2023年中复神鹰研究报告:国内小丝束碳纤维领先企业,产能逆势扩张奠定高成长性

  • 来源:申万宏源研究
  • 发布时间:2023/07/13
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1. 民用小丝束碳纤维典范,聚焦高性能产品

1.1 背靠中建材,兼具民营气质

中复神鹰是一家专注于碳纤维研发、生产和销售的国家高新技术企业。根据公司招股 说明书及公司官网介绍,公司 2006 年于江苏连云港成立,2007 年中国建材集团注资,自 此隶属中国建材集团;经过多年的探索和发展,形成了深厚的技术积累,具备自主核心知 识产权,2013 年在国内率先突破千吨级碳纤维原丝干喷湿纺工业化制造技术,建成了国内 首条千吨级干喷湿纺碳纤维产业化生产线,成为我国首个,也是世界上继日本 Toray 和美 国 Hexcel 第三个攻克干喷湿纺工艺难题的企业;2019 年年产 2 万吨高性能碳纤维及配套 原丝项目落地西宁,形成了连云港、西宁两大生产基地;2021 年西宁万吨生产基地正式投 产;2022 年科创板成功挂牌上市;2023 年西宁 2.5 万吨高性能碳纤维项目全面投产,开 启连云港 3 万吨高性能碳纤维项目的建设。

国企背景,仍具民营气质。据公司 2023 年一季报数据,公司股权结构清晰,公司实际 控制人为中国建材集团,中国建材集团通过中联投、中国复材合计控制中复神鹰 43.84%的 股权。公司控股股东为中联投,持股 33.16%,第二大股东为鹰游集团,持股 26.67%,鹰 游集团实控人张国良先生是公司的董事长、总工程师以及核心技术人员。

目前公司高管团队老将掌舵,核心技术团队年轻化。公司董事长张国良先生机械专业 出身,深耕纺织机械制造多年,不仅是公司发展的掌舵人,更是公司技术创新的领头羊。 1982 年张国良先生武汉工学院机械系毕业,分配到连云港纺织机械厂,1992 年担任厂长, 2001 年连云港纺织机械厂正式改制更名为连云港鹰游纺机有限公司,担任鹰游集团董事长。 公司总经理刘芳以及副总经理席玉松早期均在鹰游集团任职,此外公司核心技术团队年轻 化,多为 80 后。

1.2 技术变革,带动产品线不断完善

公司产品类别丰富,基本实现对标日本东丽主要碳纤维型号。公司主要产品型号包括 SYT45、SYT45S、 SYT49S、SYT55S、SYT65 和 SYM40 等,涵盖了高强型、高强中模 型、高强高模型等类别,其中,SYT45S、SYT49、SYT49S 属于 T700 级碳纤维,SYT55S 属于 T800 级碳纤维,SYT65 属于 T1000 级碳纤维,基本实现了对日本东丽碳纤维型号的 对标。与国内其他主要碳纤维企业,光威复材、江苏恒神,中简科技相比,公司产品线更 加完备。

干喷湿纺技术突破,成就公司产品升级。回顾公司主要产品发展历程,2013 年是公 司历史上最为重要的一年,公司在国内率先突破了千吨级碳纤维原丝干喷湿纺工业化制造 技术,建成了国内首条千吨级干喷湿纺碳纤维产业化生产线,目前公司产品均基于干喷湿 纺工艺,出于经济效益角度出发,采用湿法工艺的 SYT35(T300 级)已停止生产。

1.3 业绩高速增长,收入结构持续改善

碳纤维量价齐升,近三年公司业绩爆发式增长。2022 年公司实现营业收入 19.95 亿 元,同比增长 70%,2018~2022 年营业收入 CAGR 高达 59.5%;归母净利润为 6.05 亿 元,同比增长 117.1%,近年业绩呈爆发式增长主要由于碳纤维市场需求旺盛,行业呈供 不应求态势,公司产品不断提价叠加公司新增产能释放,碳纤维量价齐升导致的。2023 年一季度碳纤维价格下降,但预计由于公司产销稳步增长,公司营收与利润仍然保持增长。

产品结构持续优化,高毛利产品增长显著。碳纤维为公司主业,2019~2022 营收占 比均超 99%,公司碳纤维产品主要应用于体育休闲、交通建设、碳/碳复合材料、风电叶 片、航空航天、压力容器等六大领域。其中体育休闲和交通建设属于碳纤维产品下游应用 的传统领域,这两类应用客户相对分散,规模相对较小,产品毛利率相对较低,据公司招 股说明书数据,2018~2021H1 体育休闲应用仍为公司下游最大应用,但是相比于 2018 年占比超过 50%,2021 上半年占比下降为 27.1%。根据公司投资者问答,2022 年,公 司在新能源领域(氢能、光伏、风电)的产品销售占比为 50%左右,其中压力容器占比 近 30%,此外,航空航天领域占比 10%以上,其中氢能领域增速明显。风电叶片、压力 容器、碳/碳复合材料和航空航天领域属于碳纤维下游应用的增量领域,该领域客户较为 集中,对于产品的性能要求较高,对于价格的敏感度较低,产品毛利率相对较高,此外, 中复西宁最新投产的生产线,产品主要应用于大飞机机身、航空航天、风力发电、光伏新 能源等领域的高性能碳纤维。

碳纤维提价带动公司整体毛利率与净利率持续提升。一方面受益于下游市场需求火爆, 国内碳纤维市场供不应求,公司不同领域产品均有较大幅度提价,另一方面随着公司产量 提升,规模效应使得单位成本下降,使得公司毛利率由 2018 年的 11.5%上升至 2022 年 的 48.1%,1Q23 年毛利率和净利率下滑主要由与碳纤维价格下降导致。此外规模效应使得 公司期间费用总体呈下降趋势,公司期间费用从 2018 年的 25.91%下降至 1Q23 年的 15.72%。

2. 碳纤维资金与技术壁垒共存,国产化势在必行

2.1 21 世纪“黑黄金”,材料性能优异

碳纤维性能优异。碳纤维(Carbon Fiber)是由聚丙烯腈(PAN)(或沥青、粘胶)等有机纤 维在高温环境下裂解碳化形成的含碳量高于 90%的碳主链结构无机纤维。碳纤维具有出色 的力学性能和化学稳定性,密度比铝低,强度比钢高,并具有低密度、耐腐蚀、耐高温、 耐摩擦、抗疲劳、震动衰减性高、电及热导性高、热及湿膨胀系数低、X 光穿透性高、非 磁体但有电磁屏蔽效应等特点。

碳纤维复合材料核心优势在于其比模量高。讨论碳纤维的强度不能仅仅考虑碳纤维本 身,重点应当关注碳纤维复合材料,碳纤维的应用基本上是以碳纤维复合材料的形式存在, 需要综合讨论碳纤维复合材料的性能特点,通过碳纤维复合材料与其他材料的比较发现, 碳纤维复合材料相比于传统复合材料最大的优势是其在具有所需强度的前提下具有最高的 比刚度(比模量)。结构设计师通常用材料的弹性模量进行结构设计,在满足结构变形要 的前提下确定设计方案,然后进行强度校核,对薄弱环节局部补强,结构减重首先选用弹 性模量最高的材料。

碳纤维可以按照原丝种类、力学性能、丝束规格、原丝制备工艺等不同维度进行分类: 按照原丝类别分,聚丙烯腈基碳纤维为碳纤维主流产品。碳纤维根据原丝种类主要分 为 PAN 基碳纤维、沥青基碳纤维和粘胶基碳纤维。其中,PAN 基碳纤维由于生产工艺相 对简单,产品力学性能优异,用途广泛,自 20 世纪 60 年代问世以来,迅速占据主流地位; 沥青基、粘胶基的产量规模较小。因此,目前碳纤维一般指 PAN 基碳纤维。

按照每束碳纤维中单丝根数,碳纤维可以分为小丝束和大丝束两大类别,小丝束性能 更加优异但是价格更高,大丝束性能较低但性价比高。一般按照碳纤维中单丝根数与 1000 的比值命名,例如,12K 指单束碳纤维中含有 12,000 根单丝的碳纤维。早期小丝束碳纤 维以 1K、3K、6K 为主,逐渐发展出 12K 和 24K。小丝束碳纤维性能优异但价格较高, 一般用于航天军工等高科技领域,以及体育用品中产品附加值较高的产品类别,主要下游 产品包括飞机、导弹、 火箭、卫星和钓鱼杆、高尔夫球杆、网球拍等。一般认为 40K 以 上的型号为大丝束,包括 48K、50K、60K 等。大丝束产品性能相对较低但制备成本亦较 低,因此往往运用于基础工业领域,包括土木建筑、交通运输和能源等。随着目前碳纤维 制作工艺的提升及产品价格的下降,小丝束在工业领域的运用已逐步拓宽。

碳纤维在应用时多是作为增强材料而利用其优良的力学性能,因此使用中更多的是按 其力学性能进行分类。按照现行聚丙烯腈基碳纤维国家标准 GB/T 26752-2020 的力学性 能分类,PAN 碳纤维分为高强型、高强中模型、高模型、高强高模型四类,业内产品分类 主要参考日本东丽的牌号,并以此为基础确定自身产品的牌号及级别。

2.2 碳纤维生产是一项系统性工程,技术壁垒极高

碳纤维生产工艺流程长且复杂。碳纤维生产过程总体分为四步,原丝制备(包括聚合 与纺丝)、预氧化、碳化/石墨化及表面处理/上浆。简单来讲,碳纤维的生产过程是将丙烯 腈单体聚合制成纺丝原液,然后将原液纺丝成型制成原丝,制成的原丝为碳纤维的前驱体; 原丝经过氧化炉,在空气气氛下反应得到预氧丝,预氧丝在氮气保护下,分别经过低温碳 化、高温碳化得到碳丝;为了更好地制成碳纤维复合材料,此时还需经过表面处理、上浆, 最后烘干得到碳纤维。

原丝制备的第一步是聚合过程得到原液。原料丙烯腈单体和溶剂二甲基亚砜(DMSO) 与共聚单体和引发剂偶氮二异丁腈一起按配比投料进入聚合釜,在一定温度下进行溶液聚 合反应,然后进行脱单脱泡处理后得到聚丙烯腈原液。根据聚合反应的连续性,可以分为 一步法和两步法,两者各有特点,相对来说两步法适合生产大丝束碳纤维,一步法适合生 产小丝束碳纤维。 聚合核心在于多指标控制下的高效稳定反应。聚合过程中聚合温度、引发剂用量、水 和单体比的控制问题是技术的关键。聚合反应过程中温度的控制非常重要,温度低,反应 速率慢;温度高,反应速率快,但聚合物的立构规整性变差,会影响原丝、碳丝的质量。 引发剂用量、水和单体比会影响聚合物的分子量,分子量及其分布是 PAN 聚合物重要的性 能指标,具有较高的分子量以及适合的分子量分布是生产优质 PAN 原丝的基本要求。

原丝制备的第二步是纺丝过程得到原丝。纺丝原液在压力作用下被挤出喷丝孔进入凝 固浴中,细液流逐渐凝固成形为凝胶纤维,通常,在第一凝固浴中初步成形的 PAN 纤维被 称为 PAN 初生纤维,然后,PAN 初生纤维再经第二凝固浴预牵伸、高温空气牵伸、水洗、 致密化牵伸、蒸汽牵伸和热定型等工序被进一步加工成形为 PAN 原丝,也就是所谓的 PAN 碳纤维前驱体。

预氧化处理又被称为热稳定化或不熔化处理,通常是指在空气气氛中 200~300°C 下 对 PAN 原丝进行的热处理,处理过程中需对 PAN 原丝施加一定的张力,阻碍大分子链段 的解取向运动,从而减少纤维的收缩。该过程的目的是使线性的 PAN 大分子链转化为耐热 的含氮梯形结构,这种梯形结构可以使 PAN 原丝在后续的碳化过程中不熔不燃,并且保持 纤维形态,从而得到高质量的碳纤维。 预氧化处理是碳纤维制备过程中至关重要的一步,是联结 PAN 原丝和碳纤维的纽带, 起到承上启下的作用。预氧化炉炉温的调校和标定、预氧化炉温度的控制、停留时间的控 制、 过程中静电的处理、氧化炉内部风速的控制、牵伸速度的控制等都对预氧丝的性能有 非常大的影响。

预氧丝的碳化过程在高纯氮气中进行,一般包括 300~1000°C 的低温碳化和 1100~ 1800°C 的高温碳化两个阶段。随着碳化的不断进行,预氧丝中的非碳元素(H、O、N)从稳定的聚合物中裂构出来,较小的梯形聚合物结构之间不断进行交联、缩聚,且伴随热 解,梯形结构逐步向乱层石墨结构转化,最终生成含碳量在 90%以上的碳纤维。

碳纤维的生产是一项系统性工程,技术壁垒极高。根据光威复材《大丝束碳纤维产业 化项目可行性报告》一文所述,碳纤维存在配方壁垒、工艺壁垒及工程壁垒,难度依次增 加。配方只要通过购买配方或者挖角技术人员等方式即可获取,获取后可迅速消化吸收, 壁垒突破时间为 1~2 年;工艺需要在拥有配方的基础上,配合生产装备、技术人员进行不 断的工艺调整和磨合,最后才能工业化生产出合格的产品,例如原丝生产过程中的蒸汽牵 伸工艺。工艺壁垒突破时间为 3~5 年;多道生产工艺组成了全套工程体系。工程体系需要 每个生产工艺之间的协调配合,并需要企业的装备设计、改造和调整能力,对技术人员要 求更高,需要企业大量的资本投入。工程壁垒突破时间 5 年以上。

2.3 碳纤维行业资金壁垒极高,小丝束碳纤维更为显著

碳纤维资金壁垒高,万吨级项目小丝束高性能碳纤维单吨投资额约为 20 万元。根据目 前主要碳纤维上市公司碳纤维项目的投资情况来看,达到万吨级别的碳纤维项目单吨投资 额约 20 万元,并且这个金额随着规模的扩大下降空间有限,以中复神鹰的两个项目为例, 单吨投资额均为 20 万元左右。

3. 行业供需迎拐点,小丝束高性能相对坚挺

3.1 需求端:新能源需求贡献主要增量

碳纤维已广泛应用在航空航天、风电叶片、体育休闲、压力容器、碳/碳复合材料、交 通建设等领域。根据广州赛奥《2022 年全球碳纤维复合材料市场报告》,从全球市场来看, 2022 年碳纤维需求的前三大应用领域依次为风电叶片、体育休闲和航空航天。具体而言, 风电叶片需求量最大,需求量为 3.47 万吨,较 2021 年仅增长 5.2%,增速有所回落,2022 年需求量占比达 25.7%;其次是体育休闲,需求量为 2.4 万吨,占比为 17.8%,增速高达 29.7%,主要使用在高尔夫球杆、自行车架、钓鱼竿、球拍、曲棍球棍等高端休闲体育市 场;航空航天军用需求回暖,同比增长 28.3%至 2.01 万吨。从总体碳纤维需求的角度来看, 2020 年由于疫情影响,增速放缓,2021 年重回高增速,同比增长 10.4%,全球碳纤维需 求量为 11.8 万吨,2022 年全球碳纤维需求量为 13.5 万吨,同比增长 14.4%。

从我国市场来看,根据广州赛奥《2022 年全球碳纤维复合材料市场报告》,2022 年 我国碳纤维总需求量为 7.44 万吨,同比增长 19.3%,继续维持高增速,其中进口量为 2.94 万吨,占总需求的 39.5%,国产量为 4.5 万吨,占总需求的 60.5%,国产碳纤维的供应量 首次超过进口碳纤维。具体而言,体育休闲作为碳纤维领域的传统压舱石,需求量为 2.3 万吨,占比 30.9%,其次为风电叶片,需求量为 1.75 万吨,占总需求的 23.5%;碳碳复材 (主要用作光伏热场)需求量为 6800 吨,占总需求的 9.1%;压力容器(主要为储氢瓶) 需求量为 6000 吨,占总需求的 8.1%。

3.1.1 短期主要看碳碳复材的应用,光伏高景气

碳/碳复材主要应用于刹车盘、航天部件、热场部件三大市场,其中刹车盘、航天部件 市场需求基本保持平稳,热场部件主要应用于单晶拉制炉、多晶铸锭炉热场系统中,单晶 拉制炉、多晶铸锭炉用于光伏和半导体晶硅制造,受益于光伏市场高速增长,热场部件需 求量迅速增长,导致近年我国碳碳复合材料碳纤维需求量高速增长。热场部件属于耗材, 受下游光伏行业的增长以及碳碳复材在热场系统中渗透率提升,碳碳复材需求有望保持快 速增长,此外我国碳陶刹车盘正处于零到一阶段,如若推广顺利,未来增长空间极大。 碳/碳复合材料替代石墨复合材料,未来市场空间广阔。我国晶硅制造热场材料行业起 步较晚,光伏行业发展前期,其单晶拉制炉、 多晶铸锭炉热场系统部件材料主要采用国外 进口的高纯、高强等静压石墨。随着国内先进碳基复合材料制备技术的发展,先进碳基复 合材料成为降低硅晶体制备成本、提高硅晶体质量的最优选择,正逐步形成在晶硅制造热 场系统中对石墨材料部件的升级换代。

三重需求驱动热场需求持续增长,2025 年热场用碳纤维需求有望超万吨。光伏领域碳 碳热场材料需求可分为三类:1)新增需求:新增硅片产能带来单晶炉配套热场材料的需求; 2)替换需求:热场材料的耗材属性使得存量单晶炉热场材料在一定周期需要更换;3)改 造需求:在大尺寸硅片渗透率不断提升的趋势下,存量小尺寸单晶炉需要改造成大尺寸单 晶炉。据《2021 全球碳纤维复合材料市场报告》,2025 年全球范围内碳碳复材碳纤维需 求量达 2.43 万吨,2021~2025 年 CAGR 为 30%。 未来碳陶刹车盘对于碳纤维的需求不容忽视。国内企业开始布局产业化,市场参与者 少,有望快速占领市场。目前国内碳/陶复合材料参与者包括勒迈科技,弗迪科技,天宜上 佳和金博股份。勒迈科技是我国第一家制造出碳/陶复合材料刹车盘的企业,主要销售往赛 车和高端改装车等领域;弗迪科技为比亚迪子公司,2021 年推出碳/陶复合材料刹车盘产 品;金博股份是碳/碳复材的龙头公司,目前广汽埃安和比亚迪已经选择金博作为定点供应 商。天宜上佳已与多家汽车厂商签署了技术合作协议,依托其品牌及平台,开展商用车、 特种车辆高性能碳陶制动材料核心部件的研制开发工作,共同推进碳陶制动盘在商用汽车 领域的应用;我们认为随着碳/陶复合材料制备技术的提升、规模效益的展现,预计碳/陶复 合材料有望在摩擦制动领域快速放量。

3.1.2 中期主要看风电市场,引领大丝束碳纤维需求,成本是目前限制 渗透率提升的核心因素

大丝束碳纤维主要用于制作叶片主梁,小部分小丝束碳纤维用于制作叶片蒙皮层,用 于叶片除冰。随着海上风电的快速发展,叶片尺寸不断增加,重量越来越大,全玻璃纤维 叶片无法满足机组大型化和轻量化的要求,碳纤维成为实现超大型叶片轻质高强的理想材 料,对于海上大叶片来说,通常在其承载的关键部位主梁上应用碳纤维提升叶片刚度和强 度,以减少传递到主机和塔底的载荷,进而优化整机系统造价来降低度电成本。基于此逻 辑,风电叶片碳梁一般采用性价比更高的大丝束碳纤维。此外,基于碳纤维导电的优势, 会利用小丝束碳纤维来制作风电叶片蒙皮层,一方面用于消除叶片表面的冰,同时还可以 提高设备的发电效率。

风电用碳纤维的增长逻辑在于:1)碳中和背景下,风电市场的高景气;2)陆上风电 转移到海上风电,风机叶片的大功率化和大型化成为必然,玻纤已无法适用于大尺寸风电 叶片,碳纤维在性能方面可实现对玻纤的完美替代。据《2022 全球碳纤维复合材料市场报 告》,2022 年全球市场风电用碳纤维需求为 3.47 万吨,不考虑来料加工,我国风电厂家 用量仅为 4000~5000 吨;预计 2025 年全球风电叶片碳纤维的需求量将增至 5.28 万吨, 2022~2025 年CAGR为15%,2030 年全球需求量将增至19.6 万吨,2025~2030 年CAGR 为 30%。

3.1.3 储氢瓶需求打开未来需求天花板

当下主要有四种储氢方式:高压气态储氢、低温液态储氢、有机液体储氢,固体材料 储氢。其中高压气态储氢是目前应用最广,技术最为成熟的方式,高压气态储氢应用领域 可分为三类:运输端、加氢站端、燃料电池车端。燃料电池车载储氢瓶是车载储氢最主要 的设备,可分为五类,其中除了 I 型瓶纯钢制,不需要碳纤维缠绕,其余均需采用碳纤维缠 绕。

碳纤维是储氢罐最为主要的材料,据美国能源部DOE数据,储氢罐成本占比超过50%。 根据中科院宁波材料所特种纤维事业部数据,乘用车储氢罐用碳纤维单车用量为 75kg,商 用车储氢罐用碳纤维单车用量为 320kg;结合《中国氢能产业发展报告 2020》,2025/2030 氢燃料电池汽车保有量 10/100 万辆的规划,我们假设 2025/2030 年销量为 5.28/31.9 万 辆(根据每年保持正增长预测),乘用车占比为 5%/10%,我们测算得出 2025/2030 年我 国储氢罐用碳纤维需求量可达 1.62/9.43 万吨。

3.2 供给端:名义产能快速扩张,小丝束赛道更加优质

在过去两年碳纤维行业持续高景气的情况下,龙头企业纷纷加速扩产。由于大丝束碳 纤维与小丝束碳纤维下游应用领域不同,我们将其供给情况分开统计。如果仅考虑目前已 规划碳纤维产能情况,小丝束碳纤维名义产能可达约 14.2 万吨,供给显然大幅超过需求。

但是我们认为,技术壁垒、产能爬坡情况、部分公司最终能否成功投产、产品最终成 本如何、产品最终性能稳定性以及工艺加工性如何等因素都是使得未来真实产能产生折扣 的原因,因此我们以是否已有稳定成规模的碳纤维生产、是否已有成熟稳定的技术作为参 考标准,同时考虑到产能爬坡因素,我们认为 2025 年小丝束实际有效产能将大幅低于名义 产能。

2025 年预计小丝束碳纤维供求紧平衡。综合前文对于需求的测算,我们参考广州赛奥 的数据,考虑到目前碳碳复材、压力容器、航空航天领域主要以小丝束为主,风电领域主 要以大丝束为主,其余领域大丝束与小丝束均可,根据我们前文预测以及广州赛奥预测, 我们测算 2025 年我国小丝束碳纤维需求量约 7.4 万吨左右,2022~2025 年 CAGR 约为 24%。

4. 中复神鹰何以成为碳纤维领先企业

4.1 深厚的技术积累:大规模干喷湿纺技术连续稳定生产

公司在聚合、纺丝、预氧化、碳化、上浆等核心工艺段均具备深厚技术积累。中复神 鹰经过十几年的技术研发,突破了超大容量聚合、干喷湿纺纺丝、快速均质预氧化碳化、碳纤维表面处理等核心技术工艺,系统掌握了碳纤维 T300 级、T700 级、T800 级、M30 级、M35 级千吨级技术和 M40 级、T1000 级百吨级技术,建成国内首条具有自主知识产 权的千吨级干喷湿纺碳纤维产业化生产线。自设立以来,公司不断突破干喷湿纺高性能碳 纤维的技术瓶颈,根据公司年报,截至 2022 年 12 月 31 日,已取得 30 项发明专利、87 项实用新型专利。

公司在聚合、纺丝、预氧化、碳化四大关键步骤中均具有技术先进性。公司研发了干 喷湿纺纺丝原液聚合物配方和制备技术和大容量 60m³专用聚合釜和匹配聚合工艺,实现了 单套 5,000 吨/年 PAN 原液的稳定化均质化制备;研发了干喷湿纺凝固成型核心技术、高 压蒸汽高倍牵伸技术和多纺位均质纺丝技术,成功实现了高取向、低缺陷高品质 PAN 原丝 的高效制备,纺丝速度达到 400m/min,单线规模达到 5,000 吨/年;研发了干喷湿纺高性 能碳纤维高效预氧化技术、快速碳化技术,高强型碳纤维和中模型碳纤维性能与国际同类 产品相当,单线规模达到 3,000 吨/年。

公司目前在研项目体现公司未来发展思路,大丝束碳纤维、工艺细节提升、航空航天 用碳纤维为其主要侧重点。根据公司 2022 年年报,截至 2022 年 12 月底,公司一共有 18 项在研项目,其中有 10 项与新型号碳纤维生产相关,大多聚焦航空航天领域;6 项与 提升工艺细节相关,具体包括生产智能化、纺速提升、降低预氧化能耗以及开发新型上浆剂;2 项与大丝束碳纤维相关,工艺路线与其他大丝束碳纤维企业不同,采用的是干喷湿法 纺丝技术,2023 年法国 JEC 复合材料展公司举行新品发布会,推出新品 SYT55S-24K 与 SYT45S-48K,其中 SYT45S-48K 是全球首家采用干喷湿纺技术制备的大丝束产品,兼具 小丝束工艺性能及大丝束成本优势,目前已实现规模化低成本生产。

综合来看,公司核心技术自主可控,原丝自制,核心设备自主设计。根据前文对于碳 纤维行业的技术壁垒分析,原丝段技术壁垒极高,也是决定最终碳纤维产品性能的核心步 骤,公司原丝全部自制,并且不对外出售;预氧化和碳化过程所需要的关键设备,公司均 自主设计,并不依赖其他公司。公司聚合装置、纺丝生产线的主体设备均已全部实现国产 化和自主化。涉及到碳纤维生产工艺流程相关各主要装置,全部是由公司深度主导,明确 技术要求与相关参数,部分图纸由公司设计,委托设备生产企业加工。

4.2 成本优势:规模优势+能源优势共同造就

公司是国内目前国内工业生产规模最大的小丝束碳纤维企业,规模效应对于碳纤维降 本尤为重要。据山东大学朱波教授《PAN 基碳纤维制备成本构成分析及其控制探讨》一文, 参照山东大学开发的二步法制备碳纤维原丝生产工艺流程,产能为 3300 吨/年的原丝生产 线,原丝单位成本为 3.807 万元/吨,相比 1100 吨/年的原丝生产线单位成本为 4.784 万 元/吨减少 20.42%,其中固定资产折旧降低最为显著;产能为 1500 吨/年的碳纤维单位成 本为 11.676 万元/吨,相比 500 吨/年的碳纤维生产线单位成本为 15.899 万元/吨下降 26.56%。碳纤维生产制备的前期投入大,生产设备、能耗等固定成本高,所以碳纤维的规 模效应显著。

公司现拥有江苏连云港、青海西宁两大生产基地,产能规模及产量位居全国前列。2023 年 5 月,公司年产 2.5 万吨高性能碳纤维项目全面投产,截至目前,公司产能规模为 28500 吨/年,产能及产量均处于国内碳纤维生产企业前列。2023 年 1 月,公司公告拟投资 59.6 亿元建设年产 3 万吨高性能碳纤维项目,项目建设期为 2023 年 4 月~2026 年 8 月,预计 2026 年公司有望形成共5.85 万吨高性能碳纤维产能,2022~2026 年产能CAGR 将达42%。

公司的规模效应主要体现在生产的各个环节,1)聚合工艺阶段,公司研发了超大容量 聚合釜技术,实现了单套 5000 吨/年 PAN 原液的稳定化均质化制备;2)干喷湿纺工艺阶 段,公司原丝生产单线规模达 5000 吨/年,纺速达到 400m/min;3)预氧化、碳化工艺 阶段:单线规模已达到 3000 吨/年(12K),单线产能国内居首。此外公司位于西宁的 2.5 万吨碳纤维项目已经全面投产,该工厂是目前全球单体最大的高性能碳纤维生产基地。 公司碳纤维成本不断下降,引领行业降本。2018~2020 年降本受外部环境影响较大, 降本主要是由于丙烯腈价格大幅下降导致的,同时公司技术成熟度提升以及产销量提升导 致的单位电耗的下降以及固定资产折旧的下降。2021 年中复西宁万吨项目一期开始投产, 但仍处于产能爬坡过程,初期产量较低,单位电耗以及固定资产折旧开始提升,故而成本 有所回升。

根据前文对于公司在研项目的分析,未来公司将从两方面推动碳纤维降本。1)原丝段, 提升纺速,根据公司年报数据,目前公司纺速为 400m/min,在研项目实现碳纤维纺速提 升至 450m/min,国外领先企业纺速已超过 700m/min,公司依托航空航天高性能碳纤维 及原丝试验线项目,进行 700m/min 纺速的技术研究,技术成熟有望降低碳纤维成本 10% 以上。2)预氧化、碳化段,开展新工艺技术研究,缩短预氧化时间,降低能耗。根据公司2022 年 ESG 报告,2022 年公司单位产品能耗环比下降 17.1%,其中电力单耗下降 6.7%, 蒸汽单耗下降 5.4%。


(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

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