2023年科新机电研究报告：高端压力容器供应商，化工与新能源业务协同发展

1 高端过程装备供应商，光伏与核电业务贡献弹性

1.1 公司主营重型压力容器，应用于化工、光伏、核电等领域

四川科新机电股份有限公司成立于1997年，2010年7月于深交所创业板上市。 公司长期以来深耕过程装备领域，主要生产重型容器、大型反应器、换热器以及塔 器类等设备，多次为国内重点项目配套核心装置和关键设备。公司产品主要包括反 应器、换热器、塔器和容器。

公司业务范围涵盖传统化工设备与新能源高端装备，营收结构随下游需求变化 而波动。公司上市初期产品下游主要为电力、石油、化工等行业。2020-2022 年， 光伏、可降解塑料等战略性新兴行业发展迅速，市场需求旺盛，新能源高端装备和 天然气化工设备业务成为公司收入增长的主要动力。2023 年以来，受益于大型石油 炼化项目建设，公司石油炼化设备收入占比回升；公司考虑光伏设备外部市场环境 变化主动控制风险，新能源高端装备业务营收占比下降。 2023 年 H1，公司新能源高端装备业务营收 2.00 亿元（同比+12%），营收占比 26%；天然气化工设备业务营收 2.47亿元（同比+23%），营收占比 32%；石油炼化 设备业务营收 2.36 亿元（同比+281%），营收占比 31%。

新能源和天然气化工产品附加值较高，盈利能力企稳回升。2021 年公司变更业 务拆分口径，新口径下划分为新能源高端装备、天然气化工设备、石油炼化设备、 煤化工设备和其他设备五部分。天然气化工设备与新能源高端装备附加值较高， 2023H1 分别达到 25.96 和 23.22%，石油炼化设备毛利率回升至 17.91%。2021 年 以来公司期间费用率改善，2022 年为 9.35%。销售净利率自 2021 年以来稳步回升， 2022 年达到 11.24%。

1.2 营收与业绩持续向好，融资助力业务半径扩大

2019 年以来，公司营收与业绩持续向好。2010-2019 年，公司产品下游应用 集中在化工、电力等领域，受行业周期影响业绩起伏不定，盈利能力不佳。2019 年以来，公司多元化业务布局初显成效，业绩快速改善。2019-2022 年，公司营 业收入 CAGR 21.86%，归母净利润 CAGR 40.47%。

定增募资涉及 3 大项目，进行扩产和技术研发。2022 年定增募投项目之一 “高端过程装备智能制造项目”旨在突破产能瓶颈，提升公司订单承接和交付能 力。“氢能及特材研发中心建设项目”分别对氢能装备和特种材料在高端压力容器 中的应用进行研究，以期提升公司长期综合竞争力。

2 压力容器下游应用广泛，市场规模持续扩张

压力容器是用于盛装气体或液体，承载一定压力的密闭设备。根据《压力容器 安全技术监察规程》，压力容器必须同时满足以下三个条件：○1 最高工作压力≥ 0.1MPa；○2 容器的容积≥25L；○3 工作介质为气体、液化气体和最高的工作温度高 于标准沸点（指一个大气压的沸点）的液体。

压力容器按在生产过程中发挥的作用可划分为如下四种： 1）反应压力容器：实现液液、气液、液固、气液固等多种不同物质反应过程 的装备，例如反应器、发生器、分解锅、蒸煮炉等。 2）换热压力容器：主要用于工业生产过程中热量传导、热量交换、热量回收 和安全保障，例如废热锅炉、热交换器、冷却器、蒸发器等。 3）分离压力容器：主要用于完成介质的流体压力平衡和气体净化分离等的容 器，如分离器，过滤器、集油器。 4）储存压力容器：用于储存或盛装气体、液体和液化气体等介质的装备，例 如各种形式的贮罐、槽车等。 压力容器下游应用广泛，石油天然气与化工为主要应用领域。根据弗若斯特沙 利文分析数据，石油天然气为我国压力容器最大的应用领域，市场占比 37%。化工、 制药、新能源和采掘业金市场占比分别为 21%、13%、10%和 9%。

我国压力容器登记数量与市场规模持续增长，预计 2023 年市场规模 2788 亿元。 近年来，下游能源和化工等行业结构调整和产业升级加快，项目投资建设保持稳定增长。核电、太阳能光伏、可降解塑料、氢能的制储运用等战略新兴行业发展迅速， 为压力容器行业持续发展奠定良好市场基础。 根据国家市场监督管理总局数据，我国压力容器登记数量逐年上涨，从 2014年 的 322.79 万台增长至 2022 年的 497.15 万台，年复合增长率为 5.6%。根据弗若斯 特沙利文分析数据，2014-2019 年，我国压力容器行业销售规模从 1242 亿元增长至 1852 亿元，年复合增长率 8.3%；2019-2024 年，国内压力容器行业销售规模预计 从 1852 亿元增至 3100 亿元，年复合增长率 10.9%。

压力容器行业竞争格局较为分散，市场参与者众多。中、低端压力容器行业市 场集中度较低，竞争相对激烈，同质化产品较多。而拥有自身核心技术、能够自主 生产高端压力容器的企业的竞争格局较为稳定，各厂家主要依托品牌、质量及技术 水平等展开竞争。

3 化工：天然气下游景气度高，大型炼化项目提振设备需求

3.1 尿素为天然气、煤化工产品，公司为国内少数尿素四大件供应商

“尿素四大件”是二氧化碳汽提法尿素装置的四大核心高压设备，国内仅少数 企业具备设计生产能力。“尿素四大件”包括尿素合成塔、二氧化碳汽提塔、高压冷 凝器、高压洗涤器，代表了化肥化工装备制造能力和技术水平的最高顶峰，目前国 内仅大连金重、石家庄正元、科新机电等少数企业具备制造能力。

尿素的生产原料主要为煤和天然气，下游应用以农业为主。尿素的上游是生产 原料煤和天然气，我国尿素的生产原料以煤为主，天然气为辅。农业施肥是最主要 的下游应用，2021 年我国直接农用施肥占比达到 51%，复合肥占比为 15%，两者 占比合计超过六成；尿素在工业领域也得到了广泛使用，在工业板材中的应用占比 为 18%，以及在三聚氰胺中的应用占比达到了 8%。

公司掌握“尿素四大件”的设计制造技术，尿素装置不断交付显示深厚实力。 公司为国内外多个尿素、液氨重大项目供应核心关键设备，包括云南祥丰项目的尿 素合成塔、氨合成塔；云南云天化项目的高压洗涤器；伊朗马苏项目塔设备、孟加 拉大化肥设备和越南北氮大型合成氨尿素成套装置出口。

3.2 BDO 产业链下游需求高涨，公司 BDO 装置市占率同业居前

1,4-丁二醇 (BDO) 是一种重要的化工中间体，近年来主要受益于三大下游产业 方向，分别为 PTMEG-氨纶产业链、生物可降解塑料（PBS、PBAT 等）和新能源 产业锂电池溶剂（GBL、NMP 等）。

THF/PTMEG 为 BDO 主力下游产业链 ， 主要 用 于 制 造 氨 纶 。2020 年 THF/PTMEG 在我国 BDO 下游中消费占比达到 51.9%，为 BDO 主力产业链。THF 可作为溶剂用于医药、香料和化工等行业，还可作为化工原料生产 PTMEG。PTMEG 主要用于生产氨纶和聚氨酯弹性体，2020 年 80%的 PTMEG 用于生产氨纶。

目前全球最主流的两种降解塑料为 PLA（生物基）和 PBAT/PBS（石化基）， 其中 PBAT/PBS 可降解塑料市场占比合计 32%。PBAT 具有较好的延展性、断裂伸 长率，但是其水蒸气阻隔性和氧气阻隔性较差，可用于餐具、化妆品瓶及药品瓶的 包装、一次性医疗用品、农用薄膜、农药及化肥缓释材料。PBS 具有良好的生物相 容性和生物可吸收性，良好的耐热性能，可以用于包装薄膜、餐具、发泡包材、日 用品瓶、药品瓶、农用薄膜、农药及化肥缓释材料等领域。

我国可降解材料产能正在进入快速扩张期，PBAT 拟在建产能超 300 万吨。根 据艾瑞咨询对于 52 家企业在建或拟建产能进行统计，我国可降解材料产能将会在未 来 3-5 年间达到 459 万吨（拟建），尤其是 PLA 的拟建产能大约可达 300 万吨，可 以覆盖目前可降解材料在餐饮市场、农业地膜应用及医用场景下的需求。

NMP 为锂离子电池生产中的重要辅助材料。BDO 脱氢制 GBL，GBL 氨化缩合 制 NMP 为目前主流生产工艺路线。NMP 作为溶剂广泛应用于锂离子电池制造、聚 合物合成、电子化学品、绝缘漆等众多领域。2022 年，我国 NMP 消费量约为 152 万吨，其中锂离子电池领域消费量约 142.8 万吨，约占全国总消费量的 94.0%。 在我国新能源汽车快速发展的带动下，锂离子电池尤其是动力电池的市场规模 将高速增长，进而带动 NMP 消费量的持续快速增长。根据中国化信咨询数据，预计 2025 年我国 NMP 的消费量将达到 344 万吨，2022-2025 年消费年均复合增长率约 为 31.3%。

公司 BDO 相关业务发展迅速，成功承制了部分 PTMEG、PBAT 新材料产业链 一体化项目核心设备，连续五年市场占有率在同业居前。2022 年，公司 BDO 工艺 装置、可降解塑料（PBAT）一体化装置核心反应器形成批量产销，且市场份额不断 扩大。根据公司 2022 年年度报告，公司已经为中国成达新疆美克项目、新疆中泰金晖、内蒙古广锦及内蒙古华恒项目，供应近百台 BDO 一二级反应器、BYD 反应器、 高压换热器、PTMEG 反应器等核心设备。

3.3 大型石油炼化项目持续落地，为上游设备厂商带来需求增量

业内企业加速炼化一体化产业链布局，大型项目批量落地带来上游设备需求增 量。“炼化一体化” 是指炼油和石脑油裂解生产化学品相结合的一体化生产模式， 该模式可以充分利用石油资源，降低能耗和生产成本，多种产成品可以丰富产品结 构，增强企业抗击市场风险的能力。2021 年 10 月，国务院关于印发 2030 年前碳达 峰行动方案，指出到 2025 年，国内原油一次加工能力控制在 10 亿吨以内，主要产 品产能利用率提升至 80%以上。在国家限制炼油能力的背景下，业内企业加速炼化 一体化产业链布局。

中国-沙特能源合作深化，大型石化项目有望落地。3月 26日，辽宁省人民政府 与中国北方工业集团、沙特阿美石油公司在北京举行项目会谈，现场签约精细化工 及原料工程项目，总投资 837 亿元人民币，实施主体是华锦阿美石油化工有限公司。 同日，广东省政府与沙特国家石油公司合作备忘录签署仪式在京举行，备忘录提出在多个领域探索投资机会的合作框架，包括能源合作、研究与创新、产业项目、金 融合作、人才交流等方面。3 月 27 日，荣盛石化控股股东荣盛控股以协议转让的方 式转让 10.1 亿股给沙特阿美全资子公司 AOC，并与沙特阿美签署《战略合作协议》。

公司为多个大型石油炼化项目供应压力容器，主要包括：山东裕龙石化2000万 吨/年炼化一体项目高密度聚乙烯装置第一、第二聚合反应器；中国寰球中石油项目 的裂解气二、三级冷却器和大量核心换热器；盛虹炼化（连云港） 1600 万吨年炼 化一体化项目的吸附塔及核心换热器；恒力石化 1500 万吨/年炼化一体化项目 HDPE 装置的第一、二、三反应器和粉料处理罐等数台核心设备。此外，公司已经 与中石油、中石化、延长石油、恒力石化、盛虹炼化、海南华盛等行业龙头企业建 立起合作关系。

4 光伏：硅料扩产持续推进，带动多晶硅工艺装置需求

4.1 还原炉、流化床为多晶硅核心工艺装置，换热器、塔器等为辅助设备

改良西门子法为我国多晶硅制备的主流方法，硅烷流化床法产能有望进一步扩 张。当前主流的多晶硅生产技术主要有改良西门子法和硅烷流化床法，产品形态分 别为棒状硅和颗粒硅。根据 CPIA 数据，2022 年我国多晶硅市场中改良西门子法棒 状硅市场占比为 92.5%，硅烷流化床法颗粒硅市场占比同比提升 3.4 个百分点，达 到 7.5%。若未来颗粒硅的产能进一步扩张，并且随着生产工艺的改进和下游应用的 拓展，市场占比会进一步提升。

制备多晶硅的整个工艺流程中需要使用各类压力容器。改良西门子法的主要工 序包括氢气制备、氢化氯化、精馏、还原、氢气循环及后处理。硅烷流化床法是将 四氯化硅、H2、冶金硅和 HCl 在流化床高温高压下氢化生成三氯氢硅，三氯氢硅通 过一系列歧化加氢反应后生成二氯氢硅, 继而生成硅烷气；硅烷气再通入有小颗粒硅 粉的流化床反应炉内连续热解为粒状多晶硅。

还原炉为改良西门子法使用的核心设备，反应器、换热器、塔器等为重要辅助 设备。还原炉是多晶硅生产中的核心设备，以亚洲硅业截止 2020 年 H1 的主要工序生产设备为例，其用于还原工序的还原炉数量为 58 台，远高于制氢、合成、氢化、 提纯、尾气回收等工序对于压力容器的需求量。换热器是多晶硅生产中重要的辅助 设备，以青海某家年产 2500 吨的多晶硅企业为例，配备换热器数量总计 256 台。

4.2 光伏装机容量提升带动硅料扩产，多晶硅工艺装置需求扩张

全球光伏装机容量持续提升，光伏硅料产业重心持续向中国倾斜。根据国际能 源署光伏组织 IEA-PVPS 数据，2022 年全球安装的光伏系统装机容量达到 240GW， 同比增长 37%。根据 CPIA 数据，我国多晶硅产能在全球的占比自 2017 年起持续超 过 50%，2021 年我国多晶硅产能 52 万吨，在全球占比 67.2%。

2022 年以来国内拟建及在建多晶硅产能约 250 万吨，对应设备投资成本约 1500 亿元。根据 CPIA 数据，改良西门子法多晶硅生产线设备投资成本占比约为60%~70%，2022 年投产的万吨级多晶硅生产线投资成本为 1 亿元/千吨。 2022 年以来，国内 17 家企业拟在建光伏多晶硅扩产项目共 21 个，新增多晶硅 产能合计约 250 万吨/年。假设多晶硅生产线投资成本为 1 亿元/千吨， 270 万吨光 伏多晶硅对应设备投资成本 1500 亿元。

4.3 公司生产换热器、反应器、塔器等光伏多晶硅过程设备

公司生产换热器、反应器和塔器等光伏多晶硅过程设备。公司在光伏多晶硅工 艺装置领域，先后与通威、大全、东方希望、内蒙古新特、协鑫集团（江苏中能、 乐山协鑫、内蒙鑫元）、合盛硅业、弘元能源科技等客户进行项目合作，与多客户保 持稳定合作关系。 公司制造的高镍合金一级换热器已成功运用于协鑫科技的太阳能光伏多晶硅反 应器；自主设计并制造的流化床反应器也得到客户的认可；已成功承制并交付了大量塔器、换热器、反应器等光伏多晶硅过程设备。

5 核电：核燃料运输容器进口替代，市场空间广阔

5.1 新燃料组件运输容器进口替代持续推进，未来 8 年市场空间 15 亿元

新燃料组件运输容器用于装载未经辐照、未发生核链式反应的燃料组件。反应 堆新燃料属于一类放射性物品，运输容器主要由外部支撑部件和包容结构、减震器、 托架、吊耳等部件组成。中核集团是我国唯一的核燃料生产商，下属两家核燃料元 件生产企业，分别为中核北方（位于内蒙古包头）和中核建中（位于四川宜宾）。而 我国绝大多数核电站位于东南沿海，核燃料运输耗时约一周，运输容器是必不可少 的关键设备。

我国压水堆核电站换料周期一般为 18个月，单座百万千瓦级核电站的燃料组件 运输量约 30 吨/年。正常运营的压水堆核电站换料周期在 12 到 18 个月不等，根据所采用的技术方案有所区别，目前大亚湾核电站每 18 个月需要换料三分之一，重量 约 25 吨；我国自主第三代核电“华龙一号”的设计堆芯换料周期为 18 个月。整体 来看，一座百万千瓦的压水堆核电站运行一年时间，大约需要 30 吨燃料组件的运输 量。 我国早期使用的新燃料组件运输容器由国外引进。法国、美国、俄罗斯等核大 国核能产业发展较早，已经针对各自掌握的反应堆技术研制了配套的核燃料组件运 输容器。伴随着上述国家核反应堆技术的对外输出，其设计生产的配套核燃料运输 容器也在国际上得到了广泛使用。我国引进了部分进口核燃料组件运输容器，主要 有俄罗斯的 TK-C5 和 TK-C5-M、法国的 FCC4-V1 以及美国的 Traveller XL，均适 配于由国外引进的反应堆燃料组件。

近年来我国实现了部分新燃料组件运输容器的国产化和自主化。为了缓解国内 燃料组件运输压力，打破国外垄断，我国自 2009年起开始进行大型商用核电站燃料 元件运输容器的研发。由中国核电工程有限公司设计、西安核设备有限公司制造的 CNFC-3G核燃料运输容器是我国第一型自主设计生产的核燃料运输容器。此后又出 现了 CNFC-300、STC-NF1A、ANT-12A 和 CNFC-HL01 等国产新燃料运输容器。

根据兰石重装 2022 年度报告，在国产化的趋势下，2023-2030 年我国将新增约 1000 台新燃料运输容器，对应市场空间约 15 亿元。

5.2 我国乏燃料外运需求紧迫，运输容器急需实现国产化

乏燃料是指燃耗深度达到一定标准，从反应堆中卸出的核燃料组件，其中含 有大量利用价值较高的核材料。乏燃料中含有利用价值较高的放射性元素，例如 铀 235 初始浓缩度为 3.3%的新燃料（铀 238 占 96.7%）在反应堆中燃烧后，卸 出的乏燃料中仍含有约 96%的有用的核材料，真正的核废物（裂变产物和次锕系） 仅占 4%左右。

核燃料循环分为一次通过式循环和闭式循环，全球约 2/3 的乏燃料处于暂时 贮存状态。在一次通过式核燃料循环中，会将乏燃料直接作为核废物进行最终处 置。在闭式核燃料循环中，会将乏燃料送往后处理设施，提取回收其中的铀和钚， 再将剩余核废物进行最终处置。根据国际原子能机构数据，1954~2016 年全球核 电厂共产生约 39 万吨乏燃料，其中仅 1/3 接受了后处理或最终处置，另有 2/3 于 在堆水池、离堆水池或离堆干式乏燃料贮存设施中暂存。

离堆贮存是乏燃料后处理的先决条件，我国乏燃料外运需求紧迫。乏燃料处理 流程为在堆贮存（核电站内贮存）——离堆贮存（核电站外贮存）——后处理（铀、 钚回收）——核废料地质处置。目前我国多座核电站的在堆贮存水池均已饱或即将饱和。根据《中国核电发展与乏燃料贮存及后处理的关系》，预计 2025 年我国乏燃 料年外运需求约为 1014 吨，而到 2030 年将增长至 1639 吨。 我国乏燃料运输能力有限，运输容器尚未实现国产化。我国目前保有从美国引 进的 2 台 NAC-STC 型和 1 台 HI-STAR 60 型商业压水堆乏燃料运输容器，最大运输 容量分别为 26 组和 12 组，分别匹配大亚湾核电站与秦山一期核电站的乏燃料组件。 以大亚湾核电站为例，将乏燃料从广东大亚湾由公路运输至位于甘肃的后处理中试 厂，每次耗时约 3 个月，每年执行两次运输任务，现有的 2 台 NAC-STC 运输容器 每年最多运输 104 组乏燃料组件，总重量仅约 70 吨。

5.3 我国高温气冷堆技术国际领先，石岛湾项目设备国产化率超 90%

高温气冷堆是第四代核能系统重点研发的六种堆型之一，安全性高且用途广泛。 “气冷”指用气体来进行堆芯冷却和热传导，我国高温气冷堆选用的冷却剂是氦气， 具有不易与其他物质发生反应、热传导性能良好的特点。“高温”指反应堆工作温度 和冷却剂的堆芯出口温度可以达到其他堆型难以企及的 900~1000℃高温。 主氦风机被喻为高温气冷堆的“心脏”。主氦风机的功能是在反应堆启动、功率 运行和停堆等工况时提供足够流量的氦气通过一回路系统，将反应堆芯产品的热量 带走。热气导管是连接反应堆本体与蒸汽发生器的关键管道。反应堆压力容器与蒸 汽发生器通过热气导管连接形成一回路，将堆芯带有放射性的热氦气输送到蒸汽发 生器, 同时又将在蒸汽发生器中冷却后的冷氦气经热气导管的外侧管带回堆芯。

我国高温气冷堆技术国际领先，华能石岛湾项目已并网发电，设备国产化率高 达 93.4%。我国的石岛湾高温气冷堆核电站示范工程项目，是全球首座具有第四代 核电技术主要特征的球床模块式高温气冷堆核电站。该核电站设计容量 20 万千瓦， 于 2021 年 12 月并网发电，并于 2022 年 12 月首次实现双堆初始满功率运行。该示 范工程设备国产化率高达 93.4%，首次使用的设备有 2200多台，创新型设备 600余 个，初步搭建起我国自主创新的第四代高温气冷堆核电标准体系和知识产权保护体 系。

5.4 核电产业链上中下游均有布局，有望充分受益核电产业扩张

上游布局新燃料运输容器，为 ANT-12A 三家承制企业之一。 ANT-12A 是“一带一路”中哈组件厂项目关键配套设备。2021 年 11 月， “一 带一路”倡议重点项目——中哈核燃料组件厂正式投产。该厂位于哈萨克斯坦东哈 州，设计年产 200 吨核燃料组件，可满足 8 台百万千瓦级核电机组的换料需求。为 保障中广核集团的核燃料国际运输，中广核研究院历时两年自主设计 ANT-12A 型新燃料运输容器，并成功申请哈萨克斯坦发明专利。 公司为 ANT-12A 三家承制企业之一，目前已进入常态化批量化生产阶段。 ANT-12A 的三家承制企业分别为大连宝原、科新机电和上海阿波罗。科新机电于 2018 年参与 ANT-12A 型新燃料运输容器样品试制，2020 年 12 月获批生产，目前 已进入常态化批量化生产阶段。

中游布局高温气冷堆设备，为我国首座四代核电站部件供应商。公司承制了石 岛湾高温气冷堆主氦风机冷却器、热气导管。 下游布局乏燃料运输容器，参与乏燃料运输容器研发工作。

6 定增聚焦扩产+氢能及特材研发，增强公司综合实力

公司近年来产能利用较为饱和，募投项目将使产能提升 38.5%。自 2020 年 以来，公司产能利用率均超过 100%，2022 年前三季度产能利用率高达 135.09%， 下游行业旺盛的需求给公司带来较大的生产经营压力。公司 2022年定增募投项目 之一为“高端过程装备智能制造项目”，投资总金额 2.44亿元，建设期 1.5年，将新增 8,400 吨/年的高端过程装备生产能力。公司现有产能 21800 吨/年，募投项 目投产后将使产能提升 38.5%。

氢能产业发展为高端过程装备行业带来新的发展机遇，公司募资开展氢能相关 研究。公司定增募投项目之一为“氢能及特材研发中心建设项目”，将针对制氢、储 氢、加氢环节进行产品研发：在固体储氢工程技术研究方面，开发固体储氢罐；在 静态氢压缩机开发方面，静态氢气压缩机和加氢站的氢气升压装置；在固体（低压） 储氢加氢橇开发方面，开发可用于氢燃料电池汽车的加氢的产品。 此外，公司还将研究钛、镍、锆、钽、铜、铝等有色金属及其合金、高级不锈 钢和金属复合材料等特种材料的在压力容器中的应用。

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