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作者 海通证券 佘炜超团队
从“中华之星”到标准动车组,中国高铁领跑全球
中国拥有全球最成熟的高铁网络。从引进高铁至今短短十年之间,2016年中国高速铁路运营里程已经达2.2万公里以上,已占全球高铁里程的60%以上。根据中长期铁路网规划,2020年高速铁路达3万公里,覆盖80%以上大城市,到2025年高速铁路3.8万公里左右。根据在建和规划项目,我们预测2020年实际通车的高铁里程可能远超中长期规划,无论是现在还是未来,中国都当之无愧是全球高铁运营的领跑者。
迅速发展的背后,是高铁全产业链制造水平的全面提升。高铁上下游产业链相当之长,从建筑设计到施工,从车辆到高端零部件,从控制软件到运营管理,因此涉及到广泛的制造生产技术。而相比于其他国家,我国拥有巨大的乘客市场和庞大的车辆运行基础,以及多样的地域、气候环境,对技术拥有更高的要求。高铁迅速发展的背后,不仅是高铁设计施工和运营的成熟,同时也是高铁车辆集成和相关装备、零部件的逐渐国产化和自主创新发展的过程。以标准动车组为标志,中国高铁技术已经从消化吸收完全过渡到了自主创新和对外输出。而技术、经验、较低的成本和完备的产业链,带来了中国高铁的巨大出口优势,高铁不仅是中国制造的一张名片,同时也是国家“一带一路”战略的先锋力量。
1 早期的自主研发探索:2004年以前的”中华之星”
早期中国高速动车主要是依靠自主研发,在2004年以前的动车组列车即为该时期高铁技术的代表。这一期间的高铁技术主要是通过自主研发的动车组系列,主要代表型号为“大白鲨”号、“蓝箭”型号、“中原之星”型号、“中华之星”型号、“先锋号”型号、“新曙光号”型号等。其中,“大白鲨”为第一代电动车型,设计时速为200km/h,由株洲电力机车厂、长春客车厂、四方机车车辆厂、唐山机车车辆厂、南京浦镇车辆厂及株洲电力机车研究所等单位于1999年联合研制成功,仅试制一列并未投入批量生产,曾获“九五”国家重点科技攻关计划优秀科技成果;“蓝箭”则为第一批进行批量化生产的动车组型号,时速为200km/h,由株洲电力机车厂、长春客车厂及株洲电力机车研究所于2000年联合研制成功;“先锋号”则在秦沈客运专线运行中,创造了292. 8km/h的运行记录,由南京浦镇车辆厂、上海铁道大学、铁道部科学研究院、株洲电力机车研究所等单位于2001年研制成功,为中国“九五”国家重点科技攻关项目之一;“中华之星”是中国自行设计,拥有自主知识产权的高速电力动车组,是采用交流传动系统、动力集中型电动车组,曾打破“先锋号”的记录,时速达到321.5km/h,一举成为当时的“中国铁路第一速”。
2 以市场换技术:消化吸收国外技术进行再创新
在自主研发阶段后,为了加快高铁应用的速度,04年之后我国通过引进消化吸收欧洲和日本成熟技术的方式,大幅提高了产品的技术水平。该阶段生产的动车组分为1、2、3、5系和380系两大类。1系、2系、3系、5系是以吸收引进在创新的技术为主导生产的动车组系列。铁道部于2004年分别与加拿大庞巴迪(CRH1)、日本川崎重工(CRH2)、德国西门子(CRH3)、法国阿尔斯通(CRH5)协议生产动车组,涵盖了世界主要的动车组技术。
(1)第一代高铁 – 市场换技术阶段:CRH1、2、3、5系列
1系有CRH1A、新CRH1A(ZEFIRO 250)、CRH1B、CRH1E四种型号。其中最早的CRH1A型动车组的原型是庞巴迪运输为瑞典国家铁路提供的Regina C2008型。庞巴迪是一家总部位于加拿大魁北克省蒙特利尔的国际性交通运输设备制造商。主要产品有支线飞机、公务喷气飞机、铁路及高速铁路机车、城市轨道交通设备等。公司和原中国南车集团四方机车车辆股份有限公司合资成立的青岛四方-庞巴迪-鲍尔铁路运输设备有限公司(BSP)在2004年中标铁道部的动车招标项目,获得20列的订单。CRH1A动车组全部由BSP在青岛的厂房组装生产。
2系有CRH2A、CRH2B、CRH2C、CRH2E、CRH2G高寒型五种型号。其中CRH2A型动车组是由日本铁路公司、三菱商事、三菱电机、日立制作所、伊藤忠商事、丸红六家企业组成“日本企业联合体”,和中国南车集团四方机车车辆股份有限公司联合投标并成功中标。2004年10月20日,日本铁路工程公司代表“日本企业联合体”与中国铁道部在北京签订出口铁路车辆、转让技术的合同,总价值91亿元人民币,共计60列动车组。根据合同,60列当中有3列在日本完成,并完整地运往中国;另有6列以散件形式付运,由中方负责组装;其余51组将透过日本的技术转移,由南车四方机车车辆在国内生产。并且按照铁道部的订购合同,获订单的国外公司把若干关键技术也转让予中国公司。
3系有CRH3A、CRH2C两种型号。CRH3列车的原型为德国铁路的ICE-3列车(西门子Velaro),中国以引进西门子公司先进技术并吸收的方式,由中国北车唐山轨道客车在国内生产实现国产化。2004年8月,铁道部展开为用于中国铁路第六次大提速、时速200公里级别的第一轮高速动车组技术引进招标,但因西门子公司因转让技术和车辆造价费较高未获得订单。至2005年11月,中国铁道部与德国西门子在“以市场换技术”的原则下签订协议,西门子因而获得60列时速300公里的高速列车订单,总值6.69亿欧元,最终被定型为CRH3C。根据合同,西门子在德国本土制造首批3列CRH3C列车和一些重要部件;并向中方合作伙伴——北车集团唐山轨道客车、永济电机厂和铁道部研究院提供技术支持和技术转让,使中国具备相应的生产能力。
5系有CRH5A、CRH5G、CRH5E、CRH5J两种型号。2004年10月10日,铁道部和阿尔斯通正式签订总值6.2亿欧元的合同。根据合同,阿尔斯通将7项高速列车的关键技术转移给中国,并有3组列车会在阿尔斯通位于意大利的工厂组装,并完整付运予中国;另有6组以散件形式付运,由中方负责组装;其余51组通过法国的技术转移,由中国北车长春轨道客车股份有限公司在国内生产。这批高速列车随后正式定型为CRH5A。
(2)第二代高铁 - 消化后的自主技术创新:CRH380系列
CRH380系列自主技术成分提升,可以认为是中国第二代动车组。CRH380A型电力动车组,由CRH2C发展而来(又名“CRH2-380”),是铁道部为营运新建的高速城际铁路及客运专线,2010年由南车青岛四方机车车辆股份有限公司自主研发的CRH(中国铁路高速列车)系列高速电力动车组,也是“中国高速列车自主创新联合行动计划”的重点项目,是中国标准动车组问世以前世界上商业运营速度最快、科技含量最高、系统匹配最优的动车组,最高时速380公里。后期衍生车型有CRH380AL、CRH380B、CRH380C、CRH380D、CRH380E等系列。
3 中国标准动车组量产在即:自主创新标志,“一带一路”旗舰
2004年以后中国高铁的发展路线可以分为引进-消化-吸收-再创新四个阶段。经过对CRH1/2/3/5的引进和消化,CRH380的进一步消化吸收,我国在高铁方面已经掌握了多方优秀的技术。在消化吸收和整合改进后,铁总也逐渐形成了中国标准的高铁制造设计标准,对原有技术进行再创新形成了中国标准动车组。
中国标准动车组的推出也制定了新的中国标准。在引进的混合欧标、日标基础上,结合中国环境,提升了多种性能:在安全性能上,标准与欧洲标准基本一致,施工标准远高于欧标;中国企业施工中用到的钢筋、水泥等材料等级和用量都偏高;动车组上,中国标准比欧洲标准、日本标准,适应的复杂地质和气候条件更多,现代化程度更高。中国标准已经成为世界动车组技术最高标准。
中国标准动车组的研发始于2012年。2012年在中国铁路总公司的主导之下,集合国内有关企业、高校、科研单位等优势力量,开展了中国标准动车组的研制工作。2013年12月完成总体技术条件制定,2014年9月完成方案设计,2015年6月完成两列动车组组装、调试并下线。到2017年1月,中国标准动车组已经获得了型号合格证和制造许可证,具备了大规模生产许可条件和上线商业运营资格。
中国标准动车组的推出,不仅在动力、电力、车身重量等许多技术方面做了提升,并且在车辆统一互联互通、互操作功能规范等方面做到统一,同时也创立了中国标准体系,涵盖了动车组基础通用、车体、走行装置、司机室布置及设备、牵引电气、制动及供风、列车网络标准、运用维修等全部13个大的方面。新车型的完善和量产,有望逐渐取代早期引进的CRH1/2/3/5系列以及中期自主改进和引进的CRH380 A/B/C/D系列,成为我国的高铁客运的主力车型。同时自主研发和国产化率的提升,有助于将其打造成拳头产品打开国际铁路装备市场。
高铁出海:中国高铁成体系输出,改变全球交通格局
更便捷的交通方式:便利的交通可以促进人员的流动,加快知识、信息的流通,给经济发展带来巨大促进作用。而高铁作为一种便捷、方便、可靠的通行方式,对于各国政府(尤其是人口密度较大的“一带一路”国家)来讲具有较大的吸引力。根据经验判断,在1000公里以内,高铁客运可以和航运客运形成有效竞争;中短途范围内,只要车站位置比较方便,高铁几乎可以夺取整个长途汽车市场。而从航运和长途客运市场中赢来的客流只占高铁客流的少数,超过1半的旅客为新生成客流。中国高铁运营十年的经验表明,高铁的建成对地方经济具有巨大的正外部性,能够加快地区间人员和要素流通、形成都市经济圈。
更低廉的综合成本:而相比于德国、法国、日本等国的高铁技术,中国高铁虽然曾经是“学生”,但在技术和经验上已经完美实现了赶超,并且在成本上具有压倒性的优势。根据世界银行数据统计,我国50%高铁每公里造价不到1亿元,单位成本最高的是成灌快铁2亿/公里,京津城际里1.8亿/公里,京沪高铁1.67亿/公里。根据2014年世界银行驻中国代表处发表关于中国高铁建设成本的报告,时速350公里的中国高铁的加权平均单位成本为1.29亿元/公里,明显低于欧洲高铁(设计时速300公里以上)高达每公里1.5-2.4亿人民币的建设成本。
我们认为中国高铁出口的竞争力显著:1)高层将高铁放在“一路一带”的第一顺位大力推进,并明确将出台金融配套政策支持高铁等关键装备出口;2)相对于德国、日本等主要竞争对手,中国可以覆盖从工务工程、通信信号、牵引供电到装备制造的等几乎产业链,实现一揽子总包方案出口,并且总体建造成本比竞争对手低至少20%。此外,中国高铁技术层次丰富,既可以进行250公里时速的既有线改造,也可以新建350公里时速的新线路,为业主提供更多选择。
国家战略大力推动,成果斐然:2015年以来,在国家“一带一路”国家战略的推动下(尤其是习近平主席、李克强总理等国家领导人外事出访的大力推广),中国高铁项目输出已经取得了较大进展。印尼、俄罗斯和泰国三大项目相继启动,其中启动最早的雅万高铁即将进入施工阶段。
1 全球铁路市场保持稳定增长,亚洲国家增长空间仍然很大
世界铁路客货运量稳步增长,2000年到2013年铁路货运周转量从7.02万亿吨*公里增长到2013年10.87万亿吨*公里,复合增速为3.4%;2000年到2013年铁路客运周转量从2.52万亿人*公里增长到2013年的4万亿人*公里,复合增速为3.7%。从全球市场来看,无论是客运量还是货运量,亚洲市场占比都是最大的,2013年在货运量和客运量占比分别为34%和72%。
从全球铁路建设规模来看,世界主要国家存在较大差距。2013年全球铁路市场规模排名前三的分别是中国、美国、俄罗斯,占比分别为11.5%、9.4%和7.2%。而从铁路网建设密度来看,亚洲国家整体处于较低水平,未来存在较大建设空间。
从全球铁路机车保有量来看,高速列车占比仍较低,2013年高速列车保有量仅为2760列,并且大都集中在西欧和亚洲,区域差异性大,高铁在全球市场替代传统铁路的前景依然广阔。
2 全球铁路车辆9000亿元市场规模,新一轮高铁投资热潮开启
根据SCI Verkehr的预测数据,2013年铁路车辆市场规模为7509亿元,到2018年将达到8918亿元,复合增速为3.5%,高速铁路和城轨交通占比仍然较低,2013年高速铁路占比为12.2%,城轨交通占比为12.8%,我们认为高速铁路和城轨交通将是未来建设的亮点。
全球范围可能出现新一轮的高铁基建热潮:根据对世界主要地区的高铁建设规划统计,到2025年世界高铁营运里程数将达到87780公里,其中计划新建里程数为60000公里,按照高铁平均建设成本为1.29亿/公里来计算,到2025年世界高铁总投资额为7.7万亿元,年均投资额将近0.7万亿元。从国家规划来看,到2025年中国高铁营运里程为36000公里,美国为17000公里,俄罗斯为7000公里,日本为3622公里。中国之外的海外高铁市场到2025年共计计划新建4万公里,投资额高达5.2万亿元。虽然各国新建高铁计划一定程度受制于各自政治经济特殊因素,比如美国特朗普新政落地的不确定性,但从全球趋势来看,随着中国高铁获得极大成功和“一带一路”战略的推进,高铁的成本快速下降、可靠性和运行经验快速上升,全球范围内有望掀起新一轮的高铁基建热潮。
3 中国高铁出口:多个“一带一路”项目已经启动,上万公里的潜在需求
中国高铁走出去由来已久。早在2009年,中国正式提出高铁“走出去”战略,初步设定三大战略方向:1)通过俄罗斯进入欧洲的欧亚高铁;2)从乌鲁木齐出发,经过中亚最终到达德国的中亚线;3)还有从昆明出发连接东南亚国家的泛亚铁路网。2012年开始,随着中泰项目的进展,中国高铁开始在世界舞台绽放活力。在2015年后,随着国家”一带一路”战略的推动,中国高铁迎来了更好的出海时机。“一带一路“周边国家对基建的投资加码给予中国高铁出口良好的契机,2017年5月14日将在北京举行“一带一路”高峰论坛将有望确定部分重大项目,有望为高铁海外建设和车辆出口带来新的机遇。
高铁车辆已经开始批量出口,系统项目开始落地。中国高铁车辆的批量出口已经实现:中企在海外承建的第一条高铁——土耳其安伊高铁二期工程顺利通车,中国为马来西亚生产的世界最高运营速度米轨动车下线。大型项目方面,中老铁路(160公里时速)、和印尼“雅加达—万隆”高铁(350公里时速)已经开工建设;中泰铁路、匈塞铁路塞尔维亚段有望在今年年内开工;中俄签署“莫斯科—喀山”高铁发展合作谅解备忘录和勘察设计合同,中铁二院与俄罗斯企业组成的联合体,就中标的莫斯科-喀山高铁项目的勘察设计部分与俄罗斯铁路公司正式签约。往前看,新马高铁、印度高铁、拉美两洋高铁等项目均有望进入中国高铁出口版图中。
四条推进中的高铁远期规划1.2万公里,3000亿元车辆需求:在目前在建已经重点攻克推进的项目中,我们认为中俄超远跨国高铁,泛亚铁路,中缅铁路,和印尼雅万高铁四条具有相对更高的确定性。我们测算这四条铁路的总长度合计约为12070千米,假设高铁密度为1辆/公里,则这四条线路预计产生约12070辆动车的需求,约为1509列标准列。假设每标准列的价格约2亿元人民币,则四条高铁将可能为中车带来约3018亿元人民币的收入弹性。
地铁出口:美国的地铁也Made In China
与国际轨交整车厂相同,我国轨交整车厂中国中车在制造动车组的同时也制造地铁车辆。因为轨道交通车辆的具有较大技术重合,近年来高铁技术水平的提升必然也反映到了地铁车辆上。而中国地铁的整体水平也得到了国际的认可,并且地铁出口的订单已经批量落地,未来的市场空间也非常广阔。
近几年来,中车连续斩获多个美国地铁订单,甚至还有回头客。2014年10月,北车与马萨诸塞州捷运署(MBTA)签订了价值5.67亿美元的订单。2016年3月,中车与芝加哥交通管理局(CTA)签订了13.09亿美元的订单。2016年12月,马萨诸塞州捷运署(MBTA)再一次向中车增购134辆列车。2017年3月,洛杉矶交通局向中车采购64辆地铁列车,用于洛杉矶城市轨道交通系统,并预计未来增购218量,总预算为6.47亿美元。
1 美国城轨使用年数偏高,带来超百亿美元的更换需求
美国的城市轨道交通发展历史悠久,设施情况与国内差别较大。以美国纽约地铁为例,其诞生于1904年,考虑到修建之初的技术成本,目前纽约地铁仍有约40%路轨形式为地面或高架,与我国新修建城轨的较高地下比例具有区别,所以美国的城市轨道交通车型应该包含城市内地上的车型。我们主要统计通勤铁路、重轨和轻轨三种类型。
从20世纪70年代至今的近40年来,美国城市轨道交通维持稳定的发展。自1976年至2014年,美国城轨可工作车辆数量保持增长的趋势,年复合增速约0.8%。在2007-2014年,数量保持在1.95-2万辆之间。
美国的城轨具有较高的平均使用年数。从整体上看有近40%的车辆的使用时间超过25年,5年后这些车辆的寿命即超过30年。我们假设城轨使用寿命大约30年,那么美国的30-40%城轨车辆在5年内存在较大更换可能。
我们以中车拿到的前三个3订单来计算,一共21.46亿美元,对应1264辆车辆,则平均价格约为170万美元/辆。按照美国目前地铁总量乘以40%的更换比例,未来5年总更换市场空间约为139亿美元。我们采用相对保守的估计,假设更换比例为此更换总量80%。中国中车获得MBTA共418辆地铁订单,约占其总车辆的24%,占需更换部分的比例可能超过40%。我们假设中车未来在全美地铁更换市场中的占有率达30%。通过测算,以上地铁车辆有望带来约30亿美元的订单。
2 美国本土无车辆厂,中国中车具有较强相对优势
(1)目前中国中车所获的城轨订单来自MBTA、CTA、洛杉矶某运输局,三者均从属于城轨保有量较高的几个州,充分体现了对中国车辆技术的认可。中车项目的推进将有望带来示范和品牌作用,有利于继续获得同等级别运输公司的其他订单。
(2)中车具有美国本土化生产基地。美国城轨采购过程一般需要联邦政府基金会为大多数的运输公司提供部分资金,并且服从本土化的规定,即规定美国国产化部件的成本应超过所有部件成本的60%,并且车辆应在美国进行最终组装。如按照最新的洛杉矶订单要求,冷气、通风和照明部件需在洛杉矶本地购买,车厢外壳向中国采购,总体在美国完成组装。
具有资金优势(即不需要联邦政府基金)或在美国拥有生产部门的企业在美国地铁采购中就存在很大优势。而中车为了配合已签订订单同时进一步打开美国市场,在美设立了研发制造基地和生产基地。2014年,中车公司收到为马萨诸塞州的地铁系统生产284个列车车厢的订单,合同规定车厢的制造工作必须在马萨诸塞州完成。中国中车选择在春田市东部建立列车总装厂,预计斯普林菲尔德生产基地预计将在2017年内建成。
(3)中国中车的城轨具有更低的价格。根据我们跟踪部分公布订单的统计,中国中车的订单价明显低于其他供应商价格,带来价格优势。
货运车辆出口:以美国为例,机遇与挑战并存
1 美国铁路货运车辆和投资维持较高水平
美国现有铁路货运车辆市场总体保持稳定,车辆的保有量保持在150万辆左右,保有量的容量也保持在100吨左右。货运车辆中,料斗车的数量最多,吊船和平车的数量次之。在使用年限上,公有的和私有的有显著差异,私有的使用年限普遍低于公有的。而从具体的车辆类型上看,平均使用年限也各有不同,其中箱车平均使用年限最长,平车平均使用年限最短。
美国铁路货运主要由私人公司管理,其中包括7家一级铁路公司、21家区域铁路公司以及510家本地货运公司。近年来投资额保持稳定。从1980年到2015年铁路货运公司花费大约6000亿美元的资金由于机车、轨道、桥梁、隧道和其他基础设施的更新维护。在最近的五年里,私人铁路公司每年大约投资260亿美元购买新的设备和改善铁路运输路线。
2 美国铁路货运车辆市场大,但竞争激烈
根据统计美国货运车辆使用寿命超过30年的所占比例约为26%,将构成近几年更新的主要部分。我们以中国中车近4年以来财报公布货车平均销售价格(约59万人民币,约8.5万美元)进行估算,则近5年内美国货运车辆的总市场空间有望达352亿美元。
美国铁路货运车辆市场竞争激烈。竞争者主要为本土的厂商,其中以American Railcar Industries、Freightcar America、The Greenbrier Companies、Trinity Rail Group和Union Tank Car这五家厂商为代表。这些厂商不仅销售铁路货运车辆的各类货运车辆整车及零部件,还提供铁路货运车辆的维修管理和租赁服务。不同于美国城轨市场本土厂商规模较小,美国本土货运车辆厂商具有相当规模和资源,带来一定壁垒。
但是五家的货运车辆的平均价格趋于一致,大约为10万美元/辆,明显高于中车约8.5万美元/辆。中车在货车领域仍然可能存在明显价格优势。
投资建议:“一带一路”提升远期市场容量,提示轨交产业链主题性机会
中国轨交产业链的综合竞争优势卓著,无论是高铁、地铁还是机车,综合成本仅相当于海外竞争对手的约60-70%,并且有中国国内全球第一大的轨交市场运营经验、“一带一路”配套融资作为保障,有望成为“一带一路”的先锋力量。短期来看,我们看好地铁和机车等产品海外订单的持续超预期,长期来看,高铁项目的成系统输出将提振高铁车辆的长期需求空间。临近2017年5月份“一带一路”高峰论坛,我们认为高铁作为走出去最早、体系最成熟的出口高端制造产业,项目有望加快落地速度,提供板块主题性催化剂。往前看,随着动车招标的逐步兑现、地铁车辆交付的加速,我们认为轨交产业链基本面也将在二三季度开始出现向上的拐点,子板块整体即将进入布局时间。我们重点提示关注整车厂中国中车,零部件公司重点关注春晖股份、康尼机电、鼎汉技术、永贵电器等优质国产化标的。
风险提示:海外市场投资不及预期,中国动车组推广不及预期。(完)
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