仪器仪表系列专题（二）：超声热量表--受益供热计量改革政策，空间有望逐步打开

热量表是用于测量、计算及显示水流经过热交换系统所释放或吸收热量值的仪表，主要用途为集中供热的收费及精细化管理，属于智慧供热系统的基础硬件。 热量表以电子测量为主，超声热量表是国际市场主流的智能热量表产品类型。按流量传感器测量原理，热量表主要可分为机械式、电磁式和超声波式三类，其中电磁式和超声波式热量表属于智能热量表范畴，为电子测量方式。经过多年应用实践积累和技术升级换代，热量表已由早期机械式测量发展为电子测量方式。相比于电磁式热量表，超声热量表在测量量程、计量精度、压力损耗和环境适应性上具有优势，已成为主流的智能热量表产品类型。 北方供暖地区集中供热碳排放占总建筑碳排放的比例比较高，占比多在30-45%之间。供热计量改革的方向是由按面积计量改为按户进行热计量收费，对降低北方地区供暖强度有着重要的作用。针对节能建筑占比小的问题，按户计量会使非节能建筑的使用成本有所增加；针对整体供热不均匀的问题，按户计量后可以实现分室控温，会有效减少供暖过量问题；针对管网热损失严重的问题，热量表及其配套的管理平台，可以有效识别出异常数据，减少热损失。 以沂源县为例，按户计量可以有效降低热耗。在沂源三种收费方式中，二部制收费和热计量收费相比与面积收费，单位面积热耗明显降低25%左右，而与完全按照面积收费的济南市供暖热耗相比，在采暖季平均室外温度偏低的情况下，热耗仍低于济南市平均热耗30%以上，用户自主节能节热量显著。 2016年以来，国家相关部门陆续出台多项供热计量相关法规或政策，具有较强的指导意义。但是目前供热计量改革政策在集中供暖地区仍以试点为主，过往政策落地速度并不快，我们认为该政策推广的阻力主要在于：按面积计量改为按户计量后热力公司收费会减少； 供热设施改造项目依赖政府投资；热量表计量结果的公信力增强仍需时间。 2023年内蒙古、黑龙江均有相关细则出台，有望起到带头示范作用，加速供热计量改革政策落地。2023年，《内蒙古自治区智慧供热示范推广工作方案》出台，细化了各地区的任务，方案提出呼和浩特市、包头市示范推广面积不小于500万平方米；赤峰市不小于200万平米；乌海市在现有基础上新建居住建筑全部实行供热计量。鄂尔多斯市在康巴什新区全面推行供热计量；其他盟市要做好供热计量准备工作，2024—2025年分区域示范推广。2023年，黑龙江发布《全省城镇供热系统化治理高质量发展三年行动计划》，主要目标包括：利用3年时间，实施热源建设、管网设施改造、智慧供热等补短板和提档升级项目，新增热源能力1亿平方米，改造供热老旧管网1500公里，改造楼内供热设施5000万平方米，智慧供热覆盖面积达到3亿平方米，力争基本完成2000年以前建成的城镇老旧小区改造任务。推进供热改革，进一步完善供热监管、供热价格、煤炭保供和应急保障等机制，促进供热行业高质量发展。 根据中国计量协会热能表工作委员会统计相关行业数据，2019年超声波热能表市场新增出货量为280万只、已安装总数量为3,410万只，预计2023年将分别达到410万只、4,980万只，均呈稳步增长趋势。我们认为中国计量协会热能表工作委员会于2019年的预测较为乐观，其原因包括：当时的预测未考虑疫情影响；地产下行压力较大； 供热计量改革政策仍处于试点阶段，尚未大规模落地；部分地区安装的热量表尚未投入使用，没有进行持续更换。综合看，我们认为2020-2022年热量表行业每年出货量区间约为200-300万只。 测算得到2026年户用超声热量表需求量有望超600万只，市场空间有望超21亿元。随着各地陆续出台供热计量改革相关政策且监管趋严，超声热量表作为落实供热计量改革的关键设备，刚性有望持续加强，新建/存量建筑中超声热量表渗透率均有望持续提升，测算得到2023-2026年户用超声热量表需求量分别为304、400、524、670万只，市场空间分别为10.21、13.18、16.91、21.19亿元，同比增速分别为14.8%、29.1%、28.3%、25.3%。 建议重点关注热量表收入体量最大、产能储备充足、具有先发优势的【汇中股份】、【天罡股份】。竞争格局方面，热量表行业内市场竞争格局及供求关系相对成熟，行业内普遍采用直销与代理相结合的销售模式。上市公司中，天罡股份与汇中股份的热量表体量最大，2020-2022年收入均超亿元，且热量表产能储备充足，具有先发优势。此外，建议关注深耕超声水表/热量表多年的【迈拓股份】与智慧供热解决方案提供者【瑞纳智能】。 风险提示： 供热计量改革政策落地速度不及预期；热量表招标情况不及预期；行业竞争加剧等风险。 1超声热量表：受益供热计量改革政策，空间有望逐步打开 1.1热量表用于测量进出口热量差，超声热量表为主流应用类型 热量表是用于测量、计算及显示水流经过热交换系统所释放或吸收热量值的仪表，主要用途为集中供热的收费及精细化管理。在用户家中安装热量表时，需要把配对的温度传感器分别安装在热交换入口和出口管道上，当热水经过该系统时，流量传感器可以测得一对换能器内的超声波在顺流、逆流中的传播时间差，间接得到流速，借此求出流量，然后发出流量信号；配对的温度传感器分别检测出入口温度并把温度信号传送到积算器/仪，积算器/仪把所得到的温度、流量信号进行计算，得到所消耗的热量值，显示到仪表盘供用户读取；同时，超声波热量表含有远程抄表和远程通电能力。 图表1：户用热量表示意图 图表2：热量表原理示意图 热量表是智慧供热系统的基础硬件。汇中股份、天罡股份均凭借着在热量表领域的积累，拓展智慧供热平台/综合解决方案。汇中股份的智慧供热平台以“互联网+”技术感知连接供热系统全过程中的各种要素，运用大数据、人工智能、建模仿真等技术统筹分析优化系统中的各种资源，运用模拟预测等先进控制技术按需精准调控系统中各层级、各环节对象，助力供热企业实现节能增效、安全舒适供热。天罡股份能够为客户提供“物联网智能仪表终端-物联网数据传输-数据分析处理-物联网管网调控终端”为一体的数字化、信息化、全链条解决方案；产品和服务涵盖从供热计量、数据传输、数据分析到智能调控等智慧供热全部环节的核心设备和解决方案。 图表3：汇中股份智慧供热平台 图表4：天罡股份智慧供热综合解决方案控制示意图 热量表起源于欧洲，行业发展受能源危机/燃料价格上涨催化。20世纪60年代，全球爆发能源危机，燃料价格迅速上升，过去的福利供暖体制使得欧洲传统供暖地区国家的财政负担过重，各国陆续开始实施“分户控制、分户计量”的供暖收费方式，热量表产品由此面世并发展至今。 热量表以电子测量为主，超声热量表是国际市场主流的智能热量表产品类型。 按流量传感器测量原理，热量表主要可分为机械式、电磁式和超声波式三类，其中电磁式和超声波式热量表属于智能热量表范畴，为电子测量方式。经过多年应用实践积累和技术升级换代，热量表已由早期机械式测量发展为电子测量方式。 相比于电磁式热量表，超声热量表因其在测量量程、计量精度、压力损耗和环境适应性上的优异特性，受到越来越多供暖国家或地区的青睐，已成为国际市场上主流的智能热量表产品类型。 图表5：机械热量表、智能机械热量表和智能电子热量表性能对比 1.2双碳政策驱动下，供热计量改革为大势所趋 我国力争2030年前完成碳达峰，2060年前完成碳中和。2020年，国家主席习近平在第七十五届联合国大会上宣布，中国力争2030年前二氧化碳排放达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和目标。2021年，《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》以及《2030年前碳达峰行动方案》相继出台，共同构建了中国碳达峰、碳中和“1+N”政策体系的顶层设计，后续重点领域和行业的配套政策也有望围绕以上意见及方案陆续出台。 图表6：我国力争2030年前完成碳达峰 图表7：我国力争2060年前完成碳中和 2020年全国建筑与建造碳排放总量占全国碳排放的比重为50.9%。2020年全国建筑与建造碳排放总量为50.8亿吨 CO2 ，占全国碳排放的比重为50.9%。其中：建材生产阶段碳排放28.2亿吨 CO2 ，占全国碳排放总量的比重为28.2%；建筑施工阶段碳排放1.0亿吨 CO2 ，占全国碳排放总量的比重为1.0%；建筑运行阶段碳排放21.6亿吨 CO2 ，占全国碳排放总量的比重为21.7%。 图表8：2020年全国建筑与建造碳排放总量占全国碳排放的比重为50.9% 细分来看，北方供暖地区集中供热碳排放占总建筑碳排放的比例比较高，占比多在30-45%之间。15个北方省市中，集中供热碳排放占总建筑碳排放的比例受省市气候条件影响显著，位于高纬度的黑龙江省的占比最高，为54%，超过总量的一半。宁夏回族自治区虽然排放总量较小，但集中供热碳排放的占比也接近50%。其余省市的占比多在30%-45%之间。北京市集中供热碳排放占比最小，仅为17%，这是由于一方面北京市第三产业发达，公共建筑消耗大量电力，碳排放较多；二是北京已经基本实现全面天然气清洁供暖，供暖排放强度较低。 图表9：北方供暖地区集中供热碳排放占总建筑碳排放的比例比较高 供热按面积收费会造成能源浪费和更多的污染物排放。长期以来，我国冬季取暖一直推行按照供热面积结算的方法，这种“包费制”的供暖方式存在诸多弊端，由于按照面积收取取暖费，房屋即使无人居住，暖气也不关停。暖气过热时即使开窗也不将阀门调小。这种状况一方面造成能源的大量浪费和污染物的持续排放；另一方面不能满足消费者的个性化需求，影响居住体验。同时，根据关雪等发表的《碳中和目标下我国北方集中供热发展技术路径研究》，北方地区供暖强度高，原因包括： ①节能建筑占比小，围护结构保温性差。非节能建筑存在围护结构保温性差的问题，尤其是其中的门窗部分普遍存在传热系数高、气密性差的情况，会提高了北方供暖能耗强度。 ②整体供热不均匀。现阶段由于集中供热系统调节性能不良，没有分户计量、分室控温等有效的调节方法，致使很多小区存在楼宇间、上下楼层间热力失调，冷热不均。实际调研数据表明，北方部分地区供暖过量导致的热量损失普遍为10%～20%。 ③管网热损失严重。供热管网热损失主要来自管网失修漏水以及渗水、保温破损和水力失衡失调。保温层脱落或者漏水等年久失修管网造成的热损失最高可达所输送热量的30%。 ④供热系统热源效率较低。北方供热热源结构以燃煤供暖为主，燃煤供热面积占比约77%，燃煤锅炉热效率低下。 供热计量改革的方向是由面积计量改为按户进行热计量收费，对降低北方地区供暖强度有着重要的作用。按户计量，对上述①、②、③三个原因均有改善作用：针对节能建筑占比小的问题，按户计量会使非节能建筑的使用成本有所增加（与节能建筑相比），间接推动节能建筑占比的增加；针对整体供热不均匀的问题，按户计量后可以实现分室控温，会有效降低供暖过量的问题，也可以减少部分供暖不足用户的投诉；针对管网热损失严重的问题，热量表及其配套的管理平台，可以有效识别出异常数据，减少热损失。 以沂源县为例，按户计量可以有效降低热耗，具备推广价值。根据邢天宇等《智慧供热背景下的供热计量应用案例分析》，沂源县共有三种供热计费方式，分别为按照面积计费、二部制热费、热计量收费：面积收费即纯按供暖面积收费； 二部制热费为30%面积收费加70%计量收费，热计量收费为完全按照热量收费，其中二部制热费和热计量收费都采用按面积预缴费模式，热计量方法为户用热量表法。 图表10：沂源县各种收费类型对应面积及户数 在沂源三种收费方式中，二部制收费和热计量收费相比于面积收费，单位面积热耗明显降低25%左右，而与完全按照面积收费的济南市供暖热耗相比，在采暖季平均室外温度偏低的情况下，热耗仍低于济南市平均热耗30%以上，用户自主节能节热量显著。沂源原设计供暖面积只有370万平方米，目前实际供暖面积已经达到619万平方米，接近于提高一倍，供热企业在保持热源无增容的情况下，通过扩张供热面积大大提高了供热配套设施建设收益。 图表11：沂源不同收费方式对应的单位面积