第一章 行业概况

工业气体，即常温常压下呈气态的产品，种类繁多。按组成成分不同可以分为工业纯气和工业混合气。按化学性质不同可以分为剧毒气体（如氯气、氨气等）、易燃气体（如氢气、乙炔等）、不燃气体（如氧气、氮气和氩气等）。

按照气体制备方法的不同，工业气体还可以分为空分气体和其他工业气体两大类，其中其他工业气体又可以细分为合成气体和特种气体。

空分气体主要通过分离空气制取，下游应用领域广泛、用量大，约占工业气体产销量的90%；合成气体主要指乙炔、氢气和二氧化碳，制备方法和空分气体截然不同；特种气体用量较小，但对于纯度、杂质含量等指标要求较高，经济价值高，是随着电子行业的兴起而在工业气体门类下逐步细分发展起来的新兴产业，广泛应用于集成电路、显示面板、光伏能源、光纤光缆、新能源汽车、航空航天、环保、医疗等领域，主要包括电子特种气体、高纯气体和标准气体等。

图 工业气体分类

工业气体通常以压缩或液化状态储存于低温气瓶或储罐内。工业气体的常见物理特性为可压缩性和膨胀性：在温度不变时，施加的压力增大到一定程度，气体可以被压缩为液体；在压力一定时，温度越高分子间的运动越剧烈，有可能会导致容器发生爆炸。工业气体行业由来已久，新领域应用、特种气体发展将成为未来的增长亮点。

工业气体应用极为广泛，下游涵盖冶金、石油、化工、机械、电子、玻璃、陶瓷、建材、建筑、食品加工、医药医疗等行业。现阶段，冶金和化工行业消耗的空分气体数量居各行业之首。未来，电子、新能源、磁性材料和环保等新兴产业的加速发展将极大地拓展空分气体的应用领域。

图 工业气体主要应用领域

空气中主要成分氧气、氮气、氩气化学特性不同，因而使用场景区别较大。1）氧气的化学性质比较活泼，通常在工业生产中作为氧化剂或者助燃剂；2）氮气化学性质较为稳定，常在工业生产中被用作保护气，在天然气管道输送中作为置换气；3）氩气化学性质十分稳定，在钢铁冶炼、电子半导体、晶硅电池、金属焊接等生产过程中被用作保护气，在照明工业中被用于填充气体。

近年来，工业气体在非钢铁、石化等传统行业中的应用愈加广泛，2015年其占比提升至约50%左右。尤其是医疗、食品、电子信息、新能源等新兴或成长性行业的蓬勃发展，带动了工业气体需求的持续、稳定增长。

图 2015年工业气体的主要应用领域

图 工业气体在新兴产业中的应用愈加广泛

根据《低温与特气》、国家统计局、前瞻产业研究院等数据显示，我国工业气体市场约1500亿元、全球气体市场规模约1200亿美元，国内气体市场约占全球的19%（按中美汇率为6.5：1来计算）。2015-2019年国内气体市场复合增速约为8.7%，全球气体市场复合增速约为6.0%。

图 我国工业气体市场规模及增速

图 全球气体市场规模及增速

我国工业气体需求增速相对全球更快。2010年以来，我国工业气体占全球的比例基本保持稳定增长的趋势，和GDP及工业增加值的变动趋势一致。但与发达国家相比，我国人均气体消费量仍然处在较低水平。2019年中国人均气体消费量大约16美元/人，远低于美国的54美元/人，也低于西欧的44美元/人。

图 我国工业气体市场规模全球占比

图 2019年人均气体消费量

全球工业气体第三方供气市场CR4约70%，区域性垄断特征明显。林德集团（2018年10月并购普莱克斯）、法国液化空气、美国空气化学、大阳日酸等四家工业气体生产商2019年总销售额为688亿美元，占据全球第三方供气市场近70%的份额。

图 全球第三方工业气体市场CR4

国内第三方工业气体市场集中度相对偏低，CR4为50%。国内主要的工业气体厂商包括：1）跨国公司：林德、法液空、AP；2）国内第一梯队：盈德气体、杭氧股份；3）国内第二梯队：秦风、宝气、广钢气体等。

存量市场中，海外工业气体巨头市占率较高。在国内工业气体行业发展初期，其利用资金优势、管理优势、商业理念优势，抢先取得与部分大型钢铁石化行业央企、国企的合作机会。而盈德气体自2001年成立起便深耕工业气体业务，利用民营体制的灵活性实现快速扩张，2017年被投资公司PAG全资收购。

增量市场中，近两年杭氧股份在第三方新增供气项目中的份额达到50%左右，稳居行业内第一。考虑到公司目前在存量市场中的份额偏低，预计未来两年将实现快速成长。

图 2019年国内第三方工业气体市场集中度

第二章 商业模式和技术发展

2.1 产业链价值链

（1）中国工业气体产业链上游主要是原材料与设备供应商，主要涉及到空分设备制造商与化学原料供应商等；

（2）中游则是工业气体供应商，其中代表性企业有杭氧股份、和远气体等，其中杭氧股份也是上游知名的空分设备制造商；

（3）工业气体下游应用领域较为丰富，不同气体根据其不同的特性在下游应用上有不同侧重，主要应用领域有钢铁冶炼、石油化工、焊接及金属加工等领域。

图 工业气体行业产业链

煤化工

主要用到的工业气体为氧气和氮气，煤化工行业是最大的氧气需求用户。煤化工的基础是煤气化，通过水煤气反应产生CO和H2。无论是直接和间接煤制油、煤制甲醇、煤气化联合循环发电（IGCC）、煤制化肥等煤化工产业，均需要煤气化。氧气在煤化工中的主要用途为气化剂，同时作为原料气参与部分煤化工产品的生产。氮气在煤化工中的用途比氧气多，一是作为合成气的原料气，二是作为净化作用的溶剂，三是作为惰性气体用于密封、置换、干燥和煤粉输送环节。

冶金行业

主要用到的工业气体为氧气、氮气和氩气等。在高炉富氧鼓风炼铁工艺中，氧气用于炼钢中的顶吹转炉，利用氧气与铁矿中的部分杂质发生氧化反应以降低钢材杂质含量，同时促进燃料燃烧加速反应速度。在COREX炼铁工艺中，利用高压工业纯氧代替富氧，是目前炼铁工艺的主要方向。此外，氧气还用于辅助钢材加工、连铸火焰切割等。氮气主在冶金中主要用作密封气、输送气、保护气、搅拌气、吹扫气等。氩气主要用作不锈钢冶炼中的吹扫气和保护气。

石油化工

主要用到的工业气体包括氧气、氮气等，主要用途包括使用天然气或重制油生产合成氨、烯烃类石化产品、为石油开采提供氮气等。氧气用作原料气直接参与氧化反应。氮气是合成氨的原料气，同时可作为保护气、气提剂等，用于密封、置换、干燥和安全保护。

2.2 商业模式

根据供气模式的不同，工业气体行业的经营模式可以分为客户自建装置供气和外包供气两种，而外包供气又可分为零售市场和现场制气市场。在我国工业气体市场发展的初期，国内大部分最终用户，尤其是国有大型钢铁及化工企业都是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。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，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，部分企业开始将用气需求外包，实现主辅分离，我国空分气体外包市场迅速发展壮大。

图 工业气体供应模式

预计2025年自制的占比将进一步下滑至36%左右。据统计，2019年我国自制工业气体占比为42%，相较2010年下滑了9pct。西方成熟国家工业气体行业起步较早，目前市场化程度已经非常高，2012年其工业气体市场的外包比例就已超80%。相较于外包模式，自制气体时空分设备的实际产量与企业用气需求之间存在差异，再加上供气过程不稳定，导致企业设备的综合利用率较低，气体浪费现象突出。据中国工业气体 测算，专业大型空分装置（制氧量>5000Nm3/h）的单位生产能耗仅为小型装置（制氧量<1000Nm3/h）的1/2-1/3左右，且具有可靠性高、运维成本低、无故障运行时间长等优点。

根据业内惯例，当企业原有制气设备的产能在1500Nm3/h以下时，利用设备制气的成本较高，企业更偏向于直接在零售市场采购气体。当企业的原有制气设备的产能大于1500Nm3/h，企业更倾向于和专业的气体供应商合作在现场制气，然后通过零售市场采购部分气体用以平衡日常的用气波动。不同气体外包模式的应用场景迥异，零售市场受益于下游新兴产业的高景气未来的占比有望提升。

近年来钢铁、化工等传统大宗用气市场规模相对较为稳定，用气品类也较为单一。新兴离散用气市场不断发展壮大，这一市场的特点是客户对单一气体需求量相对较小，但对气体品种需求较多，供气方式以瓶装气体或液态气体零售为主，且盈利能力要远高于管道气。

表 不同工业气体外包模式的应用特点

以Linde Group为例，公司主要有现场管道供气、液化气体供气和瓶装零售气体等三种供气形式。

（1）现场制气：对于需求量大且相对稳定的空分气体客户，由低温气体现场工厂供应。公司在这些客户所在地或附近建造工厂，并通过管道直接提供产品。供应合同期限通常为10年至20年，包含最低采购要求（照付不议量）和价格规定。

（2）批发供气：工厂通常不专属于某个客户，许多现场工厂还为批发市场生产液体产品，主要包括液态氧气、氮气、氩气、二氧化碳、氢气、氦气等，由公司的工厂用油罐车运到客户所在地的存储集装箱中，这些集装箱由公司拥有和维护，并出租给客户。批发业务通常是3-7年的需求合同。

（3）零售供气：对于需求量小的客户，公司用被称为“气瓶”的金属容器来提供产品，瓶装气体包括空分气体、二氧化碳、氢气、氦气、乙炔等。气瓶可以直接运送到客户的现场，也可以由客户在包装厂或零售店取货。瓶装气体合同通常为1至3年。

根据Linde Group、法液空各自的《2019年年 》，现场制气分别占据其总收入的24%、26%，对应液态或瓶装气体供应占比约为76%、74%。

2019年杭氧液态气体产量约140万吨左右，假设空分气体均价约800元/吨，对应液态产品的年收入大约为11亿元左右，相当于气体业务总收入的24%，参照海外工业气体巨头，还有很大的提升空间。

空分设备采取分批交付、分批付款的模式。在合同生效后用户需缴纳合同总价的10%作为保证金，计入预收账款。由于每个客户对设备的需求不同，往往需要单独设计，在设计完成后收取合同总价的20%预收款。在主要生产材料投入生产制造后再向用户收取合同总价的20%进度款。产品生产完成后，实行分批交付、分批付款，交付完成后还要进行安装调试，这部分金额大约为合同总价的45%。最后5%的合同尾款作为合同质保金，在设备验收合格并正常运行一年后支付。

图 空分设备的收入确认流程示意图

2.3 技术发展

与国际企业相比，我国工业气体企业技术水平较低，接下来要着眼未来，注重技术积累，才能在国际市场中站稳脚跟。目前，工业气体行业主要涉及的技术包括气体分离技术、气体提纯技术、气体混配技术、容器处理技术、气体充装技术以及气体检测技术。

气体分离技术

气体的分离方法一般包括膜分离法、吸附法、精馏法、高效色谱分离法。其中，膜分离法原理是通过浓度差产生渗析渗透达到分离，特点是效率低、纯度低、不适合大规模生产；吸附法的工作原理是两相界面上吸附能力不同产生的分离，具有净化效率高的优点，但使用寿命及重复性较低；精馏法主要利用回流使气液混合物得到高纯度分离，适用范围广泛，得到产品品质纯度较高；高效色谱法通过流动相运动速度不同，使混合物中的不同组分在固定相上相互分离，缺点是分离规模小、不适合大规模生产。

目前，吸附法和精馏法应用最为广泛。吸附法又分为变压和变温吸附法，精馏法可分为连续精馏法和间歇精馏法。

气体纯化技术

气体纯化技术主要有化学反应法、选择吸附法、低温精馏法、钯膜纯化法等。这些技术方法的应用使得气体纯化纯度由原有的工业级发展到高纯级和电子级水平，满足了高端电子行业的需求。

此外，气体纯化技术尤其在特种气体开发领域发挥了重要的作用，为研发标准气体和高纯石油化工气体提供了有力的技术支持。

气体混配技术

气体混配技术是指两种或两种以上高纯气体以不同的浓度混合配制而成，且其中各组分浓度为已知的一种混合气体的生产技术。混合气体配制方法常规分为五种，分别为重量法、压力比法、质量流量比法、静态容量法和渗透管法。其中，前三项应用比较广泛。

通过气体混配技术生产的混合气体是一种高度均匀的、稳定的，且组分浓度值高度准确的气体产品。我国混合气体在电子、化工、医药、卫生、环保等领域得到广泛的应用，还可以被用于手工、机械、半自动及全自动焊接。另外，混合气体还可以被用于气体分析仪器用气、照明灯具的填充气数字显示管等的填充气、深海呼吸用混合气和金属热处理保护气等。

容器处理技术

工业气体，特别是特种气体对容器处理过程要求非常高，跨国公司均独立开发了配套使用的气体阀门、管线和标准接口，避免了二次污染，大大提高了产品的提纯程度，也提升了高纯气体的产量。

可见，容器处理是气体提纯过程中一个很重要的步骤。。随着行业的发展，气体产品包装容器的处理技术也得到飞速发展，其种类越来越广泛，如储存设备的高压蒸汽清洗、机械抛光、抛丸研磨、超纯水清洗、加热、分子泵机组负压置换以及容器安定化技术。

气体充装技术

充装过程是工业气体生产贮存过程中的重要环节。由于工业气体的储存设备属于特种设备，且其具有移动和重复充装的特点，因此更具危险性。因此，气体容器的充装、贮运和使用必须严格按照相关标准规定操作，在使用过程中需定期检验，保证安全。

气体检测技术

气体检测技术利用物质在生化反应或化学反应中放出或吸收气体的性质，通过测量气体量的变化而对物质进行定性定量分析的技术，对气体工业的发展十分重要。随着工业气体应用领域越来越广，需求量越来越大，新兴行业对工业气体纯度的要求也越来越高，对气体中杂质含量的检测分析，也从早期的常量级逐渐发展到10-6（ppm）级、10-9（ppb）级甚至10-12（ppt）级。

目前，气体检测方法较多，包括阻容法、冷镜法、热导池检测器（TCD）、氢火焰离子化检测器（FID）、脉冲放电氦离子化检测器（PDHID）、光腔衰荡光谱法、可调二级激光吸收光谱法、电感耦合等离子质谱法。

iFinD数据显示，工业气体行业中共有6家上市公司。其中，专利授权数量前3名的公司分别是华谊集团、诚志股份、杭氧股份，所对应的专利授权数量分别为1674件、853件、666件。

2.4 政策监管

进入21世纪以来，我国对气体的需求量不断走高，市场不断发展。为促进行业发展，国家出台了一系列政策引导规范行业发展。

近年来，国家颁布《国务院办公厅转发发展改革委关于建立保障天然气稳定供应长效机制若干意见的通知》、《能源行业加强大气污染防治工作方案》、《高新技术企业认定管理办法》、《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》、《中国气体工业“十三五”发展指南》、《能源发展“十三五”规划》等政策，推动工业气体向自主创新、品牌建设、节能减排等方向发展。目前，我国对工业气体的行业监管采取国家宏观调控和行业自律相结合的方式，下游行业广泛，应用前景广阔。

《中国气体工业“十三五”发展指南》提出未来工业气体行业发展方向为：推动企业联合重组提升竞争力；鼓励自主创新，推广应用新技术；建立和完善能耗指标，提升行业整体水平；推进行业知名品牌建设，提升产品质量；推行行业信用评价；推动社会责任 告的发布；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。

第三章 行业估值、定价机制和全球龙头企业

3.1 行业综合财务分析和估值方法

根据综合财务指标来看，工业气体行业的收入规模大体呈现波动上升的趋势，其中2013年和2017年增长率较高。行业净利润呈现以2015年为拐点的先降低后逐步增加的趋势，ROE和ROA趋势类似。行业毛利率呈现以2015年为拐点的先降低后逐渐保持稳定的趋势。

从行业估值和历史比较来看，2015年工业气体的估值与历史比较出现异常高值，其他时间均与全部A股估值相等。单季度营收同比，除2016年的异常高值外与全部A股趋势较为一致。

图 综合财务分析

图 行业估值和历史比较

图 单季度营收同比行业历史比较

图 单季度净利同比行业历史比较

图 单季度净利率行业历史比较

图 PE行业历史比较

图 PB行业历史比较

图 PS行业历史比较

表 以金宏气体为例的主营结构分析

表 中国上市行业公司估值对比

工业气体行业估值方法可以选择市盈率估值法、PEG估值法、市净率估值法、市现率、P/S市销率估值法、EV/Sales市售率估值法、RNAV重估净资产估值法、EV/EBITDA估值法、DDM估值法、DCF现金流折现估值法、NAV净资产价值估值法等。

3.2 行业发展

阶段一：工业气体的商业化应用

空气主要由氮气和氧气构成，占比分别为78%和21%。18世纪末到19世纪，拉瓦锡、道尔顿等科学家探索出气体液化的现象，利用不同气体沸点不同的原理实现氮气和氧气的分离，为工业气体行业奠定基础。工业气体产业化初期，氧气主要用于医疗行业，在19世纪末伴随乙炔的发现开始进入焊接领域。

阶段二：工业气体行业日趋成熟

分馏法的发明和应用，极大降低了工业气体的生产成本。20世纪中期，两次世界大战中运用氧气和乙炔焊炬切割的技术推动了工业气体需求的蓬勃发展。同时，钢铁行业为提高纯度、提高产量，改用氧气喷射法替代早期的空气喷射法。氧气喷射法的推广使得1965年全球氧气产量相比1960年增长了10倍。此外，氮气作为典型的“惰性气体”，被大量用作工业领域的覆盖剂。

阶段三：工业气体行业持续成长

金属预制及生产、食品饮料、医疗保健等新兴产业的发展拓展了传统工业气体的应用场景。此外，20世纪80年代电子产业的兴起推动了特种气体的需求增长。

阶段四：新兴产业将带来新的增长点。

目前全球工业气体市场已经相对成熟，包括太阳能、二氧化碳捕集、页岩气勘探、新能源汽车等新兴市场将成为新的增长点。

3.3 行业发展驱动因子

在市场增速相对平缓的背景下，工业气体市场目前存在的两种趋势为公司提升市场份额进而提升利润空间提供了机会：

图 中国工业气体外包供气占比