工业自动化控制系统功率控制系统装置行业分析报告.docx

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工业自动化控制系统功率控制系统装置行业分析报告

 

2012年工业自动化控制系统-功率控制系统装置行业分析报告

 

2012年5月

一、行业分类

根据《国民经济行业分类和代码表》(GB/T4754‐2002),功率控制系统装置所属行业为“C41仪器仪表及文化、办公用机械制造业”大类下的“C411通用仪器仪表制造”,再具体细分为“工业自动化控制系统装置制造”。

如下图所示:

二、行业主管部门、监管体制、产业政策

1、行业主管部门、监管体制

功率控制系统装置行业,主要由政府相关部门规划管理、行业协会协调发展,其中前者侧重于行业宏观管理和产业政策,包括国家发展和改革委员会、国家电力监管委员会、工业和信息化部等部门,后者包括中国自动化学会、中国电源学会、中国电工技术学会电力电子专业委员会等。

(1)国家发展和改革委员会

国家发展和改革委员会主要职责包括:

1、推进经济结构战略性调整。

2、承担组织编制主体功能区规划并协调实施和进行监测评估的责任。

3、承担重要商品总量平衡和宏观调控的责任。

4、推进可持续发展战略,负责节能减排的综合协调工作。

5、组织拟订应对气候变化重大战略、规划和政策。

6、承担国家国防动员委员会有关具体工作及其他工作。

(2)工业和信息化部

工业和信息化部主要职责包括:

1、提出新型工业化发展战略和政策,协调解决新型工业化进程中的重大问题,拟订并组织实施工业、通信业、信息化的发展规划,推进产业结构战略性调整和优化升级,推进信息化和工业化融合,推进军民结合、寓军于民的武器装备科研生产体系建设。

2、制定并组织实施工业、通信业的行业规划、计划和产业政策,提出优化产业布局、结构的政策建议,起草相关法律法规草案,制定规章,拟订行业技术规范和标准并组织实施,指导行业质量管理工作。

3、负责提出工业、通信业和信息化固定资产投资规模和方向(含利用外资和境外投资)、中央财政性建设资金安排的意见,按国务院规定权限审批、核准国家规划内和年度计划规模内固定资产投资项目。

4、拟订高技术产业中涉及生物医药、新材料、航空航天、信息产业等的规划、政策和标准并组织实施,指导行业技术创新和技术进步,以先进适用技术改造提升传统产业,组织实施有关国家科技重大专项,推进相关科研成果产业化,推动软件业、信息服务业和新兴产业发展。

5、承担振兴装备制造业组织协调的责任,组织拟订重大技术装备发展和自主创新规划、政策,依托国家重点工程建设协调有关重大专项的实施,推进重大技术装备国产化,指导引进重大技术装备的消化创新。

6、拟订并组织实施工业、通信业的能源节约和资源综合利用、清洁生产促进政策,参与拟订能源节约和资源综合利用、清洁生产促进规划,组织协调相关重大示范工程和新产品、新技术、新设备、新材料的推广应用。

(3)中国自动化学会

中国自动化学会是我国最早成立的国家一级学术团体之一,由全国从事自动化及相关技术的科研、教学、开发、生产和应用的个人和单位组成,是中国科学技术协会的组成部分,是发展我国自动化科技事业的重要社会力量。

中国自动化学会主要职责包括:

1、组织研究自动化科学技术与产业发展战略,向政府部门提出咨询建议。

2、组织编辑出版自动化科技及相关领域的科技期刊、书籍和论文集。

3、开展对自动化科技人员及会员的继续教育和技术培训工作,普及科学技术知识,传播先进生产技术和科学管理经验。

4、接受委托,承担自动化科技及相关领域的科技论证、评估、咨询、科技成果鉴定、专业技术资格(或职务)评审,科技文献的编审,标准的制订。

(4)中国电源学会

中国电源学会成立于1983年,是在国家民政部注册的国家一级社团法人,业务主管部门是中国科学技术协会。

下设17个省、市、地区电源学会,八个专业分会以及六个工作委员会。

专业范围包括:

通信电源、不间断电源(UPS)、通用交流稳定电源、直流稳压电源、变频电源、特种电源、蓄电池、变压器、元器件、电源配套产品等。

中国电源学会开展一系列行业服务工作。

如:

编写标准、科技成果鉴定、协助企业建立质量管理体系,参与工程项目的招标评标、技术培训、科技普及、技术服务、技术咨询等,并且承办各种类型的学术交流会。

(5)中国电工技术学会电力电子专业委员会

中国电工技术学会成立于1981年7月23日,由以电气工程师为主体的电工科学技术工作者和电气领域中从事科研、设计、制造、应用、教学和管理等工作的单位、团体自愿组成的社会团体法人,是中国科学技术协会的组成部分,总部设在北京。

中国电工技术学会主要工作包括:

开展各种形式的国际、国内学术交流活动,承担科技成果鉴定、事故技术诊断,主持开展电气工程师技术资格认证、电气工程师注册和国际互认工作,接受政府、行业组织和企业委托的电工科技项目的论证、评估、咨询,组织重大科技项目攻关等。

中国电工技术学会下属电力电子专业委员会所涉及的主要专业领域包括:

电力电子器件及成套装置、电力电子变流技术、电气传动技术、电力电子技术应用、电力电子系统分析与控制等。

2、产业政策

工业自动化控制系统装置行业受国家装备制造业调整和振兴规划、新能源、节能减排政策支持,主要包括:

(1)2012年2月24日,工信部印发《太阳能光伏产业“十二五”发展规划》,相关内容如下:

“前言:

‘十一五’期间,我国太阳能光伏产业发展迅速,已成为我国为数不多的、可以同步参与国际竞争、并有望达到国际领先水平的行业。

加快我国太阳能光伏产业的发展,对于实现工业转型升级、调整能源结构、发展社会经济、推进节能减排均具有重要意义。

国务院发布的《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》,已将太阳能光伏产业列入我国未来发展的战略性新兴产业重要领域。

“二、‘十二五’面临形势:

目前,各主要发达国家均从战略角度出发大力扶持光伏产业发展,通过制定上网电价法或实施‘太阳能屋顶’计划等推动市场应用和产业发展。

国际各方资本也普遍看好光伏产业,……从我国未来社会经济发展战略路径看,发展太阳能光伏产业是我国保障能源供应、建设低碳社会、推动经济结构调整、培育战略性新兴产业的重要方向。

‘十二五’期间,我国光伏产业将继续处于快速发展阶段,同时面临着大好机遇和严峻挑战。

……太阳能电池产品多数出口海外市场,产业发展受金融危机和海外市场变化影响很大,对外部市场的依存度过高,不利于持续健康发展。

……而国内光伏产业在很多方面仍存在较大差距,国际竞争压力不断升级:

多晶硅关键技术仍落后于国际先进水平,……”。

“三、指导思想、基本原则与发展目标:

……

(二)基本原则:

……2.支持技术创新,降低发电成本:

以企业为技术创新和产业发展的主体,强化关键技术研发,提升生产工艺水平,从高纯硅材料规模化生产、……生产装备国产化、……等多方面入手,努力降低光伏发电成本。

……(三)发展目标:

1、经济目标:

‘十二五’期间,光伏产业保持平稳较快增长,多晶硅、太阳能电池等产品适应国家可再生能源发展规划确定的装机容量要求,同时积极满足国际市场发展需要。

支持骨干企业做优做强,到2015年形成:

多晶硅领先企业达到5万吨级,骨干企业达到万吨级水平;3‐4家年销售收入过10亿元的光伏专用设备企业。

……2.技术目标:

多晶硅生产实现产业规模、产品质量和环保水平的同步提高,……,到2015年平均综合电耗低于120度/公斤。

……3、创新目标:

到2015年,企业创新能力显著增强,涌现出一批具有掌握先进核心技术的品牌企业,掌握光伏产业各项关键技术和生产工艺。

……4、光伏发电成本目标:

到2015年,……,发电成本下降到0.8元/千瓦时,光伏发电具有一定经济竞争力;到2020年,……,发电成本下降到0.6元/千瓦时,在主要电力市场实现有效竞争。

“四、十二五主要任务:

(一)推动工艺技术进步,实现转型升级;

(二)提高国产设备和集成技术的研发及应用水平”。

“五、‘十二五’发展重点:

(一)高纯多晶硅:

支持低能耗、低成本的太阳能级多晶硅生产技术。

……突破高效节能的大型提纯、……高效化学气相沉积、多晶硅副产物综合利用等装置及工艺技术,建设万吨级高纯多晶硅生产线,综合能耗小于120度/公斤。

……(七)光伏生产专用设备:

支持还原、氢化等多晶硅生产设备,大尺寸、低能耗、全自动单晶炉,吨级多晶硅铸锭炉,……,促进光伏生产装备的低能耗、高效率、自动化和生产工艺一体化”。

“六、政策措施:

(一)提升光伏能源地位,加强产业战略部署:

……通过实施工业转型升级和可再生能源等相关规划,统筹制订产业、财税、金融、人才等扶持政策,积极促进我国光伏产业健康发展。

……(四)积极培育多样化市场,促进产业健康发展:

推动制订和落实上网电价实施细则,继续实施‘金太阳工程’等扶持措施,鼓励光伏企业与电力系统等加强沟通合作,加快启动国内光伏市场。

……(五)支持企业自主创新,增强产业核心竞争力:

支持光伏企业转型升级,通过技术改造等手段扶持掌握自主技术的骨干企业,巩固和提高核心竞争力。

加大对光伏产业技术创新的扶持力度,重点支持多晶硅节能降耗、……、太阳能电池高效高质和低成本新工艺技术的研发和产业化项目。

(2)《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》:

“非化石能源占一次能源消费比重达到11.4%。

单位国内生产总值能源消耗降低16%,单位国内生产总值二氧化碳排放降低17%”;“装备制造行业要提高基础工艺、基础材料、基础元器件研发和系统集成水平,加强重大技术成套装备研发和产业化,推动装备产品智能化”;“制定支持企业技术改造的政策,加快应用新技术、新材料、新工艺、新装备改造提升传统产业,提高市场竞争能力。

支持企业提高装备水平、优化生产流程,加快淘汰落后工艺技术和设备,提高能源资源综合利用水平”;“大力发展节能环保、新一代信息技术、生物、高端装备制造、新能源、新材料、新能源汽车等战略性新兴产业”;“积极发展太阳能、生物质能、地热能等其他新能源。

促进分布式能源系统的推广应用”。

(3)《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》(国发〔2010〕32号):

“到2015年,战略性新兴产业形成健康发展、协调推进的基本格局,对产业结构升级的推动作用显著增强,增加值占国内生产总值的比重力争达到8%左右。

到2020年,战略性新兴产业增加值占国内生产总值的比重力争达到15%左右,吸纳、带动就业能力显著提高”;“(五)新能源产业。

积极研发新一代核能技术和先进反应堆,发展核能产业。

加快太阳能热利用技术推广应用,开拓多元化的太阳能光伏光热发电市场。

提高风电技术装备水平,有序推进风电规模化发展,加快适应新能源发展的智能电网及运行体系建设。

因地制宜开发利用生物质能”。

(4)国家发展和改革委员会《产业结构调整指导目录(2011年)》鼓励类行业包含:

“五、新能源”之“1、…….逆变控制系统开发制造”;“六、核电”之“9、核设施实体保护仪器仪表开发”;“十四、机械”之“23、…….各类晶体硅和薄膜太阳能光伏电池生产设备”。

(5)《国务院关于加快振兴装备制造业的若干意见》(国发〔2006〕8号)指出:

将发展工业自动化控制系统及仪器仪表,作为提升基础部件制造水平、夯实产业发展基础的重点发展对象,并在年度投资安排中设立专项资金,给予重点支持。

(6)国家加大企业研发投入税前扣除力度,鼓励企业增加研发投入。

2008年,国家科技部设立了2亿元的电力电子项目专项资金,国家发改委专门发文启动专项课题,用于推进电力电子技术和产业的发展,包括应用装置的产业化,重点围绕节能、交通、电力、冶金等领域需求,支持应用具有自主知识产权芯片和技术的电力电子装置。

(7)2010年7月国家发展改革委、科学技术部、商务部、国家知识产权局发布了《当前优先发展的高技术产业重点领域指南(2010年度)》(征求意见稿)指出:

鼓励发展“先进制造业”的“工业自动化”,鼓励发展大型火电、石化、冶金、核电工程所需综合自动化系统,能利用互联网的综合自动化控制系统,应用现场总线技术的检测与控制仪表,高性能智能化控制器,大型传动装置用高效、节能调速系统,数字化、智能化传感器,现场总线集成的各种软件及硬件产品,智能化工业控制部件和执行机构,自动化测量仪表等。

(8)国家《“十一五”十大重点节能工程实施意见》和《中国节能技术政策大纲(2006版)》等多项节能减排政策,要求提高电机系统效率,推广变频调速、调功控流等技术,有助于推动行业的进一步发展。

(9)为促进多晶硅行业节能降耗、淘汰落后和结构调整,引导行业健康发展,2010年12月31日,工业和信息化部、国家发展和改革委员会、环境保护部联合发布《多晶硅行业准入条件》(中华人民共和国工业和信息化部公告工联电子〔2010〕137号),规范和引导多晶硅行业健康发展,坚决抑制行业重复建设和产能过剩,按照优化布局、调整结构、节约能源、降低消耗、保护环境、安全生产的原则,制订多晶硅行业准入条件,以实现多晶硅行业的健康发展。

该文件规定:

“二、生产规模与技术设备”之“

(一)太阳能级多晶硅项目每期规模大于3000吨/年,半导体级多晶硅项目规模大于1000吨/年”;“三、资源回收利用及能耗”之“

(二)太阳能级多晶硅还原电耗小于80千瓦时/千克,到2011年底前小于60千瓦时/千克。

(三)半导体级直拉用多晶硅还原电耗小于100千瓦时/千克,半导体级区熔用多晶硅还原电耗小于120千瓦时/千克。

…….(六)到2011年底前,淘汰综合电耗大于200千瓦时/千克的太阳能级多晶硅生产线”。

(10)2010年,国家能源局发布了《新兴能源产业发展规划》,规划期为2011‐2020年。

在规划期内,将采取有效措施加大节能力度,提高传统能源清洁化利用水平,同时推进替代产业发展,加大天然气等清洁能源利用规模。

随着规划实施,将累计直接增加投资5万亿元,每年增加产值1.5万亿元,增加社会就业岗位1500万个。

到“十二五”末期,水电和核电占一次能源消费的比重由现在的7%左右达到接近9%;风电、太阳能和生物质能占一次能源的消费由现在的0.8%达到接近2.6%左右。

(11)2007年1月20日,在《国务院关于加快振兴装备制造业的若干意见》的指引下,四川省政府通过了《四川省关于加快振兴装备制造业的意见》(川办发[2007]16号)。

该意见明确提出,到2010年,四川省要依靠区域比较优势,发挥产业集聚效应,推进四川省重大技术装备“1+8”工程建设和装备制造业的整合与发展,带动一批与重装主机企业专业化协作配套企业的发展,延长产业、产品链;要培育一批具有“专、精、特、新”的装备制造业中小企业,形成具有国际竞争力、国内知名的德阳重大技术装备制造基地,并提出继续加大对振兴装备制造业的政策支持。

(12)2009年4月1日,四川省重大技术装备领导小组扩大会议审议通过《四川省2009年装备制造业工作要点》,针对四川省装备制造业,明确提出努力增加信贷投放,加大直接融资力度并积极争取国家资金支持。

这对于四川省抓住灾后重建和扩大内需机遇,以产品链、重大项目、产业园区为载体,积极开拓国际国内新市场,着力克服金融危机影响,进一步壮大产业规模,调整产业结构,推动全省装备产业发展起着重要作用。

(13)2011年7月13日,科技部发布《国家“十二五”科学和技术发展规划》,“重点发展白光发光二极管(LED)制备、光源系统集成、器件等自主关键技术,实现大型金属有机化学气相沉积(MOCVD)等设备及关键配套材料的国产化,加强半导体照明应用技术创新,建设标准和检验检测体系。

加快“十城万盏”半导体照明试点示范,实现更大规模应用。

2015年白光发光二极管的发光效率达到国际同期先进水平,半导体照明占据国内通用照明市场30%以上份额,产值预期达到5000亿元,推动我国半导体照明产业进入世界前三强”;“积极发展风电、太阳能光伏、太阳能热利用、新一代生物质能源、海洋能、地热能、氢能、新一代核能、智能电网和储能系统等关键技术、装备及系统。

实施风力发电、高效太阳能、生物质能源、智能电网等科技产业化工程”;“重点发展大型光伏系统设计集成、高效低成本太阳电池、薄膜太阳电池、太阳能热发电等关键技术、组件和成套设备。

掌握太阳能发电全产业链的核心技术、生产工艺与设备。

扩大实施“金太阳”等示范工程,加强服务体系建设,实现大规模推广应用。

(14)2011年7月24日,国家发改委发布《关于完善太阳能光伏发电上网电价政策的通知》,“

(一)2011年7月1日以前核准建设、2011年12月31日建成投产、我委尚未核定价格的太阳能光伏发电项目,上网电价统一核定为每千瓦时1.15元(含税,下同)。

(二)2011年7月1日及以后核准的太阳能光伏发电项目,以及2011年7月1日之前核准但截至2011年12月31日仍未建成投产的太阳能光伏发电项目,除西藏仍执行每千瓦时1.15元的上网电价外,其余省(区、市)上网电价均按每千瓦时1元执行。

今后,我委将根据投资成本变化、技术进步情况等因素适时调整。

三、行业现状、市场容量和竞争格局

1、工业自动化控制系统装置行业发展状况

工业自动化技术作为21世纪现代制造领域中最重要的技术之一,是实现大规模工业生产安全、平稳、优质、高效的基本条件和重要保证,是传统产业优化升级的有效手段,对钢铁、石化、冶金、电力、纺织等支柱性产业的技术进步具有重要作用,其技术水平已成为衡量一个国家国民经济发展水平和现代化程度的标志。

据统计,对自动化控制系统投入和企业效益方面提升产出比约在1:

4至1:

6之间。

我国工业自动控制系统装置制造产业的发展道路,经历了引进、消化吸收和二次开发应用,并逐步实现国产化的过程。

过去几年,在下游冶金、石化等行业的需求以及自动化率提升的双重带动下,我国工业自动化控制系统装置制造产业取得了长足的发展。

90年代以来,我国工业自动化控制系统装置制造产业的产量一直保持在年增长20%以上。

2009年我国仪器仪表行业规模以上企业5,363个,完成工业总产值4,047亿元,销售产值3,947亿元,其中工业自动控制系统装置占比约21.26%,达到843亿元。

IMSResearch最新的研究报告指出中国自动化控制系统市场规模在2013年将会达到1,311亿元。

但与发达国家相比,我国工业自动化比例依然不高。

美国自动化仪器仪表行业的产值占GDP的比重在90年代就达到了4%的水平。

我国的该项比例从90年代的0.5%才刚刚提升到2009年的1.1%。

特别是大型装备自动化控制系统的应用尤为欠缺,普遍缺乏自主创新能力。

国家“十二五”规划计划设立“工厂自动化控制系统平台的科研与产业化”相关支持项目,支持PLC共性平台研发以及重点领域的应用推广。

《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006‐2020年)》、《国务院关于加快振兴装备制造业的若干意见》等文件也明确指出要抓住我国工业调整振兴规划发展的机遇,紧跟国家可持续发展战略,在“低碳经济”、“节能降耗”与“安全生产”等领域寻求新的发展机遇,加快我国工业自动控制系统装置行业的发展。

未来下游行业工业自动化率提升空间依然广阔。

2、行业现状、市场容量和竞争格局

(1)行业发展现状

功率控制器是采用电子、微电子技术,通过嵌入式计算机、IC芯片、电子元器件组成控制单元,结合电力电子器件(晶闸管或IGBT),以实现对负载的电流、电压、功率、频率的有效调节。

其控制原理如下:

我国功率控制系统装置诞生之初主要应用于传统工业的热工设备温控领域。

受限于产品本身技术水平和传统工业不需要太高控制精度的现实情况,2000年以前尽管功率控制系统装置的应用范围很广,但主要为中低端产品,少量高端需求依靠进口,市场规模较为有限。

近年来,随着传统工业升级换代及单晶硅、多晶硅、LED用蓝宝石、玻璃玻纤(含TFT)、核电等新能源、新材料行业迅速增长和我国相关产业技术水平的不断提升,可控气氛炉、真空炉、感应炉等中高端用热设备得到了前所未有的发展,同时大功率晶闸管和IGBT的等全控型器件也在近年得到广泛应用,功率控制设备从以往调功器等单体设备逐步发展为具备数字化、集成化、智能化的大型功率控制系统。

发展趋势上,传统工业用低端功率控制系统装置仍在得到应用,但发展相对平缓,伴随着低端设备的逐步淘汰,结构简单、控制精度较低的功率控制系统装置将被逐步取代。

大型成套、节能、控制精度高的功率控制系统装置目前已基本占据新能源、新材料行业,并在传统工业升级市场发展迅速。

(2)市场容量

目前,我国功率控制系统装置主要应用于单晶硅、多晶硅、LED用蓝宝石、玻璃玻纤(含TFT)为代表的新能源、新材料领域以及冶金、电化学为代表的传统工业领域,功率控制系统装置市场分布情况如下:

1)多晶硅行业发展情况

①多晶硅材料应用情况

按纯度要求不同,晶体硅可分为电子级和太阳能级。

太阳能级硅晶体的纯度要求达到6N以上,电子级硅晶体纯度则要求达到9N以上。

目前,太阳能级晶体硅占全部硅材料应用的约80%,电子级晶体硅约占20%。

随着光伏产业的迅猛发展,太阳能电池对晶体硅需求量的增长速度已远远高于电子级晶体硅的增长速度,预计至2015年,太阳能级晶体硅的需求占比将达到全部硅材料应用总量的90%。

②光伏产业发展概况

随着化石能源价格的不断上涨和供应的日趋紧张,全球对新能源的需求日趋增长,2009年全球太阳能装机量迎来了高速增长,总量超过22GW。

根据欧洲光伏产业协会(EPIA)报告预测,未来光伏组件安装市场将保持稳定增长,但由于光伏产业受各国光伏促进政策影响很大,基于产业稳定增长和更激进政策推动两种预测模式,2010年全球累计光伏装机容量在32.9—38.4GW之间,2011年市场则在41.5—53.8GW之间。

目前世界各国都纷纷制定光伏发展规划,积极出台太阳能支持政策。

2010年7月美国通过了千万太阳能屋顶计划,自2012年起投资2.5亿美元,2013—2021年每年将投资5亿美元,用于太阳能屋顶计划;2011年1月26日,美国发布了《2011年政府咨文报告》,指出将全美清洁能源产量提升一倍,到2035年美国的清洁能源发电比例需达到80%。

欧盟各国协定在2020年,可再生能源在能源总消费占比要超过20%。

2010年12月,中国四部委联合宣布,将借助财政补贴、“太阳能屋顶”项目等措施,强力推动光伏发电在国内的大规模应用,完成2020年20GW的装机目标。

预计到2020年,全球累积装机容量将超过500GW,甚至达到1000GW。

据欧洲光伏工业协会EPIA预测,太阳能光伏发电在21世纪会占据世界能源消费的重要席位,不但要替代部分常规能源,而且将成为世界能源供应的主体。

预计到2030年,可再生能源在总能源结构中将占到30%以上,而太阳能光伏发电在世界总电力供应中的占比也将达到10%以上;到2040年,可再生能源将占总能耗的50%以上,太阳能光伏发电将占总电力的20%以上;到21世纪末,可再生能源在能源结构中将占到80%以上,太阳能发电将占到60%以上。

这些数字足以显示出太阳能光伏产业的发展前景及其在能源领域重要的战略地位。

③我国多晶硅产业发展趋势

2000年以前,全球大部分多晶硅用于满足半导体产业需求,光伏产业发展缓慢,尚无大规模的产品需求。

随着全球能源紧张问题日趋严重,2003年德国光伏补贴政策的出台极大地推动了德国乃至欧洲太阳能光伏应用市场发展,多晶硅的市场需求开始出现快速式增长,产能快速扩张。

在市场拉动下,近几年我国半导体产业和光伏产业的各个环节都呈现整体协调快速发展。

多晶硅产业在此背景下,短短几年内已经由几乎是空白的弱势状态形成了数万吨生产能力的产业群,跻身于世界光伏产品生产大国之列。

2010年我国多晶硅产量占全球产量的约28.1%。

2006‐2011年我国多晶硅供需情

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