2023年机械行业节能分析报告

2023年机械行业节能分析报告目录一、工业节能，机械设备大有可为 PAGEREFToc370914836\h3二、从工业能耗结构和国家规划寻找重点领域 PAGEREFToc370914837\h6三、工业节能技术 PAGEREFToc370914838\h8四、改善主流程效率:关注压缩机、泵、风机、节能电机 PAGEREFToc370914839\h10五、能量回收利用：关注螺杆膨胀机、高效换热器等新技术 PAGEREFToc370914840\h141、螺杆膨胀机 PAGEREFToc370914841\h142、换热器 PAGEREFToc370914842\h16六、重点公司简况 PAGEREFToc370914843\h191、开山股份：从中国制造，走向中国创造 PAGEREFToc370914844\h192、南方泵业：高屋建瓴，走向综合泵业龙头 PAGEREFToc370914845\h203、隆华节能：双轮驱动，成长加速 PAGEREFToc370914846\h224、陕鼓动力：主业平淡，节能环保业务是潜在亮点 PAGEREFToc370914847\h23七、主要风险 PAGEREFToc370914848\h241、政府政策变化的风险 PAGEREFToc370914849\h242、新产品推广进度的不确定性 PAGEREFToc370914850\h243、传统业务减速或萎缩的风险 PAGEREFToc370914851\h25一、工业节能，机械设备大有可为我们认为未来5-10年中，“节能”将是政府和企业投资的重点:从政府角度而言，节能是对内推动经济增长方式转型、改善国家能源安全，对外树立负责任国家形象的必然选择。早在2023年底的哥本哈根会议上，时任总理温家宝就做出了“2023年中国单位C02排放比2023年下降40%-45%"的承诺;在2023年8月发布的《节能减排“十四五”规划》中，也明确提出“2023年万元GDP能耗下降到0.869吨标准煤，比2023年下降16%,‘十四五’期间节约能源6.7亿吨标准煤”的目标。国内宏观经济调整的趋势给企业盈利能力带来压力，节能作为企业降本增效的重要手段获得重视，对于冶金、建材、石化、电力等传统行业尤其如此。从我们调研了解到的情况来看，从2023年之后，各类企业对于节能的重视程度明显上升。根据预测，“十四五”期间国内对节能的总投资将超过1.6万亿元。节能分为工业节能、建筑节能、交通运愉节能等多个领域，我们认为工业节能将是机械设备最能够有作为的“主战场”:首先，工业能耗占到国内总能耗的68%，最大能耗来源理应是节能主要投资方向。从国家规划角度看，工业节能也受到最大的重视:在《节能减排“十四五”规划》中的8个节能改造重点工程中，工业节能占到4个，按照标准煤计算占节能总任务的83%;此外，工信部还单独制定了《工业节能“十四五”规划》，这在建筑节能和交通运输节能领域中是没有的。更为重要的是，工业节能中几乎每一种技术都需要机械设备的支持；但是其它节能领域，例如建筑节能，更多可能通过通暖系统、照明系统、建筑材料的改造，未必需要机械设备类产品。综上，我们认为“十四五”期间工业节能的投资将在1.3万亿元以上；按照40%左右的机械设备占比估算，“十四五”期间节能类机械设备的需求总量在5000亿元以上，年均市场空间1000亿元以上。而在“十三五”期间，这一数字有望进一步增长。二、从工业能耗结构和国家规划寻找重点领域按行业分，我国的工业能耗最主要来自于冶金、化工、建材、电力等行业，以上行业也应当成为工业节能技术主要潜在领域，及相关机械设备的主要潜在市场。但需要指出的是，并不是所有与以上行业相关的节能技术都会有很好的增长前景。以钢铁行业为例，尽管目前行业整体的余热余压回收利用率显著低于日本等发达国家(国内在30%-40%，日本在80%-9)%，但不同生产环节的差异较大;其中高炉、焦炉等环节利用率较高，烧结、转炉较低;显热、烟气等利用率较高，热水、渣热等较低;高温余热利用率较高，中低温较低;部分产品如高炉顶压TRT，已经超过70%。因此，我们认为投资者应重点关注目前国内应用程度还偏低、但有较大向上空间的技术和产品。“十四五”期间，国务院及相关部委发布了多个工业节能相关的政策性文件，其中最具意义的是工信部2023年发布的《工业节能“十四五”规划》和国务院2023年发布的《节能减排“十四五”规划》。2个文件中，都分别列出了“十四五”期间工业节能的重点工程。参考2份规划，我们认为工业锅炉、内燃机/发电机系统优化、余热余压等资源回收利用、风机/泵/压缩机/电机节能等，将有望成为节能投资的重点领域。三、工业节能技术工业节能技术路线看似庞杂，但我们认为基本可以归为两类：1、改善生产主流程设备的运行效率，以更少的能耗带来更多的产出。我国2023年工业总能耗为24.6亿吨标准煤，按照每吨标准煤价值800元假设计算，全行业主流程能源利用效率每提高1个百分点，就可以产生近200亿元/年的经济价值。2、对生产主流程的能量副产品（主要是余热余压）进行回收再利用。我们估算目前仅国内冶金行业每年产生的余热余压资源就在1.2-1.4亿吨标准煤，如果对其利用率能够提高10个百分点，就能产生96-112亿元/年的经济价值。四、改善主流程效率:关注压缩机、泵、风机、节能电机国内工业用电消耗主要来自于风机、泵、压缩机等动力设备，占比超过40%，对以上产品节能(或者说能效)性能的提升，也就成为工业节能改造和投资的重要目标。一般而言，风机、泵、压缩机等设备的节能技术手段包括以下几类:材料:选用相对轻质化的材料可以降低设备的拖动功耗;而选用更耐磨、耐腐蚀的材料可以减少设备长年运行后的功效衰减。部件构造:例如螺杆压缩机的型线、泵的叶轮、风机的叶片等，都是决定设备性能的核，二部分，其构造设计的好坏直接决定能效的高低。电机:需要注意到的是，在工厂中风机、泵、压缩机、以及其他很多动设备多数都由电动机驱动，因此，电机自身能效的高低对于工业节能也有重要意义，高效节能电机制造商也将从中受益。对于风机、泵、压缩机、电机等节能要求的不断提升，对以上设备制造行业的影响主要包括以下2点:需求增加:风机、泵、压缩机、电机等都属于通用设备，且一般单个价值量不高，因此在节能标准提升、或是有经济性更高的产品出现时，用户企业多数会选择重新采购而不是对原有设备做改造，客观上增加了设备的需求量。行业集中:风机、泵、压缩机、电机等设备制造行业目前在国内仍处于相对分散的状态，提高节能要求有利于设计制造能力强的龙头企业扩大份额，提高集中度。“节能产品惠民工程”是发改委、工信部、财政部联合发布的旨在推进节能减排的战略，通过财政补贴方式对能效等级1级或2级以上的十大类高效节能产品进行推广应用，国内推动节能产品应用的重要具体补贴政策。2023年启动之后，先后将汽车、家电、电机等纳入补贴范围。2023年12月，发改委、财政部、工信部公布《关于做好节能产品惠民工程高效节能容积式空压机、通风机、清水离心泵、配电变压器推广工作的通知》，并推出了多个批次的压缩机、风机、泵的补贴产品目录。虽然此次补贴额具体期限暂定为1年，但是国家加强对节能设备的支持和补贴的力度仍是长期必然趋势。我们梳理了节能惠民工程的具体产品补贴目录，进入这一目录的相关上市公司包括开山股份、南方泵业、上风高科汉钟精机、湘电股份、卧龙电气等。五、能量回收利用：关注螺杆膨胀机、高效换热器等新技术1、螺杆膨胀机国内余热余压回收利用从上世纪80年代后期起步，目前主要的技术路线包括“余热锅炉+蒸汽轮机”、TRT（顶压回收）、吸收式热泵等，但是以上的技术路线存在中低品位（中低温）余热回收效率不高、不稳定工况下效率较低等问题。近年来，针对中低温余热回收利用的技术成为相关企业的研发热点，我们认为螺杆膨胀机将成为解决中低品质余热回收利用的重要技术路线。与余热锅炉+蒸汽轮机为代表的传统技术路线相比，螺杆膨胀机的技术特点包括：螺杆膨胀机更适合于低温热源的余热回收利用：螺杆膨胀机不仅可以由过热蒸汽驱动，还能够回收饱和蒸汽、甚至90摄氏度以上热水的余热，对于低品质余热的回收利用有着较好的经济性。螺杆膨胀机更适用于体积较小、功率更低的场合：不仅螺杆主机的体积小于同样功率级别的蒸汽轮机，更重要的是其所需的换热器、管路等也远远少于“余热锅炉+蒸汽轮机”系统；以开山的产品为例，螺杆主机、发电机、换热器、压力容器等可以做在一个体积不大的撬上，可以应用于空间较小的工业余热现场。在不稳定工况下，螺杆膨胀机效率好于蒸汽轮机：虽然在稳定工况（设计工况）下，螺杆膨胀机的效率可能会略低于蒸汽轮机，但是在变工况下内效率变动很小；这使得螺杆膨胀机更适用于工况变化范围较大的工业余热回收场合，以及地热应用、垃圾发电、生物质发电等领域。同时，螺杆膨胀机由于相比蒸汽轮机的稳定性，可以实现无人值守，进一步提高了应用的便捷性和经济性。螺杆膨胀机的应用领域十分广泛，除传统工业行业外，还包括地热利用、垃圾/生物质发电、海水淡化、油气开发等。我们估算仅在国内冶金、石化、建材、电力4个传统行业中，螺杆膨胀机的潜在市场容量就超过2023亿元。在多数情况下，螺杆膨胀发电机系统能够在3年之内回收全部投资，具备良好的经济性。江西华电是国内较早涉足螺杆膨胀机研制和应用的企业，从公布的材料来看，公司的膨胀机产品已经在冶金、石化、发电、造纸、地热等多个领域有实际应用的项目，而且近年来受益于螺杆膨胀机需求的增长，公司收入有持续增长的趋势。由于公开数据的缺乏，我们难以对公司膨胀机产品具体的经济性指标做出判断，但我们认为客观上江西华电为螺杆膨胀机概念在客户中的普及起到了积极的作用。国内螺杆空气压缩机——开山股份，在上市之前即已开始螺杆膨胀机技术的研发，在上市时候加大了市场开拓的力度，首台膨胀机产品于2023年9月向衢州元立钢厂实现交付。截至目前，公司已经拥有ORC（有机朗肯循环）螺杆膨胀机、蒸汽螺杆膨胀机等2个主要系列，功率覆盖1.5kw~1200kw。同时，上市公司的大股东开山控股集团也成了了EMC公司同荣节能来帮助上市公司螺杆膨胀机的推广。我们预计公司螺杆膨胀机产品在2023年有望新接订单5-6个亿，贡献收入2-3个亿。开山股份已经成为国内乃至全球螺杆膨胀机技术开拓的龙头企业。2、换热器换热器是用以热量交换的设备，由于几乎所有工业部门的生产过程都涉及到热量的交换，所以换热器也几乎应用在的所有工业行业中，其中石化、电力、冶金、机械制造是最主要的下游市场。换热器的分类方法较多，目前国内换热器总的市场规模在600-700亿元人民币。换热器的效能对于工业节能的意义重大：1、在生产主流程中，热量交换的充分程度直接决定了流程的能效高低；2、在余热回收利用系统中（例如余热锅炉、螺杆膨胀机），换热器也是必不可少的关键部件；3、换热器是工业投资的重要组成部分，以化工为例，一般一个项目的设备投资中，20%-30%是换热器的采购成本，如果能够以更少、更小的换热器获得更好的换热效果，无疑能够显著节约投资。提高换热器的换热效率和节能效果，主要的技术方法包括：采用热传导性能更好的材料。优化换热器内部结构，增大换热面积。在载热介质上做文章，以冷却（凝）器为例，蒸发冷就是利用了“水在蒸发过程中会比温度升高过程中带走更多的热量”这一原理，获得了比水冷、空冷更好的换热效果。在机械行业上市公司层面，我们认为最值得关注的是隆华节能的高效复合冷技术。高效复合型冷却（凝）器，是隆华节能公司的独创性技术，是以蒸发式换热机理为基础，以水和空气为冷却介质，同时运用蒸发式换热和空冷式换热，对被冷却介质进行冷却（凝）的高效冷却（凝）设备，是对蒸发式冷却（凝）设备的改进提升，可以理解为“蒸发冷”和“空冷”的结合。高效复合冷技术具有换热效率高、节水节能等优点，尤其适于解决北方地区空冷器在夏季换热效率低下的问题。根据中国石油和化学工业协会组织的鉴定，隆华节能的高效复合型冷却器产品，在相同的换热负荷下，与传统水冷系统相比，采用此种技术可节水30%-70%，节电30%-60%，年节省运行费用50%以上；与普通蒸发冷却（凝）器相比，采用该技术可节水30%-50%，节电10%-20%左右，年节省运行费用40%以上；总体技术达到国际先进水平。公司的高效复合冷产品早期下游客户以冶金、化工为主，但是从订单结构看，近年来已经开始明显向电力行业拓展。尤其是2023年，公司的山西漳山和宁夏鸳鸯湖等2个大电厂改造示范项目运行了第1个完整夏天，从实际运行情况来看，2个重点项目均运行良好，公司的产品技术完全能够支持“投资回收期在3年以内”的承诺。我们认为在拥有实际项目业绩之后，公司复合冷产品在电力行业的订单有望从2023年开始放量。六、重点公司简况1、开山股份：从中国制造，走向中国创造投资亮点空压机龙头“同心多元”转型升级：开山股份是国内螺杆空气压缩机行业的龙头。在历史上，公司凭借优秀的管理、制造和销售能力取得了成功；而向未来看，公司正在依靠不断提升的研发创新能力，将所掌握的螺杆型线技术优势，同心拓展至节能环保、能源化工、制冷技术等多个领域。长期看，我们认为公司有望成长为世界级、综合性的节能环保及压缩机技术解决商。螺杆膨胀机新产品强势增长：螺杆膨胀机因其性能特点，能够较好解决传统技术（如余热锅炉+蒸汽轮机）难以解决的低品质余热余压回收利用难题，在国家节能减排、企业降本增效的大背景下有良好应用前景。开山股份2023年成功研制出螺杆膨胀发电机产品并实现销售，凭借其型线技术优势，能够比对手做到效率更高、成本更低。我们认为螺杆膨胀机有望成为未来2-3年公司业绩增长主要驱动力。气体压缩机与制冷设备有望获得突破：公司的螺杆型线技术优势同样可以复制到气体压缩机、制冷技术等领域，公司也成立相应的事业部或子公司推进2个市场的开拓。在天然气、化工等领域，螺杆压缩机因其节能高效、易维护的优点，应用程度正持续提高；在制冷领域，国内冷链物流需求的提升给相关装备厂商提供了广阔市场空间。我们认为公司有望在这两个领域不断取得突破。螺杆空压机传统主业也仍有上升空间：尽管目前国内空压机市场暂时处于低谷，但开山股份未来在高端机型（如无油）、海外市场等仍有可观的向上空间，公司也在研发、销售渠道方面有相应的计划和布局。此外，国内对于空压机节能标准不断提升的趋势（包括相关补贴）也有望推动公司市场份额的继续提升。风险空压机市场波动，新技术市场接受速度，EMC模式的资金风险等。2、南方泵业：高屋建瓴，走向综合泵业龙头投资亮点南方泵业是国内泵行业的潜在整合者：国内泵行业在过去呈现“大行业小公司”、分散度较高的格局，但这一格局正在发生改变。尤其是近年来以南泵为代表的率先上市企业，正在越来越多地通过资本运作方式，进入不同的泵细分市场，由单一/少数产品向多领域发展。未来国内泵行业有望诞生市占率10%+的龙头，而南泵以其机制、技术、资金等优势，成为最有可能承担这一角色的企业。不锈钢泵、供水设备等主导产品持续稳健增长：不锈钢冲压泵是公司目前最主要收入来源，未来将对传统铸铁泵和外资厂商份额形成持续的“双替代”；而无负压变频供水设备作为第三代楼宇供水技术，将对前代产品形成持续替代；此外，新型城镇化进程和国内对节能环保要求的提升也是上述产品需求增长的重要驱动因素。我们预计未来3年中，公司不锈钢冲压泵和无负压变频供水设备的收入CAGR将分别有望达到~20%和30%+。同心多元拓展，走向综合化泵企：近年来，公司通过并购、合资、合作研发等方式，开始向大泵（水利泵为主）、污水泵、海水淡化、化工泵、消防泵等新的领域拓展。其中湖南南方长河的大泵产品，在经过短暂调整后，有望从2023年开始盈利并快速增长；南方鹤见的污水泵产品有望从2023年开始快速放量；而在海水淡化产品（高压泵&能量回收装备）方面，南泵处于国内绝对领先的地位，国内海水淡化产业的政策、成本瓶颈打开后，将有望成为“十三五”期间公司重要的业绩成长点。南方泵业正在向综合性、多元化的水泵及水处理设备行业龙头发展。风险下游行业风险、新产品市场开拓速度、企业文化磨合速度等。3、隆华节能：双轮驱动，成长加速投资亮点节能+环保，“新隆华”进入加速成长期。在并购中电加美之后，上市公司将形成“隆华本部节能，中电加美环保”的双板块新构架，在政府和企业对节能环保重视程度和投入持续提高的大背景下，公司成长有望加速。此外，原先独立的2家公司在并购后有望在客户资源、产品技术、融资渠道等方面形成1+1>2的协同效应。隆华节能正在向综合性的节能环保整体方案解决商发展，长期看有成长为“大公司”的潜力。隆华本部复合冷技术：电厂改造市场有望爆发。高效复合型冷却（凝）器，是公司独创性技术，具有换热效率高、节电节水等特点，尤其可以解决北方地区空冷器在夏季冷却效果差的问题。该产品之前应用以化工、冶金行业为主，但正在向空间更大的电力行业延伸。2023年，公司复合冷产品的2个大电厂示范项目首次运行了1个完整的夏天，效果良好。在具备了历史业绩之后，电力行业的复合冷订单有望从2023年开始爆发。我们预计隆华本部14-15年净利润年均增速将在20%-30%。新并购中电加美：水处理大市场空间广阔。北京中电加美是专注于工业水处理技术的企业，尤其是凝结水精处理技术国内领先。公司下游原先以电力行业为主（核心人员多数出自该行业），正在向化工、冶金等行业延伸。我们测算国内工业水处理市场空间近300亿元，对于公司有很大的向上空间。在间接登陆资本市场后，公司也有望向更广阔的市政水处理、海水淡化等领域拓展。中电加美从12年下半年以来订单情况良好，我们预计公司在13-15年有望实现30%-40%的净利润CAGR。风险新产品市场接受速度风险，新并购企业整合速度风险。4、陕鼓动力：主业平淡，节能环保业务是潜在亮点投资亮点陕鼓动力是国内透平机械龙头企业，也是通用机械行业收入规模第2大和利润规模第1大企业。公司拥有良好的管理、研发、制造、销售、服务能力。但是由于下游市场仍有较大比例来自冶金（目前仍占到订单比例的近50%）、传统化工等，受累于国内工业FAI减速的趋势，公司成长也从2023年开始减速。公司2023年新接订单同比下降约20%，2023年预计会有15%-20%的恢复性增长，但是考虑到国内宏观经济趋势，我们认为公司传统产品在短期内难以回到高速增长的状态。公司未来潜在的成长亮点在于节能环保业务。公司早期的节能环保相关产品主要是大型工业能量回收装备（包括钢铁高炉顶压TRT、硝酸三合一/四合一机组等）和污水处理曝气鼓风机，但近年来已经拓展至余热锅炉、蒸汽轮机等新产品。目前，公司具备提供整套工厂能量回收解决方案（EPC、BOT、EMC等）的能力。我们估测目前节能环保类业务占公司新接订单10%以上。我们认为陕鼓动力未来有望成长为大型工业企业/工业园区提供综合性的节能环保解决方案和运营服务的企业。除了直接的节能环保类产品和服务外，公司也在积极拓展煤化工行业（包括空分压缩机、过程气体压缩机等）和天然气行业（包括液化制冷压缩机、管线压缩机、脱湿鼓风机等）等2个市场，同样有望受益于国内对节能减排要求提高的大趋势。过去3年中，公司为以上2个市场成立了专门的销售事业部，以上2个市场在公司新接订单中的占比也正在持续提高。风险下游行业投资增速变化，公司气体业务拓展进度。七、主要风险1、政府政策变化的风险从历史经验来看，国家规划、政府补贴、国家强制行业标准等，是促进节能技术普及的重要推动力，所以政策的变动是节能技术推广、节能机械设备需求的重要风险，当然，这个风险是向上向下同时存在的。2、新产品推广进度的不确定性我们在报告中推荐的很多技术路线，如螺杆膨胀机、复合冷凝器等，都属于较新、甚至是国内首创的技术，在市场推广过程中由于客户接受度问题可能进度有不确定性。3、传统业务减速或萎缩的风险部分公司仍有比较高比重的收入来自于传统下游行业或传统产品。在看好其节能类产品增长前景的同时，也应关注其传统业务减速甚至萎缩的潜在可能。

2023年胰岛素行业分析报告目录TOC\o"1-4"\h\z\u一、胰岛素是人体血糖控制的关键 PAGEREFToc368763251\h41、胰岛素是人体内唯一能够降低血糖的激素 PAGEREFToc368763252\h42、胰岛素分泌异常会导致糖尿病 PAGEREFToc368763253\h53、我国糖尿病发病率快速提升 PAGEREFToc368763254\h54、胰岛素产品已经发展到第三代 PAGEREFToc368763255\h75、不同胰岛素生产工艺差别较大 PAGEREFToc368763256\h8二、医生在处方胰岛素的时候考虑的问题 PAGEREFToc368763257\h91、随着病程的推进，胰岛素使用量逐步加大 PAGEREFToc368763258\h92、胰岛素的注射模拟体内分泌过程 PAGEREFToc368763259\h103、胰岛素一般采用笔式注射，注射部位有讲究 PAGEREFToc368763260\h13三、市场容量能够支撑胰岛素的快速增长 PAGEREFToc368763261\h141、使用胰岛素的患者群体庞大 PAGEREFToc368763262\h152、胰岛素的使用费用 PAGEREFToc368763263\h163、胰岛素国内市场容量超过200亿 PAGEREFToc368763264\h17四、基层需求推动二代胰岛素放量 PAGEREFToc368763265\h181、二、三代胰岛素聚焦市场不同 PAGEREFToc368763266\h182、二代胰岛素在定价和医保报销方面具备优势 PAGEREFToc368763267\h193、价格合理使得国产二代胰岛素进入多省基药增补目录 PAGEREFToc368763268\h204、基层放量，提前布局是关键 PAGEREFToc368763269\h21一、胰岛素是人体血糖控制的关键1、胰岛素是人体内唯一能够降低血糖的激素血糖是人体血液中所含的葡萄糖，人体细胞从血液中摄取糖分用以提供能量，血糖是人体最为直接的能量供应物质。血糖的含量过高和过低都会对人体产生不利影响，过高的血糖含量会引起心血管疾病以及视网膜等组织的病变，而过低的血糖含量则会使人体能量供应不足，产生晕厥等症状。胰岛是人体内调节血糖浓度的关键脏器，其分泌胰高血糖素用于提升血糖浓度，分泌胰岛素用于降低血糖浓度，两者相互制约达到体内血糖浓度的平衡。糖尿病患者就是胰岛素的分泌出现异常，使得体内血糖浓度过高。2、胰岛素分泌异常会导致糖尿病糖尿病是由于胰腺分泌功能缺陷或胰岛素作用缺陷引起的，以血糖升高为特征的代谢性疾病。糖尿病主要分为I型和II型两种，I型糖尿病主要是自身胰岛细胞受损引起，占比较小约为5%；II型糖尿病主要是由于胰岛素分泌不足引起，与生活习惯联系紧密，占比较高，在90%以上。3、我国糖尿病发病率快速提升我国居民生活水平提升较快，但保健意识未相应跟上，这直接导致我国糖尿病发病率急剧提升。目前我国已经超越印度成为全球糖尿病患者数量最多的国家，糖尿病患者人群已达9,000万。巨大的患者人群也为糖尿病治疗产品提供了广阔的市场空间。我国糖尿病发病率随着年龄的增长而迅速提升，国内人口结构的老龄化也将推升糖尿病发病率。从糖尿病发病的绝对人口数量来看，目前我国城市人口发病数量较农村略多；但是从潜在人口来看，农村患前驱糖尿病（葡萄糖代谢异常）的人口远多过城市，农村的糖尿病治疗市场蕴含着巨大的增长潜力。4、胰岛素产品已经发展到第三代胰岛素最初是从猪和牛等动物脏器中获取，但是动物源性胰岛素注射到人体内之后会引起较强的排异反应，效果较差，这是第一代胰岛素。随着基因工程技术的发展，到20世纪80年代，丹麦诺和诺德公司率先体外合成人胰岛素，由于与人自身胰岛素结构类似，人工合成胰岛素逐步替代动物源性胰岛素，这是第二代胰岛素。到2023年的时候，人们发现通过改变体外合成胰岛素的结构，能够控制其在体内发挥效果的时间，效果能够得到更好的控制，胰岛素衍生物应运而生，这是第三代胰岛素。那么在国内这三代胰岛素的使用情况如何？第一代动物源性的胰岛素由于疗效问题在国际上基本已经被淘汰，在国内仅在农村地区使用；第二代胰岛素由于疗效稳定，价格相对便宜，性价比较高，是目前国内使用的主力品种；第三代胰岛素目前正在国内推广，但由于价格相对较高，目前主要在一线城市使用。5、不同胰岛素生产工艺差别较大第一代胰岛素来自于动物，主要从屠宰场猪和牛胰腺中获取。从第二代胰岛素开始，人们首次通过基因工程在微生物中体外合成胰岛素，目前主要以大肠杆菌和酵母两种菌类为载体合成，通化东宝和礼来通过大肠杆菌培养体系合成，诺和诺德通过酵母合成。第三代胰岛素同样以微生物为载体合成，在第二代胰岛素的基础上做了一些基因修饰，即基因片段与人体内合成胰岛素的基因片段不完全一致，具备不同的功效，所以也叫胰岛素类似物。二、医生在处方胰岛素的时候考虑的问题1、随着病程的推进，胰岛素使用量逐步加大对于胰岛素依赖型的I型糖尿病患者，只能通过终生胰岛素的注射来治疗。对于占患者大多数的非胰岛素依赖型的II型糖尿病患者，在初次诊疗的时候一般会选用口服降糖药来进行治疗，在治疗后期机体对于口服降糖药不敏感的时候才转为胰岛素治疗。我们首先来了解一下几类口服降糖药的机理，目前口服降糖药主要分为三大类，分别是：促胰岛素分泌药、胰岛素增敏药、a-葡萄糖苷酶抑制剂，它们分别从增加胰岛素分泌，增强机体对胰岛素敏感性、降低营养物质吸收等方面来降低血糖。机体对于口服降糖药有一个耐受的过程，胰岛β细胞在药品刺激下超负荷运分泌胰岛素，时间长了之后可能会逐步丧失功能，一旦体内无法分泌正常所需胰岛素，就需要外源注射胰岛素来补充，这个时候就需要口服降糖药和胰岛素的联合治疗，如果控制效果仍不够理想，需要逐步加大胰岛素的使用量，直至完全使用胰岛素。随着病程的推移，大部分糖尿病人在病程的中后期都会开始使用胰岛素，从下图中我们可以看到国内使用胰岛素病人的比例处于提升的过程之中。2、胰岛素的注射模拟体内分泌过程胰岛素的使用需要模拟体内分泌的过程，因此临床胰岛素的分为基础胰岛素和短效胰岛素。基础胰岛素主要用于保持体内胰岛素含量稳定，而短效胰岛素主要用于进餐后血糖浓度快速升高的时候，迅速降低血糖。从下图我们可以很清晰看到，体内胰岛素的分泌与进餐时间几乎同步，因此注射胰岛素的时候也应模拟体内分泌的过程，在进餐时注射起效快短效胰岛素，而用长效胰岛素维持基础浓度，理论上凌晨3-4点应该是体内胰岛素含量最低的时候。根据上图我们大概可以将外源注射的胰岛素分为两类，一类是在餐后快速控制血糖的短效胰岛素，一类是用于维系体内胰岛素浓度的长效胰岛素。对于短效胰岛素，要求是注射后能够迅速吸收，使血液中胰岛素的浓度在短期类达到波峰，用于降低餐后体内迅速上升的血糖，而在血糖波峰过后，又能够快速代谢掉，避免出现低血糖风险；而对于长效胰岛素，要求是注射后能够在体内稳定的释放，不出现明显的波峰与波谷。那么胰岛素类药品为什么会有长效和短效之分呢？我们需要了解一下胰岛素在体内吸收的过程。体外合成的重组人胰岛素在溶液中会以六聚体的形式存在，在体内逐步分解为单体后发挥作用。超短效胰岛素就是通过改变胰岛素部分结构，但保留有效部位，这样生产的胰岛素类似物会以二聚体的形式存在，进入体内后迅速分解为单体发挥作用，较短效的六聚体更快。后面科研人员又发现胰岛素与大分子的鱼精蛋白结合能够大大延缓体内释放速度，由此便形成了长效的鱼精蛋白锌胰岛素，这是在二代胰岛素的基础上添加大分子蛋白形成聚合物从而达到缓释的目的。在三代胰岛素类似物中，科研人员通过改变胰岛素结构使得其释方速度变慢，形成了长效产品，详细原理请见下面表格。3、胰岛素一般采用笔式注射，注射部位有讲究目前胰岛素的注射分为胰岛素注射笔和胰岛素注射器两种，胰岛素注射器相对便宜一些，但携带不太方便，并且每次注射前需要抽取胰岛素，会造成一定不便，所以逐步被淘汰。各厂家生产的胰岛素注射笔基本区别不大，胰岛素注射笔上标有剂量刻度，每次使用能够较为精准的定量，其使用的注射笔用针头非常细小，因此能减少注射时的痛苦和患者的精神负担。此外，胰岛素注射笔使用方便，便于携带。由于胰岛素在脂肪组织中吸收较快，而在肌肉组织中不易吸收，所以胰岛素一般需要注射至皮下脂肪组织。由于腹部脂肪较多，所以一般使用短效或与中效混合的胰岛素的时候优先考虑腹部；而使用长效胰岛素的时候，由于希望胰岛素缓慢的释放，合适的注射部位是脂肪组织相对较少的上臂，臀部或大腿。三、市场容量能够支撑胰岛素的快速增长接下来我们会对胰岛素的市场容量做一个测算，以便使得投资者有一个定性的认识。在测算之前我们首先得弄清楚胰岛素在什么情况下使用，使用胰岛素的病人群体有多大，使用胰岛素的费用有多高。1、使用胰岛素的患者群体庞大目前糖尿病主要分为I型和II型，I型糖尿病人需要终生使用胰岛素，约占患者数量的5%，按照9200万的患者数量来计算，I型糖尿病患者数量大概在460万人。II型糖尿又称非胰岛素依赖型糖尿病，病患者约占患者数量的90%，约为8,200万人，部分II型糖尿病人需使用胰岛素，具体用量要根据患者病情而定，一般会在口服胰岛素逐步失效的情况下，开始加用胰岛素。具体使用胰岛素的II型糖尿病人比例目前还没有精确的数据统计，我们在走访临床医生的过程中了解到了一些经验性的数据，大多数临床医生认为接诊的II型糖尿病患者中约有20%需要使用胰岛素进行治疗，如果按照上面我们测算的II型糖尿病患者8,200万人，那么需要使用胰岛素进行治疗的II型糖尿病患者数量约为1,600万人。合并以后，我们认为国内需要使用胰岛素糖尿病患者的数量约为2,000万。2、胰岛素的使用费用前面我们已经谈到目前市场上胰岛素分为三代，每一代之间的价格差别比较大，并且国产胰岛素与进口胰岛素之间也有价格差别。我们选取最具代表性的两家企业来进行价格的比较，国产选取通化东宝（二代胰岛素为主），进口选取诺和诺德（占据国内胰岛素市场70%以上的市场份额）。通过以上表格我们对不同类型胰岛素的价格有了一个大致的了解，那么一个糖尿病人一天应该使用多少胰岛素呢？在临床上医生对糖尿病人胰岛素用量的方法比较复杂，个体差别较大，为了便于计算，我们采用简易的计算方式——按病人体重来测算。对于病情较轻的糖尿病人胰岛素的使用量为0.4-0.5IU/kg，对于病情较重的糖尿病人胰岛素的使用量为0.5-0.8IU/kg，我们择中选取0.6IU/kg，假设糖尿病人的平均体重为65kg（男性，女性患者体重平均数值），一个糖尿病人每天平均使用量约为40IU（如果是I型糖尿病人用量还会略高一些约为45IU/天）。长效胰岛素由于只维持体内基础胰岛素浓度，患者使用量会小一些，大概为0.2IU/kg，对应每天使用量为13IU。对病人每天胰岛素用量有了一个大致的认识，我们就可以根据中标价格来推算每天的费用。3、胰岛素国内市场容量超过200亿在上面的内容中，我们已经把需要使用胰岛素患者数量的计算方式与日均费用的测算方式向大家阐述清楚了，下面我们对胰岛素内市场容量进行测算，由于临床个体情况可能差别较大，我们的测算结果不一定十分精确，但能够为大家提供一个数量级上定性的认识。我们再重点看一下二代胰岛素，目前基层农村患者约占糖尿病患者的一半，如果假设基层患者全部使用国产二代胰岛素，那么其市场容量应该在200亿元左右。四、基层需求推动二代胰岛素放量1、二、三代胰岛素聚焦市场不同市场对于糖尿病市场的潜力，以及胰岛素在国内市场的持续增长已经没有太大分歧，市场的分歧点在于三代胰岛素出来之后，二代胰岛素的市场是否会被逐步替代，二代胰岛素基层放量的逻辑是否成立。经过分析，我们认为三代胰岛素与二代胰岛素目前面对的患者群体重叠部分较少，三代胰