想了解更多相关内容,可以下载报告《中国动力(600482)研究报告:动力装备龙头企业,受益造船周期高速发展》查看,以下内容都是根据该报告总结的,仅供参考。
船用柴油机一般根据发动机转速分类为低速机、中速机和高速机,低速机广泛用于民用船舶;而中速和高速机由于起 动快、机动性好、体积小,因此对于机动性和所占空间大小要求较高的军用领域多 使用中速机和高速机。据国际船舶网《船用低速发动机技术现状及发展趋势》,低 速机具有功率大、效率高、寿命长、可靠性好、操作维修简便等优点,是远洋船舶 的主要推进动力。目前全球90%以上的远洋船舶采用的是低速发动机。随着航运业 低碳化发展,智能化、低碳化、集成化是低速机技术未来重要发展方向。
柴油机动力业务重组完成,进一步巩固公司在国内舰船柴油机动力领域的龙头地位。 据公司财报,2022年9月26日,公司开展了中国船舶集团柴油机整合工作,中船柴 油机以自身股权作为对价向中国动力、中船工业集团、中国船舶购买中船发动机 100%股权、河柴重工98.26%股权、陕柴重工100%股权、中船动力集团100%股权, 并以现金作为对价购买中船重工集团持有的河柴重工1.74%股权。
据《中国船舶重 工集团动力股份有限公司子公司以股权及现金收购资产之重大资产重组暨关联交易 报告书(草案)》,中国船柴主要从事低速机产品生产和工艺研发,中船动力集团 主要从事中、低速机研发设计,河柴重工、陕柴重工主要从事中高速柴油机业务。 通过本次重大资产重组,中国动力取得了中船动力集团的控制权,持有中船柴油机 51.85%股权。公司柴油机业务的进一步整合,不仅提高了公司低中速柴油机的业 务规模,还减少了内部竞争,同时也对外提高了自身议价能力,进一步巩固公司在 国内中大型船舶主机业务领域的龙头地位。
2.船用柴油机竞争格局:三大品牌垄断低速机,由授权专利厂制造。随着世界范围内船舶工业的转移,专利商开始通过“许可证授权”的方式获取利益。据《典型船用柴油机许可证授权模式解读》(许攸、曹林,2015年),国外船用柴 油机生产企业通过“许可证授权”的方式将自己的专利技术出售给下游制造企业,中 低速柴油机总装制造的环节向中日韩等造船大国转移。“许可证授权”就是专利方和 专利引进方签署许可证生产合同后,引进方使用合同中规定的相关专利、设计图纸、 文档手册及商标等内容,生产制造特定产品,并向国外柴油机企业支付规定费用的 商业合作模式。
许可证授权费用一般包括3类:专利权费、技术文档使用费和服务 费用。其中,专利权费可以分为初始费用、交付费用和备件专利权费。(1)初始 费用:针对新加入许可证授权范围的产品,根据产品型号不同收取相应的初始费用。 (2)交付费用:每台根据许可证授权协议生产的产品交付时,根据指定公式计算 收取的费用,对于专利商提供关键零部件的情况,需加收额外交付费用。(3)备 件专利权费:国内引进方随许可证授权协议提供给最终客户的备件不需要向专利商 交纳备件专利权费;船级社要求的备件也不需要交纳专利权费。此外,对于每件单 独提供的备件,国内引进方应向专利商交纳出厂价约5%的备件专利权费。
全球船用柴油低速机技术被三大品牌垄断。其中,德国MAN ES品牌在市场上占据 绝对领先地位,其次是中国船舶集团旗下WinGD品牌,日本J-ENG所占市场份额最 小。据《船用低速机旧格局中孕育新机遇》(王立健,2023年),目前全球船用低 速机被三大品牌MAN ES(德国曼恩集团)、WinGD(中国温特图尔发动机有限公 司)和J-Eng(日本发动机公司)垄断。近年来,世界船用低速柴油机市场基本被 MAN ES和WinGD两大品牌垄断。据克拉克森,以每年全球完工交付船舶装机功率 统计,MAN ES低速机市场份额均在70%以上,处于领先地位,保持较好发展态势;
WinGD低速机技术具备与MAN ES竞争的实力,但是市场突破较为艰难;J-ENG低 速机长期处于被MAN ES和WinGD压制状态下,市场份额不足2%。2022年,MAN ES品牌低速机在随船交付市场所占份额约为76%,WinGD品牌约为22%,J-ENG 品牌约为2%。据国际船舶网《船用低速发动机技术现状及发展趋势》,除J-ENG 既有品牌也自己生产以外,目前MAN ES和WinGD已退出船用低速柴油机制造领域, 但两大专利商通过不断扩大专利授权范围,巩固其世界船用低速机的垄断地位。

从低速机制造区域分布来看,全球船用低速机生产制造企业使用专利授权的方式生 产,主要集中在韩国、中国和日本三个国家,市场份额超过99%,基本呈现三足鼎 立之势。据《船用低速机旧格局中孕育新机遇》(王立健,2023年),韩国市场份 额最大,其次为中国和日本。在欧洲也有部分主机生产企业,但所占市场份额很小, 主要面向欧洲本地船厂的造船市场。2022年,韩国低速机制造占全球市场份额为 48%,中国为30%,日本为22%,欧洲市场不足1%。从2022年随船交付低速机的 制造厂商及生产品牌情况来看,
(1)韩国低速机制造厂商主要有现代重工发动机 事业部(HHI-EMD)、HSD Engine、STX HI等,主要生产MAN ES和WinGD两个 品牌的低速机,以功率计,约78%为MAN ES,22%为WinGD低速机;(2)中国 低速机制造厂商有中船动力集团、中船发动机、玉柴、广柴等,同样主要生产MAN ES和WinGD两个品牌的低速机,以功率计,MAN ES占57%,WinGD占42%,很 小一部分为J-ENG低速机,占比不足2%;(3)日本低速机制造商有三井造船、日 立造船、J-ENG、牧田等,主要生产MAN ES品牌低速机,以功率计,MAN ES占 比为87.5%,小部分为WinGD和J-ENG品牌低速机,以功率计占比分别为6.6%和 5.9%;欧洲生产制造的低速机全部为欧洲的MAN ES品牌。
中速机国产品牌尚未打开国际市场,高速机品牌竞争激烈。据公司财报,目前,中 速机方面,民船用中速机市场基本由国外的曼恩、大发和卡特彼勒等品牌垄断,国 产品牌多用于内河船和沿海船,尚未打开国际市场。高速机方面,国内技术成熟, 多用于军品,有央企内配的优势。潍柴、淄柴、玉柴等公司纷纷将陆用高速机产品 拓展至船用,250-1,000KW的高速机品牌型号众多,竞争激烈。
3.船用柴油机发展趋势:环保新规促进低速机技术发展,双燃料动力指引未来发展 趋势。有害物排放法规驱动低速机技术发展,WinGD双燃料主机市占率不断提高,氨气、 甲醇及氢燃料将是船舶环保燃料的最终趋势。据《经1978年议定书修订的1973年 国际防止船舶造成污染公约的1997年议定书》,发动机的氮氧化物排放限值分为3 级,即IMO Tier I、Tier II及Tier III,每一层都将氮氧化物排放限制在一个特定的值, 不同的层是根据船的龙骨铺设的时间来划分的。据中国船检《两种主流双燃料柴油 机特性对比》、国际船舶网《船用低速发动机技术现状及发展趋势》和《双燃料主 机在远洋船舶上的应用分析与展望》(张余庆,2022年),LNG是“低碳环保” 的过渡燃料,为满足当今环保新要求的“碳达峰、碳中和”趋势,未来氨燃料、甲 醇燃料或氢燃料将是船舶环保燃料的最终趋势。
以LNG双燃料动力系统为例,目前 全球范围内在船用低速二冲程双燃料柴油机领域以MAN公司的ME-GI高压型和 WinGD公司的X-DF低压型为典型代表,其分别采用两种不同技术路线。工作原理 方面,MAN ME-GI采用迪赛尔循环原理,以燃气不参与气缸内压缩过程和扩散式 燃烧为主要特征,WinGD X-DF基于奥托循环原理,并以燃气参与气缸内压缩过程 和稀薄燃烧为主要特征。排放性能方面,MAN ME-GI不满足Tier III排放要求,需要 加装SCR或者采取EGR技术减排,而 WinGD X-DF氮氧化物排放更低的同时无需 后处理装置即可满足Tier Ⅲ要求,但是存在甲烷逃逸问题。成本方面,低压燃气设 备的成本也低于高压设备,低压双燃料发动机能够为船东节省15%~20%的资本支 出。由于技术和成本上的优势,WinGD DF系列赶超MAN ES的GI系列,市场占有 率较高。
双燃料动力新船订单快速提升,适用船型广泛延伸,未来市场空间可期。据中国船 舶工业行业协会《“旧指标”的衰落VS“新要素”的崛起》,2022年上半年采用 双燃料动力的新船订单占市场比例快速扩大,以艘数与运力计已经分别从2021年的 26%与30%,攀升至2022年上半年的45%和56%。船型结构也不再局限于经常采用 双燃料推进的气体船、客船等高价值船舶,而是向集装箱船、油船、散货船等传统 船型延伸。燃料类型也不再是单一的“LNG”,甲醇、生物质能甚至是氢也出现在 订单当中,未来也将有“氨”。绿色船舶需求量的不断提升是双燃料主机份额提升 的内在驱动力,未来双燃料发动机市场空间持续提升。