專精特新行業深度系列報告之四：民用碳纖維行業再論民用碳纖維的成長性與周期性-220607（33頁）.pdf

1、 行業及產業 行業研究/行業深度 證券研究報告 基礎化工/ 化學纖維 2022 年 06 月 07 日 再論民用碳纖維的成長性與周期性 看好 專精特新行業深度系列報告之四：民用碳纖維行業 相關研究 國產化元年已至，賽道坡長雪厚-民用碳纖維行業深度 2022 年 1 月 10 日 證券分析師 劉靖 A0230512070005 研究支持 謝金翰 A0230121010005 聯系人 謝金翰 (8621)23297818轉 本期投資提示： 全產業鏈分析：民用碳纖維賽道周期、成長屬性兼具。1）周期性：民用碳纖維賽道產業鏈長，原材料占比大，因此上游原油、丙烯、丙烯腈環節價格的波動會給原絲、碳化帶來較大

2、的周期性，2）成長性：碳纖維下游應用領域包括風電、光伏熱場、儲氫等成長性卓著的領域，需求呈現爆發式的高增長，因此也具備成長屬性。3）產業鏈視角：我們對產業鏈關鍵環節進行復盤，從整個主產業鏈的角度去理解民用碳纖維，認為當行業進入原材料的上行周期時，原絲、碳化環節盈利能力往往能得到提升，公司有望獲得超額收益，而當原材料價格下行， 前期受到原材料擠壓得復材環節有望獲得盈利修復呈現 “量利雙升 “的反彈。 大、小絲束明晰：小絲束成長性突出，大絲束利潤彈性更大。由于大、小絲束原材料成本占比不同，終端應用領域較為割裂，因此對成本的敏感性不同，小絲束直接材料占比約30%，大絲束約 50%，大絲束材料成本占比

3、更高，體現出更大的利潤彈性。同時，小絲束下游領域多為光伏熱場、儲氫瓶，產品產值高，需求確定性強，大絲束下游主要有風電裝機拉動，存在國產替代速度的不確定性，需求呈脈沖式，因此大絲束表現出更強的周期屬性，小絲束則成長屬性突出。但總體上，大小絲束都具備長期成長性，都取決于技術升級、成本下降導致下游應用場景依次打開。 產業鏈供需測算：民用碳纖維供給缺口 3 萬噸，22 年維持緊平衡。1）需求：碳纖維終端應用發展如火如荼，但在各個終端應用領域的增速往往體現出較大的差異性，比如傳統的休閑體育和風電增速不可相提并論，因此我們對各個細分賽道分別測算增速，預計我國民用碳纖維需求將在 25 年達到 14 萬噸需求

4、，CAGR23%；2）供給：近年傳統碳纖維廠商如吉化、神鷹、光威等都公布了自己的擴產計劃，除此之外還有入局新玩家如藍星等。我們測算 25 年中國將會產生碳纖維實際供應 12 萬噸，對應 CAGR43%；3）供需平衡表：我國碳纖維碳供給缺口約為 3 萬噸左右，2022 年仍維持緊平衡狀態，細化來看：22 年供需差繼續擴大，碳纖維緊平衡，23 年隨著規劃產能密集投放，供需差初步縮小。 投資分析意見：通過對碳纖維產業鏈進行研究和分析，從整個產業鏈角度對碳纖維賽道進行理解的話，我們認為碳纖維產業鏈的投資：1）原材料進入上行周期時，原絲和碳絲環節的盈利能力往往持續超預期，同時在股價上表現出超額收益；2）

5、當碳化環節積極擴產時，設備端的將迎來業績釋放的紅利期；3）當上游成本壓力得到緩解，新增產能初步釋放時，前期承接較多成本壓力的復材環節有望迎來盈利的反彈，表現出“量利齊聲“的高增長業績，值得在漲價的后期充分關注。重點推薦：吉林化纖（大絲束碳化環節產能領先，吉化集團規劃 6 萬噸碳化產能，并布局下游復合材料，產能優勢顯著；吉林碳谷（大絲束碳纖維原絲龍頭， 擁有世界領先的原絲生產工藝， 產能全國第一， 公司規劃 2025 年 20 萬噸產能規劃，先發優勢顯著）；恒神股份（陜煤系碳纖維龍頭，長期耕耘碳纖維行業，扭虧為盈高速增長）。 風險提示：風電需求不及預期、丙烯腈成本下降不及預期、碳纖維擴產速度超預

6、期導致競爭格局惡化 請務必仔細閱讀正文之后的各項信息披露與聲明 行業深度 請務必仔細閱讀正文之后的各項信息披露與聲明 第2頁 共33頁 簡單金融 成就夢想 投資案件 結論和投資分析意見 我們認為碳纖維板塊周期、成長屬性兼具：1）原材料進入上行周期時，原絲和碳絲環節的盈利能力往往持續超預期，同時在股價上表現出超額收益；2）當碳化環節積極擴產時，設備端的將迎來業績釋放的紅利期；3）當上游成本壓力得到緩解，新增產能初步釋放時，前期承接較多成本壓力的復材環節有望迎來盈利的反彈，表現出“量利齊聲“的高增長業績，值得在漲價的后期充分關注。重點推薦：吉林化纖（大絲束碳化環節產能領先，并布局下游復合材料，產能

7、優勢顯著） ；吉林碳谷（大絲束碳纖維原絲龍頭，擁有世界領先的原絲生產工藝，產能全國第一） ；恒神股份（陜煤系碳纖維龍頭，長期耕耘碳纖維行業，扭虧為盈高速增長） 。 原因及邏輯 原材料上行周期時，原絲、碳化環節利潤超預期。2021 年丙烯腈價格進入上行周期，面對成本上漲原絲、碳化環節企業提高售價，同時產品供不應求，單噸盈利增大，企業利潤增加，因而獲得超額收益。原絲環節代表企業吉林碳谷 2021 年實現凈利潤3.1 億元，同比增長 126 %，因為公司主要產品獲得市場廣泛認可，產銷兩旺。 產業鏈積極擴產時，碳纖維設備環節供不應求。碳纖維的預氧化爐和氧化爐是碳化環節的核心設備，投資壁壘高，吉林化纖

8、1.2 萬噸碳纖維復合材料項目對應投資額 12億，其中碳化設備高達 7 億。在碳化環節集中擴產期，設備廠有望迎來業績紅利期。 原材料價格下行，復材環節有望迎來“量力齊升“的反彈。原絲、碳纖維環節在21 年都經歷了顯著的漲價， 下游復合材料環節在財報上體現的就是 21 年的利潤率水平下降。 以金博股份和光威復材的碳梁業務毛利為例， 金博股份的毛利從 20 年的 60-65%中樞下降至 22Q1 的 53%， 光威的碳梁業務從 22%下降至 21H1 的 11%。 但是隨著未來 2-3 年碳纖維產能逐步釋放，原油、丙烯腈價格回落，受到原材料漲價影響顯著的復材環節有望體現出較大的利潤彈性。 有別于大

9、眾的認識 市場可能認為隨著碳纖維廠商的密集擴產，上游原絲、碳化環節的盈利能力難以保持。我們認為，整個民用碳纖維環節仍有 3 萬噸左右的供給缺口，2022 年仍維持緊平衡狀態，原絲、碳化環節的盈利能力將在 22 年維持在高位。 市場可能認為 22-24 年碳纖維產能陸續釋放，碳纖維供給過剩的局面會很快出現，整個賽道會出現類似化工行業的景氣度下行。我們認為，民用碳纖維賽道周期、成長屬性兼具，下游的風電、光伏、儲氫領域都是高確定性的景氣賽道，相反，上游的充分供給將進一步打開下游的需求空間，復材環節有望迎來“量利雙升”的反彈，碳纖維設備環節有望在擴產周期進入業績釋放紅利期。 風險提示 風電需求不及預期

10、、丙烯腈成本下降不及預期、碳纖維擴產速度超預期導致競爭格局惡化 nMrOoPtQyQqNoMoNzQsQoP9PcMaQoMmMnPmOiNpPqOjMpPwO9PqRnNwMqQtQMYmQmQ 行業深度 請務必仔細閱讀正文之后的各項信息披露與聲明 第3頁 共33頁 簡單金融 成就夢想 1. 碳纖維：高確定性的成長賽道，各環節具備不同投資價值 6 1.1 上下游環節多，利潤分配受原材料、供需關系影響 . 6 1.2 碳纖維力學性能優異，需求確定性高 . 9 1.3 上行周期原絲、碳化盈利提升，下行周期復材盈利反彈 . 10 1.4 技術分支多，技術的應用決定終端領域需求 . 11 2.民用碳

11、纖維供給緊平衡，大小絲束具備不同特性 . 14 2.1 供需測算：民用碳纖維供給缺口 3 萬噸，22 年維持緊平衡 . 14 2.2 大小絲束特性鮮明，具備不同性質 . 17 2.3 小絲束：成長性突出，技術壁壘更高 . 18 2.4 大絲束：周期性突出，利潤彈性更大 . 22 3未來：擁抱新技術，優化競爭格局 . 25 3.1 原絲：技術壁壘高，龍頭聚集效應強 . 25 3.2 碳化：設備逐步攤銷，成本競爭加劇 . 26 3.3 復合材料：碳碳復材發展迅速，應用領域不斷拓寬 . 28 4.關鍵結論與投資分析意見 . 30 4.1 吉林化纖 . 30 4.2 吉林碳谷 . 30 4.3 恒神股

12、份 . 31 5.風險提示 . 31 目錄 行業深度 請務必仔細閱讀正文之后的各項信息披露與聲明 第4頁 共33頁 簡單金融 成就夢想 圖表目錄 圖 1：碳纖維產業鏈 . 6 圖 2：2021 年丙烯消費結構 . 7 圖 3：丙烯受原油成本傳導，但整體價格穩定 . 7 圖 4：丙烯下游傳導順暢，丙烯腈彈性最大 . 7 圖 5：丙烯腈價格受到成本和供需兩方面因素影響 . 7 圖 6：成本高企，目前丙烯腈廠商毛利出現虧損 . 7 圖 7：海外供給放緩、國內需求旺盛 . 8 圖 8：丙烯腈成本回落未能帶來碳纖維價格下降 . 8 圖 9：碳纖維進口供給增多（百萬） . 9 圖 10：碳纖維價格維持高位

13、 . 9 圖 11：2015-2021 全球碳纖維需求量 . 10 圖 12：2015-2021 中國碳纖維需求 . 10 圖 13：丙烯腈價格上漲周期時吉林碳谷毛利率上升 . 10 圖 14：碳纖維行業公司漲跌幅（%） . 10 圖 15：2020Q1-2022Q1 金博股份毛利率（%） . 11 圖 16：2019H1-2021H2 光威復材碳梁業務毛利率（%） . 11 圖 17：碳纖維技術路徑 . 11 圖 18：拉擠成型工藝流程 . 12 圖 19：2017-2021 碳纖維處理工藝占比（%） . 12 圖 20：風電領域需求量快速增長 . 12 圖 21：國內主要碳纖維象限分部圖

14、. 17 圖 22：2018-2021H1 小絲束產品成本結構 . 18 圖 23：小絲束碳纖維廠商毛利水平與丙烯腈價格波動 . 19 圖 24：大小絲束廠商估值對比（2022/5/16） . 20 圖 25：大、小絲束碳纖維國內價格 . 21 圖 26：2021 年大絲束碳纖維成本拆分 . 22 圖 27：2017-2021 全球大絲束碳纖維需求及增速（千噸、%） . 23 圖 28：原絲占碳纖維成本比重（原絲成本/（材料成本+制造成本） ） . 23 行業深度 請務必仔細閱讀正文之后的各項信息披露與聲明 第5頁 共33頁 簡單金融 成就夢想 圖 29：海外三家原絲廠商發展歷程 . 25 圖

15、 30：2021 年國內主要原絲廠商產能（噸） . 26 圖 31：碳化環節占比較高（2018 年） . 26 圖 32：碳纖維生產中設備折舊攤銷部分較大 . 26 圖 33：中復神鷹單線產能逐步擴大 . 28 圖 34：碳碳復材需求旺盛 . 28 表 1：碳纖維性能顯著優于其他材料 . 9 表 2：光伏熱場部件中碳碳復合材料滲透率大幅提升 . 13 表 3：全球碳纖維先進技術 . 14 表 4：2016-2025 中國碳纖維需求（噸） . 15 表 5：2021-2025 中國碳纖維產能（噸） . 16 表 6：2021-2025 中國碳纖維實際供應量（噸） . 16 表 7：2021-20

16、25 碳纖維供需平衡表 . 17 表 8：2018-2021H1 中復神鷹碳纖維產品平均銷售單價及變動比例 . 19 表 9：日本東麗對碳纖維 T 系列性能定義 . 20 表 10：大、小絲束碳纖維擴產資金需求對比 . 21 表 11：丙烯腈采購價格波動對不同產品毛利率變動的敏感度（元/噸） . 22 表 12：各公司丙烯腈采購單價 . 24 表 13：生產規模擴大原絲和碳纖維單噸成本變?。ㄈf元） . 27 表 14：復合材料成型工藝 . 29 表 15：相關公司估值表 . 31 行業深度 請務必仔細閱讀正文之后的各項信息披露與聲明 第6頁 共33頁 簡單金融 成就夢想 1. 碳纖維：高確定性

17、的成長賽道，各環節具備不同投資價值 1.1 上下游環節多，利潤分配受原材料、供需關系影響 完整的碳纖維產業鏈長，包含從原油到復合材料的制造過程。上游企業從石油、天然氣等化石燃料中制取丙烯，并經過氨氧化得到丙烯腈。丙烯腈通過聚合制成紡絲原液，然后紡絲成型得到聚丙烯腈（PAN）原絲。原絲需要經過多段氧化爐制成預氧絲，隨后在氮氣的保護下經過低溫和高溫碳化后得到碳纖維。碳纖維可以與樹脂、陶瓷等材料相結合制成碳纖維復合材料，最后由各種成型工藝得到下游應用需要的最終成品。 關注點包含：1）原油等大宗商品傳導價格：我國丙烯在油頭生產的基礎上開發除了煤頭工藝，但是油頭占比高，存在較大的原料進口依賴，因此一定程

18、度受到海外原油漲跌影響；2）ABS 等需求影響丙烯腈供需：丙烯腈的下游需求除了用作聚丙烯腈原絲，也就是腈綸領域，還存在 ABS、丙烯酰胺等領域，其中 ABS 廣泛應用于汽車、家電的部分塑料制品，因此該部分需求也會對并丙烯價格帶來一定影響；3）終端需求放量：碳纖維的價格還會受到終端如風電、碳碳復材等高景氣度需求的影響，供不應求的格局會導致碳纖維價格出現波動。 圖 1：碳纖維產業鏈 資料來源：百川盈孚、申萬宏源研究 行業深度 請務必仔細閱讀正文之后的各項信息披露與聲明 第7頁 共33頁 簡單金融 成就夢想 丙烯：價格彈性較小，成本端受原油影響，需求端傳導順暢。丙烯是大宗化工主要原料之一，主要通過原

19、油裂解產生，受原油價格影響較大，但是因為制備方法并不單一，整體價格維持在 6000-10000 元/噸的區間，價格相對穩定。下游需求主要為聚丙烯粒料、聚丙烯粉料、丙烯晴及環氧丙烷，其中聚丙烯粒料占比最大，為 65%。從歷史價格復盤表現來看，下游聚丙烯、丙烯腈都有較強的轉價能力，其中丙烯腈的彈性最大。 圖 2：2021 年丙烯消費結構 資料來源：百川盈孚、申萬宏源研究 丙烯腈：供需層面均產生顯著影響，短期受到成本支撐。丙烯腈由原油裂解到的丙烯聚合而成，因此丙烯腈價格波動與上游原油價格有較強相關性。丙烯腈價格在 21 年末出現與原油走勢的背離，該影響來自國內丙烯腈多套裝置開工率回升，市場供給充足，

20、而下游需求偏弱， 丙烯腈價格高位回落。 但是目前丙烯腈廠商多出現了 1000-2000 左右毛利虧損，目前短期成本壓力較大；但長期隨著原油價格下降，新增產能落地，丙烯腈價格有望進一步下降。 65%7%6%聚丙烯粒料聚丙烯粉料丙烯腈辛醇環氧丙烷丙烯酸丁醇丙酮異丙醇其它圖 3：丙烯受原油成本傳導，但整體價格穩定 圖 4：丙烯下游傳導順暢，丙烯腈彈性最大 資料來源：隆眾資訊、申萬宏源研究 資料來源：中塑在線、百川盈孚、申萬宏源研究 圖 5： 丙烯腈價格受到成本和供需兩方面因素影響 圖 6：成本高企，目前丙烯腈廠商毛利出現虧損 02040608010012014002,0004,0006,0008,0

21、0010,00012,0002019年01月2019年04月2019年07月2019年10月2020年01月2020年04月2020年07月2020年10月2021年01月2021年04月2021年07月2021年10月2022年01月2022年04月丙烯均價（元/噸）WTI原油（美元/桶、右軸）05001,0001,5002,0002,5003,0003,5004,00005,00010,00015,00020,00025,00030,0002018年1月2018年7月2019年1月2019年7月2020年1月2020年7月2021年1月2021年7月2022年1月丙烯腈均價（元/噸）聚丙烯

22、粒料均價（元/噸）丙烯均價（美元/噸）（右軸） 行業深度 請務必仔細閱讀正文之后的各項信息披露與聲明 第8頁 共33頁 簡單金融 成就夢想 碳纖維：售價受成本影響較小，供需關系推動本輪漲價。2020 年開始，國產、進口碳纖維增速差快速拉大，21 年進口碳纖維增速下滑至 9%，國產碳纖維增速高達 58%，在東麗禁運限制下碳纖維進口放緩，但海外海風裝機需求旺盛，供需差擴大，推動了本輪的碳纖維漲價。2020 年初至今碳纖維漲幅顯著，截止 22 年 4 月，小、大絲束國內均價 225 元/KG、145 元/KG，兩年 CAGR 分別為 33%、20%，由于下游需求旺盛，22 年初丙烯腈價格回落至 1.

23、1 萬/噸并未帶來碳纖維售價回落。 目前碳纖維價格在進口供給增加的情況下，價格仍維持高位。國內碳纖維進口依存度仍然較高，2020 年國內進口碳纖維 3.04 萬噸，占需求量的 62%。碳纖維價格高的主要原因：1）成本較高，2 噸的原絲才能造出 1 噸左右的碳纖維，而目前國內民品碳纖維主要由吉林碳谷一家供應，供給緊張，原絲價格維持歷史高位；2）制作工藝難，其研發和生產成本成幾何式增長。 資料來源：百川盈孚、申萬宏源研究 資料來源：百川盈孚、申萬宏源研究 圖 7：海外供給放緩、國內需求旺盛 圖 8：丙烯腈成本回落未能帶來碳纖維價格下降 資料來源：賽奧碳纖維、百川盈孚、申萬宏源研究 資料來源：百川盈

24、孚、申萬宏源研究 02040608010012014002,0004,0006,0008,00010,00012,00014,00016,00018,0002019年01月2019年04月2019年07月2019年10月2020年01月2020年04月2020年07月2020年10月2021年01月2021年04月2021年07月2021年10月2022年01月2022年04月丙烯腈均價（元/噸）原油WTI（美元/桶、右軸） -4,000 -3,000 -2,000 -1,000 - 1,000 2,000 3,000 4,000 5,000 6,000 - 2,000 4,000 6,000

25、 8,000 10,000 12,000 14,000 16,000 18,0002019年01月2019年03月2019年05月2019年07月2019年09月2019年11月2020年01月2020年03月2020年05月2020年07月2020年09月2020年11月2021年01月2021年03月2021年05月2021年07月2021年09月2021年11月2022年01月2022年03月丙烯腈毛利（萬/噸、右軸）丙烯腈均價（元/噸）0%20%40%60%80%100%120%050001000015000200002500030000350002015 2016 2017 2018

26、 2019 2020 2021國產碳纖維（噸）進口碳纖維（噸）國產碳纖維銷量增速進口碳纖維增速020004000600080001000012000140001600018000801001201401601802002202402020年02月2021年02月2022年02月丙烯腈市場均價(元/噸,右軸)碳纖維大絲束國內(元/千克)碳纖維小絲束國內(元/千克) 行業深度 請務必仔細閱讀正文之后的各項信息披露與聲明 第9頁 共33頁 簡單金融 成就夢想 1.2 碳纖維力學性能優異，需求確定性高 碳纖維是一種含碳量高于 90%的無機纖維，力學性能優異。作為新一代增強纖維，碳纖維的密度較強，比強度

27、和比模量高，具有耐高溫、抗摩擦、導電、導熱及耐腐蝕等特性，被廣泛應用于航空航天、能源裝備、交通運輸、體育休閑等領域。 表 1：碳纖維性能顯著優于其他材料 材料 密度(g/cm) 拉伸強度(Mpa) 比強度(Mpa/(g/cm) 拉伸膜量(Gpa) 比膜量(Gpa/(g/cm) 價格(元/千克) 碳纖維 1.5 1548 1068 350-700 233-467 260（T700，12k） 玻璃纖維 7.9 1197 153 100-200 13-25 8.8（無堿玻璃纖維） 鈦合金 4.5 712 158 117 25 80（2021 年 5 月價） 鋁合金 2.8 393 141 72 26

28、 21.45 結構鋼 7.9 1197 153 206 26 5.395（上海碳結鋼） 資料來源：中國腐蝕與防護網、光威復材招股說明書、申萬宏源研究 近年來，我國碳纖維需求高速增長，未來碳纖維需求確定性高。2020 年全球碳纖維需求總量為 10.69 萬噸， 我國碳纖維需求總量為 4.9 萬噸， 同比增速達 29%。 目前，風電葉片是全球碳纖維需求量最大的板塊，帶動碳纖維需求攀升。根據廣東賽奧碳纖維2020 全球碳纖維復合材料市場報告，2025 年全球碳纖維需求量預計將會達到20 萬噸，2020 年-2025 年 CAGR 為 13%。2025 年中國碳纖維需求總量預計將會達到圖 9：碳纖維進

29、口供給增多（百萬） 圖 10：碳纖維價格維持高位 資料來源：百川盈孚、申萬宏源研究 資料來源：百川盈孚、申萬宏源研究 05101520252020年1月2020年3月2020年5月2020年7月2020年9月2020年11月2021年1月2021年3月2021年5月2021年7月2021年9月2021年11月2022年1月2022年3月進口額出口額1452250501001502002502020年02月2020年05月2020年08月2020年11月2021年02月2021年05月2021年08月2021年11月2022年02月碳纖維大絲束價格(元/千克)碳纖維小絲束價格(元/千克) 行業深

30、度 請務必仔細閱讀正文之后的各項信息披露與聲明 第10頁 共33頁 簡單金融 成就夢想 9.4 萬噸，2021 年-2025 年 CAGR 為 14%，其中國產供應量將會達到 4.6 萬噸，2021年-2025 年 CAGR 為 20%。 1.3 上行周期原絲、碳化盈利提升，下行周期復材盈利反彈 原材料價格上漲周期將給原絲、碳化環節企業帶來超額收益。2021 年丙烯腈價格進入上行周期，面對成本上漲原絲、碳化環節企業提高售價，同時產品供不應求，單噸盈利增大，企業利潤增加，因而獲得超額收益。原絲環節代表企業吉林碳谷 2021 年實現凈利潤 3.1 億元， 比上年同期增長了 126%， 因為公司主要

31、產品獲得市場廣泛認可，產銷兩旺，同時公司主要產品售價上漲，綜合產能提升，綜合毛利率穩步上升。2021年末至今吉林碳谷股價超過碳纖維行業指數，吉林碳谷公司盈利能力強，獲得行業超額利潤。 圖 11：2015-2021 全球碳纖維需求量 圖 12：2015-2021 中國碳纖維需求 資料來源：百川盈孚、申萬宏源研究 資料來源：百川盈孚、申萬宏源研究 圖 13：丙烯腈價格上漲周期時吉林碳谷毛利率上升 圖 14：碳纖維行業公司漲跌幅（%） 0%2%4%6%8%10%12%14%024681012142015201620172018201920202021全球碳纖維需求量(萬噸)同比增速(%)0%5%10

32、%15%20%25%30%35%012345672015201620172018201920202021中國碳纖維需求(萬噸)同比增速(%)0%5%10%15%20%25%30%35%40%45%50%02,0004,0006,0008,00010,00012,00014,00016,00018,0002020年01月2021年01月2022年01月吉林碳谷毛利率(%、右軸)丙烯腈價格(元/噸)-50%0%50%100%150%200%250%2021年09月2021年10月2021年11月2021年12月2022年01月2022年02月2022年03月2022年04月2022年05月吉林碳谷

33、恒神股份中簡科技碳纖維行業指數 行業深度 請務必仔細閱讀正文之后的各項信息披露與聲明 第11頁 共33頁 簡單金融 成就夢想 上游漲價階段，復材環節毛利率受到顯著影響，但不同細分領域體現出差異性。由于上游原絲、碳纖維環節在 21 年都經歷了顯著的漲價，下游復合材料環節在財報上體現的就是 21 年的利潤率水平下降。以金博股份和光威復材的碳梁業務毛利為例，金博股份的毛利從 20 年的 60-65%中樞下降至 22Q1 的 53%， 光威的碳梁業務從 22%下降至 21H1的 11%。二者下降的幅度不同，因為其碳纖維的成本占比、下游傳導能力也有不同的差異。 未來 2-3 年碳纖維供給釋放，成本壓力緩

34、解為大概率事件，復材端盈利能力的反彈值得關注。因此，我們認為在當前的時點下，碳纖維價格達到了近幾年的高點，復材環節均受到成本端的壓力，尤其是技術壁壘較低、下游客戶強勢的碳梁業務。但是隨著未來 2-3年碳纖維產能逐步釋放，原油、丙烯腈價格回落，受到原材料漲價影響顯著的復材環節有望體現出較大的利潤彈性。 1.4 技術分支多，技術的應用決定終端領域需求 碳纖維技術環節多，不同的技術催生不同的應用場景。碳纖維的發展歷史長，應用領域多，不同的應用場景對碳纖維的形狀、性能、成本都有不同的要求，因此，碳纖維從纖維形態到終端應用還分為預成型物、中間成型物、成型方法三個緩解。不同的技術路徑對應不同的終端應用領域

35、。 圖 17：碳纖維技術路徑 資料來源：吉林碳谷公司年報、Wind、申萬宏源研究 資料來源：同花順 iFind、申萬宏源研究 圖 15：2020Q1-2022Q1 金博股份毛利率（%） 圖 16： 2019H1-2021H2 光威復材碳梁業務毛利率（%） 資料來源：金博股份年報、申萬宏源研究 資料來源：Wind、申萬宏源研究 60%63%64%63%62%59%55%56%53%0%10%20%30%40%50%60%70%22%21%21%22%11%17%0%5%10%15%20%25%2019H1 2019H2 2020H1 2020H2 2021H1 2021H2 行業深度 請務必仔細

36、閱讀正文之后的各項信息披露與聲明 第12頁 共33頁 簡單金融 成就夢想 資料來源：中國復合材料協會、申萬宏源研究 例如，拉擠片材主梁鋪放技術具有效率高、質量波動小、成本低等特點。拉擠工藝由維斯塔斯首先開發應用于風電大梁，該公司開發成功后，開始大規模推廣。利用制作好的碳纖維拉擠板材，在特定的工裝輔助下，進行鋪疊，簡化了工藝，縮短了時間，降低了成本。因此可以認為拉擠成型工藝促進了碳纖維在風電領域的應用，打開了碳纖維的應用市場。 圖 18：拉擠成型工藝流程 資料來源：中國復合材料學會、申萬宏源研究 拉擠工藝讓碳纖維在風電領域的應用前景廣闊，2020 年起成為了最主要的應用技術。高效、低成本、高質量

37、的碳纖維梁片拉擠工藝，使得碳纖維使用成本大幅降低。從 2015年拉擠成型技術被發明后，全球風電葉片碳纖維需求量從 2015 年的 18000 噸到 2021 年的 33000 噸，CAGR 為 10.6%，中國風電葉片的需求量從 2014 年的幾乎為 0 到 2021 年的 22500 噸，實現高速增長。20 年首次超過預浸鋪放成為第一大主流工藝，2021 年，纏繞拉擠工藝需求達到 65.5 千噸，占總需求 36.1%，保持第一大工藝的地位。 -25%-20%-15%-10%-5%0%5%10%15%20%-15%-10%-5%0%5%10%15%20%25%2020年09月2020年10月2

38、020年11月2020年12月2021年01月2021年02月2021年03月2021年04月2021年05月2021年06月2021年07月2021年08月2021年09月2021年10月2021年11月2021年12月光威復材和碳纖維行業指數漲跌差（%、右軸）碳纖維行業指數單日漲跌幅(%)光威復材單日漲跌幅(%)圖 19：2017-2021 碳纖維處理工藝占比（%） 圖 20：風電領域需求量快速增長 行業深度 請務必仔細閱讀正文之后的各項信息披露與聲明 第13頁 共33頁 簡單金融 成就夢想 例如：碳纖維預制體制備中新研發的三堆編織技術，從根本上克服了傳統層合復合材料層間強度低、易分層等致

39、命弱點。三維編織技術是在傳統二維編織技術上發展起來的一種高新紡織技術。三維編織技術最大的優勢就在于非常適合制作各種復雜形狀的高性能纖維結構件、連接件。近年來三堆編織技術得到廣泛關注，成為航空、航天、能源等領域的重要結構材料。 近幾年預制體工藝成為碳碳熱場主要工藝，推動光伏爐熱場碳碳復材的迅猛發展。預制體是碳碳復合材料的骨架，其成型工藝是碳碳復合材料最重要的基礎技術之一，決定著碳碳復合材料的性能。三維編織技術的發展可以實現碳纖維復合材料的大尺寸、高精度編織，而且克服了針刺預制體的缺陷，在改進層間強度、損傷容限和熱應力失配等方面發揮作用。隨著碳碳復材在光伏熱場中的需求增加，編織等預制體工藝將迅速發

40、展。 表 2：光伏熱場部件中碳碳復合材料滲透率大幅提升 2010 年 2016 年 2019 年 產品 碳基復合材料 等靜壓石墨 碳基復合材料 等靜壓石墨 碳基復合材料 等靜壓石墨 坩堝 90% 50% 85% 15% 導流筒 90% 70% 55% 45% 保溫筒 90% 70% 45% 55% 加熱器 99% 97% 95% 其他 95% 80% 35% 65% 資料來源：金博股份招股說明書、申萬宏源研究 碳纖維技術百花齊放和迭代創新為下游應用提供更多可能，應持續密切關注新技術帶來新需求的增量。 目前全球碳纖維技術向著高性能、 低成本的方向發展， 如三堆編織技術、精細控制碳化過程等研發出更

41、高強高模的碳纖維，如拉擠工藝、等離子氧化技術等高效低成本的生產技術。新技術帶來新應用將驅動行業維持快速增長態勢。更低成本的碳纖維生產技術使得汽車電池箱、底盤和剎車片市場上碳纖維及復合材料的需求快速增長。氫能擴 資料來源：賽奧碳纖維、申萬宏源研究 資料來源：賽奧碳纖維、申萬宏源研究 36%36.1%29%28.8%0%10%20%30%40%50%20172018201920202021纏繞拉擠預浸鋪放混配模成型RTM預制體真空灌注其他05,00010,00015,00020,00025,00030,00035,0002014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021

42、全球風電葉片碳纖維需求量(噸)中國風電葉片碳纖維需求量(噸) 行業深度 請務必仔細閱讀正文之后的各項信息披露與聲明 第14頁 共33頁 簡單金融 成就夢想 產的節奏加快，儲氫瓶市場需求增加，如果新技術能提高單位時間內碳纖維產能，氫能市場將迎來碳纖維需求的爆發式增長。 表 3：全球碳纖維先進技術 技術 時間 發明人 內容 高性能碳纖維制備 PAN 基碳纖維凝膠紡絲技術 2015 年 美國佐治亞理工學院 碳纖維拉伸強度提升至 5.5-5.8GPa， 拉伸彈性模量達354-375GPa 精細控制碳化過程 2014 年 東麗 T1100G 的拉伸強度 6.6GPa，彈性模量 324GPa 電磁波加熱技

43、術 2014 年 NEDO 彈性模量可以達到 240Gpa 以上，斷裂伸長率也在1.5%以上 表面處理技術 2016 年 帝人東邦 大幅簡化了整個生產工藝，使能量消耗降低了 50%，纖維與樹脂基體的粘結性也有所提高 高溫石墨化環境中碳纖維拉伸強度保留率研究 2018 年 寧波材料所 拉伸強度 5.24GPa、拉伸模量 593GPa 的高強高模碳纖維 微波石墨化 2017 年 永虹先進材料 進行中高階碳纖維量產，成功突破高階碳纖維發展的三大瓶頸 低成本碳纖維制備 PAN 基碳纖維原絲熔融紡絲新工藝 2018 年 德國 Fraunhofer IAP 研究所 將原絲的生產成本降低 60% 等離子氧化

44、技術 2020 年 4M 碳纖維公司 速度快 3 倍，而使用能量卻不到傳統技術的三分之一 纖維素納米纖維 2016 年 日本京都大學與幾個主要零部件供應商共同 新材料的重量僅為鋼材重量的五分之一，但其強度卻是鋼材的五倍 聚烯烴和木質素原料的碳纖維前軀體 - 美國的橡樹嶺國家實驗室 相繼開發了聚烯烴和木質素原料的碳纖維前軀體，以及建立了先進的等離子體預氧化和微波碳化技術 去掉耐火處理，開發出了新型聚合物 - 東京大學 碳化時間縮短 東華大學低成本制備技術 - 東華大學 采用 PAN 芳環化+熔體或干噴濕紡+快速氧化降低碳纖維生產制備成本 資料來源：碳纖維生產技術、申萬宏源研究 2.民用碳纖維供給

45、緊平衡，大小絲束具備不同特性 2.1 供需測算：民用碳纖維供給缺口 3 萬噸，22 年維持緊平衡 需求測算： 我國 25 年目標需求 14 萬噸， CAGR23%。 碳纖維終端應用發展如火如荼，但在各個終端應用領域的增速往往體現出較大的差異性，比如傳統的休閑體育和風電增速不可相提并論，因此我們對各個細分賽道分別測算增速，預計我國民用碳纖維需求將在 25年達到 14 萬噸需求，CAGR23%。 行業深度 請務必仔細閱讀正文之后的各項信息披露與聲明 第15頁 共33頁 簡單金融 成就夢想 核心假設： 風電： 參考賽奧碳纖維判斷 21-25 年風電全球增速 25%， 考慮到國內滲透率較低,海風滲透從

46、 0-1，假設國內增速在 35%； 壓力容器： 參考 22 年 3 月發改委 氫能產業發展中長期規劃 （201-2035 年） ，選取 25 年遠期 10000 噸需求計算復合增速； 其余細分需求較為傳統或者增速穩定，主要參考賽奧碳纖維對世界未來 5 年增速判斷。 表 4：2016-2025 中國碳纖維需求（噸） 中國碳纖維需求（噸） 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022E 2023E 2024E 2025E 風電 3,000 3,060 7,000 13,800 20,000 22,500 30,375 41,006 55,358 74,734 yoy 2%

47、129% 97% 45% 13% 35% 35% 35% 35% 休閑體育 9,700 12,000 13,500 14,000 14,600 17,500 18,375 19,294 20,258 21,271 yoy 24% 13% 4% 4% 20% 5% 5% 5% 5% 碳碳復材 900 900 1,100 1,200 3,000 7,000 9,100 11,830 15,379 19,993 yoy 0% 22% 9% 150% 133% 30% 30% 30% 30% 壓力容器 1,000 1,000 1,200 1,500 2,000 3,000 4,054 5,477 7,

48、401 10,000 yoy 0% 20% 25% 33% 50% 35% 35% 35% 35% 混配模成型 1,200 1,300 1,600 1,500 1,700 3,000 3,300 3,630 3,993 4,392 yoy 8% 23% -6% 13% 76% 10% 10% 10% 10% 建筑 1,500 1,800 2,000 2,000 2,200 2,500 2,750 3,025 3,328 3,660 yoy 20% 11% 0% 10% 14% 10% 10% 10% 10% 航空航天 400 900 1,000 1,100 1,700 2,000 2,200

49、2,420 2,662 2,928 yoy 125% 11% 10% 55% 18% 10% 10% 10% 10% 汽車 300 600 800 700 1,200 1,600 1,712 1,832 1,960 2,097 yoy 100% 33% -13% 71% 33% 7% 7% 7% 7% 電子電氣 350 600 800 800 1,200 1,400 1,540 1,694 1,863 2,050 yoy 71% 33% 0% 50% 17% 10% 10% 10% 10% 電纜芯 300 400 600 500 400 400 440 484 532 586 yoy 33%

50、50% -17% -20% 0% 10% 10% 10% 10% 船舶 - 100 300 100 120 300 330 363 399 439 yoy - 200% -67% 20% 150% 10% 10% 10% 10% 其他 913 827 1,100 640 731 1,179 1,297 1,427 1,569 1,726 yoy -9% 33% -42% 14% 61% 10% 10% 10% 10% 總計 19,563 23,487 31,000 37,840 48,851 62,379 75,473 92,482 114,704 143,877 yoy 20% 32% 22