機械一周解一惑系列：海工設(shè)備FPSO船有望受益高油價

本公司具備證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，請務(wù)必閱讀最后一頁免責聲明證券研究報告1相關(guān)研究庫或?qū)㈤_始-2024/03/31我國機電類產(chǎn)品競爭力強-2024/02/18海工設(shè)備FPSO船有望受益高油價本周關(guān)注：宏華數(shù)科、派斯林、徐工機械、奧特維、鄭煤機FPSO又稱“海上石油工廠”，上部模塊是整個裝備的核心技術(shù)所在。浮式生產(chǎn)儲油卸油裝置（FPSO）是集人員居住與生產(chǎn)指揮系統(tǒng)于一體的綜合性大型海上石油生產(chǎn)基地，具備油氣分離、含油污水處理、動力發(fā)電、供熱、原油產(chǎn)品儲雜程度遠高于油輪，所受的外部載荷也比普通油輪復(fù)雜得多。FPSO是目前海洋油氣開發(fā)應(yīng)用最為廣泛的浮式生產(chǎn)處理設(shè)施，通常由上部模塊、船體、系泊系統(tǒng)、水下生產(chǎn)系統(tǒng)等幾大部分組成。FPSO的建造周期通常為30~36個月。FPSO主體由下部船體和上部模塊共同組成。其中上部模塊是整個裝備的核心技術(shù)所在，涉及油、水、氣等等復(fù)雜的處理工藝，雖然重量只占到全船的1/3，但價值要占到全船的60%左右。FPSO船發(fā)展迅速，未來主要朝著模塊化、高動力等方向發(fā)展。1）建造技術(shù)向模塊化發(fā)展，船體結(jié)構(gòu)和上部設(shè)施可以同時施工建造，使得FPSO建造周期大大縮短。2）作業(yè)水深不斷創(chuàng)新記錄，從最開始的不超過200米到現(xiàn)在超過1000米；3）定位與系泊技術(shù)創(chuàng)新，動力配置加大，根據(jù)新建FPSO船體尺寸增大以及作業(yè)能力增強的特點，相應(yīng)配備了強大的動力系統(tǒng)；4）儲油能力不斷增長；5）新概念船正在加速研發(fā)。如為解決環(huán)境污染問題，提高FPSO系統(tǒng)的環(huán)保性能而出現(xiàn)的LPG-FPSO新概念船；為把油氣鉆井設(shè)備并入FPSO而出現(xiàn)的FDPSOFPSO運營模式主要包含石油公司自建并運營和租賃商總包運營兩種模式。FPSO運營模式包括兩種，一是石油公司向承包商下訂單，建造的FPSO為石油公司自有，石油公司擁有并運營FPSO；二是石油公司在確定油田開采方案后，并不直接訂造FPSO，而是向租賃商進行招標，由中標的FPSO租賃商訂造FPSO。從2013-2023年訂造的74艘FPSO中，屬于租賃商的有44艘，占比59.5％。截至2023年全球所有的216艘FPSO中，石油公司自有117艘，占比54.2%，自有數(shù)量略高于租賃數(shù)量，但二者基本保持持平狀態(tài)。FPSO運營商包括油田開發(fā)商和租賃商兩種類型，前者主要包括?？松梨诠荆‥xxonMobil）、道達爾石油公司（Total）、殼牌石油公司（Shell）、伍德賽德石油公司（Woodside）等跨國石油公司和巴西國家石油公司（Petrobras）、中國海洋石油集團有限公司（CNOOC）、挪威國家石油公司（Equinor）、里約石油公司（Prio）等國家石油公司，后者以荷蘭海洋石油與天然氣工程公司（SBMOffshore）、挪威浮式生產(chǎn)裝備公司（BWOffshore）、日本三井海洋開發(fā)（Modec）等為代表。巴西國家石油公司（Petrobras）是全球FPSO訂單的主要客戶，預(yù)計未來5年新購14艘FPSO船。從歷史數(shù)據(jù)來看，該公司2004~2014年訂單量平均為每年4艘，2015~2016年無新船訂單，2017、2018、2020年訂單均只有1艘，2019和2021年均有4艘FPSO訂單，2022年訂單為3艘。該公司2024-2028五年期戰(zhàn)略計劃預(yù)計的資本支出總額為1020億美元，比之前的計劃高出31%。預(yù)計在2024-2028年期間購入14艘新的FPSO船，按此規(guī)劃將以平均每年2~3艘的訂單量釋放FPSO需求。投資建議：建議關(guān)注FPSO相關(guān)設(shè)備公司：海油工程、中海油服、博邁科、海油發(fā)展等。風險提示：國際油價大幅下跌的風險；海洋油氣工程招標不及預(yù)期的風險。行業(yè)動態(tài)報告/機械本公司具備證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，請務(wù)必閱讀最后一頁免責聲明證券研究報告21FPSO是“海上石油生產(chǎn)工廠” 3 31.2FPSO發(fā)展歷史及未來發(fā)展方向 62FPSO市場競爭格局 93風險提示 12插圖目錄 13表格目錄 13行業(yè)動態(tài)報告/機械本公司具備證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，請務(wù)必閱讀最后一頁免責聲明證券研究報告31FPSO是“海上石油生產(chǎn)工廠”浮式生產(chǎn)儲油卸油裝置(FloatingProductionStorageandOffloading)是集人員居住與生產(chǎn)指揮系統(tǒng)于一體的綜合性大型海上石油生產(chǎn)基地，具備油氣分離、含油污水處理、動力發(fā)電、供熱、原油產(chǎn)品儲存和運輸?shù)裙δ埽直环Q為“海上石油工廠”。FPSO的外形與油輪相似，但其復(fù)雜程度遠高于油輪，所受的外部載荷也比普通油輪復(fù)雜得多。FPSO是目前海洋油氣開發(fā)應(yīng)用最為廣泛的浮式生產(chǎn)處理設(shè)施，通常由上部模塊、船體、系泊系統(tǒng)、水下生產(chǎn)系統(tǒng)等幾大部分組成。FPSO的建造周期通常為30~36個月。圖1：FPSO工作示意圖根據(jù)不同海域的油田環(huán)境、油品特性、生產(chǎn)流程等差異，F(xiàn)PSO也具備很大差異，具備高度定制化特點。大部分FPSO由兩部分構(gòu)成，上部模塊負責加工處理原油，船體負責儲存合格的原油。FPSO主要有四大系統(tǒng)：載體（船體）系統(tǒng)、系泊系統(tǒng)、特殊的外輸油系統(tǒng)、復(fù)雜的生產(chǎn)工藝系統(tǒng)，其中系泊系統(tǒng)分為單點和多點系泊系統(tǒng)、外輸油系統(tǒng)主要有串靠式和旁靠式。本公司具備證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，請務(wù)必閱讀最后一頁免責聲明證券研究報告4圖2：通用性FPSO系統(tǒng)構(gòu)造情況多點系泊系統(tǒng)是通過多個固定點用錨鏈將FPSO固定，能夠阻止FPSO橫向移動，但該方式只適用于海況較好的海域。單點系泊系統(tǒng)是將FPSO固定在海上單個系泊點處。在風、浪和海流的作用下FPSO會以單點系泊為中心進行360°旋轉(zhuǎn)，這樣就大大減少了海流對船體的沖擊。目前單點系泊方式被廣泛應(yīng)用。圖3：單點系泊系統(tǒng)圖4：多點系泊系統(tǒng)FPSO和油輪采取前后?？康姆绞健Ｍㄟ^漂浮軟管將原油輸送到油輪，一般距離在50-100米。串聯(lián)卸載安全性高，能夠適應(yīng)惡劣的作業(yè)情況，但存在傳輸距離遠，作業(yè)難度大等困難。油輪和FPSO并排系泊方便作業(yè)，但是距離較近容易發(fā)生碰撞。經(jīng)驗表明，平均波高小于1.5米時，可以采用該種方式卸載原油。本公司具備證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，請務(wù)必閱讀最后一頁免責聲明證券研究報告5圖5：串靠式（串聯(lián)外輸）圖6：旁靠式（并聯(lián)外輸）FPSO主體由下部船體和上部模塊共同組成。其中上部模塊是整個裝備的核心技術(shù)所在，涉及油、水、氣等等復(fù)雜的處理工藝，雖然重量只占到全船的1/3，但價值要占到全船的60%左右。FPSO上部模塊外形為多層框架式結(jié)構(gòu)，層間及整體模塊與船體之間由立柱，斜撐連接。每層稱之為甲板片，甲板片的主要結(jié)構(gòu)由型鋼構(gòu)成，板拼型鋼或成品型鋼組合使用。底層甲板片由于要承受更大載荷，一般為大截面H型鋼或T型材，此類大截面型鋼多為板拼焊接組合構(gòu)件(PG梁)。上層甲板片多為小截面成品型鋼，局部需要提高強度的位置仍會有加厚板拼型鋼的使用。立柱，斜撐有成品管，卷管，JCOE管，或者H型鋼等多種形式。本公司具備證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，請務(wù)必閱讀最后一頁免責聲明證券研究報告6圖7：通用性FPSO上部模塊布置及流程圖世界FPSO發(fā)展史大致可分為三個階段。1）萌芽階段：該階段為1977-1985年，自從1977年殼牌將一艘油輪改裝成世界上第一艘FPSO，并用于地中海卡斯特倫（Castellon）油田開發(fā)后，油氣開采領(lǐng)該階段為1986-1994年，隨著FPSO優(yōu)越性的逐步顯現(xiàn)，F(xiàn)PSO迎來重大發(fā)展，8年間一總共布置了20艘FPSO，F(xiàn)PSO開發(fā)理念得到了更廣范圍的認可和應(yīng)用。3）成熟階段：1995年至今，F(xiàn)PSO在全球得到廣泛運用，截至2023年全球共有216艘FPSO船服役于各大油田。我國FPSO產(chǎn)業(yè)起步相對較晚。1986年，我國海域第一艘FPSO“南海希望號”在潿洲投產(chǎn)，該FPSO由舊油輪改造而成，載重量為17萬噸。1989年，我國自主設(shè)計的第一艘FPSO“渤海友誼”在渤中投產(chǎn)，載重量為5.2萬噸，實現(xiàn)了我國建造FPSO零的突破。2009年，我國自主設(shè)計建造的最大噸位的FPSO“海洋石油117”在蓬萊投產(chǎn)，載重量為30萬噸。本公司具備證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，請務(wù)必閱讀最后一頁免責聲明證券研究報告724Almirante6招商局重24Almirante6招商局重科8博邁科和Prosperity采用的設(shè)計很大程度上復(fù)制了FPSOLizaUnity的設(shè)計。因此，該設(shè)計基于SBM海油工程表1：2023年FPSO十大項目1企鵝號 1企鵝號3355ANITAANITA大船集團7部署在巴西沿?？膊ㄋ古璧氐腗arlim油田進行生產(chǎn)作業(yè)，租用在與巴西石油巨頭Petróleo大船集團799廠、外高橋造船我國深水油氣田經(jīng)濟高效開發(fā)提供全新選擇。資料來源：亞洲油氣決策者俱樂部，民生證券研究院行業(yè)動態(tài)報告/機械本公司具備證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，請務(wù)必閱讀最后一頁免責聲明證券研究報告8FPSO船未來發(fā)展方向主要集中在以下幾個方面：1）建造技術(shù)向模塊化發(fā)展，周期縮短早期建造FPSO基本上都是在船體結(jié)構(gòu)建成后，在甲板上安裝各種生產(chǎn)設(shè)備、主電站和熱站等，建造一艘FPSO通常需要20個月或更長時間。目前，F(xiàn)PSO建造已開始采用了模塊化生產(chǎn)工藝，船體結(jié)構(gòu)和上部設(shè)施可以同時施工建造，使得FPSO建造周期大大縮短。2）作業(yè)水深不斷創(chuàng)新記錄1995年以前，對于使用中的FPSO來說，作業(yè)水深相對穩(wěn)定，保持在不超過在巴西近海的龍卡多爾油田創(chuàng)下了作業(yè)水深的記錄一1853米。3）定位與系泊技術(shù)創(chuàng)新，動力配置加大新一代FPSO裝置的系泊多為轉(zhuǎn)塔式多點輻射狀系泊，有的還在艏艉配備多個側(cè)向推進器，發(fā)展了第三代動力定位技術(shù)(DPS-3)。多點系泊采用錨鏈和鋼纜相組合，也有采用高防腐蝕的高強度聚脂纖維和錨鏈相組合的方式；根據(jù)新建FPSO船體尺寸增大以及作業(yè)能力增強的特點，相應(yīng)配備了強大的動力系統(tǒng)，并設(shè)計采用側(cè)推螺旋槳技術(shù)以提高大尺寸船體在強風暴下的生存能力，確保正常航行時的快4）儲油能力不斷增長從FPSO的儲油能力來看，近年來裝備的FPSO創(chuàng)下了儲油量的記錄。巴西石油公司位于巴西近海的P31、P32、P33、P35號FPSO，儲油量均為200萬桶。就FPSO的石油生產(chǎn)能力而言，1994年以前平均為6萬桶／日。從1994年起，一些FPSO達至到或超過了20萬桶／日的生產(chǎn)量。2001年2月13日在韓國下水的Girassol號FPSO，設(shè)計的生產(chǎn)量為20萬桶／日。發(fā)展至今，F(xiàn)PSOLizaDestiny和FPSOLizaUnity產(chǎn)量已超過其最初的日產(chǎn)34萬桶的目標。5）FPSO新概念船正在加速研發(fā)為解決環(huán)境污染問題，提高FPSO系統(tǒng)的環(huán)保性能，世界上出現(xiàn)了LPG-FPSO新概念船：如日本石川島播磨重工正在建造世界上第一艘LPG-FPSO，一家瑞士公司已和日本三井重工及石川島播磨重工簽訂了該船單點系泊技術(shù)、采購及建造服務(wù)合約。另外，近海油氣工業(yè)界也在不斷進行探索，試圖把油氣鉆井設(shè)備并入FPSO，變?yōu)镕DPSO。隨著世界各國石油需求量的快速增長，新一代FPSO技術(shù)將不斷涌現(xiàn)。行業(yè)動態(tài)報告/機械本公司具備證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，請務(wù)必閱讀最后一頁免責聲明證券研究報告92FPSO市場競爭格局FPSO運營模式包括兩種，一是石油公司向承包商下訂單，建造的FPSO為石油公司自有，石油公司擁有并運營FPSO；二是石油公司在確定油田開采方案后，并不直接訂造FPSO，而是向租賃商進行招標，由中標的FPSO租賃商訂造FPSO。從2013-2023年訂造的74艘FPSO中，屬于租賃商的有44艘，占比59.5％。截至2023年全球所有的216艘FPSO中，石油公司自有117艘，占比54.2%，自有數(shù)量略高于租賃數(shù)量，但二者基本保持持平狀態(tài)。圖8：FPSO產(chǎn)業(yè)運營模式FPSO運營商包括油田開發(fā)商和租賃商兩種類型，前者主要包括?？松梨诠荆‥xxonMobil）、道達爾石油公司（Total）、殼牌石油公司（Sh石油公司（Woodside）等跨國石油公司和巴西國家石油公司（Petrobras）、中國海洋石油集團有限公司（CNOOC）、挪威國家石油公司（Equinor）、里約石油公司（Prio）等國家石油公司，后者以荷蘭海洋石油與天然氣工程公司（SBM等為代表。中國海油作為國內(nèi)唯一一家FPSO運營商，目前擁有10艘FPSO及在建2艘、修理1艘，在運營的FPSO總油氣處理能力達75.8萬桶油當量/天。中國海油擁有的FPSO全部部署在我國的渤海、南海等海域，其中油氣處理能力最強的是海洋石油117平臺，最大儲量為180萬桶，最大油處理能力為19萬桶/天。但中國海油目前的這些FPSO作業(yè)水深均在500米以下，其中只有1艘具備天然氣處理能力。該公司目前運營的10艘FPSO中，有1艘為油船改裝，其余全部是新建，占比高達90%。本公司具備證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，請務(wù)必閱讀最后一頁免責聲明證券研究報告10目前，建造FPSO船已經(jīng)形成了韓國、新加坡、中國與巴西四國相互競爭的格局。其中中國和巴西的FPSO建造規(guī)模突出，但相對而言新建FPSO的核心技術(shù)還是更多的掌握在韓國和新加坡造船企業(yè)手中。具體來看，韓國的著名生廠商有三星重工、大宇造船和現(xiàn)代重工，主攻新建市場。新加坡?lián)碛屑獙毚瑥S、勝寶旺船廠，主攻改造市場。巴西主要船企有吉寶巴西船廠、AtlanticoSul船廠（EAS）、EEP、裕廊Aracruz船廠以及RioGrande船廠，業(yè)務(wù)主要依托巴西國家石油公司（Petrobras）。中國FPSO的設(shè)計主要由船舶工業(yè)集團708研究所承擔，建造主要有外高橋造船廠、滬東船廠、江南造船廠和大連新船重工船廠、山海關(guān)船廠等。38%；改造訂單93艘，占比62%，平均每年10艘，但訂單分布不均勻，2010年訂單量有20艘，2016年訂單只有1艘，但整體來看，F(xiàn)PSO訂單數(shù)量跟原油價格相關(guān)度較高，2010年至2016年，F(xiàn)PSO訂單跟隨油價下滑處于顯著的下行周期，2016年油價企穩(wěn)后訂單有所恢復(fù)，并在2019年達到10艘。2020年新冠訂單伴隨全球經(jīng)濟恢復(fù)得以持續(xù)提升，2022年FPSO訂單達到11艘。未來在油價保持高水平的情況下，F(xiàn)PSO訂單有望穩(wěn)定在較高水平。圖9：2007-2022年FPSO新建和改造船訂單數(shù)量（艘）圖10：2007-2022年FPSO新建和改造訂單比例（%）本公司具備證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，請務(wù)必閱讀最后一頁免責聲明證券研究報告11圖11：布倫特原油價格和FPSO訂單數(shù)量相關(guān)度較高圖12：2024-2028年巴西國家石油公司資本開支預(yù)算巴西國家石油公司（Petrobras）是全球FPSO訂單的主要客戶。從歷史數(shù)據(jù)來看，該公司2004~2014年訂單量平均為每年4艘，2015~2016年無新船訂單，2017、2018、2020年訂單均只有1艘，2019和2021年均有4艘FPSO訂巴西國家石油公司董事會于2023年11月23日批準了該公司2024-2028五年期的戰(zhàn)略計劃。該戰(zhàn)略計劃2024-2028年期間的資本支出預(yù)測總額為1020億美元，比之前的計劃高出31%。具體來看，勘探和生產(chǎn)（E&P）領(lǐng)域的資本支出占總量的72%，其次是煉油、運輸和營銷（RTM）部門，占16%，天然氣和低碳能源部門占9%，企業(yè)部門占3%。同時巴西國家石油公司從更現(xiàn)代、更多的生產(chǎn)曲線考慮，預(yù)計在2024-2028年期間購入14艘新的FPSO船，按此規(guī)劃將以平均每年2~3艘的訂單量釋放FPSO需求。行業(yè)動態(tài)報告/機械本公司具備證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，請務(wù)必閱讀最后一頁免責聲明證券研究報告123風險提示1）國際油價大幅下跌的風險；國際油價大幅下跌會影響FPSO企業(yè)的資本開2）海洋油氣工程招標不及預(yù)期的風險。國際地緣政治以及油價波動會影響海洋油氣工程實際招標情況。本公司具備證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，請務(wù)必閱讀最后一頁免責聲明證券研究報告13插圖目錄圖1：FPSO工作示意圖 3圖2：通用性FPSO系統(tǒng)構(gòu)造情況 4圖3：單點系泊系統(tǒng) 4圖4：多點系泊系統(tǒng) 4圖5：串靠式（串聯(lián)外輸） 5圖6：旁靠式（并聯(lián)外輸） 5圖7：通用性FPSO上部模塊布置及流程圖 6圖8：FPSO產(chǎn)業(yè)運營模式 9圖9：2007-2022年FPSO新建和改造船訂單數(shù)量（艘） 10圖10：2007-2022年FPSO新建和改造訂單比例（%） 10圖11：布倫特原油價格和FPSO訂單數(shù)量相關(guān)度較高 11圖12：2024-2028年巴西國家石油公司資本開支預(yù)算 11表格目錄表1：2023年FPSO十大項目..........................................................