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中复神鹰-高性能碳纤维龙头企业持续扩产把握国产替代机遇-220905(26页).pdf

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中复神鹰-高性能碳纤维龙头企业持续扩产把握国产替代机遇-220905(26页).pdf

1、 敬请阅读末页的重要说明 证券研究报告|公司深度报告 2022 年 09 月 05 日 增持增持(首次)(首次)高性能碳纤维龙头企业高性能碳纤维龙头企业,持续扩产把握国产替代机遇持续扩产把握国产替代机遇 周期/化工 目标估值:NA 当前股价:41.87 元 双碳战略引领,下游应用多点开花助推碳纤维需求高增双碳战略引领,下游应用多点开花助推碳纤维需求高增;国产替代加速推进,国产替代加速推进,高性能低成本优质产能依旧稀缺高性能低成本优质产能依旧稀缺;产品品质比肩国际品牌,重点布局新能源及产品品质比肩国际品牌,重点布局新能源及航空航天等高附加值领域航空航天等高附加值领域;持续降本提质,技术优势和规模

2、优势明显持续降本提质,技术优势和规模优势明显。双碳双碳战略引领战略引领,下游应用多点开花助推碳纤维需求高增,下游应用多点开花助推碳纤维需求高增。双碳政策下,全球风电、光伏、氢能等行业高速发展,带动风电叶片、碳碳复材、压力容器等领域碳纤维需求快速提升;同时碳纤维作为军民两用战略物资,在航空航天、体育休闲、建筑等领域的需求持续增长,预计到 2025 年国内碳纤维需求将达16 万吨,年均复合增速维持在 26%以上。国产替代加速推进,高性能低成本优质产能依旧稀缺国产替代加速推进,高性能低成本优质产能依旧稀缺。我国碳纤维长期依赖进口,近年来在进口限制、国内企业技术突破、产量增加等多重因素影响下,碳纤维国

3、产替代进程加速推进。未来几年全球新增产能主要集中在中国,国内规划产能多为面向风电等领域的大丝束碳纤维,应用于航空航天、光伏、氢能等高端领域的低成本优质产能依然比较稀缺。产品品质比肩国际品牌产品品质比肩国际品牌,重点布局新能源及航空航天,重点布局新能源及航空航天等等高附加高附加值值领域。领域。公司在国内率先实现干喷湿纺碳纤维的关键技术突破,具有 T700 级至 T1000 级和 M40 级碳纤维产业化能力,产品品质与国际同类产品相当,在风光氢新能源领域应用占比约 50%。T700 级以上产品国内市占率达 50%以上,光伏领域市占率约 60%,储氢气瓶领域市占率超 80%。未来公司重点布局新能源领

4、域及航空航天等高附加值领域,T800 级碳纤维已获商飞 PCD 预批准,预浸料应用验证进展顺利,同时公司加快突破 T1100 级碳纤维,届时将进一步优化公司产品结构,提升盈利能力。持续降本提质,技术优势和规模优势明显。持续降本提质,技术优势和规模优势明显。公司干喷湿纺工艺纺丝速度快、碳化时间短、生产效率高,兼具高性能和低成本特点;公司成功实现单线年产 3000 吨碳化线设计和运行,单线产能居国内首位,碳化单位能耗进一步降低;此外,公司产能规模位居国内前列,西宁项目具备低电费和规模优势(万吨生产基地),随着西宁一期的放量、西宁二期的投产和工艺技术的优化,公司生产成本将进一步下降,市场份额将持续提

5、升。首次覆盖,首次覆盖,给予“增持”评级给予“增持”评级。预计公司 2022-2024 年归母净利润分别为 5.1亿元、8.0 亿元、11.3 亿元,EPS 分别为 0.57 元、0.89 元、1.26 元,当前股价对应 PE 分别为 73.3、47.1、33.3 倍,首次覆盖,给予“增持”评级。风险提示:风险提示:技术升级迭代技术升级迭代、原材料价格波动原材料价格波动、市场竞争加剧市场竞争加剧。财务财务数据数据与与估值估值 会计年度会计年度 2020 2021 2022E 2023E 2024E 营业总收入(百万元)532 1173 2058 3183 4268 同比增长 28%120%75

6、%55%34%营业利润(百万元)84 296 546 848 1200 同比增长 239%251%84%55%41%归母净利润(百万元)85 279 514 800 1132 同比增长 226%227%84%56%42%每股收益(元)0.09 0.31 0.57 0.89 1.26 PE 442.1 135.2 73.3 47.1 33.3 PB 39.4 30.5 21.5 15.7 11.5 资料来源:公司数据、招商证券 基础数据基础数据 总股本(万股)90000 已上市流通股(万股)6884 总市值(亿元)377 流通市值(亿元)29 每股净资产(MRQ)4.7 ROE(TTM)8.9

7、资产负债率 40.6%主要股东 中建材联合投资有限公司 主要股东持股比例 33.16%股价表现股价表现%1m 6m 12m 绝对表现 3 43 43 相对表现 7 53 60 资料来源:公司数据、招商证券 相关相关报告报告 周铮周铮 S01 曹承安曹承安 S02 连莹连莹 研究助理 -30-20-100102030Apr/22Jul/22(%)中复神鹰沪深300中复神鹰中复神鹰(688295.SH)敬请阅读末页的重要说明 2 公司深度报告 正文正文目录目录 一、中复神鹰:国内高性能碳纤维龙头企业.5 1、深耕于高性能碳纤维领域,产能规模居国内前列.5

8、 2、碳纤维量价齐升业绩同比大增,新能源应用领域占比不断提升.6 3、实际控制人为中国建材集团.7 二、高性能低成本优质产能依旧稀缺,下游应用多点开花.8 1、碳纤维性能优异、用途广泛、技术壁垒极高.8 2、高性能低成本优质产能依旧稀缺,国产替代加速推进.12 3、新能源领域碳纤维需求快速增长,航空航天领域市场空间广阔.14 三、产能规模及技术水平国内领先,持续扩产提升市场份额.21 1、碳纤维品质、种类及生产成本优势明显,扩产巩固龙头地位.21 2、综合技术达国际先进水平,聚焦高端领域产品开发及降本提质.21 四、关键假设及盈利预测.23 五、风险提示.24 图表图表目录目录 图 1:公司发

9、展历程.5 图 2:公司营业收入及增速.6 图 3:公司归母净利润及增速.6 图 4:公司碳纤维收入、销量及售价.7 图 5:公司毛利率情况.7 图 6:公司收入分应用领域情况.7 图 7:公司研发费用占比不断提升.7 图 8:公司股权结构.8 图 9:PAN 碳纤维生产制备流程.10 图 10:碳纤维复合材料制备流程.10 图 11:碳纤维生产成本组成.10 图 12:中国碳纤维行业发展历程.12 图 13:2021 全球碳纤维运行产能按区域分布.13 图 14:2016-2021 年中国碳纤维产能产量及产能利用率.13 9WuYeXcZsUgVqY8Z7NbP8OoMpPsQsQkPnNz

10、QiNnNrPbRnMrOuOnMnRvPsRqR 敬请阅读末页的重要说明 3 公司深度报告 图 15:中国碳纤维需求及增速.15 图 16:中国碳纤维销量及增速.15 图 17:中国碳纤维国产供给量、进口量及国产化率.15 图 18:2021 年中国碳纤维来源.15 图 19:2021 年中国碳纤维需求结构(千吨).15 图 20:2021 年中国碳纤维市场结构(百万美元).15 图 21:2021 年全球航空航天碳纤维需求分布(吨).16 图 22:中国航空航天碳纤维需求量及增速.16 图 23:全球风电叶片碳纤维需求量及增速.17 图 24:中国风电叶片碳纤维需求量及增速.17 图 25

11、:全球风电新增装机容量及增速.17 图 26:全球风电新增装机预测.17 图 27:中国风电新增装机容量及增速.18 图 28:VESTAS 风电叶片结构示意图.18 图 29:全球/中国光伏新增装机容量及增速.19 图 30:全球/中国碳碳复材碳纤维需求量(千吨).19 图 31:全球/中国压力容器碳纤维需求及增速.20 图 32:中国压力容器碳纤维需求结构(吨).20 图 33:全球/中国汽车碳纤维需求量(千吨).21 图 34:金属/碳纤维复材部件在 BMW 7 系中的应用.21 图 35:中复神鹰历史 PE Band.24 图 36:中复神鹰历史 PB Band.24 表 1:公司碳纤

12、维主要性能指标和日本东丽产品对比.5 表 2:公司产能情况.6 表 3:碳纤维主要性能.8 表 4:碳纤维按原丝类型分类.9 表 5:碳纤维按丝束大小分类.9 表 6:碳纤维主要应用领域性能要求.9 表 7:碳纤维按力学性能分类.9 表 8:干法、温法和干温法纺丝的主要特点对比.11 表 9:PAN 原丝杂质含量对碳纤维强度的影响.11 敬请阅读末页的重要说明 4 公司深度报告 表 10:原丝和碳纤维在不同产能下的成本构成(万元).12 表 13:航空航天常用结构材料与碳纤维复合材料性能对比.16 表 14:近年来热场碳碳复合材料渗透率快速提升.18 表 15:压力容器类型.19 表 16:碳

13、纤维在汽车上的应用实例.20 表 17:完成三代碳纤维制造技术更迭,打造“中国碳纤维”.22 表 18:公司技术不断突破,处于国际先进水平.22 表 19:公司碳纤维技术先进性.22 表 20:截至 2022 年 6 月底公司在研项目情况.23 表 21:公司各产品收入预测.23 附:财务预测表.25 敬请阅读末页的重要说明 5 公司深度报告 一、一、中复神鹰:国内中复神鹰:国内高性能高性能碳纤维碳纤维龙头企业龙头企业 1、深耕深耕于高性能碳纤维领域于高性能碳纤维领域,产能规模居国内前列产能规模居国内前列 高性能碳纤维主高性能碳纤维主要供应商,产品应用领域广泛要供应商,产品应用领域广泛。中复神

14、鹰碳纤维股份有限公司(以下简称“中复神鹰”)成立于 2006年,于 2022 年 4 月 6 日在科创板上市。公司是一家专业从事碳纤维研发、生产和销售的国家高新技术企业,长期深耕于高性能碳纤维领域,通过多年自主研发掌握了碳纤维生产全流程核心技术,在国内率先突破了千吨级碳纤维原丝干喷湿纺工业化制造技术,形成了覆盖高强型、高强中模型、高模型、高强高模型等不同类别碳纤维产品,主要产品型号包括 SYT45S、SYT49S、SYT55S 和 SYM40 等,产品广泛应用于航空航天、压力容器、碳/碳复材、风电叶片、交通建设、体育休闲等领域,极大地促进了国内碳纤维复合材料产业的发展。依托神鹰西宁万吨碳纤维基

15、地的投产,公司产能规模超万吨,位居国内前列。图图 1:公司公司发展发展历程历程 资料来源:公司官网、招股说明书、招商证券 公司产品型号基本实现了对日本东丽主要碳纤维型号的对标公司产品型号基本实现了对日本东丽主要碳纤维型号的对标。公司碳纤维产品类别较为丰富,其中,SYT45S、SYT49、SYT49S 属于 T700 级碳纤维,SYT55S 属于 T800 级碳纤维,SYT65 属于 T1000 级碳纤维。公司产品型号基本实现了对日本东丽主要碳纤维型号的对标,实现了高强型、高强中模型、高强高模型各类型碳纤维的品种覆盖。表表 1:公司碳纤维主要性能指标公司碳纤维主要性能指标和和日本东丽日本东丽产品

16、对比产品对比 型号型号 与日本东丽碳纤维型号的与日本东丽碳纤维型号的对比对比 规格规格 强度强度(MPa)模量模量(GPa)伸长率伸长率(%)线密度线密度(g/km)密度密度(g/cm)单丝直单丝直 径径(um)SYT45 拉伸强度高于 T300 3K 4000 230 1.7 198 1.79 7 SYT45S 拉伸强度大幅高于 T300 12K 4500 230 1.8 800 1.79 7 24K 4500 230 1.8 1600 1.79 7 SYT49 拉伸强度略低于 T700S,拉伸模量与 T700S 相当 12K 4700 230 1.8 800 1.79 7 24K 4700

17、 230 2.1 1600 1.79 7 SYT49s 拉仲强度与拉伸模量与 T700S 相当 12K 4900 230 2.1 800 1.79 7 24K 4900 230 2.1 1600 1.79 7 SYM30 拉伸强度与 T700S 相当,拉伸模量优于 T700s 12K 4900 290 1.6 740 1.7 7 SYM35 拉伸强度高于 M35J,拉伸模量与M35J 相当 12K 4900 340 1.4 450 1.72 5 SYM40 拉伸强度高于 M40J,拉伸模量与M40J 相当 12K 4700 375 1.2 430 1.78 5 SYT55S 拉伸强度略高于 T

18、800S,拉伸模量与 T800S 相当 12K 5900 295 1.9 450 1.79 5 24K 5900 295 1.9 900 1.79 5 SYT65 拉伸强度与拉伸模量与 T1000G相当 12K 6400 295 2.1 450 1.79 5 资料来源:公司招股说明书、招商证券 敬请阅读末页的重要说明 6 公司深度报告 公司现有本部江苏连云港、青海西宁两大生产基地,产能规模位居公司现有本部江苏连云港、青海西宁两大生产基地,产能规模位居全国全国前列前列。截至 2022 年 6 月 30 日,公司碳纤维产能为 1.45 万吨/年,其中连云港基地拥有产能 3,500 吨/年,西宁万吨

19、碳纤维项目一期 1.1 万吨/年产能于 2022 年 5月建成投产,产能及产量均处于国内前列。西宁二期 1.4 万吨/年产能正处于建设阶段,各厂房已封顶,预计 2022 年底至 2023 年期间各生产线开始陆续建成并投产,届时将有助于公司进一步提升市占率和开拓新应用领域。同时,连云港航空航天高性能碳纤维及原丝试验线项目已完成建设,并于 2022 年 7 月底开始联动试车;上海碳纤维航空应用研发及制造项目外购设备已陆续到货,预计 2023 年 9 月建成并投产。随着新项目的投产,有利于提升公司产品在航空航天领域的应用占比,优化产品结构,提升盈利能力。表表 2:公司产能情况公司产能情况 项目名称项

20、目名称 产能产能(万吨(万吨/年)年)备注备注 江苏连云港碳纤维项目 0.35 西宁一期 1.1 万吨/年高性能碳纤维及配套原丝项目 1.1 2022 年 5 月建成投产 西宁二期 1.4 万吨/年高性能碳纤维及配套原丝项目 1.4(在建)预计 2022 年底至 2023 年间陆续投产 航空航天高性能碳纤维及原丝试验线项目/预计 2022 年 12 月投产 碳纤维航空应用研发及制造项目/预计 2023 年 9 月投产 资料来源:公司公告、招商证券 2、碳纤维量价齐升碳纤维量价齐升业绩同比大增,新能源应用领域占比不断提升业绩同比大增,新能源应用领域占比不断提升 碳纤维量价齐升碳纤维量价齐升,公司

21、业绩同比大幅增长,公司业绩同比大幅增长。2021 年公司实现收入 11.73 亿元,同比增长 120.44%,2.79 亿元,同比增加 227.02%,主要原因是近年来国内下游客户对碳纤维的需求持续增长,碳纤维及其复合材料应用领域快速拓展,带动公司相关产品的销售数量和销售单价不断提高;同时,随着 2021 年神鹰西宁万吨碳纤维项目的陆续投产,2021 年公司碳纤维产品的产销量同比持续增加,带动碳纤维产品的销售收入进一步增长。2022H1 公司实现收入 8.63 亿元,同比增长 126.39%,归母公司净利润 2.2 亿元,同比增长 82.1%,主要系西宁万吨碳纤维项目产能逐步释放,销量增加所致

22、。图图 2:公司营业收入及增速:公司营业收入及增速 图图 3:公司归母净利润及增速:公司归母净利润及增速 资料来源:公司公告、招商证券 资料来源:公司公告、招商证券 碳纤维毛利率快速碳纤维毛利率快速提高提高。公司主要产品为碳纤维,2018-2021 年公司碳纤维产品营收占比维持在 98%以上。近年来公司毛利率水平提高较快,主要系随着碳纤维及其复合材料应用领域快速拓展,下游市场需求快速增长,碳纤维产品供不应求,售价不断提升,同时随着公司产量的提升导致单位成本有所下降。2020 年毛利率小幅下滑主要系丙烯腈涨价导致单位成本增加。2022H1 公司毛利率 45.45%,创历史新高,主要系丙烯腈价格回

23、落以及公司产量进一步提升单位成本下降所致。0%20%40%60%80%100%120%140%024680022H1营业收入(亿元)增速0%50%100%150%200%250%-0.500.511.522.53200212022H1归属于母公司净利润(亿元)增速 敬请阅读末页的重要说明 7 公司深度报告 图图 4:公司碳纤维收入、销量及售价:公司碳纤维收入、销量及售价 图图 5:公司毛利率情况公司毛利率情况 资料来源:公司公告、招商证券 资料来源:公司公告、招商证券 新能源应用领域占比不断提升新能源应用领域占比不断提升。公司碳

24、纤维产品在航空航天、风电叶片、体育休闲、压力容器、碳/碳复合材料、交通建设等领域广泛应用。其中,风电叶片、碳/碳复材、压力容器等新能源领域增长迅速,2022 年上半年,公司在新能源领域(氢能、光伏、风电)的产品销售占比为 50%左右,航空航天领域占比 10%以上,其中氢能领域增速明显。近年来,公司销售费用率、管理费用率、财务费用率不断下降,研发费用率不断提升,从2018年的3.74%提升至2022H1的 6.27%,增长了 2.53 pct。图图 6:公司公司收入收入分应用分应用领域领域情况情况 图图 7:公司公司研发费用占比不断提升研发费用占比不断提升 资料来源:公司公告、招商证券 资料来源

25、:公司公告、招商证券 3、实际控制人为中实际控制人为中国国建材集团建材集团 中国建材集团为中复神鹰实际控制人。中国建材集团为中复神鹰实际控制人。截至 2022 年 6 月 30 日,中国建材集团有限公司通过中建材联合投资有限公司、中国复合材料集团有限公司合计持有中复神鹰 43.77%的股权;董事长张国良是连云港鹰游纺机集团有限公司的最终受益人,持有中复神鹰 13.86%股权。05,0001,5002,0002,5003,0003,5004,00020021H1收入(百万)销量(吨)售价(万元/吨,右轴)0%5%10%15%20%25%30%35%40

26、%45%50%200212022H10%20%40%60%80%100%20021H1体育休闲碳/碳复合材料风电叶片航空航天压力容器交通建设0%2%4%6%8%10%12%14%16%200212022H1销售费用率管理费用率研发费用率财务费用率 敬请阅读末页的重要说明 8 公司深度报告 图图 8:公司公司股权结构股权结构 资料来源:公司公告、招商证券 二、二、高高性能低成本优质产能依旧稀缺性能低成本优质产能依旧稀缺,下游应用多点开花,下游应用多点开花 1、碳纤维碳纤维性能优异、用途广泛、技术壁垒极高性能优异、用途广泛、技术壁垒

27、极高 碳纤维碳纤维是比强度和比模量最高的高性能纤维,用途十分广泛。是比强度和比模量最高的高性能纤维,用途十分广泛。碳纤维(Carbon Fiber,简称 CF)是一种含碳量在 90%以上的无机高分子纤维,由聚丙烯腈(PAN)(或沥青、粘胶)等有机母体纤维采用高温分解法在 1,000 摄氏度以上高温的惰性气体下碳化制成。碳纤维具备出色的力学性能和化学稳定性,密度比铝低、强度比钢高,是目前已大量生产的高性能纤维中具有最高的比强度和最高的比模量的纤维,具有质轻、高强度、高模量、导电、导热、耐腐蚀、耐疲劳、耐高温、膨胀系数小等一系列其他材料所不可替代的优良性能,广泛应用于航空航天、风电叶片、体育休闲、

28、压力容器、碳/碳复合材料、交通建设等领域,是发展国防军工与国民经济的重要战略物资。表表 3:碳纤维主要性能碳纤维主要性能 性能特点性能特点 简介简介 强度高 抗拉强度在 3,500MPa 以上 模量高 弹性模量在 230GPa 以上 密度小,比强度高 密度是钢的 1/4,是铝合金的 1/2 比强度比钢大 16 倍,比铝合金大 12 倍 耐超高温 在非氧化气氛条件下,可在 2,000时使用,在 3,000的高温下部熔融软化 耐低温 在-180低温下,钢铁变得比玻璃脆,而碳纤维依旧具有弹性 耐酸、耐油、耐腐蚀 能耐浓盐酸、磷酸等介质侵蚀,其耐腐蚀性能超过黄金和铂金,同时拥有较好的耐油、耐腐蚀性能

29、热膨胀系数小,导热系数大 可以耐急冷急热,即使从 3,000的高温突然降到室温也不会炸裂 资料来源:高科技纤维与应用、招商证券 聚丙烯腈基碳纤维聚丙烯腈基碳纤维为为碳纤维主流产品。碳纤维主流产品。按原丝类型分,碳纤维可分为聚丙烯腈基碳纤维、沥青基碳纤维和粘胶基碳纤维。其中,聚丙烯腈基碳纤维具有成品品质优异、工艺较为简单及力学性能优良等优点,已经成为碳纤维主流,占市场份额的 90%以上;沥青基、粘胶基的产量规模较小,因此目前碳纤维一般指 PAN 基碳纤维。敬请阅读末页的重要说明 9 公司深度报告 表表 4:碳纤维按原丝类型分类碳纤维按原丝类型分类 类别类别 优势优势 劣势劣势 应用现状应用现状

30、聚丙烯腈基 成品品质优异,工艺较为简单,产品力学性能优良-已经成为碳纤维主流 沥青基 原料来源丰富,碳化收率高 原料调制复杂,产品性能较低 目前规模较小 粘胶基 高耐温性 碳化收率低,技术难度大,设备复杂,成本高 主要用于耐烧蚀材料及隔热材料 资料来源:光威复材招股说明书、招商证券 小丝束碳纤维主要应用于航天小丝束碳纤维主要应用于航天军工军工和体育休闲领域,大丝束碳纤维主要应用于基础工业领域。和体育休闲领域,大丝束碳纤维主要应用于基础工业领域。按照每束碳纤维中单丝根数,碳纤维可划分为小丝束和大丝束两大类。一般按照碳纤维中单丝根数与 1,000 的比值命名,例如,12K 指单束碳纤维中含有 12

31、,000 根单丝的碳纤维。小丝束碳纤维初期以 1K、3K、6K 为主,逐渐发展为 12K 和 24K,小丝束碳纤维性能优异但价格较高,一般用于航天军工等高科技领域,以及体育用品中产品附加值较高的产品类别,主要下游产品包括飞机、导弹、火箭、卫星和钓鱼杆、高尔夫球杆、网球拍等。一般认为 40K 以上的型号为大丝束,包括 48K、50K、60K 等。大丝束产品性能相对较低但制备成本亦较低,因此往往运用于基础工业领域,包括土木建筑、交通运输和能源等。随着目前碳纤维制作工艺的提升及产品价格的下降,小丝束在工业领域的运用已逐步拓宽。表表 5:碳纤维:碳纤维按丝束大小按丝束大小分类分类 类别类别 丝束数量丝

32、束数量 物理性质物理性质 应用领域应用领域 大丝束 48K、60K、120K、360K、480K 强度 1000MPa,模量 100GPa 应用于工业领域 小丝束 1K、3K、6K、12K、24K 强度 2000MPa 以上,模量 250GPa 以上 应用于国防军工、航空航天、体育休闲等领域 资料来源:前瞻产业研究院、招商证券 表表 6:碳纤维主要应用领域性能要求:碳纤维主要应用领域性能要求 应用领域 强度 GPa 丝束类型 类比等级 备注 飞机 3.5 小丝束/中小丝束 T300/T700/T800 主要应用于机身、机翼、整流罩、地板、地板梁等 军工 3.5 小丝束/中小丝束 T300 以上

33、 运用于装备的不同部位 汽车 3.5 小丝束-大丝束 T300-T700 主要运用于车身、底盘、保险杠、电池、氢气燃料罐等 风电 3.5 大丝束 T300 以上 主要应用于叶片、梁 轨道交通 3.5 大丝束 T300 以上 主要为车体 建筑 3.5 小丝束-大丝束 T300 以上 应用于大型建筑物增加建筑物的强度、耐腐蚀性 体育 3.5 小丝束-大丝束 T300 以上 用于高档体育器材 资料来源:吉林碳谷招股说明书、招商证券 实践中,碳纤维多按其力学性能分实践中,碳纤维多按其力学性能分类类。实践中,拉伸强度及模量是国际碳纤维分类的主要标准,业内一般采用日本东丽(TORAY)分类法。2011 年

34、聚丙烯腈基碳纤维国家标准正式发布实施,标志着我国的碳纤维行业有了自己的分类方法与标准。按力学性能分类,碳纤维可分为高强型(GQ)、高强中模型(QZ)、高模型(GM)、高强高模型(QM),碳纤维在应用时多是作为增强材料而利用其优良的力学性能,因此使用中更多的是按其力学性能分类。表表 7:碳纤维:碳纤维按力学性能按力学性能分类分类 按力学性能分类按力学性能分类 国家标准牌号国家标准牌号 日本东丽牌号日本东丽牌号 高强型 GQ3522 T300 GQ4522 T700 高强中模型 QZ5526 T800 QZ6026 T1000 高模型 GM3040 M40 高强高模型 QM4035 M40J QM

35、4040 M46J QM4045 M50J QN4050 M55J QM4055 M60J 资料来源:光威复材招股说明书、招商证券 敬请阅读末页的重要说明 10 公司深度报告 碳纤维生产工艺流程长,技术壁垒极高碳纤维生产工艺流程长,技术壁垒极高。PAN 基碳纤维是以丙烯腈为原材料进行聚合反应生成聚丙烯腈,聚丙烯腈经过纺丝得到聚丙烯腈原丝,再通过对原丝进行预氧化、碳化、表面处理等工艺而得。碳纤维复合材料是指以碳纤维为增强材料,以树脂、橡胶等为基体材料,经过复合制成的结构或功能材料,目前碳纤维复合材料以树脂基复合材料(CFRP)为主,占全部碳纤维复合材料市场份额的 90%以上。碳纤维生产工艺流程长

36、,整个过程连续走丝,需要对参数精确控制,每个环节都会影响到碳纤维成品的质量和性能。图图 9:PAN 碳纤维生产制备流程碳纤维生产制备流程 图图 10:碳纤维复合材料制备流程碳纤维复合材料制备流程 资料来源:CNKI、招商证券 资料来源:光威复材招股说明书、招商证券 原丝制备是碳纤维生产的核心环节,原丝的质量直接决定着最终碳纤维产品的质量、产量和生产成本。原丝制备是碳纤维生产的核心环节,原丝的质量直接决定着最终碳纤维产品的质量、产量和生产成本。碳纤维属于脆性材料,其最主要的拉伸强度等力学性能受控于纤维内部存在的缺陷,提升碳纤维的拉伸强度等性能就是采取技术措施减少纤维内在缺陷数量和尺寸的过程。碳纤

37、维的缺陷可分为表面缺陷和内部缺陷,表面缺陷占缺陷总数的 90%左右,而其产生的原因大部分来自于 PAN 原丝的缺陷“遗传”给碳纤维。原丝成本占整个碳纤维生产成本的五成以上,质量差的原丝易在后续过程中发生毛丝缠结甚至断丝,这样必然在影响碳纤维质量的同时增加原丝的消耗。因此,PAN原丝质量不仅影响碳纤维的性能,而且也决定着碳纤维的生产成本和市场竞争能力。图图 11:碳碳纤维生产成本组成纤维生产成本组成 资料来源:公开资料整理、招商证券 纺丝工艺的选择及控制纺丝工艺的选择及控制是是稳定生产高性能原丝的关键因素。稳定生产高性能原丝的关键因素。PAN 基碳纤维原丝的生产过程是将丙烯腈单体聚合制成纺丝原液

38、,然后纺丝成型。高强度高质量碳纤维原丝应具备的主要性能包括强度高、取向度高、均匀性好、杂质少、孔洞少、断丝少、缺陷少,制备高质量的 PAN 原丝需注意以下几个方面:(1)丙烯腈单体聚合:)丙烯腈单体聚合:在丙烯腈进行聚合反应时,需要加入少量共聚单体,这样在后续预氧化过程中有利于链状大分子发生环化反应,并且可以缓和化学反应放热的剧烈程度,使预氧化反应容易控制。可以作为共聚单体的物质有甲基丙烯酸、顺丁烯二酸、甲基反丁烯酸等不饱和羧酸类单体,其含量一般控制在 0.5%3%之间。(2)制备聚丙烯腈纺丝液:)制备聚丙烯腈纺丝液:丙烯腈聚合反应结束后需对 PAN 纺丝原液进行脱单、脱泡等操作制得聚丙烯腈纺

39、丝液,高质量的 PAN 纺丝液是制备高性能 PAN 原丝的前提,应在纺丝液生产过程中注意控制纺丝液粘度、转化率、残余单体含量以获取高质量 PAN 纺丝液,其必须具备以下条件:合适的相对分子质量,适中相对分子质量分布,合适的粘度、固含量,尽可能少的残余单体含量和气泡等。(3)纺丝成型:)纺丝成型:PAN 原丝的性能取决于 PAN 分子结构和排列方式,而其排列方式由纺丝工艺决定。在纺丝过程中,原丝,51.0%氧化,16.0%碳化,23.0%表面上浆,4.0%卷绕,6.0%敬请阅读末页的重要说明 11 公司深度报告 应注意控制 DMSO 残余量,纤度,单丝强度、模量、伸长率,含油率,直径不均率,沸水

40、收缩率等指标以获取优质的 PAN 原丝。生产 PAN 原丝的纺丝工艺有湿法、干法、干湿法(干喷湿纺)三种,目前广泛使用的是湿法和干湿法,干湿法可采用分子量大的树脂和固含量高的纺丝液来纺丝,纺出纤维致密性高,强度高(一般为 7.0-10.6 cN/dtex),且为圆形,适宜制造高性能碳纤维。表表 8:干法、温法和干温法纺丝的主要特点对比:干法、温法和干温法纺丝的主要特点对比 项目项目 干法纺丝干法纺丝 湿法纺丝湿法纺丝 干湿法纺丝干湿法纺丝 纺速 纺速较高,为 100-300m/min,最高可达 600m/min 纺速低,为 30-80m/min,最高不超过 150m/min 纺速高,为 200

41、-400m/min,有高达1500m/min 的报道 喷丝头孔数 较少,一般为 200-300 孔 可达 10 万孔以上 可达 10 万孔以上 喷丝孔径 0.03-0.2mm 0.05-0.07mm 0.10-0.30mm 纺丝长短 适合于纺长丝,但也可纺短纤维 适于纺短纤维,纺长丝效率太低 纺长丝、短丝均可 纺丝液 高相对分子量、高固质量分数、高粘度 中、低相对分子量、中等固质量分数 高相对分子量、高固质量分数、高粘度 成形 成形过程和缓,纤维内部结构均匀 成形较剧烈,易造成孔洞或失透现象 成形过程相对和缓,纤维内部结构均匀 牵伸率 喷丝后为正牵伸,一般正牵140%-700%喷 丝 后 为

42、负 牵 伸,一 般 负 牵30%-50%喷 丝 后 为 正 牵 伸,一 般 正 牵100%-400%纤维性能 物理-机械性能及染色性能较好 一般不如干法 物理-机械性能较好 纤维外观 外观手感似蚕丝 纤维密度较低,表面有沟槽 纤维密度较高,表面较平滑 溶剂回收 溶剂回收简单 溶剂回收较复杂 溶剂回收较复杂 纺丝设备 纺丝设备较复杂,设备密闭性高,溶剂挥发少,劳动条件较好 纺丝设备较简单,设备密闭性要求不高,溶剂挥发较多,劳动条件较差 纺丝设备较简单,设备密闭性要求不高,溶剂挥发少,劳动条件较好 生产车间 生产流程紧凑,车间占地少 车间占地面积较大 车间占地面积较大 溶剂 只使用 DMF 为溶剂

43、 有多种溶剂可供选择 有多种溶剂可供选择 资料来源:万方、招商证券(4)降低原丝杂质含量:)降低原丝杂质含量:制备碳纤维原丝时,要求所用单体、水、溶剂等原料纯度高,车间内无尘,容器设备耐腐蚀,使原丝中杂质含量(包括金属离子含量)降到最低,因为杂质会增加原丝缺陷,降低碳纤维的性能。另外,原丝质量的变异系数要小,这样有利于原丝的结构均匀,在预氧化和炭化热处理时反应完全,质量稳定。表表 9:PAN 原丝杂质含量对碳纤维强度的影响原丝杂质含量对碳纤维强度的影响 项目项目 原丝残留溶剂量原丝残留溶剂量/%原丝含尘量原丝含尘量 4.46 0.24 0.01 高高 中中 低低 碳纤维断裂强度/GPa 1.1

44、0 1.83 2.85 1.5 2.0 2.9 资料来源:碳纤维工艺技术研究及发展现状、招商证券 碳化和石墨化对碳化和石墨化对碳纤维碳纤维产品的最终性能影响很大。产品的最终性能影响很大。预氧化丝在惰性气体保护下进入炭化炉,在炉内进行碳化反应,直链状大分子交联后转变为稠环状结构,纤维中碳含量从 60%左右升至约 95%,形成梯形六元环连接的乱层状石墨片结构。碳化过程中,在低温时,大分子结构中的氢、氮主要以 H2O、CH4、HCN 和 NH3的形式从纤维中分离出来;温度较高时,氢、氮除了以上述形式分离外,还以分子态氢和氮的形式分离,同时氧也以 H2O、CO2和 CO 的形式分离,这些热解产物的瞬间

45、排除是碳化工艺的技术关键。炭化炉的设计和工艺要使分解产物顺利排出,否则会造成纤维表面缺陷,影响碳纤维的质量。为了进一步提高碳纤维的模量,可将碳纤维在 3000 oC 高温下进行石墨化热处理,使纤维的含碳量升至 99%以上,以改进纤维的结晶在大分子轴向的有序和定向排列。规模效益在生产碳纤维过程中较为突出。规模效益在生产碳纤维过程中较为突出。碳纤维技术壁垒极高,碳纤维原料生产及制造成本使其在下游行业的广泛应用受到了限制,尤其是在环保投入不断加大的情况下,生产及运输等费用(包括原材料、包装材料)大幅上涨进而增加了生产成本。由于碳纤维制造前期投入大,生产设备、能耗等固定成本高,可通过扩大生产规模来提高

46、资源综合利用率,以进一步降低碳纤维生产的能源消耗及成本费用,从而提高企业效益。在碳纤维直接成本分配中,同年产 1000吨碳纤维(消耗 3000 吨原丝)相比,年产 100 吨碳纤维(消耗 250 吨原丝)的直接费用占比减小约 7.8%、流动费用差别不明显、固定资产折旧占比约高 4%,结果表明原丝和碳纤维的生产成本同生产规模呈反比,非直接生产因素 敬请阅读末页的重要说明 12 公司深度报告 占比在不断增加生产规模和产量的情况下会逐渐减小。计算对比碳纤维年产 100 吨及 1000 吨成本费用,大规模的原丝及碳纤维单耗成本是小规模费用的 56%和 44%,即通过规模化生产可有效降低碳纤维生产成本。

47、表表 10:原丝和碳纤维在不同产能下的成本构成(万元)原丝和碳纤维在不同产能下的成本构成(万元)成本费用成本费用 原丝原丝 碳纤维碳纤维 产能产能 250 t/a 产能产能 3000 t/a 产能产能 100 t/a 产能产能 1000 t/a 直接成本 79.6 86 77.4 85.1 单耗成本 10.3 5.8 47.1 20.7 固定资产折旧 11.3 7.7 13 8.6 流动费用 8.9 6.2 9.6 6.2 资料来源:碳纤维产业化发展及成本分析、招商证券 2、高性能低成本优质产能依旧稀缺,国产替代高性能低成本优质产能依旧稀缺,国产替代加速推进加速推进 国内企业逐步打破国外技术封

48、锁,国内企业逐步打破国外技术封锁,与世界碳纤维先进技术水平的差距在逐渐缩小与世界碳纤维先进技术水平的差距在逐渐缩小。国际上碳纤维的生产起步于 20 世纪 60 年代,经过五十余年的发展到 21 世纪初,其生产工艺技术已经成熟。目前日、美等少数发达国家掌握了世界碳纤维的核心生产技术,尤其是新近开发的先进技术主要掌握在日本东丽、东邦帝人、三菱丽阳三大碳纤维生产企业中,日本东丽更是世界上高性能碳纤维研究与生产领域的“领头羊”,其他国家基本上处于追赶阶段,距离日本碳纤维技术尚有一定差距。我国碳纤维工业的起步可以追溯到 1962 年,总体上与日本同时起步,但由于受到各种条件的制约,以及日、美等碳纤维企业

49、采取严格的技术封锁和产品封锁,我国碳纤维研究进展缓慢,长期受制于人,严重依赖进口。2000 年以来,国家加大对碳纤维领域自主创新的支持力度,将碳纤维列为重点研发项目。伴随着国家政策的大力扶持,国内碳纤维行业在技术上取得重大突破,产业化程度快速提升,应用领域不断扩大。我国已先后突破了 T700、T800 等高性能碳纤维的千吨级产业化,2019 年中复神鹰实现了干喷湿纺 T1000 级超高强度碳纤维工程化,标志着我国碳纤维生产技术水平又上了一个台阶。经过近几年的追赶,国产 T700S-12K 小丝束碳纤维的复丝拉伸强度与模量达到同级别东丽碳纤维性能,与世界碳纤维先进技术水平的差距在逐渐缩小。图图

50、12:中国碳纤维行中国碳纤维行业发展历程业发展历程 资料来源:中商产业研究院、招商证券 全球碳纤维产能稳步增长,全球碳纤维产能稳步增长,我国碳纤维产能规模位居全球第一我国碳纤维产能规模位居全球第一。近年来为满足全球市场碳纤维日益增长的需求,各大碳纤维企业扩产意愿明显,2021 年全球碳纤维运行产能 20.76 万吨,同比增长 20.9%。国内碳纤维产能增速较快,2021 年我国碳纤维运行产能 6.35 万吨,同比增长 75.41%,占全球碳纤维运行产能的 30.5%,产能规模已超过日、美,位居全球第一。目前国外碳纤维生产商主要为日本东丽、东邦/帝人、三菱,美国赫氏、氰特,德国西格里,其中日本东

51、丽(含收购卓尔泰克产能)拥有碳纤维产能 5.75 万吨,产能规模及碳纤维综合竞争力均处全球首位;国内碳纤维生产企业主要为吉林化纤、中复神鹰、光威复材、恒神股份、新创碳谷等。国产碳纤维正处于进口替代机遇期国产碳纤维正处于进口替代机遇期,稳质降本是实现国产碳纤维“从有到优”的具体路径。稳质降本是实现国产碳纤维“从有到优”的具体路径。经过长期的技术积累,我国碳纤维龙头企业正逐步打破国外技术垄断,产能规模不断扩张,已有部分企业能实现 T700 级、T800 级、T1000级碳纤维的规模化生产,产品性能与国际龙头比肩。目前国产碳纤维正处于加速进口替代的机遇期,一是受碳纤维进口限制影响,碳纤维进口量有所下

52、滑;二是国内碳纤维企业技术水平提升,产能扩张,国产供给有所增加;三是光伏、氢能、风电叶片等新能源领域碳纤维需求快速提升,航空航天等高附加值领域需求量仍远落后于全球水平,有较大增 敬请阅读末页的重要说明 13 公司深度报告 长空间。随着国内企业持续提升生产技术水平,稳质降本是实现国产碳纤维“从有到优”的具体路径。图图 13:2021 全球碳纤维运行产能按区域分布全球碳纤维运行产能按区域分布 图图 14:2016-2021 年中国碳纤维产能产量及产能利用率年中国碳纤维产能产量及产能利用率 资料来源:赛奥碳纤维技术、招商证券 资料来源:赛奥碳纤维技术、招商证券 表表 11:国:国内内外碳纤维行业主要

53、公司经营情况对比外碳纤维行业主要公司经营情况对比 公司公司 业务范围业务范围 主要应用领域与市场定位主要应用领域与市场定位 主要技术及水平主要技术及水平 国外 日本东丽 各类碳纤维的生产与销售 应用比例最高的是航空领域,其他工业领域也应用广泛 T700、T800 和 T1000 采用干喷湿法纺丝,其他为湿法纺丝;行业技术龙头,2014 年碳纤维产品即达到 T1100 水平 日本东邦 碳纤维及其材料的生产于销售 优势在于机械臂、高速回转体、铁道车辆等 湿法纺丝;部分碳纤维产品可达到 T700 以上水平 三菱丽阳 合成纤维、合成树脂领域的生产与销售 航空航天、工业领域、体育休闲 湿法纺丝;部分碳纤

54、维产品参数可匹敌东丽 T1100 西 格 里(SGL)碳纤维及其材料的生产与销 售 主要是汽车领域 碳纤维产品参数为 T400-T700 赫 氏(Hexcel)碳纤维及其材料的生产与销售 主要是国防军工及航空航天领域,风电叶片和汽车等工业领域 高强中低模 AS7 与东丽 T700 相当,高强 IMA 与T800 相当,高模 HM63 与 M46J 相当;全球大丝束主要供应商,T1100 工业生产能力 陶氏 碳纤维及其材料的生产与销售 风电、轨道交通领域 产品只有 3 个型号,均为高强度碳纤维,部分相当于东丽 T700 国内 光威复材 碳纤维及织物、预浸料、碳纤维复材、碳梁等的生产与销售 航空航

55、天、压力容器、风电叶片、建筑、体育休闲等领域 湿纺、干喷湿法纺丝;部分碳纤维产品可达到T1000 级、M55J 级 恒神股份 碳纤维及织物、预浸料及其复合材料的生产与销售 重航空航天、风电、光伏、氢能、轨道交通、汽车、体育休闲等 湿纺、干喷湿法纺丝;部分碳纤维可达到 T800、T1000 级水平 中简科技 高性能碳纤维产品的研发、生产、销售 航空航天 湿纺、干喷湿法纺丝;ZT7 系列(高于 T700 级)高 性 能 碳 纤 维 产 品;部 分 产 品 性 能 达T1000/T1100 级 中复神鹰 碳纤维及相关产品的生产与销售 航天航空、光伏、压力容器、风电叶片等领域 干喷湿法纺丝;具备 T8

56、00 级碳纤维产品向市场供货能力、T1000 级碳纤维产业化能力 台湾台塑 塑胶类、纤维类及电子控制类的生产与销售 体育休闲、风电叶片等工业领域 部分碳纤维参数可达到 T800 水平 吉林碳谷 碳纤维原丝、碳纤维的生产与销售 风电、军工等领域 湿法纺丝;产 品 碳 化 后 可 达 到T400-T700 资料来源:吉林碳谷招股说明书、中复神鹰招股说明书、公开资料整理、招商证券 全球碳纤维新增产能主要集中在中国,全球碳纤维新增产能主要集中在中国,高性能、高质量和低成本的优质产能仍比较稀缺。高性能、高质量和低成本的优质产能仍比较稀缺。据我们不完全统计,截至2022 年 9 月 4 日,全球拥有碳纤维

57、名义产能 23.58 万吨,其中国内碳纤维名义产能 9.79 万吨,占比 41.5%;规划/在建产能 19.53 万吨,其中国内规划/在建产能 18.5 万吨,占比 94.7%,其中 3.5 万吨新增产能预计在今年年底前投产,包括吉林化纤 1.4 万吨、新创碳谷 0.6 万吨、上海石化 0.6 万吨、新疆隆炬 0.6 万吨、国泰达成 0.3 万吨,预计中国大陆,30.5%美国,23.5%日本,12.0%匈牙利,7.4%墨西哥,6.3%中国台湾,4.2%法国,3.5%韩国,4.2%德国,2.5%英国,1.9%土耳其,1.7%俄罗斯,1.0%西班牙,0.3%其他,1.0%0%10%20%30%40

58、%50%60%0200202021产能(万吨)产量(万吨)产能利用率 敬请阅读末页的重要说明 14 公司深度报告 到今年年底国内碳纤维名义产能约 13.29 万吨。有 3.05 万吨新增产能预计在 2023 年年底前投产,包括中复神鹰 1.4万吨、光威复材 0.4 万吨、上海石化 0.6 万吨、兰州蓝星 0.25 万吨、河南永煤 0.4 万吨,预计到 2023 年年底国内碳纤维名义产能达 16.34 万吨。据我们不完全统计,除中复神鹰、光威复材、恒神股份、太钢钢科、中简科技外,其他产能多用于生产工业大丝束碳纤维,针对航空航天、光伏、氢能等高端领域的新

59、增产能仍然比较稀缺。表表 12:国内外碳纤维产能情况国内外碳纤维产能情况 公司公司 现 有 产 能现 有 产 能(万吨(万吨/年)年)规划规划/在建产能在建产能(万吨(万吨/年)年)预计投产时间预计投产时间 东丽+ZOLTEK 5.75 0.6(ZOLTEK)2023 年 赫氏 1.6 东邦/帝人 1.45 三菱 1.43 国外 西格里 1.3 氰特/索尔维 0.7 DOWAKSA 0.36 0.18 2022 年 韩国晓星 0.65 0.25 2023 年 4 月 UMATEX 0.2 世界其他 0.35 合计合计 13.79 1.03 吉林化纤 3.5 6 2022 年底形成 4.9 万吨

60、产能,2025 年底形成 10 万吨产能 中复神鹰 1.45 1.4 2022 年底至 2023 年陆续投产 国内 新创碳谷 1.2 0.6 2022 年 台塑 0.88 吉林宝旌 0.8 0.4 2025 年底前形成 1.2 万吨产能 浙江宝旌 0.25 恒神股份 0.55 0.5 2024 年底 光威复材 0.2655 0.4 2022 年底至 2023 上半年 太钢钢科 0.24 0.4 2025 年形成 6000 吨产能 上海石化 0.15 1.2 2023 年(6000 吨预计 2022 年下半年)兰州蓝星 0.15 0.25 2023 年 6 月 中安信 0.18 中简科技 0.1

61、25 0.15 预计于 2023 年部分投产,2024 年全部投产 新疆隆炬新材料 5 2022 年 9 月预计投产 0.6 万吨,2025 年形成 5 万吨产能 国泰大成新材料 1 3000 吨预计今年年底投产,未来形成 1 万吨产能 河南永煤 0.05 1.2 一期 4000 吨预计 2023 年底,二期 8000 吨预计 2025 年投产 合计合计 9.79 18.5 总计总计 23.58 19.53 预计到预计到 2022、2023 年国内名义产能将达年国内名义产能将达 13.29、16.34 万吨万吨 资料来源:赛奥碳纤维技术、百川资讯、公开资料整理、招商证券 3、新能源领域碳纤维需

62、求快速增长新能源领域碳纤维需求快速增长,航空航天领域航空航天领域市场空间广阔市场空间广阔 我国碳纤维市场需求高速增长,需求量全球占比超五成。我国碳纤维市场需求高速增长,需求量全球占比超五成。2021 年全球碳纤维需求量 11.8 万吨,同比增长 10.38%,近年来我国碳纤维市场需求不断提升,2021 年我国碳纤维市场需求量达 6.24 万吨,同比增长 27.7%,自 2015 年以来年均复合增速为 24.45%。从需求增速来看,我国碳纤维需求增速远超全球 10.38%的需求增速,需求量占全球碳纤维需求总量的 52.9%,较 2020 年提升了 7.2 pct,主要系国内民航碳纤维需求占比远小

63、于全球民航占比,疫情影响下全球碳纤维需求因民航市场严重受挫增速放缓,而国内负面影响较小;另一方面系全球风电叶片、光伏、压力容器碳纤维需求保持较快增长。据广州赛奥预测,预计到 2023 年、2025 年我国碳纤维需求量将分别达到 9.86 万吨、15.92万吨,未来四年年均复合增速为 26.4%。敬请阅读末页的重要说明 15 公司深度报告 图图 15:中国碳纤维需求及增速:中国碳纤维需求及增速 图图 16:中国碳纤维销量及增速:中国碳纤维销量及增速 资料来源:赛奥碳纤维技术、招商证券 资料来源:赛奥碳纤维技术、招商证券 我国碳纤维整体呈现供不应求局面,国产替代空间广阔。我国碳纤维整体呈现供不应求

64、局面,国产替代空间广阔。从我国碳纤维来源来看,2021 年国产纤维供应量为 2.92 万吨,占总需求的 46.9%,较 2020 年增长 58.1%;进口量 3.31 万吨,占总需求的 53.1%,较 2020 增长 9.2%,整体来看,我国碳纤维仍处于供不应求的局面。国产化率从 2016 年的 18.4%提升至 2021 年的 46.9%,但仍有广阔的国产替代空间。从进口来源来看,日本、美国、韩国、墨西哥等为主要进口国家;从进口产品类别来看,日本及韩国主要是小丝束产品,美国、墨西哥、匈牙利、德国主要是大丝束产品,中国台湾则是大小丝束兼顾。图图 17:中国碳纤维国产供给量、进口量及国产化率:中

65、国碳纤维国产供给量、进口量及国产化率 图图 18:2021 年中国碳纤维来源年中国碳纤维来源 资料来源:赛奥碳纤维技术、招商证券 资料来源:赛奥碳纤维技术、招商证券 风电叶片、体育休闲、碳碳复材市场主要集中在中国风电叶片、体育休闲、碳碳复材市场主要集中在中国。从下游应用领域来看,我国碳纤维需求量最大的是风电叶片领域,2021 年需求量达 2.25 万吨,占比 36.1%;体育休闲和碳碳复材占比分别为 28.1%、11.2%,位列第二、第三。与全球碳纤维需求结构相比,我国在航空航天(3.2%)和汽车(2.6%)等高附加值领域的需求占比明显低于国际水平(分别为 14%、8.1%),产品需求结构存在

66、进一步升级的空间。从市场结构来看,国内前三分别是风电叶片、体育休闲、碳碳复材领域,这三个领域市场主要集中在中国,国内市场规模分别占全球的 68.2%、94.6%、82.4%。图图 19:2021 年中国碳纤维需求结构(千吨)年中国碳纤维需求结构(千吨)图图 20:2021 年中国碳纤维市场结构(百万美元)年中国碳纤维市场结构(百万美元)资料来源:赛奥碳纤维技术、招商证券 资料来源:赛奥碳纤维技术、招商证券 注:按全球各领域均价测算 0%10%20%30%40%020,00040,00060,00080,000200021中国碳纤维需求量(吨)增速0%

67、20%40%60%80%100%120%010,00020,00030,00040,000200021中国碳纤维销量(吨)增速0%10%20%30%40%50%00000400005000060000700002001920202021进口量(吨)国产碳纤维(吨)国产化率中国大陆,46.9%日本,11.3%中国台湾,11.2%美国,6.7%韩国,8.5%墨西哥,4.9%匈牙利,4.2%德国,2.3%其他进口,4.1%22.5,36.1%17.5,28.1%7,11.2%3,4.8%3,4.8%2.5,4.0

68、%2,3.2%1.6,2.6%1.4,2.2%0.4,0.6%0.3,0.5%1.179,1.9%风电叶片体育休闲碳碳复材压力容器混配模成型建筑航空航天汽车电子电气电缆芯船舶其他378,25.6%483,32.8%151.2,10.3%144,9.8%72,4.9%64.8,4.4%60,4.1%34.56,2.3%38.64,2.6%11.04,0.7%8.28,0.6%28.296,1.9%风电叶片体育休闲碳碳复材航空航天压力容器混配模成型建筑汽车电子电气电缆芯船舶其他 敬请阅读末页的重要说明 16 公司深度报告 碳纤维复合材料在航空航天领域中应用广泛。碳纤维复合材料在航空航天领域中应用广

69、泛。碳纤维复合材料由于其比强度、比模量高,不生锈,已成为飞机、导弹、运载火箭、人造卫星等结构上不可缺少的基础材料。飞机主翼、水平和垂直的横尾翼和横梁、装饰材料、板材料采用碳纤维复合材料可大幅度降低飞机结构重量,减少燃料消耗,加强其抗侵蚀性能和整体强度。据统计,碳纤维复合材料在大型客机应用上占15%50%,军用飞机上占30%40%,小型商务飞机和直升飞机上的使用量已达到70%80%。表表 13:航空航天常用结构材料与碳纤维复合材料性能对比:航空航天常用结构材料与碳纤维复合材料性能对比 材料材料 拉 伸 强 度拉 伸 强 度(MPa)拉伸拉伸模量模量(GPa)比强度(比强度(MPa cm3/g)比

70、模量(比模量(GPacm3/g)密度(密度(g/cm3)铝合金 393 72.0 141.3 25.9 7.85 结构钢 1197 206.0 152.6 26.3 7.85 钛合金 712 116.7 157.5 25.8 4.52 高强度碳纤维/双马来酰亚胺复合材料 692 60.7 480.0 41.9 1.45 中模量碳纤维/双马来酰亚胺复合材料 1233 73.4 811.0 48.3 1.52 高强度碳纤维/环氧树脂 复合材料 1470 137.3 1014.0 94.7 1.45 高模量碳纤维/环氧树脂复合材料 1049 235.0 656.0 146.9 1.60 资料来源:万

71、方、招商证券 C919 完成取证试飞交付在即完成取证试飞交付在即,我国民机碳纤维市场需求将,我国民机碳纤维市场需求将大幅大幅增长。增长。2021 年我国航空航天碳纤维需求为 2000 吨,同比增长 17.65%,占国内碳纤维总需求的 3.2%,仍有很大提升空间。民用飞机上,随着技术的不断进步,碳纤维复合材料逐渐由非承力构件转为次承力构件和主承力构件,世界最大客机 A380 上复合材料使用占比 25%,其中 22%为碳纤维增强塑料(CFRP),具体应用在主承力构件如中央翼盒、尾翼、机体等,和次承力构件如方向方向舵、副翼、整流罩等。最新的空客 A350 和 B787 复合材料用量超过 50%,机头

72、、尾翼、机翼蒙皮等部位均采用了碳纤维复合材料。我国大飞机 C919 碳纤维复材用量占 12%,主要用于尾翼和中央复合材料壁板等部位,而据商飞统计,中俄联合制造的下一代 C929 机型中复材使用将超过 50%,2022 年 8 月 1 日,中国商飞宣布国产大飞机 C919 完成取证试飞,标志着可以交付客户,在国内进入商业飞行。据中国商飞,C919 已获得 28 家客户的 815 架确认/意向订单,随着我国民用飞机的交付和碳纤维在民机领域渗透率的提高,我国民机碳纤维需求量将大幅增长。我国军机升级换代需求强烈,军机碳纤维使用比例将不断提升。我国军机升级换代需求强烈,军机碳纤维使用比例将不断提升。我国

73、军机与美国相比存在一定差距,美国的战机以F-15、F-16、F-18 为代表的三代战机为主,占比 66%,以 F-22 和 F-35 为代表的四代战机占比 12%,F-22 和 F-35上碳纤维复材用量分别达到 24%、26%,B-2 隐身轰炸机上碳纤维复材重量占比 38%;我国战机中以歼-7、歼-8 为代表的二代机占比 48%,以歼-10、歼-11、歼-15 为代表的三代战机占比 41%,以歼-20 和歼-31 为代表的四代战机尚未大规模使用,歼-10 和歼-11 的碳纤维用量仅占 6%、10%,歼-20 碳纤维用量为 27%。“十四五”期间是我国国防军工发展的重要窗口期,主战装备将过度到“

74、批量建设”的放量期,我国军机升级迭代有望加速,随着战机的升级换代,军机碳纤维使用比例也将不断提升。图图 21:2021 年全球年全球航空航天碳纤维需求分布(吨)航空航天碳纤维需求分布(吨)图图 22:中国航空航天碳纤维需求量及增速:中国航空航天碳纤维需求量及增速 资料来源:赛奥碳纤维技术、招商证券 资料来源:赛奥碳纤维技术、招商证券 5800,35.3%3450,21.0%2600,15.8%2100,12.8%1500,9.1%500,3.0%300,1.8%200,1.2%商用飞机无人机军用飞机公务机直升机通用飞机航天飞行汽车0%50%100%150%0.00.40.81.21.62.02

75、.42001920202021中国航空航天碳纤维需求量(千吨)增速 敬请阅读末页的重要说明 17 公司深度报告 叶片是风力发电机的核心部件,风机大型化促进风电叶片碳纤维需求持续增长。叶片是风力发电机的核心部件,风机大型化促进风电叶片碳纤维需求持续增长。风力作为一种清洁能源,在全球双碳目标下,近十几年以来经历了全球化的高速增长。风力发电机最主要的结构部件是叶片,叶片尺寸的大小直接决定着风力发电机组的功率大小。随着风力发电机功率增大,全球风机大型化的趋势日益明显,叶片尺寸越大对叶片的强度和刚度的要求就越高,于是叶片用复合材料纷纷由玻纤转向碳纤维。在满足刚度和强度的前提下,碳纤

76、维比玻璃钢叶片质量轻 30%以上,当前风轮直径已突破 120m,叶片重量达 18 吨,采用碳纤维的 120m 风轮叶片可以有效减少总体自重达 38%,成本下降 14%。2021 年全球风电叶片碳纤维需求量 3.3 万吨,同比增长 7.8%,中国碳纤维需求量 2.25 万吨,同比增长 12.5%,自 2016 年以来年均复合增长率高达 49.6%,据广州赛奥预测,预计到 2025 年全球风电叶片碳纤维需求将达 8.06 万吨。图图 23:全球风电叶片碳纤维需求量及增速:全球风电叶片碳纤维需求量及增速 图图 24:中国风电叶片碳纤维需求量及增速:中国风电叶片碳纤维需求量及增速 资料来源:赛奥碳纤维

77、技术、招商证券 资料来源:赛奥碳纤维技术、招商证券 全球风电装机规模稳步增长,新增装机量将持续提升。全球风电装机规模稳步增长,新增装机量将持续提升。近年来全球风电市场发展迅速,2021 年全球累计装机容量 837 GW,新增风电装机容量 93.6 GW,为历史第二高年份,较 2020 年下降了 1.78%;其中,陆上风电新增装机容量为72.5 GW,同比下降 17.99%,海上新增装机容量为 21.1 GW,同比增长 205.8%。风力等新能源行业发展前景广阔,预计在未来很长时间内将保持高速增长,同时盈利能力也会随着技术的逐渐成熟稳步提升。据全球风能理事会预测,未来五年(2022-2026)全

78、球风电新增 557 GW,复合年均增长率为 6.6%,2026 年全球风电新增装机容量将达 128.8 GW,其中陆上风电新增装机 97.4 GW,海上风电新增装机 31.4 GW,海上风电新增装机占比逐渐提升,风力发电行业及风电叶片用碳纤维的需求前景可观。图图 25:全球风电新增装机容量及增速:全球风电新增装机容量及增速 图图 26:全球风电新增装机预测:全球风电新增装机预测 资料来源:GWEC、招商证券 资料来源:GWEC、招商证券 中国为全球风电增长的引擎,双碳政策驱动风电叶片碳纤维需求持续增长。中国为全球风电增长的引擎,双碳政策驱动风电叶片碳纤维需求持续增长。2021 年中国风电累计装

79、机容量 328.5 GW,新增风电装机容量 47.6 GW,其中陆上风电新增装机 30.7 GW,占比 64%,海上风电新增装机 16.9 GW,占比 36%。中国新增风电装机容量占同期全球新增装机总容量的 51%,是全球风电增长的引擎。新增风机的功率和叶轮尺寸在继续增大,2021 年新安装风机的平均功率超过 3.5 MW,叶轮直径大于 140 米的风机占到新增装机的 58%。同时,中国的陆上风电从 2021 年起进入平价时代,新项目的风机尺寸也在明显变大。根据北京国际风能大会上通过的风能北京宣言,“十四五”期间我国年均新增装机 50 GW 以上,2025 年我国累计装机将达到 538 GW,

80、预计将带动我国风电叶片碳纤维需求持续增长。0%5%10%15%20%25%0.00.51.01.52.02.53.03.52001920202021需求量(万吨)增速0%20%40%60%80%100%120%140%0.00.51.01.52.02.52001920202021需求量(万吨)增速-20%0%20%40%60%80%020406080001920202021全球新增装机容量(GW)增速02040608022E2023E2024E2025E2026E陆上风电(GW)海上风

81、电(GW)敬请阅读末页的重要说明 18 公司深度报告 碳纤维拉挤梁片工艺已成市场主流,碳纤维拉挤梁片工艺已成市场主流,Vestas 推动全球风电叶片进入碳纤维时代。推动全球风电叶片进入碳纤维时代。2015 年之前,碳纤维在风电叶片的应用主要是通过预浸料真空袋压成型(预浸料工艺)或织物预成型+真空导入(碳纤维织物灌注工艺)的方式,这两种工艺存在生产效率低、产品性能差、成本高的问题。Vestas 使用拉挤碳板制备叶片大梁,这种工艺提高了纤维体积含量,减轻了主体承载部分的质量,在保证产品性能的一致性和稳定性的同时极大地降低了运输成本和最后组装整体成型的生产成本,使得风电叶片碳纤维用量急剧增加。从工艺

82、角度来看,拉挤板材用于大梁已成为主流,目前风电叶片大规模采用碳纤维的是 Vestas,风电叶片碳纤维需求主要来自 Vestas。随着国内低成本碳纤维供给增加,随着国内低成本碳纤维供给增加,风电风电叶片碳纤维渗透率有望大幅提高。叶片碳纤维渗透率有望大幅提高。当前碳纤维主要用在海风装机风电叶片上,在超过 100 米的风电大叶片中,碳纤维才具有性价比,小叶片已经不能满足远海的建设需求,大叶片将会成为主流,但碳纤维的价格昂贵制约了其大规模工业化应用。Vestas 以碳纤维条带为主要材料的风力涡轮叶片的相关专利已于2022 年 7 月 19 日到期,到期后其他风电厂家有望采取该技术来生产大叶片,同时随着

83、国内碳纤维新产能投放和风电整机厂商的持续发展,低成本碳纤维的供应能力会增强,碳梁叶片成本有望进一步降低,风电叶片碳纤维的渗透率有望大幅提升,届时将带动风电叶片碳纤维产品需求快速增长。图图 27:中国风电新增装机容量及增速中国风电新增装机容量及增速 图图 28:VESTAS 风电叶片结构示意图风电叶片结构示意图 资料来源:国家能源局、招商证券 资料来源:CNKI、招商证券 碳碳复材是极佳的热场材料,逐渐取代石墨广泛应用于光伏领域。碳碳复材是极佳的热场材料,逐渐取代石墨广泛应用于光伏领域。碳碳复合材料是碳纤维及织物增强的碳基体复合材料,主要应用于刹车盘、航天部件、热场部件三大领域。碳纤维刹车盘由于

84、具有质量轻、耐高温、热膨胀系数低、无热衰退等特点而广泛应用于飞机与高铁,并且由于其消耗品的属性,消费市场较大;航天部件市场方面,碳碳复材是飞行器端头帽、固体火箭发动机喷管喉衬等部件的首选材料,随着兵器技术性能要求不断提高,具有优异性能的碳碳复材需求呈稳定增长趋势;热场部件市场方面,碳碳复材是极佳的热场材料,安全性和经济性均高于石墨材料,已经逐渐取代石墨广泛应用于光伏领域,具体应用在单晶硅炉内碳毡功能材料、保温桶、护盘等部件。由于供给不足,2021年我国碳碳复材在光伏热场渗透率约 58%,未来渗透率有望持续提升。表表 14:近年来热场碳碳复合材料渗透率快速提升:近年来热场碳碳复合材料渗透率快速提

85、升 年份年份 2010 2016 2020 产品产品 碳碳复合材料碳碳复合材料 石墨石墨 碳碳复合材料碳碳复合材料 石墨石墨 碳碳复合材料碳碳复合材料 石墨石墨 坩埚 90%50%95%5%导流筒 90%70%60%40%保温桶 90%70%55%45%加热器 99%97%95%其他 95%80%40%60%资料来源:金博股份可转债募集书、招商证券 双碳政策驱动光伏市场高速发展。双碳政策驱动光伏市场高速发展。近年来在双碳政策下全球光伏市场高速发展,2021 年全球新增光伏装机量约133GW,据中国光伏行业协会预测,2025 年全球光伏新增装机将达到 270GW-330GW。近日国家发展改革委、

86、国家能源局发布关于促进新时代新能源高质量发展的实施方案,方案提出到 2025 年公共机构新建建筑屋顶光伏覆盖率力争达到 50%,到 2030 年我国风电、太阳能发电总装机容量达到 12 亿千瓦以上的目标,截至目前,我国光伏发电在建项目 1.21 亿千瓦。2021 年国内新增光伏装机容量 54.88GW,据彭博新能源财经预测 2022 年国内新增光伏-50%0%50%100%150%200%0070802001920202021中国风电新增装机容量(GW)增速 敬请阅读末页的重要说明 19 公司深度报告 装机量将逾 100GW,占今年全球预期新增装机容

87、量的一半。碳碳复材市场主要在中国,碳碳复材市场主要在中国,光伏市场高速增长将带动碳碳复材碳纤维需求快速光伏市场高速增长将带动碳碳复材碳纤维需求快速增长增长。2021 年,全球碳碳复材碳纤维需求量 8500 吨,同比增长 70%,中国碳碳复材用碳纤维需求量 7000 吨,同比增长 133.3%,占全球的碳碳复材用碳纤维需求量 82.4%。据广州赛奥预测,2025 年全球碳碳复材碳纤维需求量将达 2.43 万吨,自 2021 年起年均复合增速约 30%,随着光伏产业的快速发展,将带动碳碳复材碳纤维需求快速提升。图图 29:全球:全球/中国光伏新增装机容量及增速中国光伏新增装机容量及增速 图图 30

88、:全球:全球/中国碳碳复材碳纤维需求量(千吨)中国碳碳复材碳纤维需求量(千吨)资料来源:IRENA、国家能源局、招商证券 资料来源:赛奥碳纤维技术、招商证券 随着氢能产业高速发展,压力容器碳纤维市场需求高速增长。随着氢能产业高速发展,压力容器碳纤维市场需求高速增长。压力容器是碳纤维复合材料增长最快的市场之一,近年来氢能发展迅速,逐渐被应用于汽车等各种交通运输工具。氢燃料电池汽车的快速推进,促进了相配套的 CF 缠绕超高压储罐、车载高压氢气瓶等的发展。在氢能源汽车的推广应用进程中,氢气的储存及运输具有决定性作用。压力容器有 5 种类型,原本传统的 I 型全金属压力容器占据了 90%以上的市场份额

89、,但随着 III、IV 型压力容器展现出质量减轻、压缩气体储存效率提高等优势,采用碳纤维的储气瓶迅速发展起来。2021 年全球压力容器碳纤维需求量 1.1万吨,同比增长 25%,中国压力容器碳纤维需求量 0.3 万吨,同比增长 50%,全球气瓶主力在欧美。据广州赛奥预测,预计未来几年该市场将以 20%年增长率高速增长,2025 年全球压力容器碳纤维需求量将达 2.3 万吨。表表 15:压力容器类型压力容器类型 类型类型 描述描述 I 型 全金属结构,通常为钢 II 型 主要是金属结构,并在环向包覆一定玻璃纤维复合材料,金属容器和复合材料分担载荷相当 III 型 金属衬里(通常是铝)外包缠碳纤维

90、复合材料,复合材料承受结构载荷 IV 型 全复合聚合物衬里(HDPE 等),外部缠绕碳纤维或碳纤维/玻璃纤维混合的复合材料,复合材料承受全部的结构载荷 V 型 无内衬,全复合材料结构 资料来源:碳纤复材、招商证券 预计到预计到 2025 年我国燃料电池车辆保有量约年我国燃料电池车辆保有量约 5 万辆,中国碳纤维气瓶市场有望达万吨级别。万辆,中国碳纤维气瓶市场有望达万吨级别。从中国压力容器碳纤维需求结构来看,储氢气瓶用量约 1900 吨,占比 63.3%;其次是呼吸气瓶用量约 600 吨,占比 20%;CNG 气瓶用量约500 吨,占比 16.7%,储氢瓶领域、CNG 气瓶为主要增长点。储氢瓶方

91、面,据相关政策及预测,2022 年中国将至少新增 1 万辆氢能源车,主要在物流车、重卡和大巴领域,其中重卡为 6,000 台。重卡储氢气瓶为 210L-385L,单个瓶子碳纤维用量在 40-45 公斤之间,单车一般配置 6-8 个瓶组,重卡领域碳纤维用量大约 1700-1900 吨。加上其他物流车、客车领域的用量,预计氢燃料电池汽车碳纤维需求总量能到 2500 吨以上。2022 年 3 月发改委发布氢能产业发展中长期规划(2021-2035 年),规划到 2025 年燃料电池车辆保有量约 5 万辆,对应碳纤维需求量将达到 1.25万吨以上;同时,随着未来几年物流车以及大巴车的示范加大和重卡的逐

92、渐推广(最大重卡碳纤维用量约为 500KG),单车氢气瓶用量将有所提升,未来中国碳纤维氢气瓶市场有望成长为万吨级别的大市场。CNG 气瓶方面,受国际军事冲突和天然气价格大幅上涨影响,CNG 气瓶需求大幅增长,带动 CNG 气瓶用碳纤维需求快速增长,预计今年压力容器用碳纤维用量将达 4500 吨以上。-50%0%50%100%150%0501001502013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021全球光伏新增装机容量(GW)中国光伏新增装机容量(GW)全球增速中国增速0%20%40%60%80%100%120%140%160%02468102016201

93、720021全球碳碳复材碳纤维需求量(千吨)中国碳碳复材碳纤维需求量(千吨)全球增速中国增速 敬请阅读末页的重要说明 20 公司深度报告 图图 31:全球:全球/中国压力容器碳纤维需求及增速中国压力容器碳纤维需求及增速 图图 32:中国压力容器碳纤维需求结构(吨):中国压力容器碳纤维需求结构(吨)资料来源:赛奥碳纤维技术、招商证券 资料来源:赛奥碳纤维技术、招商证券 节能减排背景下,汽车轻量化拉动汽车碳纤维需求量持续增长。节能减排背景下,汽车轻量化拉动汽车碳纤维需求量持续增长。碳纤维在汽车车体和内外装饰中已得到大量应用,汽车制造采用碳纤维材料可以使汽车重量得以降低 40%

94、以上,据了解,汽车结构减重 10%,可节燃油 7%。2021 年全球汽车用碳纤维需求量 9500 吨,较 2020 年减少 3000 吨,主要系宝马公司在 2020 年底停产了复合材料车型 I8,又于 2021 年 7 月停产了 I3,据广州赛奥预测,2024 年全球汽车碳纤维需求量将达 1.26 万吨。2021 年中国汽车碳纤维需求量 1600 吨,同比增长 33.3%,全球占比 16.8%,存在较大提升空间。在节能减排和大丝束纤维技术持续发展的背景下,碳纤维在节能减排和大丝束纤维技术持续发展的背景下,碳纤维在汽车上的应用日益增多。在汽车上的应用日益增多。2021 年 Saint Jean

95、Industries采用 Hexcel 公司预浸料生产的混合碳纤维/铝悬架转向节;由 Williams Advanced Engineering 开发的 CFRP 叉臂在90 秒钟内用再生碳纤维和 RraceTRAK 工艺成型 Rassini 为 MY2021 福特 F150 皮卡车开发的碳纤维后悬架系统;意大利 Polynt Composites 公司、瑞士 AOC 公司和帝人汽车技术公司在过去几年里都增加了新的 SMC 生产线,所有新增 SMC 生产线都有能力生产碳纤维 SMC;Bucci Composites SpA 宣布为英国汽车制造商 Bentley 的 Bentayga SUV开发

96、 22 英寸全碳纤维车轮,据说每个车轮可减轻 6 公斤的重量,汽车轻量化趋势将为碳纤维带来更多市场空间。表表 16:碳纤维在汽车上的应用实例:碳纤维在汽车上的应用实例 公司公司 车型车型 部位部位 通用 GM C8 发动机饰盖 通用 GM 载重汽车 传动轴 宝马 I3、I8 车厢主体的 life 宝马 Z-9、Z-22 车身 宝马 M3 顶盖和车身 日产 Shyline GT-R 外装(后备箱车盖)丰田 MARK II 内装 雅马哈 SRC 新概念跑车 底盘 大众 2L 车 车身等 法国 SP Boxster S 发动机罩盖 Daimler Dodge Viper 挡板支架系统 SGL Car

97、bon AG Porsche AG 碳纤维-陶瓷制动盘 福特 野马 Shelby GT350R 轮毂 资料来源:产业信息网、赛奥碳纤维技术、招商证券 0%20%40%60%05720021全球压力容器碳纤维需求量(千吨)中国压力容器碳纤维需求量(千吨)全球增速中国增速呼吸气瓶,600,20.0%CNG气瓶,500,16.7%储氢气瓶,1900,63.3%敬请阅读末页的重要说明 21 公司深度报告 图图 33:全球:全球/中国汽车碳纤维需求量(千吨)中国汽车碳纤维需求量(千吨)图图 34:金属:金属/碳纤维复材部件在碳纤维复材部件在 BMW 7 系中的

98、应用系中的应用 资料来源:赛奥碳纤维技术、招商证券 资料来源:赛奥碳纤维技术、招商证券 三、三、产能规模及技术水平国内领先,持续扩产提升市场份额产能规模及技术水平国内领先,持续扩产提升市场份额 1、碳纤维碳纤维品质、种类及生产成本优势明显品质、种类及生产成本优势明显,扩产巩固龙头地位,扩产巩固龙头地位 公司公司 T700 级以上产品系列国内市占率保持级以上产品系列国内市占率保持 50%以上以上,产能规模快速扩张产能规模快速扩张。截至 2022 年 6 月 30 日,公司拥有碳纤维产能 1.45 万吨/年,其中连云港基地 3500 吨/年,西宁基地拥有 1.1 万吨/年产能,在建 1.4 万吨/

99、年二期项目预计于2022 年底至 2023 年陆续投产。公司碳纤维产品在原丝生产过程中采用二甲基亚砜(DMSO)干喷湿纺纺丝技术,具备 T700 级、T800 级、T1000 级和 M40 级的产业化能力,产品涉及 1K-24K 各种型号。公司 T700 级及以上产品系列在国内市场已连续几年保持市场占有率 50%以上,在国产高性能碳纤维领域占据绝对的领导地位,产品被市场广泛认可。公司碳纤维产品在风光氢新能源领域应用占比达 50%,其中公司产品在国内碳碳复材领域市场占有率达 60%,在储氢气瓶领域市场占有率达 80%。随着公司西宁万吨碳纤维项目的全面投产及西宁二期碳纤维项目的有序推进,将进一步保

100、障国内高性能碳纤维市场的需求。公司产品在品质、种类和生产成本方面具有明显优势。公司产品在品质、种类和生产成本方面具有明显优势。(1)产品品质方面,公司目前所有产线均使用干喷湿纺技术生产高性能碳纤维,干喷湿纺相比于湿法工艺具有碳纤维表面缺陷少、拉伸性能和复合材料加工工艺性能优异、纺丝速度快等优点;公司在国内率先建成干喷湿纺 T700 级、T800 级碳纤维千吨级生产线,并不断完善质量管理体系,加强过程管控,产品品质与国际同类产品相当,客户满意度进一步提高。(2)产品种类方面,公司所生产的碳纤维型号丰富,涵盖了高强型、高强中模型、高强高模型等不同类型,能够满足下游不同领域的市场需求,广泛应用于航空

101、航天、压力容器、碳/碳复合材料、风电叶片、交通建设、体育休闲领域。(3)生产成本方面,干喷湿纺工艺纺丝速度快、碳化时间短、生产效率高,相比于湿法工艺在高性能小丝束碳纤维生产方面具有一定成本优势,兼具高性能和低成本特点。同时,公司产能及产量位居国内前列,规模化生产优势进一步降低了产品单位成本。2、综合技术达国际先进水平,聚焦高端领域产品开发及降本提质、综合技术达国际先进水平,聚焦高端领域产品开发及降本提质 自主研发自主研发完成三代碳纤维制造技术更迭,完成三代碳纤维制造技术更迭,致力于致力于打造“中国碳纤维”。打造“中国碳纤维”。2009 年以前公司专注于第一代湿法工艺碳纤维制造技术。2017 年

102、公司完成了干喷湿纺工艺的突破,凭借碳纤维表面缺陷少、拉伸性能和复合材料加工工艺性能优异、纺丝速度快等优点快速占据了市场主导地位。2018 年 1 月,公司“干喷湿纺千吨级高强/百吨级中模碳纤维产业化关键技术及应用”成果荣获 2017 年度国家科学技术进步一等奖,奠定了公司在国内碳纤维领域的技术领先地位。2019 年,公司实现 SYT65(T1000 级,QZ6026 标准)百吨工程化。2021 年,第三代碳纤维制造技术在西宁万吨-50%0%50%100%150%05720021全球汽车碳纤维需求量(千吨)中国汽车碳纤维需求量(千吨)全球增速中国增速

103、敬请阅读末页的重要说明 22 公司深度报告 碳纤维生产基地投入使用。截至今日,公司正在攻关和突破第四代碳纤维制造技术,不断推动碳纤维领域向前进步。表表 17:完成三代碳纤维制造技术更迭,打造“中国碳纤维”完成三代碳纤维制造技术更迭,打造“中国碳纤维”技术介绍技术介绍 第一代 2009 年之前专注于湿法工艺研究的第一代碳纤维制造技术。第二代 2017 年形成以干喷湿纺工艺为核心的第二代碳纤维制造技术,投产“千吨级 SYT55(T800)碳纤维新线项目”。第三代 攻克 T1000、M40 级百吨工程化技术和 SYM30、SYM35 千吨产业化技术;同年,启动西宁万吨碳纤维项目,2021 年,第三代

104、碳纤维制造技术在西宁万吨碳纤维生产基地投入使用。第四代 2021 年之后,正在攻关和突破第四代碳纤维制造技术。资料来源:公司公告、招商证券 公司公司碳纤维碳纤维生产工艺生产工艺技术技术不断突破,不断突破,综合技术达到综合技术达到国际先进水平。国际先进水平。公司十几年深耕技术研发,以超大容量聚合、干喷湿纺纺丝、快速均质预氧化碳化等技术工艺为核心,实现了从湿法工艺阶段到干喷湿纺工艺阶段的重大突破,系统掌握了碳纤维 T300 级、T700 级、T800 级、M30 级、M35 级千吨级技术和 M40 级、T1000 级百吨级技术,建成了国内首条具有自主知识产权的千吨级干喷湿纺碳纤维产业化生产线,公司

105、综合技术已达到国际先进水平。表表 18:公司公司技术不断突破,技术不断突破,处于处于国际先进水平国际先进水平 年份年份 技术介绍技术介绍 技术水准技术水准 2010 千吨规模T300级原丝及碳纤维国产化关键技术与装备 公司千吨 T300 碳纤维项目建立了完整的企业标准,全部装备实现了国产化,打破了国外技术和装备封锁,综合技术达到国际先进水平 2013 干喷湿纺 GQ45 高性能碳纤维工程化关键技术及设备研发项目 在国内率先突破了千吨级碳纤维原丝干喷湿纺工业化制造技术,总体技术达到国内领先水平,产品达到了国际同类产品先进水平 2015 千吨级高强型、高强中模型干喷湿纺高性能碳纤维关键技术及产业化

106、项目 在国内率先建成了基于干喷湿纺工艺的碳纤维生产线,实现了连续稳定运行,项目具有自主知识产权,总体技术达到国内领先水平,产品性能与国际同类产品相当 2019 QZ6026 超高强度碳纤维百吨级工程化关键技术 在国内率先建成了基于干喷湿纺工艺的百吨级超高强度 QZ6026(T1000G 级)碳纤维生产线,实现了连续稳定运行,项目总体技术达到国际先进水平 2021 万吨级干喷湿纺高强型碳纤维关键技术及产业化 项目建成了万吨规模干喷湿纺高性能碳纤维生产基地,产品已广泛应用于氢能、太阳能、风能等新兴战略领域,总体技术达到国际先进水平 资料来源:招股说明书、招商证券 表表 19:公司公司碳纤维技术先进

107、性碳纤维技术先进性 工艺和技术工艺和技术 应用情况应用情况 干喷湿纺纺丝原液聚合物配方和制备技术、大容量 60m专用聚合釜和匹配聚合工艺 实现了单套 5,000 吨/年 PAN 原液的稳定化均质化制备。干喷湿纺凝固成型核心技术、高压蒸汽高倍牵伸技术和多纺位均质纺丝技术 实现了高取向、低缺陷高品质 PAN 原丝的高效制备,纺丝速度达到 400m/min,单线规模达到 5,000 吨/年。干喷湿纺高性能碳纤维高效预氧化技术、快速碳化技术 高强型碳纤维和中模型碳纤维性能与国际同类产品相当,单线规模达到 3,000 吨/年。资料来源:公司公告、招商证券 公司产能规模、效率达到国际领先企业水平。公司产能

108、规模、效率达到国际领先企业水平。产业化技术方面,公司首次实现单线年产 3000 吨高性能碳化生产线设计和运行,单线产能国内居首,碳化单位能耗进一步降低;在国内首次实现了高性能 T700 级、T800 级碳纤维万吨规模化生产,规模和效率达到国际领先企业水平,实现与国际巨头“并跑”;另 T800 级航空预浸料对标国际中模型民机用预浸料产品,在突破树脂配方核心技术的基础上,建成及运行过程控制体系,开展了多批次生产及验证。目前。目前公司公司 T800 级碳纤维已获中国商飞级碳纤维已获中国商飞 PCD 预批准,预浸料应用验证进展顺利预批准,预浸料应用验证进展顺利。在研项目聚焦航空航天碳纤维、大丝束碳纤维

109、、成本控制及性能提升在研项目聚焦航空航天碳纤维、大丝束碳纤维、成本控制及性能提升。截至 2022 年 6 月底,公司一共有 16 项在研项目,技术水平在国内处于领先水平,主要聚焦于航空航天碳纤维、航空级预浸料、大丝束碳纤维、成本控制以及性能提升方向。公司及子公司累计获授权发明专利 26 件,实用新型专利 56 件。敬请阅读末页的重要说明 23 公司深度报告 表表 20:截至截至 2022 年年 6 月底公司月底公司在研在研项目项目情况情况 序序号号 项目名称项目名称 进展进展或阶或阶段性成果段性成果 拟达到目标拟达到目标 技术水平技术水平 1 高速干喷湿纺碳纤维和其航空级预浸料的研发及产业化

110、中试阶段 开发 SYT55G 碳纤维、SYPTU196-T55G 预浸料,实现规模产业化 国内领先 2 流程工业智能制造工厂操作系统的集成示范 中试阶段 实现适应建材行业特点的智能制造工厂操作系统的工程示范应用 国内领先 3 48K 大丝束碳纤维高效低成本工程化制备关键技术研发 小试阶段 开发 48K 大丝束碳纤维,实现高效低成本工程化 国内领先 4 T1100 级碳纤维关键技术研究 小试阶段 实现 T1100 级碳纤维制备,产品拉伸强度7000MPa;拉伸模量达 32410;断裂伸长率2%国内领先 5 24K-36K 高强中模碳纤维开发 小试阶段 开发 T800S-24K、T800-36K

111、碳纤维产品 国内领先 6 SYT45-3K 高密度及高速化研究 中试阶段 开发 SYT45-3K 碳纤维产品,实现产业化 国内领先 7 M46J 和 M50J 级高模量碳纤维开发 技术研究 开发 M46J、M50J 级高模量碳纤维产品,实现工程化 8 T800 级碳纤维规模化生产技术提升 中试阶段 实现 T800 碳纤维稳定性制备,产品拉伸强度批间离散系数5%,拉伸模量批间离散系数3%,线密度批间离散系数3%国内领先 9 SYT49-24K(T700 级)级高性能碳纤维产业化关键技术 产业化阶段 实现 SYT49-24K 级碳纤维产业化制备,产品拉伸强度达4900MPa 以上;拉伸模量达到 2

112、30GPa 以上 国内领先 10 干喷湿纺大丝束碳纤维原丝制备关键技术 中试阶段 所制备高性能碳纤维原丝取向度在 8996%,原丝单丝直 径 在 515m;制 备 的 36K 碳 纤 维 强 度 大 于4500MPa,模量大于 230GPa 国内领先 11 低纺前压力快速聚丙烯腈纺丝技术 中试阶段 实现聚丙烯腈基碳纤维原丝的快速纺丝 国内领先 12 碳化预氧化新工艺技术提升 中试阶段 开展碳化预氧化新工艺技术研究,氧化炉炉内温度偏差2;预氧化密度波动小于 0.015;等速条件下氧化炉整体能耗下降 10%国内领先 13 T800 碳纤维预浸料研制及应用研究项目 小试阶段 开发 T800 碳纤维预

113、浸料,并实现产业化 国内领先 14 T800 级高性能碳纤维评价技术 小试阶段 初步建立适合 SYT55G 航空预浸料应用的评价体系 国内领先 15 第二代高性能碳纤维上浆剂添加剂研发项目 技术研究 开发第二代高性能碳纤维上浆剂添加剂,产品平均粒径10-30m,挥发性成分含量0.8wt%国内领先 16 混合有机溶剂精馏提纯实验研发项目 技术研究 精馏提纯用于制备高性能碳纤维上浆剂添加剂的混合溶剂 国内领先 资料来源:公司公告、招商证券 四、四、关键假设及盈利预测关键假设及盈利预测 关键关键假设:假设:1、随着公司西宁一期产能释放,西宁二期投产,预计公司 2022-2024 年,碳纤维销量分别为

114、 1.1、1.8、2.5 万吨,预计未来高性能小丝束碳纤维产能依旧紧张,但考虑下游新能源领域降本需求,预计 2022-2024 年碳纤维不含税均价为 18.6、17.6、17 万元/吨,2021 年公司西宁一期项目处于爬坡阶段,考虑随着产能释放及二期项目投产,单位成本将有所下降,毛利率将有所提升,预计 2022-2024 年碳纤维毛利率分别为 46.79%、46.61%、47.66%。2、假设 2022-2024 年,其他业务收入增速维持在 20%,毛利率维持在 50%。表表 21:公司各公司各产品产品收入收入预测预测 2019 2020 2021E 2022E 2023E 2024E 一、一

115、、碳纤维碳纤维 收入(百万)411.10 527.51 1,163.22 2046 3168 4250 敬请阅读末页的重要说明 24 公司深度报告 增速 35.59%28.32%120.51%75.89%54.84%34.15%成本(百万)306.11 299.91 684.60 1089 1692 2225 毛利(百万)104.99 227.60 478.62 957.00 1,476.00 2,025.00 毛利率 25.54%43.15%41.15%46.77%46.59%47.65%二二、其他业务、其他业务 收入(百万)4.00 4.79 10.22 12.26 14.72 17.66

116、 成本(百万)2.79 3.34 0.50 6.13 7.36 8.83 毛利(百万)1.21 1.45 9.72 6.13 7.36 8.83 毛利率 30.25%30.27%95.11%50%50%50%营业收入(百万)415.10 532.31 1,173.44 2058.26 3182.72 4267.66 增速 34.79%28.24%120.44%75.40%54.63%34.09%营业成本(百万)308.91 303.25 685.10 1095.13 1699.36 2233.83 毛利(百万)106.19 229.05 488.34 963.13 1483.36 2033.8

117、3 毛利率 25.58%43.03%41.62%46.79%46.61%47.66%资料来源:公司公告、招商证券 盈利预测:盈利预测:预计公司 2022-2024 年收入分别为 20.6 亿元、31.8 亿元和 42.7 亿元,归母净利润分别为 5.1 亿元、8.0 亿元和 11.3亿元,EPS 分别为 0.57 元、0.89 元和 1.26 元,当前股价对应 PE 分别为 73.3、47.1、33.3 倍,首次覆盖,给予“增持”评级。五五、风险提示、风险提示 1、技术升级迭代的风险技术升级迭代的风险。目前,国内碳纤维技术升级主要集中在更高强度(如 T1100 级别)和更高模量(如 M55 级

118、别)碳纤维制备工艺的研发和工程化应用,以及更高制备效率(如高速纺丝和大丝束)。公司研发人员和研发投入相对不高,技术开发具有不确定性,如果公司不能加强研发资源投入和布局,及时把握行业技术发展趋势,或市场上出现在成本、质量、应用等方面更具优势的新型碳纤维产品,可能对公司未来生产经营产生不利影响。2、原材料价格波动风险原材料价格波动风险。公司碳纤维生产的主要原材料和能源包括丙烯腈、天然气、电力、蒸汽等。丙烯腈为石油化工产品,市场价格受国际石油价格波动影响较大。天然气、电力、蒸汽等价格由政府统一调控,价格相对稳定。如果未来公司主要原材料和能源价格大幅上升,可能会对公司经营业绩产生不利影响。3、市场竞争

119、加剧市场竞争加剧的风险。的风险。受国内碳纤维市场需求快速增长和国外碳纤维供给难度增加的影响,国内碳纤维生产企业扩产意愿强烈,预计国内碳纤维企业的整体产能将进一步增加。如果未来碳纤维的进口供给和国产供给大幅提升,导致国内碳纤维市场竞争加剧,可能会对公司的市场地位、业务发展及盈利能力造成不利影响。图图 35:中复神鹰中复神鹰历史历史 PE Band 图图 36:中复神鹰中复神鹰历史历史 PB Band 资料来源:公司数据、招商证券 资料来源:公司数据、招商证券 50 x70 x95x120 x145x0070Apr/22(元)6.5x11.6x16.6x21.6x26.6x0

120、20406080100120140Apr/22(元)敬请阅读末页的重要说明 25 公司深度报告 附:财务预测表附:财务预测表 资产负债表资产负债表 单位:百万元 2020 2021 2022E 2023E 2024E 流动资产流动资产 330 693 809 1185 1521 现金 148 320 197 236 260 交易性投资 0 0 0 0 0 应收票据 0 1 2 3 4 应收款项 0 1 0 0 0 其它应收款 1 5 9 14 18 存货 31 154 233 362 476 其他 149 212 369 570 763 非流动资产非流动资产 1822 3032 4526 59

121、31 7253 长期股权投资 0 0 0 0 0 固定资产 554 2130 3646 5071 6411 无形资产商誉 130 190 171 154 138 其他 1138 712 709 706 704 资产总计资产总计 2152 3724 5335 7116 8774 流动负债流动负债 538 1239 2336 3471 4237 短期借款 56 576 1309 1908 2199 应付账款 314 539 862 1337 1758 预收账款 45 51 81 126 165 其他 123 73 84 101 116 长期负债长期负债 658 1250 1250 1250 125

122、0 长期借款 469 1059 1059 1059 1059 其他 188 191 191 191 191 负债合计负债合计 1195 2489 3586 4721 5487 股本 800 800 800 800 800 资本公积金 51 51 51 51 51 留存收益 106 385 899 1544 2436 少数股东权益 0 0 0 0 0 归 属 于 母 公 司 所 有 者 权 益 957 1235 1749 2395 3287 负债及权益合计负债及权益合计 2152 3724 5335 7116 8774 现金流量表现金流量表 单位:百万元 2020 2021 2022E 2023

123、E 2024E 经营活动现金流经营活动现金流 233 301 894 1385 1789 净利润 85 279 514 800 1132 折旧摊销 50 90 152 241 325 财务费用 14 27 118 158 185 投资收益(0)(0)(26)(26)(26)营运资金变动 85(95)139 194 156 其它 0 0(3)19 17 投资活动现金流投资活动现金流(916)(1170)(1632)(1632)(1632)资本支出(917)(1164)(1658)(1658)(1658)其他投资 0(6)26 26 26 筹资活动现金流筹资活动现金流 581 1011 614 2

124、86(134)借款变动 937 1035 732 598 291 普通股增加(215)0 0 0 0 资本公积增加(193)0 0 0 0 股利分配 0 0 0(154)(240)其他 51(24)(118)(158)(185)现金净增加额现金净增加额(103)141(124)39 24 利润表利润表 单位:百万元 2020 2021 2022E 2023E 2024E 营业总收入营业总收入 532 1173 2058 3183 4268 营业成本 303 685 1095 1699 2234 营业税金及附加 9 10 18 27 37 营业费用 3 4 3 4 6 管理费用 65 118 1

125、76 272 365 研发费用 17 59 129 200 268 财务费用 14 27 118 158 185 资产减值损失(52)0 0 0 0 公 允 价 值 变 动 收 益 0 0 0 0 0 其他收益 16 25 25 25 25 投资收益(0)0 0 0 0 营业利润营业利润 84 296 546 848 1200 营业外收入 2 1 1 1 1 营业外支出 1 2 2 2 2 利润总额利润总额 85 295 544 847 1199 所得税 0 16 30 47 67 少数股东损益 0 0 0 0 0 归 属 于 母 公 司 净 利 润归 属 于 母 公 司 净 利 润 85 2

126、79 514 800 1132 主要财务比率主要财务比率 2020 2021 2022E 2023E 2024E 年成长年成长率率 营业总收入 28%120%75%55%34%营业利润 239%251%84%55%41%归母净利润 226%227%84%56%42%获利能力获利能力 毛利率 43.0%41.6%46.8%46.6%47.7%净利率 16.0%23.8%25.0%25.1%26.5%ROE 10.5%25.4%34.4%38.6%39.8%ROIC 8.1%13.8%17.9%20.0%22.0%偿债能力偿债能力 资产负债率 55.5%66.8%67.2%66.3%62.5%净负

127、债比率 27.4%43.9%44.4%41.7%37.1%流动比率 0.6 0.6 0.3 0.3 0.4 速动比率 0.6 0.4 0.2 0.2 0.2 营运能力营运能力 总资产周转率 0.3 0.4 0.5 0.5 0.5 存货周转率 8.8 7.4 5.7 5.7 5.3 应收账款周转率 113.0 1192.0 1166.0 1371.0 1293.0 应付账款周转率 1.4 1.6 1.6 1.5 1.4 每股资料每股资料(元元)EPS 0.09 0.31 0.57 0.89 1.26 每股经营净现金 0.26 0.33 0.99 1.54 1.99 每股净资产 1.06 1.37

128、 1.94 2.66 3.65 每股股利 0.00 0.00 0.17 0.27 0.38 估值比率估值比率 PE 442.1 135.2 73.3 47.1 33.3 PB 39.4 30.5 21.5 15.7 11.5 EV/EBITDA 259.5 92.3 45.8 30.0 21.8 资料来源:公司数据、招商证券 敬请阅读末页的重要说明 26 公司深度报告 分析师分析师承诺承诺 负责本研究报告的每一位证券分析师,在此申明,本报告清晰、准确地反映了分析师本人的研究观点。本人薪酬的任何部分过去不曾与、现在不与,未来也将不会与本报告中的具体推荐或观点直接或间接相关。周铮:周铮:招商证券化

129、工行业首席分析师。金融学硕士,2015 年加入招商证券。曾供职于天相投顾、华创证券、方正证券。曹承安:曹承安:招商证券化工行业高级分析师。上海交通大学硕士,2020 年加入招商证券,曾供职于中化国际、浙商证券。连莹:连莹:招商证券化工行业研究员。复旦大学化学博士,2022 年加入招商证券。评级评级说明说明 报告中所涉及的投资评级采用相对评级体系,基于报告发布日后 6-12 个月内公司股价(或行业指数)相对同期当地市场基准指数的市场表现预期。其中,A 股市场以沪深 300 指数为基准;香港市场以恒生指数为基准;美国市场以标普 500 指数为基准。具体标准如下:股票评级股票评级 强烈推荐:预期公司

130、股价涨幅超越基准指数 20%以上 增持:预期公司股价涨幅超越基准指数 5-20%之间 中性:预期公司股价变动幅度相对基准指数介于5%之间 减持:预期公司股价表现弱于基准指数 5%以上 行业评级行业评级 推荐:行业基本面向好,预期行业指数超越基准指数 中性:行业基本面稳定,预期行业指数跟随基准指数 回避:行业基本面转弱,预期行业指数弱于基准指数 重要重要声明声明 本报告由招商证券股份有限公司(以下简称“本公司”)编制。本公司具有中国证监会许可的证券投资咨询业务资格。本报告基于合法取得的信息,但本公司对这些信息的准确性和完整性不作任何保证。本报告所包含的分析基于各种假设,不同假设可能导致分析结果出现重大不同。报告中的内容和意见仅供参考,并不构成对所述证券买卖的出价,在任何情况下,本报告中的信息或所表述的意见并不构成对任何人的投资建议。除法律或规则规定必须承担的责任外,本公司及其雇员不对使用本报告及其内容所引发的任何直接或间接损失负任何责任。本公司或关联机构可能会持有报告中所提到的公司所发行的证券头寸并进行交易,还可能为这些公司提供或争取提供投资银行业务服务。客户应当考虑到本公司可能存在可能影响本报告客观性的利益冲突。本报告版权归本公司所有。本公司保留所有权利。未经本公司事先书面许可,任何机构和个人均不得以任何形式翻版、复制、引用或转载,否则,本公司将保留随时追究其法律责任的权利。

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