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类型中复神鹰-民用碳纤维龙头成本、技术、管理铸就高护城河-220512(40页).pdf

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    1、 请仔细阅读本报告末页声明请仔细阅读本报告末页声明 证券研究报告 | 首次覆盖报告 2022 年 05 月 12 日 中复神鹰中复神鹰(688295.SH) 民用碳纤维龙头,成本、技术、管理铸就高护城河民用碳纤维龙头,成本、技术、管理铸就高护城河 风光氢带动下国内碳纤维需求端持续旺盛,民品赛道竞争关键在成本。风光氢带动下国内碳纤维需求端持续旺盛,民品赛道竞争关键在成本。碳纤维具备轻质、高强、高模、耐腐蚀、耐高温、耐磨等优良属性,在风电叶片、光伏碳碳热场以及氢气瓶内胆缠绕等终端应用场景中性能表现出色,前景光明。2021 年国内风电叶片需求量 2.3 万吨,占总量的 36%,但其中大部分为原材料和

    2、产成品两头在外的业务模式,国产碳纤维渗透率及碳纤维在国内风电叶片中的用量占比极低,国产替代空间大;光伏热场和压力容器碳纤维用量分别为 7000 和 3000 吨,对应增速 133%和 50%,成长迅速。考虑三大清洁能源持续高景气,叠加国产替代进程的有序推进,以风光氢为主要驱动的国内民用碳纤维市场规模未来 5 年复合增速预计超 25%。民品碳纤维终端用户首重纤维产品的性价比,在性能达标的情况下追求成本最小化,因此,通过系列降本增效措施提高市场竞争实力是民品赛道的关键所在。 规模规模+成本优势持续加深护城河。成本优势持续加深护城河。中复神鹰产品生产成本明显低于业内生产同类型产品的竞品,成本优势主要

    3、来自于:1)产线选址选在电力、蒸汽及天然气等能源动力成本低廉的西北地区;2)拥有设备自主设计和制造能力,设备国产化率水平较高;3)先进原丝制备工艺强势赋能,生产规模优势显著,规模效应进一步推动成本下行;4)工艺效率提升,减少生产过程中不必要的原材损耗。四重因素共同筑就公司成本护城河。 目前公司在西宁建设的一期 1 万吨产能项目已全部完工,二期 1.4 万吨项目预计于 2022 年底建成并陆续投产,增量产能的快速释放打破了公司原本存在的产能瓶颈,为公司持续开拓业务提供了有力保障。 产产品结构优化升级,高端应用开拓卓有成效。品结构优化升级,高端应用开拓卓有成效。伴随公司产品品质的长期提升以及业务拓

    4、展的持续进行,公司下游应用结构不断调整升级,从体育、交通建设逐步扩展至风电叶片、压力容器、光伏热场和航空航天,尤其是光伏和航空两大应用占比提升迅速。产品结构优化一方面推动公司盈利能力稳步提升,另一方面,考虑光伏和航空航天等细分市场壁垒较高,格局相对集中,公司收入质量和利润水平也有望随之提高。 央企控股, 创始人团队管理, 资本雄厚且机制灵活央企控股, 创始人团队管理, 资本雄厚且机制灵活。 2007 年中建材入股中复神鹰,以控股股东的身份给予公司开展研发活动和扩建产线所必要的资金支持,技术、研发等企业管理具体事宜交由公司董事长兼总工程师张国良负责。混合所有制模式下企业既具备灵活的管理体系,又具

    5、备雄厚的资金实力,解决了碳纤维这种资金密集型企业的后顾之忧,为公司长远发展做好铺垫。 投资建议:投资建议:公司作为民用碳纤维领域的头部企业,未来两三年产能投放节奏快,又有下游订单需求支撑,短期高成长确定性强。预计公司 2022-2024 年营收分别为 20 亿、29.3 亿、40.8 亿,归母净利润分别为 5.4 亿、7.4 亿、11 亿,三年业绩增速为 57.9%,对应 PE 分别为 57X、41X、28X,估值有望快速消化,首次覆盖给予“买入”评级。 风险提示风险提示:产能投放不及预期;原材料价格大幅波动;下游需求不及预期。 财务财务指标指标 2020A 2021A 2022E 2023E

    6、 2024E 营业收入(百万元) 532 1,173 2,003 2,930 4,080 增长率 yoy(%) 28.2 120.4 70.7 46.3 39.2 归母净利润(百万元) 85 279 540 741 1,098 增长率 yoy(%) 225.9 227.0 93.7 37.4 48.1 EPS 最新摊薄(元/股) 0.09 0.31 0.60 0.82 1.22 净资产收益率(%) 8.9 22.6 30.4 29.5 30.4 P/E(倍) 358.2 109.5 56.6 41.2 27.8 P/B(倍) 31.9 24.7 17.2 12.1 8.4 资料来源:Wind,

    7、国盛证券研究所 注:股价为 2022 年 5 月 10 日收盘价 买入买入(首次首次) 股票信息股票信息 行业 化学纤维 5 月 10 日收盘价(元) 33.92 总市值(百万元) 30,528.00 总股本(百万股) 900.00 其中自由流通股(%) 7.65 30 日日均成交量(百万股) 7.39 股价走势股价走势 作者作者 分析师分析师 沈猛沈猛 执业证书编号:S0680522050001 邮箱: 分析师分析师 王席鑫王席鑫 执业证书编号:S0680518020002 邮箱: 研究助理研究助理 杨义韬杨义韬 执业证书编号:S0680120080031 邮箱: 相关研究相关研究 -27%

    8、-23%-18%-14%-9%-5%0%2022-04中复神鹰沪深300 2022 年 05 月 12 日 P.2 请仔细阅读本报告末页声明请仔细阅读本报告末页声明 财务报表和主要财务比率财务报表和主要财务比率 资产负债表(资产负债表(百万元) 利润表利润表(百万元) 会计会计年度年度 2020A 2021A 2022E 2023E 2024E 会计年度会计年度 2020A 2021A 2022E 2023E 2024E 流动资产流动资产 330 693 1721 1353 1028 营业收入营业收入 532 1173 2003 2930 4080 现金 148 320 1354 803 46

    9、9 营业成本 303 685 1103 1658 2238 应收票据及应收账款 0 2 2 3 4 营业税金及附加 9 10 17 26 37 其他应收款 1 5 6 10 13 营业费用 3 4 7 10 14 预付账款 6 22 26 44 53 管理费用 65 118 218 316 437 存货 31 154 144 303 300 研发费用 17 59 101 147 205 其他流动资产 144 190 190 190 190 财务费用 14 27 -15 -13 -13 非流动资产非流动资产 1822 3032 2957 4546 6380 资产减值损失 -53 0 0 0 0

    10、长期投资 0 0 0 0 0 其他收益 16 25 0 0 0 固定资产 554 2130 2112 3312 4639 公允价值变动收益 0 0 0 0 0 无形资产 130 190 219 255 280 投资净收益 0 0 0 0 0 其他非流动资产 1138 712 626 979 1461 资产处置收益 0 0 0 0 0 资产资产总计总计 2152 3724 4678 5899 7408 营业利润营业利润 84 296 571 784 1162 流动负债流动负债 538 1239 1765 2226 2640 营业外收入 2 1 1 1 1 短期借款 56 576 576 576

    11、576 营业外支出 1 2 1 1 1 应付票据及应付账款 314 539 835 1230 1557 利润总额利润总额 85 295 571 785 1162 其他流动负债 168 124 354 420 507 所得税 0 16 31 43 64 非流动非流动负债负债 658 1250 1038 1057 1053 净利润净利润 85 279 540 741 1098 长期借款 469 1059 847 866 862 少数股东损益 0 0 0 0 0 其他非流动负债 188 191 191 191 191 归属母公司净利润归属母公司净利润 85 279 540 741 1098 负债合计

    12、负债合计 1195 2489 2803 3283 3693 EBITDA 165 480 760 1012 1498 少数股东权益 0 0 0 0 0 EPS(元/股) 0.09 0.31 0.60 0.82 1.22 股本 800 800 900 900 900 资本公积 51 51 51 51 51 主要主要财务比率财务比率 留存收益 106 385 924 1666 2764 会计会计年度年度 2020A 2021A 2022E 2023E 2024E 归属母公司股东权益 957 1235 1875 2617 3715 成长能力成长能力 负债负债和股东权益和股东权益 2152 3724

    13、4678 5899 7408 营业收入(%) 28.2 120.4 70.7 46.3 39.2 营业利润(%) 239.5 251.4 92.7 37.4 48.2 归属母公司净利润(%) 225.9 227.0 93.7 37.4 48.1 获利获利能力能力 毛利率(%) 43.0 41.6 44.9 43.4 45.1 现金现金流量流量表表(百万元) 净利率(%) 16.0 23.8 26.9 25.3 26.9 会计年度会计年度 2020A 2021A 2022E 2023E 2024E ROE(%) 8.9 22.6 30.4 29.5 30.4 经营活动现金流经营活动现金流 233

    14、 301 993 1145 1716 ROIC(%) 6.6 12.0 16.1 17.4 20.4 净利润 85 279 540 741 1098 偿债偿债能力能力 折旧摊销 50 90 147 196 292 资产负债率(%) 55.5 66.8 59.9 55.6 49.9 财务费用 14 27 -15 -13 -13 净负债比率(%) 65.8 122.0 26.6 43.7 41.4 投资损失 0 0 0 0 0 流动比率 0.6 0.6 1.0 0.6 0.4 营运资金变动 33 -96 321 220 339 速动比率 0.3 0.3 0.8 0.4 0.2 其他经营现金流 51

    15、 2 0 0 0 营运能力营运能力 投资活动投资活动现金流现金流 -916 -1170 -73 -1786 -2126 总资产周转率 0.3 0.4 0.5 0.6 0.6 资本支出 917 1164 -74 1589 1834 应收账款周转率 112.8 1192.1 1192.1 1192.1 1192.1 长期投资 0 0 0 0 0 应付账款周转率 1.4 1.6 1.6 1.6 1.6 其他投资现金流 0 -6 -147 -196 -292 每股指标(元)每股指标(元) 筹资筹资活动现金流活动现金流 581 1011 114 90 75 每股收益(最新摊薄) 0.09 0.31 0.

    16、60 0.82 1.22 短期借款 -16 520 0 0 0 每股经营现金流(最新摊薄) 0.26 0.33 1.10 1.27 1.91 长期借款 373 590 -212 19 -4 每股净资产(最新摊薄) 1.06 1.37 1.97 2.80 4.02 普通股增加 -215 0 100 0 0 估值估值比率比率 资本公积增加 -193 0 0 0 0 P/E 358.2 109.5 56.6 41.2 27.8 其他筹资现金流 632 -99 226 71 79 P/B 31.9 24.7 17.2 12.1 8.4 现金净增加额现金净增加额 -103 142 1034 -551 -

    17、334 EV/EBITDA 188.8 66.7 40.8 31.3 21.4 资料来源:Wind,国盛证券研究所 注:股价为 2022 年 5 月 10 日收盘价 MBcZkWhYlYkWiUpYnV6M8Q8OsQmMnPsQeRrRsPiNqRpM6MpPxOxNnPpRwMmQnR 2022 年 05 月 12 日 P.3 请仔细阅读本报告末页声明请仔细阅读本报告末页声明 内容目录内容目录 1 公司概况:民品碳纤维领军企业 . 6 2 行业分析:碳纤维高成长可期,国产化势在必行 . 8 2.1 行业概况:产品特性、上下游及成本结构 . 8 2.2 需求端:风电、光伏、氢能集中发力,碳纤

    18、维市场或快速扩容 . 10 2.2.1 风电叶片:碳纤维叶片乘“风”而起,放量拐点在于成本 . 11 2.2.2 光伏热场:逐步完成对石墨材料的替代,未来发展动力充足 . 15 2.2.3 高压气瓶:氢能源产业大有可为,纤维缠绕材料需求长期向好 . 19 2.2.4 航空航天:国产飞机呼之欲出,进口替代势在必行 . 22 2.3 供给端:短期供需缺口压力较大,价格下降尚需时日 . 24 2.4 竞争格局:民品市场,成本为王 . 27 3 公司分析:成本、规模、资金实力兼备,民品龙头呼之欲出 . 28 3.1 成本优势持续凸显,民品赛道竞争实力强劲 . 28 3.2 抢抓行业发展黄金期,产能建设

    19、提速 . 32 3.3 产品结构调整升级,定位中高端 . 33 3.4 公司治理机制灵活,国企强势赋能企业发展 . 37 4 盈利预测与估值 . 38 4.1 盈利预测 . 38 4.2 估值及投资建议 . 38 5 风险提示 . 39 图表目录图表目录 图表 1:中复神鹰发展历程及发展规划 . 6 图表 2:中复神鹰股权结构图 . 6 图表 3:公司历年收入结构 . 7 图表 4:公司历年毛利结构 . 7 图表 5:公司历年营业收入及增速 . 7 图表 6:公司历年归母净利润及增速 . 7 图表 7:公司历年毛利率及净利率情况 . 8 图表 8:公司历年期间费用率情况 . 8 图表 9:碳纤

    20、维主要应用领域 . 8 图表 10:碳纤维产业链 . 9 图表 11:碳纤维主要分类 . 9 图表 12:碳纤维制备成本构成 . 10 图表 13:中国碳纤维需求量及增速 . 11 图表 14:中国碳纤维需求量占全球碳纤维需求量的比重 . 11 图表 15:风电叶片结构 . 11 图表 16:风电碳梁 . 11 图表 17:风电叶片中用碳纤维和用玻璃纤维的性能/费用对比 . 12 图表 18:中国风电叶片用碳纤维市场规模 . 12 图表 19:碳纤维拉挤成型工艺 . 13 图表 20:碳纤维用于风电叶片的三种工艺 . 13 图表 21:vestas 使用到碳纤维叶片的机型统计. 14 2022

    21、 年 05 月 12 日 P.4 请仔细阅读本报告末页声明请仔细阅读本报告末页声明 图表 22:陆上中低风速叶片碳纤维市场规模测算 . 15 图表 23:晶硅制造产业链 . 16 图表 24:单晶拉制炉热场系统 . 16 图表 25:多晶铸锭炉热场系统 . 17 图表 26:光伏行业晶硅生产热场材料中等静压石墨产品和碳/碳复合材料产品占比情况 . 17 图表 27:碳/碳复合材料与石墨材料物理特性对比 . 18 图表 28:碳/碳复合材料制备工艺流程 . 18 图表 29:光伏热场用碳纤维需求规模测算 . 19 图表 30:氢气燃烧释放的能量是汽油的 3.25 倍,是天然气的 3.4 倍 .

    22、19 图表 31:氢能产业链图谱 . 19 图表 32:不同类型储氢瓶对比 . 20 图表 33:复合材料储氢气瓶结构图 . 21 图表 34:各类氢气瓶中碳纤维复合材料成本占比 . 21 图表 35:各类型汽车燃动装置 . 21 图表 36:我国燃料电池汽车储氢瓶用碳纤维市场规模测算 . 22 图表 37:赫氏材料在民用客机初级结构上的应用 . 23 图表 38:赫氏材料在民用客机次级结构上的应用 . 23 图表 39:国产大飞机 C919 首飞成功 . 23 图表 40:CR929 远程宽体客机展示样机首次亮相莫斯科航展 . 23 图表 41:国产大飞机用碳纤维市场规模测算 . 24 图表

    23、 42:国内碳纤维供应格局 . 24 图表 43:碳纤维国产化率 . 24 图表 44:国内碳纤维企业产能及扩产规划统计 . 24 图表 45:2020-2021 年海外对华出口量明细 . 26 图表 46:碳纤维进口量同比增速(累计) . 26 图表 47:国内碳纤维销售价格(美元/公斤) . 27 图表 48:国产碳纤维价格 . 27 图表 49:军品用量有限 . 27 图表 50:原丝和碳纤维产能扩大 10 倍后单位成本分别下降 44%和 56% . 28 图表 51:中复神鹰产品单位成本(元/公斤) . 29 图表 52:中复神鹰能源动力成本占比 . 29 图表 53:中复神鹰能源动力

    24、中电力和蒸汽占比 . 29 图表 54:同一条产线从东部地区搬迁至西部地区的能源动力费用测算 . 30 图表 55:中复神鹰固定资产折旧占比 . 30 图表 56:精功科技碳化生产线投资额 . 31 图表 57:干喷湿纺 VS 湿纺工艺参数对比 . 31 图表 58:中复神鹰单位固定费用 . 31 图表 59:中复神鹰产能利用率 . 31 图表 60:中复神鹰直接材料及丙烯腈占比 . 32 图表 61:中复神鹰丙烯腈投入产出比 . 32 图表 62:中复神鹰产能梳理 . 33 图表 63:中复神鹰产品下游各应用领域占比 . 33 图表 64:中复神鹰产品下游各应用领域收入增速 . 33 图表

    25、65:中复神鹰下游各应用领域产品价格 . 34 图表 66:各下游应用对应的毛利率区间 . 34 图表 67:中复神鹰军品销售收入及增速 . 34 图表 68:中复神鹰军品销售毛利率 . 34 2022 年 05 月 12 日 P.5 请仔细阅读本报告末页声明请仔细阅读本报告末页声明 图表 69:中复神鹰军民用航空航天收入分布 . 35 图表 70:中复神鹰民用航空销售收入及增速 . 35 图表 71:中复神鹰对江苏天鸟历年销售规模及占比 . 35 图表 72:中复神鹰碳碳复材销售收入及增速 . 36 图表 73:中复神鹰碳碳复材销售数量及增速 . 36 图表 74:中复神鹰风电叶片销售收入及

    26、增速 . 36 图表 75:中复神鹰风电叶片销售数量及单价 . 36 图表 76:中复神鹰压力容器销售收入及增速 . 37 图表 77:中复神鹰压力容器销售数量及增速 . 37 图表 78:中复神鹰公司治理结构图 . 38 图表 79:公司主要业务收入及毛利预测 . 38 图表 80:碳纤维上市公司估值表 . 39 2022 年 05 月 12 日 P.6 请仔细阅读本报告末页声明请仔细阅读本报告末页声明 1 公司概况:民品碳纤维领军企业公司概况:民品碳纤维领军企业 中复神鹰碳纤维股份有限公司(简称“中复神鹰” )中复神鹰碳纤维股份有限公司(简称“中复神鹰” )成立于 2006 年,是一家专业

    27、从事碳纤维研发、生产和销售的国家高新技术企业。经过十余年的发展,中复神鹰已成长为国内碳纤维行业的领导企业,在国内率先建成了千吨级干喷湿纺碳纤维产业化生产线,产品广泛应用于航空航天、碳芯电缆、体育休闲、压力容器、风电叶片等领域。 图表 1:中复神鹰发展历程及发展规划 资料来源:公司官网,国盛证券研究所 股权结构:股权结构:中复神鹰的公司治理结构为混合所有制。实际控制人为中国建材集团,中建材通过中联投、 中国复材合计控制中复神鹰 57.27%的股权; 董事长张国良通过其创始的鹰游集团持有公司 26.67%的股权。张国良长期担任中复神鹰董事长一职,为技术带头人和实际管理者,中建材集团控股后给予资源支

    28、持,公司治理结构和机制灵活。 图表 2:中复神鹰股权结构图 资料来源:中复神鹰招股书、wind,国盛证券研究所 2022 年 05 月 12 日 P.7 请仔细阅读本报告末页声明请仔细阅读本报告末页声明 公司主营业务公司主营业务结构:结构:公司主营业务收入及利润均来自于碳纤维产品销售。2018-2021 年碳纤维销售收入分别为 3、4.1、5.3 和 3.8 亿元,占到营业收入的比重分别为 98.4%、99%、99.3%和 99.5%。毛利方面,2018-2021 年 H1 公司碳纤维销售贡献的毛利分别为 0.3、1.1、2.3 和 1.8 亿元,占比分别为 97.1%、99.1%、99.6%

    29、和 99.5%。 图表 3:公司历年收入结构 图表 4:公司历年毛利结构 资料来源:wind,国盛证券研究所 资料来源:wind,国盛证券研究所 公司业绩状况公司业绩状况:公司 2018-2020 分别实现营收 3.1、4.2 和 5.3 亿元,2019-2020 年同比增长 34.8%和 28.2%;对应归母净利润分别为-0.2、0.3 和 0.9 亿元。近年来国内下游客户对碳纤维的需求持续增长,碳纤维及下游复合材料制品的应用领域快速拓展,碳纤维产品供不应求,带动公司相关产品的销量和单价不断提高,收入呈逐年稳增的态势。在产品价格不断上涨的同时主要原材料丙烯腈的价格降幅较大,叠加成本规模效应逐

    30、步彰显,盈利提升迅速。2021 年公司实现营收 11.7 亿元,同比增长 120.4%,实现归母净利润 2.8 亿元,同比增速 227%,营收增幅低于净利润增速主要系 2020 年公司计提了5268.75 万元的资产减值损失,致使去年同期的净利润基数较低。2022 年 Q1 公司实现收入 4.6 亿元,同比 229%,归母净利润 1.2 亿元,同比 200.8%,量价较去年同期均有显著提升。 图表 5:公司历年营业收入及增速 图表 6:公司历年归母净利润及增速 资料来源:wind,国盛证券研究所 资料来源:wind,国盛证券研究所 公司盈利状况公司盈利状况:公司 2018-2021 年毛利率分

    31、别为 11.5%、25.6%、43%和 41.6%,同期期间费用率分别为 25.9%、 23.3%、 18.6%和 17.7%, 净利率分别为-8%、 6.3%、 16%和 23.8%。毛利率大致呈逐年递增的状态,原因一方面是由于碳纤维供不应求导致产品3.03 4.11 5.28 3.79 0.05 0.04 0.05 0.02 01234562018201920202021H1碳纤维收入(亿元)其他收入(亿元)0.34 1.05 2.28 1.81 0.01 0.01 0.01 0.02 00.511.522.52018201920202021H1碳纤维毛利(亿元)其他毛利(亿元)3.08

    32、4.15 5.32 11.73 4.60 0%50%100%150%200%250%0246810121420182019202020212022Q1总营收(亿元)同比增速(%)-0.24 0.26 0.85 2.79 1.18 180%190%200%210%220%230%-0.50.00.51.01.52.02.53.020182019202020212022Q1归母净利润(亿元)同比增速(%) 2022 年 05 月 12 日 P.8 请仔细阅读本报告末页声明请仔细阅读本报告末页声明 单价持续走高,另一方面单位生产成本随原材料采购价格降低及规模生产效应而不断下降,2021 年毛利率有所

    33、回落主要系西宁基地新产线投产初期各类成本耗费较多。费用方面,随着公司业务规模的快速扩张,期间费用占营业收入的比重持续下降。2022 年Q1 公司毛利率为 46%,同比减少 6.6pp,主要系新产线投产初期原料、能耗及折旧成本较高;期间费用率 15.4%,同比减少 9.1pp;净利率 25.6%,同比减少 2.4pp。 图表 7:公司历年毛利率及净利率情况 图表 8:公司历年期间费用率情况 资料来源:wind,国盛证券研究所 资料来源:wind,国盛证券研究所 2 行业分析:碳纤维高成长可期,国产化势在必行行业分析:碳纤维高成长可期,国产化势在必行 2.1 行业概况:产品特性、上下游及成本结构行

    34、业概况:产品特性、上下游及成本结构 碳纤维是由聚丙烯腈、沥青或粘胶等有机母体纤维在高温环境下裂解碳化形成的含碳量碳纤维是由聚丙烯腈、沥青或粘胶等有机母体纤维在高温环境下裂解碳化形成的含碳量在在 90%以上的碳主链结构无机高分子纤维,外观呈黑色。以上的碳主链结构无机高分子纤维,外观呈黑色。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是目前已大量生产的高性能纤维中具有最高比强度(强度比强度(强度/密度) 和最高比模量(模量密度) 和最高比模量(模量/密度)的纤维密度)的纤维,同时还具有耐腐蚀、 耐高温、耐疲劳等特性以及良好的可加工、可设计性,

    35、因而广泛应用于航空航天、国防、能源、体育用品、汽车工业、轨道交通、建筑补强等领域,是一种发展国防军工和国民经济亟需的战略性新兴材料。 图表 9:碳纤维主要应用领域 资料来源:中简科技招股书,国盛证券研究所 11.48%25.58%43.03%41.62%46.00%-7.95%6.30%16.01%23.75%25.64%-20%-10%0%10%20%30%40%50%20182019202020212022Q1毛利率(%)净利率(%)25.92%23.26%18.64%17.72%15.41%1.75%1.32%0.55%0.34%0.11%12.87%14.71%12.19%10.08%

    36、7.89%7.56%4.53%2.66%2.26%2.37%3.74%2.70%3.23%5.04%5.04%0%5%10%15%20%25%30%20182019202020212022Q1期间费用率(%)销售费用率(%)管理费用率(%)财务费用率(%)研发费用率(%) 2022 年 05 月 12 日 P.9 请仔细阅读本报告末页声明请仔细阅读本报告末页声明 完整的碳纤维产业链包含从原油到终端应用的完整制造过程。完整的碳纤维产业链包含从原油到终端应用的完整制造过程。首先从石油、煤炭、天然气等化石燃料中制得丙烯,并经氨氧化后得到丙烯腈,丙烯腈经聚合和纺丝工序得到聚丙烯腈原丝,原丝再经过预氧化

    37、、低温和高温碳化过程得到碳纤维,碳纤维可加工成碳纤维织物、碳纤维预浸料等制品,然后与树脂、陶瓷等材料结合形成碳纤维复合材料,最后由各种成型工艺得到终端工业产品。 图表 10:碳纤维产业链 资料来源:吉林碳谷公开发行说明书,国盛证券研究所 碳纤维可以按照原丝类型、制造方法、性能、丝束规格等不同维度分类。从原丝类型来碳纤维可以按照原丝类型、制造方法、性能、丝束规格等不同维度分类。从原丝类型来看,看, 目前聚丙烯腈 (PAN) 基碳纤维凭借相对简单的生产工艺和优异的结构及功能特性,已成为碳纤维发展和应用的主要品种, 产量占碳纤维总量比重超九成。 从力学性能来看,从力学性能来看,参照国家标准碳纤维可分

    38、为高强型(GQ) 、高强中模型(QZ) 、高模型(GM)和高强高模型(QM)四大类,模数和强度越高需要的工艺技术越复杂。从丝束规格来看,从丝束规格来看,碳纤维可分为小丝束和大丝束,其中小丝束纤维具体包括 24K 及以下的型号,性能优异、产量低、成本高,通常用于航天军工等高科技领域,又称为“宇航级材料” ;24K 以上的为大丝束纤维,性能及制造成本相对较低,主要应用于工业领域,又称为“工业级材料” 。 图表 11:碳纤维主要分类 序号序号 分类依据分类依据 主要类别主要类别 具体描述具体描述 1 原丝类型 聚丙烯腈(PAN)基碳纤维 成品品质优异,工艺较简单,力学性能优良 沥青基碳纤维 原料来源

    39、丰富,碳化收率高,但原料调制复杂,产品性能较低,产量有限 粘胶基碳纤维(纤维素基、人造丝基) 具有高耐温性,但碳化收率低,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,产量有限 2 形态 长丝 主要应用在工业结构件和宇航结构件中 短纤维 主要应用在建筑行业,如短碳纤维石墨低频电磁屏蔽混凝土、工业用碳纤维毡等 短切纤维 3 制造条件及方法 碳纤维 800-1600C 石墨纤维 2000-3000C 氧化纤维 预氧丝 200-300C 活性碳纤维 - 气相生长碳纤维 - 4 力学性能 高强型(GQ) 拉伸强度 3500-5000MPa,拉伸模量 220-260GPa 高强中模型(QZ

    40、) 拉伸强度 4500-7500MPa,拉伸模量 260-350GPa 高模型(GM) 拉伸强度 3000-3500MPa,拉伸模量 350-400GPa 2022 年 05 月 12 日 P.10 请仔细阅读本报告末页声明请仔细阅读本报告末页声明 高强高模型(QM) 拉伸强度 3500-7000MPa,拉伸模量 350-700GPa 5 丝束规格 小丝束(1K-24K) 主要包括 1K、3K、6K、12K、24K,小丝束性能优异但价格较高,产量规模较小,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,如飞机、导弹、火箭、卫星和渔具、高尔夫球杆、网球拍等 大丝束(24K)

    41、 主要指 24K 以上的规格型号,包括 48K、50K、60K、80K、120K 等,大丝束产品性能相对较低但制备成本亦较低,主要应用于工业领域,包括纺织、医药卫生、机电、土木建筑、交通运输和能源等 资料来源:光威复材、中简科技、中复神鹰、吉林碳谷招股书,国盛证券研究所 碳纤维营业成本构成中,制造费用占比最重。碳纤维营业成本构成中,制造费用占比最重。制造费用中电力和折旧费为主要支出项制造费用中电力和折旧费为主要支出项,这是由于碳纤维生产 (尤其是碳化阶段) 涉及大量高温加热环节, 需耗用较多燃料动力,主要用电,另外还有天然气、蒸汽等,能源动力占比在 30%左右;同时碳纤维生产具有占地面积大、设

    42、备价值高等特点,因而折旧摊销费用较高,占比在 10-20%。其次为直接材料(占比 30%) ,其中丙烯腈的消耗支出占到直接材料的 70%以上,丙烯腈系大宗化工原料,价格随石油化工行业波动。 图表 12:碳纤维制备成本构成 资料来源:Rocky Mountain Institute,国盛证券研究所 2.2 需求端:风电、光伏、氢能集中发力,碳纤维市场或快速扩容需求端:风电、光伏、氢能集中发力,碳纤维市场或快速扩容 2021 年我国碳纤维消费总量达 6.2 万吨,同比增速 27.7%(如果供给能够充分保障,21年理论增速可以突破 30%) ,在全球需求总量中占比过半,是绝对的碳纤维第一消费大国。根

    43、据赛奥碳纤维预测,到 2023/2025 年我国碳纤维需求量将达到 9.9/15.9 万吨,对应 3/5 年 CAGR 分别为 26.4%/26.7%,我国碳纤维行业有望继续维系高增长的发展势头。其中,传统的体育休闲、建筑补强领域预计将保持平稳增长的趋势,增速在 5-10%左右,短期来看主要需求驱动包括短期来看主要需求驱动包括风电叶片、光伏热场和风电叶片、光伏热场和氢气瓶三大新能源应用,中长氢气瓶三大新能源应用,中长期来看航空航天板块也会逐步起量期来看航空航天板块也会逐步起量。 原材料 30%燃料 30%人工 20%折旧 10%其他 10% 2022 年 05 月 12 日 P.11 请仔细阅

    44、读本报告末页声明请仔细阅读本报告末页声明 图表 13:中国碳纤维需求量及增速 图表 14:中国碳纤维需求量占全球碳纤维需求量的比重 资料来源:赛奥碳纤维,国盛证券研究所 资料来源:赛奥碳纤维,国盛证券研究所 2.2.1 风电叶片:碳纤维叶片风电叶片:碳纤维叶片乘“风”而起乘“风”而起,放量放量拐点在于成本拐点在于成本 风机风机及及叶片大型化趋势推动碳纤维在叶片上的应用。叶片大型化趋势推动碳纤维在叶片上的应用。当前我国一类风区(如新疆、西北等平均风速超 10m/s 的富风地区)风机资源逐渐过剩,未来风电产业发展的重要方向主要为海上和陆上中低风速区。为了提高风力发电效率,风机和叶片呈现大型化趋势,

    45、叶片做长之后能增加扫风面积、捕捉更多风能。以往风电叶片普遍采用玻璃纤维作为增强材料,但随着叶片的大型化,纯玻璃纤维叶片在重量和强度方面开始显露不足,而轻质高强的碳纤维复合材料开始越来越多地被运用进叶片主梁结构中。 图表 15:风电叶片结构 图表 16:风电碳梁 资料来源:中国纤维复材网,国盛证券研究所 资料来源:光威复材官网,国盛证券研究所 碳纤维与玻璃纤维叶片的成本对比:碳纤维与玻璃纤维叶片的成本对比:碳纤维的价格是玻纤价格的碳纤维的价格是玻纤价格的 10 倍以上,单从叶片倍以上,单从叶片的制造成本来看两者的制造成本来看两者无法无法打平,但叶片打平,但叶片实现轻量化以后,首先整机制造成本有所

    46、节约,实现轻量化以后,首先整机制造成本有所节约,其次前期的设计以及后期的吊装、维护成本下降其次前期的设计以及后期的吊装、维护成本下降,加上叶片使用寿命及加上叶片使用寿命及发电发电效率效率提升,提升,把以上所有因素考虑进去, 使用把以上所有因素考虑进去, 使用碳纤维碳纤维叶片对应的叶片对应的全生命周期度电成本 (全生命周期度电成本 (LCOE) 可以降) 可以降低低 3%左右。制造成本方面,左右。制造成本方面,以 4MW 的陆风风机为例(叶片长度 82m 左右) ,使用碳纤维后整个叶片重量下降 20%左右,叶片减重后叶轮、塔筒、机舱、塔基等驱动链的载荷和重量都可以降下来,整机成本系统性下降,基础

    47、设备部分成本的减少甚至可以跟叶片成本的增加相抵。设计及维护设计及维护成本成本方面方面,叶片轻量化以后前期的设计成本以及后期的吊装、运维成本也会随之下降,另外,由于碳纤维耐腐蚀、耐光、耐极端气候,维护成本和维护频率明显低于玻纤叶片(尤其是在海风这块) 。发电量方面,发电量方面,碳纤维叶片可以采1.68 1.96 2.35 3.10 3.78 4.89 6.24 9.87 15.92 0%5%10%15%20%25%30%35%024681012141618中国碳纤维需求量(万吨)YOY0%10%20%30%40%50%60%70%80%90% 2022 年 05 月 12 日 P.12 请仔细阅

    48、读本报告末页声明请仔细阅读本报告末页声明 用更薄的叶形,厚度可以从玻纤叶片的 35%减到 30-33%,带来性能和发电量的提升,平均每年能多发 1-2%的电。使用寿命方面,使用寿命方面,碳纤维叶片抗疲劳特性高,使用寿命可延长,玻纤叶片寿命通常为 20 年,碳纤维叶片普遍能设计使用 25 年。综合下来碳纤维叶片的成本效益更佳。 图表 17:风电叶片中用碳纤维和用玻璃纤维的性能/费用对比 对比项目对比项目 碳纤维碳纤维 玻璃纤维玻璃纤维 密度 碳纤维板材密度在 1600kg/3左右 玻纤板材密度在 2100-2200 kg/3 模量 模量230GPa(碳纤维 T300 的模量是230GPa),模量

    49、是玻璃纤维的 2.5-3 倍 玻纤主流的高模量在 89GPa 左右,新推出的E9 模量可达到 101GPa 价格 当前 T300 50K 碳纤维市场价格在 13-14 万/吨 玻纤市场价格一般在 7000-8000 元/吨 资料来源:中复神鹰招股书、中国巨石公告,国盛证券研究所 我国风电碳纤维用量中大部分为来料加工,国内应用尚处于起步阶段,前景可期我国风电碳纤维用量中大部分为来料加工,国内应用尚处于起步阶段,前景可期。2021年我国风电叶片用碳纤维需求总量为 2.3 万吨,占到全球风电叶片用碳纤维总量的68.2%。但值得注意的是,2.3 万吨的碳纤维消费中绝大部分为来料加工,即碳纤维原料从国外

    50、采购,制成碳梁成品后再次出口,属于两头在外的“伪需求” 。目前国产碳纤维用于进口替代以及国内风电企业主导的碳纤维叶片应用还处于起步阶段,体量较小,2021年规模大概在 4800 吨上下。国内风电碳纤维发展相对缓慢一方面系风机降价严重,另一方面, 从 2020 年下半年开始全球碳纤维供应紧张, 价格飞涨, 与玻纤的价格差进一步拉大,迫使很多正处于前期设计阶段的风电企业以牺牲部分性能为代价又重新用回玻纤叶片。当下吉林化纤、宝旌等一批大丝束生产企业加速扩产,随着国产纤维性能和价格竞争力的不断增强,我们相信,长远来看国产碳纤维在国内风电产业的应用以及对进口大丝束的替代前景非常广阔。 图表 18:中国风

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