2021年中國模塊化制造行業市場發展前景展望分析預測及細分領域市場應用規模分析
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隨著全球經濟的進步和科技的高速發展,很多先進的理念及技術都被廣泛應用到制造業,特別是伴隨著信息技術以及現代化生產方式的發展和進步,現代制造業越來越向知識密集型、設備及信息密集型方向轉變,從而推動項目建設模塊化的發展。模塊化的項目建設方式在制造過程及項目實際投產上具有諸多優勢,使得越來越多行業的項目建設向模塊化趨勢發展。
(1)模塊化制造的優勢:
①?符合國際化分工產業格局,平衡全球生產資源:將大型的、復雜的裝置通過設計拆解為數個工業模塊或將多個相關工藝流程中的設備及管路集成至單個大型模塊,在工廠預制、預組裝代替傳統工程建造模式在項目現場施工的工作模式,使得項目的主要建設過程能夠從施工現場轉移至異地工廠,能夠發揮勞動力的成本優勢,在國際化分工產業格局下,我國將成為全球最主要的工業模塊生產基地。
②?避免惡劣的施工環境:石油天然氣開采、礦業等行業,對于大型裝置模塊化有著較高需求,主要原因為其項目建設地多為人際罕至的地區且自然環境條件惡劣,不適合大規?,F場施工作業,大大提高了項目建設的難度、周期和成本。而采用模塊化制造方式,可以把大型開采及生產裝置設計拆解成各種具有功能的中小型模塊,異地制造完成后運輸至現場進行簡單安裝即可生產,有效地避免了惡劣的施工環境。
③?成本及質量控制、安全生產、環保:模塊化制造能夠在更優良的廠區生產環境中實施集中生產,工作內容相對固定明確,可以提高大型裝置的制造質量;同時,不同模塊之間可以同步制造,從而可以壓縮項目建設周期,以更好地對在建項目進行成本控制。據中金企信國際咨詢公布的《2021-2027年中國模塊化制造市場專項調查分析及投資前景預測報告》統計數據顯示:以中國石油承建的新疆獨山子石化分公司?8?臺?15?萬噸乙烯裂解爐為例,相比現場安裝模式,模塊化在幾乎各個環節均大幅提升效率,并節省了人員和場地設施成本,平均單臺裂解爐建造施工成本減少約?260?萬元。
8?臺?15?萬噸乙烯裂解爐現場制造與模塊化制造資源消耗對比
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模塊化制造的模式,能夠避免現場建設過程中交叉施工的現象,并通過先進的儀器和技術手段完成大型裝置的檢測,大幅提高項目建設的安全生產系數。在傳統現場施工建設過程中,需要對噪聲、振動、廢水、廢氣和固體廢棄物進行全面控制,盡量減少這些污染物的排放造成的影響,模塊化制造的模式能夠有效地降低施工現場環境污染。
(2)大型裝置模塊化的優勢:通過模塊化方式制造的大型裝置具有方便拆卸的特點,在生產線升級改造、檢維修、回收利用等方面具有諸多優勢。
①?生產線升級改造:模塊化為工業企業提供了許多可能性,可以同搭積木般將不同功能的工業模塊組裝成新的生產裝置。在項目建設初期,工業企業可以根據當時的市場需求及資金情況,采用產能較小的生產裝置;后續隨著市場需求不斷增加或工藝路線的革新,企業能夠將生產裝置進行快速拆卸并擴建,同時將技術領先的工藝設備集成到現有流程生產裝置中,用于替換或新增的工業模塊可以提前進行設計和制造,從而大幅降低擴產或技改所需的停工時間。
②?生產線檢維修通常工業企業對整條生產線停工檢修需要耗費大量時間及成本,而通過模塊化方式建設的生產線,可以在連續生產的情況下,通過不斷拆卸單個模塊化裝置實現整條生產線的檢修工作。
③?生產線回收利用:生產線上各個模塊相互獨立、拆分便捷,可以實現循環利用,有效降低成本。
(2)各個行業的模塊化發展趨勢:
①?化工行業的模塊化發展趨勢:化工行業的固定資產投資較大,目前已受到廣泛認可及推廣,大型化工工程逐步采用模塊化方式進行建造。化工裝置的模塊化技術能夠將化學品生產中酯化、羰化、精餾等各項化學反應所需的工藝設備預制為各類工藝模塊,并根據生產的不同需求,對模塊進行相應的選擇,將各類模塊通過標準接口按照工藝流程相連接,實現單體模塊制造到大型裝置的集成。因而,越來越多的行業巨頭選擇模塊化制造方式進行項目建設,模塊化制造已成為化工工程項目建設的主要方式之一。
(2)油氣能源、礦業及水處理等行業的模塊化發展趨勢:
A、油氣能源行業:國際上大型油氣能源開發公司不斷投資建設天然氣液化工廠、輸氣管網等設施以加大對天然氣這一清潔能源的戰略投資。隨著液化天然氣的需求和投資的增長,模塊化技術憑借高效、環保、定制化的特點也逐步應用于液化天然氣相關大型裝置中,采用模塊化技術建設大型天然氣液化工廠,可以有效地降低投資成本和縮短建設周期,同時可預留升級改造的空間,因此工業模塊在液化天然氣相關建設領域具有廣闊的市場空間。
2015?年,由起源能源公司、美國康菲國際石油公司及中國石油化工股份有限公司共同投資230億澳元于澳大利亞昆士蘭州的柯蒂斯島建設Australia?PacificLNG?天然氣項目,該項目主體建設工程由?260?個大型模塊從澳大利亞本土之外的模塊化工廠運送到島上后拼裝而成;2017?年,由俄羅斯諾瓦泰克公司、中國石油、絲路基金、法國道達爾公司合作開發完成的亞馬爾項目是全球在北極地區開展的最大型液化天然氣工程,工藝復雜,該項目通過模塊化制造克服了人力和技術資源不足、缺乏基礎設施依托以及自然條件惡劣等諸多不利因素。
B、礦業:礦業設備的模塊化,是根據各類礦業業主的建設目標,將工藝流程向上游和下游延伸,將傳統的廠房、設備建設安裝替換為各類礦業功能模塊,然后將這些具備標準接口的功能模塊按照工藝流程聯接起來,形成一座集開采、選礦、運輸、精煉等功能為一體的工廠。
2014?年,礦業設備的模塊化已應用于西澳大利亞皮爾巴拉地區的鐵礦石項目,由福陸(Fluor)的合資企業?FASTJV?提供模塊化制造技術。國際主要礦企如必和必拓公司(BHP?Billiton)和力拓集團(Rio?Tinto)所擁有的礦山多位于人跡罕至的地區,建廠條件差,大規?,F場施工作業困難。如澳大利亞已探明的90%鐵礦石資源位于人煙稀少的澳大利亞西部,需要以模塊化制造的生產方式將大型礦業設備拆分成數個模塊,在工廠內預制后運至礦產現場進行組裝后進行采選及礦石運輸,降低了條件惡劣地區礦產資源的開采難度和成本。此外,由于模塊化裝置拆分簡便,可實現礦山資源枯竭后將已投產的大型裝置的回收循環利用,大幅降低成本。
德勤在《2019?年趨勢追蹤推動未來礦業轉型的十大要項》指出礦產開發未來將持續建構在物聯網基礎上進行智能化轉型。全球礦山已逐步由淺層開采向深層開采,為適應更復雜的工作場所和高危險性,礦山開采設備將用規范化后的功能模塊以遠程制作、現場拼接的方式來實現自動化和智能化。
C、水處理行業:水處理行業發展至今,除了對出水水質的要求越來越高以外,對占地面積,施工周期的要求也不斷提高。傳統鋼混的建設方式存在施工周期長、占地面積大,建設成本高、建設污染等問題,已經越來越難以滿足需要。模塊化設計和制造可以極大地縮短水處理項目的建設周期、減少占地面積、降低運維成本,水處理裝備模塊化將成為水處理行業建設的主流趨勢。荷蘭林堡?。↙imburg)于?2016?年12?月建成的?Simpelveld?污水廠成為全球首例以模塊化建造的水處理廠,模塊化建造使其能更靈活地根據客戶需求的變化對工藝做出調整。目前,發行人已與富美實簽訂合同,為富美實提供“Los?Patos?Water?Treatment?Plant?Project”所需工業模塊設計和制造服務。
綜上,化工、油氣能源、礦業及水處理等領域呈現出向模塊化發展的應用趨勢,為工業模塊生產商提供廣闊的發展空間。