【建投黑色】聚焦钢结构产业,板材或为最终受益者
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正文
钢结构是指由钢板、型钢等各类钢材作为主要构件,采用焊接、紧固件等连接而成的结构形式。建筑业是钢结构产品最广泛的应用领域,主要由型钢和钢板等制成梁钢、钢柱、钢桁架等构件,屋面和墙体采用轻型彩钢板,主体结构应用到中厚板。此外,钢结构容易锈蚀,要除锈、镀锌或涂料,抗腐蚀性能较好的镀铝锌板应用也越来越多。
我国建筑行业消费的钢材约占钢材总产量的50%左右,与世界钢材的平均消费水平相当。但是,目前我国钢材在建筑中的消费主要是钢筋混凝土中的钢筋、钢丝、钢绞线,机电管线、门窗、栏杆和五金配件等等,真正意义上的钢结构建筑用钢不到10%。在房屋建筑中使用钢结构的建筑面积更少,约占2%,发达国家使用钢结构的建筑面积占到40%-60%。从上述数据看,我国钢结构建筑用钢量严重偏低。
受钢结构产业快速发展的带动,钢材品种中的大型工字钢、大型槽钢、H型钢、热轧板(卷)等都将大量进入建筑钢结构的消费大军中,而螺纹钢、线材在建筑业钢材消费中所占比例则会有所降低,随着装配式建筑的推进,钢结构建筑得到大力推广,板材类产品的应用占比会有所提高。
一
钢结构行业概述
钢结构的上游为钢铁行业,主要原材料为板材、型材、钢管等钢材,其中板材使用占主导地位,占比达到60%以上,热轧型钢使用占比偏低,仅占15%-20%。钢结构用钢的强度等级应用情况上,Q235和Q355占比超过80%,而Q390、Q420仅占比4%,其他高强钢占比6%,说明钢结构行业目前仍以Q235和Q355低强度钢材为主,Q390以上的高强度钢材应用进展非常缓慢。
钢结构广泛应用于厂房仓储、多高层建筑、场馆、电力桥梁等工业和建筑业,其中厂房仓库等多使用轻钢结构,该市场工艺简单,生产厂家众多,市场竞争更激烈,产品毛利率更低。高层重钢结构、大跨度空间结构、电力桥梁等领域则属于高端产品。
近年来随着经济发展及环保政策的推动,钢结构在环保类钢结构(如电厂及原料封闭建筑、垃圾处理厂、冷却塔等)、非标钢结构(如主题公园、栈桥、通廊、高炉、反应塔釜、容器、水闸等)、海洋钢结构(如港口机械、海洋平台、海洋风电塔等)的应用进一步增多。房屋建筑钢结构依然是钢结构应用的最重要领域,桥梁钢结构领域目前应用较广的是大跨径桥梁。房屋建筑和桥梁领域的钢结构应用占比为70%-80%,是钢结构应用最广泛的领域,其中钢结构住宅和中、小跨径桥梁更是推广应用钢结构的重点领域。
二
我国钢结构行业发展现状
2.1 钢结构产量占粗钢比例不超过10%
钢结构建筑其实已经发展了相当长的时间,以1885年建立的美国芝加哥第一座55层钢结构大楼和1889年法国建造的320.7m巴黎铁塔为标志,钢结构技术受到广泛的关注和重视。我国钢结构建筑发展相对较晚,但发展迅速,2020年新冠疫情肆虐之时,以钢结构模块化为主体的火神山、雷神山等防疫医院的快速建设,充分展现了钢结构快速、高效的特点。目前我国钢结构市场规模和技术能力均居世界前列,是名副其实的钢结构大国。
市场规模虽然庞大,但相比我国钢材总量基数,钢结构产量在粗钢产量中比例不超过10%。根据我国钢结构协会的数据,2021年我国钢结构产量8741万吨,而统计局数据显示粗钢产量为103279万吨,钢结构占比仅8.46%。
2.2 钢结构建筑占新增建筑比例过低,住宅类钢结构更低
此外,钢结构建筑在新增建筑的占比还不是很高。住房和城乡建设部总结梳理了全国2021年度装配式建筑发展情况,2021年钢结构建筑2.1亿平方米,其中,装配式钢结构住宅项目1509万平方米。而2021年房地产新开工面积为19.9亿平,也就是说钢结构建筑占新增建筑的比例为10.55%,且大部分都是公共建筑,住宅的占比仅为0.76%。
2.3 “十四五”钢结构行业发展目标
2021中国钢结构大会发布的《钢结构行业“十四五”规划及2035年远景目标》(以下简称“《规划》”)提出,到2025年底,全国钢结构用量达到1.4亿吨左右,占全国粗钢产量比例15%以上,钢结构建筑占新建建筑面积比例达到15%以上。到2035年,我国钢结构建筑应用达到中等发达国家水平,钢结构用量达到每年2.0亿吨以上,占粗钢产量25%以上,钢结构建筑占新建建筑面积比例逐步达到40%,基本实现钢结构智能建造。
三
装配式建筑:建筑工业化转型的必经之路
根据住建部发布的《装配式建筑工程投资估算指标》(征求意见稿)中的相关内容,对比装配式建筑与传统建筑,装配式建筑可以减少20-80%的人工,同时效率更高,最快能使工期提前50%。在建筑垃圾减量方面,装配式建筑可减少施工现场垃圾10-70%,减少建筑污水 5%-30%,能耗方面,装配式建筑相比于传统建筑减少能耗10%-35%。此外,装配式钢结构建筑具有可回收性,可实现25%-40%的材料回收利用,一旦能够大量建造,钢结构建筑将成为“钢材储存仓库”。在双碳大背景下,装配式建筑是建筑工业化转型的必经之路。
3.1 2025年装配式建筑占比可达30%
2022年1月,住建部发布了《“十四五”建筑业发展规划》,提出到2025年,装配式建筑占新建建筑的比例达30%以上。若以2025年装配式建筑占比达30%为依据,我们保守估计在 2022-2025年装配式建筑新开工面积复合增速不低于20%的情况下可实现这一目标。假设:
1)2022年上半年建筑业新开工面积19.7亿㎡,年化40亿㎡;预计建筑业经历3年低谷后,2025年建筑业新开工面积回到50亿㎡;
2)2020年之前装配式建筑新开工面积增长率在40%以上,2021年下滑到17.7%,但根据国家及地方出台的发展装配式建筑的相关文件,预计装配式建筑的浪潮将持续,若装配式建筑新开工面积维持20%增速,到2025年装配式建筑占建筑业新开工面积之比有望达到30%。
3.2 大力发展钢结构建筑
装配式建筑的结构形式主要有三种,即装配式混凝土结构(PC)、装配式钢结构(PS)和装配式木结构,其余少量装配式建筑采用混合结构。装配式混凝土结构的造价相对较低,我国的装配式建筑大约2/3为装配式混凝土结构,装配式钢结构约占30%,木结构占比较少。2021年,全国新开工装配式建筑面积达7.4亿平方米,从结构类型来看,新开工装配式混凝土结构建筑4.9亿平方米,占新开工装配式建筑的比例为66.2%;钢结构建筑2.1亿平方米,占新开工装配式建筑的比例为28.4%,其余为木结构建筑及其他混合结构形式装配式建筑。
就装配式建筑的结构形式来看,国家及地方推广装配式钢结构建筑的力度显然更大,如住建部等部门《住房和城乡建设部等部门关于加快新型建筑工业化发展的若干意见》:大力发展钢结构建筑。鼓励医院、学校等公共建筑优先采用钢结构,积极推进钢结构住宅和农房建设。
政策驱动下学校医院及住宅领域钢结构建设有望驶入快车道。根据中国建筑金属结构协 会建筑钢结构分会的样本数据,2016年220项钢结构竣工项目中,住宅9项,占比4.1%,学校医院2项,占比0.9%;2018年191项样本项目中,住宅10项,占比5.2%,无学校医院。可以看到,两个细分市场中,钢结构的渗透率都非常低。2019年起,钢结构住宅试点工作启动,相关政策密集出台,如北京市鼓励学校、医院、体育馆、商场、写字楼等新建公共建筑优先采用钢结构建筑,其中政府投资的单体地上建筑面积1万平方米(含)以上的新建公共建筑应采用钢结构建筑。
3.3 钢结构住宅空间广阔
欧洲与澳洲钢结构住宅体系发达。瑞典、芬兰、丹麦等国已形成了相当规模的产业化钢结构住宅体系。其中,瑞典的钢结构产业最为发达,轻钢结构住宅预制构件率达95%,其轻钢结构住宅产量世界最大,钢结构产品供应欧洲各国。在澳大利亚,钢结构建筑以冷弯薄壁轻钢体系为主,钢结构建筑建造量大约占全部新建住宅的50%。
日本有71%住宅建筑使用钢结构。日本由于地震频繁,在二十世纪初开始研究和发展钢结构住宅建筑,有超过1/3的房屋使用钢结构,在住宅方面更是大量采用钢结构。截至20世纪90年代末,日本装配式住宅中木结构占18%,混凝土结构占11%,钢结构住宅占比达71%。其中,多数为低层独立住宅,使用轻型钢的低层小规模住宅已系统化。
美国钢结构住宅占据的市场份额已超过40%。据美国钢铁协会白皮书统计,钢结构建筑材料市场份额占比已多年稳定在50%上下。据美国AISI估计,1994年美国有5~7.5万户住宅使用钢结构,2000年则有25万户住宅使用钢结构。1996年,美国轻钢结构住宅建造数量占比达20%;加拿大则有30%左右的比例。90年代后期以来,多层轻钢龙骨住宅在北美地区迅速发展,目前钢结构住宅占据的市场份额已超过40%。
上文说过,2021年我国钢结构建筑占新增建筑的比例为10.55%,且大部分都是公共建筑,住宅的占比仅为0.76%。钢结构体系在我国集中于高层、超高层建筑、大空间公共建筑与工业建筑中应用较多,在普通办公楼、学校、医院等多高层公共建筑以及低层、多层及高层住宅中的应用非常少。据中国建筑金属结构协会数据,2016年已竣工有一定规模的钢结构工程项目中商业地产、场馆、以及厂房合计占74.5%,桥梁、交通枢纽等基础设施建设占18.2%,住宅仅占4.1%。近两年在公路、桥梁有较大发展;但在居住类建筑中的应用比例依然偏低,随着钢结构住宅政策的逐步落地,未来居住类钢结构建筑有望进一步发展。
3.4 保障性租赁住房为钢结构建筑提供增量
从特点上看,保障性租赁住房与装配式建筑适配性高。根据住建部数据,2019年新开工装配式建筑中,商品住房为1.7亿平方米,保障性住房0.6亿平方米,公共建筑0.9亿平方米,分别占新开工装配式建筑的40.7%、13.4%和21.6%。保障性租赁住房一般由政府统筹建设,项目体量大,以批量建造为主,而装配式建筑的建造规模越大,成本优势越明显,因此保障性租赁住房采用装配式建筑具有成本优势。此外,保障性租赁住房以满足基本住房需求为目标,房屋的个性化程度低,建筑设计和结构设计都较为标准,与装配式建筑的标准化特点不谋而同。
2022年1月11日,住建部在《“十四五”公共服务规划》中再次强调加大金融、土地、公共服务等政策支持力度,扩大保障性租赁住房供给,并表示“十四五”期间,40个重点城市初步计划新增650万套保障性租住房。根据各省市给出的保障性租赁住房建设计划,预计“十四五”期间,全国保障性租赁住房可新增910万套/间。根据住建部规定,单套保障性租赁住房最大面积不超过70平米,我们假设单套面积平均为70平米,那么“十四五”期间新建保障性租赁住房面积约6.4 亿平方米。
1月20日,住建部工作会议召开,强调推进住房供给侧结构性改革,大力增加保障性租赁住房供给,以人口净流入的大城市为重点,2022全年建设筹集保障性租赁住房240万套(间)。按70平米/套计算,那么2022年保障性租赁住房开工面积为1.68亿平,若其全部采用装配式建筑,将对全国新开工装配式建筑面积起到明显拉动效果。根据2021年新开工装配式建筑中,混凝土结构(PC)和钢结构(PS)占比约7:3,我们假设2022年钢结构占新开工装配式建筑30%,乐观情形下,2022年保障性租赁住房中,装配式钢结构开工面积为0.5亿平,十四五期间装配式钢结构开工面积为1.92亿平。
四
钢结构各细分市场均有前景
4.1 新基建为设备钢需求带来新动能
设备钢结构的类型及应用领域很广,主要应用于工业领域中的特种建筑、设备机架及支架(如水泥窑尾、电力与通信塔架)、锅炉钢架(电力锅炉及其他锅炉塔架)、特种设备塔架(石油管道、海洋平台、港口设备、化工设备)等。设备钢结构是重型装备制造业的一个重要分支,设备钢结构的发展速度与工业发展速度紧密相关。随着“新基建”等战略新兴行业的投资规模扩大,涉及钢结构需求的特高压建设和5G基站建设将为钢结构行业带来潜在增长需求。
2018年塔桅类钢结构产量约550万吨,占钢结构行业总产量的8%,塔桅钢结构可大致分为输电线路铁塔、广播电视塔及通信塔三大类,其中广播电视塔的市场规模较小,输电线路铁塔及通信塔的规模都在百万吨级别,二者分别与电网建设投资及电信投资密切相关。通信塔需求随基站建设节奏变化呈现一定波动性。整体看,塔桅钢结构需求稳定。
4.2 桥梁钢结构受益于新一轮基建
随着城市化建设及交通强国的推进,交通枢纽类钢构需求有望加速增长。现代高速铁路建设要求路基具备较高的抗冲击性以及高度的平整性,近期国内新建的高速铁路多采用高架设计,并采用钢结构作为高架桥梁的主要结构。新一轮的基础设施建设,其中需要建设大量的立交桥、高架桥、过水桥梁、人行天桥和轨道交通,对桥梁钢结构的发展产生较大推动作用,桥梁钢结构市场需求量在未来几年将大幅增长。
2018年桥梁钢结构产量为1237万吨,占行业总产量的18%,是钢结构在基建项目中应用最为广泛的领域之一,占比超过一半。根据应用场景,桥梁钢结构可进一步分为公路桥梁、铁路桥梁、公铁两用桥梁以及城市高架桥梁。
4.3 空间钢结构在机场等场馆建筑领域具有更为显著的竞争优势
空间钢结构主要应用于各类大型场馆,包括体育场馆、展览馆、会议厅、活动中心、机场航站楼、车站等大型公共建筑。钢材由于自重轻、强度大、可塑性强,容易实现较大连续空间结构和设计多样化,使得钢结构在机场等场馆建筑领域具有更为显著的竞争优势。2017 年3月,发改委、民用航空局发布《关于印发全国民用运输机场布局规划的通知》,规划到 2020年我国运输机场数量达260个左右,将完善华北、东北、华东、中南、西南、西北六大机场群;到2025年,在现有(含在建)机场 基础上新增布局机场136个,全国民用运输机场规划布局370个(规划建成约320个)。预计“十四五”期间,国家加强对机场等基础设施的建设将拉动钢结构的需求。
五
钢结构增长空间测算
2018年,我国钢结构产量6874万吨,根据《2019年钢结构发展蓝皮书》,2018年房屋钢结构占全部钢结构产品的62%,桥梁钢结构占比18%,塔桅和非标产品各占 8%、12%。其中非标产品多应用于设备钢结构、高层重钢结构、大跨度钢结构、海洋石油钢结构等高端领域,我们假设非标产品中基建、房建占比各为50%,则整体看钢结构下游应用中,房建占比约 68%,基建占比约32%。
假设这个比例不变,再假设我们能够完成钢结构行业“十四五”规划提出的,到2025年底,全国钢结构用量达到1.4亿吨左右的目标。那么可以测算出来,到2025年,房建的钢构需求量为9520万吨,年化增加894万吨;基建的钢构需求为4480万吨,年均增加420.8万吨。考虑到相关政策的推广力度,钢结构住宅和学校、医院或将成为未来增速最快的钢结构细分市场。
根据我们的假设,钢结构年均需求增量为1314.8万吨,其中板材使用占主导地位,占比达到60%以上,也就是说板材的年度需求增量为789万吨,或1.5%-2%。
END
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