计算机行业专题研究:高耗能行业数字化转型提速_利好头部厂商.docx
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1、计算机行业专题研究:高耗能行业数字化转型提速_利好头部厂商1.中国提出碳中和目标,高耗能行业碳排放占比最高1.1. 中国提出 2030 年实现碳达峰,2060 年实现碳中和目标温室效应日趋严重。自工业革命以来,人类的生产活动对煤炭、石油等能源的需求日益提 升,向大气中排放的二氧化碳等温室气体逐年增加,温室效应也随之增强,打破了地球系 统原有的热量平衡,可能对地球生态系统造成难以挽回的损害。因此,控制温室气体排放, 成为了全人类的共同目标。世界各国逐步达成共识,多国提出碳中和目标。1997 年通过的京都协议书首次以法规 形式限制了温室气体排放。2016 年 4 月,全球 178 个缔约方共同签署
2、了巴黎协定,并 提出将全球平均气温较前工业化时期上升幅度控制在 2 摄氏度以内,努力将温度上升控制 在 1.5 摄氏度以内的长期目标。截止 2021 年 4 月,已有超过 130 个国家和地区提出碳中 和目标,部分国家已进入立法阶段。中国力争于 2030 年前达到碳排放峰值,努力争取 2060 年前实现碳中和。2020 年 9 月, 我国宣布将采取更加有力的政策和措施,力争于 2030 年前达到碳排放峰值,努力争取 2060 年前实现碳中和。碳达峰是指我国二氧化碳的排放在 2030 年前不再增长,达到峰值后逐 步降低。碳中和是指我国在 2060 年前,通过二氧化碳去除技术,抵消自身的二氧化碳排
3、 放,实现净零排放。此后,各级党委和相关单位也陆续推出碳中和相关政策。1.2. 中国是最大的碳排放国,高耗能行业碳排放占比最高我国已是全球最大的二氧化碳排放国。历史上中国并非碳排放大国,从人均碳排放的角度 看,2010 年后我国的人均碳排放才接近发达国家水平。但由于我国目前的社会发展阶段、 人口数量和资源禀赋,从 2004 年起成为了全球最大的二氧化碳排放国。2020 年中国占全球总碳排放的 30.7%,达到 98.99 亿吨,美国作为全球第二大碳排 放国家,2020 年占全球总碳排放的 13.8%。中国工业发展相对较晚,目前经济发展仍需要 大量煤炭等能源消耗,而美国等发达国家已进入能源结构调
4、整阶段,碳排放量逐年下降。工业是中国能源消耗和二氧化碳排放的最主要领域,其中高耗能行业占比最高。 根据 IEA 国际能源署数据,中国近 90%的温室气体排放源自能源体系和工业生产过程,其中电力行 业占比 48%、工业占比 36%、交通占比 8%、建筑占比 5%。从能源消耗角度看,2019 年我 国能源消费总量 48.6 亿吨的标准煤,其中工业占比超过 60%。所以钢铁、水泥、化工等高 碳排放行业的低碳化改造和落后产能淘汰,是工业能否率先碳达峰是 2030 年达峰目标实 现的关键。钢铁行业占中国碳排放总量的 15%,是碳排放量最高的制造行业。钢铁行业是工业的基础, 约占我国 GDP 的 5%。我
5、国也是全球最大的钢铁生产和使用国,每年的钢铁生产和使用量 约占全球的一半。但我国钢铁行业仍以高碳排放的长流程和粗钢产量为主,在碳中和承诺 以及去产能的双重压力下,行业的低碳零碳转型势在必行。根据麦肯锡测算,要实现全球 平均气温上升不超过 1.5的情景,到 2050 年中国钢铁行业须减排近 100,需要钢铁消 费、生产、技术、供应等多个关联领域共同推进零碳转型。石化与化工行业占中国碳排放总量的 13%。石化行业从开采、运输、储存到终端应用都会 产生大量碳排放,而化工行业因我国特殊的能源结构,多以高碳排放的煤炭作为生产原料。 根据石油和化学工业规划院数据显示,石化与化工行业生产过程排放的二氧化碳占
6、全国碳 排放的比重约 13%,占工业领域碳排放比重约 17%,要达成碳中和的目标,石化和化工行 业的减排和转型不可或缺。国家能源研究所与麦肯锡分析均指出,在实现 1.5 摄氏度控温 目标的情景下,到 2050 年,中国的石油需求下降幅度需达到 70%-85%,化工行业碳排放 量需要降低 90%以上。水泥行业占全国碳排放总量 9%。我国生产全球近六成水泥,水泥行业碳排放量也逾全球水 泥产业碳排放总量的一半。在水泥生产流程中,煅烧产生生石灰过程约占全生产过程碳排 放的 55-70%,如何通过技术手段减少燃料消耗是未来水泥行业零碳转型的重心。根据麦肯 锡测算,要实现全球升温不超过 1.5的情境,到
7、2050 年中国水泥行业碳减排需达 70 以上。2.高耗能行业以“能效提升”供给侧改革已开始,数字化转型提速2.1. 高耗能行业以“能效提升”的供给侧改革已开始,工业软件至关重要国家节能减排力度之强,高耗能行业数字化转型刻不容缓。近几个月 PMI 数值持续下落, 10 月数值为 49.2%,其中高耗能行业低于制造业总体 2.0 个百分点。10 月份受电力供应仍 然紧张、高耗能行业新订单指数回落较大等因素影响等,造成 10 月份制造业 PMI 数字持 续下降。我们认为国家在考虑到可能牺牲工业 PMI 的基础上,依然通过限电以及持续抑制 高耗能行业的扩张,表明当前国家节能减排力度之强,以及高耗能行
8、业通过自身数字化转 型提升效率刻不容缓。高耗能行业供给侧改革已开始,效能作为核心衡量依据。11 月 15 日为落实关于强化能 效约束推动重点领域节能降碳的若干意见,国家发展改革委等部门发布高耗能行业重 点领域能效标杆水平和基准水平(2021 年版),指导各地科学有序做好高耗能行业节能降 碳技术改造。其中特别强调各地要明确改造升级和淘汰时限(一般不超过 3 年)以及年度 改造淘汰计划,对于不能按期改造完毕的项目进行淘汰,坚决遏制高耗能项目不合理用能。 我们认为相关政策关于基准水平以及时限的要求,都表明高耗能行业已经进入了以效能为 衡量依据的供给侧改革的时刻,能效的高低会影响企业自身的存亡。工业软
9、件对提升能效以及节约能耗至关重要。部分高能耗企业能源管理的分散和能源统计 的不完善,难以支持能源的管控与分析。利用相关的生产管控类工业软件,如能源管理系 统(EMS),可通过采集生产设备和配套设施的能源数据,对企业能耗状态进行监测、分析 和预测,深挖节能潜力,合理利用能源,实现精细化的能源管控。我们认为工业软件企业 推出的产线减碳解决方案,通过控制模型预测、前馈控制等技术,在保证产量、质量的前 提下,可最大程度降低工序能耗。2.2. 高耗能行业主要隶属流程性行业,数字化方案依赖行业 Know-how本文我们特定讨论的高耗能行业主要是以钢铁、水泥、化工三个行业为主。从工业的属性 上看,三个行业主
10、要隶属于流程性行业,流程性行业往往具有连续进行的,不能中断,对 稳定性要求较高等特点。我们认为由于流程性行业对稳定性要求高,进入厂商制造流程中, 相关各类设备不容易轻易替换。流程制造行业的数字化制造主要体现在生产管控、 HSE 管理、能源管理和设备管理等方 面。其中能源管理主要是实现产能与用能的在线优化、建设能源管理的评价与分析体系, 支撑精细优化的能源管理。我们认为能源管理是管控中最直接影响能耗多少的部分,对碳 排放减少的推动尤为重要。对于流程性行业数字化制造的应用方案,主要涉及制造执行系统( MES)、操作员培训仿 真系统( OTS)、在线优化控制系统( RTO)、先进控制系统( APC)
11、、调度优化系统 ( ORION)、无线移动巡检系统等。应用方案依赖大量行业 Know-how,产品力对于公司竞争力影响较大。流程行业较早运用 信息技术进行产业改造,自动化、数字化程度较高,同时面对新一轮产业变革和科技革命, 流程行业加强系统间的综合集成应用。我们认为由于流程性行业对设备稳定性要求高的特 点,相关数字化制造的应用方案需要具有大量行业 Know-how,应用方案行业壁垒较高, 同时智能制造发展水平相比离散型渗透率较高,意味着这个领域强者恒强产品力对于竞争 力影响尤为突出。2.3. 高耗能行业数字化转型程度以及进程都有望提速无论从国家层面制定相关的政策以及制造业头部公司加强数字化转型
12、的投入,工业软件 (工业互联网)对于数字化转型的作用以及作为转型的主要方式已经在当前市场拥有一定 的共识。因为工业软件作为优化提升生产效率,涉及到行业 Know-how,对于制造业厂商 推进自身数字化转型来说,必然会平衡数字化带来的好处与风险,进而决定自身数字化的 进程。本文与市场观点不同的地方在于: 市场认为在当前 PMI 持续下行,工业需求端疲弱,特别是高耗能行业订单减少,影响数字 化转型开支。我们认为在双碳政策背景下,即使在当前 PMI 持续下行的时候,对于高耗能行业的数字化 转型无论是程度还是在进程方面都有望提速。因为在政府高度重视双碳的背景下,能效基 准将作为高耗能行业供给侧改革的依
13、据,而工业软件(工业互联网)作为提升生产管理以 及能源管理的主要数字化方式将会被高耗能行业高度看中,在自身供给侧发生变化的时候, 对于数字化转型的程度以及进程都有望超预期。由于高耗能行业多数为流程性行业,该行业具有“工艺过程是连续进行的,不能中断”等 特点进而对产品(性能)稳定性要求较高,对厂商要求更高的行业 Know-how,所以进入 流程性行业的工业软件产商例如宝信软件、中控技术等往往都会先深耕在一个行业,例如 宝信是钢铁,中控是化工(石化)。我们认为由于流程性行业这种自身特点,服务其工业软件的厂商,在产品方面,会从单一的产品种类逐步发展成以核心客户全面数字化转型的 (国产替代)多产品需求
14、,通过解决方案的形式进一步增强自身与客户之间的粘性,提升 自己的护城河。3.高耗能行业降碳势在必行,各类解决方案加速数字化提升3.1. 钢铁行业降碳行动方案已定,宝信受益于宝武集团领头羊示范效应3.1.1. 工业软件助力降碳行动,宝武集团作为领头羊具有示范效应25 年钢铁行业实现碳达峰,降碳行动方案已定。3 月 20 日,钢铁行业碳达峰及降碳行动 方案已完成初稿,初步将行业碳达峰目标设定为:2025 年前,钢铁行业实现碳排放达峰; 到 2030 年,钢铁行业碳排放量较峰值降低 30%,预计将实现碳减排量 4.2 亿吨。方案同时 提出了实现行业节能减排的路径,分别是推动绿色布局、节能及提升能效、
15、优化用能及流 程结构、构建循环经济产业链和应用突破性低碳技术。其中,节能及提升能效的路径是应 用数字化、智能化技术,推广先进节能减碳技术。我们认为工业软件是实现钢铁行业智能 化、数字化的抓手,也是达成能效提升和减排的重要环节。中国宝武钢铁集团作为全球最大钢铁企业,也公布了“力争 2023 年实现二氧化碳排放达 到峰值,2025 年具备减碳 30%工艺技术能力,2035 年力争减碳 30%,2050 年实现碳中 和”的目标。在实现路径中,宝武重点提到:以智慧化实现极致的碳利用效率,以数智 化系统打破管理边界,实现资源和能源的高效利用。宝钢集团在钢铁企业能源管控系统展望中提到,实现提效减排的智能制
16、造范式包括工业过 程智能优化控制和云边端的整体协同。我们认为宝钢作为国内钢铁领域的领头羊,对于能 源管控系统方案的执行具有示范作用,双碳背景下将加速带动全行业工业过程智能优化控 制和云边端的整体协同相关信息化的提升。宝信作为宝钢旗下钢铁信息化的实施企业,相 关业务涉及参与到了钢铁能源管控的方方面面,有望直接受益。工业过程优化控制的关键是生产工艺智能优化和生产全流程整体智能优化。在生产工艺过 程中,智能系统能够自动设定系统的工作方式,不需要人为干预。譬如,蒸汽管网的压力 由燃气锅炉控制,当转炉开始回收蒸汽时,锅炉如何调整蒸并网压力,就需要能源生产智 能优化控制实现。 对于生产全流程整体,以吨材能
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