《碳纖維行業深度:新能源高景氣等推動需求高增技術突破和產能擴張加速國產替代-230128(50頁).pdf》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《碳纖維行業深度:新能源高景氣等推動需求高增技術突破和產能擴張加速國產替代-230128(50頁).pdf(50頁珍藏版)》請在三個皮匠報告上搜索。
1、 基礎化工基礎化工|證券研究報告證券研究報告 行業深度行業深度 2023 年年 1 月月 28 日日 強于大市強于大市 公司名稱公司名稱 股票代碼股票代碼 股價股價 評級評級 光威復材 300699.SZ 66.12 買入 資料來源:Wind,中銀證券 以2023年1月18日當地貨幣收市價為標準 相關研究報告相關研究報告 化工行業化工行業 2023 年度策略:需求有望復蘇,看年度策略:需求有望復蘇,看好 一 體 化 龍 頭 與 新 材 料 等 中 長 期 發 展 好 一 體 化 龍 頭 與 新 材 料 等 中 長 期 發 展 20221214 公司點評公司點評光威復材:凈利潤穩健增長,碳光威復
2、材:凈利潤穩健增長,碳纖維各產線有序推進纖維各產線有序推進20221030 新股報告新股報告中復神鷹:民品碳纖維龍頭,產中復神鷹:民品碳纖維龍頭,產能擴張成長可期能擴張成長可期20220310 中銀國際證券股份有限公司中銀國際證券股份有限公司 具備證券投資咨詢業務資格具備證券投資咨詢業務資格 基礎化工基礎化工 證券分析師:余嫄嫄證券分析師:余嫄嫄(8621)20328550 證券投資咨詢業務證書編號:S1300517050002 碳纖維行業深度碳纖維行業深度 新能源高景氣等推動需求高增,技術突破和產能擴張加速國產替代 2022 年年下半年下半年碳纖維原料成本走低,價格波動下滑。風電葉片、光伏熱
3、碳纖維原料成本走低,價格波動下滑。風電葉片、光伏熱場等新能源領域碳纖維需求預計迎來高增速,航空航天、體育休閑等領場等新能源領域碳纖維需求預計迎來高增速,航空航天、體育休閑等領域碳纖維需求有望穩健增長,未來碳纖維需求將長期域碳纖維需求有望穩健增長,未來碳纖維需求將長期保持增長態勢保持增長態勢。國。國內企業大規模擴產,生產技術不斷突破,受下游需求拉動以及進口受限內企業大規模擴產,生產技術不斷突破,受下游需求拉動以及進口受限影響,碳纖維國產替代進程有望加速。光威復材等國內碳纖維龍頭企業影響,碳纖維國產替代進程有望加速。光威復材等國內碳纖維龍頭企業有望持續受益。有望持續受益。支撐評級的要點支撐評級的要
4、點 碳纖維是性能優異、用途廣泛的國家戰略性新材料。碳纖維是性能優異、用途廣泛的國家戰略性新材料。碳纖維由丙烯腈聚合、碳化制得,具有低密度、耐腐蝕、耐高溫、耐摩擦、抗疲勞、震動衰減性高、電及熱導性高、熱及濕膨脹系數低、X 光穿透性高、非磁體但有電磁屏蔽效應等特點,可廣泛應用于風電葉片、碳/碳復材、航空航天、壓力容器、休閑體育等領域。根據華經產業研究院數據,2021 年全球、中國碳纖維市場規模分別為 34.0億美元、15.9 億美元,2015-2021 年 CAGR 分別為 4.8%、23.1%。新能源等領域帶動碳纖維需求高速增長。新能源等領域帶動碳纖維需求高速增長。根據廣州賽奧2021 全球碳纖
5、維復合材料市場報告,2021 年全球碳纖維需求量為 11.8 萬噸,下游主要應用領域風電葉片、體育休閑、航空航天、壓力容器、碳/碳復材需求量分別為 3.30 萬噸、1.85 萬噸、1.65 萬噸、1.10 萬噸、0.85 萬噸,占比分別為 28.0%、15.7%、14.0%、9.3%、7.2%。雙碳背景下風電加速增長,風電葉片大型化和輕量化要求有望推動碳纖維滲透率提升。光伏新增裝機量持續增長,單晶硅片市場份額快速提升,單晶拉制爐需求走高,光伏熱場碳/碳復材有望擴大份額。軍機更新換代、國產大飛機批產提升航空航天領域碳纖維需求。隨著經濟好轉以及人均消費力提升,我們預計體育休閑碳纖維市場長期將平穩增
6、長。我們預計 2025 年我國碳纖維需求將達到 13.2 萬噸,2022-2025 年 CAGR 為 21.7%;2025 年我國碳纖維市場規模將達到 29.2 億美元,2022-2025 年 CAGR 為 16.0%。國產替代正當時國產替代正當時,碳纖維供需短期偏緊、中長期或趨于寬松。,碳纖維供需短期偏緊、中長期或趨于寬松。全球碳纖維市場受國際巨頭壟斷,根據中國化學纖維工業協會數據,小絲束方面 2020 年日本東麗全球產能占比約為26%,大絲束方面2020年美國赫氏全球產能占比約為58%。近年來我國碳纖維行業產能建設加快,根據廣州賽奧2021 全球碳纖維復合材料市場報告,2021 年國內碳纖
7、維運行產能為 6.3 萬噸,成為全球運行產能最大的地區。另一方面,日本與美國加大對碳纖維出口的管控,政策助力、技術突破加速碳纖維國產替代進程。根據公開項目統計,我們預計 2025 年我國碳纖維產量將達到 12.5 萬噸,2022-2025 年 CAGR 為 38.2%。短期來看,我國碳纖維行業供需仍舊偏緊。中長期來看,未來隨著我國碳纖維產能快速釋放,供需缺口有望改善,碳纖維價格有望下降。國內碳纖維企業蓬勃發展。國內碳纖維企業蓬勃發展。光威復材:技術沉淀持續創新,軍品民品雙重驅動業績增長;中復神鷹:民用碳纖維龍頭,干噴濕紡工藝領先者;吉林化纖:粘膠長絲龍頭,轉型前景可期;吉林碳谷:原絲產業化龍頭
8、,獨創 DMAC 兩步濕法工藝;中簡科技:專注高附加值領域,超級訂單助力業績增長;恒神股份:全產業鏈發展模式,前瞻布局新興領域。投資建議投資建議 看好國內碳纖維行業中長期發展??春脟鴥忍祭w維行業中長期發展。需求端:風電葉片、光伏熱場等新能源領域碳纖維需求快速增長,航空航天、體育休閑等領域碳纖維需求穩健增長,未來碳纖維總體需求將長期保持增長態勢。供給端:國內企業打破技術壟斷,國產替代正當時。國內企業大規模擴產,生產技術不斷突破,受下游需求拉動以及進口受限影響,碳纖維國產替代進程有望加速。成本端:碳纖維行業規模效應顯著,原料價格回落,生產成本長期有望下降。供需兩端雙輪驅動,我們預計碳纖維行業景氣度
9、有望持續向上。碳纖維行業技術和資金壁壘較高,生產成本長期有望下降,未來行業競爭格局趨向高集中度、上下游全產業鏈平臺化布局,碳纖維龍頭企業有望受益。推薦光威復材推薦光威復材,建議關注中復神鷹,建議關注中復神鷹。評級面臨的主要風險評級面臨的主要風險 行業產能擴張風險、原材料價格上漲風險、國產化不及預期、技術升級迭代風險、環保風險。2023 年 1 月 28 日 碳纖維行業深度 2 目錄目錄 碳纖維:剛柔并濟、性能卓越的碳纖維:剛柔并濟、性能卓越的“黑色黃金黑色黃金”.6 碳纖維是性能優異、用途廣泛的國家戰略性新材料.6 原絲和碳化是碳纖維生產的關鍵環節.8 碳纖維行業規模效應顯著,生產成本長期有望
10、下降.9 政策助力我國碳纖維行業發展.11 需求端:新能源等領域帶動碳纖維需求高速增長需求端:新能源等領域帶動碳纖維需求高速增長.13 我國是全球最大的碳纖維市場.13 風電葉片:碳纖維主要應用領域,滲透率提升空間大.14 碳/碳復合材料:光伏熱場推動需求增加.19 壓力容器:氫燃料電池車產業擴張帶動儲氫瓶需求增長.21 航空航天:軍民兩用領域需求持續提升.25 體育休閑:消費需求穩步增長.28 預計 2022-2025 年我國碳纖維需求量 CAGR 將達 21.7%.28 供給端:國內企業打破技術壟斷,國產替代正當時供給端:國內企業打破技術壟斷,國產替代正當時.30 全球碳纖維產能持續擴張,
11、國內產能建設加快.30 國內產能利用率較低,碳纖維進口受限.32 技術突破加速碳纖維國產替代進程.34 供需格局展望:短期內供需偏緊,中長期供需或趨于寬松.35 國內主要碳纖維企業國內主要碳纖維企業.37 光威復材:技術沉淀持續創新,軍品民品雙重驅動業績增長.37 中復神鷹:民用碳纖維龍頭,干噴濕紡工藝領先者.39 吉林化纖:粘膠長絲龍頭,轉型前景可期.41 吉林碳谷:原絲產業化龍頭,獨創 DMAC 兩步濕法工藝.42 中簡科技:專注高附加值領域,超級訂單助力業績增長.43 恒神股份:全產業鏈發展模式,前瞻布局新興領域.44 投資建議投資建議.47 看好國內碳纖維行業中長期發展,推薦光威復材,
12、建議關注中復神鷹.47 風險提示風險提示.48 mWhUtVsUlVcVbUcZvYfWbR8Q7NsQoOmOmPlOoOqRlOnPxObRnMoOwMnNmQNZtPvM2023 年 1 月 28 日 碳纖維行業深度 3 圖表目錄圖表目錄 圖表圖表 1.碳纖維與傳統材料性能對比碳纖維與傳統材料性能對比.6 圖表圖表 2.全球碳纖維歷史里程碑全球碳纖維歷史里程碑.6 圖表圖表 3.碳纖維分類碳纖維分類.7 圖表圖表 4.PAN 基碳纖維制備過程基碳纖維制備過程.7 圖表圖表 5.原絲與碳纖維成品原絲與碳纖維成品.7 圖表圖表 6.碳纖維產業鏈碳纖維產業鏈.8 圖表圖表 7.碳纖維下游應用碳
13、纖維下游應用.8 圖表圖表 8.碳纖維全過程工藝流程圖碳纖維全過程工藝流程圖.8 圖表圖表 9.碳纖維原絲生產兩步法和一步法工藝比較碳纖維原絲生產兩步法和一步法工藝比較.9 圖表圖表 10.濕法紡絲與干濕法紡絲的差異濕法紡絲與干濕法紡絲的差異.9 圖表圖表 11.原絲環節約占碳纖維生產成本的原絲環節約占碳纖維生產成本的 51%.9 圖表圖表 12.不同型號碳纖維價格(國產:華東)不同型號碳纖維價格(國產:華東).10 圖表圖表 13.碳纖維進口數量與單價碳纖維進口數量與單價.10 圖表圖表 14.碳纖維各生產環節成本在不同量產規模下的對比(單位:美元碳纖維各生產環節成本在不同量產規模下的對比(
14、單位:美元/千克)千克)10 圖表圖表 15.2018-2021 年我國丙烯腈進出口數量年我國丙烯腈進出口數量.11 圖表圖表 16.2019-2021 年我國丙烯腈產能、產量、產能利用率年我國丙烯腈產能、產量、產能利用率.11 圖表圖表 17.碳纖維統計平均生產成本碳纖維統計平均生產成本.11 圖表圖表 18.碳纖維與丙烯腈價差圖碳纖維與丙烯腈價差圖.11 圖表圖表 19.碳纖維行業毛利碳纖維行業毛利.11 圖表圖表 20.2018-2021 年年我國我國碳纖維相關政策碳纖維相關政策.12 圖表圖表 21.2015-2021 年全球及國內碳纖維市場規模年全球及國內碳纖維市場規模.13 圖表圖
15、表 22.2015-2021 年全球及國內碳纖維需求量年全球及國內碳纖維需求量.13 圖表圖表 23.國內碳纖維下游需求量拆分國內碳纖維下游需求量拆分.13 圖表圖表 24.2021 年全球不同應用碳纖維需求量及單價年全球不同應用碳纖維需求量及單價.14 圖表圖表 25.不同絲束、等級碳纖維應用場景不同絲束、等級碳纖維應用場景.14 圖表圖表 26.2021-2026 年全球風電新增裝機容量(年全球風電新增裝機容量(GW).14 圖表圖表 27.風機零部件成本占比風機零部件成本占比.14 圖表圖表 28.風電葉片結構風電葉片結構.15 圖表圖表 29.重量增加對風電葉片的影響重量增加對風電葉片
16、的影響.15 圖表圖表 30.風電葉片大型化趨勢風電葉片大型化趨勢.16 圖表圖表 31.風電葉片重量和風機功率之間的關系風電葉片重量和風機功率之間的關系.16 圖表圖表 32.2021 年不同功率主機碳纖維主梁葉片占比變化(功率單位:年不同功率主機碳纖維主梁葉片占比變化(功率單位:MW).16 圖表圖表 33.2021 年不同葉片年不同葉片長度碳纖維主梁葉片占比變化長度碳纖維主梁葉片占比變化.17 圖表圖表 34.各企業碳纖維風電葉片應用實例各企業碳纖維風電葉片應用實例.17 圖表圖表 35.2035 年陸上、海上風機預計性能與年陸上、海上風機預計性能與 2019 年比較年比較.18 圖表圖
17、表 36.2022-2025 年我國風電葉片領域碳纖維需求及市場規模預測年我國風電葉片領域碳纖維需求及市場規模預測.19 2023 年 1 月 28 日 碳纖維行業深度 4 圖表圖表 37.熱場單晶拉制爐結構熱場單晶拉制爐結構.19 圖表圖表 38.單晶拉制爐熱場系統各個關鍵部件碳纖維滲透率單晶拉制爐熱場系統各個關鍵部件碳纖維滲透率.20 圖表圖表 39.2017-2022 年單晶硅片與多晶硅片市場份額對比年單晶硅片與多晶硅片市場份額對比.20 圖表圖表 40.2022-2025 年我國光伏熱場碳年我國光伏熱場碳/碳復材需求及市場規模預測碳復材需求及市場規模預測.21 圖表圖表 41.儲氫容器
18、分類儲氫容器分類.22 圖表圖表 42.儲氫容器性能對比儲氫容器性能對比.22 圖表圖表 43.氫燃料電池車結構圖氫燃料電池車結構圖.23 圖表圖表 44.2015-2021 年我國氫燃料電池車銷量及保有量年我國氫燃料電池車銷量及保有量.23 圖表圖表 45.2022-2025 年我國壓力容器碳年我國壓力容器碳纖維需求及市場規模預測纖維需求及市場規模預測.25 圖表圖表 46.飛行器每減少飛行器每減少 1 kg 所帶來的經濟效益所帶來的經濟效益.25 圖表圖表 47.2021 年航空航天碳纖維需求拆分年航空航天碳纖維需求拆分.25 圖表圖表 48.2016-2025 年全球、國內航空航天碳纖維
19、需求年全球、國內航空航天碳纖維需求.26 圖表圖表 49.中美軍用機代次占比中美軍用機代次占比.26 圖表圖表 50.碳纖維復合材料在軍機上的應用情況碳纖維復合材料在軍機上的應用情況.26 圖表圖表 51.國內外民機復合材料用量情況國內外民機復合材料用量情況.27 圖表圖表 52.全球新增民機分布全球新增民機分布.27 圖表圖表 53.2022-2025 年我國航空航天碳纖維需求及市場規模預測年我國航空航天碳纖維需求及市場規模預測.28 圖表圖表 54.2021 年體育休閑領域碳纖維需求拆分年體育休閑領域碳纖維需求拆分.28 圖表圖表 55.2016-2025 年全球體育休閑碳纖維需求預測年全
20、球體育休閑碳纖維需求預測.28 圖表圖表 56.2022-2025 年我國碳纖維需求及市場規模預測年我國碳纖維需求及市場規模預測.29 圖表圖表57.2020 年全球小絲束碳纖維主要生產年全球小絲束碳纖維主要生產企業產能占比企業產能占比.30 圖表圖表 58.2020 年全球大絲束碳纖維主要生產企業產能占比年全球大絲束碳纖維主要生產企業產能占比.30 圖表圖表 59.2021 年全球碳纖維制造商運行產能年全球碳纖維制造商運行產能.30 圖表圖表 60.2021 年全球分區域碳纖維運行產能年全球分區域碳纖維運行產能.31 圖表圖表 61.2017-2022 年我國碳纖維相關企業新成立數年我國碳纖
21、維相關企業新成立數量量.31 圖表圖表 62.2016-2021 年我國碳纖維運行產能年我國碳纖維運行產能.31 圖表圖表 63.2021 年國內主要碳纖維生產商運行產能年國內主要碳纖維生產商運行產能.31 圖表圖表 64.2021 年國內主要碳纖維生產商原絲運行產能年國內主要碳纖維生產商原絲運行產能.31 圖表圖表 65.2021 年全球碳纖維制造商擴產產能年全球碳纖維制造商擴產產能.32 圖表圖表 66.國內碳纖維行業產能利用率國內碳纖維行業產能利用率.32 圖表圖表 67.美國赫氏限制出口的產品牌號多為高性能小絲束碳纖維美國赫氏限制出口的產品牌號多為高性能小絲束碳纖維.33 圖表圖表 6
22、8.2022-2025 年中國碳纖維供應結構預測年中國碳纖維供應結構預測.33 圖表圖表 69.2021 年中國碳纖維來源年中國碳纖維來源.33 圖表圖表 70.我國低成本大絲束碳纖維發展主要瓶頸我國低成本大絲束碳纖維發展主要瓶頸.34 圖表圖表 71.國內企業干噴濕紡技術水平對比國內企業干噴濕紡技術水平對比.34 圖表圖表 72.各公司碳纖維產品性能對比各公司碳纖維產品性能對比.35 圖表圖表 73.我國碳纖維企業擴產項目我國碳纖維企業擴產項目.36 圖表圖表 74.我國碳纖維行業供需測算我國碳纖維行業供需測算.36 圖表圖表 75.光威復材核心技術演變光威復材核心技術演變.37 2023
23、年 1 月 28 日 碳纖維行業深度 5 圖表圖表 76.光威復材主要產品情況光威復材主要產品情況.37 圖表圖表 77.近年光威復材研發費用及同比近年光威復材研發費用及同比.38 圖表圖表 78.近年碳纖維企業研發費用率對比近年碳纖維企業研發費用率對比.38 圖表圖表 79.2014-2021 年光威復材軍品、民品收入年光威復材軍品、民品收入.38 圖表圖表 80.2014-2021 年光威復材軍品、民品收入占比年光威復材軍品、民品收入占比.38 圖表圖表 81.2017-2022 年光威復材碳梁營年光威復材碳梁營業收入業收入.39 圖表圖表 82.2017-2021 年光威復材碳梁銷量、產
24、量、產銷率年光威復材碳梁銷量、產量、產銷率.39 圖表圖表 83.中復神鷹核心技術體系中復神鷹核心技術體系.39 圖表圖表 84.中復神鷹碳纖維干噴濕紡技術研發情況中復神鷹碳纖維干噴濕紡技術研發情況.40 圖表圖表 85.中復神鷹新建項目情況中復神鷹新建項目情況.40 圖表圖表 86.近年中復神鷹碳纖維產品單位成本近年中復神鷹碳纖維產品單位成本.41 圖表圖表 87.2017-2021 年吉林化纖分業務營業收入年吉林化纖分業務營業收入.41 圖表圖表 88.2016-2021 年吉林化纖化纖產量、銷量、產銷率年吉林化纖化纖產量、銷量、產銷率.41 圖表圖表 89.吉林化纖碳纖維擴產項目情況吉林
25、化纖碳纖維擴產項目情況.42 圖表圖表 90.公司主要產品碳化后性能指標公司主要產品碳化后性能指標.42 圖表圖表 91.2017-2022 年年 9 月吉林碳谷營業收入月吉林碳谷營業收入.42 圖表圖表 92.2017-2022 年年 9 月吉林碳谷歸母凈利潤月吉林碳谷歸母凈利潤.42 圖表圖表 93.2017-2021 年吉林碳谷原絲業務收年吉林碳谷原絲業務收入入.43 圖表圖表 94.2017-2021 年吉林碳谷原絲毛利率快速提升年吉林碳谷原絲毛利率快速提升.43 圖表圖表 95.可比公司綜合毛利率可比公司綜合毛利率.43 圖表圖表 96.可比公司銷售凈利率可比公司銷售凈利率.43 圖
26、表圖表 97.2017-2022 年中簡科技合同金額及營業收入年中簡科技合同金額及營業收入.44 圖表圖表 98.恒神股份各領域客戶及產品情況恒神股份各領域客戶及產品情況.44 圖表圖表 99.2017-2022 年恒神股份研發費用情況年恒神股份研發費用情況.45 圖表圖表 100.2021 年恒神股份在研項目情況年恒神股份在研項目情況.45 圖表圖表 101.近年來恒神股份營業總收入近年來恒神股份營業總收入.46 圖表圖表 102.近年來恒神股份歸母凈利潤近年來恒神股份歸母凈利潤.46 圖表圖表 103.可比公司估值分析可比公司估值分析.47 2023 年 1 月 28 日 碳纖維行業深度
27、6 碳纖維:剛柔并濟、性能卓越的碳纖維:剛柔并濟、性能卓越的“黑色黃金黑色黃金”碳纖維是碳纖維是性能優異、用途廣泛的國家戰略性新材料性能優異、用途廣泛的國家戰略性新材料 碳纖維是性能優異的軍民兩用新材料。碳纖維是性能優異的軍民兩用新材料。碳纖維是一種由片狀石墨微晶等有機纖維沿纖維軸向堆砌所得、含碳量高于 90%的材料,由上游原料丙烯腈聚合、碳化所得。碳纖維“剛柔并濟”,密度比鋁低、強度比鋼高,在目前已大量生產的高性能纖維中具有最高的比強度和最高的比模量,同時具有低密度、耐腐蝕、耐高溫、耐摩擦、抗疲勞、震動衰減性高、電及熱導性高、熱及濕膨脹系數低、X 光穿透性高、非磁體但有電磁屏蔽效應等特點,被
28、譽為 21 世紀的“黑色黃金”,在國防軍工及民用領域均有廣泛的應用前景,是不可或缺的國家戰略性物資。圖表圖表 1.碳纖維與傳統材料性能對比碳纖維與傳統材料性能對比 材料材料 密度(密度(g/cm3)拉伸強度(拉伸強度(MPa)拉伸模量(拉伸模量(GPa)碳纖維 1.5-2 2,000-7,000 200-700 玻璃纖維/聚酯 2 1,500 42 鋼 7.8 1,080 210 鋁合金 2.8 470 75 鈦合金 4.5 1,000 110 資料來源:中國纖維復材網,中銀證券 碳纖維碳纖維行業行業起步于起步于 20 世紀世紀 60 年代,國外巨頭占據全球市場主要地位。年代,國外巨頭占據全球
29、市場主要地位。國際上碳纖維生產始于上世紀 60 年代,日本進藤昭男發明了以 PAN 纖維為原料制取碳纖維的方法,為碳纖維工業化發展奠定了基礎。20 世紀 70 年代,日本東麗開發出高性能 PAN 基碳纖維。經過 50 多年發展,碳纖維生產工藝已經較為成熟,目前日本、美國等國家的巨頭企業掌握了碳纖維生產的核心技術。我國碳纖維行業正快速發展。我國碳纖維行業正快速發展。21 世紀以來,我國大力發展碳纖維產業,國內企業逐漸打破國外技術封鎖,逐步縮小與世界碳纖維先進生產技術的差距。目前我國已突破 T700、T800 等高性能碳纖維的千噸級產業化;2019 年中復神鷹率先實現干噴濕紡 T1000 級超高強
30、度碳纖維工程化,提升了我國碳纖維行業整體技術水平;此外,國產 T700S-12K 小絲束碳纖維的復絲拉伸強度與模量也已達到日本東麗同級別碳纖維性能水平。根據廣州賽奧2021 全球碳纖維復合材料市場報告,2021 年我國碳纖維運行產能達 6.34 萬噸,同比增長 75.14%,占全球碳纖維運行產能的 30.5%,產能規模全球第一,我國碳纖維行業進入快速發展階段。圖表圖表 2.全球碳纖維歷史里程碑全球碳纖維歷史里程碑 資料來源:光威復材招股說明書,中銀證券 2023 年 1 月 28 日 碳纖維行業深度 7 碳纖維可以根據其原絲類型、絲束規格、力學性能進行分類:碳纖維可以根據其原絲類型、絲束規格、
31、力學性能進行分類:1)從原絲類型劃分,碳纖維可以分為聚丙烯腈(PAN)基碳纖維、瀝青基碳纖維和粘膠基碳纖維三大類。聚丙烯腈(PAN)基碳纖維由于產品性能優異、工藝簡單且無明顯缺陷,逐步成為碳纖維市場主流,在碳纖維產品中產量占比達 91%;瀝青基碳纖維原料調制復雜、產品性能較低,目前規模較??;粘膠基碳纖維碳化收率低、技術難度大、設備復雜、成本高,產量較小,主要用于耐燒蝕材料及隔熱材料。PAN 原絲經歷預氧化、碳化、石墨化三個過程,最終轉變成為具備片狀的石墨纖維結構。根據中復神鷹及吉林碳谷披露,生產 1 噸碳纖維約需消耗丙烯腈 1.96 噸。2)從絲束規格劃分,根據每條碳纖維絲束中單絲數量,可劃分
32、為 1K-24K 的小絲束與 48K-80K 的大絲束。小絲束產品抗拉能力更強,生產成本更高,大多應用在國防軍工以及體育用品中,而大絲束主要應用在工業、能源領域;3)從力學性能劃分,根據聚丙烯腈基碳纖維國家標準 GB/T 26752-2020,可以分為高強型(GQ)、高強中模型(QZ)、高模型(GM)、高強高模型(QM),其中高強指拉伸強度大于 3,500 MPa,高模量指拉伸彈性模量大于 350 GPa。根據光威復材招股說明書披露,國產的碳纖維型號性能對等東麗:GQ3522(T300)、GQ4522(T700S)、QZ5526(T800S/T800HB)、QM4035(M40J),其中 GQ
33、3522 等指代產品拉伸模量大于 3,522 MPa、T700 指代產品強度約為 700 PSI。圖表圖表 3.碳纖維分類碳纖維分類 資料來源:光威復材招股說明書,百川盈孚,中復神鷹招股說明書,中銀證券 圖表圖表 4.PAN 基碳纖維制備過程基碳纖維制備過程 圖表圖表 5.原絲與碳纖維成品原絲與碳纖維成品 資料來源:光威復材招股說明書,中銀證券 資料來源:百川盈孚,中銀證券 碳纖維產業鏈包括從上游丙烯到下游終端應用的完整工藝流程。碳纖維產業鏈包括從上游丙烯到下游終端應用的完整工藝流程。首先,上游企業從石油、煤炭、天然氣等化石燃料中制得丙烯,經氨氧化后得到丙烯腈(AN)。丙烯腈經聚合和紡絲后,得
34、到聚丙烯腈(PAN)原絲。原絲再經過預氧化、低溫(90%以上含碳量,1,000-2,000)和高溫碳化后,得到碳纖維(99%以上碳含量,2,000-3,000)。碳纖維經過表面處理后,可制成碳纖維織物和碳纖維預浸料(中間料)。另外,碳纖維與樹脂、陶瓷等材料結合還可形成碳纖維復合材料。最后經各種成型工藝,可得到下游終端應用產品。碳纖維產業鏈下游應用包括風電、航空航天、體育休閑等領域。PAN基碳纖維碳纖維原絲類型碳纖維主流產品,成品品質優異、工藝簡單力學性能高強型GQ3500-5000Mpa220-260GPa瀝青基粘膠基絲束規格大絲束(48K、50K、60K、80K等)小絲束(1K、3K、6K、
35、12K、24K等)目前規模小,原料豐富但產品性能較低用于耐燒蝕、隔熱材料,技術難度大、成本高紡織、醫藥衛生、機電、土木建筑、交通運輸和能源等飛機、導彈、火箭、衛星和漁具、高爾夫球桿、網球拍等高強中模型GZ4500-7500Mpa260-350GPa高模型GM3000-3500Mpa350-400GPa高強高模型QM3500-7000Mpa350-700GPa2023 年 1 月 28 日 碳纖維行業深度 8 圖表圖表 6.碳纖維產業鏈碳纖維產業鏈 圖表圖表 7.碳纖維下游應用碳纖維下游應用 資料來源:光威復材招股說明書,中銀證券 資料來源:光威復材招股說明書,中銀證券 原絲和碳化是碳纖維生產的
36、關鍵環節原絲和碳化是碳纖維生產的關鍵環節 碳纖維生產包括原絲和碳化兩個過程。碳纖維生產包括原絲和碳化兩個過程。原絲生產按照聚合和紡絲的連續性分為一步法和兩步法,一步法包括聚合、紡絲,兩步法則包括聚合、制膠、紡絲;按照紡絲工藝,主要分為濕法紡絲和干濕法紡絲。紡絲工藝的選擇及控制是保證高性能原絲穩定生產的關鍵因素。原絲經過一段氧化、二段氧化、三段氧化、低溫碳化和高溫碳化,再經過漿料表面處理,然后上漿,即可生產出碳纖維。圖表圖表 8.碳纖維全過程工藝流程圖碳纖維全過程工藝流程圖 資料來源:光威復材招股說明書,中銀證券 2023 年 1 月 28 日 碳纖維行業深度 9 圖表圖表 9.碳纖維原絲生產兩
37、步法和一步法工藝比較碳纖維原絲生產兩步法和一步法工藝比較 技術工藝技術工藝 兩步法兩步法 一步法一步法 特點 工藝相對復雜,水相沉淀聚合得到 PAN 固體粉末后粉碎、烘干等之后再進行溶解產生原液。水相聚合可以獲得溶液聚合不能得到的高分子量 PAN,溶解得到的原液可用于紡絲的范圍廣,提高了原液聚合物分子量和濃度上限 均相溶液聚合工藝,流程較短,工序較少,操作性強,可控性好,利于獲得高質量的 PAN 原絲。溶劑介質既能溶解單體又能溶解聚合體,聚合紡絲一條線 工藝區別 經水相聚合得到 PAN 粉末,再溶解至溶劑中 直接在溶劑中進行聚合 溶劑 DMSO、DMF、DMAC DMSO、DMF、DMAC、N
38、aSCN、ZnCl2 主要廠商 陶氏、三菱麗陽、吉林碳谷 東麗、中簡科技、光威復材、恒神股份 資料來源:華經產業研究院,中銀證券 圖表圖表 10.濕法紡絲與干濕法紡絲的差異濕法紡絲與干濕法紡絲的差異 項目項目 濕法紡絲濕法紡絲 干濕法紡絲干濕法紡絲 噴絲孔直徑 小,0.05-0.075 mm 大,0.10-0.30 mm 紡絲液 中、低分子量和固含量 高分子量,高固含量,高粘度 牽伸率 噴絲后為負牽伸,一般負率 20%-50%噴絲后為正牽伸,一般正率 100%-400%紡速 紡絲紡速速度慢,一般 80 m/min 左右 紡絲紡速速度快,可在 300 m/min 左右 纖維 纖維表面有溝槽,體密
39、度一般 纖維表面光亮平滑,纖維致密,密度較高 紡絲溫度 紡絲溫度較高,一般為 50-70 度 紡絲溫度較低,一般為 40-45 度 資料來源:光威復材招股說明書,中銀證券 原絲原絲環節環節成本約占碳纖維生產成本的成本約占碳纖維生產成本的 51%,是碳纖維生產的核心環節是碳纖維生產的核心環節。碳纖維強度依賴于原絲的微觀形態結構及其致密性。若原絲品質有所缺陷,如表面孔洞、沉積、刮傷、單絲間黏結等,在后續加工中很難消除,將對碳纖維性能產生較大影響。根據美國橡樹嶺國家實驗室(Oak Ridge National Laboratory),原絲成本約占碳纖維生產成本的 51%。低質量原絲將增加碳纖維的生產
40、成本,也將降低產品的市場競爭力。圖表圖表 11.原絲環節約占碳纖維生產成本的原絲環節約占碳纖維生產成本的 51%資料來源:Oak Ridge National Laboratory,中銀證券 碳纖維行業規模效應顯著,生產成本長期碳纖維行業規模效應顯著,生產成本長期有望下降有望下降 2022 年碳纖維價格上漲后回落。年碳纖維價格上漲后回落。根據百川盈孚統計,2022 年上半年碳纖維價格穩定增長,國產小絲束 T700 最高漲至 270.00 元/千克,同比上升 14.89%。下半年由于國內碳纖維企業大幅擴產、供應量增加,碳纖維價格有所回落。進口方面,2022 年 1-10 月碳纖維進口總量達 8,
41、596.35 噸,相較于去年同期增長 85.48%。2022 年 1-10 月碳纖維進口平均單價為 21.01 美元/千克,與 2021 年全年進口均價相比上漲 12.78%。2023 年 1 月 28 日 碳纖維行業深度 10 圖表圖表 12.不同型號碳纖維價格(國產:華東)不同型號碳纖維價格(國產:華東)圖表圖表 13.碳纖維進口數碳纖維進口數量與單價量與單價 資料來源:百川盈孚,中銀證券 資料來源:海關總署,萬得,中銀證券 碳纖維生產具有規模經濟性。碳纖維生產具有規模經濟性。碳纖維生產設備價值高,各期折舊較大,且生產所需高溫加熱耗電量大。根據中簡科技與光威復材招股說明書數據統計,折舊、燃
42、料分別占碳纖維生產成本大約 38%、24%,原材料聚丙烯腈原絲占比 10%。根據朱波PAN 基碳纖維制備成本構成分析及其控制探討統計,1500 噸線相較于 500 噸線總生產建造成本由 15.89 萬元/單噸下降至 11.67 萬元/單噸。根據Oak Ridge National Laboratory 測算,若單線規模由 1,000 噸上升到 2,000 噸,成本可以降 10%;2,000噸到 3,000 噸,成本可能降 15%;萬噸線理論成本降幅在 30%左右,可降至約 17.44 美元/千克。我們預計未來碳纖維生產成本將因規模經濟效應持續下降。圖表圖表 14.碳纖維各生產環節成本在不同量產
43、規模下的對比(單位:美元碳纖維各生產環節成本在不同量產規模下的對比(單位:美元/千克)千克)原絲原絲 預氧化預氧化 高溫碳化高溫碳化 表面處理表面處理 纏繞纏繞&包裝包裝 一般情景成本 11.20 3.42 5.16 0.82 1.36 總計 21.96 萬噸規模情景成本 10.31 2.20 3.29 0.73 0.91 總計 17.44 資料來源:Oak Ridge National Laboratory,中銀證券 原料丙烯腈價格有望回落。原料丙烯腈價格有望回落。我國在 2020 年以前是丙烯腈進口國,2021 年我國丙烯腈出口量首次超過進口量。根據百川盈孚數據,2021 年我國丙烯腈出口
44、 21.02 萬噸,同比增長 188.69%;進口量 20.38萬噸,同比減少33.55%;2021年我國丙烯腈產能289.90萬噸,產量238.17萬噸,產能利用率達82.16%。2019-2021 年我國丙烯腈產能、產量復合增長率分別為 12.25%、7.41%。根據生意社統計,丙烯腈行業自 2021 年陸續新增 130 萬噸產能,疊加疫情對物流、下游 ABS 樹脂需求的影響,丙烯腈供需錯配,2022 年丙烯腈價格整體有所下滑。根據隆眾資訊,預計 2023-2027 年仍有 300 萬噸丙烯腈新產能投放,加上丙烯腈上游原油價格震蕩回落,我們預計丙烯腈價格將持續下跌。綜上所述,碳纖維生產成本
45、長期有望下降。2023 年 1 月 28 日 碳纖維行業深度 11 圖表圖表 15.2018-2021 年我國丙烯腈進出口數量年我國丙烯腈進出口數量 圖表圖表 16.2019-2021 年我國丙烯腈產能、產量、產能利用率年我國丙烯腈產能、產量、產能利用率 資料來源:百川盈孚,中銀證券 資料來源:百川盈孚,中銀證券 圖表圖表 17.碳纖維統計平均生產成本碳纖維統計平均生產成本 圖表圖表 18.碳纖維與丙烯腈價差圖碳纖維與丙烯腈價差圖 資料來源:中簡科技、光威復材招股說明書,中銀證券 資料來源:百川盈孚,中銀證券 圖表圖表 19.碳纖維行業毛利碳纖維行業毛利 資料來源:百川盈孚,中銀證券 政策助力
46、我國碳纖維行業發展政策助力我國碳纖維行業發展 國家出臺多項碳纖維相關政策。國家出臺多項碳纖維相關政策。2018 年 11 月,國家統計局出臺戰略性新興產業分類(2018),將高性能碳纖維及制品制造列入戰略性新興產業分類;2019 年 11 月,工信部將應用于航空、航天、軌道交通、海工、風電裝備、壓力容器等領域的高強型、高強中模型、高模型等碳纖維列入關鍵戰略材料;2021 年 3 月發布的中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和 2035 年遠景目標綱要提出要加強碳纖維等高性能纖維及復合材料的研發應用,為未來碳纖維行業的技術進步提供了良好的政策環境。國家相關政策的出臺將大力促進我國碳纖
47、維行業發展。2023 年 1 月 28 日 碳纖維行業深度 12 圖表圖表 20.2018-2021 年年我國我國碳纖維相關政策碳纖維相關政策 發布日期發布日期 發布單位發布單位 政策名稱政策名稱 內容內容 2021 年 3 月 十三屆全國人大四次會議 中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和 2035 年遠景目標綱要 提出要加強碳纖維等高性能纖維及復合材料的研發應用,為未來碳纖維行業技術進步提供了良好的政策環境 2020 年 9 月 國家發改委、科技部、工信部、財政部 關于擴大戰略性新興產業投資培育壯大新增長點增長極的指導意見 要求聚焦重點產業投資領域,加快新材料產業強弱項。圍繞保
48、障大飛機、微電子制造、深海采礦等重點領域產業鏈供應鏈穩定,加快在光刻膠、高純靶材、高溫合金、高性能纖維材料、高強高導耐熱材料、耐腐蝕材料、大尺寸硅片、電子封裝材料等領域實現突破 2019 年 11 月 工信部 重點新材料首批次應用示范指導目錄(2019 年版)將應用于航空、航天、軌道交通、海工、風電裝備、壓力容器等領域的高強型、高強中模型、高模型等碳纖維列入關鍵戰略材料 2019 年 10 月 國家發改委 產業結構調整指導目錄(2019 年本)將碳纖維等高性能纖維及制品的開發、應用和生產列為國家產業架構調整指導目錄的鼓勵類項目 2018 年 12 月 工信部 產業發展與轉移指導目錄(2018
49、年本)1.鼓勵上海、江蘇、浙江、山東和天津等地加快發展先進無機非金屬材料、碳纖維、高性能復合材料及特種功能材料、戰略前沿材料等產業 2.鼓勵江蘇省優先承接發展高性能碳纖維及其復合材料、碳/碳復合材料、無機非金屬高性能纖維、新型纖維 2018 年 11 月 國家統計局 戰略性新興產業分類(2018)1.將高性能碳纖維及制品制造列入戰略性新興產業分類 2.將高強碳纖維、高強中模碳纖維、高模碳纖維、高強高模碳纖維、碳纖維織物預制體、碳纖維預制體等列入重點產品和服務 2018 年 3 月 質檢總局、工信部、國家發改委、科技部、國防科工局、中科科學院、中國工程院、國家認監委、國家標準委 新材料標準領航行
50、動計劃(2018-2020 年)指出將完善碳纖維行業各項指標,建立并完善測試評價體系,有利于促進碳纖維等新材料關鍵技術商業化,提升先進復合材料生產及應用水平,重點發展高性能碳纖維等高性能碳纖維及應用 2018 年 2 月 工信部原材料工業司 2017 年石化化工行業經濟運營情況 指導碳纖維及復合材料、電子化工新材料產業發展聯盟,推動碳纖維、電子化學品、膜材料在下游領域的應用推廣。推動成立汽車輕量化非金屬材料產業聯盟,推動工程塑料、碳纖維復合材料在汽車行業的應用 資料來源:中商產業研究院,中銀證券 2023 年 1 月 28 日 碳纖維行業深度 13 需求端:新能源等領域帶動碳纖維需求高速增長需
51、求端:新能源等領域帶動碳纖維需求高速增長 我國是全球最大的碳纖維市場我國是全球最大的碳纖維市場 碳纖維需求持續上漲,我國逐漸成為全球最大的需求市場。碳纖維需求持續上漲,我國逐漸成為全球最大的需求市場。根據華經產業研究院數據,2021 年全球碳纖維市場規模為34.0億美元,同比增長30.1%;我國碳纖維市場規模為15.9億美元,同比增長54.6%,占全球市場規模的 46.7%。2021 年全球碳纖維需求量為 11.8 萬噸,同比增長 10.4%;我國碳纖維需求量為 6.2 萬噸,同比增長 27.6%,占全球需求量的 52.9%。廣州賽奧預測,2025 年全球碳纖維需求量將增長至 20.0 萬噸,
52、2021-2025 年復合增長率約為 14.1%;2025 年碳纖維國內市場需求量預計達到 15.9 萬噸,占 2025 年全球總需求的 79.6%,2021-2025 年復合增長率約為 26.4%。圖表圖表 21.2015-2021 年全球及國內碳纖維市場規模年全球及國內碳纖維市場規模 圖表圖表 22.2015-2021 年全球及國內碳纖維需求量年全球及國內碳纖維需求量 資料來源:華經產業研究院,中銀證券 資料來源:華經產業研究院,中銀證券 碳纖維主要應用在風電葉片、體育休閑、航空航天、碳碳纖維主要應用在風電葉片、體育休閑、航空航天、碳/碳復材等領域。碳復材等領域。根據廣州賽奧2021 全球
53、碳纖維復合材料市場報告,從全球來看,2021 年全球碳纖維需求量占比前三的領域為風電葉片、體育休閑、航空航天,需求量分別為 3.30 萬噸、1.85 萬噸、1.65 萬噸,占比分別為 28.0%、15.7%、14.0%;從國內來看,碳纖維需求量占比前三的領域為風電葉片、體育休閑、碳/碳復材,需求量分別為 2.25萬噸、1.75 萬噸、0.70 萬噸,占比分別為 36.1%、28.1%、11.2%。圖表圖表 23.國內碳纖維下游需求量拆分國內碳纖維下游需求量拆分 資料來源:廣州賽奧2021全球碳纖維復合材料市場報告,中銀證券 2023 年 1 月 28 日 碳纖維行業深度 14 圖表圖表 24.
54、2021 年全球不同應用碳纖維需求量及單價年全球不同應用碳纖維需求量及單價 航空航空 航天航天 風電風電 葉片葉片 體育體育 休閑休閑 壓力壓力 容器容器 混配?;炫淠?成型成型 汽車汽車 碳碳碳碳 復材復材 建筑建筑 電子電子 電氣電氣 船舶船舶 電纜芯電纜芯 其他其他 合計合計 需求量(千噸)16.5 33.0 18.5 11.0 10.6 9.5 8.5 4.2 2.0 1.5 1.1 1.6 118 數量份額(%)14.0 28.0 15.7 9.3 9.0 8.1 7.2 3.6 1.7 1.3 0.9 1.4 100 單價(美元/千克)72 16.8 27.6 24 21.6 21
55、.6 21.6 24 27.6 27.6 27.6 24-需求金額(百萬美元)1,188 554 511 264 229 205 184 101 55 41 30 38 3,400 金額占比(%)34.9 16.3 15 7.8 6.7 6 5.4 3 1.6 1.2 0.9 1.1 100 資料來源:廣州賽奧2021全球碳纖維復合材料市場報告,中銀證券 大、小絲束碳纖維應用場景不同。大、小絲束碳纖維應用場景不同。小絲束碳纖維力學性能優異,拉伸強度 3.5-7.0 GPa,拉伸模量230-650 GPa,主要應用于航空航天、國防軍工、高端體育休閑用品等領域,因此被稱為“宇航級”碳纖維。大絲束碳
56、纖維拉伸強度 3.5-5.0 GPa、拉伸模量 230-290 GPa,一般應用于紡織、醫藥衛生、機電、土木建筑、交通運輸、能源等領域,因此被稱為“工業級”碳纖維。圖表圖表 25.不同絲束、等級碳纖維應用場景不同絲束、等級碳纖維應用場景 應用領域應用領域 強度(強度(GPa)絲束類型絲束類型 類比等級類比等級 備注備注 飛機 3.5 小絲束/中小絲束 T300/T700/T800 主要運用于機身、機翼、整流罩、地板、地板梁等 軍工 3.5 小絲束/中小絲束 T300 以上 運用于裝備的不同部位 汽車 3.5 小絲束-大絲束 T300-T700 主要運用于車身、底盤、保險杠、電池、氫氣燃料罐等
57、風電 3.5 大絲束 T300 以上 主要運用于葉片、梁 軌道交通 3.5 大絲束 T300 以上 主要為車體 建筑 3.5 小絲束-大絲束 T300 以上 應用于大型建筑物增加建筑物的強度、耐腐蝕性 體育 3.5 小絲束-大絲束 T300 以上 用于高檔體育器材 資料來源:吉林碳谷招股說明書,中銀證券 風電葉片:碳纖維主要應用領域,滲透率提升空間大風電葉片:碳纖維主要應用領域,滲透率提升空間大 全球風電新增裝機容量持續提升。全球風電新增裝機容量持續提升。根據廣州賽奧2021 全球碳纖維復合材料市場報告,2021 年全球風電葉片碳纖維需求量為 3.3 萬噸,占總需求的 28%,為目前碳纖維最主
58、要的下游產品之一。根據全球風能理事會(GWEC)發布的 2022 年版全球海上風電報告,2021-2026 年風電新增裝機容量復合年均增長率預計為 6.6%。2022 年全球海上風電新增量預計將減緩至 8.7 GW,風電整體新增裝機容量預計仍將持續增高。圖表圖表 26.2021-2026 年全球風電新增裝機容量(年全球風電新增裝機容量(GW)圖表圖表 27.風機零部件成本占比風機零部件成本占比 資料來源:GWEC2022年全球海上風電報告,中銀證券 資料來源:華經產業研究院,中銀證券 2023 年 1 月 28 日 碳纖維行業深度 15 風電葉片大型化趨勢明顯,葉片材料急需輕量化。風電葉片大型
59、化趨勢明顯,葉片材料急需輕量化。李倩 淺談風電葉片碳纖維復合材料應用 指出,風機功率越大,單位發電成本越低。葉片長度一般與風機功率成正比。GWEC 表示,競價機制在全球范圍內的推廣迫使整機制造商不斷推出大葉輪直徑的新機型,以獲得更高的利用系數和年發電量,從而降低度電成本。根據 GWEC 數據,風機葉輪直徑持續增長。2014 年,葉輪直徑在 91-110 米的風機占當年全球新增裝機的 49.5%;而在 2018 年,葉輪直徑為 111-130 米的風機成為了市場主流,占當年全球新安裝風機的 57%。在風機大型化背景下,葉片輕量化是必然趨勢。由于碳纖維具備高比強度及高比模量的特殊性能,其在葉片中的
60、應用可以在保證葉片強度的同時降低重量,實現更大掃風面積和更小的機組負荷,提升機組的發電效率。因此相較于玻璃纖維,碳纖維是更為理想的葉片材料。碳纖維在風電葉片應用中相較于玻璃纖維具有多種優勢。碳纖維在風電葉片應用中相較于玻璃纖維具有多種優勢。根據博實碳纖維的統計,碳纖維相比玻璃纖維存在幾大優勢:1.提高葉片剛度、降低葉片質量;2.提高葉片的抗疲勞性能、抗惡劣環境的能力;3.葉片生產可彎曲化、自適應化;4.較輕的葉片減少了運輸、安裝的成本;5.風機輸出功率更平衡,提高風能利用率。碳纖維是制造大型葉片的關鍵材料,其可彌補玻璃纖維的性能不足,但長期以來出于成本因素,碳纖維在葉片制造中只被用于梁帽、葉根
61、、葉尖和蒙皮等關鍵部位。目前大絲束碳纖維的高成本依舊是制約其在風電葉片應用的關鍵,然而根據風電行業巨頭維斯塔斯(Vestas)的統計,使用碳纖維拉擠工藝相較于玻璃纖維成本提升了 10%,但是減重效果達 40%,凈發電效率仍然有所提高。圖表圖表 28.風電葉片結構風電葉片結構 資料來源:上緯新材招股說明書,中銀證券 圖表圖表 29.重量增加對風電葉片的影響重量增加對風電葉片的影響 影響影響 說明說明 共振問題 重量的增加大于剛度的增加,使葉片固定頻率下降,易發生共振,造成結構破壞 主梁帽層間失效 質量上升,載荷上升,使層間失效風險增加 葉根疲勞失效 葉片變長,使葉根收到反復交替的載荷增加,易發生
62、疲勞失效 扭轉問題 長度增加,使風輪在擺動方向受到較大的載荷,與氣動載荷耦合作用,易導致扭轉變形 資料來源:新材料在線,中銀證券 2023 年 1 月 28 日 碳纖維行業深度 16 圖表圖表 30.風電葉片大型化趨勢風電葉片大型化趨勢 圖表圖表 31.風電葉片重量和風機功率之間的關系風電葉片重量和風機功率之間的關系 資料來源:牟書香等碳纖維復合材料在風電葉片中的應用,中銀證券 資料來源:牟書香等碳纖維復合材料在風電葉片中的應用,中銀證券 碳纖維主要應用在較大功率、較長葉片的海上風機。碳纖維主要應用在較大功率、較長葉片的海上風機。在雙碳背景下,風電已成為全球重點發展領域。近年來隨著碳纖維價格穩
63、中有降,加之葉片長度進一步增加,碳纖維應用部位增加,用量也有較大提升。根據美國 Sandia 國家實驗室統計,碳纖維材料在大功率 3.0 MW 以上的風機葉片上有較多應用,而 10 MW 以上的風機全部由碳纖維主梁葉片構成。該實驗室同時發現當葉片長度大于 70 m 時,碳纖維滲透率可達 55%。在葉片大型化發展趨勢下,未來葉片平均長度大概率將超過 90 m 甚至 100 m,碳纖維滲透率將進一步提高。公司方面,德國 Nodex 公司的碳/?;祀s葉片長 56 m,專為 5 MW海上風電機組開發;該公司還研制了長 43 m 的碳/玻璃葉片,用于 2.5 MW 的陸上風電機組。LM 公司以 GRP
64、為主要材料研制長達 61.5 m 的風機葉片。維斯塔斯申請的碳纖維梁風電葉片專利于 2022年 7 月 19 日失效,或將加快風電大梁碳纖維替代。圖表圖表 32.2021 年不同功率主機碳纖維主梁葉片占比變化年不同功率主機碳纖維主梁葉片占比變化(功率(功率單位單位:MW)資料來源:美國Sandia國家實驗室,中銀證券 2023 年 1 月 28 日 碳纖維行業深度 17 圖表圖表 33.2021 年不同葉片長度碳纖維主梁葉片占比變化年不同葉片長度碳纖維主梁葉片占比變化 資料來源:美國Sandia國家實驗室,中銀證券 圖表圖表 34.各企業碳纖維風電葉片應用實例各企業碳纖維風電葉片應用實例 公司
65、公司 葉片尺寸(葉片尺寸(m)機組功率(機組功率(MW)部位部位 應用形式應用形式 Gamesa 42.5 2 梁帽/后緣 碳纖維與玻璃纖維混合 44,62 2 LM 61.5 5 梁帽/后緣 碳纖維與玻璃纖維混合 Vestas 44 3 梁帽 全碳纖維 GEC 48.5-梁帽 全碳纖維 Nordex 44 2.5 梁帽 碳纖維與玻璃纖維混合 56 5 NEG 40 1.5 梁帽 木質材料與碳纖維混合 Dewind 40 2 梁帽 全碳纖維 Repower 40 2 梁帽 碳纖維與玻璃纖維混合 GmbH 56.5 5 梁帽/葉根 全碳纖維 Mtorres 40-梁帽 全碳纖維預浸料 美國能源部
66、 9-蒙皮全表面 碳纖維與玻璃纖維混合 南通東泰-2 梁帽 全碳纖維 中材科技 56 3 梁帽 全碳纖維 中復連眾 39.2 2 梁帽 全碳纖維 資料來源:新材料在線,中銀證券 風電葉片應用領域碳纖維滲透率較低。風電葉片應用領域碳纖維滲透率較低。根據 GWEC 數據,2020 年全球陸上風電、海上風電新增裝機量分別為88.4 GW、6.9 GW,2021年全球陸上風電、海上風電新增裝機量分別為72.5 GW、21.1 GW;2020 年全球風電葉片碳纖維需求量為 3.06 萬噸,2021 年全球風電葉片碳纖維需求量為 3.30 萬噸,由此我們可測算出 2020-2021 年單 GW 陸上風電、
67、海上風電大約需要 306 噸、512 噸碳纖維。根據中國巨石 2021 年年度報告,1 GW 風電裝機容量對應 1 萬噸玻璃纖維用量,可得 2020-2021 年陸上風電、海上風電碳纖維滲透率僅為 3.1%、5.1%左右。此外,塔筒產業網數據顯示 2021 年風電葉片碳纖維滲透率約為 4.7%,與我們的測算相近(注:測算中,滲透率=碳纖維需求量/玻璃纖維用量,即假定 1 噸碳纖維替代 1 噸玻璃纖維)。維斯塔斯核心專利到期,有望打開國內碳纖維風電葉片市場空間。維斯塔斯核心專利到期,有望打開國內碳纖維風電葉片市場空間。2022 年 7 月 19 日,維斯塔斯碳纖維葉片核心專利拉擠工藝正式到期。該
68、專利能夠將碳纖維條帶通過拉擠成型工藝應用于葉片中心內支撐梁,相比于傳統的預浸料和灌注成型工藝具有力學性能優勢及成本優勢。根據廣州賽奧 2021全球碳纖維復合材料市場報告,2021 年全球風電葉片碳纖維用量為 3.3 萬噸,僅維斯塔斯的用量就有 2.5 萬噸。專利到期后,國內風電葉片制造商將可利用該技術推出碳梁風電葉片,有利于提高未來碳纖維在風電葉片領域的滲透率。2023 年 1 月 28 日 碳纖維行業深度 18 圖表圖表 35.2035 年陸上、海上風機預計性能與年陸上、海上風機預計性能與 2019 年比較年比較 資料來源:Nature Energy,中銀證券 預計預計 2025 年我國風電
69、葉片領域碳纖維需求將達年我國風電葉片領域碳纖維需求將達 4.3 萬噸,市場規模將達萬噸,市場規模將達 6.1 億美元。億美元。根據過去國內風電新增裝機量以及風電葉片碳纖維用量、價格情況,我們對相關參數進行以下假設:1)我國陸上、海上風電新增裝機容量:根據中銀電新組預測,2022-2025 年我國陸上風電新增裝機容量分別為 43.0 GW、60.0 GW、70.0 GW、70.0 GW,2022-2025 年國內海上風電新增裝機量分別為5.0 GW、10.0 GW、15.0 GW、20.0 GW;2)陸上、海上風電單機平均容量:根據 Nature Energy 預測,2035 年陸上、海上風機平
70、均功率將分別由 2019 年的 2.5 MW、6.0 MW 提升至 5.5 MW、17.0 MW,其 CAGR 分別為 5.1%、6.7%。我們假設 2019-2025 年 CAGR 保持不變,由此我們預測 2025 年陸上、海上風電單機平均容量將達到 3.4 MW 和 8.3 MW;3)陸上、海上風電碳纖維滲透率:上文我們測算得出 2021 年陸上風電、海上風電碳纖維滲透率分別為 3.1%、5.1%。風電葉片大型化、輕量化是必然趨勢,因此我們假設碳纖維滲透率逐年增加。由于海上風電碳纖維用量大于陸上風電,且海上氣候更為復雜,而碳纖維具有耐腐蝕性良好、熱及濕膨脹系數低等特性,我們假設碳纖維在海上
71、風電滲透率提升速度快于陸上風電,2022-2025 年陸上、海上風電滲透率逐年提升 5.0 pcts、8.0 pcts;4)陸上、海上風機碳纖維使用量:根據復材云集,至少需要使用 1 噸碳纖維,才能制造足夠的風機葉片來產生 1 MW 的功率。由此我們可根據陸上、海上風電單機平均容量,測算每臺風機所需的碳纖維使用量;5)海外維斯塔斯碳纖維總需求:根據廣州賽奧2021 全球碳纖維復合材料市場報告,在全球風電葉片 3.3 萬噸需求量中,維斯塔斯用量為 2.5 萬噸,我國風電企業消耗約 0.45 萬噸,歐美其他企業消耗約 0.35 萬噸。2021 年我國風電葉片碳纖維需求為 2.25 萬噸,由此我們測
72、算可得 2021 年維斯塔斯在國內的碳纖維用量約為 1.8 萬噸。2022 年受成本因素影響,廣州賽奧預計維斯塔斯碳纖維板材用量基本不會增長,我們假設 2022-2025 年維斯塔斯在我國碳纖維需求量小幅增長。6)風電葉片碳纖維均價:風電葉片中主要使用大絲束碳纖維。根據廣州賽奧2021 全球碳纖維復合材料市場報告公布的 2021 年風電葉片碳纖維單價 16.8 美元/千克,以及百川盈孚數據顯示的碳纖維過去一年均價表現,隨著國產碳纖維逐步擴產放量,我們預計碳纖維均價每年約下降 4.3%?;谝陨霞僭O,我們預測 2025 年我國風電葉片領域碳纖維需求將達 4.6 萬噸,2022-2025 年 CA
73、GR為 25.4%;2025 年我國風電葉片領域碳纖維市場規模將達 6.4億美元,2022-2025年 CAGR 為 20.0%。2023 年 1 月 28 日 碳纖維行業深度 19 圖表圖表 36.2022-2025 年我國年我國風電葉片領域碳纖維需求及市場規模預測風電葉片領域碳纖維需求及市場規模預測 2021 2022E 2023E 2024E 2025E 2022-2025 CAGR(%)陸上風電陸上風電 我國陸上風電新增裝機容量(GW)30.7 43.0 60.0 70.0 70.0 17.6 陸上風電單機平均容量(MW)2.8 2.9 3.0 3.2 3.4 5.1 陸上風電裝機量(
74、萬臺)1.1 1.5 2.0 2.2 2.1-陸上風電碳纖維滲透率(%)3.1 8.0 13.0 18.0 23.0-使用碳纖維風機數(萬臺)0.03 0.12 0.26 0.39 0.48-陸上風機碳纖維使用量(噸/臺)2.8 2.9 3.0 3.2 3.4-我國陸上風電碳纖維總需求(萬噸)0.10 0.34 0.78 1.26 1.6 67.3 海上風電海上風電 我國海上風電新增裝機容量(GW)16.9 5.0 10.0 15.0 20.0 58.7 海上風電單機平均容量(MW)6.4 6.8 7.3 7.8 8.3 6.7 海上風電裝機量(萬臺)0.26 0.07 0.14 0.19 0
75、.24-海上風電碳纖維滲透率(%)5.1 13.0 21.0 28.0 37.0-使用碳纖維風機數(萬臺)0.01 0.01 0.03 0.05 0.09-海上風機碳纖維使用量(噸/臺)6.4 6.8 7.3 7.8 8.3-我國海上風電碳纖維總需求(萬噸)0.09 0.07 0.21 0.42 0.74 125.0 維斯塔斯維斯塔斯 維斯塔斯碳纖維國內需求(萬噸)1.8 1.9 2.0 2.1 2.2 5.0 合計合計 我國風電領域碳纖維總需求(萬噸)2.0 2.3 3.0 3.8 4.6 25.4 風電領域碳纖維均價(美元/千克)16.8 16.1 15.4 14.7 14.1(4.3)我
76、國風電領域碳纖維市場規模(億美元)3.3 3.7 4.6 5.6 6.4 20.0 資料來源:GWEC,華夏能源網,Nature Energy,復材云集,廣州賽奧2021全球碳纖維復合材料市場報告,百川盈孚,中銀證券預測 碳碳/碳復合材料:光伏熱場推動需求增加碳復合材料:光伏熱場推動需求增加 碳碳/碳復合材料逐漸替代高純石墨在熱場系統中的應用。碳復合材料逐漸替代高純石墨在熱場系統中的應用。單晶拉制爐熱場系統是光伏、半導體行業中生產單晶硅的關鍵設備,單晶拉制法是在惰性氣體保護下,在熔化的多晶硅料中引入籽晶,在單一方向上拉伸得到單晶產品。傳統的大尺寸單晶拉制爐中使用的高純石墨材料依賴進口,新型碳/
77、碳復合材料逐漸開始替代高純石墨在熱場系統中的各種坩堝、板材、保溫筒、導流筒、加熱器、電極螺母等部件的應用。相較傳統石墨材料,碳/碳復合材料經過多次表面碳原子氣相沉積,具有更高強度、更耐高溫等特點。圖表圖表 37.熱場單晶拉制爐結構熱場單晶拉制爐結構 資料來源:金博股份招股說明書,中銀證券 2023 年 1 月 28 日 碳纖維行業深度 20 圖表圖表 38.單晶拉制爐熱場系統各個關鍵部件碳纖維滲透率單晶拉制爐熱場系統各個關鍵部件碳纖維滲透率 年份年份 2010 年年 2016 年年 2019 年年 產品產品 碳基復合材料碳基復合材料 等靜壓石墨等靜壓石墨 碳基復合材料碳基復合材料 等靜壓石墨等
78、靜壓石墨 碳基復合材料碳基復合材料 等靜壓石墨等靜壓石墨 坩堝 90%50%85%15%導流筒 90%70%55%45%保溫桶 90%70%45%55%加熱器 99%97%95%其他 95%80%65%資料來源:金博股份招股說明書,中銀證券 光伏新增裝機量持續增長,單晶硅片市場份額快速提升。光伏新增裝機量持續增長,單晶硅片市場份額快速提升。根據國家能源局統計,2021 年中國光伏新增裝機容量為 54.88 GW,同比增長 13.9%。在風光大基地、分布式光伏發展下,國內光伏新增裝機容量預計仍將持續增長。下游光伏行業穩步前進推動晶硅需求增加,根據中商情報網數據,單晶硅片(P 型+N 型)市場占比
79、逐年增加,預計 2022 年將占據主要市場,市場份額達到 96.4%。圖表圖表 39.2017-2022 年單晶硅片與多晶硅片市場份額對比年單晶硅片與多晶硅片市場份額對比 資料來源:中商情報網,中銀證券 光伏熱場碳光伏熱場碳/碳復材的需求可拆分為新增需求、替換需求、改造需求。碳復材的需求可拆分為新增需求、替換需求、改造需求。1)新增需求:光伏熱場碳/碳復材新增需求與當年單晶硅新增產能有關。根據金博股份招股說明書,每 GW 單晶硅產能需要單晶拉制爐約 75-80 臺,每臺單晶拉制爐平均需要 0.27 噸碳/碳復合材料;2)替換需求:根據金博股份招股說明書,在不更換單晶拉制爐的情況下,光伏熱場消耗
80、件(如坩堝、保溫筒、導流筒)也需定期更換,每臺單晶拉制爐對碳基復合材料熱場部件的替換性需求約為 0.225 噸/年;3)改造需求:在光伏熱場碳/碳復材壽命未到期時,因不滿足大尺寸或 N 型硅片性能要求,而對原有光伏熱場進行升級改造,需求量根據具體生產情況而定。預計預計 2025 年我國光伏熱場碳年我國光伏熱場碳/碳復材碳纖維需求將達碳復材碳纖維需求將達 0.5 萬噸,市場規模將達萬噸,市場規模將達 1.0 億美元。億美元。根據過去國內單晶硅產能以及碳/碳復材需求情況,我們對相關參數進行以下假設:1)我國光伏新增裝機容量:根據中銀電新組預測,2022-2025 年我國光伏新增裝機容量分別為 90
81、 GW、130 GW、170 GW、220 GW;2)光伏電站容配比:假設 2021-2025 年我國光伏電站容配比為 1:1.2;3)我國單晶硅片市場份額:根據中商情報網數據,2022 年單晶硅片市場份額將達到 96.4%,我們假設 2022-2025 年我國單晶硅片市場份額逐年提升,于 2025 年達到 99%;4)我國單晶硅產能利用率:根據 CPIA,2020 年我國單晶硅片整體產能利用率不足 60%。我們假設2021 年我國單晶硅片產能利用率為 59%,2022-2025 年產能利用率緩慢上升;5)每 GW 單晶硅產能對應單晶拉制爐數量:隨著生產技術升級,我們假設每 GW 單晶硅產能對
82、應單晶拉制爐數量逐年遞減,在 2025 年達到 76 臺;2023 年 1 月 28 日 碳纖維行業深度 21 6)單晶硅產能存量改造比率:考慮到單晶硅片生產要求,我們假設 2021-2015 年單晶硅產能存量改造比率穩定在 10%;7)每年單晶拉制爐碳/碳復材新建需求:當年新增單晶拉制爐數量 0.27 噸;8)每年單晶拉制爐碳/碳復材替換需求:上一年單晶拉制爐存量 0.225 噸;9)光伏熱場改造碳/碳復材需求:我們假設光伏熱場改造碳/碳復材需求(噸/臺)=(0.27 噸+0.225噸)/2=0.25 噸/臺;10)碳/碳復材中碳纖維質量占比:我們假設為 60%;11)碳/碳復材碳纖維均價:
83、根據廣州賽奧2021 全球碳纖維復合材料市場報告,2021 年碳/碳復材碳纖維單價 21.6 美元/千克。碳/碳復材碳纖維采用小絲束,我們預計未來價格下滑趨勢相較于大絲束更為緩慢。參考百川盈孚數據顯示的碳纖維過去一年均價表現,隨著國產碳纖維逐步擴產放量,我們預計壓力容器碳纖維均價每年下降約 2.3%?;谝陨霞僭O,我們預測 2025 年我國光伏熱場碳/碳復材碳纖維需求將達 0.5 萬噸,2022-2025 年CAGR為32.1%;2025年我國光伏熱場碳/碳復材碳纖維市場規模將達1.0億美元,2022-2025年CAGR為 29.1%。圖表圖表 40.2022-2025 年我國年我國光伏熱場碳
84、光伏熱場碳/碳復材需求及市場規模預測碳復材需求及市場規模預測 2021 2022E 2023E 2024E 2025E 2022-2025 CAGR(%)我國光伏新增裝機容量(GW)54.88 90 130 170 220 34.7 容配比 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2-我國單晶硅片市場份額(%)94.5 96.4 97 98 99-我國單晶硅年需求(GW)62.2 104.1 151.3 199.9 261.4 35.9 我國單晶硅產能利用率(%)59 59 60 60 61-我國單晶硅年產能(GW)105.5 176.5 252.2 333.2 428.5 34.4 每 GW 單
85、晶硅產能對應單晶拉制爐(臺)80 79 78 77 76 單晶拉制爐需求(臺)8,438 13,940 20,005 25,656 33,106 33.4 每年新增單晶拉制爐數量(臺)6,500 5,502 6,065 5,651 7,449-單晶硅產能存量改造比率(%)10.0 10.0 10.0 10.0 10.0-新增單晶拉制爐碳/碳復材需求(噸/臺)0.27 0.27 0.27 0.27 0.27-替換單晶拉制爐碳/碳復材需求(噸/臺)0.225 0.225 0.225 0.225 0.225-光伏熱場改造碳/碳復材需求(噸/臺)0.25 0.25 0.25 0.25 0.25-我國光
86、伏熱場碳/碳復材新建需求(萬噸)0.2 0.1 0.2 0.2 0.2-我國光伏熱場碳/碳復材替換需求(萬噸)0.1 0.2 0.3 0.5 0.6-我國光伏熱場碳/碳復材改造需求(萬噸)0.02 0.03 0.0 0.1 0.1-合計合計 我國光伏熱場碳/碳復材總需求(萬噸)0.3 0.4 0.5 0.7 0.9 32.1 碳/碳復材中碳纖維質量占比(%)60.0 60.0 60.0 60.0 60.0-我國光伏熱場碳/碳復材碳纖維總需求(萬噸)0.2 0.2 0.3 0.4 0.5 32.1 碳/碳復材碳纖維均價(美元/千克)21.6 21.1 20.6 20.1 19.7(2.3)我國光
87、伏熱場碳/碳復材市場規模(億美元)0.4 0.5 0.7 0.8 1.0 29.1 資料來源:中國有色金屬工業協會硅業分會,金博股份公司公告,百川盈孚,中銀證券預測 壓力容器:氫燃料電池車產業擴張帶動儲氫瓶需求增長壓力容器:氫燃料電池車產業擴張帶動儲氫瓶需求增長 儲氫是氫能應用關鍵環節,全球儲氫瓶呈現從儲氫是氫能應用關鍵環節,全球儲氫瓶呈現從I型到型到IV型的技術發展趨勢。型的技術發展趨勢。氫能使用包括氫的生產、儲存、運輸、應用等,決定氫能應用的是安全高效的儲氫技術。高壓氣態儲氫是最常見、應用最廣泛的儲氫方式,利用氣瓶作為儲存容器,通過高壓壓縮方式儲存氣態氫。其優點是成本低、能耗小,可以通過減
88、壓閥調節氫氣釋放速度,充放氣速度快,動態響應好,未來有望成為儲氫主流技術。儲氫瓶可以分為四類:I 型金屬氣瓶、II 型纖維纏繞金屬鋼內膽氣瓶、III 型纖維纏繞金屬鋼/鋁內膽氣瓶、IV 型纖維纏繞塑料內膽氣瓶。目前市場上主流的車載儲氫瓶是 III 型和 IV 型,IV 型相比于 III型氣瓶儲氫密度高約 9 g/L,且承壓能力更高、制造成本更低、不易疲勞失效,未來 IV 型儲氫瓶滲透率有望持續提升。2023 年 1 月 28 日 碳纖維行業深度 22 圖表圖表 41.儲氫容器分類儲氫容器分類 資料來源:產業觀察者,中銀證券 圖表圖表 42.儲氫容器性能對比儲氫容器性能對比 分類分類 材料材料
89、優劣勢優劣勢 壓強(壓強(MP)成本成本 重量體積比重量體積比(kg/L)儲氫密度儲氫密度(g/L)使用壽命使用壽命 應用應用 I 型 全金屬(鋼質)氫密度低 安全性能差 質量重 17.5-20 低 0.9-1.3 14-17 15 年 CNG 氣體 II 型 金屬內膽(鋼質)纖維纏繞(碳纖維、玻璃纖維)氫密度低 安全性能差 質量重 26.3-29.9 中 0.6-0.95 14-17 15 年 CNG 車用氣瓶 III 型 金屬內膽(鋼/鋁質)纖維纏繞(碳纖維、玻璃纖維)氫密度高 安全性能高 質量輕 30-70 最高 0.35-1 40 15-20 年 CNG 車用氣瓶 氫燃料電池供氫系統
90、IV 型 金屬(塑料內膽)纖維纏繞(碳纖維、玻璃纖維)氫密度高 安全性能高 質量輕 66 高 0.3-0.8 49 15-20 年 國外主要用于氫燃料電池汽車 國內仍在研發階段 資料來源:車研咨詢,中銀證券 車用高壓儲氫瓶主要為車用高壓儲氫瓶主要為 III 型、型、IV 型瓶,外層可用碳纖維包覆提升性能。型瓶,外層可用碳纖維包覆提升性能。目前技術最成熟且成本較低的是鋼制氫瓶和鋼制壓力容器,但鋼制氫瓶重量大,并不適合車用。目前車用高壓儲氫瓶的國際主流技術是采用鋁合金/塑料內膽,外層用碳纖維進行包覆(即 III 型、IV 型瓶),以提升氫瓶的結構強度,并盡可能減輕整體質量。氫燃料電池車需要滿足高效
91、、安全、低成本等要求,儲氫技術滯后限制了氫能在各類交通工具上的大規模應用,未來車載儲氫技術的改進是氫燃料電池車發展的重點。2023 年 1 月 28 日 碳纖維行業深度 23 圖表圖表 43.氫燃料電池車結構圖氫燃料電池車結構圖 資料來源:Alternative Fuels Data Center,中銀證券 氫燃料電池車產業迅速擴張,帶動儲氫壓力容器碳纖維復合材料(氫燃料電池車產業迅速擴張,帶動儲氫壓力容器碳纖維復合材料(CFRP)需求高漲。)需求高漲。根據 JATO Dynamics 數據,2021 年全球氫燃料電池汽車的總銷量約為 15,500 輛,同比增長 84%。根據中汽協數據,201
92、9 年、2020 年、2021 年我國市場銷售的氫燃料電池汽車總數分別為 2,737 輛、1,177 輛、1,586 輛,市場規模較小。2022 年隨著補貼政策落地,氫燃料電池汽車銷量增長加速,中汽協數據顯示 2022 年 1-7 月我國氫燃料電池汽車銷量為 1,633 輛,同比增長 130%。車載氫氣瓶作為氫燃料電池車儲能的關鍵設備,未來需求有望大幅增長。圖表圖表 44.2015-2021 年我國氫燃料電池車銷量及保有量年我國氫燃料電池車銷量及保有量 資料來源:中汽協,觀研報告網,中銀證券 我國儲氫瓶碳纖維大部分由國外廠商供應,部分國內碳纖維企業開始進入高壓儲氫氣瓶市場。我國儲氫瓶碳纖維大部
93、分由國外廠商供應,部分國內碳纖維企業開始進入高壓儲氫氣瓶市場。根據勢銀(TrendBank)研究數據,國內高壓儲氫氣瓶碳纖維供應商主要有中復神鷹、上海石化、光威復材等。中復神鷹是目前國內唯一批量供貨車載儲氫瓶碳纖維的企業;上海石化擁有約 23 萬噸/年的制氫能力,建有兩套氫氣提純裝置,所產氫氣均符合國家氫燃料電池質量標準,目前上海石化正積極推進碳纖維用于纏繞氣瓶的制造工藝技術研發,已在金屬、非金屬內膽纖維全纏繞氣瓶方面取得突破性成果;光威復材采用干濕法生產的 T700S 級碳纖維可用于纏繞工藝生產(包括儲氫瓶在內)的高壓氣瓶。2023 年 1 月 28 日 碳纖維行業深度 24 預計預計 20
94、25 年我國壓力容器碳纖維需求將達年我國壓力容器碳纖維需求將達 1.1 萬噸,市場規模將達萬噸,市場規模將達 2.4 億美元,其中億美元,其中 2025 年儲氫瓶年儲氫瓶碳纖維需求將達碳纖維需求將達 0.3 萬噸。萬噸。根據過去我國氫燃料電池車產量等數據,以及國內儲氫瓶中碳纖維用量、價格情況,我們對相關參數進行以下假設:1)單個儲氫瓶碳纖維用量:根據中研網數據,單個儲氫瓶需要氫氣量約為 5-6 kg,平均每儲存 1 kg氫氣所需 CFRP 量為 10 kg,我們假設碳纖維材料在 CFRP 材料中占比 60%,即單個儲氫瓶碳纖維用量約為 33 kg;2)我國氫燃料電池車保有量:根據中汽協數據,2
95、021 年我國新增氫燃料電池車 1,586 輛,同比增長34.8%;我國新增氫燃料電池車保有量持續增長,2021 年達到 8,938 輛,同比增長 21.6%。2022 年 3月,國家發改委、國家能源局聯合印發氫能產業發展中長期規劃(2021-2035 年),提出到 2025年我國氫燃料電池車輛保有量約 5 萬輛?;谝巹?,我們假設 2025 年我國氫燃料電池車保有量為 5 萬輛,測算得 2021-2025 年 CAGR 為 53.79%,同時假設每年增速保持不變,可測算得 2022-2024年我國氫燃料電池車保有量;3)我國氫燃料乘用車、商用車比例:根據觀研報告網的統計,2021 年我國燃料
96、電池汽車銷量中基本全為商用車,商用氫燃料乘用車占比僅為 0.58%。根據中汽協數據,2022 年 1-11 月我國氫燃料電池乘用車銷量為 204 輛。四季度是汽車傳統消費旺季,我們預計 2022 年全年氫燃料電池乘用車銷售288 輛,占 2022 年氫燃料電池車新增量的 6%。由于儲氫罐體積較大,商用車更方便布局,多數車企選擇發展氫燃料商用車,我們假設 2022-2025 年氫燃料電池乘用車與氫燃料電池商用車比例保持不變,分別為 6%、94%;4)氫燃料電池乘用車、商用車儲氫瓶平均個數:根據勢銀能鏈統計,平均每輛乘用車需要使用 2 個儲氫瓶,每輛商用車需要使用 6 個儲氫瓶。我們假設 2022
97、-2025 年乘用車、商用車平均每車儲氫瓶個數均保持不變;5)壓力容器碳纖維均價:根據廣州賽奧2021 全球碳纖維復合材料市場報告,2021 年壓力容器碳纖維單價為 24.0 美元/千克。壓力容器中采用 T700 級小絲束,我們預計未來價格下滑趨勢相較于大絲束更為緩慢。參考百川盈孚數據顯示的碳纖維過去一年均價表現,隨著國產碳纖維逐步擴產放量,我們預計壓力容器碳纖維均價每年下降約 2.3%?;谝陨霞僭O,我們預測2025年我國壓力容器碳纖維需求將達1.1萬噸,2022-2025年CAGR為31.0%;2025 年我國壓力容器碳纖維市場規模將達 2.4 億美元,2022-2025 年 CAGR 為
98、 27.6%。其中儲氫瓶碳纖維需求預計將達到 0.3 萬噸,2022-2025 年 CAGR 為 53.8%。2023 年 1 月 28 日 碳纖維行業深度 25 圖表圖表 45.2022-2025 年我國壓力容器碳纖維年我國壓力容器碳纖維需求及市場規模預測需求及市場規模預測 2021 2022E 2023E 2024E 2025E 2022-2025 CAGR(%)單個儲氫瓶需要氫氣量(kg)5.5 5.5 5.5 5.5 5.5-平均每儲存 1 kg 氫氣所需 CFRP 量(kg)10 10 10 10 10-單個儲氫瓶 CFRP 用量(kg)55 55 55 55 55-CFRP 中碳纖
99、維占比(%)60.0 60.0 60.0 60.0 60.0-單個儲氫瓶碳纖維用量(kg)33 33 33 33 33-我國氫燃料電池車保有量(輛)8,938 13,746 21,140 32,512 50,000 53.8 我國氫燃料電池車新增量(輛)1,586 4,808 7,394 11,372 17,488 53.8 乘用車乘用車 我國氫燃料乘用車比例(%)0.58 6.0 6.0 6.0 6.0-我國氫燃料乘用車新增(輛)9 288 444 682 1,049 53.8 乘用車儲氫瓶平均個數(個)2 2 2 2 2-我國乘用車碳纖維需求(噸)0.61 19.0 29.3 45.0 6
100、9.3 53.8 商用車商用車 我國氫燃料商用車比例(%)99.4 94.0 94.0 94.0 94.0 0.0 我國氫燃料商用車新增(輛)1,577 4,519 6,950 10,689 16,439 53.8 商用車儲氫瓶平均個數(個)6 6 6 6 6-我國商用車碳纖維需求(噸)312.2 894.8 1,376.2 2,116.5 3,255.0 53.8 總計總計 儲氫瓶總計碳纖維需求(萬噸)0.03 0.1 0.1 0.2 0.3 53.8 其他壓力容器碳纖維需求(萬噸)0.3 0.4 0.5 0.6 0.8 24.5 壓力容器碳纖維需求總計(萬噸)0.4 0.5 0.6 0.8
101、 1.1 31.0 壓力容器碳纖維均價(美元/千克)24.0 23.5 22.9 22.4 21.9(2.3)我國壓力容器市場規模(億美元)0.9 1.1 1.4 1.9 2.4 27.6 資料來源:中汽協,中研網,中國氫能源及燃料電池產業白皮書,廣州賽奧,中銀證券預測 航空航天:軍民兩用領域需求持續提升航空航天:軍民兩用領域需求持續提升 碳纖維是航空航天領域理想的材料。碳纖維是航空航天領域理想的材料。碳纖維材料由于自身結構輕量化、耐用性良好,被廣泛運用在機翼、口蓋、前機身、中機身、整流罩等。根據牟書香等碳纖維增強復合材料在航空航天領域的應用,飛行器每減少 1 kg 將帶來 25 美元-30,
102、000 美元的經濟效益,尤其在飛行速率較大的飛行器中更為明顯,因此采用先進輕量化材料是目前的有效方法之一。根據廣州賽奧發布的2021 全球碳纖維復合材料市場報告,民用客機、無人機、軍用飛機是碳纖維在航空航天需求端的主力,2021年分別占比 35%、21%、16%。2022 年全球航空航天碳纖維復合材料需求約 1.65 萬噸,受疫情影響預計2024年需求有望恢復。國外小絲束出口政策嚴格管制,國內航空航天碳纖維需求顯著低于全球,2022 年僅 2,535.9 噸。國內受新型軍用飛機以及國產民用大飛機 C919 逐步放量,國內航空航天碳纖維需求保持高速發展,預計 2016-2025 年 CAGR 約
103、為 25.90%。圖表圖表 46.飛行器每減少飛行器每減少 1 kg 所帶來的經濟效益所帶來的經濟效益 圖表圖表 47.2021 年航空航天碳纖維需求拆分年航空航天碳纖維需求拆分 資料來源:牟書香等碳纖維增強復合材料在航空航天領域的應用,中銀證券 資料來源:廣州賽奧2021全球碳纖維復合材料市場報告,中銀證券 2023 年 1 月 28 日 碳纖維行業深度 26 圖表圖表 48.2016-2025 年全球、國內航空航天碳纖維需求年全球、國內航空航天碳纖維需求 資料來源:廣州賽奧2021全球碳纖維復合材料市場報告,中銀證券 碳纖維復合材料的應用碳纖維復合材料的應用反映反映了軍用機的先進程度。了軍
104、用機的先進程度。美軍從 F-14A 戰機 1%的碳纖維用量,到如今第四代 F-22、F-35 戰機,碳纖維用量分別達到 24%、36%。我國目前第四代戰機僅占 1%,與美國存在代差,更新換代需求強烈?!笆奈濉逼陂g我國國防軍費支出持續增長,根據十三屆全國人大五次會議消息,2022 年中國國防支出預算為 14,504.5 億元人民幣。根據馬曉榮 軍機+航天航空+風電,讓碳纖維派上大用場,未來 15 年國內新增軍機約 6,500 架,軍用碳纖維需求或將達到 1.4 萬噸。圖表圖表 49.中美軍用機代次占比中美軍用機代次占比 圖表圖表 50.碳纖維復合材料在軍機上的應用情況碳纖維復合材料在軍機上的應
105、用情況 代數代數 代表機型代表機型 碳纖維復材用量比碳纖維復材用量比 第二代 殲-7 殲-8-第三代 殲-10 殲-11 殲-15 6-10%第四代 殲-20 殲-31 27%資料來源:World Air Forces,中銀證券 資料來源:馬曉榮軍機+航天航空+風電,讓碳纖維派上大用場,中銀證券 民用客機相較于軍機碳纖維用量更高,是航空航天的主要需求端。民用客機相較于軍機碳纖維用量更高,是航空航天的主要需求端。碳纖維復合材料在民用客機的應用可以反映在美國波音公司和歐洲空客公司的競爭中,自 A310、B757 到 A-350XW、B-787,復合材料的用量從 1980 年的不到 3%、到 201
106、0 年提升至接近 60%。根據映象要聞,國產大飛機 C919 碳纖維用量為 12%。這是民用大型客機首次大面積使用碳纖維材料,在同等強度下,它的重量比傳統材料輕 80%、疲勞壽命更長。根據立鼎產業研究中心,由于大規模采用先進材料,C919 整體減重可達 7%左右。根據智通財經網,C919 于 2022 年 9 月通過認證,目前第一批訂單在中國東航。中國民航局將對驗證結果進行審定和檢查,確認東航具備安全運行 C919 飛機能力之后頒發相應運營許可;東航爭取在 2023 年春季將 C919 正式投入商業載客運營。而繼 C919 后,中國與俄羅斯合作設計的新 CR929 碳纖維用量更是達到了 51%
107、。2023 年 1 月 28 日 碳纖維行業深度 27 圖表圖表 51.國內外民機復合材料用量情況國內外民機復合材料用量情況 圖表圖表 52.全球新增民機分布全球新增民機分布 資料來源:航空航天復合材料發展現狀及前景,中銀證券 資料來源:財聯社,中銀證券 預計預計 2025 年我國航空航天碳纖維需求將達年我國航空航天碳纖維需求將達 0.8 萬噸,市場規模將達萬噸,市場規模將達 5.1 億美元。億美元。根據過去我國民用航空、軍用航空、無人機數量等數據,以及國內航空航天領域碳纖維用量、價格情況,我們對相關參數進行以下假設:1)我國民用客機數、新增客機數:根據交通運輸部2021 年民航行業發展統計公
108、報,2021 年我國民航全行業運輸飛機期末在冊架數 4,054 架。根據中國商飛公司市場預測年報(2022-2041),未來 20 年我國將接收民航客機 9,284 架。我們假設 2041 年我國民用客機數為 13,338 架,測算得2021-2041 年我國民用客機數量 CAGR 為 6.1%。我們假設 2021-2025 年我國民用客機數量 CAGR 保持 6.1%不變,可測算得 2022-2025 年我國民用客機數量及新增數量;2)平均每臺客機使用碳纖維:根據立鼎產業研究院數據,2020 年平均每架民用客機使用碳纖維 15噸。我們假設 2021-2025 年每架民用客機碳纖維用量逐年增加
109、;3)我國軍用機數、新增軍用機數:根據智研咨詢,2021 年我國軍用飛機數量為 3,285 架。根據馬曉榮軍機+航天航空+風電,讓碳纖維派上大用場,未來 15 年我國預計新增軍用飛機 6,500 架。我們假設 2036 年我國軍用飛機數為 9,785 架,測算得 2021-2036 年我國軍用飛機數量 CAGR 為 7.5%。我們假設 2021-2025 年我國軍用飛機數量 CAGR 保持 7.5%不變,可測算得 2022-2025 年我國軍用飛機數量及新增數量;4)我國平均每臺四代機碳纖維使用重量比:根據馬曉榮軍機+航天航空+風電,讓碳纖維派上大用場,2021 年我國四代機殲-20、殲-31
110、 碳纖維用量為 27%,而美軍第四代 F-22、F-35 戰機碳纖維用量為 24%、36%。未來隨著軍機更新換代需求提升,我們假設 2022-2025 年我國平均每臺四代機碳纖維使用重量比逐年提升;5)我國無人機碳纖維需求量:根據廣州賽奧2021 全球碳纖維復合材料市場報告,2021 年全球無人機碳纖維需求量為 3,450 噸,占全球航空航天碳纖維用量的 21.0%。我們假設我國無人機碳纖維用量占比同樣為 21.0%。根據 Mordor Intelligence 數據,預計 2021-2025 年全球無人機市場規模 CAGR為 15.3%?;谝陨蠑祿?,同時疊加無人機碳纖維滲透率增加、價格下降
111、預期,我們假設 2021-2025年我國無人機碳纖維需求量 CAGR 為 20.0%,可測算得 2022-2025 年我國無人機碳纖維需求量;6)航空航天碳纖維均價:航空航天領域多采用 T700 級小絲束,我們預計未來價格下滑趨勢相較于大絲束更為緩慢。根據廣州賽奧2021 全球碳纖維復合材料市場報告公布的 2021 年航空航天碳纖維單價 72.0 美元/千克,以及百川盈孚數據顯示的碳纖維過去一年均價表現,隨著國產碳纖維逐步擴產放量,我們預計航空航天碳纖維均價每年下降約 2.3%?;谝陨霞僭O,我們預測2025年我國航空航天碳纖維需求將達0.9萬噸,2022-2025年CAGR為15.2%;20
112、25 年我國航空航天碳纖維市場規模將達 6.0 億美元,2022-2025 年 CAGR 為 12.5%。2023 年 1 月 28 日 碳纖維行業深度 28 圖表圖表 53.2022-2025 年我國航空航天碳纖維年我國航空航天碳纖維需求及市場規模預測需求及市場規模預測 2021 2022E 2023E 2024E 2025E 2022-2025 CAGR(%)民用航空民用航空 我國民用客機數(臺)4,054 4,303 4,567 4,847 5,144 6.1 新增民用客機數(臺)140 249 264 280 297-平均每臺客機使用碳纖維(噸/臺)16.0 17.0 18.0 19.
113、0 20.0 5.6 我國民用客機碳纖維需求量(萬噸)0.2 0.4 0.5 0.5 0.6 12.0 軍用航空軍用航空 我國軍用機數(臺)3,285 3,533 3,800 4,086 4,395 7.5 新增軍用機數(臺)100 248 267 287 308-平均每臺四代機重量(噸/臺)16.5 16.5 16.5 16.5 16.5-我國平均每臺四代機碳纖維使用重量比(%)27.0 30.0 34.0 39.0 45.0-我國軍用機碳纖維需求量(萬噸)0.04 0.12 0.15 0.18 0.23 23.1 無人機無人機 我國無人機碳纖維需求量(萬噸)0.04 0.05 0.06 0
114、.07 0.09 20.0 合計合計 我國航空航天碳纖維總需求(萬噸)0.3 0.6 0.7 0.8 0.9 15.2 航空航天碳纖維均價(美元/千克)72.0 70.3 68.7 67.1 65.6(2.3)我國航空航天碳纖維市場規模(億美元)2.2 4.2 4.7 5.3 6.0 12.5 資料來源:馬曉榮軍機+航天航空+風電,讓碳纖維派上大用場,廣州賽奧2021全球碳纖維復合材料市場報告,華經產業研究院,立鼎產業研究院,中銀證券預測 體育休閑:消費需求穩步增長體育休閑:消費需求穩步增長 高強度、高模量的特性使碳纖維在體育休閑領域的需求穩步增長。高強度、高模量的特性使碳纖維在體育休閑領域的
115、需求穩步增長。根據廣州賽奧2021 全球碳纖維復合材料市場報告,體育休閑領域碳纖維主要應用在釣魚竿、高爾夫、自行車、球拍等,其中釣魚竿占比最高,2021 年釣魚竿碳纖維需求約為 6,500 噸。2020 年受新冠疫情影響,下游群體運動的碳纖維器材需求減少。自 2021 年后大多國家逐步放開后,碳纖維在體育休閑領域需求增至 1.85 萬噸,同比增長 21.7%。廣州賽奧預測 2025 年體育休閑碳纖維需求將達到 2.25 萬噸,2022-2025 年 CAGR 為 5.2%。隨著經濟形勢好轉以及人均消費力提升,我們預計未來體育休閑碳纖維市場將長期平穩增長。圖表圖表 54.2021 年體育年體育休
116、閑領域休閑領域碳纖維需求拆分碳纖維需求拆分 圖表圖表 55.2016-2025 年全球體育休閑碳纖維需求預測年全球體育休閑碳纖維需求預測 資料來源:廣州賽奧2021全球碳纖維復合材料市場報告,中銀證券 資料來源:廣州賽奧2021全球碳纖維復合材料市場報告,中銀證券 預計預計 2022-2025 年年我國我國碳纖維需求量碳纖維需求量 CAGR 將達將達 21.7%碳纖維具有優異的導電、導熱、高模、高強、耐腐蝕、耐疲勞、低密度等特性,相較于傳統金屬材料、玻璃纖維等擁有顯著優勢。目前碳纖維下游應用領域包括風電葉片、碳/碳復材、航空航天、汽車、體育用品、混配模成型、建筑、壓力容器、電子電氣、船舶、電纜
117、芯等諸多領域,其中新能源應用領域更加具有前景。2023 年 1 月 28 日 碳纖維行業深度 29 結合上述假設與測算,假設汽車、混配模成型、建筑等領域需求平穩增長,我們我們預計預計 2025 年我國碳年我國碳纖維需求將達到纖維需求將達到 13.2 萬噸,萬噸,2022-2025 年年 CAGR 為為 21.7%;2025 年我國碳纖維市場規模年我國碳纖維市場規模將達到將達到 29.2億美元,億美元,2022-2025 年年 CAGR 為為 16.0%。根據廣州賽奧2021 全球碳纖維復合材料市場報告,2025 年我國碳纖維需求將達到 15.9 萬噸。圖表圖表 56.2022-2025 年我國
118、碳纖維需求及市場規模預測年我國碳纖維需求及市場規模預測 領域領域 指標指標 2021 2022E 2023E 2024E 2025E 2022-2025 CAGR(%)風電葉片 我國市場需求(萬噸)2.0 2.3 3.0 3.8 4.6 25.4 我國市場規模(億美元)3.3 3.7 4.6 5.6 6.4 20.0 碳/碳復材 我國市場需求(萬噸)0.2 0.2 0.3 0.4 0.5 32.1 我國市場規模(億美元)0.4 0.5 0.7 0.8 1.0 29.1 航空航天 我國市場需求(萬噸)0.3 0.6 0.7 0.8 0.9 15.2 我國市場規模(億美元)2.2 4.2 4.7
119、5.3 6.0 12.5 體育用品 我國市場需求(萬噸)1.8 1.9 2.0 2.1 2.2 6.3 我國市場規模(億美元)4.8 5.0 5.2 5.4 5.6 3.9 汽車 我國市場需求(萬噸)0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 35.7 我國市場規模(億美元)0.3 0.8 1.2 1.6 2.0 32.6 混配模成型 我國市場需求(萬噸)0.3 0.5 0.7 0.9 1.1 30.1 我國市場規模(億美元)0.6 1.0 1.4 1.7 2.0 24.5 建筑 我國市場需求(萬噸)0.3 0.4 0.4 0.5 0.6 14.5 我國市場規模(億美元)0.7 0.9 0.9 1
120、.1 1.2 9.6 壓力容器 我國市場需求(萬噸)0.4 0.5 0.6 0.8 1.1 31.0 我國市場規模(億美元)0.9 1.1 1.4 1.9 2.4 27.6 電子電氣 我國市場需求(萬噸)0.1 0.1 0.2 0.2 0.3 44.2 我國市場規模(億美元)0.4 0.3 0.5 0.5 0.7 38.1 船舶 我國市場需求(萬噸)0.1 0.1 0.2 0.2 0.2 26.0 我國市場規模(億美元)0.1 0.3 0.4 0.4 0.5 20.6 電纜芯 我國市場需求(萬噸)0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 17.5 我國市場規模(億美元)0.1 0.2 0.2 0
121、.2 0.2 12.5 其他 我國市場需求(萬噸)0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 26.0 我國市場規模(億美元)0.5 0.7 0.9 1.1 1.2 20.6 總計 我國市場需求(萬噸)5.8 7.3 9.1 11.1 13.2 21.7 我國市場規模(億美元)14.5 18.7 22.0 25.5 29.2 16.0 資料來源:廣州賽奧2021全球碳纖維復合材料市場報告,中銀證券預測 2023 年 1 月 28 日 碳纖維行業深度 30 供給端:國內企業打破技術壟斷,國產替代正當時供給端:國內企業打破技術壟斷,國產替代正當時 全球碳纖維產能持續擴張,國內產能建設加快全球碳纖維產能
122、持續擴張,國內產能建設加快 全球碳纖維市場屬于國際巨頭壟斷市場。全球碳纖維市場屬于國際巨頭壟斷市場。從產能分布上,小絲束產品主要集中在日本企業,大絲束產能則主要在歐美。日本企業在全球小束絲碳纖維市場上有絕對優勢,2020 年日本企業全球市場份額達到 49%。全球大束絲碳纖維市場集中度更高,基本被美國 Hexcel 和德國 SGL 兩家控制,2020年二者全球市場份額分別為 58%、31%。圖表圖表57.2020 年全球小絲束碳纖維主要生產企業產能占比年全球小絲束碳纖維主要生產企業產能占比 圖表圖表 58.2020 年全球大絲束碳纖維主要生產企業產能占比年全球大絲束碳纖維主要生產企業產能占比 資
123、料來源:中國化學纖維工業協會,前瞻產業研究院,中銀證券 資料來源:中國化學纖維工業協會,前瞻產業研究院,中銀證券 日本龍頭企業運行產能領先,國內日本龍頭企業運行產能領先,國內企業企業奮起直追。奮起直追。根據廣州賽奧2021 全球碳纖維復合材料市場報告,2021 年全球碳纖維運行產能共計 20.76 萬噸,同比增長 20.91%。從制造商角度,2021 年東麗+卓爾泰克運行產能一枝獨秀,共計 2.9 萬噸,其次為吉林化纖 1.6 萬噸、赫氏 1.6 萬噸、東邦/帝人1.5 萬噸、三菱 1.4 萬噸、西格里 1.3 萬噸、中復神鷹 1.2 萬噸、寶旌 1.1 萬噸。從區域角度,廣州賽奧2021 全
124、球碳纖維復合材料市場報告指出,2021 年隨著國內各企業擴產項目的落地投產,中國首次超過美國成為碳纖維運行產能最大的地區,2021 年產能為 6.3 萬噸,占比為 30.5%;其次為美國 4.9 萬噸,占比 23.5%;日本 2.5 萬噸,占比 12.0%。圖表圖表 59.2021 年全球碳纖維制造商運行產能年全球碳纖維制造商運行產能 資料來源:廣州賽奧2021全球碳纖維復合材料市場報告,中銀證券 2023 年 1 月 28 日 碳纖維行業深度 31 圖表圖表 60.2021 年全球分區域碳纖維運行產能年全球分區域碳纖維運行產能 資料來源:廣州賽奧2021全球碳纖維復合材料市場報告,中銀證券
125、我國碳纖維企業數量逐年增加,碳纖維產能迅速擴張。我國碳纖維企業數量逐年增加,碳纖維產能迅速擴張。2002 年,安徽華皖集團從英國引進 AMEC(DR.ROSE)的 PAN 和 CF 技術和設備,碳化能力 200 噸/年,中國才具備了工業化生產碳纖維的能力。根據廣州賽奧2021 全球碳纖維復合材料市場報告,2021 年我國碳纖維運行產能為 6.34萬噸,同比增速達 75.14%,取得了快速發展。對企查查中經營范圍中包含“碳纖維”且經營狀態為“存續和在業”的制造業企業數據進行整理分析,可知 2022 年(截至 12 月 13 日)我國碳纖維企業新成立數量為 1,427 家,與 2021 年相比成立
126、數量增加了 540 家,增長率達 60.88%。圖表圖表 61.2017-2022 年我國碳纖維相關企業新成立數量年我國碳纖維相關企業新成立數量 圖表圖表 62.2016-2021 年我國碳纖維運行產能年我國碳纖維運行產能 資料來源:企查查,中銀證券 資料來源:中商產業研究院,廣州賽奧2021全球碳纖維復合材料市場報告,中銀證券 圖表圖表 63.2021 年國內主要碳纖維生產商運行產能年國內主要碳纖維生產商運行產能 圖表圖表 64.2021 年國內主要碳纖維生產商原絲運行產能年國內主要碳纖維生產商原絲運行產能 資料來源:廣州賽奧2021全球碳纖維復合材料市場報告,中銀證券 資料來源:廣州賽奧2
127、021全球碳纖維復合材料市場報告,中銀證券 2023 年 1 月 28 日 碳纖維行業深度 32 國內國內廠商廠商產能建設加快,但與國際頭部企業仍有差距。產能建設加快,但與國際頭部企業仍有差距。中復神鷹、光威復材、吉林化纖等廠商均有萬噸級以上的擴產規劃,中國廠商的產能占比有望在未來持續提高,全球第一產能國的地位有望保持。擴產步伐最大的吉林化纖將從現有 1.6 萬噸/年運行產能擴充至 4.3 萬噸/年,但與東麗+卓爾泰克擴產后 6.4 萬噸/年的產能仍存在一定差距。圖表圖表 65.2021 年全球碳纖維制造商擴產產能年全球碳纖維制造商擴產產能 資料來源:廣州賽奧2021全球碳纖維復合材料市場報告
128、,中銀證券 國內產能利用率較低,碳纖維進口受限國內產能利用率較低,碳纖維進口受限 行業產能利用率較低,實際產出有提升空間。行業產能利用率較低,實際產出有提升空間。由于較多國產碳纖維企業尚未實現關鍵技術的突破,生產線運行及產品質量不穩定,國產碳纖維行業長期存在“有產能,無產量”的現象。近年來隨著國內越來越多企業實現規?;€定量產,國內碳纖維行業低產能利用率情況有顯著好轉,已由 2017年僅 28.5%提升至 2022 年 55.8%,而國際產能利用率通常為 65%-85%,仍有一定差距。圖表圖表 66.國內碳纖維行業產能利用率國內碳纖維行業產能利用率 資料來源:萬得,百川盈孚,中銀證券 2023
129、 年 1 月 28 日 碳纖維行業深度 33 日本與美國加大對碳纖維出口的管控。日本與美國加大對碳纖維出口的管控。2020 年 12 月 22 日,因日本東麗子公司出口碳纖維流入了未獲日本外匯及外國貿易法許可的中國企業,日本經濟產業省對該公司實施了行政指導警告,要求東麗子公司防止再次發生此類事件,并徹底做好出口管理,因此從 2020 年底開始東麗限制對華出口碳纖維業務。2021 年 2 月 24 日,美國總統拜登簽署了行政命令,在聯邦機構間展開為期 100 天的審查,以解決四個關鍵產品供應鏈中的漏洞,其中包括碳纖維,主要目標是增強供應鏈的彈性,使美國未來免于面臨關鍵產品短缺的處境。目前來看,進
130、口受限的碳纖維品種主要集中在航空航天領域的高性能小絲束碳纖維。圖表圖表 67.美國赫氏限制出口的產品牌號多為高性能小絲束碳纖維美國赫氏限制出口的產品牌號多為高性能小絲束碳纖維 纖維類型纖維類型 絲束規格絲束規格 特定拉伸強度(特定拉伸強度(104)拉伸模量(拉伸模量(106)所屬美國商務部限制清單編號所屬美國商務部限制清單編號 AS4 3K 26.3 13.2 1C210 6K 25.1 13.2 1C210 12K 25.1 13.2 1C210 AS4C 3K 26.7 13.2 1C210 6K 25.5 13.2 1C210 12K 25.7 13.2 1C210 AS4D 12K 2
131、7.5 13.7 1C210 AS7 12K 27.9 14.1 1C210 IM2A 6K 30.4 15.8 1C010 12K 32.8 17.0 1C010 IM2C 12K 33.1 16.2 1C010 IM6 12K 31.6 15.8 1C010 IM7 6K 32.4 15.8 1C010 12K 34.0 17.0 1C010 IM8 12K 34.7 17.8 1C010 IM9 12K 34.8 17.2 1C010 IM10 12K 39.7 17.7 1C010 資料來源:美國赫氏(HEXCEL)官網,中銀證券 進口份額減少,國產替代迎來良機。進口份額減少,國產替代
132、迎來良機。從供給結構上看,2021 年,我國碳纖維總需求為 6.24 萬噸,其中進口量與國內供應量分別為 3.31 萬噸、2.93 萬噸,分別占總需求量的 53.1%、46.9%,進口量小幅超過國內產量。從供給來源上看,2021 年大陸地區進口碳纖維中有 11.3%來自日本,11.2%來自中國臺灣,6.7%來自美國。2021 年受日本東麗斷供影響,日本對中國大陸的碳纖維供給占比有所減少。與此同時國產碳纖維供給占比從 2020 年的 38%攀升到 2021 年的 47%,國內市場份額正逐漸提高。廣州賽奧2021 全球碳纖維復合材料市場報告預測 2022 年國產碳纖維份額將突破 50%。圖表圖表
133、68.2022-2025 年中國碳纖維供應結構預測年中國碳纖維供應結構預測 圖表圖表 69.2021 年中國碳纖維來源年中國碳纖維來源 資料來源:廣州賽奧2021全球碳纖維復合材料市場報告,中銀證券 資料來源:廣州賽奧2021全球碳纖維復合材料市場報告,中銀證券 2023 年 1 月 28 日 碳纖維行業深度 34 技術突破加速碳纖維國產替代進程技術突破加速碳纖維國產替代進程 技術難點主要集中在高強高模小絲束與低成本大絲束。技術難點主要集中在高強高模小絲束與低成本大絲束。從 20 世紀 60 年代 PAN 基碳纖維技術突破開始到現在,市場產品一直以小絲束碳纖維為主,大絲束直至上世紀 90 年代
134、中期拉伸強度取得技術突破后才開始廣泛應用。從性能來看,絲束越大,聚集越容易,但同時展紗效果、浸潤膠液效果也就越差,同時大絲束單絲中較容易產生空隙,會對性能產生較大影響;從成本和價格來看,根據智上新材料,大絲束生產成本比小絲束低上不少,市場售價是小絲束的 50%-60%。大絲束生產技術復雜,所需資金較多,因此主要集中在幾個大企業:美國卓爾泰克(ZOLTEK)(2014 年被日本東麗收購)、德國西格里(SGL)、英國考陶爾茲(COURTAULDS)等。目前我國企業大絲束碳纖維生產水平與國際先進水平相比仍有較大進步空間。國內企業在大絲束碳纖維制備方面逐漸取得進展,已開始產業化布局。國內企業在大絲束碳
135、纖維制備方面逐漸取得進展,已開始產業化布局。2018 年,上海石化和吉林化纖先后成功試生產 48K 大絲束碳纖維。2019 年,上海石化啟動 12,000 t/a 大絲束碳纖維項目,吉林化纖完成首批120t 48K大絲束碳纖維原絲出口訂單。中藍集團蘭州纖維有限公司能夠生產約1,000 t/a大絲束碳纖維,2020 年 3 月該公司 2.5 萬噸 50K 大絲束項目在山東淄博啟動。近年來小絲束 PAN基碳纖維企業逐步進軍低成本大絲束 PAN 基碳纖維生產。2019 年,新疆碳谷新材料有限公司 8,000 t/a 大絲束碳纖維項目、光威復材內蒙古包頭大絲束碳纖維項目籌建,浙江精功、齊齊哈爾天九碳纖
136、維科技有限公司等也開始生產大絲束碳纖維。圖表圖表 70.我國低成本大絲束碳纖維發展主要瓶頸我國低成本大絲束碳纖維發展主要瓶頸 主要瓶頸主要瓶頸 內容內容 缺少相應的技術標準 在生產和性能測試方面,目前我國的標準主要是根據小絲束碳纖維設計的,大絲束的性能測試與表征方法還是空白,缺少了準確的檢驗檢測數據支撐,給研發和生產增加了難度。預氧化過程中的控制技術不成熟 大絲束碳纖維與小絲束碳纖維相比,在生產工藝中最大的難點在于預氧化過程中容易出現集中放熱,產生失火等安全事故,造成重大損失。展紗技術較弱 相對于小絲束碳纖維,大絲束碳纖維絲束較粗,相當于一些小絲束“黏”在一起,其展紗技術要比小絲束碳纖維要求高
137、,絲束難以延展成平帶。原絲油劑質量不過關 油劑質量不過關或者質量較差,就會在生產過程中造成原絲劈絲、粘連及表面損傷,結果是碳纖維原絲及預氧化過程中出現纖維表面缺陷,從而降低最終碳纖維性能。上漿劑主要依賴進口 上漿劑不過關或者質量較差,會在收卷、包裝、運輸過程中增加碳纖維之間的摩擦,造成纖維損傷,同時降低碳纖維在樹脂中的浸潤性及降低復合材料的界面性能,降低復合材料的性能。上下游產業鏈脫節 上游生產的大絲束碳纖維不符合下游復合材料的需求賣不出去,而下游所需的大絲束碳纖維又有很大缺口,存在一邊供應過剩、一邊需求量無法滿足的現象。資料來源:徐愛武等大絲束碳纖維發展現狀及我國技術瓶頸和發展建議,CNKI
138、,中銀證券 技術壁壘突破助力國產化進程。技術壁壘突破助力國產化進程。干噴濕紡是當前國際碳纖維巨頭的主要紡絲方法,日本東麗的主流型號 T700、T800、T1000 和 T1100 碳纖維均采用干噴濕紡制備而成。國內中復神鷹、江蘇恒神、光威復材已經成功應用了高性能碳纖維原絲干噴濕紡技術,中簡科技部分高性能碳纖維制備技術已實現關鍵突破。國內龍頭企業逐步打破國外技術壟斷,主流碳纖維產品規?;a有望加快國產替代進程。圖表圖表 71.國內企業干噴濕紡技術水平對比國內企業干噴濕紡技術水平對比 公司公司 干噴濕紡技術水平干噴濕紡技術水平 中復神鷹 在國內率先實現了干噴濕紡碳纖維的關鍵技術突破,高強型碳纖維
139、和中模型碳纖維與國際同類產品相當。光威復材 干噴濕紡工藝生產 GQ4522 級(TZ700S、CCF700S)碳纖維,實現了 500 米/分鐘級原絲紡絲速度的穩定運行,產品經碳化后各項性能指標及其穩定性與國際 T700S 級碳纖維相當。恒神股份 公司通過掌握濕噴濕紡,干噴濕紡兩種碳纖維生產的核心技術,實現了從標模、高強中模到高模碳纖維的批量化生產。中簡科技 已掌握干噴濕紡 T700、T800 級碳纖維制備技術關鍵工藝。資料來源:公司公告,中銀證券 國產碳纖維產品基本實現對標日本東麗甚至更優。國產碳纖維產品基本實現對標日本東麗甚至更優。國產碳纖維產品覆蓋 T300 級至 T1000 級、M35至
140、 M65 級,部分產品的性能甚至超越日本東麗同級別碳纖維產品,如中簡科技 ZT7(T700 級)、中復神鷹 SYT55S(T800 級)均具有較高的拉伸強度和拉伸模量優勢,恒神股份 HM37(M40J 級)的拉伸強度、拉伸模量、拉伸斷裂度更高,光威復材 TZ46J(M45J 級)拉伸強度表現更優。國產碳纖維產品主要集中在高強型、高強中模型與高模型上,高強高模型產品產業化技術攻關亟待解決。2023 年 1 月 28 日 碳纖維行業深度 35 圖表圖表 72.各公司碳纖維產品性能對比各公司碳纖維產品性能對比 日本東麗級別日本東麗級別 公司公司 牌號牌號 拉伸強度(拉伸強度(MPa)拉伸模量(拉伸模
141、量(GPa)拉伸斷裂度拉伸斷裂度 T300 日本東麗 T300 3,530 230 1.50%光威復材 TZ300 3,530 230 1.50%中復神鷹 SYT45 4,000 230 1.70%恒神股份 HF10 3,850-4,200 230-240 1.60%-1.70%T700 日本東麗 T700SC 4,900 230 2.10%中復神鷹 SYT45S 4,500 230 1.80%SYT49 4,700 230 1.80%-2.10%SYT49S 4,900 230 2.10%光威復材 TZ700G 4,900 255 1.90%TZ700S 4,900 230 2.10%恒神股
142、份 HF20 4,450-4,600 235-240 1.80%-1.90%HF30 4,900-4,950 235-245 2.00%-2.10%中簡科技 ZT7 4,900 235-265 1.80%-2.10%T800 日本東麗 T800SC 5,880 294 2.00%T800HB 5,490 294 1.90%中復神鷹 SYT55S 5,900 295 1.90%光威復材 TZ800 5,490-5,800 294 1.90%-2.00%恒神股份 HF40 5,500-5,700 295 1.90%HF40T 6,000 295 2.00%中簡科技 ZT8 5,500 290 10
143、 1.90%T1000 日本東麗 T1000GB 6,370 294 2.20%中復神鷹 SYT65 6,400 295 2.10%光威復材 TZ1000G 6,370 294 2.20%恒神股份 HF50 6,500 295 2.00%中簡科技 ZT9 5,800 330 10 1.70%T1100 日本東麗 T1100GC 7,000 324 2.00%M35J 日本東麗 M35JB 4,510-4,700 343 1.30%-1.40%中復神鷹 SYM35 4,900 340 1.40%恒神股份 HM34 4,600-4,700 340 1.30%M40J 日本東麗 M40JB 4,40
144、0 377 1.20%中復神鷹 SYM40 4,700 375 1.20%光威復材 TZ40J 4,410 377 1.20%恒神股份 HM37 4,900-5,000 380 1.30%中簡科技 ZM40J 4400 380 10 1.20%M45J 日本東麗 M46JB 4,200 436 1.00%光威復材 TZ46J 4,210 436 1.00%恒神股份 HM43 4,800-4,900 430 1.10%M50J 日本東麗 M50JB 4,120 475 0.90%光威復材 TZ50J 4,120 475 0.90%恒神股份 HM47 4,000-4,100 475 0.70%M5
145、5J 日本東麗 M55JB 4,020 540 0.80%光威復材 TZ55J 4,020 540 0.80%M60J 日本東麗 M60JB 3,820 588 0.70%光威復材 TZ60J 3,820 588 0.70%資料來源:公司公告,中銀證券 供需格局供需格局展望展望:短期內短期內供需偏緊供需偏緊,中長期供需或趨于寬松中長期供需或趨于寬松 受益于壟斷技術突破及下游需求驅動,國內企業進入大規模擴產階段,國產替代進程前景樂觀。受益于壟斷技術突破及下游需求驅動,國內企業進入大規模擴產階段,國產替代進程前景樂觀。國內各大碳纖維企業專攻方向不同,例如吉林化纖主要生產大絲束碳纖維,產品應用于風電
146、葉片等領域;中復神鷹主要生產民用小絲束碳纖維,產品應用于體育休閑、碳/碳復材等領域;中簡科技與光威復材主要生產高性能小絲束碳纖維,產品多應用于軍工等領域。目前國內碳纖維運行產能集中于幾家龍頭公司,擴產有利于形成規模效應、穩質降本。隨著國家加大政策扶持力度、下游需求維持高景氣度以及國內企業產業化技術不斷攻關,碳纖維國產替代進程有望加速推進。2023 年 1 月 28 日 碳纖維行業深度 36 碳碳纖維小絲束供需有望保持緊平衡,大絲束供需或趨向寬松。纖維小絲束供需有望保持緊平衡,大絲束供需或趨向寬松。小絲束主要應用于軍工、航天航空等領域,國內高端產能有限,供需較為穩定,特別是高端小絲束由于其較高的
147、技術壁壘,未來仍有望維持有序競爭格局,特色領域高性能碳纖維仍有可能供不應求。能生產高規格、低成本大絲束的國內企業集中在少數大廠商,供給取決于實際投產節奏。圖表圖表 73.我國我國碳纖維碳纖維企業企業擴產項目擴產項目 企業企業 擴產項目擴產項目 產品產品 產能產能(萬噸萬噸/年年)預計預計投產時間投產時間 吉林化纖 集團 年產 1.2 萬噸碳纖維復材拉擠板項目 碳纖維復材 12,000 2022 年 11 月首條碳化線開車 2022 年 12 月第二條碳化線開車 2023 年 1 月第三條碳化線開車 國興 1.5 萬噸碳纖維項目 大絲束碳纖維 15,000 2022 年 8 月最后一條產線開車
148、國興年產 6 萬噸碳纖維項目 大絲束碳纖維 60,000 2025 年投產 凱美克小絲束碳纖維項目 小絲束碳纖維 600 2022 年投產 光威復材 包頭萬噸碳纖維產業化項目 大絲束碳纖維 10,000 2024 年投產(一期 4,000 噸 2023H1 投產)中復神鷹 西寧碳纖維及配套原絲一期項目 高性能碳纖維+原絲 11,000 2022 年 5 月投產 西寧碳纖維及配套原絲二期項目 高性能碳纖維+原絲 14,000 2023 年投產 年產 3 萬噸高性能碳纖維建設項目 高性能碳纖維 30,000 2026 年投產 航空航天高性能碳纖維及原絲試驗線項目 高性能碳纖維+原絲 200 202
149、2 年投產 上海石化 1,500 噸 PAN 基碳纖維項目(二階段)小絲束碳纖維 1,500 2021 年投產 48K 大絲束碳纖維項目 大絲束碳纖維 12,000 2024 年投產 新創碳谷 1.8 萬噸大絲束碳纖維項目 大絲束碳纖維 18,000 2021 年 6,000 噸產能投產 剩余產能 2022 年內投產 恒神股份 2 萬噸高性能碳纖維項目 高性能碳纖維 20,000 2024年投產(一期項目 5,000噸產能)浙江寶旌 年產 2,500 噸碳纖維項目 大絲束碳纖維 2,500 2021 年投產 年產 2,000 噸高性能 PAN 基碳纖維碳化項目 高性能碳纖維 2,000 202
150、3 年投產 中簡科技 年產 1,000 噸 12K 碳纖維項目 小絲束碳纖維 1,000 2021 年底投產 年產 1,500 噸 12K 碳纖維項目 小絲束碳纖維 1,500 2026 年投產 蘭州藍星 年產 2,500 噸碳纖維項目 大絲束碳纖維 2,500 2023 年 6 月投產 太鋼鋼科 年產 1,800 噸高端碳纖維項目 高性能碳纖維 1,800 2021 年投產 國泰大成 國泰大成碳纖維項目(一期)高性能碳纖維 3,000 2023 年投產 新疆隆炬 年產 5 萬噸高性能碳纖維項目(一期)高性能碳纖維 6,000 2022 年 12 月投產 資料來源:公司公告,上海證券報,Com
151、positesPlus,中國石化新聞網,人民網,中國新材料產業技術創新平臺,中國復合材料工業協會,中國國際復合材料工業技術展覽會官網,山西新聞網,復材應用技術網,中國建材信息總網,中銀證券 預計碳纖維行業短期供需偏緊,中長期預計碳纖維行業短期供需偏緊,中長期供需缺口有望改善供需缺口有望改善。根據我們的測算,預計 2022-2025 年我國碳纖維產量分別為 4.7 萬噸、7.2 萬噸、9.4 萬噸、12.5 萬噸,2022-2025 年 CAGR 為 38.2%;2022-2025年我國碳纖維行業供需缺口分別為 2.6 萬噸、1.8 萬噸、1.6 萬噸、0.7 萬噸。近年來我國碳纖維行業供不應求
152、的格局導致碳纖維價格持續走高,隨著 2022 年國內企業產能逐漸釋放,碳纖維價格逐漸回落。短期來看,我國碳纖維行業供需仍舊偏緊。中長期來看,未來隨著我國碳纖維產能快速釋放,供需缺口有望改善,碳纖維價格有望下降。圖表圖表 74.我國我國碳纖維碳纖維行業供需測算行業供需測算 擴產項目產能(噸擴產項目產能(噸/年)年)2022E 2023E 2024E 2025E 合計產能(噸)32,400 73,150 103,400 144,900 較前一年新增擴產產能(噸)32,400 40,750 30,250 41,500 總產能 89,200 129,950 160,200 201,700 有效產能/總
153、產能(%)94.1 94.5 95 95.5 有效產能(噸)84,950 122,803 152,190 192,624 產能利用率(%)55.8 59.0 62.0 65.0 產量(噸)產量(噸)47,410 72,454 94,358 125,205 需求(噸)需求(噸)73,283 90,911 110,704 131,964 供需缺口(噸)供需缺口(噸)(25,873)(18,457)(16,346)(6,759)資料來源:公司公告,百川盈孚,中銀證券 注:若無公開信息披露項目投產節奏,我們假設投產第一年50%產能達產,投產第二年100%產能達產。2023 年 1 月 28 日 碳纖維
154、行業深度 37 國內主要碳纖維企業國內主要碳纖維企業 光威復材:技術沉淀持續創新,軍品民品雙重驅動業績增長光威復材:技術沉淀持續創新,軍品民品雙重驅動業績增長 率先實現技術突破,致力于碳纖維國產化與高端化。率先實現技術突破,致力于碳纖維國產化與高端化。公司于 2005 年實現 GQ3522 碳纖維各項指標達到 T300 級水平,成為國內第一家實現碳纖維工程化企業,打破了國外壟斷。此后公司致力于更高性能碳纖維的研制,形成并積累了一系列具有自主知識產權的工藝制造技術等,成為公司在碳纖維及復合材料領域持續創新發展的重要支撐。根據公司 2022 年度業績快報,公司 2022 年實現營業總收入 25.1
155、8 億元,同比下降 3.41%;歸母凈利潤 9.32 億元,同比增長 22.88%。其中碳纖維及織物業務實現營業收入 13.94 億元,同比增長 9.27%;碳梁業務實現營業收入 6.62 億元,同比下降 18.12%;碳纖維預浸料業務實現營業收入 3.00 億元,同比下降 16.60%。圖表圖表 75.光威復材核心技術演變光威復材核心技術演變 資料來源:光威復材招股說明書,光威復材2021年年報,公司公告,中銀證券 多年技術沉淀助力公司快速發展。多年技術沉淀助力公司快速發展。公司主持制定了聚丙烯腈基碳纖維國家標準(2011 年發布)以及 碳纖維預浸料 國家標準(2013 年發布)兩項國家標準
156、,自成立以來承擔了包括科技部“863”計劃項目等眾多高科技研發項目。截至 2021 年,公司累計獲得專利證書 429 件,其中發明專利 31件,實用新型專利 350 件,外觀設計專利 33 件,國防專利 15 件。圖表圖表 76.光威復材主要產品情況光威復材主要產品情況 主要產品主要產品 生產技術階段生產技術階段 專利技術專利技術 研發優勢研發優勢 碳纖維 工業化應用 擁有一種聚丙烯腈原絲的制備方法、碳纖維的生產方法、碳纖維原絲上油裝置等 83 項專利 擁有近二十年纖維生產線開車生產歷程,擁有碳纖維產業鏈成套生產線裝備制造技術和服務保障能力 碳梁 工業化應用 擁有拉擠成型用樹脂循環式浸膠裝置、
157、可定位的拉擠模具及其定位裝置、風電葉片用主結構碳梁寬度可調整收卷裝置等 15 項專利 公司擁有碳纖維的全產業鏈布局,在核心技術的消化吸收、新產品的應用開發等方面形成綜合技術能力 預浸料 工業化應用 擁有階段性預浸料的生產方法、碳纖維預浸料生產自動刮膠裝置、碳纖維預浸料退紗分紗裝置等共 10 項專利 資料來源:光威復材2021年年報,中銀證券 2023 年 1 月 28 日 碳纖維行業深度 38 公司在研發投入方面持續發力。公司在研發投入方面持續發力。碳纖維屬于技術密集型產業,研發周期長、技術壁壘高,尤其航空航天等高端應用對產品性能及質量穩定性有非??量痰囊?。公司積極投身研發,在 2021 年
158、度研發投入金額達 2.32 億元,2022 年研發費用恢復同比增長,前三季度研發投入金額達 1.62 億元,同比增長 7.28%??傮w來看公司研發費用率維持在 11%的水平,在行業內中處于領先地位。圖表圖表 77.近年光威復材研發費用及同比近年光威復材研發費用及同比 圖表圖表 78.近年近年碳纖維企業碳纖維企業研發費用率對比研發費用率對比 資料來源:萬得,中銀證券 資料來源:萬得,中銀證券 軍品客戶粘性高,公司確立市場先入優勢。軍品客戶粘性高,公司確立市場先入優勢。軍用碳纖維在質量穩定性要求上遠高于民用碳纖維產品,復雜而漫長的驗證流程決定了軍工企業一般不會更換碳纖維供應商。公司自 2005 年
159、實現 T300 級技術突破后,錨定高端碳纖維產品,經過多年的研發、驗證、生產,形成了軍品的穩定供貨局面。2014至 2016 年,公司總收入主要由軍品收入構成。2017 年后,公司軍品、民品齊頭并進。未來隨著我國軍用航空航天領域投入力度的加大,公司在軍品市場的供應優勢將持續凸顯。圖表圖表 79.2014-2021 年光威復材軍品、民品收入年光威復材軍品、民品收入 圖表圖表 80.2014-2021 年光威復材軍品、民品收入占比年光威復材軍品、民品收入占比 資料來源:萬得,光威復材招股說明書,中銀證券 資料來源:萬得,光威復材招股說明書,中銀證券 手握大訂單支撐公司業績。手握大訂單支撐公司業績。
160、2021 年 12 月 31 日,公司與客戶 A 簽訂三個定性纖維訂貨合同,合計金額達 20.98 億元,占公司 2021 年營業收入的 77.50%,合同履行時間達 2 年半。據公司 2022 中報披露,該銷售合同執行率為 26.25%,產品價格有望在較長時間內保持相對穩定,大訂單落地后將對公司業績形成較大支撐。與風電巨頭深度合作,穩固民品碳梁市場地位。與風電巨頭深度合作,穩固民品碳梁市場地位。2016 年公司與維斯塔斯合作在全球率先推出風電碳梁產品,2017 年公司為其開發的風電碳梁迅速上量,碳梁營業收入同比增長 697.86%,碳梁業務成為公司重要的業務支撐。公司 2021 年碳梁產量與
161、銷量分別為 848.03 萬米、898.49 萬米,產銷率達到 105.95%。維斯塔斯碳纖維葉片核心專利拉擠工藝已于 2022 年 7 月 19 日到期,意味著中國葉片企業可以在全球使用相關技術,應用碳梁的風電葉片產品占比有望增大。未來風電碳梁仍將是公司業績增長的重要引擎。2023 年 1 月 28 日 碳纖維行業深度 39 圖表圖表 81.2017-2022 年光威復材碳梁營業收入年光威復材碳梁營業收入 圖表圖表 82.2017-2021 年光威復材碳梁銷量、產量、產銷率年光威復材碳梁銷量、產量、產銷率 資料來源:萬得,中銀證券 資料來源:萬得,中銀證券 中復神鷹:民用碳纖維龍頭,干噴濕紡
162、工藝領先者中復神鷹:民用碳纖維龍頭,干噴濕紡工藝領先者 公司擁有四大核心技術體系。公司擁有四大核心技術體系。公司現已形成“大容量聚合與均質化原液制備技術”“高強/中模碳纖維原絲干噴濕紡關鍵技術”“PAN 纖維快速均質預氧化、碳化集成技術”“干噴濕紡千噸級高強/百噸級中模碳纖維產業化生產體系構建技術”四大核心技術體系。截至中復神鷹招股說明書簽署日,公司已擁有 67 項專利,2 次參與聚丙烯腈基碳纖維國家標準的制定,1 次參與聚丙烯腈基碳纖維原絲行業標準的制定。根據公司 2022 年半年度報告,公司 2022 年上半年碳纖維業務實現營業收入 8.55 億元,同比增長 125.59%。圖表圖表 83
163、.中復神鷹核心技術體系中復神鷹核心技術體系 核心技術核心技術 主要技術特點主要技術特點 獲得專利數獲得專利數 發明專利發明專利 實用新型專利實用新型專利 大容量聚合與均質化原液制備技術 1)開創了高分子量、窄分布的共聚新技術 2)研發了大容量 60 m3聚合釜熱交換技術,實現了 5,000 噸/年 PAN 原液的穩定化均質化制備 3 3 高強/中模碳纖維原絲干噴濕紡關鍵技術 1)開發高粘度原液多級垂直分配及高壓擠出紡絲技術,實現多紡位穩定擠出紡絲 2)突破干噴濕紡成型技術,實現空氣層干噴段高倍牽伸和凝固成型段牽伸 3)開發高壓蒸汽高倍牽伸技術,實現高速化、高取向化、細旦化原絲制備 11 23
164、PAN 纖維快速均質預氧化、碳化集成技術 1)研發了高效預氧化技術,大幅降低了生產線的投資和運行成本 2)開發了低溫碳化排焦和快速碳化技術 3)建立了分別適用于高強型和中模型碳纖維的快速碳化技術,實現了高強型碳纖維和中模型碳纖維性能與國際同類產品相當 7 8 干噴濕紡千噸級高強/百噸級中模碳纖維產業化生產體系構建技術 1)創建了碳纖維全流程數字化生產控制和品質管理系統,產品 A 級品率大幅提高 2)建立了高效的碳纖維生產能效及排放管理系統,實現了千噸級碳纖維的節能化生產 3)建成了首套具有完全自主產權的千噸級干噴濕紡碳纖維生產線,單位產能投資大幅降低,提高了碳纖維產品的市場競爭力 2 5 資料
165、來源:中復神鷹招股說明書,中銀證券 公司于公司于 2013 年在國內率先突破千噸級碳纖維原絲干噴濕紡工業化制造技術年在國內率先突破千噸級碳纖維原絲干噴濕紡工業化制造技術。公司經過十幾年的技術研發,突破了超大容量聚合、干噴濕紡紡絲、快速均質預氧化碳化等核心技術工藝,系統掌握了碳纖維 T300 級、T700 級、T800 級、M30 級、M35 級千噸級技術和 M40 級、T1000 級百噸級技術,在國內率先實現高性能干噴濕紡碳纖維產業化,奠定了公司在國內碳纖維領域的技術領先地位。2023 年 1 月 28 日 碳纖維行業深度 40 圖表圖表 84.中復神鷹碳纖維干噴濕紡技術研發情況中復神鷹碳纖維
166、干噴濕紡技術研發情況 時間時間 項目名稱項目名稱 鑒定結果鑒定結果 2010 年 千噸規模 T300 級原絲及碳纖維國產化關鍵技術與裝備 公司千噸 T300 碳纖維項目全部裝備實現了國產化,打破了國外技術和裝備封鎖,綜合技術達到國際先進水平 2013 年 干噴濕紡 GQ45 高性能碳纖維工程化關鍵技術及設備研發項目 在國內率先突破了千噸級碳纖維原絲干噴濕紡工業化制造技術,總體技術達到國內領先水平,產品達到了國際同類產品先進水平 2015 年 千噸級高強型、高強中模型干噴濕紡高性能碳纖維關鍵技術及產業化項目 在國內率先建成了基于干噴濕紡工藝的碳纖維生產線,總體技術達到國內領先水平,產品性能與國際
167、同類產品相當 2019 年 QZ6026 超高強度碳纖維百噸級工程化關鍵技術 在國內率先建成了基于干噴濕紡工藝的百噸級超高強度 QZ6026(T1000G 級)碳纖維生產線,項目總體技術達到國際先進水平 2021 年 萬噸級干噴濕紡高強型碳纖維關鍵技術及產業化 項目建成了萬噸規模干噴濕紡高性能碳纖維生產基地,總體技術達到國際先進水平 資料來源:中復神鷹招股說明書,中銀證券 新增項目大幅提升公司供應能力。新增項目大幅提升公司供應能力。公司連云港生產基地現有產能 3,500 噸/年,目前已滿負荷運轉。西寧一期、二期碳纖維項目 2023 年全部投產后,公司產能將擴大至 2.85 萬噸/年。此外,公司
168、擬在連云港新設全資子公司神鷹連云建設“年產 3 萬噸高性能碳纖維建設項目”,項目總投資 59.62 億元,可在西寧萬噸生產技術的基礎上提高生產線智能化水平和能源綜合利用率,進一步提升公司高性能碳纖維產品在航空航天、新能源等領域的規?;瘧?,對加大公司競爭力、擴大市占率具有重要的推動作用。隨著年產 3 萬噸項目的推進和達產,公司產能有望接近 6 萬噸/年。圖表圖表 85.中復神鷹新建項目情況中復神鷹新建項目情況 項目名稱項目名稱 投資規模投資規模(億元)(億元)產品產品 產能產能 用途用途 項目進度項目進度 西寧年產萬噸高性能碳纖維及配套原絲項目 20.58 高性能碳纖維、原絲 1.1 萬噸/年
169、 新建萬噸生產線以滿足市場對高性能碳纖維的需求 2022 年 5 月全線投產 西寧二期碳纖維項目 28.00 高性能碳纖維、原絲 1.4 萬噸/年 新建生產線進一步保障國內高性能碳纖維市場的需求 2022 年底至 2023 年陸續投產 航空航天高性能碳纖維及原絲試驗線項目 2.33 高性能碳纖維、原絲 200 噸/年 用于下一代 T1100 級碳纖維研發,進行航空航天用高性能碳纖維的應用技術開發、產品應用認證和生產 已完成建設,2022 年 7 月底開始聯動試車 碳纖維航空應用研發及制造項目 3.62 航空預浸料 100 萬平方米/年中試線 航空級預浸料及配套樹脂的開發與生產、碳纖維航空應用技
170、術研究等工作,解決國產碳纖維及其制品在國產大飛機上的應用難題 2023 年 9 月建成并投產 高模預浸料 200 萬平方米/年生產線 年產 3 萬噸高性能碳纖維建設項目 59.62 高性能碳纖維 3 萬噸/年 進一步滿足國內重點領域對高性能碳纖維的迫切需求,保證關鍵原材料國產化 項目建設周期:2023 年 4 月至 2026 年 8 月 資料來源:中復神鷹招股說明書,中銀證券 新建產能釋放有望降低產品單位成本,形成規模效應。新建產能釋放有望降低產品單位成本,形成規模效應。2018-2020 年由于原材料丙烯腈的市場價格降幅較大,導致公司碳纖維產品的單位成本有所下降。2021 年 1-6 月,由
171、于丙烯腈漲價疊加西寧萬噸碳纖維項目處于投產初期,單位成本同比增加 22.95%。隨著公司產能釋放形成規?;a,產品盈利能力有望持續提升。2023 年 1 月 28 日 碳纖維行業深度 41 圖表圖表 86.近年中復神鷹碳纖維產品單位成本近年中復神鷹碳纖維產品單位成本 資料來源:中復神鷹審核問詢函的回復,中銀證券 吉林化纖:粘膠長絲龍頭,轉型前景可期吉林化纖:粘膠長絲龍頭,轉型前景可期 公司為粘膠長絲行業龍頭,新建粘膠短纖擴充產品矩陣。公司為粘膠長絲行業龍頭,新建粘膠短纖擴充產品矩陣。根據百川盈孚數據,2022 年粘膠長絲國內產能合計約為 23.5 萬噸/年,其中公司粘膠長絲產能已達 8 萬噸
172、/年,市占率為 34.04%。隨著國內粘膠長絲落后產能陸續退出,公司抓住時機投資 1.5 萬噸差別化連續紡長絲項目,進一步鞏固了公司在長絲領域的領跑地位。粘膠短纖方面,2020 年公司 12 萬噸粘膠短纖建成投產,有效補充了公司粘膠纖維產品的空白。公司 2022 年上半年碳纖維業務實現營業收入 0.39 億元。疫情疫情逐漸好轉逐漸好轉,公司業績回升。,公司業績回升。2020 年受持續反復的新冠疫情影響,化纖市場價格總體在低位運行,公司化纖產品產銷量雖顯著增加但營收有所下滑,粘膠長絲營收僅為 17.00 億元,同比下降 27.81%。2020 年公司營業收入為 25.00 億元,同比明顯回落,隨
173、著國內疫情逐漸好轉,全產業鏈加快推進復工復產,紡織終端需求逐步回暖,公司業績呈現回升態勢,未來仍具有發展潛力。圖表圖表 87.2017-2021 年吉林化纖分業務營業收入年吉林化纖分業務營業收入 圖表圖表 88.2016-2021 年吉林化纖化纖產量、銷量、產銷率年吉林化纖化纖產量、銷量、產銷率 資料來源:萬得,中銀證券 資料來源:吉林化纖2017年、2019年、2021年年報,中銀證券 公司依托化纖行業優勢,積極向碳纖維新材料轉型。公司依托化纖行業優勢,積極向碳纖維新材料轉型。2021 年 2 月 6 日,全資子公司吉林凱美克擬引進年產 600 噸的碳纖維生產線,聚焦小絲束特殊領域應用的碳纖
174、維。2021 年 9 月 30 日,公司持有大絲束碳纖維生產企業吉林寶旌 49%股權。2021 年 11 月 4 日,公司募集資金建設 1.2 萬噸碳纖維復材項目,該項目第一、第二、第三條碳化線分別于 2022 年 11 月 18 日、2022 年 12 月 8 日、2023 年1 月 18 日成功開車。碳纖維成為公司業績新增長點。2023 年 1 月 28 日 碳纖維行業深度 42 圖表圖表 89.吉林化纖碳纖維擴產吉林化纖碳纖維擴產項目情況項目情況 擴產項目擴產項目 產品產品 產能產能(萬噸萬噸/年年)投產進度投產進度 1.2 萬噸碳纖維復材項目 碳纖維復材 1.2 2022 年 11 月
175、首條碳化線開車 2022 年 12 月第二條碳化線開車 2023 年 1 月第三條碳化線開車 15 萬噸原絲項目二期 碳纖維原絲 15 2022 年 12 月 5 號、6 號兩條萬噸級原絲生產線一次開車成功,7、8 號生產線安裝有序推進,明年 4 月份投產 6 萬噸碳纖維項目 碳纖維 6 項目設計、土建施工同步推進,6 號、7 號碳化車間鋼結構安裝已基本完成 資料來源:公司公告,吉林市人民政府,中銀證券 吉林碳谷:原絲產業化龍頭,獨創吉林碳谷:原絲產業化龍頭,獨創 DMAC 兩步濕法工藝兩步濕法工藝 公司專注于碳纖維原絲的研發、生產和銷售,產品由小絲束擴展到以大絲束為主。公司專注于碳纖維原絲的
176、研發、生產和銷售,產品由小絲束擴展到以大絲束為主。公司成立于 2008年 12 月,2016 年在新三板掛牌,2021 年 8 月于北交所上市,成為首批在北交所上市的 81 家公司之一。2008-2016 年,公司開始研發碳纖維原絲,主要攻關中小型絲束 1K、3K、6K、12K 等產品,產品碳化后可部分實現 T700 級碳纖維。公司于 2016 年下半年開始研發大絲束碳纖維原絲,已于 2018年實現 24K、25K 產品的規?;a,于 2019 年實現 48K 產品的規?;a,產品碳化后可達到T400 水平,目前正在研發實現 50K 產業化。根據公司 2022 年半年度報告,公司 2022
177、 年上半年碳纖維原絲業務實現營業收入 8.39 億元,毛利潤 3.70 億元,分別同比增長 101.68%、96.81%。公司是國內主要的碳纖維原絲供應商。公司是國內主要的碳纖維原絲供應商。根據公司招股說明書,2020 年我國碳纖維消耗量約為 4.89萬噸,其中 1.85 萬噸為國產。換算成碳纖維原絲,2020 年國產碳纖維原絲共消耗約 3.89 萬噸,而公司 2020 年國內銷量合計為 1.95 萬噸(扣除出口部分),占國內碳纖維原絲消耗約 50%的份額。圖表圖表 90.公司主要產品碳化后性能指標公司主要產品碳化后性能指標 廠商廠商 產品產品 強度(強度(Gpa)類比等級類比等級 吉林碳谷
178、小絲束碳化后 3.75-4.90 T400-T700 12K/S 碳化后 4.50-4.90 7400、T700 大絲束碳化后 4.21-4.60 T400 資料來源:吉林碳谷招股說明書,中銀證券 公司原絲業務公司原絲業務快速快速增長,盈利水平創歷史新高。增長,盈利水平創歷史新高。公司產品在工業和民用應用領域得到拓寬,原絲銷售放大,大絲束新產品逐漸完成定型,主要產品產銷兩旺,平均售價同比上漲。根據公司公告,2022年前三季度公司實現營業收入 15.19 億元,同比增長 110.01%;實現歸母凈利潤 4.84 億元,同比增長 170.10%。2021 年公司原絲收入達 11.20 億元,同比增
179、長 92.45%。隨著產能利用率提升、產能逐步釋放,公司盈利能力迅速提升,原絲毛利率從 2018 年的-3.98%提升至 2021 年的 41.42%。圖表圖表 91.2017-2022 年年 9 月吉林碳谷營業收入月吉林碳谷營業收入 圖表圖表 92.2017-2022 年年 9 月吉林碳谷歸母凈利潤月吉林碳谷歸母凈利潤 資料來源:萬得,中銀證券 資料來源:萬得,中銀證券 2023 年 1 月 28 日 碳纖維行業深度 43 圖表圖表 93.2017-2021 年吉林碳谷原絲業務收入年吉林碳谷原絲業務收入 圖表圖表 94.2017-2021 年吉林碳谷原絲毛利率快速提升年吉林碳谷原絲毛利率快速
180、提升 資料來源:萬得,中銀證券 資料來源:萬得,中銀證券 公司公司獨創獨創 DMAC 兩步濕法工藝,大絲束生產技術迎來突破。兩步濕法工藝,大絲束生產技術迎來突破。公司是國內首家采用三元水相懸浮聚合兩步法生產碳纖維聚合物、DMAC 為溶劑濕法生產碳纖維原絲,打破了國際碳纖維巨頭對原絲生產技術的壟斷。公司所用的 DMAC 兩步法,經水相懸浮聚合,紡絲原液和聚合的產量大;而其他廠家所采用的一步法,在聚合物和原液制造方面限制了紡絲的產量。此外,濕法成型的纖維纖度變化小、纖維上殘留的溶劑少,容易控制原絲質量。公司獨創工藝技術結合兩步法與濕法工藝優勢,尤其適合大絲束原絲生產。碳纖維原絲項目支撐碳纖維產業鏈
181、發展。碳纖維原絲項目支撐碳纖維產業鏈發展。公司新建年產 15 萬噸碳纖維原絲項目于 2021 年 4 月正式啟動,分三期建設,建設周期為 4 年。一期設計年產碳纖維原絲 5 萬噸;二期、三期均為聚合、原液制備及紡絲工序生產線擴建,建設規模與一期相同,三期建成后形成年產碳纖維原絲 15 萬噸的規模。2022 年 5 月公司擬新建年產 6 萬噸高性能碳纖維原絲項目,總投資 12.64 億元,隨著產能陸續投放,公司未來將進一步鞏固國內原絲產業化的龍頭地位。中簡科技:專注高附加值領域,超級訂單助力業績中簡科技:專注高附加值領域,超級訂單助力業績增長增長 公司著眼于高性能碳纖維研發與生產。公司著眼于高性
182、能碳纖維研發與生產。2008 年至 2011 年,公司完成 T700 級碳纖維工程產業化,歷經十余年的技術沉淀,公司生產的 ZT7(高于 T700 級)系列碳纖維已在航空航天八大軍品型號定型應用。同時,公司具備高強型 ZT8 系列(T800 級)、ZT9 系列(T1000/T1100 級)碳纖維和高模型ZM40J(M40J 級)石墨纖維工程產業化能力,ZM55J(M55J 級)和 ZM60J(M60J 級)石墨纖維已實現關鍵技術突破。未來公司有望在深入開拓航空航天高性能碳纖維領域之外,繼續在民用高端碳纖維領域實現多層次突破,形成公司市場拓展的獨特優勢。根據公司 2022 年半年度報告,公司 2
183、022年上半年碳纖維業務實現營業收入 2.64 億元,同比增長 69.23%;碳纖維織物業務實現營業收入 0.51億元,同比增長 13.33%。公司盈利水平顯著高于同業。公司盈利水平顯著高于同業。得益于高性能碳纖維高產品附加值的特點,近五年公司銷售毛利率、銷售凈利率中樞分別在 80%、55%左右,顯著高于可比公司。由于航空航天產品研發周期長,均需經過立項、方案論證、工程研制、定型等階段,才可實現批量銷售,因此短期內公司將維持其在航空航天領域的產品競爭優勢,高盈利水平有望延續。圖表圖表 95.可比公司綜合毛利率可比公司綜合毛利率 圖表圖表 96.可比公司銷售凈利率可比公司銷售凈利率 資料來源:萬
184、得,中銀證券 資料來源:萬得,中銀證券 2023 年 1 月 28 日 碳纖維行業深度 44 超級訂單對公司業績形成有力支撐。超級訂單對公司業績形成有力支撐。公司自 2017 年以來,合同金額成倍增長。2017 年公司與客戶 A僅簽訂物料零星采購合同,合同金額為 0.26 億元,2019 年簽訂產品訂貨合同達到 3.3 億元,實現了快速飛躍。2021 年與客戶 A 簽訂 6.36 億元合同,其中 2021 年履行 3.56 億元,剩余 2.81 億元合同將在 2022 年繼續履行。2022 年 3 月,公司再次與客戶 A 簽訂產品訂貨合同,分兩年履行,合同金額高達 21.69 億元,占 202
185、1 年營業收入的 556.94%。圖表圖表 97.2017-2022 年中簡科技合同金額及營業收入年中簡科技合同金額及營業收入 資料來源:中簡科技公告,中簡科技招股說明書,中簡科技2021年年報,中銀證券 千噸產能釋放在即,公司業績有望高速增長。千噸產能釋放在即,公司業績有望高速增長。2022 年 1 月,公司募集資金新建兩條氧化碳化生產線,一條用于生產 ZT7 級碳纖維,另一條用于生產包括 ZT8、ZT9、M40J、M40X 和 M55J 等新一代國產高性能碳纖維。建成后將具備年產 1,500 噸(12K)或年產 400 噸(3K)的生產能力,顯著提升公司高性能碳纖維遠期產能,提高市場占有率
186、與持續盈利能力。恒神股份:全產業鏈發展模式,前瞻布局新興領域恒神股份:全產業鏈發展模式,前瞻布局新興領域 全產業鏈國產碳纖維代表型企業。全產業鏈國產碳纖維代表型企業。公司確立了“原絲-碳纖維-織物-預浸料-樹脂-復合材料結構設計制造技術服務”全產業鏈發展模式,是國內僅有的擁有垂直產業鏈的碳纖維及復合材料企業。公司建立了完整運行系統,可根據客戶需求進行定制化開發,為客戶提供從材料供應、研發服務到各環節產品的全產業鏈解決方案。公司 2022 年上半年碳纖維業務實現營業收入 3.08 億元,同比增長23.69%;碳纖維預浸料業務實現營業收入 1.97 億元,同比增長 26.28%。公司產品下游應用廣
187、泛,客戶結構多元。公司產品下游應用廣泛,客戶結構多元。中航工業所屬公司自 2014 年起即成為公司主要客戶之一,2020 年以來,商用飛機、交通、風光氫等新能源領域碳纖維需求快速增長,公司逐步拓展了中國商飛、中國中車、隆基綠能、寧德時代、蔚來汽車等下游終端客戶,業務前景廣闊。圖表圖表 98.恒神股份各領域客戶及產品情況恒神股份各領域客戶及產品情況 應用領域應用領域 主要客戶主要客戶 產品情況產品情況 航空航天 中國商飛 重點型號預浸料批量供貨,EH918 高溫中模預浸料已完成自動化鋪絲工藝驗證 新能源汽車 蔚來汽車 HF10J-24K 碳纖維和 EV101 系列預浸料供應具有領先優勢 風電、光
188、伏、氫能 上海電氣、明陽科技、隆基綠能、寧德時代 HF30F-12K(T700 級)碳纖維已應用,實現對國外產品的替代 軌道交通 青島四方、長客股份-體育休閑-EM123 系列預浸料可應用于高端體育自行車 資料來源:恒神股份2021年年報,中銀證券 2023 年 1 月 28 日 碳纖維行業深度 45 研發支出長期積累,在研項目前瞻布局。研發支出長期積累,在研項目前瞻布局。公司 2017-2021 年年均研發支出 0.96 億元,2022 年上半年研發支出為 0.46 億元,與上一年度基本持平。2019 年之前研發費用率高達 30-50%。公司在研項目圍繞大飛機、風電葉片、儲氫氣瓶等戰略新興領
189、域。公司與客戶開展共同研發,促進碳纖維復合材料的應用的同時也將帶動公司產品銷售大幅增長。圖表圖表 99.2017-2022 年恒神股份研發費用情況年恒神股份研發費用情況 資料來源:萬得,中銀證券 圖表圖表 100.2021 年恒神股份在研項目情況年恒神股份在研項目情況 在研項目在研項目 項目內容項目內容 大飛機國產碳纖維預浸料適航認證及復合材料結構零部件研發 考核評價高強中模碳纖維 HF40 級纖維、樹脂、預浸料的材料體系,開展適航審查 大絲束碳纖維及其在風電葉片應用研究與產業化 擬實現低成本、高性能大絲束碳纖維自主研制,開發多軸向 NCF 織物與預浸料,并采用拉擠工藝生產碳纖維板材 HF30
190、 級和 HF40 纖維在氫能源市場的產業化項目 實現濕噴濕紡碳纖維滿足纏繞儲氫氣瓶要求,改進干噴濕紡碳纖維工藝,碳化驗證后滿足要求達到 35 Mpa 的型瓶和 70 Mpa 的型瓶 資料來源:恒神股份2021年年報,中銀證券 2021 年扭虧為盈,前期投入逐步轉化。年扭虧為盈,前期投入逐步轉化。2017-2021 年公司營業總收入持續增長,年復合增長率為45.17%,由于公司在碳纖維及復合材料的戰略性投資較大,2017-2020 年連續承擔虧損壓力。后續隨著公司新產品開發和生產水平進一步提升,高附加值產品的收入穩步增長。2021 年公司實現營業收入 9.06 億元,同比增長 67.11%;實現
191、歸母凈利潤 1.50 億元,同比大幅增長 252.27%,實現扭虧為盈。2022 年 4 月,公司擬在陜西省榆林市投資建設 2 萬噸/年高性能碳纖維生產基地。一期項目投資 13.2億元,擬先建設 5,000 噸產能,包括一條干噴濕紡碳化線及一條大絲束碳化線。公司產能擴建進程逐步推進,前期大額投入有望向經濟效益轉化。2023 年 1 月 28 日 碳纖維行業深度 46 圖表圖表 101.近年來恒神股份營業總收入近年來恒神股份營業總收入 圖表圖表 102.近年來恒神股份歸母凈利潤近年來恒神股份歸母凈利潤 資料來源:萬得,中銀證券 資料來源:萬得,中銀證券 2023 年 1 月 28 日 碳纖維行業
192、深度 47 投資建議投資建議 看好國內碳纖維行業中長期發展看好國內碳纖維行業中長期發展,推薦光威復材,建議關注中復神鷹,推薦光威復材,建議關注中復神鷹 需求端:新能源等領域帶動碳纖維需求高速增長。需求端:新能源等領域帶動碳纖維需求高速增長。風電葉片、光伏熱場等新能源領域用碳纖維需求快速增長,航空航天、體育休閑等領域碳纖維需求穩健增長,未來碳纖維總體需求將長期保持增長態勢。供給端:國內企業打破技術壟斷,國產替代正當時。供給端:國內企業打破技術壟斷,國產替代正當時。國內企業大規模擴產,生產技術不斷突破,受下游需求拉動以及進口受限影響,碳纖維國產替代進程有望加速。成本端:碳纖維行業規模效應顯著,生產
193、成本長期有望下降。成本端:碳纖維行業規模效應顯著,生產成本長期有望下降。原油價格震蕩回落,上游原料丙烯腈產能釋放、供需錯配導致價格下降,疊加國內碳纖維企業大規模擴產形成規模效應、產線單耗成本降低,長期來看碳纖維生產成本有望下降。碳纖維行業具有較高的技術和資金壁壘,客戶粘性(尤其軍品領域)較高,未來碳纖維市場競爭格局或趨向高集中度、上下游全產業鏈平臺化布局,碳纖維龍頭企業有望受益。我們推薦光威復材:1)公司處于高速增長的碳纖維賽道:)公司處于高速增長的碳纖維賽道:根據我們的測算,預計 2025 年我國碳纖維需求將達到 13.2 萬噸,2022-2025 年 CAGR 為 21.7%;2025 年
194、我國碳纖維市場規模將達到 29.2 億美元,2022-2025 年CAGR 為 16.0%。行業產能快速擴張,國產替代進程加快,預計 2025 年我國碳纖維產量將達到 12.5萬噸,2022-2025 年 CAGR 為 38.2%,2025 年我國碳纖維行業供需缺口為 0.7 萬噸;2)公司核心競爭力突出:)公司核心競爭力突出:公司核心技術自主可控,擁有碳纖維生產線及關鍵設備、預浸料生產線及復合材料成型設備等自主設計和制造能力。公司是我國航空航天領域碳纖維的主要供應商,在軍品碳纖維領域具有市場先發優勢,同時通過風電碳梁業務進軍民品。公司具有全產業鏈布局優勢,行業地位顯著;3)公司未來增長點明確
195、:)公司未來增長點明確:受益于碳纖維需求端保持增長態勢,公司凈利潤穩定提升,各板塊業務穩步推進;CCF700G 通過裝機評審,航空產品線再擴容;在建項目有序推進,看好公司中長期成長。2022 年公司凈利潤增長穩健,碳纖維各產線有序推進,維持盈利預測,預計 2022-2024 年 EPS 分別為 1.80 元、2.43 元、3.02 元,對應 PE 分別為 36.8 倍、27.2 倍、21.9 倍(股價為 2023 年 1 月 18 日收盤價)??春霉局虚L期成長,維持買入買入評級。圖表圖表 103.可比公司估值分析可比公司估值分析 公司代碼公司代碼 公司簡稱公司簡稱 評級評級 股價(元)股價(
196、元)市值市值(億元)(億元)每股收益(元每股收益(元/股)股)市盈率(市盈率(x)2021A 2022E 2023E 2021A 2022E 2023E 300699.SZ 光威復材 買入 66.12 342.73 1.5 1.8 2.4 45.2 36.8 27.2 688295.SH 中復神鷹 未有評級 45.00 405.00 0.4 0.7 1.0-69.6 45.1 000420.SZ 吉林化纖 未有評級 4.75 116.80(0.1)0.0 0.1(88.4)315.1 48.1 836077.BJ 吉林碳谷 未有評級 46.85 149.28 1.0 2.2 3.0 58.1
197、21.3 15.4 300777.SZ 中簡科技 未有評級 51.97 228.45 0.5 1.0 1.6 123.0 50.2 33.4 資料來源:萬得,中銀證券 注1:股價為2023年1月18日收盤價 注2:未有評級公司盈利預測來自Wind一致預期 2023 年 1 月 28 日 碳纖維行業深度 48 風險提示風險提示 行業產能擴張風險。行業產能擴張風險。若所有新增產能規劃項目成功落地且產能實現滿產,行業產能擴張將超預期,可能造成行業供給過剩。原材料價格上漲風險。原材料價格上漲風險。碳纖維的主要原料為丙烯腈等石油化工產品,若原料價格上漲超預期,將導致碳纖維生產成本增大,相關企業盈利受損。
198、國產化不及預期。國產化不及預期。若國產碳纖維產品研發、工程研制、設計定型等階段出現滯后,產品驗證、產線建設、產能爬坡受到影響,碳纖維國產化率將不及預期。技術升級迭代風險。技術升級迭代風險。若相關企業研發資源投入和布局進展落后,國內外競爭對手率先在高強高模碳纖維及下游材料領域取得重大突破,可能對企業經營產生不利影響。環保風險。環保風險。超高性能纖維生產過程中會產生部分廢氣、廢水和固廢等污染物,隨著我國環保監管愈加嚴格,部分環保不達標項目建設將受限。2023 年 1 月 28 日 碳纖維行業深度 49 披露聲明披露聲明 本報告準確表述了證券分析師的個人觀點。該證券分析師聲明,本人未在公司內、外部機
199、構兼任有損本人獨立性與客觀性的其他職務,沒有擔任本報告評論的上市公司的董事、監事或高級管理人員;也不擁有與該上市公司有關的任何財務權益;本報告評論的上市公司或其它第三方都沒有或沒有承諾向本人提供與本報告有關的任何補償或其它利益。中銀國際證券股份有限公司同時聲明,將通過公司網站披露本公司授權公眾媒體及其他機構刊載或者轉發證券研究報告有關情況。如有投資者于未經授權的公眾媒體看到或從其他機構獲得本研究報告的,請慎重使用所獲得的研究報告,以防止被誤導,中銀國際證券股份有限公司不對其報告理解和使用承擔任何責任。評級體系說明評級體系說明 以報告發布日后公司股價/行業指數漲跌幅相對同期相關市場指數的漲跌幅的
200、表現為基準:公司投資評級:公司投資評級:買 入:預計該公司股價在未來 6-12 個月內超越基準指數 20%以上;增 持:預計該公司股價在未來 6-12 個月內超越基準指數 10%-20%;中 性:預計該公司股價在未來 6-12 個月內相對基準指數變動幅度在-10%-10%之間;減 持:預計該公司股價在未來 6-12 個月內相對基準指數跌幅在 10%以上;未有評級:因無法獲取必要的資料或者其他原因,未能給出明確的投資評級。行業投資評級:行業投資評級:強于大市:預計該行業指數在未來 6-12 個月內表現強于基準指數;中 性:預計該行業指數在未來 6-12 個月內表現基本與基準指數持平;弱于大市:預
201、計該行業指數在未來 6-12 個月內表現弱于基準指數;未有評級:因無法獲取必要的資料或者其他原因,未能給出明確的投資評級。滬深市場基準指數為滬深 300 指數;新三板市場基準指數為三板成指或三板做市指數;香港市場基準指數為恒生指數或恒生中國企業指數;美股市場基準指數為納斯達克綜合指數或標普 500 指數。風險提示及免責聲明風險提示及免責聲明 本報告由中銀國際證券股份有限公司證券分析師撰寫并向特定客戶發布。本報告發布的特定客戶包括:1)基金、保險、QFII、QDII 等能夠充分理解證券研究報告,具備專業信息處理能力的中銀國際證券股份有限公司的機構客戶;2)中銀國際證券股份有限公司的證券投資顧問服
202、務團隊,其可參考使用本報告。中銀國際證券股份有限公司的證券投資顧問服務團隊可能以本報告為基礎,整合形成證券投資顧問服務建議或產品,提供給接受其證券投資顧問服務的客戶。中銀國際證券股份有限公司不以任何方式或渠道向除上述特定客戶外的公司個人客戶提供本報告。中銀國際證券股份有限公司的個人客戶從任何外部渠道獲得本報告的,亦不應直接依據所獲得的研究報告作出投資決策;需充分咨詢證券投資顧問意見,獨立作出投資決策。中銀國際證券股份有限公司不承擔由此產生的任何責任及損失等。本報告內含保密信息,僅供收件人使用。閣下作為收件人,不得出于任何目的直接或間接復制、派發或轉發此報告全部或部分內容予任何其他人,或將此報告
203、全部或部分內容發表。如發現本研究報告被私自刊載或轉發的,中銀國際證券股份有限公司將及時采取維權措施,追究有關媒體或者機構的責任。所有本報告內使用的商標、服務標記及標記均為中銀國際證券股份有限公司或其附屬及關聯公司(統稱“中銀國際集團”)的商標、服務標記、注冊商標或注冊服務標記。本報告及其所載的任何信息、材料或內容只提供給閣下作參考之用,并未考慮到任何特別的投資目的、財務狀況或特殊需要,不能成為或被視為出售或購買或認購證券或其它金融票據的要約或邀請,亦不構成任何合約或承諾的基礎。中銀國際證券股份有限公司不能確保本報告中提及的投資產品適合任何特定投資者。本報告的內容不構成對任何人的投資建議,閣下不
204、會因為收到本報告而成為中銀國際集團的客戶。閣下收到或閱讀本報告須在承諾購買任何報告中所指之投資產品之前,就該投資產品的適合性,包括閣下的特殊投資目的、財務狀況及其特別需要尋求閣下相關投資顧問的意見。盡管本報告所載資料的來源及觀點都是中銀國際證券股份有限公司及其證券分析師從相信可靠的來源取得或達到,但撰寫本報告的證券分析師或中銀國際集團的任何成員及其董事、高管、員工或其他任何個人(包括其關聯方)都不能保證它們的準確性或完整性。除非法律或規則規定必須承擔的責任外,中銀國際集團任何成員不對使用本報告的材料而引致的損失負任何責任。本報告對其中所包含的或討論的信息或意見的準確性、完整性或公平性不作任何明
205、示或暗示的聲明或保證。閣下不應單純依靠本報告而取代個人的獨立判斷。本報告僅反映證券分析師在撰寫本報告時的設想、見解及分析方法。中銀國際集團成員可發布其它與本報告所載資料不一致及有不同結論的報告,亦有可能采取與本報告觀點不同的投資策略。為免生疑問,本報告所載的觀點并不代表中銀國際集團成員的立場。本報告可能附載其它網站的地址或超級鏈接。對于本報告可能涉及到中銀國際集團本身網站以外的資料,中銀國際集團未有參閱有關網站,也不對它們的內容負責。提供這些地址或超級鏈接(包括連接到中銀國際集團網站的地址及超級鏈接)的目的,純粹為了閣下的方便及參考,連結網站的內容不構成本報告的任何部份。閣下須承擔瀏覽這些網站
206、的風險。本報告所載的資料、意見及推測僅基于現狀,不構成任何保證,可隨時更改,毋須提前通知。本報告不構成投資、法律、會計或稅務建議或保證任何投資或策略適用于閣下個別情況。本報告不能作為閣下私人投資的建議。過往的表現不能被視作將來表現的指示或保證,也不能代表或對將來表現做出任何明示或暗示的保障。本報告所載的資料、意見及預測只是反映證券分析師在本報告所載日期的判斷,可隨時更改。本報告中涉及證券或金融工具的價格、價值及收入可能出現上升或下跌。部分投資可能不會輕易變現,可能在出售或變現投資時存在難度。同樣,閣下獲得有關投資的價值或風險的可靠信息也存在困難。本報告中包含或涉及的投資及服務可能未必適合閣下。
207、如上所述,閣下須在做出任何投資決策之前,包括買賣本報告涉及的任何證券,尋求閣下相關投資顧問的意見。中銀國際證券股份有限公司及其附屬及關聯公司版權所有。保留一切權利。中銀國際證券股份有限公司中銀國際證券股份有限公司 中國上海浦東 銀城中路 200 號 中銀大廈 39 樓 郵編 200121 電話:(8621)6860 4866 傳真:(8621)5888 3554 相關關聯機構:相關關聯機構:中銀國際研究有限公司中銀國際研究有限公司 香港花園道一號 中銀大廈二十樓 電話:(852)3988 6333 致電香港免費電話:中國網通 10 省市客戶請撥打:10800 8521065 中國電信 21 省
208、市客戶請撥打:10800 1521065 新加坡客戶請撥打:800 852 3392 傳真:(852)2147 9513 中銀國際證券有限公司中銀國際證券有限公司 香港花園道一號 中銀大廈二十樓 電話:(852)3988 6333 傳真:(852)2147 9513 中銀國際控股有限公司北京代表處中銀國際控股有限公司北京代表處 中國北京市西城區 西單北大街 110 號 8 層 郵編:100032 電話:(8610)8326 2000 傳真:(8610)8326 2291 中銀國際中銀國際(英國英國)有限公司有限公司 2/F,1 Lothbury London EC2R 7DB United Kingdom 電話:(4420)3651 8888 傳真:(4420)3651 8877 中銀國際中銀國際(美國美國)有限公司有限公司 美國紐約市美國大道 1045 號 7 Bryant Park 15 樓 NY 10018 電話:(1)212 259 0888 傳真:(1)212 259 0889 中中銀國際銀國際(新加坡新加坡)有限公司有限公司 注冊編號 199303046Z 新加坡百得利路四號 中國銀行大廈四樓(049908)電話:(65)6692 6829/6534 5587 傳真:(65)6534 3996/6532 3371