为什么工业气体是一门好生意
( 分析师：章诚 / 肖群稀 /李倩倩 / 关东奇来)
工业气体是兼具弹性和防御性的好生意。主要原因如下：
1）工业气体作为“工业的血液”，需求具有连续性，下游众多，包括钢铁冶金、化工、食品、医疗等，在国民经济中有着重要的地位和作用，是较为典型的防御性行业；
2）工业气体的运营模式具有“进可攻、退可守”的优秀属性，大用量客户通过15-30 年的长期协议提供稳定的现金流，在经济景气的时候受益小用量客户的需求提升，零售气体量价齐升，提供弹性。
3）从财务角度出发，面对同一供气需求，在客户持续性经营的前提下，工业气体业务的现金流现值一般大于仅提供空分设备。同时，在欧美后工业化时代以空气分离设备制造起家的而后转型为工业气体提供商的“前四大”工业气体巨头的成长路径也证明了工业气体供应是一门好生意，且是一门有潜力出现千亿美元市值巨头公司的生意。
经营模式：长协合同提供相对稳定的现金流，零售气体提供业绩弹性
工业气体制备的本质是将空气中的氦气、氧气、氮气等气体分离提纯。因此工业气体制备的核心是空气分离设备，其核心零部件有透平压缩机和板翅式换热器等。工业气体制造的原材料是空气和电，据调研，电费约占制造成本的80%，通过空气分离设备将各类气体分离，并通过管道、槽车或气瓶储运。
工业气体的制备主要分为两种方式，自建装置供气和外包给第三方供气。自建装备供气对应的商业模式是客户从空气分离设备制造商处购得空气分离设备运至拟建设基地，并将基地建设承包给第三方，工程方和空分设备提供方可以是同一方或两方，客户拥有空气分离设备这一重资产，同时自己承担空分设备基地的盈亏。第三方外包供气的商业模式是客户直接从第三方气体供应商处按照量价购买气体，如需较大量的气体，即需要就近建设空分基地，那么空分设备属于气体供应商，且气体供应商负责基地的建设和运营。我们分析的工业气体生意，实际上指的是外包供气生意中的第三方气体供应商的生意。
气体销售业务通常是以现场制气项目为基础。由于气体难以运输的特性，大型石化、化工、钢铁厂等对工业气体需求量较大的厂区都会选择就近在现场搭建空气分离设备以提供源源不断的工业气体。因此气体提供商会首先依托现场制气项目在项目当地设立子公司或基地，以安置和运营空气分离设备。通过与大客户签订15-30 年不等的长期供气合同，提供稳定的现金流，获得现场制气项目的基本投资回报。
为了将管道气制造过程中的副产品充分利用，衍生出零售气体销售。由空分设备的制气机制所限，液氧、液氮等是管道气的副产品。考虑运输成本，如果项目基地周围可运输半径（一般在400KM 以内）内恰好有需要相对较小规模的工业气体的客户，气体提供商会将副产品顺势卖出以获得超额收益。
长期供气合同有望提供项目基本回报，是经济下行周期中的“缓冲垫”
气体项目的大客户与气体供应商签订的长期供气合同通常是照付不议合同（“Take-or-Pay”）。根据这种合同，无论项目产品的买主是否购买公司的产品，买主都有义务支付约定适量的产品货款。气体供应商在每一个现场制气基地都对应了一份15-30 年不等的长期销售合同，规定了客户的最低用气量和以电价、物价水平等因素为参数调节的气体价格。即使客户出现生产方面的问题导致在当月内没有达到最低用气量，客户仍有义务以协议上的最低用气量计算支付当月的费用。通过照付不议合同，可以保证每一个现场制气项目获得基本回报，根据杭氧股份公司公告，一般项目回报率在10%-15%左右。
长期供气合同支持工业气体供应商在经济周期波动中具有相对稳定的经营表现。由于工业气体行业这种独特的商业模式，几乎每一个气体项目基地都依托了一个长期协议的客户，为气体供应商提供稳定的现金流，行业周期波动较小。据Bloomberg，在-金融危机时期，四大气体公司（林德集团、普莱克斯、法国液化空气、美国空气产品）工业气体收入在各公司均占到70%以上，其中美国空气产品的工业气体收入占比为72.41%，法液空工业气体收入占比为85.10%，两家公司 年收入分别同比下降20.72%和13.35%，工业气体收入占比更高的公司在经济周期波动中具有更稳健的经营表现。
长协收入占比更高的气体供应商在经济下行周期中的表现更为稳健。经济下行周期中，零售气体的量价均承压，而长协能为公司提供相对稳定的现金流，因此长协收入占比更高的气体供应商有望在经济下行周期中的表现更为稳健。
零售气体业务有望在经济上行周期中受益量价双升，提供业绩弹性
区域零售气体价格的变动主要受区域供需格局的影响，对需求更敏感。从成本和经济性角度考虑，零售气体通常有运输半径的限制，因此零售气体显示出区域价格差异，其区域价格主要由该区域中的气体供需格局决定。由于工业气体供给端的刚性较强，短时间内某一定区域范围内较难新增大量气体供给，因此区域零售气体价格对需求更敏感。需求端涵盖大多数制造业行业，因此需求变化或与区域的GDP 增速密切相关，需求的边际变化主要依赖区域的制造业增长及景气情况。
设备制造商倾向于转型气体公司且有成功案例
欧洲和美国历史证明设备龙头能成功转型为气体公司。二十世纪八、九十年代，国际上以林德集团和法液空为代表的空气分离设备制造企业纷纷向下游气体产品供应商发展，并且已经在工业气体的国际市场上占据了较大优势，而目前气体业务已经成为其主要收入来源。
讨论：同一供气项目，卖设备赚得多还是卖气体赚得多？
我们认为，工业气体巨头纷纷从设备制造商转型工业气体供应商的根本驱动力是面对同一客户的长期供气需求，通过销售设备获得的现金流的现值应在大多数情况下小于销售气体获得的现金流的现值。因此，我们想要通过一个案例量化讨论同一供气项目上，卖工业气体的现金流现值是否高于卖设备的现金流现值。
我们继续以兖矿项目为例讨论。据7月的非公开发行股票预案（修订稿）， 公司以非公开发行股票的方式募集了兖矿项目投资额中的9.3亿，剩余2000万元以自有资金出资。据Bloomberg，杭氧股份的融资成本为9.25%，十年期无风险利率为3.17%，通过加权可得该项目的折现率为9.12%。通过测算，可以得到站在 年年初的时点上，15 年合同周期中，不考虑最终设备残值变现的金额，整体项目的现值为1.39亿元。
卖工业气体的现金流现值显着高于卖设备的现金流现值。我们假设在兖矿项目上公司仅出售一台62500 立方米/小时的空气分离设备。据调研， 年公司规模为10 万方/小时的空分设备售价为3 亿元。考虑技术进步带来的售价降低，我们假设 年6.25 万方/小时的空分设备售价也为3 亿元。据公司财报， 年空分设备销售业务的净利率为8.23%，我们假设此项销售的净利率也为8.23%。考虑公司客户的预付节奏及费用及成本的现金支出节奏，以无风险利率3.17%折现，得到公司销售空分设备的实际盈利现金流的现值仅为2342 万元，仅为销售工业气体的17%
长期供气协议的最大风险是对手方因破产等原因无法继续履行合同。虽然销售设备在通常情况下相比销售气体获利更少，但销售气体的回款周期更长，若项目一旦意外终止，公司在项目上的损失更大。据我们测算，即使考虑合同意外终止后设备变卖的回款，以兖矿项目为例也需在合同生效后持续供气10 年才能获得正收益。因此杭氧股份倾向于向经营能力存疑的客户直接销售空气分离设备，以获得直接收益并减少其承担客户后续破产的风险。而面对具有较稳定经营能力的客户，杭氧股份通过长期供气协议可以获利更多。
中国工业气体市场整体规模有望快速增长， 年有望达到近300亿
美元工业气体市场规模增速和GDP 增速是正相关关系。我们通过1994- 年四大工业气体公司的气体收入总和的增速与世界GDP 增速进行回归，P-value<0.01，结果显着。工业气体市场规模增速大致是GDP 增速的1.4 倍。
中国工业气体市场规模有望较快增长， 年有望达到近300 亿美元。据中国产业信息网， 年我国工业气体市场规模达到179 亿美元。根据世界银行对我国- 年GDP 增速的预测和我们的回归，我们预计18-22 年我国工业气体市场CAGR 为10.44%，到 年有望达到近300 亿美元规模。
第三方工业气体外包市场渗透率有望持续提升
我们认为，我国的工业气体外包率有望持续快速提升。一方面，横向比较我国工业气体外包渗透率处于较低水平，未来提升空间较大；另一方面，外包行为能获得更低的成本、更高的运营效率和安全保障。
横向比较：我国工业气体外包渗透率处于较低水平
我国工业气体市场规模全球占有率显着低于我国工业制造产值全球占比。工业气体被喻为工业的“血液”，是国民经济基础工业要素之一，被广泛应用于工业制造业领域，因此，我们觉得一国的工业制造产值与工业气体市场规模全球占比应相匹配。 年我国工业制造产值占全球工业制造产值达到26.62%，而 年我国工业气体全球占有率仅为15.84%，未来增长潜力较大。
年中国工业气体外包率远低于发达国家。据中国产业信息网及我们的调研， 年中国工业气体外包率约为45%，相比发达国家80%的外包率仍有较大差距。中国产业信息网预计，到 年第三方现场制气在整体现场制气中的占比将达到57%。
从成本及安全性角度考虑，业务外包经济性突出
外包行为能获得更低的成本、更高的运营效率和安全保障。成熟市场工业气体行业也经历了由自制到外包的过程，主要考虑因素有：
1）成本因素：据IAOP，外包行为可至少节省9%的成本,而效率和质量则上升15%。
2）运营效率：据Oxyeasy，一个80 万立方米/小时的装置，美国空气产品只需要16 位操作员，而正常工厂需要配备50 位以上的操作员。同时外包行为可以让工厂从空气分离设备的重资产购买行为中解放出来，将有限的资本集中于主业，减少空分设备运营亏损的风险，提高运营效率。
3）安全因素：外包行为能使空分设备在专业人员的操作下运营，有更高的安全保障，在出险同时也能获得及时专业的处理。据我的气体网， 年7 月20 日河南省三门峡市河南能源化工集团义马气化厂空气分离车间发生爆炸，事故造成2 人死亡，18 人重伤，12 人失联。此次事故或因空分系统超压所致，发生爆炸的空气分离设备属于自制供气基地。这三个因素有望推动中国工业气体市场的外包率持续提升。
新兴产业兴起，推动第三方工业气体供应模式发展。我国半导体、光伏、电子等新兴产业快速发展，对工业气体的需求量逐渐增大，且新兴产业对工业气体需求更加多样化，单一气体需求量较小，但需求种类较多，这将进一步推动我国专业气体供应市场的发展。据《我国电子气体发展概况》数据， 年气体成本约占IC 材料总成本的5%～6%，虽然看似占比不大，但是很大程度上决定半导体器件性能的好坏。电子气体纯度每提高一个数量级，都会较快地推动半导体器件质的飞跃，电子气体由于其高纯度高质量的要求，需要专业的气体供应商提供。因此，半导体、光伏等新兴领域的发展，将推动中国工业气体外包市场的持续增长。
为什么成熟的工业气体市场由寡头垄断？
我们认为，工业气体市场的寡头垄断是有效市场的自发选择。寡头垄断市场的形成主要系以下三个原因：
1）由于气体具有运输半径，工业气体市场的竞争主要体现为区域性竞争，而寡头垄断能减少区域性竞争，提高盈利能力；
2）由于工业气体业务是重资产运营，大公司相比有更强的扩张能力及资源调配能力，因此在竞争中处于优势地位；
3）考虑到空分基地的“现金牛”属性，收购是短期扩大规模的最佳途径，因此大公司倾向于不断兼并小公司来扩大自身规模。基于这三个原因，较为成熟的工业气体市场均体现出寡头垄断的市场格局。
发达国家工业气体市场的成熟伴随着公司间的收购兼并。工业气体外包市场在欧美日步入后工业化时代后逐步兴起，到20 世纪90 年代的时候，通过近20 年的发展，形成了八大跨国气体公司（分别为法国液空公司、德国林德、英国BOC、美国APD、美国普莱克斯、德国梅塞尔、瑞典AGA、日本大阳日酸）以及多个区域性气体公司（例如美国Airgas）2000- 年间，林德通过对AGA 和BOC 的收购以及与普莱克斯的合并成为最大的工业气体公司，与收购了Airgas 的法国液空公司分庭抗礼。美国空气产品、德国梅塞尔和日本大阳日酸形成第二梯队。
年全球工业气体外包市场已形成寡头垄断。 年与普莱克斯合并的林德集团收入占比达到整体市场的36.20%，其中普莱克斯占12.99%，林德占23.21%，法液空紧随其后占29.79%。 年CR3 达到76.71%，行业呈典型的寡头垄断。
寡头垄断减少区域性竞争，提高盈利能力由于气体具有运输半径，工业气体市场的竞争主要体现为区域性竞争。如使用槽车和气瓶运输，工业气体的运输成本会随着距离的提升而增加，因此每个供气基地能辐射的半径有限，一般在200-400 公里，视区域内的实际需求而定。如区域内需求旺盛且两个供气点相隔较远，那么在两个供气点的运输范围的中点附近新建第三个供气点的概率会提升，因其对周边辐射更具有价格优势，且需求旺盛足以支撑其投资回报。寡头垄断减少区域性竞争的本质是在一定区域内控制所有布点合适的供气基地。
这样做的优势在于：1）布点距离合适的供气点将较有效地防止竞争对手插空布点；2）由于供气点具有供给刚性的特征，短期难以提高供给，形成部分区域性垄断，将有效缓解价格战，提升议价能力和定价权，从而提高盈利能力；3）提高公司在一定区域中的资源统筹调配的能力，能充分利用区域内的气体供给辐射尽可能广的区域。
考虑到空分基地的“现金牛”属性，收购是短期扩大规模的最佳途径
稳定运转的空分基地具有“现金牛”的属性。一个稳定运转的空分基地可以看做一个独立运行的子公司，有长期协议背书，项目在合同期内能较为稳定地产生保底收益率，并受益经济周期上行获得超额收益率。空分基地最大的风险在于长期协议的签署方宣布破产，而对手公司在协议签署前已经过严密评估，此类风险发生的概率较小，因此项目可以看做具有“现金牛”属性。
收购气体公司相比新建气体项目周期更短，风险更小。主要原因如下：1）新建气体项目从物色签约对象到稳定出气开始收获稳定现金流通常需要5-6 年的时间，而收购气体公司实际上是收购多个成熟的稳定运行的气体项目，在交易合同签订的时候即获得了多个稳定运行的“现金牛项目”。2）考虑到公司的资本结构及杠杆率因素，公司不宜激进地同时开拓多个气体项目，因此通过新建气体项目来扩大公司规模的速度将显着低于收购带来的规模扩张。3）考虑到协议为长期协议，新建气体项目实际上是拓展市场上剩余的集中供气对手方，优质的对手方大概率已被竞争对手签约，因此新建气体项目的对手方风险可能高于收购的气体项目对应的对手方风险。4）从财务报表方面考虑，收购气体公司实际上是两家报表的合并，因此新公司的ROE 将介于收购和被收购公司ROE 之间，而新建气体项目在最初的3-4 年内将产生较低的利润，会拖累整体公司的ROE。
( 来源：华泰证券 ）
