2024电机行业报告:技术创新与市场拓展双轮驱动
1持续推动技术创新和市场拓展的全球电机龙头
1.1全球电机行业领军者
从单一电机的制造商发展为工业自动化系统解决方案的领先供应商。公司专注于电机及其驱动控制技术的研发与创新,构建起高压电机、低压电机、微特电机及控制系统等在内的全面产品线,满足工业、日用、交通不同行业客户的定制化需求。甚至将业务范围拓展至光伏、储能、工业互联网等新兴领域。为客户提供高效节能的电机产品和智能化的系统解决方案,内生增长与外延并购相结合,实现了业务多元化发展。
股权架构稳定,兼具家族控股与国资背景。实控人陈建成直接以及间接通过卧龙控股、卧龙舜禹持股共计32%,其女陈嫣妮作为卧龙控股的主要股东,进一步加强家族在公司中的影响力。绍兴市上虞区国有资本的参与,为公司带来政策扶持、资源配置的独特优势。公司通过收购兼并/合资创立的方式拓展业务版图,持股100%南阳防爆、42%龙能电力、80%卧龙储能、74%卧龙采埃孚(EV电机)等。
创始人团队拥有深厚的自动化行业背景和丰富的技术及管理经验。集团创始人陈建成现任卧龙控股集团有限公司董事长,浙江省工商联副主席。卧龙电驱现任高管层均在公司身兼要职多年,董事长庞欣元自2013年起任集团副总裁,总裁黎明任公司销售总部总裁,副总裁莫宇峰兼任工业驱动事业群总裁、ATB事业群董事长,副总裁张文刚兼任中型事业部总经理,副总裁郑艳文兼任卧龙电气中央研究院总裁。
卧龙电驱积极布局全球化,拥有3大运营中心、39个工厂、5大研发中心。公司分支机构和销售网络覆盖全国,并通过子公司和代理商网络,将业务拓展至欧洲、美洲、东南亚、中东及非洲等地区,在全球范围内扩大产能并逐步实现自产自供。
1.2内生外延多元化发展
公司具备丰富产品线和稳固市场基础。公司的核心产品包括工业电机、日用电机及电动交通驱动系统,服务于家电、工业自动化、新能源汽车等多个行业。通过持续的技术创新和市场拓展,能够提供工业自动化、光储氢等一系列工业与能源解决方案,近期在特定领域也储备了相关技术,产品可应用于低空飞行等。
营业收入稳步增长,利润端利空出尽。2023年公司实现营业收入155.67亿元,同比+3.8%,归母净利润5.30亿元,同比-33.7%,扣非归母净利润4.77亿元,同比-35.8%。近年来受益海外工业相关需求旺盛,公司收入稳步增长,在大基数下仍能保持2020-2023年复合增速为7.4%。利润端承压:2016-2017年,红相股份以发行股份及支付现金方式购买银川变压器100%股权,其在2017-2019年未完成重组协议承诺业绩。公司在2023年Q4计提长期股权投资减值损失2.11亿元,主要系红相股份股价下跌,卧龙持股占比6.52%;投资收益亏损1.86亿,主要系红相股份业绩补偿款。两部分影响全年利润共计3.97亿元,若冲回该部分后归母净利润增速为15.9%,净利率6%,公司整体经营状况良好。
业务结构多元化,整体毛利率处于修复通道。随着新能源汽车市场的蓬勃发展,卧龙电驱凭借其技术优势和战略客户合作,实现了显著的收入增长,EV电机业务由2021年的6.68亿元增长了45.5%到2023年的9.72亿元。公司在光储业务的布局,以及对工业互联网的探索,进一步增强了其在新能源和智能制造领域的竞争力。
全球业务持续扩张,海外盈利提升。公司布局亚太、欧洲和美洲区域,拓展海外新赛道、新行业,提升品牌影响力,推动全球市场份额的增长。2023年美洲区收入19.9亿元,同比+16.39%,毛利率25.32%,同比+1.37pct,欧非区收入略降至27.9亿元,毛利率22.90%,同比+1.55pct,海外业务盈利能力持续修复。
2领先布局eVTOL动力系统,技术+市场构筑全方位壁垒
2.1eVTOL核心动力系统
eVTOL(electricVerticalTake-offandLanding),即电动垂直起降飞行器,是指采用电能驱动方式并且具备垂直起降能力的飞行器。AAM(AdvancedAirMobility),先进空中交通是一个广义的利用新型航空器在各种区域提供客货运输的愿景。相较于传统直升机、无人机等,eVTOL具有起飞无需跑道、高安全性、低噪音、零排放、易维护、规模运营化后低成本等优势。有望打破传统交通运输工具的市场边界,成为高铁、地铁、长途巴士、出租车、私家车的重要补充和替代,可运用于城市短距离空中旅客与货物运输、医疗救援、军事等领域。
产业催化剂①:低空空域改革推进。根据2010年国务院、中央军委发布的《关于深化我国低空空域管理改革的意见》,“低空”是指“垂直范围原则为真高1000米以下,可根据不同地区特点和实际需要,具体划设高度范围”的空域,是通用航空活动的主要区域。长期以来,我国低空空域的使用和管理,采取与中高空空域同样的审批和管制方式,所有的低空空域飞行活动都必须经过批准,在很大程度上制约了通用航空的发展。《关于促进通用航空业发展的指导意见》提出扩大低空空域开放,实现真高3000米以下监视空域和报告空域无缝衔接,简化飞行审批(备案)程序,明确报批时限要求,方便通用航空器快捷机动飞行,解决“上天难”问题。
产业催化剂②:顶层设计强调低空经济成为新增长引擎,多省市助推低空经济加速发展。中国在eVTOL相关领域,从中央、试点地区都给出了政策支持和管理方案。例如,民航局、工业和信息化部等联合印发的《绿色航空制造业发展纲要(2023-2035年)》中提出到2025年电动通航飞机投入商业应用,eVTOL实现试点运行。政府会议、工作报告中多次强调低空经济等战略性新兴产业的重要增长引擎作用,强调eVTOL作为发展低空经济的重要载体的地位。多省市将低空经济写入政府工作报告,主要代表有广东省、深圳市、安徽省、湖南省等。在2021年前后,安徽、湖南、江西等省份已计划、获批、试点了对低空飞行的规划和监管,包括通用机场建设、低空空域管理改革试点建设、临时航线规划等。多地以资金、政策形式围绕技术创新鼓励、企业落户奖励、基础设施扶持、产业配套完善、应用场景发展扶持等方面展开支持。
产业催化剂③:适航取证流程加速。eVTOL取得各国航空管理局认证是实现商业化最难的重要关口,也是最不可预测的重要因素。以中国为例,CAAC对于eVTOL的审定采取每个项目一事一议,根据其具体设计和预期用途来单独制定专用条件的原则。一般来说,eVTOL型号首先要取得型号合格证TC,然后申请生产许可证PC,才可进行批量生产。eVTOL的审定需要不同的专用条件,目前TC的申请周期较长、耗费较大。PC可以在TC申请过程中提交,也可以有TC后提交。航空器投入运营则需要申请适航证AC,如果在持有PC的情况下申请AC,则只需要递交一些材料。如果航空器在仅有TC的情况下申请AC,还需要进行必要的适航检查甚至试飞。
eVTOL围绕高效、舒适、实用、环保等核心需求及应用场景逐步突破。eVTOL与传统飞机不同,高度复杂、精密的传统航空发动机被绿色、零排放、大大简化的电池系统所取代,减少城市交通拥堵和化石燃料依赖。同时半导体芯片、ICT、人工智能和传感器技术的发展还促进了其与无人驾驶技术的交叉融合,在巡航速度、巡航高度、续航时间、最大航程、最大起飞重量、有效载荷等指标参数不断突破,平衡功能、安全性、性能、研制和运行成本、研制风险等方面,逐步投入商业化应用。
动力能源系统占BOM接近一半,重点关注价值占比超30%的电驱动系统。我们预计600kg级eVTOL初期售价在240万元/台左右,BOM成本估计约为74万元/架,其中电驱动系统占32%、电池能源系统占14%;2t级eVTOL对电机功率、带电量和其他零部件都有更高的要求,我们预计初期售价在800万元/架,BOM成本约为290万元/架,其中电驱动占28%、电池占34%。若中期量产规模达到10万台/年,我们预计两个方案售价有望下降到90万元/架和285万元/架。考虑到电机(类比发动机)、电池(高性能)的更换检修周期在3-5年左右,售后维保市场对应空间更大。
制造端产业链配套成熟,运营基建监管有待完善。eVTOL是典型的高复杂度、技术密集型产品,集成总体设计、气动设计、混合动力、复合材料、飞行控制、分布式电推进及航空电子等关键技术。技术系统包含能源、动力、飞控、导航、通讯等系统及整机结构,动力系统由推进器、电机、电控、热管理构成,产业基础成熟。
动力系统主要技术架构为分布式电推进系统。eVTOL主要采取纯电推进和混电推进两大类型新能源动力系统,应用分布式电力推进(DEP)技术耦合。油电混合动力推进系统是指由发动机与电动机共同作用的推进系统,这种系统架构类似于油电混合动力汽车的架构,根据发动机是否直接提供推进动力,可分为并联式架构和串联式架构。纯电动电推进系统由供电系统和电力推进系统组成,不需要发动机。
高功率密度是航空电机设计的重要指标,技术积累具有先发优势。电动航空在电驱技术,尤其是在驱动电机的性能、环境适应性和安全可靠性等方面要求极高。在设计中安全性是第一指标,紧急情况下需要冗余50%功率输出,螺旋桨驱动电机轴承需要承受多方向的突加载荷,因此对航空电机的功率密度和扭矩密度提出了更高的参数要求。基于以上要求,新能源车电机很难迁移,但技术积累具有先发优势。
琼粤两地首次实现无人机货运跨海飞行。2024年4月24日,航天时代飞鹏有限公司的FP-98“狮子座”大型无人机系统(起飞重量5.25t)实施首次虾苗跨海空运任务,载货500kg,航线航程500公里。无人机货运在短途货运场景下,相较传统海、陆运输方式时间更短,损耗更低。从海南文昌陆路运输到珠海莲州需12个小时,运输综合损耗率达到30%,对应无人机货运航程运输时长缩短9小时,且损耗率几乎为零。自4月18日获TC认证后,一周之内完成跨海首飞筹备,也体现出其商业化落地快。珠海-深圳低空航线正式开通,瞄准商务通勤、旅游观光、家庭出游等。中信海洋直升机股份有限公司4月30日开通深圳-珠海的低空短途运输航线,将深圳到珠海的时间缩短至20分钟,航线开通后每日往返一趟,费用为单程999元每人。
低空经济推进顺序为“无人机快递→无人机行业应用→eVTOL载物→eVTOL载人”;eVTOL产业化推进顺序为“政策/规划→空管/基建先行→线路试点”。无人机货运凭借低成本高效率优势,有望成为最快实现商业化运营的场景。结合产业进展和政策支持力度的分析,我们认为eVTOL前景广阔,在2025年前有望实现在货运和景区游览的小规模试点,在2030年有望实现对市内交通、城际交通、私人包机、医疗转运等领域的传统交通方式替代,在2035年有希望大规模进入私人市场。
2.2技术领先性:沉淀研发深度
1)公司建立了全行业唯一适航实验室。2023年8月31日,投资1亿元和民航局共建“新能源航空器电动力系统适航验证实验室”,全国最早同时是唯一针对低空经济电动化的实验室,目前货已经取得CNAS认证,对外向同行开放。
2)公司牵头编写了航空CS-23部H1801(电机与驱动系统)民航局(局方)审定文件。卧龙在航空电驱动及控制领域的领先成绩也得到了业内的广泛认可,牵头编写了“CCAR-23-R4电动飞机补充要求”H1801条电推进系统标准、民航电动力技术规范,涉及电动飞机用电机和控制器性能指标要求、环境适应性要求、安全可靠性要求。
3)公司依托动力电驱成熟基础,开发高性能航空电驱,参数指标领先。在航空电驱领域已处于国际一流水平,形成“3+1”产品布局,即小功率产品(2kW~30kW产品,主要应用工业无人机及1-2座eVTOL),已开始向国内主流物流无人机企业小批量供样;中功率产品(以50kW~175kW为主,主要应用4座载人eVTOL),与国内主流eVTOL制造企业均有技术沟通,相关研发项目正在进行中;大功率产品(200kW至1MW以上,主要应用十几座到几十座的支线飞机),目前以预研为主。2023年5月,卧龙承担的中功率典型规格(70kW航空电动力系统),顺利通过工信部组织的专家验收;2023年6月,卧龙开发的小功率典型规格(30KW涵道电动力系统),完成地面测试实验,所有指标均达到预期要求。同中国商飞合作4座eVOLT电机(电机27kg左右),最大功率密度3.7kw/kg(额定额定密度2.6kw/kg)等其他核心参数达到国际领先水平(高于军工出身且采用液冷方案的赛峰)。
2.3市场领先性:合作布局广度
1)前瞻布局航空动力电驱系统,合作商飞等行业龙头:①同万丰奥威战略合作:20年12月,卧龙电气驱动集团股份有限公司与万丰奥威汽轮股份有限公司在万丰航空小镇正式签署战略合作协议。此次合作聚焦电动航空产业、轮毂电机、新能源电驱产业的镁合金材料应用及推广等领域,旨在积极拓展航空电机驱动器及电机轻量化等领域合作空间,实现优势互补强强联合。②多家行业头部客户合作:中国商飞(正在合作4座、19座)、极客航空、钻石公司、沃飞长空等等。
2)同行业领军企业持续深入合作:①2022年9月,中国商飞北京民用飞机技术研究中心和卧龙电驱全球中央研究院友好协商,协议共同建设“航空电动力系统创新中心”,聚焦航空电动力系统研发领域,联合开展电动航空技术研究与产业化应用。23年10月,卧龙与商飞北研共同打造的“航空电动力系统事业部”正式揭牌成立,标志着双方合作迈进新阶段。②2023年11月同全球飞机发动机领军企业罗尔斯-罗伊斯就合作事宜展开交流。
3工业电机加速布局,日用电机需求回暖
电机种类多样,应用广泛。根据电机功率可分为:高压电机(采矿、冶金、油气、石化)、低压电机(水泵、风机、压缩机)和日用电机(空调、洗衣机、冰箱、小家电)等,电机还应用于电子信息、轨道交通、家电、新能源汽车等领域。根据HISMarkit市场数据,2020年卧龙电驱在全球高压/低压电机市占率为11%/6.5%,位列第二/第四。
公司电机种类多样,覆盖5W到85MW产品线。电机以旋转电机为主,根据电磁感应原理实现电能和机械能相互转换。公司拥有健全的产品体系各类电机、发电机、控制驱动及工业自动化等产品,在油气、石化、电力、采矿、轨道交通、建筑楼宇、环保及水处理、设备自动化、新能源汽车等领域为客户提供解决方案和服务。
通用自动化是电机应用的另一主要场景。工业自动化控制系统利用工业自动化技术对工业生产过程及其机电设备、工艺装备进行检测与控制。工业自动化控制产品主要包括人机界面、控制器、伺服系统、步进系统、变频器、传感器、相关仪器仪表及测量设备等。
发展趋势:新兴领域拉动明显,高质量、高性能、智能化趋势清晰。1)新兴领域拉动:医疗器械、协作/人形/工业机器人、无人机、可穿戴设备、智能家居、新能源汽车等需求拉动,且这些市场往往更高端。2)高质量高性能升级需求:功能密度高、力矩大、体积小、噪音小、温升小、稳定性可靠性好等,低劣低质产品逐步退出市场。3)提供优质服务:通过完善的售前定制化方案,售后快速响应提升服务质量,而非简单的价格战获得用户信任。4)智能化:通过PLC等高性能控制器实现位置控制数字化,实现转矩、转速、位置等精准控制。5)模组化趋势:电机同编码器、丝杠、变速器、传感器高度集成为一个模组,实现精密运动组件。
行业竞争:将趋向于多平台技术的竞争。电机行业结合多门学科,要求企业具备多平台能力。1)电机行业,综合了电机理论、微电子、电力电子、计算机科学、控制工程理论、精密机械和新材料等多门学科,涉及电机技术、材料技术、计算技术、控制技术、微电子技术、电力电子技术、传感技术、网络技术等技术领域,是典型的机电一体化产品。2)国内电机企业,要真正做好该领域,取决于是否三套团队齐备:电机电磁技术、驱动控制技术、精密机械加工(材料)。
市场格局:国内目前真正完整具备以上能力的企业较少,与发那科、安川等国际知名企业仍有较大距离。中国虽然是全球第一大电机生产国,日本、德国、美国等是研发主导力量,掌控着全球大部分高档、精密、新型技术。从份额来看,中国电机行业规模占比30%,美国占和欧盟分别占比27%和20%。全球电机市场规模稳步提升。根据QYResearch数据,2019年我国电机市场规模达到了344亿美元,预计2026年将增长至617亿美元,年复合增长率8.83%。2016年全球电机市场规模为1097亿美元,2021年达到了1313亿美元,过去五年复合增长率为3.7%,预计2027年将达到2072亿美元,年复合增长率6.8%。
上游资源品价格刺激项目型资本开支,全球定价的资源品价格加速上涨。4月1日-4月5日,布伦特原油、COMEX黄金、LME铜的价格涨幅分别为4.22%、4.20%、5.37%,布伦特原油期货结算价突破90美元/桶,COMEX黄金期货结算价突破2300美元/盎司,主要受地缘政治冲突加剧、海外降息预期、多国央行购金所致。制造业景气度恢复和补库周期的开启将拉动上游资源品金属需求进一步复苏。政策面上,我国多部门大力推进大规模设备更新政策稳步落地,进一步夯实项目资本开支。
全球库存处于历史较低水位,中美库存有望周期共振。国内:工业企业处于被动去库存尾声,需求弱复苏,存货底明确。参考2016和2019年两轮库存低点,工业企业产成品存货处于本轮低位区间,在1-2个季度有望见底。伴随着渠道特别是外资渠道去库存告一段落,后期终端需求复苏将带来工控订单出货持续改善。海外:目前以美国和欧盟为代表的海外库存水平较低,基本已至底部。根据美国季度调整库存总额同比增速,自2022年7月中进入去库存周期起已正式进入新一轮去库周期,美国过去8轮库存周期平均时长约34个月,从历史时间规律来看,本轮去库延续时长预计一年半左右,强劲的劳动力市场和工资增长使得消费者有信心继续消费,销售总额降幅收窄后,需求出现回暖迹象,主动去库接近尾声。对于机电设备相关品类,还受益于美国近年来推进制造业回流所衍生的增量需求,美国进入补库阶段将拉动中国出口需求,最终有望形成中美库存周期共振。
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