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1、内燃机行业概况:内燃机是一种热效率高、体积小、重量轻、机动性好、使用方便的热力发动机,通过燃料在机器内部燃烧,并将其放出的热能直接转换为动力。内燃机是交通运输、工程机械、农业机械、渔业船舶和国防装备的主导动力设备,是当今热效率高、应用广的动力机械。常见分类如下表所示:
内燃机按燃料类型可分为柴油机、汽油机和新能源及替代燃料内燃机,其中新能源及替代燃料主要包括天然气、沼气、垃圾填埋气、页岩气等。我国内燃机市场应用较为广泛的是汽油机,汽油机销量占比维持在85.00%以上。根据中国内燃机工业协会数据统计,2020年我国汽油机销量4,044.03万台,占内燃机总销量的86.39%;柴油机销量634.10万台,占内燃机总销量的13.55%;新能源及替代燃料内燃机占比较少。随着国家排放标准的不断升级,提升内燃机技术水平和发展清洁化的绿色动力将成为今后行业发展的重要方向。
内燃机按应用领域划分,可分为道路用内燃机和非道路用内燃机。其中,道路用内燃机主要应用于汽车、摩托车、商用车等领域,非道路用内燃机主要应用于农用机械、发电机组、工程机械、船用等领域。
中金企信国际咨询公布的《2022-2028年中国内燃机市场分析及投资战略研究预测可行性报告》
2020年中国内燃机按应用领域比重分析
数据统计:中金企信国际咨询
近年来,受终端市场中乘用车、摩托车市场销量持续下滑的影响,道路用内燃机销售量逐年下滑,导致内燃机销量略有下降,但总体在4,600万套以上高位运行。2020年因疫情影响,各产业对应急备用电源的需求急剧上升,同时,促进经济复苏的各项政策及5G等新基建的蓬勃发展,刺激了农林机械、发电机组、工程机械、船用等非道路用内燃机的市场需求。根据中国内燃机工业协会统计,2020年非道路用内燃机销量881.73万台,相比同期增加12.80%。
2016-2020年中国内燃机及非道路用内燃机的销量分析
数据统计:中金企信国际咨询
根据《中国内燃机工业“十三五”发展规划》,国家提出的“一带一路”发展战略,推进了亚欧非国家和地区的交通、能源等基础设施建设;提出的拓展和实施国内重大公共设施建设和基础设施工程、推广农业现代化以及城市和社会主义新农村城镇化建设。此外,国家为应对疫情对经济的不利影响,出台了一系列政策刺激经济。以上政策和措施将为我国内燃机行业的发展带来持续利好。未来,随着内燃机燃烧技术的进步,尤其是电气化、自动化、智能化程度的提高,内燃机行业具有较为广阔的发展空间。
2、下游应用领域现状:当前,非道路用内燃机应用领域广阔,主要的下游应用市场包括发电机组、工程机械、农业机械以及船用领域等。随着供给侧改革、城镇化、农业规模化经营趋势加快、乡村振兴战略和“一带一路”战略推进,预计发电机组、工程机械、农业机械等行业将迎来新的发展机会,从而促进内燃机行业的快速发展。
其中,2020年非道路用内燃机销量占比如下图所示:
数据统计:中金企信国际咨询
非道路用内燃机行业主要细分行业情况如下:
①发电机组行业:内燃发电机组是以内燃机作为动力,驱动发电机供电的设备。内燃发电机组主要作为备用电源,当市电中断时,启动内燃机带动发电机供电,以保证交流供电不会长期中断。从运行模式来看,发电机组既可以单台独立运行,也可以多台并联运行,还可以并入电力系统运行。
发电机组主要包括发动机、发电机和控制器。控制器是发电机组的控制系统,集数字化、智能化、网络化于一体,不但提供发动机的开机、停机、数据测量、判断与控制和故障保护功能,而且还提供发电机的电量测量、电量显示和电量保护等功能。发电机组控制器是“决策机构”,完成协调和指挥整个系统的操作,控制着发电机组的整体运行。发电机组控制器与发动机、发电机系统集合时,可提升动力系统的整体效率,提升全系统的燃油经济性和可靠性。
2016-2020年中国发电机组用内燃机销量现状分析
数据统计:中金企信国际咨询
2016-2018年,发电机组内燃机需求相对比较稳定;2019年,受中美贸易冲突等影响,发电机组行业需求减弱,销量下降较为明显。2020年,受疫情的影响,各地加大了对应急备用电源的需求,从而带动了内燃发电机组的行业需求增长。根据能源局发布的统计数据,2020年下半年的工业用电量相比去年同期增长了9.25%。根据国家统计局发布的统计数据,2020年我国发电机组的产量为14,168万千瓦时,同比增长30.30%。
发电机组的下游应用领域十分广泛,主要包括以5G、基建、轨道交通、互联网数据中心、工业互联网为代表的新基建领域,以及工程机械、船舶发电、军工、微电网、应急保障等领域。2020年政府工作报告指出,要重点支持“两新一重”(新型基础设施建设,新型城镇化建设,交通、水利等重大工程建设),主要包括加强新型基础设施建设,发展新一代信息网络,拓展5G应用等;同时提出要加强新型城镇化建设,加强交通、水利等重大工程建设,以上均为发电机组市场需求的进一步扩大提供了良好的政策条件。
例如,我国加快推动包括大数据中心在内的新型数字基础设施建设,数据中心IDC供电系统由“市电供电+UPS电源+柴油发电机组备用”三部分构成,根据《中华人民共和国通信行业标准》,柴油发电机组是配套的网络备用电源不可缺少的一部分,保障其供电稳定性的应急电源设备市场也将水涨船高。
根据中金企信统计数据表明,2019年中国IDC市场规模已经达到了1,562.50亿元,同比增速为27.24%,预计未来几年我国IDC市场将迎来新一轮大规模增长,市场规模超过3,000亿元,年均增长速度超过25%。从全球范围来看,应急备用电源领域日益增大,应急备用内燃发电机组的需求将进一步增加。首先,全球人口的增长和城镇化进程的持续推进,促进了备用电源市场需求的增长;其次,基础设施建设项目的增加刺激了移动电源和备用电源的市场需求;第三,各国通信、电力、交通运输、资源开发、国防等重要领域对备用电源和移动电源存在持续的更新换代需求;第四,发展中国家的电网普及率依然较低,存在对备用电源的刚性需求。
以柴油发电机组为例,2020年全球柴油发电机组市场规模为175亿美元,到2027年整体市场规模将达到300亿美元,2020—2027年全球柴油发电机组市场规模将保持8.00%的复合增长率。2021年包含中国在内的亚太地区将成为全球最大的柴油发电机组市场,在全球占比达到28.26%,亚太地区成为引领全球柴油发电机组市场增长的重要引擎。
②工程机械行业:我国工程机械行业拥有坚实的基础,在“一带一路”等国家战略带动下,该行业拥有巨大的发展机遇。根据中国工程机械工业协会统计,2019年我国工程机械市场规模为6,681亿元,同比增长12.02%。受益于新老基建需求拉动、环保升级、设备更新换代、人工替代效应等多重利好影响,当前我国工程机械行业正处于上升发展阶段。
随着基础设施建设规模的持续扩大,近年来我国工程机械用内燃机销量也呈现逐年增长态势。根据中国内燃机工业协会统计,2016年我国工程机械内燃机销量47.17万台,2020年我国工程机械内燃机销量100.84万台,2016—2020年我国工程机械内燃机销量复合增长率达到20.92%。
2016-2020年中国工程机械用内燃机销量现状分析
数据统计:中金企信国际咨询
在《中国制造2025》的指导下,随着供给侧结构性改革与“一带一路”建设不断推进,工程机械行业将不断加快转型升级进程,改变传统粗放增长方式,提升发展质量,工程机械行业的结构化升级将对配套的内燃机产品产生更高的需求,从而刺激内燃机组控制器的需求增长。同时,随着基建投资增速逐步趋稳、行业替换周期到来、“一带一路”战略推进,出口增量市场得以逐步打开,工程机械行业的健康发展有望得以持续。
③农业机械行业:农业机械是指用于种植业、畜牧业、渔业、农产品加工、农用运输和农田基本建设等活动的机械及设备。农业机械是提高农业生产效率、实现资源有效利用、推动农业可持续发展不可或缺的机械装备。
农业机械行业一直是国家政策重点扶持行业,近年来国家出台了一系列政策文件规范和支持农业机械行业的发展,促进农业机械化和农机装备产业的转型升级。2018年,为加快推进农业机械化和农机装备产业转型升级,国务院发布了《关于加快推进农业机械化和农机装备产业转型升级的指导意见》,明确提出到2025年全国农机总动力稳定在11亿千瓦左右,全国农作物耕种收综合机械化率达到75%。根据中国内燃机工业协会统计,2016年我国农业机械内燃机销量346.54万台,2020年我国农业机械内燃机销量421.33万台,2016—2020年我国农业机械内燃机销量复合增长率达到5.01%。随着农业生产现代化成为主要发展趋势,农业机械装备的品种日益繁多,推动农业机械内燃机向品种多样化方向发展。
2016-2020年中国农业机械内燃机销量现状分析
数据统计:中金企信国际咨询
随着扶持农业机械化发展政策力度进一步加大、主要农作物生产机械化水平屡创新高和农业机械装备结构的加快优化,我国农业机械用内燃机市场有望得到持续良好发展。
④船用领域:在国家政策推动下,近年我国船用内燃机产量已呈现上升态势。根据中国内燃机工业协会数据,2016年我国船用内燃机销量2.45万台,2020年我国船用内燃机销量3.36万台,2016—2020年我国船用内燃机销量复合增长率达到8.22%。在国家政策的持续推动下,未来我国船用内燃机行业将持续健康发展。
2016-2020年中国船用内燃机销量现状分析
数据统计:中金企信国际咨询
3、产业发展趋势分析:随着市场需求的增长、市场应用领域的持续扩大和技术水平的不断提升,内燃机行业呈现以下发展趋势:
①智能化:随着电子技术的进一步发展,内燃机电子控制技术将获得更多的赋能,其控制面会更广,控制精度会更高,智能化水平会更强。智能化主要体现在相关产品自我诊断、自我保护、自我调速、远程控制等功能。内燃机电子控制由单独控制向综合、集中控制方向发展,由控制的低效率及低精度向控制的高效率及高精度发展。随着科学技术的发展,现代内燃机融合了电子、信息、环境、能源、石油化工、新型材料和智能制造等诸多高新技术,已成为融合多学科、跨领域的高新技术产品,内燃机行业也将步入“内燃机电子智能化时代”。
②绿色化:《中国内燃机工业“十三五”发展规划》对中重轻型柴油机、工程机械、农业机械以及船舶等内燃机产品提出了更高功率、更低油耗的技术要求。此外,面对日益严峻的能源危机和环保问题,世界各国都制定了严格的污染物排放和燃油消耗率法规,促使发动机厂商及零部件供应商不断改进技术,向高效、节能、环保的方向发展。低油耗、低排放、高热效率的新型发动机已成为各个发动机厂商及科研机构的研究重点。
解决碳排放的有效方式就是提高内燃机的热效率,内燃机行业应当加速致力于提升热效率,依托人工智能和互联网数据,用新技术赋能,使内燃机获得新生。此外,天然气、醇类、植物油等代用燃料将为内燃机增添新的活力。未来几年,随着国家排放标准的不断升级,提升内燃机技术水平、发展清洁化的绿色动力将成为今后行业发展的重要方向。
③分工专业化:面对日益激烈的市场环境,全球各大非道路移动机械厂商和发动机厂商更加专注于自身核心和优势业务的发展,逐步提高零部件外部采购比例,零部件生产的专业化和投资门槛不断提高,专业化有助于其进行标准化、品牌化的建设,以及市场需求的提升。
④物联网化:随着5G等新基建的广泛应用,制造业将以实施制造业数字化转型行动为抓手,分行业、分区域、分企业开展大规模数字化、网络化、智能化改造,建设工业互联网平台,加快培育制造业新模式新业态。控制器作为核心工业模块,随着数字化变革升级,将基于AI、大数据、云计算、区块链等前沿技术的积累与生态能力的整合,物联网化的趋势日益显著。