车用cng减压阀工作原理,cng汽车减压阀故障表现

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一、天然气重卡：“经济+环保”将继续推升渗透率

关于天然气上游勘探开发和中游储运，我们已在油气装备系列报告之一到四中详细解析， 本报告将聚焦于天然气下游应用端，挖掘投资机会。天然气下游应用繁杂，与机械行业 相关的主要是天然气重卡/客车，天然气重卡/客车最关键的两大装备是发动机和车载储 气钢瓶，发动机主要由潍柴动力（招商汽车覆盖）等主机厂提供，而车载气瓶主要由富 瑞特装、圣达因、奥扬等机械公司提供。

2018 年后由于更新需求，重卡销量趋于稳定增长。2019 年重卡销量达到历史高点，天 然气重卡自然水涨船高。2019 年重卡销量 117.4 万辆，同比增长 2.3 %，达历史高点。 重卡销量的波动主要受下游基础建设投资和房地产投资的影响，2004 年-2017 年，重 卡销量呈现较大的波动，同比增长率在-40%至 80%之间波动，主要由于和基础建设投 资及房地产开发投资同比的关系较明显，2004 年、2010 年等基建及房地产投资大年的 重卡销量都迎来了 40%以上的增长。2018 年-2019 年波动放缓，保持 2.5%左右低速增 长，和基建房地产投资相关性减弱，主要由于存量更新需求，即 2010 年前后高销量背 景下的重卡更新换代需求。

1、天然气重卡：受益行业更新周期，销量大幅提升

重卡可以分成柴油重卡和天然气重卡。使用燃料的不同使得天然气重卡和柴油重卡在整 体结构设计上存在诸多的区别。以发动机为例，天然气重卡在燃料供给系统上增加了蒸 发调压器、减压器等零部件，同时取消油泵，以点火传动装置替代，在控制系统上采用 电控，并增加相应的传感器等。除此之外，在排气系统、冷却水路及燃烧产物等方面也 有着明显的区别。

2018 年后由于更新需求，重卡销量趋于稳定增长。2019 年重卡销量达到历史高点，天 然气重卡自然水涨船高。2019 年重卡销量 117.4 万辆，同比增长 2.3 %，达历史高点。 重卡销量的波动主要受下游基础建设投资和房地产投资的影响，2004 年-2017 年，重 卡销量呈现较大的波动，同比增长率在-40%至 80%之间波动，主要由于和基础建设投 资及房地产开发投资同比的关系较明显，2004 年、2010 年等基建及房地产投资大年的 重卡销量都迎来了 40%以上的增长。2018 年-2019 年波动放缓，保持 2.5%左右低速增 长，和基建房地产投资相关性减弱，主要由于存量更新需求，即 2010 年前后高销量背 景下的重卡更新换代需求。

天然气重卡自然也水涨船高，2019 年销量增速大幅提升：一方面由于随重卡销量稳定 增长而增长，另一方面自身渗透率也在稳步提升。根据国家相关法规要求，重卡从 2019 年 7 月 1 日起将率先执行国六 a 阶段排放标准，在政策推动下，2019 年 1-6 月，国内 天然气重卡整体销量一路高歌，总体销量达到 8.5 万辆，远超 2018 年全年。高峰期 6 月天然气重卡单月销量近 3.9 万辆。该期天然气重卡产量同比大幅上升的原因有两点：

（1）随着各省市打赢蓝天保卫战三年行动计划方案陆续出台与实施，各地国三标准货 车的淘汰更新政策正在加速实施，同时叠加国六 a 阶段排放标准的实施，卡车用户在 19 年二季度尤其是二季度后期(5、6 月)大量提前购买国五排放的天然气重卡，大幅带 动需求增长。

（2）进入 2019 年，气价持续回落，柴油价格上升，使得油气差价不断拉大（气价基 本在 4.2——4.5 元/公斤左右，柴油价格约 7.5 元/公斤），虽然燃气车售价比柴油车贵 几万元，但其使用成本低，如果能维持当前的油气价差，又能保证货源充足的话，运行 一到两年就能补齐购车成本的差价。从渗透率来看，2011 年-2019 年间渗透率曲折上 升，但仍在处在低位，2019 年 H1 受政策推动，天然气重卡销量占重卡市场总销量大 幅上升到 13%。

2、LNG 重卡应用广泛，CNG 多用于微卡小卡

天然气应用形式可分为 CNG 和 LNG，来源也不同，CNG 多以管道气形式运输，LNG 多直接进口。CNG 储存于高压常温钢瓶，LNG 储存于中压低温钢瓶。天然气经过压缩 到 20MPa 形成的高压天然气称为压缩天然气（CNG）， CNG 储存在高压常温钢瓶中； 天然气经过超低温深冷到-162℃形成的液态天然气称为液化天然气（LNG） ，LNG 储存 在中压低温钢瓶中。

天然气重卡可分为 LNG 重卡和 CNG 重卡，核心装置均为储气钢瓶及发动机，CNG 储 存罐稍微有点特殊，在总质量 18 吨以上的重卡上还是比较少见，但是在城配微卡和小 卡上比较多。在工作原理上，CNG 重卡和 LNG 重卡并没有较大的差别，都是高压气体 减压后进入发动机与空气混合后燃烧给车供能。但 LNG 和 CNG 能源属性的不同也使 得两种重卡在储存系统、燃料供应系统、重卡性能及配套设施等方面存在一定的差别：

1） 从燃料储存系统来看，燃料储存的气瓶和重量有所差异。通常 CNG 重卡配备 10 个以上的气瓶（以 HOWO340 马力 CNG 牵引车为例，该车总共配备了 12 个车载气瓶：8 个 140L 车载气瓶和 4 个 80L 车载气瓶），而 LNG 重卡一般配 备 2 个以内的储罐（以 HOWO340 马力 LNG 牵引车为例，该车配备了 2 个 450L 的LNG气瓶；且目前越来越多的LNG重卡配备单个容量在950L以上的气瓶）。 相比之下，LNG 重卡单辆车气瓶的重量较小、占用空间较少：LNG 气瓶通常位 于驾驶室后方的位置，而 CNG 气瓶往往在布满驾驶室后方之余，车架侧边也需 放置气瓶；重量上，单辆车 LNG 气瓶的重量约为 600kg，而 CNG 气瓶的重量 在 1000kg 左右。

2） 从燃料供应系统来看，LNG 的供气系统更加复杂。CNG 重卡中，气瓶内的 CNG 通过减压阀组将高压 CNG 的压力降到 1.5 个大气压以后进入发动机；而 LNG 重卡中，液化 LNG 首先需要经气化器处理成 CNG，再通过减压处理，进入发 动机。因此，LNG 重卡的燃料供应系统更加复杂。

3） 从驾驶性能来看，LNG 重卡具有更强的续航能力和更远的运输半径。CNG 重卡总燃料容量在 300 标方左右，而 LNG 重卡总燃料容量是 CNG 重卡的 1.5 倍 左右，约 450 标方。气瓶装载容积的限制使得 CNG 重卡的续航能力较弱，同 时运输半径有限，受加气站的限制较明显。

LNG 重卡优势更明显，也是天然气重卡的主要组成部分。对比来看，LNG 重卡运输半 径较大、更适合长途运输，随着加注站的建设加快，未来发展前景更加广阔；CNG 重 卡由于燃料装载容积较小的限制，使得运输半径受限，需要充气的次数较多，因此更适 合短途运输。

3、北方加气站布局初步完成，为渗透率提高提供坚实保障

天然气重卡销量和加气站数量是先有鸡还是先有蛋的问题，随着天然气重卡保有量的攀 升，加气站密度也逐渐提升，反过来促进渗透率继续提升：分别从 CNG 加气站、LNG 加气站和 L-CNG 加气站 3 类加气站分析。

（1）CNG 加气站：主要服务出租车和部分私家车，增速缓慢

CNG 加气站是国内建设起步最早、数量最多、配套最完善的加气站建设模式，主要位 于城区及周边。CNG 加气站可以分为常规站、母站和子站：常规站建在天然气管道经 过的地方，管道内的气脱硫、脱水、压缩到 25Mpa 后进入常规站，然后进入售气机给 车加气；母站多建在城市门站附近，天然气管道内的气脱硫、脱水之后，以 1-1.5Mpa 的压力进入母站，母站即可以给车辆加气，同时也将天然气以槽车的方式运输到子站； 子站建在距离天然气管道较远的地方，通常建设在城市内。

CNG 加气站主要包括天然气预处理系统、压缩系统、储存系统、售气系统和控制系统 等多个系统。 1）天然气预处理系统包括将进入加气站的天然气进行脱硫、脱水等过程， 脱硫可以防止设备管道腐蚀或气瓶发生“氢脆现象”，脱水可以预防 CNG 在减压膨胀 降温过程中出现冰堵；2）压缩系统主要由进气缓冲罐、压缩机主机、润滑系统、冷却 系统等部分组成；3）加气站储存常采用分级储存的方式，分为高压、中压、低压瓶组，由控制盘进行自动控制；4）售气系统由质量流量计、电脑控制售气装置和压缩天然气 气路系统组成，用来给 CNG 车添加燃料。

CNG 加气站发展成熟，增速趋缓，主要服务出租车和部分私家车。1988 年我国开始引 进 CNG 加气站的全套设施、改装汽车部件及高压气瓶，建设 CNG 汽车加气站。目 前除部分重要零部件外，国内 CNG 加气站设备的制造技术和工艺已经成熟。CNG 加 气站主要服务出租车和部分私家车，技术相对简单，在中国发展较早，数量较多，目前 发展成熟，增速趋缓。据统计 2018 年底我国 CNG 加气站保有量为 5600 座，未来 CNG 加气站数量仍将继续保持年 5%-10%的增速增加。

（2）LNG 加气站：主要服务于重卡，北方布局较为完善

LNG 加气站是针对 LNG 车的加气站，目前主要布局在 LNG 资源丰富的地区。LNG 加 气站主要有 LNG 槽车、LNG 储罐、LNG 低温泵、加气机、调压增压器等系统组成，可 以分为常规站和橇装站。常规站建立在固定地点，LNG 通过卸气装置储存在储罐之中， 用加气机加气；橇装站将加气站相关的设备装置在橇体或汽车上，规模较小，便于运输。

LNG 加气站主要包括卸车、调压、加气和卸压四个步骤。1）卸车指将槽车或罐箱内的 LNG 转移到 LNG 加气站储罐内，有三种方式：增压器卸车、浸没式低温泵卸车、增压 器和低温泵联合卸车；2）LNG 运输到储罐之后，通过增压器或者泵低温循环的方式增 压，得到一定压力的饱和气体；3）加气机通过单线或双线的方式给车载气瓶输气；4） 当储罐中的 LNG 气化导致系统压力升高时，BOG 回收系统或安全阀将开启，降低气体 压力。

我国 LNG 加气站设备制造起步较晚，但随着我国天然气需求和消费水平的日益增长， LNG 加气站未来数量和占比有望提升，也将带动 LNG 重卡占比提升。主要原因有几点： 1）下游 LNG 车应用前景更广阔。以重卡为例，LNG 重卡运输半径较大、更适合长途 运输，此外加气速度快，气瓶装载效率高；2）LNG 加气站加气能力较强，不受管网供 气影响，选址较容易，投资成本及运营成本较低；3）未来几年 CNG 管道气增量有限， LNG 进口量有望高速增长。据统计 2018 年底我国 LNG 加气站保有量为 3400 座，随 着天然气车的推进，未来 LNG 加气站数量将继续保持年 10%-20%的增速增加。

LNG 加气站北方布局较为完善。从全国分布来看，我国 LNG 加气站集中分布在 LNG消费大省及内蒙古、陕西、山西等 LNG 产出大省，2016 年 LNG 消费量排名前十省份 的 LNG 加气站保有量为 1443 座，占比高达 58.66%，与下游消费区域重合。2016 年 LNG 加气站数量排名前三的省份分别依次为山东（295）、河北（240）、新疆（198）， 同比依次增长 9.06%、6.33%、8%，其中以山东地区发展较为迅速。主要原因：山东 LNG 汽车市场发展迅猛，截止 2016 年 10 月山东 LNG 汽车保有量达 2.2 万辆，占比高 达 10.27%，全国第一，依托与山东物流运输行业的发展，下游车用需求较大，省内 LNG 加气站增速保持较高增长。目前，山东省的 LNG 加气站建设方面无论是政策制定、行 业规范，还是安全管理、发展速度都处在国内前列水平，LNG 的整体消费量也居全国 前列，这些都为 LNG 加气站的发展打下了良好的基础。

（3）L-CNG 加气站

L-CNG加气站是LNG与CNG两种加气方式的结合，可以将加气站内LNG气化成CNG， 并给 CNG 车加气的加气站。其站内主要设备包括 LNG 储罐、LNG 泵、气化器、储气 瓶、CNG 加气机、压缩机等。

三种加气站各有特点，CNG 加气站发展较早，技术发展较成熟，目前布局相对全面； 而 LNG 加气站和 L-CNG 加气站起步较晚，部分设备依赖国外进口，目前数量还较少， 但有着加气能力更强、加气速度更快等优点。

经济性决定 LNG 加气站更具潜力，更容易推广。粗略测算下，LNG 加气站设备投资成 本最低， L-CNG 加气站次之，CNG 加气站设备成本最高。假设同样规模的三种加气站， 其中 LNG 加气站设备成本在 170 万元，而 CNG加气站设备成本在 226 万元，高 33%。 从成本分布来看，加气站最贵、最重要的设备就是 LNG 储罐和 CNG 气瓶，而其他系 统的投资成本较低。此外，三种加气站的运营成本也有着类似的关系：LNG 加气站运 营成本最低，CNG 加气站最高。一年运营 330 天、水费 3.3 元/t、电费 0.62 元/kWh、 人工费 3.6x10^4 /人.年来计算，LNG 加气站一年的运营费用 33 万元，而 CNG 加气站 年运营费用 94 万元，相差解决 2 倍。因此，无论是设备投资成本还是年运营成本，相 比 CNG 加气站，LNG 加气站和 L-CNG 加气站都有着一定成本优势。

日益增长的加气站数量，是天然气重卡销量快速增长的重要原因。截止 2018 年 12 月， 我国已建成加气站 9000 座，是加气站保有量最高的国家，占全球加气站总保有量的 28.8%。而根据《天然气发展十三五规划》，2020 年前天然气加气站需不少于 1.2 万座。

4、天然气重卡经济性测算

天然气重卡相比柴油重卡最大的优势在于燃料的经济性，气油价比是天然气重卡销量影 响变量之一。短期气油价比难以预测，但长期来看，随着全球天然气供给的宽松，国际 天然气价格有望迎来下调。近年随着美国页岩气革命，美国天然气产量和出口量超预期 增长，而大量天然气的出口压低了美国和世界天然气的价格。2016 年 2 月，美国 LNG 出口价从 15 年底的 16 美元/千立方英尺下降到 4 美元/千立方英尺，此后价格在 4-7 美 元/千立方英尺之间波动。同时中国作为天然气进口大国，近年来越来越多的企业参与 到国家天然气贸易之中，议价能力在不断变强，长期来看未来天然气进口价格大概率下 调。

量化测算天然气车和柴油车的经济性。从总成本来看，重卡从购置到使用主要包含了一 次性的购置成本（或重卡改装费用）、燃料费用和日常维护费用。其中购置成本和日常 维护费用相对固定，燃料费用之差则主要取决于气油价比：

（1）一次性的购置成本或重卡改装费用：选取三款重卡：陕汽德龙 X3000 牵引车、陕 汽德龙新 M3000 牵引车和青岛解放 JH6 牵引车来看，同马力、同驱动形式的柴油重卡 和 LNG 重卡的价差在 7.5-11 万元之间，重卡改装费用也在 8-10 万元之间。同时，国 家为推动天然气汽车的使用，各地对于 LNG 重卡在购买和使用时会予以补贴，如深圳 对新购 LNG 重卡补贴 2 万元，山西省对 LNG 重卡高速费减半等措施。对于补贴部分统 一假设为 2 万元。

（2）日常维护费用：据中国重汽，天然气重卡每年多出的维保费用主要包括机油更换 费用、火花塞与点火线圈更换费用以及抽真空费用。每年天然气重卡比燃油重卡要多换 两次机油，保养成本约 5000 元/年；一年换一次火花塞和点火线圈，约 1500 元/年；一 年抽一次真空，约 500 元/年。总计年保养费用多 7000 元/年。

（3）燃料费用：假设每年总运输里程 15 万公里，每百公里 LNG 消耗 50 方，每百公 里油耗 40L，2019 年柴油批发价年均价 7.00 元/L，2019 年 LNG 市场价年均价 4.00元/方（即每方 LNG 与每升柴油的气油价比为 0.57 时），因此每年油耗费用 42 万元， LNG 燃料费 30 万元，费用差近 12 万元/年。

保守假设重卡使用年限为 4 年，车辆出售时天然气重卡残值比柴油重卡多 2 万元。则 根据上述测算，天然气重卡和柴油重卡年成本差为 10.3 万元/年。由此可见，在气油价 比足够低时，天然气重卡节省的燃料费用完全能够抵消购置成本和更高昂的维修费用。

进一步测算下，假设油价为 7 元/L，测算出天然气重卡在不同气油价比下的经济性。只 有当气油价比约 0.77 时（每方 LNG 与每升柴油的价比为 0.77 时），天然气重卡的经济 性才会变为负数；并且随着使用年限的增加，天然气重卡的经济性更加凸显。以 2014-2019 年的气油比数据来看，除 2017 年底气荒导致的气价飞涨外，多数时间气油 比均在 0.77 下方，甚至 2019 年气油比在 0.5 左右，天然气车在一年内即可弥补在购买 时所多花费的费用。因此从经济性的角度考虑，未来天然气车（重卡及客车）的渗透率 有望迎来进一步提高。

二、天然气应用设备：车载气瓶

天然气重卡最关键的两个部分：车载气瓶和发动机。车载气瓶是天然气车的核心装备， 是一种用以替代汽车油箱盛装、贮存、供给燃料（液化天然气），并且可以多次重复充 装的低温绝热压力容器。

车载气瓶的主要结构包括内胆支持、内胆、绝缘层、外壳 4 个部分：1）内胆能够承受 一定的压力用来贮存和供给低温液态的液化天然气。2）绝缘层是在内胆外壁缠绕由玻 璃纤维纸和光洁的铝箔组成的多层绝热材料，多层材料在高真空条件下具有热导率低、 隔热性能高、重量轻的特点。3）外壳主要用来与内胆形成夹层空间（两层容器之间的 绝缘层）和把内胆支撑起来的作用。4）绝缘层被抽成高真空与多层绝热材料共同形成 良好的绝热系统，用以延长液化天然气的贮存时间。外壳和内胆之间设置支撑系统将内 胆外壳合理固定。支撑系统的设计能够承受车辆在行驶时产生的加速、减速，运行时的 振动。气瓶所有的外部管路、阀件都设置在气瓶的一端，并用保护环或保护罩进行防护。

车载气瓶主要由五大工作系统组成：加液系统、出液系统、增压系统、经济系统和安全 系统。1）加液系统主要包括加液口、加液管路、进液单向阀等，用来持续给发动机补 给燃料；2）出液系统包括出液截止阀、过流阀、管路、水浴气化器、集气器等；3）增 压系统指当气瓶压力低于下限值时，通过打开增压阀使 LNG 靠重力流出气瓶，转化为 气体后重新进入瓶内完成增压；4）经济（自降压）系统，当气瓶压力高于上限值时， 为了避免造成燃料浪费、性能降低等问题，气瓶上通常装有一套降压系统，当气瓶压力 高于经济调节阀设定的压力时，经济调节阀自动开启，气瓶内上部的气体通过经济调节 阀进入出液管路，使气瓶压力及时下降；5）安全系统，包括一级安全阀、二级安全阀、 气瓶增压管路安全阀、液位计等，防止气瓶压力过高导致出现气瓶失效。

车载气瓶起源于欧美，目前已几乎全部国产化。车载气瓶的研究最早始于 19 世纪 80 年代的欧美等国，到了 90 年代相关制造技术趋于成熟，并开始小规模推广。到了 20 世纪，车载气瓶已大幅应用，全球有超过百万辆装载着车载气瓶的天然气车在运行。国 外 LNG 车载气瓶生产厂家主要有美国泰莱华顿公司(Taylor Wharton)．、美国查特深冷 工程系统有限公司(chart Industries Inc．)和俄罗斯 JSC Cryo． genmash 等。目前 已经全部国产化。

容量大型化是车载气瓶的未来趋势：相对于小瓶而言，大瓶具备两方面的优势：1）瓶 子容量越大，保温效果越好；2）大瓶的经济性更显著。从气瓶重量来看，2 个 500L 的 气瓶自重 1000 千克左右，而一个 995L 的气瓶自重 800 千克左右，采用大气瓶重量下 降显著，而整车的重量下降可以降低天然气车运费。粗略测算下，假设天然气车年行驶 里程 8-12 万公里，运费 0.4-0.6 元/吨/公里来测算，而使用 995L 气瓶来替代 500L 的气 瓶，能节省成本 6400-14400 元。自从 2016 年起，市场上 995L 甚至 1000L 的大容量 车载气瓶正在逐渐500L及以下容量的小气瓶，预计未来1000L大瓶渗透率会持续上升。

目前天然气气瓶市场主要玩家有富瑞特装、中集圣达因（中集安瑞科）、山东奥扬等公 司，三家公司占据国内气瓶市场 80%-90%的市场份额：

（1）富瑞特装是专业从事液化天然气（LNG）的液化、储存、运输、装卸及终端应用 全产业链一站式整体解决方案，以及 LNG 产业物联网等领域的高新技术企业。公司具 有自主知识产权的国内第一条车用气瓶生产线，年度产能可以达到 100000 台，自动化 程度达到 80%以上，LNG 车用供气系统技术处于国际先进，其中 150L-500L 常规容量 LNG 气瓶市场占有率领跑行业，并成功研发 750L、950L 和 995L 大容积气瓶新品率先 成为业内第一家拥有此三种新规格气瓶产品的专业制造厂商，富瑞特装在气瓶市占率估 计占 30%-40%。目前公司与重卡整车生产企业，客车整车生产企业及国内三大汽车发 动机制造企业建立了战略性合作，为他们提供匹配的汽车 LNG 燃料供应系统，共同推 进我国 LNG 汽车产业。

（2）安瑞科为中集集团下属子公司，中集安瑞科在低温运输车及低温储罐市场占有率 国内领先，LNG 接收站大型储罐、LNG 加气站模块化产品及 CNG 加气站在国内市场 占有率均排名前三。其子公司中集圣达因公司气瓶生产基地主要生产低温绝热气瓶，规 模化生产汽车用 LNG 车载瓶及供气系统，气瓶市占率估计占 20%-30%。公司拥有最先 进的生产流水线，年产能现已达到 10 万台，主要配套国内外各大重型卡车、客车等整 车单位，自主研发的大容积钢质无缝气瓶填补了国内空白，并具备开发 85MPa 以上高 压大容积无缝气瓶的能力，气瓶品质达到世界领先水平。

（3）山东奥扬科技新能源科技股份有限公司成立于 2011 年 6 月，公司以新能源汽车 智能供气系统的研发制造为核心业务，目前公司综合规模处于国内新能源汽车超轻量化 供气系统产业的第一名，是中国新能源产业的领军企业之一。其中奥扬科技 LNG 车载 智能供气系统广泛应用于以 LNG 为动力燃料的中重型卡车、公交客运车辆和工程机械。 近几年产品市场占有率估计占 20-30%。

赛道内核心竞争力：产品稳定性以及规模化生产的成本优势。LNG 车用气瓶的国家标 准很早就有，技术门槛并不是很高，这也是前几年市场上有几十家气瓶生产厂家的原因， 但是对产品的质量稳定性、低温隔热能力还是有一定的要求，另外就是规模化生产的成 本优势，不断用量摊销固定资产成本，是生产气瓶公司的生存之道。

钢价波动也是风险点之一。气瓶生产的主要成本是不锈钢、阀门以及隔热材料等，原材 料成本占生产成本比重较大。若国内、国际金属铜、钢材等原料价格出现了大幅波动， 在短期内都会给公司控制生产成本带来较大压力，进一步对公司的收益水平造成了一定 影响。根据招股说明书披露，原材料成本一般占据生产成本的 70%左右。

据测算（中性假设 10%渗透率），车载钢瓶年均新增市场空间 60 亿左右。假设 1：重 卡近五年销量复合增长率为 9.55%，因此假设 2020-2023 年重卡销量增速为 10%。假 设 2：过去几年渗透率在 5%左右， 2019 年估计超过 10%，本文预估天然气重卡在 5%、 10%、15%渗透率情况下天然气气瓶市场规模。假设 3：一辆重卡需要配备 1 个 950L 容量气瓶或 2 个 450L 容量气瓶；同时在容量大型化的趋势下，2020-2023 年预计 950L 大瓶使用率在80%左右，950L气瓶45000元，450L气瓶22500元。测算可得2020-2023 年基于中性假设 10%渗透率，车载钢瓶年均新增市场空间 60 亿左右。

天然气重卡发展的另一个核心装置为发动机，发动机的性能决定了重卡的动力、排放等 关键指标。目前国内天然气发动机较先进的技术是潍柴动力（招商汽车覆盖）于 2012 年研制的缸内直喷 HPDI 天然气发动机。HPDI 技术具有开创性的意义，彻底解决了燃 气发动机因火花塞点火技术导致的动力不足的问题，将天然气重卡的性能提升到柴油重 卡、甚至是超越柴油重卡的水平。此外，HPDI 燃气发动机还兼具排放小、经济性等优 势。虽然解决了动力不足等问题，但 HPDI 燃气发动机由于成本较多的缘故（比目前市 场产品贵 2-3 万元），仍未实现普及，因此目前市场上采用的主流发动机还是基于 Woodward 或 Bosch 系统。

三、相关标的

1、富瑞特装

LNG 市场回暖，领位 LNG 装备主业：公司专注于金属压力容器的设计、生产和销售，是 国内 LNG 供气系统供应商龙头；其主营产品为 LNG 应用设备为主的低温储运及应用设备、以海水淡化设备为主的换热设备和用于分离空气的气体分离设备三大类。受国际石 油价格和天然气行业周期影响，公司收入从 2014 年 20.03 亿下降至 2016 年的 8.9 亿； 2017 年随着天然气应用经济性的恢复、推进天然气利用政策的出台，公司收入增至 17.46 亿元，同比增长 97%，2018 年有所回落，相比 17 年下降 17.19%。2019 年国 内重卡销量同比上升幅度较大，公司的 LNG 气瓶等相关产品市场需求增加，营业收入 同比有较大幅度增长，前三季度营业收入同比增加 30.54%。但由于主营产品 LNG 车 用瓶的市场竞争异常激烈，产品毛利率下降，同时进行减值测试，资产减值总额预计 2.3 亿元，因此 2019 年业绩预亏，归母净利润为-2.90 亿元至-2.95 亿元。

LNG 终端应用市场阶段性好转，海外订单份额稳步提升。受政策影响，2019 年上半年 LNG 气瓶、液化工厂装备等市场需求稳步上升，LNG 终端应用市场阶段性好转。同时 公司 LNG 装车撬产品已成功开拓东南亚市场，海用装卸臂产品成功开拓中东市场，长 隆石化 LNG 装车撬、海用装卸臂等产品的国外订单信息逐步增加，外向订单份额比例 上升。

提升公司管理与运营质量，聚焦主业。公司聚焦 LNG 装备和重型装备制造主业，将持 有的东风特专全部 4.5%股权以人民币 4695 万的价格转让给湖北雷雨投资有限公司， 以及出售氢能源相关业务等，以回笼资金用于 LNG 装备制造主业发展，全面提升了公 司资产运营质量，利于公司长远发展。

2、中集安瑞科（圣达因）

中集安瑞科前身为安瑞科能源装备控股有限公司，2006 年于香港联交所上市，2007 年 被中集集团收购。公司业务包括能源装备、化工装备、液态食品装备三大板块，其中能 源装备板块约占公司总营收的 45%，产品布局完善，涉及上游能源开采与加工、中游 能源储存与运输和下游能源应用覆盖，包括 LNG 储运设备的 LNG 接收站、槽车、LNG 储罐等。如今公司是国内 LNG 储运设备的龙头，在槽车、LNG 储罐等市场占据较高的 份额。

外延并购是公司拓宽产品线的一大重要措施。自 2004 年起，公司便通过外延并购补全 能源装备领域产品线，2004 年-2017 年公司相继并购圣达因、TGE、荆门宏图、金科 深冷、辽宁哈深冷和 SOE 共 6 家企业，先后打通产业链各个领域。如今，公司产品基本已 经覆盖天然气储运的所有领域，未来进一步产品结构优化整合下，协同效应显著，成本结构 将进一步优化。

公司能源装备板块受天然气市场的影响较大，未来几年预计迎来上升周期。随着国际天 然气市场供应量和消费量的回升以及国内政策的大力推进，国内天然气需求大增刺激全 产业链设备的旺盛，2017 年公司能源装备板块营收增长超 50%，槽车销量大幅度增加（2018 年口径调整统一纳入销售货物收入）。LNG 储罐和中小型 LNG 一体化供气 “安 捷通”实现持续增长。通过前文的测算，未来几年内天然气和LNG都将迎来旺盛的需求， 设备投资有望迎来高峰，公司将受益于本轮天然气市场的景气，扭转过去营收增速持续 下滑的局面，迎来一波上升周期。

3、厚普股份

天然气加气设备制造龙头，技术研发优势突出：厚普股份成立于 2005 年，逐渐成长为 我国 CNG/LNG 车用加气站成套设备制造龙头，15 年登陆创业板。公司 15 年收购四川 宏达工程，增加能源工程设计与总包业务，17 年初收购宏达工程剩余股份，实现全资 控股。公司主营业务立足于清洁能源的高端设备制造及相应的能源工程咨询、设计、施 工，包括 CNG/LNG 车用加气站成套设备、船用天然气、井口天然气净化及液化处理供 气设备、系统及其核心零部件的研发、生产和集成，同时具清洁能源+互联网+云计算+ 大数据分析”一体化智慧能源系统开发及能源互联网运营维护的业务能力。LNG 装置、 重型装置、液体空分装置分别占营收 85.05%、9.29%、4.02%。公司的 LNG 加气机及 LNG 加气站成套设备、LNG/L-CNG 全橇装加气装置、双泵橇智能 LNG 加气站成套设 备均通过四川省科技厅科技成果鉴定，总体上处于国内领先水平。

加码推进氢产业链一体化，助力业绩近期回攀：2015 年到 2017 年，公司营收分别为 11.13 亿、13.01 亿、7.39 亿。2018 年受国内天然气价格阶段性上涨影响，天然气装备 在车船用领域应用的经济性总体处于低位，公司营收 3.70 亿，同比下降 49.87%。尽管 2019 年天然气加注装备制造业仍处于调整期，但公司通过整合营销队伍、调整营销政策及提升技术和服务能力等措施，在市场上取得了较好的订单规模，公司预计 2019 年 净利润扭亏为盈，归属于上市公司股东的净利润预测为 1600 万-2100 万元。

为拓展天然气产业链布局，公司计划积极尝试天然气接收站、接收码头、储运站、调峰 站等供给侧的 EPC 工程业务与装备业务。2019 年 5 月，公司与法液空深度合作，成立 氢能源装备的合资公司，快速推动国内氢能源市场的发展。公司在加氢站领域已形成了 从设计到关键部件研发、生产，成套设备集成、加氢站安装调试和售后服务等覆盖整个 产业链的业务能力。并且公司具有船用 LNG 加气站建设领先技术，参与建设的船用加 气站项目数量占国内市场船用加气站项目的七成，是天然气船用加注市场领先企业。

4、深冷股份

LNG 研发能力行业领先，2018 年业绩逆势增长：公司长期致力于深冷气体分离与液化 装置和特种气体提纯装置的技术研究和产品开发，主要产品包括:常规天然气及非常规 天然气液化工艺包及装置、储存设备及加气系统等。目前公司具备日处理 500 万方 LNG 液化装置的设计和制造能力，液体空分装置的设计和制造能力达到日产量1000吨，LNG 储罐设计制造能力在 1000-60000 立方米。公司设计和制造的 LNG 液化装置按数量统 计在国内的市场占有率为第一，是国产 LNG 装置运行业绩最多的企业之一。作为行业 龙头，公司营收仍逆周期增长：根据 2019 年业绩快报，公司营业总收入 4.35 亿元，同 比去年增长 26.80%；2019 年归属于上市公司股东的净利润扭亏为盈，为 1449 万元， 基本 EPS 为 0.12 元，加权平均 ROE 为 2.62%。

项目合同进入改善期，国内外业务有望迎来快速发展：2019 年中公司新签订的合同总 金额 4.25 亿，主要涉及天然气液化装置、液体空分装置、加气站等装置，新签大额合 同为包括陕西某公司 40 万吨 LNG 天然气处理项目合同、山西某公司 30 万吨/年乙二 醇联产 LNG 项目合同、新疆某公司 10 万方 LNG 撬装项目、河北某公司 6000 全液体 空分装置项目、河南某公司 6000 全液体空分装置项目等项目。同时，公司积极布局海 外市场，制造出口到美国、英国、埃及、印度、印度尼西亚等国家和地区。对一带一路 区域进行了重点布局，积极跟踪落地相关项目，有望实现国际业务快速拓展。

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（报告来源：招商证券）

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一、天然气重卡：“经济+环保”将继续推升渗透率

关于天然气上游勘探开发和中游储运，我们已在油气装备系列报告之一到四中详细解析， 本报告将聚焦于天然气下游应用端，挖掘投资机会。天然气下游应用繁杂，与机械行业 相关的主要是天然气重卡/客车，天然气重卡/客车最关键的两大装备是发动机和车载储 气钢瓶，发动机主要由潍柴动力（招商汽车覆盖）等主机厂提供，而车载气瓶主要由富 瑞特装、圣达因、奥扬等机械公司提供。

2018 年后由于更新需求，重卡销量趋于稳定增长。2019 年重卡销量达到历史高点，天 然气重卡自然水涨船高。2019 年重卡销量 117.4 万辆，同比增长 2.3 %，达历史高点。 重卡销量的波动主要受下游基础建设投资和房地产投资的影响，2004 年-2017 年，重 卡销量呈现较大的波动，同比增长率在-40%至 80%之间波动，主要由于和基础建设投 资及房地产开发投资同比的关系较明显，2004 年、2010 年等基建及房地产投资大年的 重卡销量都迎来了 40%以上的增长。2018 年-2019 年波动放缓，保持 2.5%左右低速增 长，和基建房地产投资相关性减弱，主要由于存量更新需求，即 2010 年前后高销量背 景下的重卡更新换代需求。

1、天然气重卡：受益行业更新周期，销量大幅提升

重卡可以分成柴油重卡和天然气重卡。使用燃料的不同使得天然气重卡和柴油重卡在整 体结构设计上存在诸多的区别。以发动机为例，天然气重卡在燃料供给系统上增加了蒸 发调压器、减压器等零部件，同时取消油泵，以点火传动装置替代，在控制系统上采用 电控，并增加相应的传感器等。除此之外，在排气系统、冷却水路及燃烧产物等方面也 有着明显的区别。

2018 年后由于更新需求，重卡销量趋于稳定增长。2019 年重卡销量达到历史高点，天 然气重卡自然水涨船高。2019 年重卡销量 117.4 万辆，同比增长 2.3 %，达历史高点。 重卡销量的波动主要受下游基础建设投资和房地产投资的影响，2004 年-2017 年，重 卡销量呈现较大的波动，同比增长率在-40%至 80%之间波动，主要由于和基础建设投 资及房地产开发投资同比的关系较明显，2004 年、2010 年等基建及房地产投资大年的 重卡销量都迎来了 40%以上的增长。2018 年-2019 年波动放缓，保持 2.5%左右低速增 长，和基建房地产投资相关性减弱，主要由于存量更新需求，即 2010 年前后高销量背 景下的重卡更新换代需求。

天然气重卡自然也水涨船高，2019 年销量增速大幅提升：一方面由于随重卡销量稳定 增长而增长，另一方面自身渗透率也在稳步提升。根据国家相关法规要求，重卡从 2019 年 7 月 1 日起将率先执行国六 a 阶段排放标准，在政策推动下，2019 年 1-6 月，国内 天然气重卡整体销量一路高歌，总体销量达到 8.5 万辆，远超 2018 年全年。高峰期 6 月天然气重卡单月销量近 3.9 万辆。该期天然气重卡产量同比大幅上升的原因有两点：

（1）随着各省市打赢蓝天保卫战三年行动计划方案陆续出台与实施，各地国三标准货 车的淘汰更新政策正在加速实施，同时叠加国六 a 阶段排放标准的实施，卡车用户在 19 年二季度尤其是二季度后期(5、6 月)大量提前购买国五排放的天然气重卡，大幅带 动需求增长。

（2）进入 2019 年，气价持续回落，柴油价格上升，使得油气差价不断拉大（气价基 本在 4.2——4.5 元/公斤左右，柴油价格约 7.5 元/公斤），虽然燃气车售价比柴油车贵 几万元，但其使用成本低，如果能维持当前的油气价差，又能保证货源充足的话，运行 一到两年就能补齐购车成本的差价。从渗透率来看，2011 年-2019 年间渗透率曲折上 升，但仍在处在低位，2019 年 H1 受政策推动，天然气重卡销量占重卡市场总销量大 幅上升到 13%。

2、LNG 重卡应用广泛，CNG 多用于微卡小卡

天然气应用形式可分为 CNG 和 LNG，来源也不同，CNG 多以管道气形式运输，LNG 多直接进口。CNG 储存于高压常温钢瓶，LNG 储存于中压低温钢瓶。天然气经过压缩 到 20MPa 形成的高压天然气称为压缩天然气（CNG）， CNG 储存在高压常温钢瓶中； 天然气经过超低温深冷到-162℃形成的液态天然气称为液化天然气（LNG） ，LNG 储存 在中压低温钢瓶中。

天然气重卡可分为 LNG 重卡和 CNG 重卡，核心装置均为储气钢瓶及发动机，CNG 储 存罐稍微有点特殊，在总质量 18 吨以上的重卡上还是比较少见，但是在城配微卡和小 卡上比较多。在工作原理上，CNG 重卡和 LNG 重卡并没有较大的差别，都是高压气体 减压后进入发动机与空气混合后燃烧给车供能。但 LNG 和 CNG 能源属性的不同也使 得两种重卡在储存系统、燃料供应系统、重卡性能及配套设施等方面存在一定的差别：

1） 从燃料储存系统来看，燃料储存的气瓶和重量有所差异。通常 CNG 重卡配备 10 个以上的气瓶（以 HOWO340 马力 CNG 牵引车为例，该车总共配备了 12 个车载气瓶：8 个 140L 车载气瓶和 4 个 80L 车载气瓶），而 LNG 重卡一般配 备 2 个以内的储罐（以 HOWO340 马力 LNG 牵引车为例，该车配备了 2 个 450L 的LNG气瓶；且目前越来越多的LNG重卡配备单个容量在950L以上的气瓶）。 相比之下，LNG 重卡单辆车气瓶的重量较小、占用空间较少：LNG 气瓶通常位 于驾驶室后方的位置，而 CNG 气瓶往往在布满驾驶室后方之余，车架侧边也需 放置气瓶；重量上，单辆车 LNG 气瓶的重量约为 600kg，而 CNG 气瓶的重量 在 1000kg 左右。

2） 从燃料供应系统来看，LNG 的供气系统更加复杂。CNG 重卡中，气瓶内的 CNG 通过减压阀组将高压 CNG 的压力降到 1.5 个大气压以后进入发动机；而 LNG 重卡中，液化 LNG 首先需要经气化器处理成 CNG，再通过减压处理，进入发 动机。因此，LNG 重卡的燃料供应系统更加复杂。

3） 从驾驶性能来看，LNG 重卡具有更强的续航能力和更远的运输半径。CNG 重卡总燃料容量在 300 标方左右，而 LNG 重卡总燃料容量是 CNG 重卡的 1.5 倍 左右，约 450 标方。气瓶装载容积的限制使得 CNG 重卡的续航能力较弱，同 时运输半径有限，受加气站的限制较明显。

LNG 重卡优势更明显，也是天然气重卡的主要组成部分。对比来看，LNG 重卡运输半 径较大、更适合长途运输，随着加注站的建设加快，未来发展前景更加广阔；CNG 重 卡由于燃料装载容积较小的限制，使得运输半径受限，需要充气的次数较多，因此更适 合短途运输。

3、北方加气站布局初步完成，为渗透率提高提供坚实保障

天然气重卡销量和加气站数量是先有鸡还是先有蛋的问题，随着天然气重卡保有量的攀 升，加气站密度也逐渐提升，反过来促进渗透率继续提升：分别从 CNG 加气站、LNG 加气站和 L-CNG 加气站 3 类加气站分析。

（1）CNG 加气站：主要服务出租车和部分私家车，增速缓慢

CNG 加气站是国内建设起步最早、数量最多、配套最完善的加气站建设模式，主要位 于城区及周边。CNG 加气站可以分为常规站、母站和子站：常规站建在天然气管道经 过的地方，管道内的气脱硫、脱水、压缩到 25Mpa 后进入常规站，然后进入售气机给 车加气；母站多建在城市门站附近，天然气管道内的气脱硫、脱水之后，以 1-1.5Mpa 的压力进入母站，母站即可以给车辆加气，同时也将天然气以槽车的方式运输到子站； 子站建在距离天然气管道较远的地方，通常建设在城市内。

CNG 加气站主要包括天然气预处理系统、压缩系统、储存系统、售气系统和控制系统 等多个系统。 1）天然气预处理系统包括将进入加气站的天然气进行脱硫、脱水等过程， 脱硫可以防止设备管道腐蚀或气瓶发生“氢脆现象”，脱水可以预防 CNG 在减压膨胀 降温过程中出现冰堵；2）压缩系统主要由进气缓冲罐、压缩机主机、润滑系统、冷却 系统等部分组成；3）加气站储存常采用分级储存的方式，分为高压、中压、低压瓶组，由控制盘进行自动控制；4）售气系统由质量流量计、电脑控制售气装置和压缩天然气 气路系统组成，用来给 CNG 车添加燃料。

CNG 加气站发展成熟，增速趋缓，主要服务出租车和部分私家车。1988 年我国开始引 进 CNG 加气站的全套设施、改装汽车部件及高压气瓶，建设 CNG 汽车加气站。目 前除部分重要零部件外，国内 CNG 加气站设备的制造技术和工艺已经成熟。CNG 加 气站主要服务出租车和部分私家车，技术相对简单，在中国发展较早，数量较多，目前 发展成熟，增速趋缓。据统计 2018 年底我国 CNG 加气站保有量为 5600 座，未来 CNG 加气站数量仍将继续保持年 5%-10%的增速增加。

（2）LNG 加气站：主要服务于重卡，北方布局较为完善

LNG 加气站是针对 LNG 车的加气站，目前主要布局在 LNG 资源丰富的地区。LNG 加 气站主要有 LNG 槽车、LNG 储罐、LNG 低温泵、加气机、调压增压器等系统组成，可 以分为常规站和橇装站。常规站建立在固定地点，LNG 通过卸气装置储存在储罐之中， 用加气机加气；橇装站将加气站相关的设备装置在橇体或汽车上，规模较小，便于运输。

LNG 加气站主要包括卸车、调压、加气和卸压四个步骤。1）卸车指将槽车或罐箱内的 LNG 转移到 LNG 加气站储罐内，有三种方式：增压器卸车、浸没式低温泵卸车、增压 器和低温泵联合卸车；2）LNG 运输到储罐之后，通过增压器或者泵低温循环的方式增 压，得到一定压力的饱和气体；3）加气机通过单线或双线的方式给车载气瓶输气；4） 当储罐中的 LNG 气化导致系统压力升高时，BOG 回收系统或安全阀将开启，降低气体 压力。

我国 LNG 加气站设备制造起步较晚，但随着我国天然气需求和消费水平的日益增长， LNG 加气站未来数量和占比有望提升，也将带动 LNG 重卡占比提升。主要原因有几点： 1）下游 LNG 车应用前景更广阔。以重卡为例，LNG 重卡运输半径较大、更适合长途 运输，此外加气速度快，气瓶装载效率高；2）LNG 加气站加气能力较强，不受管网供 气影响，选址较容易，投资成本及运营成本较低；3）未来几年 CNG 管道气增量有限， LNG 进口量有望高速增长。据统计 2018 年底我国 LNG 加气站保有量为 3400 座，随 着天然气车的推进，未来 LNG 加气站数量将继续保持年 10%-20%的增速增加。

LNG 加气站北方布局较为完善。从全国分布来看，我国 LNG 加气站集中分布在 LNG消费大省及内蒙古、陕西、山西等 LNG 产出大省，2016 年 LNG 消费量排名前十省份 的 LNG 加气站保有量为 1443 座，占比高达 58.66%，与下游消费区域重合。2016 年 LNG 加气站数量排名前三的省份分别依次为山东（295）、河北（240）、新疆（198）， 同比依次增长 9.06%、6.33%、8%，其中以山东地区发展较为迅速。主要原因：山东 LNG 汽车市场发展迅猛，截止 2016 年 10 月山东 LNG 汽车保有量达 2.2 万辆，占比高 达 10.27%，全国第一，依托与山东物流运输行业的发展，下游车用需求较大，省内 LNG 加气站增速保持较高增长。目前，山东省的 LNG 加气站建设方面无论是政策制定、行 业规范，还是安全管理、发展速度都处在国内前列水平，LNG 的整体消费量也居全国 前列，这些都为 LNG 加气站的发展打下了良好的基础。

（3）L-CNG 加气站

L-CNG加气站是LNG与CNG两种加气方式的结合，可以将加气站内LNG气化成CNG， 并给 CNG 车加气的加气站。其站内主要设备包括 LNG 储罐、LNG 泵、气化器、储气 瓶、CNG 加气机、压缩机等。

三种加气站各有特点，CNG 加气站发展较早，技术发展较成熟，目前布局相对全面； 而 LNG 加气站和 L-CNG 加气站起步较晚，部分设备依赖国外进口，目前数量还较少， 但有着加气能力更强、加气速度更快等优点。

经济性决定 LNG 加气站更具潜力，更容易推广。粗略测算下，LNG 加气站设备投资成 本最低， L-CNG 加气站次之，CNG 加气站设备成本最高。假设同样规模的三种加气站， 其中 LNG 加气站设备成本在 170 万元，而 CNG加气站设备成本在 226 万元，高 33%。 从成本分布来看，加气站最贵、最重要的设备就是 LNG 储罐和 CNG 气瓶，而其他系 统的投资成本较低。此外，三种加气站的运营成本也有着类似的关系：LNG 加气站运 营成本最低，CNG 加气站最高。一年运营 330 天、水费 3.3 元/t、电费 0.62 元/kWh、 人工费 3.6x10^4 /人.年来计算，LNG 加气站一年的运营费用 33 万元，而 CNG 加气站 年运营费用 94 万元，相差解决 2 倍。因此，无论是设备投资成本还是年运营成本，相 比 CNG 加气站，LNG 加气站和 L-CNG 加气站都有着一定成本优势。

日益增长的加气站数量，是天然气重卡销量快速增长的重要原因。截止 2018 年 12 月， 我国已建成加气站 9000 座，是加气站保有量最高的国家，占全球加气站总保有量的 28.8%。而根据《天然气发展十三五规划》，2020 年前天然气加气站需不少于 1.2 万座。

4、天然气重卡经济性测算

天然气重卡相比柴油重卡最大的优势在于燃料的经济性，气油价比是天然气重卡销量影 响变量之一。短期气油价比难以预测，但长期来看，随着全球天然气供给的宽松，国际 天然气价格有望迎来下调。近年随着美国页岩气革命，美国天然气产量和出口量超预期 增长，而大量天然气的出口压低了美国和世界天然气的价格。2016 年 2 月，美国 LNG 出口价从 15 年底的 16 美元/千立方英尺下降到 4 美元/千立方英尺，此后价格在 4-7 美 元/千立方英尺之间波动。同时中国作为天然气进口大国，近年来越来越多的企业参与 到国家天然气贸易之中，议价能力在不断变强，长期来看未来天然气进口价格大概率下 调。

量化测算天然气车和柴油车的经济性。从总成本来看，重卡从购置到使用主要包含了一 次性的购置成本（或重卡改装费用）、燃料费用和日常维护费用。其中购置成本和日常 维护费用相对固定，燃料费用之差则主要取决于气油价比：

（1）一次性的购置成本或重卡改装费用：选取三款重卡：陕汽德龙 X3000 牵引车、陕 汽德龙新 M3000 牵引车和青岛解放 JH6 牵引车来看，同马力、同驱动形式的柴油重卡 和 LNG 重卡的价差在 7.5-11 万元之间，重卡改装费用也在 8-10 万元之间。同时，国 家为推动天然气汽车的使用，各地对于 LNG 重卡在购买和使用时会予以补贴，如深圳 对新购 LNG 重卡补贴 2 万元，山西省对 LNG 重卡高速费减半等措施。对于补贴部分统 一假设为 2 万元。

（2）日常维护费用：据中国重汽，天然气重卡每年多出的维保费用主要包括机油更换 费用、火花塞与点火线圈更换费用以及抽真空费用。每年天然气重卡比燃油重卡要多换 两次机油，保养成本约 5000 元/年；一年换一次火花塞和点火线圈，约 1500 元/年；一 年抽一次真空，约 500 元/年。总计年保养费用多 7000 元/年。

（3）燃料费用：假设每年总运输里程 15 万公里，每百公里 LNG 消耗 50 方，每百公 里油耗 40L，2019 年柴油批发价年均价 7.00 元/L，2019 年 LNG 市场价年均价 4.00元/方（即每方 LNG 与每升柴油的气油价比为 0.57 时），因此每年油耗费用 42 万元， LNG 燃料费 30 万元，费用差近 12 万元/年。

保守假设重卡使用年限为 4 年，车辆出售时天然气重卡残值比柴油重卡多 2 万元。则 根据上述测算，天然气重卡和柴油重卡年成本差为 10.3 万元/年。由此可见，在气油价 比足够低时，天然气重卡节省的燃料费用完全能够抵消购置成本和更高昂的维修费用。

进一步测算下，假设油价为 7 元/L，测算出天然气重卡在不同气油价比下的经济性。只 有当气油价比约 0.77 时（每方 LNG 与每升柴油的价比为 0.77 时），天然气重卡的经济 性才会变为负数；并且随着使用年限的增加，天然气重卡的经济性更加凸显。以 2014-2019 年的气油比数据来看，除 2017 年底气荒导致的气价飞涨外，多数时间气油 比均在 0.77 下方，甚至 2019 年气油比在 0.5 左右，天然气车在一年内即可弥补在购买 时所多花费的费用。因此从经济性的角度考虑，未来天然气车（重卡及客车）的渗透率 有望迎来进一步提高。

二、天然气应用设备：车载气瓶

天然气重卡最关键的两个部分：车载气瓶和发动机。车载气瓶是天然气车的核心装备， 是一种用以替代汽车油箱盛装、贮存、供给燃料（液化天然气），并且可以多次重复充 装的低温绝热压力容器。

车载气瓶的主要结构包括内胆支持、内胆、绝缘层、外壳 4 个部分：1）内胆能够承受 一定的压力用来贮存和供给低温液态的液化天然气。2）绝缘层是在内胆外壁缠绕由玻 璃纤维纸和光洁的铝箔组成的多层绝热材料，多层材料在高真空条件下具有热导率低、 隔热性能高、重量轻的特点。3）外壳主要用来与内胆形成夹层空间（两层容器之间的 绝缘层）和把内胆支撑起来的作用。4）绝缘层被抽成高真空与多层绝热材料共同形成 良好的绝热系统，用以延长液化天然气的贮存时间。外壳和内胆之间设置支撑系统将内 胆外壳合理固定。支撑系统的设计能够承受车辆在行驶时产生的加速、减速，运行时的 振动。气瓶所有的外部管路、阀件都设置在气瓶的一端，并用保护环或保护罩进行防护。

车载气瓶主要由五大工作系统组成：加液系统、出液系统、增压系统、经济系统和安全 系统。1）加液系统主要包括加液口、加液管路、进液单向阀等，用来持续给发动机补 给燃料；2）出液系统包括出液截止阀、过流阀、管路、水浴气化器、集气器等；3）增 压系统指当气瓶压力低于下限值时，通过打开增压阀使 LNG 靠重力流出气瓶，转化为 气体后重新进入瓶内完成增压；4）经济（自降压）系统，当气瓶压力高于上限值时， 为了避免造成燃料浪费、性能降低等问题，气瓶上通常装有一套降压系统，当气瓶压力 高于经济调节阀设定的压力时，经济调节阀自动开启，气瓶内上部的气体通过经济调节 阀进入出液管路，使气瓶压力及时下降；5）安全系统，包括一级安全阀、二级安全阀、 气瓶增压管路安全阀、液位计等，防止气瓶压力过高导致出现气瓶失效。

车载气瓶起源于欧美，目前已几乎全部国产化。车载气瓶的研究最早始于 19 世纪 80 年代的欧美等国，到了 90 年代相关制造技术趋于成熟，并开始小规模推广。到了 20 世纪，车载气瓶已大幅应用，全球有超过百万辆装载着车载气瓶的天然气车在运行。国 外 LNG 车载气瓶生产厂家主要有美国泰莱华顿公司(Taylor Wharton)．、美国查特深冷 工程系统有限公司(chart Industries Inc．)和俄罗斯 JSC Cryo． genmash 等。目前 已经全部国产化。

容量大型化是车载气瓶的未来趋势：相对于小瓶而言，大瓶具备两方面的优势：1）瓶 子容量越大，保温效果越好；2）大瓶的经济性更显著。从气瓶重量来看，2 个 500L 的 气瓶自重 1000 千克左右，而一个 995L 的气瓶自重 800 千克左右，采用大气瓶重量下 降显著，而整车的重量下降可以降低天然气车运费。粗略测算下，假设天然气车年行驶 里程 8-12 万公里，运费 0.4-0.6 元/吨/公里来测算，而使用 995L 气瓶来替代 500L 的气 瓶，能节省成本 6400-14400 元。自从 2016 年起，市场上 995L 甚至 1000L 的大容量 车载气瓶正在逐渐500L及以下容量的小气瓶，预计未来1000L大瓶渗透率会持续上升。

目前天然气气瓶市场主要玩家有富瑞特装、中集圣达因（中集安瑞科）、山东奥扬等公 司，三家公司占据国内气瓶市场 80%-90%的市场份额：

（1）富瑞特装是专业从事液化天然气（LNG）的液化、储存、运输、装卸及终端应用 全产业链一站式整体解决方案，以及 LNG 产业物联网等领域的高新技术企业。公司具 有自主知识产权的国内第一条车用气瓶生产线，年度产能可以达到 100000 台，自动化 程度达到 80%以上，LNG 车用供气系统技术处于国际先进，其中 150L-500L 常规容量 LNG 气瓶市场占有率领跑行业，并成功研发 750L、950L 和 995L 大容积气瓶新品率先 成为业内第一家拥有此三种新规格气瓶产品的专业制造厂商，富瑞特装在气瓶市占率估 计占 30%-40%。目前公司与重卡整车生产企业，客车整车生产企业及国内三大汽车发 动机制造企业建立了战略性合作，为他们提供匹配的汽车 LNG 燃料供应系统，共同推 进我国 LNG 汽车产业。

（2）安瑞科为中集集团下属子公司，中集安瑞科在低温运输车及低温储罐市场占有率 国内领先，LNG 接收站大型储罐、LNG 加气站模块化产品及 CNG 加气站在国内市场 占有率均排名前三。其子公司中集圣达因公司气瓶生产基地主要生产低温绝热气瓶，规 模化生产汽车用 LNG 车载瓶及供气系统，气瓶市占率估计占 20%-30%。公司拥有最先 进的生产流水线，年产能现已达到 10 万台，主要配套国内外各大重型卡车、客车等整 车单位，自主研发的大容积钢质无缝气瓶填补了国内空白，并具备开发 85MPa 以上高 压大容积无缝气瓶的能力，气瓶品质达到世界领先水平。

（3）山东奥扬科技新能源科技股份有限公司成立于 2011 年 6 月，公司以新能源汽车 智能供气系统的研发制造为核心业务，目前公司综合规模处于国内新能源汽车超轻量化 供气系统产业的第一名，是中国新能源产业的领军企业之一。其中奥扬科技 LNG 车载 智能供气系统广泛应用于以 LNG 为动力燃料的中重型卡车、公交客运车辆和工程机械。 近几年产品市场占有率估计占 20-30%。

赛道内核心竞争力：产品稳定性以及规模化生产的成本优势。LNG 车用气瓶的国家标 准很早就有，技术门槛并不是很高，这也是前几年市场上有几十家气瓶生产厂家的原因， 但是对产品的质量稳定性、低温隔热能力还是有一定的要求，另外就是规模化生产的成 本优势，不断用量摊销固定资产成本，是生产气瓶公司的生存之道。

钢价波动也是风险点之一。气瓶生产的主要成本是不锈钢、阀门以及隔热材料等，原材 料成本占生产成本比重较大。若国内、国际金属铜、钢材等原料价格出现了大幅波动， 在短期内都会给公司控制生产成本带来较大压力，进一步对公司的收益水平造成了一定 影响。根据招股说明书披露，原材料成本一般占据生产成本的 70%左右。

据测算（中性假设 10%渗透率），车载钢瓶年均新增市场空间 60 亿左右。假设 1：重 卡近五年销量复合增长率为 9.55%，因此假设 2020-2023 年重卡销量增速为 10%。假 设 2：过去几年渗透率在 5%左右， 2019 年估计超过 10%，本文预估天然气重卡在 5%、 10%、15%渗透率情况下天然气气瓶市场规模。假设 3：一辆重卡需要配备 1 个 950L 容量气瓶或 2 个 450L 容量气瓶；同时在容量大型化的趋势下，2020-2023 年预计 950L 大瓶使用率在80%左右，950L气瓶45000元，450L气瓶22500元。测算可得2020-2023 年基于中性假设 10%渗透率，车载钢瓶年均新增市场空间 60 亿左右。

天然气重卡发展的另一个核心装置为发动机，发动机的性能决定了重卡的动力、排放等 关键指标。目前国内天然气发动机较先进的技术是潍柴动力（招商汽车覆盖）于 2012 年研制的缸内直喷 HPDI 天然气发动机。HPDI 技术具有开创性的意义，彻底解决了燃 气发动机因火花塞点火技术导致的动力不足的问题，将天然气重卡的性能提升到柴油重 卡、甚至是超越柴油重卡的水平。此外，HPDI 燃气发动机还兼具排放小、经济性等优 势。虽然解决了动力不足等问题，但 HPDI 燃气发动机由于成本较多的缘故（比目前市 场产品贵 2-3 万元），仍未实现普及，因此目前市场上采用的主流发动机还是基于 Woodward 或 Bosch 系统。

三、相关标的

1、富瑞特装

LNG 市场回暖，领位 LNG 装备主业：公司专注于金属压力容器的设计、生产和销售，是 国内 LNG 供气系统供应商龙头；其主营产品为 LNG 应用设备为主的低温储运及应用设备、以海水淡化设备为主的换热设备和用于分离空气的气体分离设备三大类。受国际石 油价格和天然气行业周期影响，公司收入从 2014 年 20.03 亿下降至 2016 年的 8.9 亿； 2017 年随着天然气应用经济性的恢复、推进天然气利用政策的出台，公司收入增至 17.46 亿元，同比增长 97%，2018 年有所回落，相比 17 年下降 17.19%。2019 年国 内重卡销量同比上升幅度较大，公司的 LNG 气瓶等相关产品市场需求增加，营业收入 同比有较大幅度增长，前三季度营业收入同比增加 30.54%。但由于主营产品 LNG 车 用瓶的市场竞争异常激烈，产品毛利率下降，同时进行减值测试，资产减值总额预计 2.3 亿元，因此 2019 年业绩预亏，归母净利润为-2.90 亿元至-2.95 亿元。

LNG 终端应用市场阶段性好转，海外订单份额稳步提升。受政策影响，2019 年上半年 LNG 气瓶、液化工厂装备等市场需求稳步上升，LNG 终端应用市场阶段性好转。同时 公司 LNG 装车撬产品已成功开拓东南亚市场，海用装卸臂产品成功开拓中东市场，长 隆石化 LNG 装车撬、海用装卸臂等产品的国外订单信息逐步增加，外向订单份额比例 上升。

提升公司管理与运营质量，聚焦主业。公司聚焦 LNG 装备和重型装备制造主业，将持 有的东风特专全部 4.5%股权以人民币 4695 万的价格转让给湖北雷雨投资有限公司， 以及出售氢能源相关业务等，以回笼资金用于 LNG 装备制造主业发展，全面提升了公 司资产运营质量，利于公司长远发展。

2、中集安瑞科（圣达因）

中集安瑞科前身为安瑞科能源装备控股有限公司，2006 年于香港联交所上市，2007 年 被中集集团收购。公司业务包括能源装备、化工装备、液态食品装备三大板块，其中能 源装备板块约占公司总营收的 45%，产品布局完善，涉及上游能源开采与加工、中游 能源储存与运输和下游能源应用覆盖，包括 LNG 储运设备的 LNG 接收站、槽车、LNG 储罐等。如今公司是国内 LNG 储运设备的龙头，在槽车、LNG 储罐等市场占据较高的 份额。

外延并购是公司拓宽产品线的一大重要措施。自 2004 年起，公司便通过外延并购补全 能源装备领域产品线，2004 年-2017 年公司相继并购圣达因、TGE、荆门宏图、金科 深冷、辽宁哈深冷和 SOE 共 6 家企业，先后打通产业链各个领域。如今，公司产品基本已 经覆盖天然气储运的所有领域，未来进一步产品结构优化整合下，协同效应显著，成本结构 将进一步优化。

公司能源装备板块受天然气市场的影响较大，未来几年预计迎来上升周期。随着国际天 然气市场供应量和消费量的回升以及国内政策的大力推进，国内天然气需求大增刺激全 产业链设备的旺盛，2017 年公司能源装备板块营收增长超 50%，槽车销量大幅度增加（2018 年口径调整统一纳入销售货物收入）。LNG 储罐和中小型 LNG 一体化供气 “安 捷通”实现持续增长。通过前文的测算，未来几年内天然气和LNG都将迎来旺盛的需求， 设备投资有望迎来高峰，公司将受益于本轮天然气市场的景气，扭转过去营收增速持续 下滑的局面，迎来一波上升周期。

3、厚普股份

天然气加气设备制造龙头，技术研发优势突出：厚普股份成立于 2005 年，逐渐成长为 我国 CNG/LNG 车用加气站成套设备制造龙头，15 年登陆创业板。公司 15 年收购四川 宏达工程，增加能源工程设计与总包业务，17 年初收购宏达工程剩余股份，实现全资 控股。公司主营业务立足于清洁能源的高端设备制造及相应的能源工程咨询、设计、施 工，包括 CNG/LNG 车用加气站成套设备、船用天然气、井口天然气净化及液化处理供 气设备、系统及其核心零部件的研发、生产和集成，同时具清洁能源+互联网+云计算+ 大数据分析”一体化智慧能源系统开发及能源互联网运营维护的业务能力。LNG 装置、 重型装置、液体空分装置分别占营收 85.05%、9.29%、4.02%。公司的 LNG 加气机及 LNG 加气站成套设备、LNG/L-CNG 全橇装加气装置、双泵橇智能 LNG 加气站成套设 备均通过四川省科技厅科技成果鉴定，总体上处于国内领先水平。

加码推进氢产业链一体化，助力业绩近期回攀：2015 年到 2017 年，公司营收分别为 11.13 亿、13.01 亿、7.39 亿。2018 年受国内天然气价格阶段性上涨影响，天然气装备 在车船用领域应用的经济性总体处于低位，公司营收 3.70 亿，同比下降 49.87%。尽管 2019 年天然气加注装备制造业仍处于调整期，但公司通过整合营销队伍、调整营销政策及提升技术和服务能力等措施，在市场上取得了较好的订单规模，公司预计 2019 年 净利润扭亏为盈，归属于上市公司股东的净利润预测为 1600 万-2100 万元。

为拓展天然气产业链布局，公司计划积极尝试天然气接收站、接收码头、储运站、调峰 站等供给侧的 EPC 工程业务与装备业务。2019 年 5 月，公司与法液空深度合作，成立 氢能源装备的合资公司，快速推动国内氢能源市场的发展。公司在加氢站领域已形成了 从设计到关键部件研发、生产，成套设备集成、加氢站安装调试和售后服务等覆盖整个 产业链的业务能力。并且公司具有船用 LNG 加气站建设领先技术，参与建设的船用加 气站项目数量占国内市场船用加气站项目的七成，是天然气船用加注市场领先企业。

4、深冷股份

LNG 研发能力行业领先，2018 年业绩逆势增长：公司长期致力于深冷气体分离与液化 装置和特种气体提纯装置的技术研究和产品开发，主要产品包括:常规天然气及非常规 天然气液化工艺包及装置、储存设备及加气系统等。目前公司具备日处理 500 万方 LNG 液化装置的设计和制造能力，液体空分装置的设计和制造能力达到日产量1000吨，LNG 储罐设计制造能力在 1000-60000 立方米。公司设计和制造的 LNG 液化装置按数量统 计在国内的市场占有率为第一，是国产 LNG 装置运行业绩最多的企业之一。作为行业 龙头，公司营收仍逆周期增长：根据 2019 年业绩快报，公司营业总收入 4.35 亿元，同 比去年增长 26.80%；2019 年归属于上市公司股东的净利润扭亏为盈，为 1449 万元， 基本 EPS 为 0.12 元，加权平均 ROE 为 2.62%。

项目合同进入改善期，国内外业务有望迎来快速发展：2019 年中公司新签订的合同总 金额 4.25 亿，主要涉及天然气液化装置、液体空分装置、加气站等装置，新签大额合 同为包括陕西某公司 40 万吨 LNG 天然气处理项目合同、山西某公司 30 万吨/年乙二 醇联产 LNG 项目合同、新疆某公司 10 万方 LNG 撬装项目、河北某公司 6000 全液体 空分装置项目、河南某公司 6000 全液体空分装置项目等项目。同时，公司积极布局海 外市场，制造出口到美国、英国、埃及、印度、印度尼西亚等国家和地区。对一带一路 区域进行了重点布局，积极跟踪落地相关项目，有望实现国际业务快速拓展。

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（报告来源：招商证券）

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