2022-2023中国工业气体行业研究报告.pptx

2022-2023 中国工业气体行业研究报告目录第一章工业气体行业概述-06 工业气体定义与特点-07 工业气体行业发展历程-08 工业气体行业产业链分析-09 工业气体行业市场规模-14 工业气体行业竞争格局-15 工业气体行业壁垒-16 工业气体行业驱动因素-17 第二章细分行业-大宗气体行业概述-18 大宗气体定义与分类-19 大宗气体的工艺流程-20 大宗气体行业市场规模-21 大宗气体行业竞争格局-23 典型大宗气体-24 空分气体-氧气-25 空分气体-氮气-26 合成气体-氢气-27 合成气体-二氧化碳-28 目录第三章细分行业-特种气体行业概述-29 特种气体定义与特点-30 特种气体的工艺流程-31 特种气体行业市场规模-33 特种气体行业竞争格局-35 特种气体-电子特气-36 典型特种气体-38 电子特气-硅烷-39 电子特气-砷烷-41 电子特气-三氟化氮-42 第四章工业气体行业典型企业-43 林德集团-44 气体动力科技有限公司-45 苏州金宏气体股份有限公司-46 广东华特气体股份有限公司-47 湖北和远气体股份有限公司-48 江苏南大光电材料股份有限公司-49 名词解释 N：指9 的个数，4N 为99.99%，5N 为99.999%。工业增加值：工业增加值是指工业企业在报告期内以货币形式表现的工业生产活动的最终成果；是工业企业全部生产活动的总成果扣除了在生产过程中消耗或转移的物质产品和劳务价值后的余额；是工业企业生产过程中新增加的价值。吸附塔：将固体吸附剂装填于塔中，使进入塔内的气体或液体中某些组分被吸附剂的多孔结构所吸附，从而实现组分分离的设备。热交换器：用来使热量从热流体传递到冷流体，以满足规定的工艺要求的装置，是对流传热及热传导的一种工业应用。空分设备：通过压缩循环深度冷冻的方法把空气变成液态，再经过精馏而从液态空气中逐步分离生产出氧气、氮气及氩气等惰性气体的设备。硅烷：硅烷即硅与氢的化合物，是一系列化合物的总称。化学气相沉积：一种化工技术，该技术主要是利用含有薄膜元素的一种或几种气相化合物或单质、在衬底表面上进行化学反应生成薄膜的方法。砷烷：砷烷一般指砷化氢，化学式AsH。载气：以一定的流速载带气体样品或经气化后的样品气体一起进入色谱柱进行分离，再将被分离后的各组分载入检测器进行检测，最后流出色谱系统放空或收集，载气只是起载带而基本不参于分离作用。膜压机：靠隔膜在气缸中作往复运动来压缩和输送气体。预热：气割开始时，用预热火焰将起割处的金属预热到燃烧温度。燃烧：向被加热到燃点的金属喷射切割氧，使金属剧烈地燃烧。吹渣：金属燃烧氧化后，生成熔渣和热量，熔渣被切割氧吹除，所产生的热量和预热火焰热量，将下层金属加热到燃点，这样继续下去就将金属逐渐切割穿，随焊炬的移动，按所需的形状和尺寸气割。名词解释光刻：是对半导体晶片表面的掩蔽物(如二氧化硅)进行开孔，以便进行杂质的定域扩散的一种加工技术。刻蚀：用化学或物理方法有选择地从硅片表面去除不需要的材料的过程。掺杂：掺杂是指多种物质混杂在一起，在化工、材料等领域中，掺杂通常是指为了改善某种材料或物质的性能，有目的在这种材料或基质中，掺入少量其他元素或化合物。化学气相沉积法：Chemical Vapor Deposition 简称CVD，是利用气态或蒸汽态的物质在气相或气固界面上发生反应生成固态沉积物的过程。辉光放电：指低气压中显示辉光的气体放电现象，即是稀薄气体中的自持放电现象。收率：也称作反应收率，一般用于化学及工业生产，是指在化学反应或相关的化学工业生产中，投入单位数量原料获得的实际生产的产品产量与理论计算的产品产量的比值。工业气体行业概述 2021 年，中国工业气体市场规模达到1732 亿元中国工业气体市场集中度高，国外企业市场占比高，属于寡头垄断市场外包供气资源利用效率高、财务成本低等优点推动市场向外包供气模式发展工业气体广泛运用于钢铁、石油化工、电子产品等行业定义与特点工业气体指用于工业生产制造的气体；根据应用领域的不同，可分为大宗气体和特种气体。大宗气体指纯度要求低于5N，产品产销量大的工业气体；根据制备方式的不同可分为空分气体和合成气体。2020 年工业气体市场规模为1626 亿元，其中大宗气体市场规模占比约为80%。特种气体指被应用于特定领域，对纯度、品种、性质有特殊要求的工业气体；根据应用领域的不同可分为标准气体、医疗气体、激光气体、食品气体、电光源气体以及电子气体。2020 年，中国特种气体市场规模约占工业气体市场规模的20%。在特种气体行业中，电子特气占据主要市场份额，约为60%。工业气体可分为大宗气体和特种气体，特种气体中电子特气占比约50%工业气体大宗气体特种气体空分气体：氧气（O2）、氮气（N2）、氩气（Ar）等合成气体：氨气（NH3）、甲烷（CH4）、乙炔（C2H2）等标准气体医疗气体激光气体食品气体电光源气体电子特气工业气体的分类。工业气体具有可压缩性和膨胀性的物理特性。可压缩性是指在温度保持不变时，一定量的气体所受压力越大，其体积越小。因此，工业气体通常以压缩或液化状态储存于钢瓶内。膨胀性是指气体在光照或受热后，温度升高，分子间的热运动加剧，体积增大因此，容器内的工业气体在受高温、日晒的情况下，容易造成爆炸。工业气体具有可压缩性和膨胀性的特点 2020年中国工业气体细分气体市场规模占比数据来源:数据资料来源:数据整理工业气体具有可压缩性和膨胀性，按应用领域的不同可分为大宗气体和特种气体（纯度 4N）（纯度 5N）刻蚀用气体掺杂用气体外延用气体离子注入气特种气体,20%大宗气体,80%电子特气,60%其它特种气体,40%四氟化碳、八氟环丁烷、八氟环戊烯等氟化砷、三氟化磷、磷化氢等三氯化硼、乙硼烷、三氟化硼等四氢化硅、二氯二氢硅、四氯化硅、乙硼烷等国家陆续出台相关政策支持鼓励行业的发展。国外半导体厂家纷纷在我国加大投资力度，带动我国半导体产业链的进一步成长。我国企业也通过自主创新突破电子工业技术，成功将多晶硅制成改为单晶硅制成，通过工艺创新变更扩大和推动特种气体化学品的需求量和产品更新换代速度。发展历程工业气体行业发展成熟，逐步向特种气体细分领域发展 1884 1980 18 世纪末，空气分离技术开启了工业气体行业的发展。起初，工业气体主要被应用于医用领域，后逐步被应用于商业领域。20 世纪中期，分馏加工方法的发明和使用，大大降低了工业气体的生产成本，加速了工业气体的产业化进程。20世纪末，电子产业的发展使运用于集成电路、显示面板等电子设备的电子特气需求增大，推动了特种气体行业的发展。至今，工业气体发展历程超过两百年，行业发展迅速；未来在高新技术等因素的影响下，将逐步向细分行业-特种气体行业发展。特种气体行业至今发展近30年，技术逐步成熟，国内部分领先企业在部分特种气体产品上实现了技术突破；未来在国家政策、资本引入等影响下，特种气体行业将持续高速发展。萌芽期：工业气体主要被用于医用领域，逐步向商业领域发展成长期：工业气体产业化，气体生产设备大规模兴建快速发展期：电子产业兴起推动特种气体发展；传统市场消费增大，推动工业气体发展工业气体特种气体美国气体化工产品公司(APCI)进军中国，成为第一家在华投资的海外气体企业。APCI 主要向国内钢铁公司、化学品公司等销售空分、制氧装置等工业气体设备。1950 氮气、氧气的分离奠定了工业气体行业的基础。杜瓦首次实现了氧气和空气的液化。乙炔被运用于焊接，推动了工业气体的商业用途。分馏加工方法的发明和使用，大大降低了工业气体的生产成本。氧气喷射法替代空气喷射法生产高质量钢铁，提升了工业氧气的产量。氮被大量用作惰性“覆盖剂”。电子产业的兴起推动特种气体的需求提高。金属预制及生产等传统市场消费增大，新的应用领域如保健、电子、饮料和食品包装等终端市场增加。1790 1980 萌芽期：全球半导体行业推动特种气体行业的萌芽，国外企业在国内建厂 1999 2007 电子气体产业初步形成，基础薄弱。早期，国内半导体厂商是外资、独资或合资，技术和装备为直接引进，未考虑对国内相关材料配套产业的带动，导致国内电子气体长期处于发展滞后的状态。起步期：特种气体产业初步形成，基础薄弱；自主研发能力弱、资金投入少发展期：国家政策的支持、国外资本的增加和国内自主创新能力的提升，促进了特种气体行业高速发展产业链图谱工业气体行业中，国外企业处于领先地位；下游逐步向半导体等新型领域发展上游中游下游设备工业气体大宗客户零售客户原材料合成气体国外企业国内企业工业气体市场为寡头竞争格局，国外领先企业占据大部分市场份额；国内企业在政策推动、技术升级等因素的影响下加速发展。工业气体上游设备可分为气体生产设备和运输设备，生产设备中包括空分设备（气体分离设备）和气体合成设备。生产设备储存设备运输设备能源工业气体制造的过程中需要运用到大量能源，包括水资源、电力能源。运输过程中需要用到燃油等能源。化学产品空气原材工业废气料石油化工煤化工钢铁有色金属冶金化肥大宗客户用气需求量大，需求气体单一，对气体纯度要求低。零售客户需求气体种类多，对单个气体需求量小，对气体纯度要求高。电子半导体医药环保新能源化学反应物理反应空分气体约80%约20%产业链上游空分气体原材料成本低，合成气体和特种气体原材料成本高各类工业气体所需原材料成本不同。空分气体的原材料主要为空气或者工业废气，前者无需成本，后者成本较化学材料成本低。合成气体需要化学原材料进行化学反应合成气体，成本较大。特种气体的原材料主要为外购的工业气体和化学原材料，原材料成本高。企业通过原材料的化学反应生成气体并经过提纯等步骤生成特种气体产品。原材料设备能源原材料原材料成本空分气体空气、工业废气小大合成气体化学产品特种气体外购工业气体、化学产品工业气体所需设备主要可分为气体生产设备、气体储存设备和气体运输设备。空分气体的生产需空分设备，合成气体的生产需合成设备，特种气体在气体生产完成后还需提纯设备。储存过程中，少量气体可用钢瓶储存气体；大量气体则用储槽储存。运输过程中，少量气体运用液化气槽车运输，大量气体则运用管道直接运输。设备气体生产设备：空分设备气体提纯设备气体储存设备：钢瓶储槽液化气气体运输设备：槽车工业气体生产过程中需要大量水电能源，运输过程中需要化石能源。电力一般来源于国家电网，水资源一般来源地方政府，价格透明。运输过程中所需燃料资源，一般为燃油，价格透明。零售供气如钢瓶、储槽供气需要运输车，对燃油需求量大；大规模供气运用管道运输，对电力资源需求量大。国内部分公司气体来源氧气、氮气氢气和远气体空分设备生产尾气回收提纯华特气体-甲醇裂解工艺制备金宏气体向空分气体生产商采购天然气裂解工艺制备或外购原料气充装业链中游（1/2）外包供气资源利用效率高、财务成本低等优点推动市场向外包供气模式发展工业气体制气模式分为自建设备供气和外包供气工业气体制气模式分为自建设备供气和外包供气。自建设备供气指下游企业自行购买并运营气体生产设备，通过自行生产以满足用气需求。自建装置供气模式下，企业自产的空分气体主要用于满足生产所需，多余气体大多排空，少数气体出售至其他需求客户。外包供气指下游企业基于成本和专业化分工的考虑，将非主业的供气业务外包给专业气体供应商，由其向客户提供全方位用气服务的经营模式。外包供气对比自建设备供气，资源利用效率高、财务成本低自建设备外包客户设备制造商购买气体生产设备气体制造基地投入设备、资金工业气体生产自用排空出售自建设备制气流程外包供气制气流程客户气体制造商设备制造商购买气体生产设备气体制造基地工业气体生产出售 35%65%对比自建设备制气模式，外包供气模式运营成本低、供气稳定性高、资源利用效率高、一次性财务成本低。国内供应商多采取外包的制气模式，外包供气占工业气体市场规模的65%。自建设备供气外包供气运营成本需要配备相应的运营、维护人员成本较高，运营成本低供气稳定性多数设备使用年限较长，维护成本高，供气稳定性较差供应商具有丰富的运营经验和先进适用设备，供气稳定性高资源利用效率通常只使用自身所需要的气体产品，对于空分设备生产的其他副产品难以利用所有产品均能销售给下游需求客户财务成本需要一次性大额设备投入不需要大额设备购置支出外包供气市场份额占比稳步增长，2017 年外包供气市场占比为55%，近五年来市场份额逐步增长，2021年外包供气市场达 65%。在外包供气运营成本低，资源利用效率高等优点的影响下，预计未来外包的制气模式将逐步替代自建设备供气模式。2017-2021 年中国外包供气市场占比 55%57%59%62%65%50%55%60%65%70%2017 2018 2019 2020 2021 数据来源:数据工业气体产业的供应模式可以分为零售供气和大宗供气。大宗供气为现场制气，指公司在用户现场投资空分设备直接供气，或通过管道为一定区域内用户供气。零售供气可分为瓶装供气和储槽供气。瓶装气体主要满足现货市场需求，适合小批量气体用户。液体槽车适用于中等批量需求客户或用气需求波动较大，对多种气体有零碎需求的客户。工业气体的供气模式分为瓶装供气、储槽供气和现场制气数据来源:数据气体生产中心管道运输现场制气 1 充装站液化气槽车工业气体的供气模式供气模式气体状态适用客户群体运输半径简介特点客户群体大宗供气 1 气态大规模用气需要不受运输半径限制公司在客户现场简历气体生产装置，直接向单一客户供应或者通过管道向工业园区的数个客户供应工业气体。资本密集，服务要求高；技术和客户关系稳定；盈利能力持续性强，现金流稳定化工、炼油、电子、金属冶炼加工现场制气零售供气 2 液态中等客户 200km 左右公司生产气体后，经过分装等工艺处理后，通过专用的包装容器和车辆送达客户端，将低温液态产品储存在客户的储罐中，供客户按规模要求自行气化使用。要求客户关系和配送能力，易受市场影响电子、化工、机械、塑料、食品饮料、医疗储槽供气 3 气态小批量气体用户不受运输半径限制公司生产后，经充装等工艺生产瓶装气，再销售给下游客户。客户分布广泛；高度网络密集型；看重配送和交付能力行业不限瓶装供气 65%2 储槽供气 21%钢瓶 3 瓶装供气 14%业链中游（2/2）工业气体的供气模式分为瓶装供气、储槽供气和现场制气产业链下游工业气体广泛运用于钢铁、石油化工、电子产品等行业工业气体行业的下游应用领域广泛，其中钢铁、石油化工、冶金等传统行业技术含量较低，对工业气体需求量大，占比约为80%；电子产品、环保新能源等新型行业技术含量高，对工业气体纯度要求高，占比约为20%。未来在国家政策、技术创新等因素的推动下，新型行业在工业气体下游应用中的占比将逐步提升。工业气体在钢铁行业中应用最为广泛，工业气体在钢铁行业中的应用占比为24%2021年，钢铁行业在工业气体下游应用中占比为24%，氧气、氮气、氩气是炼钢企业不可缺少的工业气体。钢铁行业中氧气和氮气使用较多，占比分别为50%、40%，氩气为2%。钢铁,24%石油化工,18%电子产品,11.20%其他化学品,11.30%其他,35%2021 年工业气体下游应用分布数据来源:数据工业气体在石油化工中的应用占比18%石油化工主要是将原油、天然气等原料加工成柴油、煤油、汽油、橡胶、纤维、化学品等产品进行销售的化学工业。乙炔、乙烯、丙烯、丁烯和丁二烯等工业气体是石油化工的基础原料。2021 年，石油化工在工业气体下游应用中占比为18%。钢铁石油化工工业气体在电子产品行业中的应用占比占比11.2%电子特气对纯度、品种、性质有特殊要求的工业气体，广泛应用于集成电路、显示面板等电子产品。2021年，电子产品在工业气体下游应用中占比为11.2%。在炼钢过程中吹以高纯度氧气，氧便和碳及磷、硫、硅等起氧化反应，这不但降低了钢的含碳量，还有利于清除磷、硫、硅等杂质。吹氧：富氧：可提高利用系数和降低焦比。吹氩：加快化学反应，去除有害气体和夹杂物，净化钢液等目的。氮气由于氮气的化学惰性，主要用于保护气（轧钢、镀锌、镀铬、热处理连续铸造等）。40%氩气 2%氧气 50%乙稀是合成纤维、合成橡胶、合成塑料、合成乙醇的基本化工原料，也用于制造氯乙烯、苯乙烯、环氧乙烷、醋酸、乙醛、乙醇等。丙稀用以生产多种重要有机化工原料、合成树脂、合成橡胶等。硅烷电子产品砷烷用于半导体工业中的气相沉积工艺，通过气相淀积技术可被制作二氧化硅薄膜、氮化硅薄膜、多晶硅隔离层外延生长原料。用于半导体工业中，砷化镓、磷砷化镓的生长、外延、扩散及掺杂等工艺以及与某些元素形成化合物半导体。中国工业发展迅速推动工业气体行业快速发展，未来工业气体行业将持续稳步发展全球/中国工业气体市场规模稳步增长，中国工业气体行业将向技术化方向发展全球工业气体行业发展历经200多年，整体呈稳步发展。2017 年全球工业气体行业市场规模为7202 亿元，2021年增长至9432亿元，复合增长率为6.97%。在全球经济稳步增长，工业发展稳定的环境下，全球工业气体市场将持续稳定增长，预计到2026年市场规模将达到13299 亿元，2021-2026 年复合增长率为7.11%。中国工业气体行业较全球工业气体行业起步晚，但在国家政策推动，外资引入，高新技术发展等因素的影响下发展迅速。中国工业气体行业的市场规模由2017年的1211 亿元增长至2021年的1798 亿元，年复合增长率为10.39%。未来随着工业快速发展、国家政策推动和以电子特种气体为代表的新兴用气需求不断爆发，中国工业气体市场将继续保持增长，预计到2026年中国工业气体行业的市场规模将达到2842亿元，2021-2026年复合增长率为9.59%。2017-2026 年全球/中国工业气体市场规模市场规模中国工业发展迅速推动工业气体行业快速发展 130 141 152 151 143 32 33 36 6.0%5.9%4.9%-0.6%30 8.1%8.0%5.8%-0.4%35-5.-8%3%-6%0%-2%-4%2.6%2%10%8%6%4%160 140 120 100 80 60 40 20 0 2016 2017 2018 全球工业增加值（万亿元）中国同比增速 2019 2020 中国工业增加值（万亿元）全球同比增速数据来源:世界银行，数据整理 2016-2020 年全球/中国工业增加值全球工业发展水平较高，整体呈稳步发展；中国工业发展迅速，有较大的发展空间。2020 年受疫情影响严重，全球工业增加值为143万亿元，同比下降 5.35%。2020 年中国工业增加值为36 万亿元，在疫情影响下，同比增长2.58%。在疫情防控加强，宏观政策推动，产业结构调整等因素的影响下，未来中国工业发展将持续保持高速增长。中国工业的快速发展从需求端刺激了中国工业气体行业的发展。7,202 7,586 7,963 8,717 9,432 10,238 10,998 12,539 13,299 1211 1342 1468 1626 1798 1964 2168 2381 2607 2842 10.8%9.4%10.8%10.6%11,817 10.4%9.8%9.5%9.0%5.3%5.0%9.5%8.2%9.2%8.5%7.4%7.4%6.1%0%2%4%6.1%6%8%10%12%0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 2017 2018 2019 全球工业气体市场规模（亿元）2020 2021 2022E 中国工业气体市场规模（亿元）2023E 2024E 中国市场增长率 2025E 2026E 全球市场增长率数据来源:数据中国工业气体市场集中度高，国外企业市场占比高，属于寡头垄断市场日本酸素中国工业气体市场集中度高，CR6=72%，属于寡头竞争市场。国外头部企业技术雄厚，规模庞大，综合实力强，头部占有率高；2021 年，国外企业（林德集团、液化空气、空气化工、日本酵素）市场份额为55.7%。头部企业国产化率低，国产企业气体动力和杭氧股份分别占比10.1%和6.3%，距离第一梯队还有一定差距。市场份额核心技术水平金宏气体华特气体高低大小林德集团液化空气空气化工气体动力杭氧股份中国工业气体市场竞争格局中国工业气体市场第一梯队包括林德集团和液化空气两大企业，2021年两家公司的市场份额占比分别为21.9%和20.7%。国际知名工业气体企业技术雄厚，规模庞大，具有强大的综合实力，其竞争优势和竞争地位在短期内难以被撼动。第二阶梯占比5%-15%第一阶梯占比大于15%第三阶梯占比小于5%国外头部企业规模庞大、技术雄厚，占据市场第一梯队林德集团,21.9%液化空气,20.7%力,空气化气体动工,10.1%10.1%杭氧股份,6.3%日本酸素,3.0%其他,28.0%中国工业气体市场第二梯队包括空气化工、气体动力和杭氧股份三大企业，2021 年空气化工和气体动力的市场份额占比均为10.1%，杭氧股份的市场份额占比为 6.3%。以气体动力和杭氧股份为代表的国产企业在技术发展、政策影响等因素的影响下竞争力较强，在市场上占据重要部分。国产企业在技术发展、政策支持等影响下在第二梯队占据主要地位中国工业气体市场第三梯队包括海外企业日本酵素以及金宏气体、华特气体等国产上市企业。其中，日本酵素的市场份额为3%，第三梯队国产厂商代表金宏气体、华特气体的市场份额分别为0.78%、0.62%。第三梯队国产厂商产品主要以特种气体为主，在特种气体下游半导体行业需求持续增加的影响下，第三梯队国产厂商未来发展潜力大。第三梯队国产厂商未来发展前景大 2020 年中国工业气体市场份额占比数据来源:数据竞争格局技术壁垒人才壁垒资金/资质壁垒行业壁垒工业气体行业具有较高的技术、人才、资金/资本壁垒工业气体行业具有较高的行业壁垒，进入主要障碍为技术壁垒、人才壁垒、资金/资质壁垒。未来随着国家政策推动，半导体等特种气体下游行业需求量增大，特种气体将逐步占据工业气体行业更大的市场份额。特种气体的高速发展，对气体纯度的高要求将持续加深工业气体行业的技术壁垒。未来工业气体行业壁垒将持续加深，加强核心技术将有利于企业的发展。工业气体行业对企业技术要求高工业气体生产企业，需拥有先进的生产设备，积累丰富的气体制造、配送等技术；细分行业特种气体下游涉及到电子产品等，对精度、纯度要求更高，因而对企业自身技术水平要求较高，这为潜在的进入者形成较高的技术壁垒。工业气体品种繁多，不同种类工业气体的生产工艺各不相同。空分气体需要通过空气分离获得；合成气体需要通过化学反应获得；特种气体需要高纯度气体因而需要气体纯化。制造方面，工业气体对生产制备高，需要对纯度较低的原料工业气体进行全分析，并根据杂质成分的复杂程度来设计生产工艺和设备。充装方面，气体充装工艺过程包括分析、置换、清洁、清洗等。过程中需要要对储存设备中的余气进行纯度检测分析，并在充装完毕后分析检测。配送方面，工业气体属于危险化学品，必须使用专业存储运输设备，并严格按照安全生产、安全运输等规程操作。工业气体行业需要大量技术人才工业气体企业的生产运营需要大批技术人才，人才壁垒较高。工业气体企业的自主研发和创新能力最终体现在技术人员的专业能力上，由于本行业的生产技术具有很强的应用性和专业性，新进人员需要在生产和研发实践中进行多年的学习和锻炼，才能胜任技术研发工作。工业气体生产和销售过程中技术节点较多、组织调度复杂，即便是充装和运输过程中的司机、押运员也需要相关危化品从业资格证才能上岗，基层生产和销售人员的培养极为重要。气体行业内人员流动性较小，从市场上难以找到成熟和适格的人才。工业气体行业对资金/资质需求高工业气体行业生产环节需要较大规模的固定资产投入，形成较高的资金壁垒。气体作为消耗品只能以气态和液态的形式存在，需要专业的储存设备，针对瓶装气体用户需要投入大量的气瓶；针对液态气体用户则需要投入液态储罐、气化器、减压装置等固定资产。工业气体作为危化品，需要具有危化资质的专门运输设备，还应当对运输的全过程进行跟踪监测和严格控制，由此带来的运输及监控设备投入也较大。企业在开展工业气体业务需要向安全生产监督管理、质量技术监督管理、食品药品监督管理等政府部门申请相应的许可证书，形成较高的资质壁垒。由于气体易燃易爆，易至窒息等特点，我国政府把工业气体作为危险化学品纳入监管，工业气体的生产、充装、储存、运输、经营等都有严格的规定。驱动因素下游需求增加、国内厂商的成本优势、国家政策推动中国工业气体行业发展随着集成电路、显示面板、LED 等电子产品国产化率的提高，中国正逐步实现特种气体的国产化，建立起一套完整的生产和供应体系。相较于国外厂商，国内厂商在运输成本以及产品价格方面具有更大竞争的优势；未来成本优势将推动中国工业气体市场的成本化。运输成本：特种气体作为危险化学品，产品包装、运输有严格的规定，部分产品的进出口受相关国家管制，进口周期长、容器周转困难，给客户使用和售后服务带来很多不便。例如，从美国进口特种气体，海运及通关手续需要近 2 个月的时间，包装容器的周转效率极低，运输成本极高甚至高于气体本身价格；而国内特种气体企业物流成本低，供货及时。产品价格：国内高纯气体产品平均价格只有国际市场价格的 60%，采用国产高纯气体产品可大幅度降低下游行业的制造成本。国内厂商具有成本优势国家发布了一系列相关产业政策，例如将电子特气列为重点新材料、鼓励企业自主创新等，推动了工业气体行业发展。产业政策颁布机构时间主要内容重点新材料首批次应用示范指导目录工信部 2019 将用于集成电路和新型显示的电子气体的特种气体列为重点新材料战略性新兴产业分类国家统计局 2018 在“124集成电路制造的重点产品和服务中包括了“超高纯度气体外延用原料”，在“336专用化学品及材料制造的重点产品和服务中包括了“电子大宗气体、电子特种气体。増强制造业核心竞争力三行动计划（2018-2020 年）发改委 2017 加快先进有机材料关键技术产业化。重点发展新一代锂离子电池用特种化学品、电子气体、光刻胶、高纯试剂等高端专用化学品等产品新材料产业发展指南工信部、发改委、科技部、财政部 2017 在重点任务中提出加快高纯特种电子气体研发及产业化,解决极大规模集成电路材料制约中国气体工业十三五发展指南中国气体工业协会 2016 提出未来行业发展方向为:鼓励自主创新,推广应用新技术;建立和完善空分能耗指标,提升行业整体水平;推进行业知名品牌建设,提升产品质量;优化产业布局,推进气体行业发展;大力发展清洁能源,推进广泛应用等国家政策推动工业气体行业发展工业气体应用领域广泛，大宗气体市场基数大；新兴工业领域近年来的快速发展，对特种气体的需求量随之增长，拓展了工业气体行业的发展空间，也平滑了工业气体行业受传统产业景气周期影响所出现的需求波动。集成电路、显示面板以及LED 是中国特种气体需求量最大且增长较快的下游领域。受益于中国政府对电子行业及半导体行业的大力扶持，集成电路、显示面板以及 LED 行业高速发展，产能迅速扩张。电子特气是集成电路、显示面板及LED 芯片制造过程中不可缺少的原材料，三大应用领域产能的扩张带动特种气体行业的增长。下游需求持续增长驱动程度高低细分行业大宗气体概述 2021 年，中国大宗气体市场规模达到1387 亿元下游领域稳定增长的市场需求推动大宗气体稳定增长工业气体设备技术的提升，外包供气专业化代替自建设备供气推动大宗气体市场规模增长空分气体占大宗气体主要市场，氧气、氮气市场占比较高定义及分类应用领域冶金石油机械加工食品行业环保行业医疗行业化肥空分气体氧气氮气氩气合成气体二氧化碳乙炔氨气大宗气体对气体纯度无严格要求，可分为空分气体和合成气体资料来源:数据整理 20 世纪 90 年代国内大部分最终用户通过自行建造和安装空气分离装置进行生产以满足用气需求。大型专业气体供应商逐步涌现，部分企业开始将用气需求外包，实现主辅分离。前期后期大宗气体广泛应用与众多领域大宗气体是现代工业的重要基础原料，广泛应用于国民经济众多领域。现阶段，冶金和化工行业消耗的大宗气体居各行业之首，新能源、半导体、电子信息、生物医药、新材料等多个产业的快速发展也极大地拓展大宗气体的应用领域。大宗气体的应用领域大宗气体生产模式主要为外包供气和自建装置供气，20世纪90年代前期，企业采用自建装置供气，资源浪费现象较为严重，后期逐步发展为外包供气。在中国大宗气体市场发展初期，国内大部分最终用户通过自行建造和安装空气分离装置进行生产以满足用气需求。在自建装置供气模式下，企业自产的大宗气体主要用于满足生产所需，多余气体大多排空，资源浪费现象较为严重。20 世纪 90年代后期，社会化分工和专业化生产的理念逐步被企业和社会接受，大型专业气体供应商逐步涌现，大宗气体制气模式向外包供气模式发展。大宗气体可分为空分气体和合成气体，生产模式逐步向外包供气发展大宗气体指大批量用于工业生产制造，纯度小于等于99.99%的气体；根据制备方式的不同可分为空分气体和合成气体。空分气体指利用空气分离设备，从空气中分离出来的工业气体（广义上衍生为通过物理反应分离的工业气体），主要通过分离空气或工业废气制取。空分气体主要包括氧气、氮气、氩气等，在空气中的体积占比分别为20.95%、78.08%、0.93%。合成气体指通过化学发应制取的工业气体，包括乙炔、氨气、二氧化碳等。大宗气体生产模式向外包供气发展工艺流程空分气体广泛使用低温蒸馏法将空气中的气体分离，合成气体运用化学合成方式低温精馏法是目前使用最为广泛的空分气体生产方法。低温精馏法是指把空气压缩、冷却后，利用不同气体组分沸点的差异进行精馏，以实现从空气混合物中分离各组分气体的目的。低温精馏法具备工艺成熟、产品纯度高、生产成本低等特点，适合大规模工业化生产。合成气体运用化学反应生产。工业上氨气合成方法为适用氢气、氮气在高压、高温、催化剂作用下直接化合生成。空分气体的广泛生产方法为低温精馏法（物理反应），合成气体生产方法为化学反应原料空气空气压缩机冷冻机吸附塔精馏塔热交换器氮循环系统氧气氮气氩精制装置氩气空分气体低温精馏（氧/氮/氩）合成气体工业制造（氨气）原料气净化 3 体积氮气（2)1 体积氢气（2)压缩机热交换器 2、2 合成塔催化剂冷凝器液氨(3)、2 2 3 混合气体合成塔中化学方程式：2+3 2=2 3 热交换器的作用是利用合成氨和氨冷凝放出的热量来加热原料气体或预热反应混合气，充分利用能源，降低成本。混合气体中通常仅含有15%（体积分数）的氨气，通过循环提高原材料的利用率。循环经压缩、净化并冷却后的空气进入下塔底部，自下而上与回流液进行精馏，在下塔顶部形成高纯氮气。塔底部的富氧液化空气经管道送入上塔中部，流入上塔底部的主冷凝蒸发器，与下塔进入的氮气存在温差，受热后氮气被蒸发，从主冷凝蒸发器中获得氧气。在上塔中部氩含量较高的位置抽取氩含量约为8-12%的氩馏份送入制氩系统，经氩精制装置进一步精馏。需求端和供给端的因素推动中国大宗气体稳定发展，预计未来将持续稳定增长大宗气体