拉伯配资 中金：三大需求驱动周期 本轮煤机周期有何不同？
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中金点睛
煤机行业景气度自2024年上半年开始出现一定幅度的回落，市场对本轮煤机周期下行计入较多悲观预期，但是我们判断本轮煤机周期下行较上一轮表现可能有所不同，25-27年煤机订单韧性可能好于市场预期。
摘要
复盘上一轮煤机下行周期：煤价下跌，煤炭企业盈利能力变差往往是煤机设备下行周期起点。煤价从2011年周期高点大幅回落50%，煤炭企业盈利能力变差，煤炭行业税前利润率低于10%，行业出现持续性减产，在煤炭产能基本维持稳定的情况下，煤炭行业整体产能利用率一度下滑到60%以内，煤炭固定资产投资增速持续从高点收缩50%左右，2013-2017年煤机设备行业景气持续下行。
本轮煤机景气回落可能有别于上一轮：当前煤炭企业盈利能力仍处于历史相对高位。目前煤价和煤炭企业盈利能力仍处于历史相对高位，我们预计煤炭产量在2027年碳达峰前仍处于稳定或小幅增长状态，我们预计2025-2027年煤炭行业整体产能利用率处于70%以上高位水平，煤炭固定资产投资在2027年之前出现大幅下滑的可能性较小，而且煤炭行业智能化渗透率仍有提升空间。因此，我们认为本轮煤机周期下行较2013-2017年那一轮可能有所差异，2025-2027年煤机设备订单韧性可能会好于市场预期。2027年之后，煤炭行业产能利用率中期可能会回落到70%以内，煤机行业固定资产投资可能会面临一定的下行压力，取决于落后产能退出情况。
煤炭高产能利用率有利于支撑煤机更新需求稳定释放。我们发现，在三机一架设备中，采煤机、掘进机和刮板运输机，由于更换周期相对较短，较液压支架，在本轮周期下行环境下，订单韧性表现相对更好。我们认为25-27年煤炭行业产能利用率可能维持在70%以上的高位水平，可以支撑煤机更新需求的稳定释放，我们根据不同设备更新周期的差异，对未来几年三机一架不同设备的更新需求做出前瞻性预测。我们认为未来三年，煤机更新需求总体订单韧性可能好于目前市场的一致预期。
风险
相关政策风险；市场竞争加剧风险；下游需求风险。
Text
正文
行业复盘：三大需求驱动周期，本轮由更新需求支撑
煤机行业周期逻辑：“三大需求”成为主导煤机行业周期性变动的主要因素
煤机行业受需求端的主导，呈现周期性波动特征。主要由以下原因导致：1）煤机行业属于重资产行业，且煤机使用年限较长，每年新增投产较少；2）行业技术门槛较高，新进入该领域的可能性较小；综上，在供给相对稳定的前提下，需求成为煤机行业周期性变动的主导因素。
从最终需求看，火电、钢铁、建材等行业会影响煤炭的用量，进而影响煤炭企业的营收状况与经营决策，带动煤机行业的周期性变化。火电、钢铁、建材等行业的煤炭需求量与宏观经济增速密切相关，同时也受到政策因素的影响。煤价和产量的变动会影响煤炭企业的盈利情况和经营决策，进而影响其固定资产投资，带动煤机行业的周期性波动。
煤机行业的需求主要由新增需求、更新需求和智能化改造需求构成，这“三大需求”是最直接的决定因素。过去的煤机周期中，煤炭产量扩产较快，进而带动了设备采购，新增需求起到重要的作用。本轮周期中，我们认为在新增需求增速放缓的前提下，更新需求起到了支撑作用。增量方面，国家政策指导下的煤矿智能化改造需求能够加速设备更新，进一步提振煤机行业的需求。
煤机行业需求剖析：最终需求影响煤价，改变煤炭产量，驱动煤机投资
最终需求叠加政策因素会使煤价上涨，影响煤炭企业未来的产量决策。2008年-2011年，中国政府提出并实施了“4万亿”计划，投入总计约4万亿人民币在灾后重建，公路和机场等重大基础设施建设中。这带动了钢铁与建材的需求量，进而使得煤炭的价格上涨。2008年12月24日，秦皇岛动力末煤平仓价为569元/吨，2011年11月1日，秦皇岛动力末煤平仓价为862.5元/吨，涨幅超50%。煤价上涨的大背景下，煤炭产量也随之增加，根据国家统计局统计，煤炭产量从2008年的2.90亿吨提升至2011年的3.76亿吨，CAGR达到10.07%。
煤炭价格影响产量有一定的滞后性，使得煤机周期与宏观周期有一定偏离。自2011年末，“4万亿”计划带来的增量最终需求逐步减少，煤价随之开始下滑。然而，煤炭的产量仍然保持着增长的态势。根据国家统计局的统计数据，煤炭产量从2011年的3.76亿吨持续攀升至2013年的4.25亿吨，CAGR为4.0%，增速有所放缓。这说明煤炭价格会影响煤炭企业的扩产决策，但反映在产量上可能有落后于价格2-3年的时滞。
煤炭价格和产量的双增长会对煤炭企业的固定资产投资产生影响，其主要通过两条传导路径实现：煤炭产量的增加创造了对煤机设备的刚需；煤炭企业的净利润增长促使投资额相应增加。第一，煤炭价格的上升会促使煤炭企业扩张产量，其中的新增产能需要采购新的煤机设备；第二，我们认为，煤炭价量双增可以增加煤炭企业的营业收入，进而增加其固定资产投资的能力，使其投资煤机设备的意愿加强。
历史上看，需求是主导因素，煤价是领先指标，而煤炭产量与煤炭企业固定资产投资额为滞后指标。2011年“四万亿”计划带来的增量需求释放完毕，煤价开始下滑，从2011年1月初的780元/吨跌至2015年年底的367元/吨，使得煤炭企业营收承压。但煤炭开采和洗选业资本开支于2013年之后才表现出明显的回落；2015年11月，习近平总书记在中央经济工作会议上提出了 “供给侧结构性改革”的政策，旨在消除传统产业的产能过剩[1]。2016年起，煤炭产能的过剩供给得到了遏制，煤价开始回暖。而中国煤炭开采和洗选业资本开支在2018年才实现增速转正。我们认为，目前煤机行业仍处于2017年后开启的上行周期，但行业资本开支、煤价和煤炭产量增速明显已经开始放缓，或已接近达到顶峰。
2020年以来，煤价因为需求复苏等原因而上升，至2023年因发改委政策而恢复平稳。2020年之后，由于疫情后需求的复苏以及俄乌冲突引发的能源危机，全球能源价格大幅飙升。在此背景下，中国的煤炭需求增加，供需偏紧，煤炭价格上升。2022年2月，国家发展和改革委员会发布了《关于进一步完善煤炭市场价格形成机制的通知》[2]。该通知在坚持煤炭价格由市场形成的基础上，提出了煤炭中长期交易价格的合理区间。其中，特别强调遏制资本过度投机和恶意炒作，有效地遏制了煤炭的价格上升趋势。
图表：煤价驱动煤炭产量和资本开支
资料来源：国家统计局，Wind，中金公司研究部
煤机行业上轮周期（2001-2016年）：高煤价和机械化率提升共同驱动
上行周期（2001-2012年）：我们认为，2001-2012年中有两个关键的事件影响了煤炭的最终需求，进而影响了煤价：2001年中国加入WTO，拉动了出口需求；2008年中央出台“四万亿”政策，拉动了固定资产投资需求。复盘煤炭开采和洗选业资本开支，煤机行业自2001年开始开启上行周期，根据国家统计局统计，投资额从2001年的4.17亿元快速增长至2012年的5286亿元，达到峰值。2008年-2011年得益于“四万亿”政策的实施，资本开支CAGR超50%，上一轮煤机行业资本开支高峰期集中于2011至2013年，峰值在2012年达到5286亿元，年均投资额达到4888亿元。我们认为，上一轮行业资本开支高峰期主要受到需求端、供给端和政策端的影响：
► 需求端：国内需求增加推动了煤机行业上行。2008年-2011年，为提振国内需求，中央出台了“4万亿”计划，在灾后重建、公路和机场等重大基础设施建设中投入大量资金，使得煤炭需求快速上涨。煤炭价格和产量的双重增长促使煤炭企业的利润上升，带动了固定资产投资的增加，推动了煤机行业的增长。
► 供给端：高煤价和高盈利促使企业增加资本支出。煤炭开采和洗选业利润总额在2009-2011年快速增长，3年CAGR达到16%，2011年达到峰值4342亿元后开始下滑，而行业资本开支在2012年达到高峰后才开始放缓直至明显下跌。煤价与行业利润直接挂钩，煤价在2009-2011年总体处于上行周期。综合来看，煤炭价格和行业盈利的变化通常领先于行业的资本开支。一方面，在2011年之前高煤价时期的资本开支决策，仍然会对2011年之后产生持续的影响；另一方面，2011年前行业利润的高速增长时期为2011年后的资本开支提供了资金支持。
► 政策端：安全高效政策驱动行业资本开支增大。2002-2011年国家相继出台多个政策促进煤炭产业安全、高效发展。一方面，2005年国务院印发了《关于促进煤炭工业健康发展的若干意见》，大型煤炭企业集团快速发展，带动煤炭生产力水平快速提升；另一方面，中国煤炭工业协会《煤炭工业安全高效矿井评审办法》与环保部《煤炭采选业清洁生产标准》提出了采掘机械化衡量高效生产的标准，带动行业机械化率的提升，2008-2013年我国大型煤炭企业采煤机械化程度从89.70%提升到95.30%，增幅为6ppt，此后增速明显放缓。并购重组改变了煤炭市场结构。2008年，国务院颁布了《关于促进煤炭工业健康发展的若干意见》，推动了煤矿企业的兼并重组进程。截至2011年5月，山西煤炭企业主体由2200多家减少至130家，矿井由2600多处减少至1053处，煤炭行业的集中度大幅上升。
图表：2011-2024年行业资本开支高峰期的供给端与政策端驱动
资料来源：国家统计局，iFinD，中国煤炭工业协会，天玛智控招股说明书，中金公司研究部
下行周期（2013-2016）：2013年后，煤炭的最终需求持续承压，我们认为原因主要是：①欧债危机导致出口需求下降，进而导致国内煤炭需求减少；②“四万亿”政策的下游需求增量已释放完毕，国内固定资产投资增速放缓。
► 出口需求下降：欧债危机引发了出口需求的下降。2009年10月，欧债危机在希腊爆发。2010年初，欧洲各国也陆续卷入这场主权债务危机之中。欧洲的出口贸易在我国的出口中占较为重要的地位，2008年占出口货物总量的24%，2009年因金融危机影响，出口总额同比下降22.9%，其背后的原因是欧元汇率下跌，居民的消费能力下降，以及经济增速的下滑。欧债危机叠加全球金融危机，进一步降低了中欧贸易的规模，减少了国内的出口需求，使得煤炭的下游需求减少。
► 国内需求增速放缓：“四万亿”计划的下游需求增量释放完毕。2009年10月27日，发改委答记者问，表明截至2009年8月底，汶川地震灾后重建完成投资5050亿元，占规划总投资的50.5%；城乡住房投资已经完成了规划任务的73.4%，基础设施和公共服务设施的建设也已经完成40%以上[3]，按照目前的进度，原定的三年目标任务有望在两年内基本完成。我们认为，在2012年及以前，“四万亿”计划提供的增量下游需求已经基本释放完毕，国内需求增速放缓。
需求承压使得煤价下行，煤炭企业资本开支减少。两大事件导致的需求承压的大背景下，2011年后的煤价呈现下行趋势，使得煤炭企业的营收和利润承压，资本开支自2013年后进入下行周期，从2013年的5180亿元下滑至2016年3042亿元，下滑幅度约41.3%。
退出落后产能优化了供给结构，使得煤炭的供需匹配。2016年2月1日，在“供给侧结构性改革”的政策背景下，国务院印发了《关于煤炭行业化解过剩产能实现脱困发展的意见》，该意见提出，从2016年开始，用3至5年时间，煤炭行业再退出产能5亿吨左右、减量重组5亿吨左右，适度减少煤矿数量，目标是实现煤炭行业过剩产能的有效化解。2016年，提前超额完成了2.5亿吨的去产能目标任务，退出产能3.1亿吨左右；2017年，继续超额完成了目标，退出产能1.83亿吨，基本完成了退出煤炭落后产能的任务[4]。
煤机行业本轮周期（2017-）：智能化改造提供增量，更新需求起到支撑
随着2016年“供给侧结构性改革”减少煤炭落后产能带来的煤价的回暖，行业资本开支在2017年后有明显回升。我们认为，目前煤机行业处于2017年后开启的资本开支上行周期，并且受到需求端、供给端和政策端多方面的驱动：
► 需求端：新增需求相对有限，更新需求起到支撑作用
・最终需求保持平稳，为更新需求提供基础。从主要的耗煤行业来看，一是电煤需求呈现出平稳增长的态势。我们认为，宏观经济增速回暖将带动全社会用电需求呈增长态势，煤电将继续发挥兜底保障作用。二是钢铁、建材行业用煤需求基本持平。房地产行业弱势运行，新开工项目不振，对钢铁、建材等行业的相关产品需求拉动较弱，不过宏观调控逆周期调节力度加大，我们认为，出口旺盛等积极因素将提振钢铁、建材产品需求，预计钢铁、建材行业耗煤量基本稳定。三是化工行业的用煤需求有望继续增长。国际油价高位波动，合理的利润空间将支撑煤化工企业维持生产积极性，煤化工装置生产负荷可能保持高位，加上新项目陆续投产，我们预计化工行业耗煤量有望延续小幅增长态势，但煤化工耗煤基数较低，实际增量有限。最终需求的平稳态势有望稳固煤炭企业的营收，进而为煤机的更新提供了坚实的基础。
・承接上一轮资本开支高峰期，本轮更新需求充分释放。上一轮煤炭企业资本开支高峰期集中于2011-2013年前后，而我国煤机产品设计寿命及更换周期一般为5至8年左右，其中“三机”（掘进机、采煤机、刮板输送机）寿命约3-5年，“一架”（液压支架）寿命约8-10年，对应的更新周期是位于2017年之后开启的上行周期，目前处于更新周期中后期阶段，我们认为本轮周期存量设备的更新需求受益于前期较高的资本开支水平。
图表：新增需求有限，更新需求稳定
资料来源：国家统计局，iFinD，中国煤炭工业协会，汾渭能源，中金公司研究部
► 供给端：煤炭供给释放有限，企业盈利位于高位，助力煤机更新
・煤炭供给释放相对有限，煤机的新增需求也较少。在保价稳供以及“双碳”目标的背景下，煤炭供给的释放受到一定限制。从产量方面来看，2017年之后，我国原煤产量由负增长转为正增长，从2017年的35.2亿吨增长到2024年的47.6亿吨，不过近年来产量增幅已经开始放缓。根据汾渭数据预测，随着产能对产量的制约基本消除，中国煤炭产量将保持在46-48亿吨的水平。从产能来看，中国煤炭产能已较为充裕，近年来我国产能利用率稳定保持在70%以上，产能释放有限。根据汾渭数据，预计2024-2027年全国新增煤炭产能共计2.56亿吨，其中2024年新增产能1.14亿吨，约为2022年新增产能的20%。根据国家能源集团技术经济研究院测算，2030年后，随着资源枯竭煤矿范围扩大，现有煤矿产量进入持续快速下降通道。
・煤炭企业盈利处于高位，有望支撑高水平资本开支。受益于煤价高涨，2021-2024年煤炭开采和洗选业规模以上企业营收和利润总额维持高位，税前利润率稳定在20%以上，营收和利润峰值在2022年分别达到40729亿元、10415亿元，约为2020年相关数值的2倍和5倍。虽然2024年营收和利润总额较2023年有所回落，但总体仍然保持较高水平。我们认为，在保价稳供的背景下，煤价将保持相对高位，煤炭企业盈利水平有望维持较高水平，或将在更新需求释放的情况下进一步支撑高水平的资本开支。
图表：2021年-2024年煤炭企业盈利水平处于高位
资料来源：国家统计局，iFinD，中金公司研究部
► 政策端：煤矿智能化改造缩短设备更新周期，煤机设备持续景气
・煤矿智能化改造具有较大的发展空间。根据2020年国家能源局发布的《关于加快煤炭智能化发展的指导意见》，到2025年，大型煤矿要基本实现智能化。根据天玛智控招股书，单个煤炭矿山智能化改造升级投入在1.49-2.62亿元，全国目前约有4300座煤矿，智慧矿山总体投入在1万亿元左右[5]。
・智能煤矿数量稳步增长。根据《煤矿智能化建设市场现状及发展趋势研究》（张林，2024），2023年我国约有煤矿数量4300处，智能化煤矿建设数量为758处，所占比例为18%。依据《关于加快煤炭智能化发展的指导意见》，到2025年，我国将建成1000座智能化煤矿，其累计市场容量预计将突破3200亿元。到2035年，各类煤矿将基本实现智能化，市场容量将累计达到万亿级。
・智能采掘工作面数量稳步提升：根据中国煤炭经济研究会和恒达智控招股说明书的数据，2017年我国智能采掘工作面仅有47个，而截至2024年，全国已经建成了4770个智能化采掘工作面，根据《关于进一步加快煤矿智能化建设促进煤炭高质量发展的通知》数据显示，智能化产能比例超过50%，采掘工作面智能化改造速度较快[6]。
图表：我国煤矿智能化改造持续推进
资料来源：《加快煤矿智能化建设，推进煤炭行业高质量发展》（王国法，2022），中国煤炭工业协会，恒达智控招股说明书，中金公司研究部
・煤矿智能化改造驱动更新需求。我们预计到2025年，大型煤炭企业将基本实现智能化，支撑煤机设备行业持续景气。2019年以来，大型企业煤机设备业务持续创历史新高。2023年，煤机企业工业总产值为2240亿元，较上一轮周期顶部2012年增长了83.2%，市场规模因智能化改造而扩大。
图表：2007-2024H1主要煤机企业营收状况
资料来源：iFinD拉伯配资，中金公司研究部
图表：2007-2024H1主要煤机企业毛利率状况
资料来源：iFinD，中金公司研究部
我国煤炭未来产量和消费量展望：27年达峰，随后进入平台期
我国煤炭消费量将于2027年达峰，经历10年左右的平台期后开始下降。根据煤炭工业规划设计研究院预测，采用分能源增量贡献值（CVSI）模型，考虑新能源最大化发展，具体的计算公式为，
其中Ci表示各分能源增量贡献值，△Ei表示各分能源消费增量（煤炭、石油、天然气、非化石能源），△E表示能源消费总量增量，e表示能源消费弹性系数。测算得到预计我国煤炭消费总量将于2027年左右达峰，峰值预计为47.33亿吨，达峰后将经历10年左右的峰值平台期。预计2030年煤炭消费总量为46.81亿吨，2035年煤炭消费总量为39.14亿吨。长期来看，我们认为在新能源发展的大背景下，我国煤炭消费量将进入下降通道。
图表：我国未来煤炭消费总量预测
资料来源：煤炭工业规划设计研究院，中金公司研究部
我国煤炭的产量与消费量的变化趋势相似，也预计将于2027年达峰，之后产能利用率逐渐下降，带动产量进入下行通道。我们预计，在新能源发展的背景下，我国煤炭产量将进入一个相对平稳的平台期。根据中国煤炭工业协会发布的《2023中国煤炭工业发展报告》，我们预计到2027年，我国煤炭产量将达到48.76亿吨，预计到2030年降低至42.00亿吨。我们假设煤炭的产能将在27年达峰后维持相对不变，则产能利用率将逐年下降，使得整体产量下降。根据测算，2024年-2027年，产能利用率将维持在74%左右，2028年下降至70%，2029年下降至67%，2030年进一步下降至64%。
煤机的周期与煤炭的周期高度相关，因此煤机或于2027年达峰，之后进入平台期。根据煤炭工业规划设计研究院的预测，从近20年的发展状况来看，煤机产量与煤炭行业发展（产量）呈现较强的相关性（相关系数达0.74）。我们认为，煤机周期或也将于27年达峰，随后进入平台期。
图表：煤炭产能产量预测及其与煤机产量的关系
资料来源：国家统计局，煤炭工业规划设计研究院，中金公司研究部
煤机设备：煤矿生产的效率保证，供给稳定，需求驱动
煤矿机械的核心是“三机一架”，竞争格局集中且清晰
煤矿机械是指专门用于煤矿采掘、支护、运输、洗选等生产过程的设备。按照煤矿开采的顺序，煤矿机械主要可以分为勘探设备、综掘设备、综采设备、辅助设备和洗选设备等。除此之外，还包括煤炭安全设备、电气设备以及露天矿设备等。在这些设备中，最核心的煤机设备是“综掘设备”与“综采设备”。其中，价值量占比较大的是“三机一架”，即掘进机、采煤机、刮板运输机和液压支架。
在煤机设备的投资额占比中，综采设备和综掘设备的投资额占到总价值量的70%。其中，“三机一架”（即掘进机、采煤机、刮板运输机和液压支架）的价值量又占到综采和综掘设备价值量的80%，占比较高。根据创力集团招股说明书，通常一个长壁开采面的长度为150m，液压支架的平均宽度为1.5m，需要共100台液压支架，以及一台刮板输送机、一台采煤机。液压支架的数量决定了它的价值总量较高，占综采和综掘设备的45%；掘进机、采煤机、刮板运输机分别占综采和综掘设备价值量的12%、13%、10%。
图表：“三机一架”为煤机核心设备，所占投资额较高
资料来源：创力集团招股说明书，中金公司研究部
“三机一架”从开凿、破煤、运输到支撑，为煤矿生产提供了全方位的保障。其中，掘进机主要用于煤矿各种巷道的掘进作业；采煤机主要用于煤矿采煤工作面的落煤和装煤操作；刮板运输机主要用于煤矿采煤工作面内的煤炭运输，同时也作为采煤机的行走轨道；液压支架主要用于综采工作面顶板的支护和控制，以及工作面设备的推移行走。
“三机一架”由于设备工作性质的不同，损耗率和平均寿命存在差异。我国煤机产品设计寿命及更换周期一般为5至8年左右，其中“三机”更依靠机械的物理磨损换取煤炭产量，因此损耗速度较快，寿命较短，一般更换周期在3-5年之间；而“一架”的损耗率较低，寿命更长，一般更换周期在8-10年之间。
在2013年至2023年期间，煤机行业的行业集中度一直保持在较高水平。根据中国煤炭机械工业协会每年统计的中国煤炭机械工业50强企业名单，从销售总收入来看，2016年至2023年，“50强”企业的煤机销售总收入从528.5亿元增长至1341.42亿元，复合年均增长率为14.23%，增长率较高。从占行业总量的角度来看，“50强”企业占行业总销售的比例一直维持在85%左右，显示出头部企业的集中度较高。此外，“50强”榜单的入门门槛也在不断提高，从2017年的年销售收入2.27亿元上升至2023年的年销售收入8.37亿元，这也反映出行业集中度在逐渐上升。
图表：2013-2023年煤机企业行业集中度较高
资料来源：中国煤炭机械工业协会，中金公司研究部
从产品角度来看，“三机一架”的市场集中度都比较高，其CR5均超过了60%。其中，掘进机的CR5为79.45%，采煤机的CR5为88.31%，刮板输送机的CR5为71.62%，液压支架的CR5为60.18%。主要的竞争者是以天地科技、中煤装备、郑煤机等为代表的大型国有集团，以及以上海创力、山东矿机、三一重装等为代表的民营企业，整个行业的竞争格局较为清晰。
从企业来看，煤机行业有一定壁垒，煤机行业的市场集中度较高，2023年CR5超过50%。由于煤机行业的技术壁垒较高，新进入市场的企业数量较少，从而使得市场集中度保持在较高水平。根据中国煤炭机械工业协会的数据统计，2023年，我国煤机产品的产值达到了1341.42亿元，销售收入1263.19亿元。
图表：2013-2023年煤机企业格局
资料来源：中国煤炭机械工业协会，中金公司研究部
掘进机：用于煤矿各种巷道的掘进，预期寿命为3-5年
在煤矿中运用的掘进机主要是悬臂式掘进机，可分为重型、中型和轻型三类。悬臂式掘进机是一种截割头安装在悬臂上的部分断面掘进机。这种设备能够同时实现剥离煤岩、装载运出、机器本身的行走调动以及喷雾除尘等多种功能。其机器结构主要由截割机构、装载机构、行走机构、机架及回转台、液压系统、电气系统、冷却灭尘供水系统和操作控制系统等组成。按重量级，悬臂式掘进机可以分为重型、中型和轻型三种，所适用的煤岩经济割度硬度也不同。
技术现状：我国企业在煤矿井下巷道掘进技术与装备领域已经取得了显著的进步。自主研制的高效快速掘进系统在工程示范中多次打破井下煤巷掘进进尺的世界纪录。同时，在履带千伏级变频牵引调速、高效袋式除尘器、截割电机变频调速等方面也取得了重要突破，填补了相关领域国内外的空白。
核心假设：
1． 掘进机主要靠截割方式开辟巷道，物理损耗较大，预期寿命通常在3-5年左右。
2． 根据我们的测算，我们预计2021-2027年煤矿产能利用率将维持在74%左右，利用率较高，因此，我们分别给予3/4/5年的设备更新率为30%/30%/40%，更新需求在3年内平稳释放。
3． 我们预计，2028年以后的煤矿产能利用率会逐年下降，由2028年的70%降至2030年的64%，因此，我们认为产能利用率的下降会延后之前对应年份的煤机更新需求。我们认为2025年开始的煤机设备（对应2028年开始更换）的预期寿命为3-7年，3/4/5/6/7年的设备更新率为25%/25%/20%/20%/10%。
根据中国煤炭机械工业协会的2012年-2023年掘进机的产量数据，我们预测了未来7年的掘进机更新需求如下。
核心结论：
1． 前期智能化改造加速释放了大量更新需求，且智能化改造的渗透率已经较高。在只考虑更新需求的情景下，2024年掘进机的更新需求会大幅下降至1852台左右。
2． 掘进机的更新需求会在2026年及2027年达到下一个峰值，我们预计更新需求在2700台左右。2028年后，由于煤矿产能利用率下降，掘进机的更新需求也随之下降，由2027年的2695台下降至2030年的1766台左右。
图表：悬臂式掘进机分类介绍与掘进机更新需求预测
资料来源：创力集团招股说明书，中国煤炭机械工业协会，中金公司研究部
采煤机：用于煤矿采煤工作面的落煤和装煤，预期寿命为3-5年
在煤矿中应用的采煤机主要是滚筒式采煤机，可以根据煤层厚度的不同分为厚煤层采煤机、中厚煤层采煤机以及薄煤层和难开采煤层采煤机三类。采煤机是一种将机械、电气、液压技术融为一体的大型复杂系统，它通过旋转工作机构来截煤和落煤，并将煤炭送入输送机。采煤机通常与刮板输送机、液压支架配套使用，共同组成采煤工作面的综合机械化采煤设备。根据所使用的矿井规模大小以及煤层厚度，采煤机可以分为厚煤层、中厚煤层以及薄煤层三类。
技术现状：我国的采煤机技术发展较为成熟，目前已经朝着智能化方向演变。到2023年11月，我国首批智能化示范煤矿已有58处完成验收，累计建成602个智能采掘工作面。自动化技术已经成为采煤机的标准配置，并且已经初步形成了以智能感知、智能控制、智能通信为核心的智能化系统。
核心假设：
1． 采煤机是靠物理方式采掘煤炭，对设备的机械损耗较大，因此预期寿命通常在3-5年左右。
2． 根据我们的测算，我们预计2021-2027年煤矿产能利用率将维持在74%左右，利用率较高，因此，我们分别给予3/4/5年的设备更新率为30%/30%/40%，更新需求在3年内平稳释放。
3． 我们预计，2028年以后的煤矿产能利用率会逐年下降，由2028年的70%降至2030年的64%，因此，我们认为产能利用率的下降会延后之前对应年份的煤机更新需求。我们认为2025年开始的煤机设备（对应2028年开始更换）的预期寿命为3-7年，3/4/5/6/7年的设备更新率为25%/25%/20%/20%/10%。
根据中国煤炭机械工业协会的2012年-2023年采煤机的产量数据，我们预测了未来7年的采煤机更新需求如下。
核心结论：
1． 智能化改造的需求释放已经接近完毕，在只考虑更新需求的情景下，2024年至2027年采煤机的更新需求相对平稳，每年的更新需求均在800台左右。
2． 2027年后，由于煤矿的产能利用率下滑，采煤机的更新需求也受到压制，从2027年的834台降低至2030年的559台左右。
图表：滚筒式采煤机分类介绍与采煤机更新需求预测
资料来源：创力集团招股说明书，中国煤炭机械工业协会，中金公司研究部
刮板运输机：用于采煤工作面内的煤炭运输，预期寿命为3-5年
刮板运输机是一种利用刮板链牵引，在槽内运送散料的运输设备。在目前的采煤工作面中，刮板运输机不仅用于运送煤炭和物料，还充当采煤机的运行轨道。一套完整的刮板运输机设备通常由中双链刮板运输机、中双链转载机以及破碎机共同组成。
技术现状：我国已经建成了众多智能采煤工作面和掘进工作面，刮板运输机在综采工作面中已率先实现自动化、跨入初级智能化。2019年，我国煤矿智能化建设进入快速发展阶段，智能刮板运输机引导智能采煤机截割煤炭，牵引液压支架支护顶板，我国智能刮板输送机技术已达到中级智能化程度。
核心假设：
1． 刮板运输机的使用时间较长，磨损程度较大，因此预期寿命在3-5年左右。
2． 根据我们的测算，我们预计2021-2027年煤矿产能利用率将维持在74%左右，利用率较高，因此，我们分别给予3/4/5年的设备更新率为30%/30%/40%，更新需求在3年内平稳释放。
3． 我们预计，2028年以后的煤矿产能利用率会逐年下降，由2028年的70%降至2030年的64%，因此，我们认为产能利用率的下降会延后之前对应年份的煤机更新需求。我们认为2025年开始的煤机设备（对应2028年开始更换）的预期寿命为3-7年，3/4/5/6/7年的设备更新率为25%/25%/20%/20%/10%。
根据中国煤炭机械工业协会的2012年-2023年刮板运输机的产量数据，我们预测了未来7年的刮板运输机更新需求如下。
核心结论：
1． 受益于前期的产量较为平稳，刮板运输机的更新需求相对稳定，保持在每年1800台左右。
2． 刮板运输机的更新需求平稳释放，2027年以后，由于煤矿的产能利用率下降，我们预计刮板运输机的更新需求将从2027年的1883台降低至2030年的1321台。
图表：刮板运输机介绍与刮板运输机更新需求预测
资料来源：郑煤机招股说明书，中国煤炭机械工业协会，中金公司研究部
液压支架：用于综采工作面顶板的支护和控制，预期寿命为8-10年
液压支架根据其对顶板的支护方式以及结构特点的不同，可以分为支撑式、掩护式和支撑掩护式三种类型。目前，应用较为广泛的主要是掩护式和支撑掩护式这两种液压支架。液压支架是煤炭装备的关键性、基础性设备，可以有效地支撑和控制工作面的顶板，隔离采空区，与采煤机、刮板运输机配套使用，能够大幅提高煤炭开采效率。
技术现状：目前我国液压支架的主要技术难题在可靠性和控制系统两方面，未来的发展方向是提高支架的整体可靠性，包括采用先进的电液控制系统，实现全工作面的自动化等。我国液压支架的电液控制技术已经逐渐走向成熟，并在煤矿现场得到了广泛应用；与此同时，跟机自动控制技术也取得了实用化的进展，成为采煤机与液压支架实现自动协作的必备功能。
核心假设：
1． 液压支架在煤炭开采中主要起到支撑保护的作用，机械磨损量较小，因此预期寿命相比“三机”较长，我们预估在8-10年左右。
2． 根据我们的测算，我们预计2021-2027年煤矿产能利用率将维持在74%左右，利用率较高，因此，我们分别给予8/9/10年的设备更新率为30%/30%/40%，更新需求在3年内平稳释放。
3． 我们预计，2028年以后的煤矿产能利用率会逐年下降，由2028年的70%降至2030年的64%，因此，我们认为产能利用率的下降会延后之前对应年份的煤机更新需求。我们认为2020年开始的煤机设备（对应2028年开始更换）的预期寿命为8-12年，8/9/10/11/12年的设备更新率为25%/25%/20%/20%/10%。
根据中国煤炭机械工业协会的2012年-2023年液压支架的产量数据，我们预测了未来7年的液压支架更新需求如下。
核心结论：
1． 因为前期智能化改造释放的需求较多，因此液压支架的更新需求我们预计在2024年下滑幅度较大，从106900架下降至48640架左右。
2． 2024年至2027年液压支架持续增长，从2024年的48640架上升至2027年的57990架，2027年后，由于煤矿产能利用率的下降，液压支架的产量下降至2030年的53400架。
图表：液压支架分类介绍与液压支架更新需求预测
资料来源：郑煤机招股说明书，中国煤炭机械工业协会，中金公司研究部
需求测算：更新需求于24年之后平稳释放，熨平周期
针对煤机行业新增需求，我们的重要假设如下：
1． 产能方面，根据汾渭数据的预测，预计2023-2027年全国新增煤产能共计5.0318亿吨，且2023年新增产能已达2.47亿吨，2024年新增产能1.14亿吨，故我们估计2025-2027年新增煤产能共计1.4313亿吨。在“双碳”和稳价保供的背景下，我们认为产能增速将逐年放缓，故赋予2025-2027年50%、30%和20%的新增产能占比，对应新增产能0.71亿吨、0.43亿吨、0.29亿吨。2027年以后，我们假设产能不变。
2． 产能利用率方面，根据国家统计局煤炭开采和洗选业产能利用率数据，2021-2024年产能利用率分别为74.50%、74.90%、74.43%、73.83%，稳定在74%左右，且短期内出现大幅提升产能利用率的机械设备的可能性较小，故我们认为2025E-2027E的产能利用率将维持在74%的水平。2028年后，煤炭产量进入下降通道，我们认为这是产能利用率下降的结果。我们预计产能利用率将从2027年的74%逐步下降至2030年的64%。
3． 产量方面，根据中国煤炭工业协会发布的《2023中国煤炭工业发展报告》，在未来一段时间内，我国煤生产总量将有小幅增长，在2027年达到高位后呈下降趋势，2030年下降至42亿吨左右。总体而言，未来我国煤炭产量将呈现出“稳定增长—达到峰值—逐步下降”的态势。根据2027年65.89亿吨的产能以及对应的74%的产能利用率，得到2027年的原煤产量预计为48.76亿吨。2030年的原煤产量为42亿吨，对应2027年-2030年的CAGR约为-4.85%。所以我们预测，2027年-2030年原煤产量分别为48.76、46.39、44.14、42.00亿吨。
4． 设备投资方面，根据大同煤矿张东方2018年发表的《年产千万吨矿井综采设备国产化探究》，目前1000万吨产能的工作面大约需要2.5至3.4亿元的综采设备投资。另外，根据创力集团招股说明书，综采设备投资额一般占煤机设备总投资额的70%。
图表：煤机行业新增需求测算
注：新增综采设备投资规模表明每亿吨的新增煤炭产能对应需要多少亿元的综采设备投资，下限为25亿元/亿吨，上限为34亿元/亿吨
资料来源：汾渭数据，中国煤炭工业协会，国家统计局，《年产千万吨矿井综采设备国产化探究》（张东方，2018），创力集团招股说明书，中金公司研究部
总体来看，新增需求在煤机设备的需求中发挥的作用将越来越小。随着煤矿新增产能的逐渐收缩，新增设备带来的需求增量也将随之减少。我们预计从2024年至2027年，煤矿新增产能将从1.14亿吨下降至0.29亿吨，新增需求带来的煤机设备投资的价值量也将从2024年的40至50亿元左右降低至10亿元左右。相对的，煤机设备的更新需求将起到更加决定性的支撑性作用。
针对煤机行业更新需求，我们的重要假设如下：
1． 根据中国煤炭工业协会的数据，我们获得了2012年至2023年“三机一架”的年总产量。并以此为基础，通过假设煤机的预期寿命，年更新比例，预估未来7年煤机行业的更新需求。
2． 我们判断，掘进机、采煤机、刮板运输机更依靠机械的物理磨损换取煤炭产量，因此损耗速度较快，寿命较短，更新周期在3-5年之间；而“一架”起到支撑的作用，物理损耗较低，寿命较长，更新周期在8-10年之间。我们假定“三机”和“一架”在其更新周期内全部完成更换。
3． 考虑到更新节奏可能受到智能化改造渗透情况与产能利用率的影响，我们赋予更新期3年内30%/30%/40%的设备更新率，如果产能利用率开始下滑，则认为设备在5年内完成更新，赋予更新期5年内25%/25%/20%/20%/10%的更新率。
4． 经过计算，我们的预测如下：
► 液压支架：更新需求2025年左右见底，2027年左右达峰。2024年，液压支架的更新需求预测为48640架，2025年震荡下行至45600架。2025年开始，液压支架的更新需求持续上升，从2026年的49000架增加至2027年的58000架，之后因为产能利用率的下滑，减少至2030年的53400架。
► 采煤机：2024年及以后需求稳定释放，2027年后开始下行。2024年及以后，采煤机的更新需求呈平稳释放的趋势，每年的更新需求维持在800台左右。2027年后，因为煤矿的产能利用率下滑，采煤机的需求承压，下降至2030年的559台。
► 掘进机：2024年更新需求小幅承压，之后呈现周期性波动。 只考虑更新需求的前提下，2024年掘进机的更新需求会下降至最低1852台左右。掘进机的更新需求会先后在2026年及2027年会达到下一个阶段性高点，预计该阶段性高点的更新需求在2700台左右。2027年后，因为产能利用率下降，掘进机的需求量下滑至2030年的1766台。整体来看，掘进机的更新需求波动性较高，呈现较大的周期性。
► 刮板运输机：2024年及以后需求平稳释放，2027年后震荡下行。受益于前期2017-2023年的产量较为稳定，刮板运输机的更新需求也随之相对稳定，在2024-2027年保持在每年1800台左右，2027年后因为产能利用率下降，逐步下行至2030年的1321台左右。
图表：煤机设备未来更新需求预测（2024年承压，2027年因产能利用率下降开始下滑）
资料来源：中国煤炭工业协会，中金公司研究部
我们认为，2017年后开启的煤机行业资本开支上行周期将在2024年结束，之后将进入更新需求主导的需求稳定释放期。2024年煤机设备的更新需求将小幅承压，是因为智能化改造释放的增量需求已经基本释放完毕。在新增需求逐渐减少的预期下，更新需求是2024年及以后的煤机设备需求的主要保障。因此，我们认为，在2024年煤机设备需求承压后，更新需求将逐步稳定释放。“稳价保供”政策以及最终需求趋于稳定也将使得煤炭价格波动幅度减小，使得煤机行业的周期更加平稳。2027年后，因为煤炭的产量进入下降通道，我们预计产能利用率下降，会延后设备更新。根据我们的测算，产能利用率将从2027年的74%左右下滑至2030年的64%，产能利用率的下降会减缓煤机的更新需求，使得煤机周期进入下行阶段。
我们认为，智能化渗透率的提高是本轮周期的驱动因素，但需求释放已经接近尾声。一方面，智能化渗透率提高带来的增量需求已经接近释放完毕；另一方面，2011-2013年资本开支集中释放的上行周期带来的设备更新机会已经基本耗尽。因此，我们根据2012至2023年“三机一架”的产量，预测了未来“三机一架”的更新需求，并预计煤机行业更新需求将于2024年或2025年承压，并于之后进入更新需求平稳释放的稳定期。周期波幅方面，我们预计“稳价保供”政策以及下游需求的趋于稳定会使得煤炭的价格波动幅度减小，熨平煤机行业的周期；增量需求方面，我们认为智能化改造的进一步渗透是之后的看点，可以创造一定的设备新增需求与更新需求，煤炭产能储备制度的落地也有望提供新的增量需求。产能利用率方面，我们认为2027年后产能利用率会开始下滑，进而减缓煤机的更新需求，或使得煤机周期进入下行阶段。
风险提示
相关政策风险。在“碳达峰”和“碳中和”的大背景下，煤炭行业的相关政策可能受到环境保护、节能减排、新能源战略等多方面影响，进而带动煤炭产量减少，固定资产投资减少，影响煤机行业的市场空间和发展潜力，存在一定的下行风险。
市场竞争加剧风险。煤炭行业的智能化改造政策导向使得新技术的应用逐步增多，对煤机行业的研发要求逐渐增大，煤机行业需要增加投资开发新技术，加剧了市场竞争的激烈程度。
下游需求风险。受宏观经济整体增速下行压力增大的影响，煤炭的下游需求可能有下滑的风险，进而可能带动煤炭企业放缓固定资产投资，煤机行业存在因为下游需求收缩而下行的可能。
[1]https：//www.gov.cn/xinwen/2015-11/10/content_5006868.htm
[2]https：//www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2022-02/26/content_5675727.htm
[3]https：//www.gov.cn/gzdt/2009-10/27/content_1450208.htm
[4]https：//www.gov.cn/gongbao/content/2016/content_5045944.htm
[5]https：//www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2020-03/05/content_5487081.htm
[6]https：//www.gov.cn/zhengce/zhengceku/202405/content_6954239.htm
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