新基建专题报告:智慧杆,5G智慧城市尚待发掘的金矿

2020-05-14  来源:未来智库(中金公司)

5G 网络和智慧城市建设对挂载用杆塔需求明确,我们认为智慧杆是新基建时代尚待发掘的金矿。2019年我国灯杆保有 量约为2,935(国家统计局数据),是全国通信铁塔保有量的十倍以上,如果叠加安防、交通用杆等规模更为惊人。但目前路侧杆建设管理主体分散,难以发 挥规模效应集中资源。从2015年左右部分地方政府发布了一系列文件,试点性地推进路侧杆向智慧杆改造。我们通过在沪深等地实地调研,总结了目前智慧杆运营的商业模式,同时我们新提出两种未来可行的商业模式。我们相信智慧杆如果能够顺利发展,能够打通智慧城市数据孤岛问题,有望带动每年千亿元级 别改造投资同时节省电信、公安、交通等部门大量的重复建设费用。

智慧杆的现状与问题。我国智慧城市对路灯、基站、摄像头、环境监测设备、充电桩需求达到上亿级别,都需要路侧杆挂载。但我国基础设施建设管理职权分散,造成了大量道路开挖、重复建设问题,既影响城市美观又造成资金浪费;另外不同源的数据目前也分散在各个管理部门,难以打通数据孤岛。智慧杆或者综合杆是城市发展到一定水平的必须之路,目前正从一线城市向二线城市发展,高效配置建设资金的同时也能助力我国经济数字化转型。

如何理顺智慧灯杆的商业模式。我们通过实地调研了解到我国沪深广、南京、成都等城市在地方政府推动下,从2018年左右已开启智慧杆的规模试点建设,政府通过建立专职部门或公司统筹智慧杆的建设运营,打破了管理 部门间的藩篱。部分试点同社会资本形成了合作,尝试通过市场化机制管理智慧杆。主要试点模式为杆体统一建设管理,挂载物和数据仍分别管理。另外,沪深等地还发布了智慧杆建设地方标准,并成立了智慧杆推动组织。我 们建议将智慧杆的建设上升至智慧城市新基建的子项目层级,由当地政府一把手统一管理。建议智慧杆建设打破管理和数据孤岛,服务于城市各管 理机构,优化城市运行。一旦生态理顺,智慧杆对政府而言ROI较好,将成为新基建待发掘的下一个金矿,根据搭载物的品类和数量获得较好的 IRR回报率和EBITDA水平。

智慧灯杆产业的投资机会在哪里。1)智慧杆运营公司(包括国网、铁塔等 公司本身):一部分智慧杆运营公司由政府牵头组成,另外一部分智慧杆公司由国网、铁塔等大型国有企业设立,为提高公司运营效率,部分智慧杆公司也会引入民间资本;2)杆体、安防装备、显示屏、充电桩等设备供应商: 海康大华、华体科技、日海智能、利亚德、洲明科技等公司从安防、杆体、 照明等不同角度切入智慧杆产业链;华为公司发展智慧杆应用,并通过Ocean Connect 开放平台推动城市传感器的管理;3)智慧城市顶层设计公司或工程总包公司:如华为、阿里、腾讯、海康、大华、勤电等。

图1.jpeg

图2.jpeg

图片3.jpeg

4.jpeg

5.jpeg

问题:基础设施多头管理导致重复建设和数据孤岛问题

随着我国城市化建设的不断推进,“5G+智慧城市(smarter cities的深入发展,路灯、红绿灯等基建设施以及基站、摄像头、环境监测设备、车联网路侧单元等基建设施都将快速布满城市,数量呈快速增长。

6.jpeg

7.jpeg

基站:移动互联网向高速化、泛在化、场景化方向不断发展。3G4G再到5G,移动互联网的平均速度从1MB/秒(理论最高速度 4MB/秒)到70MB/秒(理论最高速度 90MB/秒)呈现百倍增长,对基站容量和密度要求不断提升。同时,4G/5G的覆盖将更加广泛,中国基站数量从2010年超100万个到2020年超500万个。另外网络从传统的人际网络向物联网络延伸,基站的挂载场景更加复杂。

监控:在国家政策支持下,平安城市雪亮工程智慧城市等工程在全国各 地推进,安防市场快速增长,监控摄像头的数量也不断增加。根据中商产业研究院数据,我国安防行业市场规模从2012年的3,240亿元增长到2018年的6,600亿元,增长104%,预计2019年安防行业市场规模将近7,200亿元。根据 IHS Markit 数据,2017年中国监控摄像头的数量为1.76 亿个,预计2020年中国监控摄像头数量将达到4.5亿个。

环境:环保监察常态化、污染物排放标准提升、环境税征收、环保监测垂改制度推 行以及环境监测网格化体系建设等因素驱动环境监测设备部署。例如,1)大气治理方面,生态环境部千里眼计划对京津冀及周边地区“2+26”个城市划分网格,利用卫星遥感技术筛选出PM 2.5 较高的3,600 个网格作为热点网格进行重点监测;2)水治理方面,根据环保部数据,截至2018 年全国地表水水质检测国控断面扩展至2,050 个,地下水监测点建成5,100 个,城乡饮用水水质监测实现全国所有地市、县区全覆盖和85%的乡镇覆盖,污染源监测性监测重点企业数量达到2.87万家; 3)土壤治理方面,国家土壤环境监测网已经初步建设,其中生态环境部 38,880个监测点位,农业农村部 40,061 个监测点位,自然资源部 1,000 个监测点位。根据北极星环保网的数据,2018 年中国环境监测设备销售量达到63,398台,同比增长12.06%

照明:技术方面:传统路灯使用的是高压钠灯,具有功率大、亮度高的优点,但也 有着高能耗、寿命短的缺点2010 年前后,在国家节能减排政策下,节能环保、寿命更长的LED 路灯逐步取代传统的高压钠灯。数量方面:1)功能性照明,随着 城镇化建设的推进,照明路灯数量越来越多,根据统计局数据,我国道路长度由 2014 35.2 万公里增长至2018 43.2 万公里,CAGR 4.18%,城区面积由2014 184 万平方公里增长至 2018 201 万平方公里,CAGR 1.78%,城市道路照明灯也由 2014 2302 万盏增长至 2018 2738 万盏,CAGR 3.53%2)景观照明方面, 受益于全球各国家或地区政策推广支持,景观亮化市场规模不断提高,根据高工产研 LED 研究所调研数据,2019 年我国景观亮化市场规模达到 680 亿元,预计 2020 年市场规模将突破 1,000 亿元。

车联网路侧单元:车联网是智能驾驶的基础。车联网需要汽车同路侧单元(RSU)进行实时通信。RSU 目前主要应用在高速公路、车场管理中,在路侧安装 RSU,建立无人值守的快速专用车道。与车上单元(OBU)进行通讯,实现车辆身份识别,电子扣分的装置。随着技术的发展,RSU 将感测、分析、控制和通信联合在一起,构建成强大的智能交通系统(ITS)。未来智慧城市采用 RSU,有助于保持交通顺畅,改善安全和应急响应,并提供更多的服务。RSU 的覆盖可能十分广泛,规模超过通信基站数量。

充电桩:伴随着国家接连出台一系列补贴优惠政策,我国新能源汽车行业快速实现 产业化和规模化的飞跃式发展,我国20122018年新能源汽车销量CAGR达到113%2018 年各种类型新能源汽车合计销量达到 118.8 万台。依托新能源汽车高景气度,充电设备市场空间较大。根据国家发展规划,2020 年我国新能源汽车保有量要达到 500 万台,充电桩数量要达到 480 万个。

除了重复建设,以上城市基础设施由于早期管理问题,历史上分别由不同的主体建设运 营,随着基础设施规模提升和智能化趋势的不断落地,目前的管理模式不仅影响了城市 的市容市貌,还影响了城市的整体效率。甚至,随着未来业务的不断增加,无节制地分 散化建设基础设施可能使得城市发生无杆址可用的局面。

8.jpeg

不同的监管体系背后更重要的问题在于数据孤岛效应。由于没有统一的筹划,不同监管部门对不同数据的使用、监管不同,导致数据使用效率不高。


智慧杆是新基建建设的排头兵

城市管理者已经意识到建设重复和数据孤岛问题,因此在城市建设中越来越多地从城市 整体顶层设计出发,从分散建设的路边各种杆体升级为智慧杆建设模式承载通信基站和各类传感器,这也契合新基建的建设思路。

智慧杆是集智慧照明、视频监控、交通管理、环境检测、无线通信、信息交互、应急求 助等多功能于一体的公共基础设施,可挂载 4G/5G 通信基站、WiFi 无线网络、智能节能路灯、智能安防监控、智能人脸识别、交通诱导与指示、音响与广播电视、无人机充电、汽车充电桩、停车无感支付、无人驾驶诱导等设备。

智慧杆的建设已经在部分城市试点推行,成为城市发展的重要议题。智慧杆是智慧城市 建设的新型公共基础设施。搭载了多种设备的智慧杆,在ICT 技术的赋能下,可以高效节能地提供市政、交通、安防、环保等多领域的新型公共服务。城市的深入智慧化建 设对挂载物的需求数量和种类不断提升。

9.jpeg

根据不同的场景,智慧杆挂载的设备可以用不同的组合。比如在可以停放电动车的停车场、小区内部、公园等场景的智慧杆可以搭载电动汽车充电桩;在行人较多的小区内部、 公园、工厂园区等场景可以安装环境监测装置;在城市内部的城市道路、停车场、小区内部等场景可以安装城市广播。

10.jpeg

总结:

我们认为在新基建的背景下,5G网络建设将面临大量基站建设,同时智慧城市的传感器建设需求也十分迫切。智慧杆的建设可以有效地实现成本城市整体运营的降本增效。有利于城市管理效率提升,是新基建待发掘的下一个金矿。

目前智慧杆在技术上不存在明显的瓶颈,通过近年的探索,智慧杆已经进入到标准建立阶段。我们认为,智慧杆运营需要通过专业管理平台实现,突破原有多方管理的藩篱,进行建设和运维的优化配置。我们建议将智慧杆的建设上升至智慧城市的子项目,由当地政府一把手统一管理智慧城市项目。我们提出了三种建设模式,并在不同模式下测算了投入回报率。

我们认为考虑地下建设,单杆初始建设成本可达15万元,加上挂载物后单杆成本可达21 万元。由于政府在该模式下只需要1 次施工,因此虽然初期投资规模较大,但一旦考虑重复开工的施工费,则智慧杆模式的优势就十分明显了。如果需要二次开工,智慧杆模式的成本就低于普通建设成本。

如果计算20年折旧期,项目IRR维持在10%左右,基本可以实现盈亏平衡。但项目现金流情况优异,EBITDA 利润率可达60%以上。而且随着折旧期结束,项目可以贡献大量净利润。

在实践中,不同城市的成本结构存在差异,在人口密集经济较为发达的地区,运营效率高,当地政府和工程建设或有运营的能力,或直接运营;在人口密度较低的地区,运营效率低,当地政府或工程建设方运营体系不完善,参与者具备帮助政府运营的能力,有望与政府联合运营或独立运营。而未来数据的价值可能会进一步在运营中得到体现。