市场份额从2017年的85.3%提高到2021年的95.1%，4年间提高了9.8个百分点，行业整体集中度提升趋势明显。同时，排名前3的风电整机企业的新增风电装机市场份额从2017年的54.5%下降到2021年的47.4%，共降低7.1个百分点。造成CR3与CR10走势背离的直接原因是2020年至2021年国家补贴停止之际的“抢装大潮”，二线厂商通过低价策略抢占头部厂商的份额，这说明：虽然风电整机行业整体的集中度在提升，但行业内部的竞争显然正在加剧，尤其是行业龙头的市场占有率在逐步降低。因此市场往往认为该行业的壁垒并不很高，也就意味着未来超额利润的获取将越来越困难。但我们认为，目前的竞争本质上是行业内的自然筛选，可能会加速尾部出清，淘汰掉一批研发和经营能力较差的企业，而最终的胜出者必然具有某些核心优势。

低价竞标争夺市场，陆风价格一度暴跌。2020年，随着陆上风机的“抢装大潮”进入尾声，风电机组的市场需求逐渐回落，风机价格开始降温。进入2020年下半年后，部分二线风机企业通过低价竞标的方式，快速抢占一线风机企业的市场份额，而后者为了巩固其市场地位也采取了相应的压价竞标策略。由此，展开了一场激烈的价格大战，陆上风机价格自2020年初开始一路走低，并在2021年初开始加速下行（主要由于一线的头部企业也开始参战）。从2020年初到2021年底，仅仅不足2年的时间，陆上风机（投标）价格已经降低了40%以上。

陆上风机降价触底，中标价格企稳回升。2022年第一季度，陆上风机价格继续大幅下跌，直到4月以后下跌趋势开始明显收敛。由于疫情、国际政治局势等外部因素扰动，导致部分原材料价格高企，使得风电整机企业的经营压力增大。另一方面，由于目前陆上风电的经济性已经完全足够，下游的风电运营客户更关心风电机组的可靠性、故障率等质量因素，而非单一的价格因素。因此，陆上风机行业的“价格战”趋于缓和，投标价格也逐渐回归理性。从5月开始，陆上风电机组价格逐步企稳回升，期间虽有小幅震荡，但总体趋势上行。到9月底，陆上风机平均价格相较于4月的最低点上涨了6%，年化增长率达15%。

海上风电发展迅猛，新增装机快速起量。相比于陆上风电，我国海上风电的发展较为滞后。2010年，我国首个海上风电场——东海大桥100MW海上风电场并网发电。2013年，累计完成海上风电项目13个，均为小规模试验或示范性项目。这一阶段，我国欠缺专业开发团队，核心技术尚不成熟，而海上复杂的工况导致风电安装维护工作相当困难，致使投资成本高昂，导致我国海上风电行业发展及其缓慢。截止2015年底，我国海上风电累计装机容量仅为1GW，远未达到“十二五”规划曾经定下的5GW目标。2016年，国家能源局印发《风电发展“十三五”规划》，提出海上风电重点发展地区——浙江、福建、广东及江苏等地，要求确保在2020年实现海上风电并网5GW，风电累计并网装机容量达到210GW以上。在这一阶段，我国海上风电技术快速发展，再加上政策补贴的推动，截止至2019年末，我国海上风机累计装机容量达到6.8GW，提前完成“十三五”规划目标。随着海上风电行业逐渐成熟，国家补贴的逐步退坡，因而在2020年和2021年海上风电也出现了一波“抢装大潮”，2021年新增风电装机中海上风电占据25%以上，同比增长373.20%。

6.3.3. 风电机组大型化降本，海风经济性有待提升

风机大型化能有效降低风电场度电成本。未来，风电机组的单机容量还将继续扩大，进而使发电成本继续降低。第一，风机大型化能够降低单瓦零部件用量。风电机组大型化带来的单机功率提升幅度明显高于单机零部件用量的增幅，因此能够摊薄单位功率零部件的用量和采购成本。第二，风机大型化能够摊薄设备外建设成本。风电机组单机功率的大小决定同等装机规模下项目所需风机台数，使用大功率机组能摊薄塔架、基础、道路、输电线路等方面的建设投资成本，有效解决装机点位不足的问题。第三：风机大型化能够提升有效发电小时数。在同等风况下，大功率风机使用大叶片和高塔筒，扫风面积更大，风切变值更大，因此风能综合利用率更高，等效发电小时数显著增加。

目前海上风电项目经济性较低，仍存在较大提升空间。在当前的海上风电机组价格水平下，海上风力发电项目的内部收益率并不高，海上风机的经济性仍有较大提升空间。以500MW装机规模的海上风力发电场为例，设计以下内部收益率测算模型：假设风电机组价格占项目总成本40%，项目自有资金占比25%，贷款利率4.6%，电价0.4元/kWh，还款周期15年（单利先息后本），施工建设周期1年，项目运营周期20年，忽略税收、折旧等复杂因素。测算结果显示，当海上风电机组价格下降至4000元/kw以下时，若年均发电小时数超过4000h，则项目的资本金IRR能够提升至6% 以上，基本能够满足运营商对海风回报率的要求。事实上，我国目前海上风电的年均发电小时数为2500h左右，仅有极个别海域能达到3000h以上，因此还需要通过增大单机容量等方式进一步降低风电机组的单瓦成本，以提高其经济效益。

6.3.4. 投资建议与风险提示

长期来看，随着我国“双碳”目标的稳步推进，国内风光大基地等新能源项目需求充足，风电行业整体景气度未来长期向好。短期来看，国家补贴结束，平价时代到来，行业竞争将加速尾部出清，最终引导利润向头部集中，因此具备核心竞争力的企业将最终胜出。推荐明阳智能、三一重能，受益标的：金风科技、运达股份、电气风电。主要风险包括：风电项目装机进度迟滞、替代性新技术竞争加剧。

风险提示

全球宏观风险减弱，产业链供应链安全的风险降低；

国内供应链持续受冲击，中低端制造业发生向海外转移的风险；

美联储货币政策超预期收紧，海外资本加速流出的风险。

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