页岩油气-储备丰厚的非常规能源
　　页岩油气属于非常规油气:石油按照油藏性质区分,可分为常规油和非常规油。非常规油气资源又可分为页岩油气、致密油气、煤层气、天然气水合物、重油(超重油) .天然沥青等。页岩气- -般以吸附和游离状态存在于富有机质泥页岩地层中。
　　页岩油气相比常规油气产能衰减快:不同于常规油气，页岩讲的开采历程具有典型的衰竭式开采特点，单井投产后产量在1年以内急剧下降。
　　北美：页岩气革命带动产量增长
　　政策+技术进步造就北美页岩气革命：冷战结束后，天然气作为替代能源的地位和重要性逐渐凸显，美国多任总统在任内颁布包括《1992年能源政策法规》、《1993年国内天然气和石油倡议》、《2007年能源独立与安全法》在内的一系列法案和政策，来降低国内天然气开采的成本，通过增加作为石油替代能源的天然气产量和消费量，保障能源供给的稳定性和能源安全。美国能够低成本、大规模地开发页岩气，关键在于掌握了当今最先进的开采技术。不同于传统的开采只能用于直井，水平钻井技术使得从水平井中获得页岩气成为可能。从水平井中开采页岩气，其最终采收率是直井的3倍，而费用只相当于直井的2倍。
　　美国现有页岩气技术实力雄厚：美国是世界上页岩气勘探开发时间最长、程度最高、研究工作开展最多的国家，开发历史长达百余年，也是迄今为止唯一实现页岩气大规模商业化开发的国家。根据EIA 2023年能源展望，预计到2050年美国页岩气产量或将超过50万亿立方英尺。
　　风险提示
　　电驱压裂设备转型不及预期的风险。目前压裂设备由传统油驱向新能源装备转型，存在转型不达预期或者转型失败的风险。
　　市场竞争加剧的风险。国内外油气装备制造领域及油气田技术服务领域进入者越来越多，相关企业可能会面临更大的市场竞争风险

研究报告全文：research95579com油服装备专题北美压裂市场星辰大海电驱压裂设备有望蓬勃发展长江证券研究所机械研究小组2023-08-231research95579com证券研究报告评级看好维持分析师及联系人分析师赵智勇分析师臧雄SAC执业证书编号S0490517110001SAC执业证书编号S0490518070005电话862161118719电话862161118719电邮zhaozycjsccomcn电邮zangxiongcjsccom2research95579com目录01页岩油气革命带动压裂设备需求02电驱新技术渗透率有望加速提升03北美电驱进程缓慢对比国内空间广阔43research95579com01页岩油气革命带动压裂设备需求4research95579com01页岩油气-储备丰厚的非常规能源图页岩气的存在状态图页岩油气对比常规油气的衰减情况5research95579com01北美页岩气革命带动产量增长政策技术进步造就北美页岩气革命冷战结束后天然气作为替代能源的地位和重要性逐渐凸显美国多任总统在任内颁布包括1992年能源政策法规1993年国内天然气和石油倡议2007年能源独立与安全法在内的一系列法案和政策来降低国内天然气开采的成本通过增加作为石油替代能源的天然气产量和消费量保障能源供给的稳定性和能源安全美国能够低成本大规模地开发页岩气关键在于掌握了当今最先进的开采技术不同于传统的开采只能用于直井水平钻井技术使得从水平井中获得页岩气成为可能从水平井中开采页岩气其最终采收率是直井的3倍而费用只相当于直井的2倍美国现有页岩气技术实力雄厚美国是世界上页岩气勘探开发时间最长程度最高研究工作开展最多的国家开发历史长达百余年也是迄今为止唯一实现页岩气大规模商业化开发的国家根据EIA2023年能源展望预计到2050年美国页岩气产量或将超过50万亿立方英尺图美国页岩油气未来产量展望6research95579com01北美页岩油发展历史未来展望美国页岩油的发展历程19531999年是美国页岩油探索发现阶段20002007年是美国页岩油认识与技术突破阶段2008年以来美国页岩油快速发展随着页岩油钻探活动在多地的积极开展美国页岩油产量进入快速增长期2011年年产量首次突破5000万吨2012年达到1亿吨2014年达到2亿吨2018年突破3亿吨美国页岩油市场未来展望据美国能源信息署预测美国页岩油将在2025年前后达到5亿吨以上的年产量峰值占比将达到美国石油总产量的三分之二以上且产量将维持到2030年之后产量会逐年降低至2050年的44亿吨但仍占美国石油总产量的一半以上国际能源署认为2024年之前美国石油供给将在5年内取代沙特供应全球石油需求的70以上成为全球最大的原油出口国而页岩油在其中有重大作用图2025年美国页岩油产量将达到1000万桶天12页岩油致密油产量百万桶天108642020132014201520162017201820192020202120222023202420257research95579com01全球页岩气成为增储上产重要增长点图2021年不同地区天然气消费占比对比图全球页岩气可采储资源量对比6053335329316503025227402003362029616215430250152071020121586100美国中国阿根廷阿尔及利亚加拿大墨西哥0中东北美非洲欧洲中南美洲亚太中国页岩气技术可采资源量万亿立方米8research95579com01页岩气开采对压裂设备需求增长图页岩油气开采流程9research95579com01美国页岩气产量未来波动中增长根据美国的经验页岩气井的开采历程具有典型的衰竭式开采特点单井投产后产量在1年以内急剧下降下降5080随着生产时间延长产量继续缓慢减少单井生产寿命一般在20年以上根据Barnett单井油田数据衰减比率为第一年65第二年34第三年19永续衰减率6由于页岩气井逐渐衰减的特点若不新增产能存量井的产量和上一年相比存在缺口表未来每年衰减的存量页岩气产量较大实际所需新增的页岩气产量将远超每年的总产量变化量单位万亿立方英尺2010年2011年2012年2013年2014年2015年2016年2017年2018年2019年2020年2021年2022年2023年2024年2025年总产量534799103711421345152117031859220525562614279931303230333035002010产能对应产量5341871231000940880830780730690650610570540510482011产能对应产量6132141421151081010950890840790740700660620582012产能对应产量6992451621311231161091020960900850800750702013产能对应产量6552291511231151081020960900850800750702014产能对应产量7452611721391311231161091020960900852015产能对应产量7822741811461381291221141071010952016产能对应产量8272901911551461371291211141072017产能对应产量8452961951581491401311231162018产能对应产量10613712451991871751651552019产能对应产量12164262812282142011892020产能对应产量10593712451981861752021产能对应产量11173912582091962022产能对应产量12994553002432023产能对应产量11954182762024产能对应产量11604062025产能对应产量1210每年新增产量6136996557457828278451061121610591117129911951160121010research95579com02电驱新技术渗透率有望加速提升11research95579com02电驱与柴油驱压裂设备技术经济对比图电驱压裂比传统柴油压裂性价比更高万元图柴驱与电驱机组运行费用对比万元350009000300008000700025000600020000500015000400010000300020005000100000合计压裂车混砂装置混配车输砂装置管汇控制变频系统合计消耗件动力运输其他柴驱电驱柴驱电驱12research95579com02电驱与柴油驱压裂设备技术经济对比表柴驱压裂机组投资表电驱压裂机组投资类型设备名称型号单价万元台数类型设备名称型号单价万元台数柴驱压裂车2500型140020电源移动式变压器12500千伏安502柴油发动机2500型289320变频橇33千伏一拖三5004变速箱艾里逊20920电机500015010柴油压裂车五缸柱塞泵2800274920五缸柱塞泵500040010压裂泵橇底盘奔驰曼恩190320高低压配电橇3502所有辅助系统通风散所有辅助系统通风散热43652060010热系统润滑系统等系润滑系统等柴驱混砂车130桶9902电驱混砂装置130桶8502柴驱混配车16立方米6501电驱混配装置16立方米5001配套设备输砂装置CSQ-1203001配套设备输砂装置CSQ1203001管汇2201管汇2201集控中心4001集控中心400113research95579com02电驱压裂具备经济型环保性图杰瑞股份电驱压裂设备产品图14research95579com02更新降本北美电驱压裂设备大空间图美国存量设备在10-12年达到增长高峰300024752350250022892210210320661897200017791485150099310007057855000200820092010201120122013201420152016201720182019北美压裂设备存量万水马力图北美压裂设备水马力存量于2010-2012年呈爆发性增长图北美有30的压裂车组需要更新15research95579com02预计到25年北美压裂设备新增市场规模78亿元根据页岩气页岩油产量测算预计2023-25年每表北美压裂市场新增需求测算122023-25年新增页岩气产量约万亿立方英尺年年份2021A2022E2023E2024E2025E新增页岩油分别为258020602400千桶天页岩气产量万亿立方英尺27993130323033303500假设每口页岩气新井年产量为25亿立方英尺YOY712335对应2023-25年页岩气新井数量分别为478146404841口实际新增页岩气产量万亿立方英尺1113121212假设页岩油产量1000桶天每口新油井产页岩气新井产量亿立方英尺口2525252525能为1000桶天页岩气新井数量口44685195478146404841假设一台压裂车一年开15口新井页岩油致密油产量百万桶天828493951002500HHP1400假设市场柴驱价格为万元辆YOY2211255000HHP电驱价格为2500万元辆页岩油致密油新增产量千桶天18001840258020602400电驱压裂车渗透率逐年递增从2021的3提升至2025年的20页岩油致密油新井数量口18001840258020602400预计2023-25年北美压裂市场新增市场空间为74合计新井数量口626870357361670072417078亿元其中电驱市场121724亿元合计新增压裂车数需求418469491447483电驱压裂车新增需求渗透率35101520电驱压裂车新增需求辆1323496797柴驱压裂车新增需求辆405446442380386北美压裂设备新增市场空间亿元6068747078其中电驱市场空间亿元36121724柴驱市场空间亿元576262535416research95579com02预计到25年北美压裂设备新增存量市场257亿元根据北美市场存量压裂设备情况预计2023-25年更新替换需求分别为252287326万水马力假设更新周期10年则北美2010-11年新增压裂设备水马力数对应2021年更新需求平滑假设一年更新80的新增水马力数则剩余20为第二年更新需求假设更新的柴驱压裂设备为2500HHP电驱压裂设备为5000HHP电驱压裂车渗透率逐年递增从2021的3提升至2025年的20预计2023-25年北美压裂市场存量市场更新替换空间为139158178亿元其中电驱市场为132233亿元存量替换更新需求预计2023-25年北美压裂设备市场空间为213228257亿元其中电驱市场为253857亿元表北美压裂市场更新替换需求年份2021A2022E2023E2024E2025E更新需求万水马力9843336251628683256电驱压裂车渗透率35101520单台电驱压裂车功率水马力辆50005000500050005000单台柴驱压裂车功率水马力辆25002500250025002500电驱压裂车需求量辆6335086130柴驱压裂车需求量辆38212689069751042合计压裂车存量更新需求辆388130195610611172北美压裂设备更新替换市场空间亿元55186139158178其中电驱市场空间亿元18132233柴驱市场空间亿元53177127137146考虑新增市场需求北美压裂设备市场空间亿元115254213228257其中电驱市场空间亿元514253857柴驱市场空间亿元11024018919020017research95579com03北美电驱进程缓慢对比国内空间广阔18research95579com03北美电驱压裂设备进展缓慢竞争格局分散图北美电驱压裂5000水马力设备产品图19research95579com03北美电驱压裂设备公司-哈里伯顿柴驱龙头更加重视ESG要求哈里伯顿是世界最大的石油和能源业的产品制造和服务提供商之一日益重视环保以及ESG的要求开始向更清洁环保的电驱压裂设备进行转型2021年8月4日哈里伯顿成功在马塞勒斯页岩区带为切萨皮克公司完成了水平井组的140级全电驱压裂电驱压裂新产品ZEUS哈里伯顿推出的新型ZEUS电动泵送装置是业界首款能够在5000水马力下实现持续活动的泵送装置ZEUS可以提供即时和无缝的速率更改故障率更低在压力测试期间消除了与柴油发动机变速箱和液压相关的NPT图哈里伯顿5000水马力电驱压裂设备20