2023年三一重工研究报告 高度重视电动化战略-天天消息

广发证券   2023-05-30 09:04:28

一、三一重工:工程机械龙头,引领行业电动化进程

(一)工程机械电动化的驱动力较强


(资料图)

内在驱动:排放标准切换,传统燃油设备的成本增加。非道路移动机械排放标准, 2022年12月起从国三升级到国四。切换国四标准后,燃油设备的三重成本增加,带 来设备的价格上涨。(1)研发成本增加:非道路移动机械排放的国四标准测试方法 更为复杂,技术难度更大,且新增整机 PEMS测试,让主机厂成为责任主体。(2) 管理成本增加:对发动机有效寿命和排放质保期提出了要求,且要求主机厂对每台 工程机械进行申报。(3)零部件成本增加:排放标准升级,需配备更全面排放后处 理系统,包括DPF系统、SCR系统等。标准升级会提升后处理系统的温度、增加后 处理系统的体积,导致物料质量的升级和数量的增加。

国四燃油设备价格上提,拉低与电动设备价格差距。过去纯电机器购置成本高,相 较燃油设备价格较高。以挖掘机价格为例,根据第一工程机械网的数据,切换国四 标准后各类型挖掘机均有不同程度的提价。燃油工程机械销售价格的提高降低了其 与电动设备的价差,从价格角度提高了电动设备的市场竞争力。

外在驱动:电动化配套政策持续落地,“三电”技术成熟降低成本。总结工程机械 电动化的外在驱动为两点,(1)“双碳”目标推进下的政策支持:作为能耗高、污 染大的传统行业,低碳正逐渐成为工程机械行业的重要目标。根据各级政府发布的 政策文件,工程机械电动化的配套政策正在不断落地,政府积极鼓励支持电动化重 卡、非道路移动机械等工程机械的发展,逐步推动其替代传统高污染燃油工程机械。 且在一定领域,给予电动化产品优先的路权。(2)产业链逐渐完善,制造成本下行: 随着“三电”技术逐步成熟,电池、电机等核心零部件的制造成本不断降低,产业 化规模逐步加大,工程机械从研发成本至采购成本都在不断降低,产品在终端市场 的竞争力逐步提升。

电动化设备,部分产品的经济性已经跑通。工程机械的运营成本主要来自能源消耗、 人工费用、维护保养、轮胎磨损更换等方面。其中电动和燃油工程机械的主要差异 集中在能源消耗上。以发改委柴油最高零售指导价为例,当前柴油价格处于高位区 间。电动化渗透率有望快速提高,电动化打开数字智能化大门。目前,电动工程机械市 场总体仍处发展初期,当前阶段渗透率较低。然而,工程机械电动化是大势所趋, 电动设备渗透率有望在未来数年内快速攀升。工程机械电动化将为设备数智化提供 新机遇,极大加快产品智能化、信息化发展进程,助力整机厂核心竞争力产生质的 飞跃。

(二)电动化对技术要求较高,主机厂积极布局初获战果

电动工程机械划分四种类型。按供电方式,电动工程机械可以划分为四种。(1)电 网供电型:工作时间不受限制,可以节省电池成本,但灵活度受限,适用于煤矿、 隧道、工厂等容易接电的场所。(2)电池供电型:更适合存储工程机械的电能,电池容量决定了工程机械的续航时间和装机成本。适用于轮式工程机械如挖机、轮式 装载机和叉车,场景上更适用于需要经常走动的场所如港口、仓库等。(3)电池电 网复合供电:可以由电网和电池独立或者共同供电,电池的尺寸可以较小,适用于 履带式工程机械,可以适用于绝大部分场景。(4)外接电源供电型:电池通过单独 的电源拖车进行布置,可解决取电难的问题,可以通过电源车提升电池容量降低使 用成本,但在工作中需要进行拖曳。本方案更侧重于租赁模式,或作为应急备案。

三电系统为核心技术障碍,亟待主机厂自主研发针对性突破。尽管电动化在工程机 械领域已经全面展开,但较之于新能源汽车,仍属于发展初期。现阶段仍存在着部 分零部件成本高、专用零配件产业链不成熟、配套基础设施不完善等问题,且以三 电系统为代表的部分基础技术尚待突破。

(1)电池:续航焦虑与高昂成本双重承压。工程机械设备电动化后功率高、能耗大, 这对电池的容量提出较高要求,市场往往产生电动设备电量易耗尽的担忧,频繁充 电不仅会耽误工程进度,更使得电动设备应用在某些远离城市的施工地区大大受限。 尽管主机厂商针对性提供了插电式纯电动工程机械等技术路径,且通过与宁德时代 等电池龙头企业合作探寻解决方案,试图缓解里程焦虑。但这在部分缓解续航紧张 的同时也带来了电池成本过高,抬高整机成本的问题。因此,做好电池为代表的能 源系统,需要主机厂从工程机械的特点出发,通过自主研发实现技术突破。

(2)电机电控:恶劣工况倒逼部件稳定性提高。工程机械的工作环境往往较为恶劣, 普遍有极高温/极低温、粉尘大、振动强等恶劣作业环境因素,这对电动工程机械的 电机与电动系统的功能稳定性提出了更高要求。相较于传统的机械传动,采用高度 电路集成方式、实现电驱MCU和整车控制VCU功能的集成控制器,在面临恶劣工况 时会经受更大挑战。尽管在新能源汽车行业,电机电控系统已经有较长时间的实践 经验,但工程机械专有的作业功能属性较多,汽车行业电动化的技术无法完全复制 应用。做好电机电控代表的控制系统,同样需要各主机厂强化自主研发,探索属于 工程机械行业的电动化技术路径。

主机龙头强势引领,工程机械电动化发展提速。目前国内电动工程机械市场主要包 括两大类公司,(1)以三一重工为代表的工程机械传统龙头厂商:依托市场地位与 多年研发积累,在对电动化趋势的精准把握下提前布局,近两年以电动挖掘机、电 动起重机等各类电动工程机械新产品呈井喷式发展。(2)以博雷顿为代表的新兴企 业:他们看准发展时机,及时切入电动装载机等细分领域,为中国电动工程机械市 场增添新的活力。 尽管当前国内电动工程机械仍处于起步阶段,需要面临缺乏成熟行业标准、电动化 基础设施不足、换电站建设成本高昂等诸多挑战,但中国电动工程机械市场仍在坚 定而迅速地扩张。

电动化工程机械特点鲜明,现阶段应用场景较为固定。从环保角度讲,电动工程机 械在噪音小、无排放,能够满足地铁隧道、酒厂和食品厂等对设备污染有特殊规定 的施工场所要求;从能耗角度讲,现阶段市场化进程更快的电动化设备多属于小型 低功率工程机械,或中大型插电式工程机械,均难以实现长距离和频繁的移动充电, 更加适用于港口、城市建设、物流园区等固定作业环境。总体上工程机械纯电动工 程机械在城市施工、封闭空间施工等特定场景下有较大的产品需求,小型工程机械 电动化发展早,市场需求增长快;其他大型设备正处于测试迭代和产品导入期,仍 有部分技术难关尚未突破,无法完全替代传统燃油设备满足客户需求。

他山之石:叉车电动化的成功经验。借鉴欧美发达国家的电动叉车应用,我国叉车 行业在2016年之前就开始了较大规模的电动化。经过多年发展,电动叉车在中国市 场取得重大成果。根据wind数据,2021年我国电动叉车销量为66万台,同比增长高 达57.14%。由于技术壁垒较小且适用市场广阔,电动叉车市场化过程较为顺利。尽 管在产品类别等诸多方面存在差异,这仍为工程机械电动化提供了可供借鉴的实践 经验。

电动挖掘机:微挖竞争力强,中大挖以固定施工场景为主。电动化微型挖掘机在多 个场景竞争力较强,其整体轻便、行动灵活、无污染排放,且能够使用民用电直接 充电,能够满足果园农林作业要求;动作响应快精度高、操作灵活高效、静音不扰 民,适用于室内装修作业环境;使用食品级不锈钢后能够满足酒厂食品厂等客户要 求。电动中挖需要固定的充电桩,且电池成本更高,在钢铁厂、码头等作业环境下, 能够安装固定充电桩插电,实现固定场景施工,从而大大降低运营成本。

电动起重机:汽车起重机功率大能耗高,现阶段仍以混动为主要尝试。相较于其他 工程机械设备,起重机所需作业功率更大、能耗更多,现行三电系统技术较难在满 足作业质量需求的前提下保证充足作业时间,因此汽车起重机的电动化尝试仍以混 动为主。以三一重工STC500E混动版汽车起重机为例,能够实现燃油、插电、纯电 三种模式的自由切换,更大程度地实现燃油费用与保养费用的节省。

(三)战略指引久久为功,三一全面引领工程机械电动化

高度重视电动化战略,持续发力久久为功。公司把电动化视为最重要的战略领域, 集中战略资源,公司坚持做好工程机械电动化技术与产业链发展规划,计划通过纯 电、混动、氢燃料3大技术路线,全力推进工程车辆、挖掘机械、装载机械、起重机 械等产品的电动化,加快电驱桥、电动、VCU等关键零部件和关键技术布局。公司 已全面开启电动化转型,引领行业电动化趋势。

针对性建立组织机构,公司强化人力资源建设。2021年,公司成立新能源技术委员 会,同时在各事业部成立专门的电动化科研团队与子公司。2022年上半年,公司定 期组织针对电动化的各项工作调度,统一思想、形成共识,持续深化电动化战略。 公司电动化研发团队快速增长,相关研发人员超1600人,同时培养和引进了一批领 军人才,专业覆盖电控、电驱动、控制算法和热管理等多个重要领域。杰出科研人 才队伍的建设为公司实现电动化战略落地提供了良好基石。

公司全面布局产业链,电动化技术水平持续领先。公司全面布局主机及产业链关键 技术,实现电机、电驱、电池等三大件的自主开发。针对电芯、电驱桥技术、VCU 集控平台、充换电站、燃料电池系统及控制技术等五大方向布局。2021年,公司开 发包括电动挖掘机多合一集成控制器开发、电驱控制策略、动力电池技术、高压安 全研究、多电机协同控制、搅拌车上装电动化、集成电驱桥技术研究、智能充电调 度系统等在内的,24项电动化技术项目。公司坚持统筹规划,三代同步实施三代产 品规划,即“销售一代、储备一代、研发一代”,涵盖各类别工程机械主机产品。

三一重工具备较为完整的电动化工程机械产品矩阵。公司推动电动化产品持续更新 迭代,涵盖了包括挖掘机、起重机、自卸车在内的多项工程机械重要领域。截至2022 年,公司共完成了79款电动产品的开发,上市了其中的67款。2022年公司电动产品 销售额已经达27亿元,增速超过200%。

以电动挖掘机为例,公司新产品持续引领行业发展。适用于隧道、废钢厂、钢厂等 工作场景的SY215E电动挖掘机,整机重量22t,满足土石方工况及钢铁行业需求, 配置隧道施工专用功能;常规工况续航时间6-8小时,充电时间<1.5h,全电控系统, 操控性能好、能耗低。公司全电控300吨级超大挖产品SY2600E电动超大挖,整机 重量290t,采用6000V高压交流电源、900KW电机作为动力源,配备15~18立方米 铲斗,比柴油发动机能耗成本降低30%~50%以上,搭载传感器闭环控制,电控缓 冲,电子围墙,动态称重等多项行业领先的智能化技术,实现行业内超大挖产品智 能化升级全新突破。

三一占据电动设备国内市场领先地位。根据三一重工官网的数据,2022年1-9月,三 一电动起重机的累计销售905台,市场占有率高达93.5%,连续13个月保持全国第一, 已在山东、福建、广东等多地交付使用;9月,新能源重卡销量586台,市占率达31.5%, 领先第二名359台,年内第4次摘得全国月销量冠军,累计销量2648台,全国第一; 9月,新能源牵引车销售269台,领先第二名103台,市占率达25.6%;电动搅拌车销 量达到1150辆,市场占有率达到62%,其中9月销量85台,当月市场占有率达到70%, 年内连续9个月蝉联月销量冠军。

二、国际化成效显著,龙头走向全球

(一)星辰大海,海外龙头全球化特征显著

万亿级大赛道,亚洲占据半数市场空间。工程机械行业是支撑国民经济的基础性产 业,被视为国民经济的“晴雨表”和“风向标”,具有广阔的全球市场。根据中国工程机 械信息网的数据,2021年全球前50强工程机械主机生产企业总销售额2327亿美元, 同比上涨20.8%,创历史新高。其中,亚洲占据了50.25%以上的销售额。

全球龙头多方位深入国际化。卡特彼勒与小松均为全球工程机械行业龙头,长期把 持市占率全球前二。根据中国工程机械信息网的数据,2021年全球头部工程机械企 业市占率中卡特彼勒为13.9%,小松为11.0%,分列第一、第二名。小松与卡特彼勒 均长期坚持国际化战略,从生产、销售、服务等多层次深入推动国际化。根据小松 官网的数据,小松在全球共有生产基地95家,其中日本14家,中国11家,美洲36家, 欧洲18家,非洲和亚洲其他区域共16家。卡特彼勒在全球拥有数百个办事处及制造 工厂,为全世界180多个国家/地区的客户提供超过300种产品。

龙头全球化之服务国际化:网点服务布局范围广,配套体系健全。根据卡特彼勒官 网数据,卡特在全球共有500多个制造、营销、物流、服务、研发以及代理商网点, 对全球重点客户跟进服务。以中国为例,卡特彼勒在北京设置主要办事处,在上海 设立零件分销和再制造网点,在天津和徐州设立部件网点,在苏州、吴江、青州、 无锡、徐州和天津开办制造工厂,并于无锡设立技术中心,为中国客户提供全面的 服务体系。根据小松官网的数据,仅在中国小松就布局了33家代理店和三百多个服 务网点,并配有数千名服务工程师。

龙头全球化之销售国际化:海外收入不断攀升,美洲为营收重心。随着国际化战略的 持续深入,小松与卡特彼勒海外收入占其总营收的比重在近年来持续维持高位,2022 年卡特彼勒海外收入占比为52.86%,小松为86.09%。尽管受疫情冲击,两家龙头2020与2021年海外营收略有下滑,但2022年迅速回升,卡特与小松的国际化战略收 获颇丰。从收入结构来看,亚洲与美洲是重点。美洲营收占据了美国公司卡特彼勒 总营收的68.69%,占据了日本公司小松总营收的37.39%,均分别高于其亚洲营收 占比,是两家全球龙头的营收重心所在。

亚洲市场的格局,体现了中国品牌的强势崛起。亚洲市场营收分别只占卡特彼勒和 小松营收的20.03%与39.90%。原因是以三一重工为代表的国内工程机械整机厂的 强势崛起。根据Yellow Table的数据,2021年全球头部工程企业中,三一重工以7% 的市占率位列全球第四。进入榜单前七名的中国工程机械公司还包括徐工机械与中 联重科。国产品牌强势崛起,在国际化战略的指引下出征海外市场,成效显著。

(二)高度定位全面布局,三一重工国际化成效显著

高度定位持续发力,谱就三一特色国际化道路。三一重工始终坚持国际化战略并高 度定位,将其视为穿越周期、实现可持续发展的有效途径。国际化是公司打造世界 级品牌、成为世界一流企业的必经之路。2002年开启国际化进程后,三一重工先后 经历了实施子公司模式、投资建厂、大区制、收购、产能合作等发展阶段。从单纯 的产品出口销售,到绿地投资,再到并购合资,三一走出了一条独特的国际化发展 道路。

大区制全球布局,铁三角模式开拓市场:2012年以来,三一国际化进入大区制阶段, 全球布局基本完成,在海外共有美国、德国、印度、巴西四个制造基地和十个销售大区。公司大力推进销售、服务及研发的铁三角模式,国际铁三角队伍快速壮大, 覆盖全球60个国家和地区,为产品出海打下坚实基础。

本土研发+海外协作,国际化研发把握海外客户需求。三一深入推进全球专利布局, 2021年PCT国际专利申请新增179件,海外国家专利申请新增20件,国际化产品技 术护城河不断加深。三一形成了“本土研发+海外协作”模式,在昆山成立全球研发中 心,各事业部成立国际研究院,在北美、欧洲、日本、印度等地设立研发中心,吸 纳当地高端人才约200人,负责当地法规研究、客户调研、本地化零部件开发等,协 同研究突破技术难点问题。截至2022年末,公司海外已经覆盖400多家海外子公司、 合资公司及代理商渠道;公司国际员工已经突破4600人,美欧印等事业部本地化率 超过了90%。

瞄准海外市场针对性开发,公司国际化产品覆盖率高。2022年上半年,公司组织数 百名研发人员“出海”,以美国、德国、印度海外研发中心为基础,立足类中国市场, 瞄准欧美高端市场,提速国际产品开发。2022年公司开发国际产品包括挖掘机、装 载机、起重机、泵车等79款,欧美产品覆盖率近70%。 多项产品市占率快速攀升,彰显公司国际化产品竞争力。根据公司2022年年报的数 据,挖掘机械海外市场份额达到8%,各区域挖掘机市场份额及销量均快速提升。根 据公司披露的产品出口数据,2022H1公司南美挖掘机销售增速超过80%,欧洲挖掘 机销售增速超过60%。混凝土泵车双品牌联合市场占有率达40%,履带式起重机海 外市场份额突破30%,市场份额居行业第一;搅拌车、混凝土搅拌站出口份额快速 提升。

公司海外收入增长快,美洲市场大有提升空间。2022年公司实现海外增速365.71亿 元,同比高增47.19%。2022年公司各地区海外收入均实现较快增长,其中亚澳/欧 洲/北美洲/南美洲/非洲的同比增速分别为41.1%/44.0%/85.8%/63.8%/35.4%。基于 海外收入规模分析,除大本营亚洲外,欧洲是三一重工国际化推行最成功的区域。 而2022年三一美洲营收占比为19.4%,仍有较大提升空间,考虑到公司在美洲的低 基数和高增速,下一阶段的国际化进程有望在美洲市场取得进一步高增。

(三)电动产品创造全新市场,三一开启国际化新篇章

三一重工未来国际化的实质:基于电动化产品,与卡特小松差异化竞争。国内品牌 的国际化是国内整机厂在海外市场与外国品牌竞争,通过针对性设计适应海外需求 的产品,提高产品竞争力,达到能够与海外龙头对标的水准,从而争夺国际市场份 额。国际化过程关键点就在于各公司是基于哪类商品开展竞争,在工程机械行业, 过去全球厂商都基于各类燃油设备展开竞争,但在电动化趋势下,预计基于电动设 备开展的竞争将逐渐成为主流。

直面卡特小松,三一电动化设备竞争力几何?大方向是通过电动设备推动国际化进 程,提高海外市场市占率。这需要公司的电动工程机械,在三电系统为代表的技术 方面以及整体竞争力上,能够与卡特比勒和小松的主流电动产品对标。以工程机械 最重要的挖掘机为例,将同为电动中挖的三一SY215E与小松HB215LC-1 Hybrid进 行对比,可见三一电动挖机在主要性能参数方面均能与小松挖机对标。市场化销售进展顺利,公司电动设备成功出海。三一重工电动挖掘机与装载机已实 现市场化销售,并在海外市场实现突破。2022年,公司电动搅拌车通过欧标认证并 销往德国,完成电动搅拌车首次出海。

三、盈利预测

目前公司打开收入空间的路径有两条:(1)海外市场的扩张。公司2022年海外市 场营收增速达47%,且仍具备继续增长的空间,公司也有所布局,公司海外市场份 额依然有较大的提升空间。(2)电动化、智能化带来的成长机会。通过把握电动化、 智能化浪潮下的工程机械升级,公司产品丰富度提升,盈利能力也有望向上。海外 扩张路径决定了公司未来的业务成长上限更高,适度给予公司作为龙头的溢价。业绩拆分:公司主营业务包括混凝土机械、挖掘机械、起重机械、桩工机械、路面 机械等。

混凝土机械:公司混凝土机械主要产品包括车载泵、拖泵、搅拌站、搅拌车、泵车 等。公司混凝土机械销量位居世界首位,其中泵车主要用于地产,预计修复会相对 平稳。预计23-25年混凝土机械收入增速2.1%、4.1%、3.1%,预计毛利率稳定在24%。 挖掘机械:公司挖机是国内市场龙头,受行业整体销量影响较大,预计市场份额相 对稳定。基于对行业挖机销量的判断,预计公司23-25年营收增速为16.4%、14.3%、 10.2%,预计毛利率为28.5%、29.0%、29.0%。

起重机械:公司起重机的供应链分布相对分散,且智能化起重机逐步推出。预计23-25 年起重机营收增速为4.4%、9.4%、5.9%。预计毛利率较21年Q4有所回升,22-24 年毛利率为16.0%、16.0%、16.0%。 桩工机械:公司2022年桩工机械营收增速为-41%,预计23-25年桩工机械营收增速 为10%、10%、10%,预计毛利率稳定在37%。 路面机械:公司路面机械主要用于公路端施工建设,今年公路项目景气度尚可。预 计23-25年路面机械营收增速为1.4%、6.5%、5.7%,预计毛利率稳定在25%。

(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

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