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1、煤机行业研究：老树新花_煤机行业蕴藏的中长期机会1 老树新花，煤机行业各环节介绍1.1 煤机产业链煤炭机械装备制造行业的上游主要是金属材料、液压部件、轴承类电器元件等行业，下游则是煤炭行业。煤炭行业的发展以及 开采方式的变化直接影响煤炭装备制造行业的市场需求、价格变化、技术进步和产品结构调整方向，当煤炭行业景气度上升时， 煤炭装备制造业的增长速度往往大于煤炭行业的增长速度。煤炭行业的直接下游行业又包括火电、钢铁、建材和化工行业。1.2 煤碳机械设备种类多元，“三机一架”占据主要地位狭义上的煤机主要包括“三机一架”。煤机即煤炭开采设备。广义上的煤机，按照煤矿开采的顺序，主要分为勘探设备、综合 采
2、掘设备、提升设备、洗选设备、煤炭安全设备、露天矿设备和其他设备等。狭义上的煤机主要指综合采掘设备中的“三机一 架”，即掘进机、采煤机、刮板输送机和液压支架。“三机一架”在煤机总价值量中占据主要地位。在 煤矿机械市场中，综采设备占据主要份额，占比约 70%。而综采设备工作面又包括一台采煤机、一台 掘进机、一台刮板输送机和百余台液压支架，其中 液压支架价值量占比最高，约为45%，掘进机、采 煤机、刮板输送机分别占据12%、13%和10%。掘进是煤矿生产的重要生产环节，是保证矿井高产稳产的关键技术措施。掘进机直接关系到煤矿生产的能力和安全。目前我国主流 掘进机为悬臂式掘进机，最主要的掘进方式是悬臂式
3、掘进机与单休锚杆钻机配套作业线，也称为煤巷综合机械化掘进。悬臂式掘进机是截割头装在悬臂上的部分断面掘进机，可以同时实现剥离煤岩、装载运出、机器本身的行走调动以及喷雾除尘等功 能。按重量级分，悬臂式掘进机可以分为重型掘进机、中型掘进机和轻型掘进机。按切割煤岩的方式不同，可以分为纵轴式掘进机 和横轴式掘进机。悬臂式掘进机主要由截割机构、装载机构、运输机构、行走机构、机架及回转台、液压系统、电气系统、冷却灭尘供水系统等组成。 其生产工艺主要包括截割部、主体机、装运部和液控部四大部件的制备。国内掘进机生产技术已达到国际先进水平，打破国外垄断格局。近年来，通过自主创新、合作创新、转型创新、招商引资等途径
4、， 我国已经掌握了自主设计制造盾构的能力，国产掘进机在中国市场取得了主导地位，并且形成全球最大的产业规模，达到国际先进 水平，打破了国外长期垄断国内盾构市场的局面，同时在出口方面，呈现稳步前进的态势。1.3 煤机行业总规模稳步增长，行业集中度有所提升煤机行业总规模稳步增长，主要产品产量三降一升。17年以来，煤炭采掘行业逐步复苏，我国煤炭机械50强企业总营业收入 呈现稳步增长态势。2020年，我国煤炭机械前50强企业总计营业收入达899.56亿元，相比2019年增加79.71亿元，同比增 长率高达9.73%。从 “三机一架”分行业看，各产品产量升降不一。2020年采煤机总产量为621台，同比下降
5、6.19%；掘进机产量为1213台， 同比下降13.79%刮板输送机总产量为1609台，同比下降13.77%；液压支架总产量为66908架，同比增长13.68%。煤机行业整体集中度较低，但呈现上升趋势。横向来看，国内煤机行业集中度较低，2020年前10强企业累计营业收入在前 50强累计营业收入中占比为74.91%，前5强占比为55.84%，其中山东能源占比12.0%、中国煤矿占比12.59%、郑州煤矿 占比9.81%、平煤神马占比6.26%。纵向来看，2014年以来煤机行业整体集中度有所提升，前十强和前五强的收入占比从2014 年的54.97%、38.00%提升至 2020年的74.91%、5
6、5.84%，提升幅度较高。而且随着煤机行业竞争重点转移、下游煤炭企业收购兼并，未来行业集中度 有望进一步提升。2 中期视角：煤炭供需错配拉动固定资产投资+替换周期悄然到来2.1 供需错配，煤企盈利改善，资本开支上行21年以来煤炭现货价格持续高企。2020年到2021年一季度秦皇岛港 Q5500 动力煤市场价价在500-700元 /吨左右，二季度以来价格出现持续上涨，直至2021年10月份达到峰值2500元/吨，价格峰谷差别达到4-5 倍。在一系列保供政策的作用下动力煤现价有所下降，但截至22年3月仍处在940元/吨的高位，相比20年的 整体水平明显提升。煤炭价格是供需关系的直接体现。观察国内动
7、力煤总供给量和总消费量的差值与动力煤平均价格的关系，可 以发现21年煤价上涨的原因即为供需错配，21年9月份以前煤炭市场长期处于供不应求的状态，9-11月在 保供政策的影响下供需关系短暂改善，22年初重回紧张状态。（市场价格对供需关系的改变反应有短暂的滞 后）2.2 周期已至，煤机迎来替换刚需周期之一，资本开支周期：煤炭行业为什么体现出较强的周期性？我们认为，其首要因素为流存量占比，由于煤炭产能和煤矿服务 年限比较长，同时也属于重资产行业，每年流入流出行业的经济流量相对于行业的存量占比比较低，这 种特征往往就是周期性行业。价格机制难以有效调节，对供给量的弹性没有那么强，价格高的时候产能 不一定
8、能退出，价格低的时候产能不一定能进入，供给相对比较稳定，需求变化导致周期性变化。周期性由价格和供需导致，历年行业资本开支与环渤海动力煤综合平均价格（煤炭价格风向标）的走势 高度契合，综合前文分析，我们认为，在当前煤炭供需和价格环境下，行业有望迎来第二轮上涨周期！周期之二，煤机替换周期，我们对于替换需求做出测算：根据矿宝网数据，“三机”的使用寿命多在6-9年，液压支架使用寿命相对较长，在8-10年之间，站 在当前时点下倒推，2011-2014年正好是行业固定资产投资完成额高峰期。在煤炭企业设备投资占固定资产总投资比重基本在3035%之间，设备中综采设备价值占比为70%， 其中，液压支架、掘进机、
9、采煤机、刮板输送机分别为45%、12%、13%和10%。并非所有的到期设备将面临更新，煤炭行业落后产能将面临淘汰，20年底累积退出落后产能10亿吨/年， 21年底年产30万吨以下小型煤矿产能占比下降至2%，假设30万吨以下产能面临淘汰设备不存在替换 需求，且固定资产投资额与产能相关。根据其使用寿命，三机一架分别以其寿命区间各年更新需求量做平滑计算，如液压支架使用寿命为8-10年， 则2022年更新需求则以2012-2014年三年的均值做计算。计算得出，2022年存在接近800亿的替换需求。3 长期视角：智能化下潜在的蓝海市场3.1 为什么要智能化？ 煤炭的安全问题我国煤层自然赋存条件复杂多变，
10、企业和工人安全基础薄弱。我国煤炭资源分布广、煤层埋藏深，先天条件 占优的露天煤矿比重不到12%，开采相对困难的井工矿占绝大多数；同时还伴随着瓦斯、水、火、冲击地压 等灾害，开采条件受限、安全事故多发。此外，根据国务院安委办的采访，矿井存在工人下井的工作制服不 达标、矿井的安全环境差、各项设施不健全等问题，体现我国煤矿企业和工人的安全意识薄弱。煤矿智能化无人化可以解决安全问题。将以往由人完成的任务交由数字化、自动化系统处理，减少了人为产 生的错误。随着煤矿智能化的不断推进，全国煤炭2021年百万吨死亡率降至0.044，比2016年下降 71.79%。截至2017年底，山西焦煤集团西山煤电本部职工
11、73513人，从事“采、掘、开”一线工作人员仅有7048人， 占职工总数的9.6%；40岁以上2505人，占“采、掘、开”一线人员总数的35.5%。煤炭开采的从业人数从最多的399.27万（2000年）下降到了270.18万人（2020年），一方面反映了煤矿 智慧化用人减少，同时也反映了一线员工留不住人，招不到工的窘境。3.2 综采装备智能化介绍智能化综采系统是建设智慧矿井的基础，也是整个 煤矿系统中与煤机需求息息相关的部分。智能化综 采系统主要由三部分组成: 工作面部分、顺槽部分、 地面部分：工作面部分位于井下采场，工作面核心装备采煤 机、液压支架、刮板运输机等，通过不同单机智 能化装备之间
12、的协同配合，实现采场煤的采、支、 运等工作。井下顺槽部分通过布设供电系统、供液系统以及 集控系统等作为辅助设备，为工作面装备提供电 液及装备运行的远程监控功能。地面部分建设中心调度室，通过矿井环网实现井 下巷道、工作面、设备、人员、车辆等的全方位 动态监测及相关设备的远程控制。3.3 智能化煤矿的市场空间综采工作面分为采煤工作面和掘进工作面，根据煤矿安全规程一个采区的单翼最多布置1个采煤工作面 和2个掘进工作面，双翼则翻倍。而出于安全考虑，目前行业统一认为“一矿一井一面”的方式最为合理。 （这里的面是指1个综采工作面，即1井对应采煤、掘进合计3个工作面）。智能工作面渗透率较低：一方面，智能工作面在迅速增长，由2017年的73个增长至2021年的813个；另一 方面，渗透率仍然较低，2021年底全国煤矿数量4500左右，依次计算渗透率仅为6%左右，相当于仅271个 矿井实现智能化。报告节选：