化工请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明1/16化工2022年01月10日投资评级：看好（维持）行业走势图数据来源：聚源《新材料行业周报-折叠屏手机蓄势待发，材料创新值得关注》-2022.1.3《化工行业周报-12月制造业PMI指数延续扩张，关注农化布局机会》-2022.1.3《新材料行业周报-氢能源发展空间广阔，质子交换膜应用广泛》-2021.12.26风电材料：看好叶片材料革新以及海风机遇——行业深度报告金益腾（分析师）吉金（分析师）龚道琳（分析师）jinyiteng@kysec.cn证书编号：S0790520020002jijin@kysec.cn证书编号：S0790521020002gongdaolin@kysec.cn证书编号：S0790522010001⚫双碳驱动风电产业升级，关注叶片材料革新和海风机遇据国际可再生能源机构，2010-2020年全球陆上风电成本从0.089美元/千瓦时下降56%至0.039美元/千瓦时；全球海上风电成本从0.162美元/千瓦时下降48%至0.084美元/千瓦时，风电正逐步成为全球范围内最经济的可再生能源之一。中国风电累计容量及增速领跑全球，截至2020年底，中国风电装机规模占全球比例为38.5%。未来5-10年是中国能源转型和绿色发展的关键期，“十四五”期间可再生能源将成为中国能源消费增量的主体，风电作为主要可再生能源之一，有望快速发展，一批海上风电项目呼之欲出，多地明确海上风电基地建设计划，积极推进大功率机型。我们建议关注风电产业升级降本过程中，叶片材料革新以及海风加速崛起带来的大丝束碳纤维、酸酐固化剂、国产灌浆料的投资机会。⚫叶片大型化趋势明显，大丝束碳纤维迎来产业大发展随着风力发电机功率增大，特别是在海上风机的需求刺激下，全球风机大型化的趋势日益明显，对材料轻质、高强、高刚、耐疲劳等特性需求也越来越明确，而碳纤维恰好兼顾这些特性。根据中复神鹰招股说明书，采用碳纤维的120m风轮叶片可以有效减少总体自重38%，成本下降14%。大丝束碳纤维打破了碳纤维高价带来的应用局限，在风电叶片领域具备广阔的发展前景，赛奥碳纤维预计，2025年全球叶片碳纤维需求量将达到9.34万吨，2020-2025年CAGR高达25%。国内企业布局大丝束碳纤维产业链，有望受益于风电叶片大型化趋势。受益标的：上海石化、吉林碳谷、吉林化纤、光威复材。⚫叶片拉挤梁技术日趋成熟，酸酐型固化剂崭露头角拉挤成型应用于大梁制造优势显著，国内规模化应用在即。采用环氧树脂体系制拉挤板材，如以固体胺类为固化剂，树脂体系粘度大，添加稀释剂后力学性能和耐热性能会大幅下降，也降低电性能；以甲基四氢苯酐为固化剂，能在数小时内保持低的粘度，对碳纤维有较好的浸渍作用。我们预计2025年全球风电新增装机量120GW，按拉挤碳梁渗透率60%，新增酸酐需求1.6万吨；考虑拉挤工艺在传统玻板同样也是趋势，整体风电叶片大梁对酸酐的需求预计超过3万吨，风电叶片将成为酸酐不可忽视的的新兴下游应用。受益标的：濮阳惠成。⚫海风蓬勃发展拉动灌浆料需求，国产替代势在必行海上风电导管架灌浆料需要具备低用水量、大流动性、高早强、超高强、微膨胀、高耐久等特点。我们假设一台海上风机约使用100-200吨灌浆料，目前主流海上风机大约为8MW，据中国能源报新闻，“十四五”期间海上风电装机量累计达45GW，平均每年约11.3-22.5万吨灌浆料需求，对应5.6-11.3亿元市场规模。随着海上风电朝着大型化和深海化发展，单台风机灌浆料的使用量或将随之增长。目前国内灌浆料市场大多被海外化工巨头Sika和BASF占据，国内技术赋能的灌浆料龙头企业正在快速崛起。受益标的：苏博特。⚫风险提示：风电装机量增长不及预期，技术突破不及预期，行业竞争加剧等。-31%-15%0%15%31%46%62%2021-012021-052021-092022-01化工沪深300相关研究报告开源证券证券研究报告行业深度报告行业研究行业深度报告请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明2/16目录1、双碳驱动风电产业升级，关注叶片材料革新和海风机遇.................................................................................................31.1、风电降本助推能源结构加速转型.............................................................................................................................31.2、陆上风电稳增，海上风电崛起.................................................................................................................................51.3、看好叶片材料革新及海风机遇.................................................................................................................................72、叶片大型化趋势明显，大丝束碳纤维迎来产业大发展.....................................................................................................83、叶片拉挤梁技术日趋成熟，酸酐型固化剂崭露头角.......................................................................................................114、海风蓬勃发展拉动灌浆料需求，国产替代势在必行.......................................................................................................135、受益标的盈利预测与估值..................................................................................................................................................146、风险提示..............................................................................................................................................................................14图表目录图1：中国风电累计容量全球领先...........................................................................................................................................3图2：中国风电累计容量增速领跑全球...................................................................................................................................3图3：风电正逐步成为最经济的可再生能源...........................................................................................................................3图4：近两年风电抢装推动国内新增并网量大幅增长...........................................................................................................4图5：截至2021Q3国内风电已招标未并网累计54GW.........................................................................................................5图6：全市场整机公开投标市场均价持续下降.......................................................................................................................5图7：2020年国内海风新增机组平均单机功率为4.9MW.....................................................................................................6图8：全球海上风电新增装机功率提升显著...........................................................................................................................6图9：预计全球海上风电新增装机量占风电新增装机量比例呈上升趋势............................................................................6图10：风机叶轮由叶片、轮毂、整流罩组成.........................................................................................................................7图11：碳纤维生产需要经过纺丝、预氧化、碳化等步骤......................................................................................................8图12：风电叶片大梁可采用碳纤维增强复合材料.................................................................................................................9图13：预计全球风电叶片碳纤维需求量将持续增长.............................................................................................................9图14：预计国内碳纤维需求、供给同步增长.......................................................................................................................10图15：2020年国内风电叶片碳纤维需求占比达40.9%.......................................................................................................10图16：拉挤成型工艺是一种连续生产固定截面纤维增强复合材料的成型方法................................................................11图17：酸酐属于加成聚合型固化剂之一...............................................................................................................................12图18：导管架式为海上风电机组固定式支撑结构的一种....................................................................................................13图19：灌浆料性能决定导管架灌浆部位安全性和稳定性....................................................................................................13表1：2021年行业政策引导风电行业有序发展......................................................................................................................4表2：叶片约占风机总成本的22%...........................................................................................................................................7表3：国内上海石化、吉林化纤等均有大丝束碳纤维扩产计划..........................................................................................10表4：拉挤工艺明显优于灌注和预浸料工艺.........................................................................................................................11表5：受益标的盈利预测与估值.............................................................................................................................................14行业深度报告请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明3/161、双碳驱动风电产业升级，关注叶片材料革新和海风机遇1.1、风电降本助推能源结构加速转型中国风电累计容量及增速领跑全球。风力发电是依靠风力发电机，将风的动能转化为机械动能，再进而转化为电力动能。2010-2020年全球风电累计容量年均同比增速15.3%，2020年同比增速超过17.5%。截至2020年底，全球风电装机规模733.3GW，占比前三位的分别是中国（38.5%）、美国（16.1%）、德国（8.5%）。图1：中国风电累计容量全球领先图2：中国风电累计容量增速领跑全球数据来源：BP《世界能源统计年鉴2021》、开源证券研究所数据来源：BP《世界能源统计年鉴2021》、开源证券研究所风电成本大幅下降，推动全球发电结构转型。近年来可再生能源（风能、太阳能、生物能源和地热能，不包括水电）在全球发电增量中占比约60%；2020年全球可再生能源新增发电量创新高（358太瓦时），风能、太阳能发电量快速增加，其中风电增速强劲，达173太瓦时。风力发电分为陆上风电和海上风电，据国际可再生能源机构，2010-2020年，全球陆上风电成本从0.089美元/千瓦时降至0.039美元/千瓦时，下降56%；全球海上风电成本从0.162美元/千瓦时降至0.084美元/千瓦时，下降48%，风电正逐步成为全球范围内最经济的可再生能源。图3：风电正逐步成为最经济的可再生能源资料来源：IRENA《WorldEnergyTransitionsOutlook2021》、开源证券研究所0100200300400500600700800全球总计中国美国德国印度西班牙（GW）-10%0%10%20%30%40%50%60%全球总计中国美国德国印度西班牙陆上风电海上风电美元/千瓦行业深度报告请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明4/16近两年国内“抢装潮”带动风电新增并网量大幅增长。近年来，国家积极出台电价和税收优惠配套政策推动风电产业发展，《关于2021年新能源上网电价政策有关事项的通知》明确2021年起陆上风电实行平价上网，大批项目加速推进。《关于促进非水可再生能源发电健康发展的若干意见》提出新增海上风电不再纳入补贴范围，按规定完成核准（备案）并于2021年12月31日前全部机组完成并网的存量海上风力发电，按相应价格政策纳入中央财政补贴范围。政策驱动风电行业新增装机量高增，2021年1-11月国内新增风电并网装机容量24.70GW；截至2021年11月，全国风电累计并网装机容量约3.05亿千瓦，同比增长29.1%。图4：近两年风电抢装推动国内新增并网量大幅增长数据来源：国家能源局、开源证券研究所地方政策将保障“十四五”期间风电行业快速有序发展。未来5-10年是中国能源转型和绿色发展的关键期，“十四五”期间可再生能源将成为中国能源消费增量的主体。2021年以来，国内发布多条关于风电等可再生能源的支持政策，从消费、建设、产业链升级等各方面引导行业。地方激励政策将对海上风电发展目标的实现起到较为关键的作用。从区域来看，九大可再生能源基地“十四五”风电的拟装机规模将达到1.27亿千瓦。东部沿海省份对海上风电也提出目标，山东、广东和江苏省将“十四五”海上风电发展目标分别定为1000万千瓦、1800万千瓦和1500万千瓦。表1：2021年行业政策引导风电行业有序发展发布时间发布单位政策名称具体内容2021年5月11日国家能源局《关于2021年风电、光伏发电开发建设有关事项的通知》2021年全国风电、光伏发电发电量占全社会用电量的比重达到11%左右，确保2025年非化石能源消费占一次能源消费的比重达到20%左右；以非水电最低消纳责任权重为引导制定规模目标。2021年5月21日国家发改委《关于2021年可再生能源电力消纳责任权重及有关事项的通知》2021年起，每年初发布各省权重，同时印发当年和次年消纳责任权重。2021年9月22日国务院《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》到2025年，单位国内生产总值能耗比2020年下降13.5%；单位国内生产总值二氧化碳排放比2020年下降18%；非化石能源消费比重达到20%左右。2021年10月20日国家能源局《关于积极推动新能源发电项目能并尽并、多发满发有关工作的通知》按照“能并尽并”，“多发满发”原则；并且加大统筹协调力度，加快风电、光伏发电项目配套接网工程建设。2021年10月24日国务院《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》要求到2030年，非化石能源消费比重达到25%左右，风电、太阳能发电总装机容量达到12亿千瓦以上；到2060-150%50%250%450%650%850%1050%1250%0.0010.0020.0030.0040.0050.001-2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月2018201920202021201920202021新增并网装机量(GW)YoY(%)行业深度报告请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明5/16发布时间发布单位政策名称具体内容年，非化石能源消费比重达到80%以上。2021年10月26日国务院《2030年前碳达峰行动方案的通知》坚持陆海并重，推动风电协调快速发展，完善海上风电产业链，鼓励建设海上风电基地;推进退役风电机组叶片等新兴产业废物循环利用。2021年12月3日工信部《“十四五”工业绿色发展规划》鼓励工厂、园区开展……分散式风电、多元储能、高效热泵等，推进多能高效互补利用……统筹布局退役光伏、风力发电装置、海洋工程装备等新兴固废综合利用。2021年12月13日国家能源局《风电场改造升级和退役管理办法》（征）规范风电场改造升级和退役管理工作，推动风电产业高质量发展。资料来源：政府官网、开源证券研究所1.2、陆上风电稳增，海上风电崛起陆上风电平价后持续降本，风电新增招标快速增加。陆上风电的降本渠道：一是供应链降本提质，上游零部件企业专业化和研发实力提升，进口替代加速，零部件价格下降。下游开发模式转变，招标模式向集中式、框架式采购转变，促进风机制造企业集中排产、协调供应链。二是风机大型化降本，风机单机大型化趋势明朗，国内新增陆上风机装机单机功率从2MW向3MW-6MW转变，单位物料用量下降。三是机型设计升级完善，风机结构精简降本。在中东部地区，平价风电、分散式风电项目日益增多。2021年1-9月全国公开市场风电招标量达41.8GW，已超过2020年全年总量；截至2021年第三季度末，国内已招标未并网累计54.34GW，预计将在2021年四季度至2022年陆续交付。图5：截至2021Q3国内风电已招标未并网累计54GW图6：全市场整机公开投标市场均价持续下降数据来源：金风科技官网、开源证券研究所数据来源：金风科技官网、开源证券研究所海上风电资源丰富，大功率机型加速推进。海上风电是指在沿海多年平均大潮高潮线以下海域或相关海域内无居民海岛上的风电开发，具有节约土地资源、风能资源丰富、规模集群效应显著、发电状态稳定等优势。当前国内海上机组单机容量主要集中在2.5MW-4MW，近海海上风电总体开发潜力有限，“十四五”中后期近海资源初步紧张，未来风电场布局从近海向深水沿岸转变。在“单位千瓦成本一定，追求发电量最高”的导向下，海上风电机组将趋于大功率，带来高发电量且机位数减少，运输、吊装、线路等费用大大降低。我国整机厂商已积极布局8MW以上产品，上海54.34010203040506070802017Q12017Q22017Q32017Q42018Q12018Q22018Q32018Q42019Q12019Q22019Q32019Q42020Q12020Q22020Q32020Q42021Q12021Q22021Q3季度公开招标容量（GW）季度新增并网量（GW）已招标未并网累计（GW）150020002500300035003S级别机组（元/kw)4S级别机组（元/kW）行业深度报告请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明6/16电气已于2018年从西门子Gamesa可再生能源公司引进SG8MW-167海上风电机组，并计划与浙江大学合作对10MW量级以上机组进行攻关。金风科技也在2018年发布了GW168-8MW机型，并计划在福建三峡兴化湾二期海上风场安装两台8MW样机。此外，中国海装、湘电风能、明阳智能等诸多整机厂商也在开展大容量机组的研发。图7：2020年国内海风新增机组平均单机功率为4.9MW图8：全球海上风电新增装机功率提升显著数据来源：CWEA、开源证券研究所资料来源：GWEC从整体规模来看，国内陆上风电将呈稳定增长、海上风电呈快速增长。截至2021年三季度末，全国风电累计装机297GW，其中陆上风电累计装机284GW、海上风电累计装机13GW。据GWEC统计，2020年国内海上风电新增装机占总新增装机比例为5.88%。据国家能源局数据，2021年1-9月，全国风电新增并网装机16.43GW，其中陆上风电新增装机12.61GW、海上风电新增装机3.82GW，受2021年海上风电抢装拉动，海上风电比例大幅上升至23%。尽管未来补贴退坡，但在“双碳目标”有力推动下，风电作为主要可再生能源之一，有望得到快速发展，一批海上风电项目呼之欲出，多地明确海上风电基地建设计划。据中国能源报预计，“十四五”期间，我国海上风电累计新增规模将达到45GW，即年均实现9GW海上风电新增装机量。海上风电也成为全球风电发展的新趋势，GWEC预计2020-2025年全球陆上/海上风电新增装机量CAGR分别为0.32%/31.41%，预计2025年全球海上风电新增装机量占比将达21.30%。图9：预计全球海上风电新增装机量占风电新增装机量比例呈上升趋势数据来源：GWEC、开源证券研究所3.93.63.83.73.84.24.901234562014201520162017201820192020海上风电新增机组平均单机功率（MW）020406080100120全球陆上风电新增装机量（GW）全球海上风电新增装机量（GW）1%海风占比3%5%7%-10%10%-20%10%-22%行业深度报告请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明7/161.3、看好叶片材料革新及海风机遇我们建议关注风电产业升级过程中，叶片材料革新以及海风加速崛起带来的大丝束碳纤维、酸酐固化剂、国产灌浆料的投资机会。风力发电机主要由叶轮、机舱、塔筒三部分构成。由于风电场招标时塔筒一般单独招标，风力机组通常即指叶轮和机舱两部分。风机的叶轮负责将风能转化为机械能，它由叶片、轮毂、整流罩组成，其中叶片将空气的动能转化为叶片和主轴的机械能，继而通过发电机转化为电能，叶片约占风机总成本的22%。叶片的尺寸、形状直接决定了能量转化效率，也直接决定了机组功率和性能，因此风电叶片在风机设计中处于核心地位。对于目前风电叶片使用的复合材料而言，材料与工艺是两个最为重要的因素。就材料而言，目前主要用于生产风电叶片的复合材料为玻璃纤维复合材料，玻璃纤维增强材料用于提供刚度与强度，基体材料则使用环氧树脂用于提供韧性与耐久性；就工艺而言，目前真空灌注成型工艺作为生产玻璃纤维复合材料的主要成型工艺被广泛运用。随着海上大叶片的发展，碳纤维轻质高模高强增强材料用量剧增，拉挤成型工艺愈发成熟拉动酸酐类新型固化剂的替代需求，越来越重的叶片对海上风机基座灌浆料也提出了更苛刻的要求。图10：风机叶轮由叶片、轮毂、整流罩组成资料来源：天晟新材招股说明书表2：叶片约占风机总成本的22%零部件成本占比性能及材质塔架26.30%通常用卷钢制成，格状结构；或用混凝土替代以降低成本叶片22.20%采用复合材料，经特殊设计的模具制造加工轴承1.22%包括主轴承、变桨轴承，可使主轴顺利转动、叶片变桨主轴1.91%将风轮转向力传递到齿轮箱机舱壳1.35%采用质轻的玻璃钢箱体将机舱的传动和电力系统覆盖住，免受风、沙、雨、雪等的侵蚀偏航环2.80%采用钢材制成，须十分强韧，以支撑整个动力传动系统齿轮箱12.91%提高峰轮轴的低转速、发电机所需的高转速发电机3.44%将机械能转换为电能偏航系统1.25%使机舱旋转至迎风方向的结构变浆距系统2.66%调整叶片角度，使风能利用最大化变频器5.01%变频器将发电机的交流电变为直流电，再通过PMW把直流电变成所需频率的交流电并入电网变压器3.59%将来自单机的电力转变为电网所需的高电压制动系统1.32%根据需要采用碟刹使机组停止运行电缆0.96%将发电机发出的电力传输到电网紧固件1.04%将各个主要部件固定在设计位置，须适应于极限负载资料来源：《国内风电主要设备成本占总成本比例及其性能描述》、开源证券研究所风力叶片行业深度报告请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明8/162、叶片大型化趋势明显，大丝束碳纤维迎来产业大发展碳纤维性能优异，大丝束碳纤维发展前景广阔。碳纤维是由聚丙烯腈（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，其制备工艺包括聚合、纺丝、预氧化、碳化、表面处理、碳纤维形成、成品加工等步骤。碳纤维具有质轻、高强度、高模量、导电、导热、耐腐蚀、耐疲劳、耐高温、膨胀系数小等一系列优良性能，在航空航天、风电叶片、体育休闲、压力容器、碳/碳复合材料、交通建设等领域广泛应用。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，1K即1个丝束含1000根碳纤维，一般将48K（每束含有48000根碳纤维）及以上称为大丝束碳纤维，也称为工业级碳纤维，主要有50K、60K、120K、240K、360K等；反之则称为小丝束碳纤维，也称为宇航级碳纤维，主要有1K、3K、12K、24K等。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；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、交通运输和风电能源等。相较之下，大丝束碳纤维的优势在于相同的生产条件下，可大幅提高碳纤维单线产能和质量性能，并实现生产低成本化，从而打破碳纤维高价带来的应用局限，因此具备广阔的发展前景。图11：碳纤维生产需要经过纺丝、预氧化、碳化等步骤资料来源：东丽官网全球风机大型化趋势明显，大丝束碳纤维大梁减重效果显著。随着风力发电机功率增大，特别是在海上风机的需求刺激下，全球风机大型化的趋势日益明显。根据中科院宁波材料所特种纤维事业部，20世纪80年代国内外风电叶片长度为17m，目前最长则已经达到126m，其对材料轻质、高强、高刚、耐疲劳等特性需求也越来越明确，而碳纤维恰好兼顾这些特性。根据中复神鹰招股说明书，在满足刚度和强度的前提下，碳纤维比玻璃钢叶片质量轻30%以上；当前风轮直径已突破120m，叶片重量达18吨，采用碳纤维的120m风轮叶片可以有效减少总体自重38%，成本下降14%。行业深度报告请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明9/16图12：风电叶片大梁可采用碳纤维增强复合材料资料来源：中国知网、开源证券研究所注：沈真.国产碳纤维在风电叶片产业中的机会——七论国产碳纤维产业化之路[J].新材料产业,2019(08):42-45.全球风电叶片碳纤维需求快速增长，预计2025年达9万吨。根据赛奥碳纤维统计数据，2020年全球碳纤维需求达到10.69万吨，受全球新冠疫情影响，同比增速放缓至3%；在碳纤维成本降低和叶片复合材料工业创新的刺激下，2020年全球风电叶片碳纤维需求量达到3.06万吨，同比增长20%，占全球需求总量的比例由2019年的24.59%提升至2020年的28.64%。从产品规格看，大丝束碳纤维的市场占比由2019年的42.2%提升至2020年的45.2%，主要受益于大丝束在风电市场的需求增长，赛奥碳纤维预计，2025年全球叶片碳纤维需求量将达到9.34万吨，2020-2025年CAGR高达25%。国内方面，我国碳纤维需求量从2015年的1.69万吨增长到2020年的4.89万吨，年均复合增长率高达23.64%，期间自给率不断提高。从碳纤维下游应用需求来看，国内需求结构和全球需求结构差异较大，2020年国内需求增速远高于全球，主要系风电叶片对碳纤维需求大幅增长，同时国际叶片代工由欧洲转向国内，致国内该领域的碳纤维需求由2019年的1.38万吨大幅增长至2020年2万吨，占国内需求总量的40.9%。图13：预计全球风电叶片碳纤维需求量将持续增长数据来源：赛奥碳纤维、开源证券研究所803,0609,33802,0004,0006,0008,00010,000全球碳纤维需求量（万吨）行业深度报告请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明10/16图14：预计国内碳纤维需求、供给同步增长图15：2020年国内风电叶片碳纤维需求占比达40.9%数据来源：赛奥碳纤维、开源证券研究所数据来源：赛奥碳纤维、开源证券研究所国内企业布局大丝束碳纤维产业链，有望受益于风电叶片大型化趋势。大丝束碳纤维生产技术壁垒较高，海外生产企业主要有美国卓尔泰克(Zoltek，2014年被日本东丽公司收购)、德国西格里（SGL）、英国考陶尔兹（Courtaulds）等企业。国内方面，2017年前后，上海石化和吉林化纤先后开始研制48K大丝束碳纤维，并于2018年先后成功试生产；2019年，吉林化纤完成首批120t48K大丝束碳纤维原丝出口订单，上海石化则启动1.2万吨/年48K大丝束碳纤维项目。吉林化纤集团布局“原丝-碳丝-复材制品”的碳纤维全产业链，2021年4月以来，陆续开工建设15万吨碳纤维原丝项目、600吨高性能碳纤维项目、12000吨碳纤维复材项目、6000吨碳纤维项目、20000吨碳纤维复合材料制品项目。精功科技作为国内千吨级碳纤维生产线整线供应商，2020年为吉林精功碳纤维有限公司定制2500吨级25K/50K大丝束碳纤维生产线。受益标的：上海石化、吉林碳谷、吉林化纤、光威复材。表3：国内上海石化、吉林化纤等均有大丝束碳纤维扩产计划公司名称公司简介扩产计划光威复材业务涵盖碳纤维、经编织物和机织物、系列化的树脂体系、各种预浸料、复合材料构制件和产品的设计开发、装备设计制造等上下游，依托在碳纤维领域的全产业链布局，成为复合材料业务的系统方案提供商，主要用于航空航天、风力发电领域。内蒙古光威低成本碳纤维项目规划产能1万吨，一期在建产能4000吨，预计2022年建成投产。上海石化目前拥有1500吨/年碳纤维生产能力，公司碳纤维已在抽油杆、化工管道及土木工程修复加固、部分碳纤维复合材料替代机械部件等方面实现产业化或示范应用。2.4万吨原丝、1.2万吨48K大丝束碳纤维项目2021年1月正式开工建设，预计2024年全部建成。吉林化纤公司拥有人造丝、竹纤维、腈纶纤维、碳纤维四大系列纤维，通过凯美克化工（持股100%），吉林宝旌（持股49%）进军碳纤维碳丝行业。凯美克化工聚焦1K、3K小丝束产能，具备600吨/年产能，同时另一条新线也在建设过程中；吉林宝旌现有8000吨碳纤维产能，计划于十四五期间扩产至12000吨/年。拟定增募集不超过12亿元主要用于1.2万吨碳纤维拉基板复合材料的建设。吉林碳谷公司连续聚合稳定运行技术在国内属于首创，并获得国家发明专利，在国内亦是首家采用三元水相悬浮聚合两步法生产碳纤维聚合物。产品覆盖了1K、3K、6K、12K、12KK、12S、24K、25K、48K等碳纤维原丝系列产品，现有原丝产能5万吨/年。2021年4月，年产15万吨碳纤维原丝项目正式启动。14.8%18.4%31.5%29.0%31.7%37.9%48.4%55.5%0%10%20%30%40%50%60%0.005.0010.0015.002015201620172018201920202023E2025E进口（万吨）国产（万吨）自给率（右轴）风电叶片,40.94%体育休闲,29.89%碳/碳复合材料,6.14%建筑补强,4.50%压力容器,4.09%航空航天,3.48%混配模成型,3.48%电子电气,2.46%汽车,2.46%电缆芯等其他,2.56%行业深度报告请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明11/16精功科技以12K、24K、48K及以上原丝为原料，具备年生产1千吨以上碳纤维生产能力，技术处于国际先进水平，是国内唯一一家能够提供千吨级碳纤维生产线整线的厂商。-资料来源：各公司公告、开源证券研究所3、叶片拉挤梁技术日趋成熟，酸酐型固化剂崭露头角拉挤成型应用于大梁制造优势显著，国内规模化应用在即。拉挤成型工艺是一种连续生产固定截面纤维增强复合材料的成型方法。在风电叶片主梁制造方面，先将碳纤维/玻璃纤维复合材料制成拉挤板材，然后在叶片制作时，在设定位置内，把拉挤板材黏贴在蒙皮上制成大梁。拉挤成型的一般步骤有“纤维供给─纤维导向─树脂浸渍─预成型─拉挤成型─牵引─切割─拉挤成型制品”。拉挤成型的主要优势，一是原材料利用率高，无需在片状纤维材料或预浸料上切割，直接使用原丝与预浸料带进行生产，生产过程废料少；二是可生产复杂结构型材，生产效率高。拉挤成型技术为自动化或半自动化流水线生产，同时具备“成型”和“固化”两种功能，可实现连续高效生产。三是总量优良、灵活性高、拓展/复制性强，可以在生产过程可纤维材料与基材配比、改变工艺参数进行精准控制，保证整体质量的均一性和可控性。且型材固化时由外模具包覆，固化后型材整体尺寸公差小，表面质量高。无需经验丰富的铺层工人或高成本的热压罐设备便可以完成大批量、高质量的型材生产。综上所述，相比于预浸料和灌注方案，拉挤板材具有模量更高、强度更强的性能特点，现场施工也明显优于其他两种成型方式，同时由于拉挤的成型自动化程度高、材料成本更低而使总成本得到降低。国外最早将拉挤碳板应用于叶片，迄今已有10余年量产经验，Vestas的碳梁叶片专利预计2022年7月专利保护到期，国内外叶片制造商目前都开启了碳梁叶片的布局，以适应风机大型化的趋势。图16：拉挤成型工艺是一种连续生产固定截面纤维增强复合材料的成型方法资料来源：《国产碳纤维在风电叶片主梁上的应用研究》表4：拉挤工艺明显优于灌注和预浸料工艺属性灌注板预浸料拉挤板压缩强度/Mpa73311521438压缩模量/Gpa123125149纤维体积含量%555669数据来源：《拉挤复合材料板材在风电叶片上的应用研究》、开源证券研究所碳纤维经过纱板时状态碳梁拉出后状态碳纤维浸胶后经过挤胶板时状态行业深度报告请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明12/16酸酐型固化剂是大梁拉挤成型的优先选择，风电将成为酸酐不可忽视的的新兴应用领域。拉挤板材的原材料主要采用以高性能环氧树脂为基体、碳纤维/玻璃纤维为增强材料的复合材料，其中环氧树脂在固化前是一种线性热塑性低聚物，不具有使用价值，环氧树脂从热塑性线性结构转变为网状结构的过程称为固化，固化后的树脂具有机械强度并具备使用价值，固化剂对固化成型起着至关重要的作用。目前环氧树脂固化主要使用加成聚合型固化剂，其中又以多元胺型和酸酐型固化剂使用最多。从使用条件看，多元胺性固化剂多属于常温固化剂，酸酐型固化剂则为加热固化剂。采用环氧树脂体系制造拉挤产品，如以固体胺类为固化剂，树脂体系粘度大，添加稀释剂后力学性能和耐热性能会大幅下降，也降低电性能；以甲基四氢苯酐为固化剂，能在数小时内保持低的粘度，对碳纤维有较好的浸渍作用。根据光威复材300万m/a碳梁项目环评，碳纤维、环氧树脂、酸酐固化剂消耗量分别为1719t/a、400t/a、400t/a。2019年Vestas装机交付量12.9GW，光威碳梁销量649.2万米，约占Vestas碳梁30%的供应份额。因此，对于大梁而言，1GW对应962t碳纤维/224t酸酐固化剂。我们预计2025年全球风电新增装机量120GW，按拉挤碳梁渗透率60%，新增酸酐需求1.6万吨；考虑拉挤工艺在传统玻板同样也是趋势，整体风电叶片大梁对酸酐的需求预计超过3万吨；长远来看，拉挤成型工艺作为一种连续生产固定截面纤维增强复合材料的成型方法，在电气设备、耐腐蚀部件及军事等领域的推广将带动酸酐固化剂需求快速提升。图17：酸酐属于加成聚合型固化剂之一资料来源：《高性能复合材料用环氧树脂体系的研究》国内顺酐酸酐衍生物逐步打破国外垄断，濮阳惠成为绝对龙头地位。国外顺酐酸酐衍生物厂商起步较早，核心技术主要为意大利波林（PolyntSPA）、新日本理化、日立化成株式会社、美国迪克西化工等公司掌握。顺酐酸酐衍生物产品中，四氢苯酐、六氢苯酐、甲基四氢苯酐等产品在20世纪60年代被成功开发并开始产业化应用，国外主要厂商都是同时生产四氢苯酐、六氢苯酐、甲基四氢苯酐和甲基六氢苯酐。濮阳惠成通过新产品开发及产品异构化研究，成为国内产品线最齐全的顺酐酸酐衍生物国内龙头企业。濮阳惠成目前甲基四氢苯酐产品已部分供应拉挤板领域，目前顺酐酸酐衍生物产能4.5万吨，5万吨古雷项目投产后产能预计实现翻倍增长，国内外同行均无明确扩产计划，濮阳惠成有望畅享风电、电气绝缘等行业需求的大幅增量。受益标的：濮阳惠成。行业深度报告请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明13/164、海风蓬勃发展拉动灌浆料需求，国产替代势在必行据中国能源报新闻，预计“十四五”期间，我国海上风电累计新增规模将达到45GW，即年均实现9GW海上风电新增装机量。2021年11月16日，中欧海上风电产业合作与技术创新论坛在盐城召开，国家能源局新能源司副司长王大鹏出席论坛并致辞，提及风电场布局从近海向深水沿岸转变，目前海洋生态环境保护意识逐步增强，近海海上风电总体开发潜力有限，“十四五”中后期近海资源初步紧张。同时，借鉴欧洲海上风电经验趋势，中国海上风电建设海域由近及远发展是必然趋势。海上风电机组大型化同样也是近年来的发展趋势，在风电机组单位千瓦建设成本大致相同的情况下，大功率机组不仅发电量更高，随着机位数的减少，运输、吊装、以及线路等费用的节省同样可观。在“单位千瓦成本一定，追求发电量最高”的导向下，风机单机功率的增大成为不可逆转之势。海上风电灌浆料对性能要求严苛，具有较高的技术壁垒。风机基础灌浆料适用于陆地、潮间带及海上风电场风机、升压站等基础的灌浆和调平，同时也适用于其它有高强、高耐久要求的设备基础安装工程。根据论文《海上风电导管架灌浆原型试验研究》1，海上风电导管架灌浆料需要具备低用水量、大流动性、高早强、超高强、微膨胀、高耐久等特点。灌浆料的性能决定了导管架灌浆部位的安全性和稳定性，风电机组的质量及受力情况决定灌浆料的性能要求。灌浆料对风电基础不仅起受力缓冲作用，同时也起提高结构安全性和稳定性的作用。由中交港湾研发的UHPG系列海上风电导管架灌浆连接材料产品为均布超细颗粒致密体系水泥基材料，采用聚合物改性和纳米增强技术研发而成，产品是以特种水泥、超细矿物掺合料、纳米微粉和复合膨胀剂等组成的胶凝材料与优质天然高强石英砂、高性能减水剂、聚合物和其他各类化学改性剂组成的干混材料。根据论文《海上风电导管架结构与桩基灌浆连接施工工艺》2，提到海上风机结构所受到的力极为复杂，包括风机叶片和风机自身旋转以及塔桶造成的风机载荷、波浪力、潮流力、船舶的撞击力等，这就决定了近海风电导管架基础的灌浆连接尤其重要，尤其是在灌浆材料的选择和灌浆质量的控制等方面的要求将更加严格。图18：导管架式为海上风电机组固定式支撑结构的一种图19：灌浆料性能决定导管架灌浆部位安全性和稳定性资料来源：搜狐新闻资料来源：王大鹏,许卫士,李鸿运.海上风电导管架结构与桩基灌浆连接施工工艺[J].海洋开发与管理,2018,S1:881汪冬冬,陈克伟,王成启,等.海上风电导管架灌浆原型试验研究[J].海洋开发与管理,2018,35(A01):6.2王大鹏,许卫士,李鸿运.海上风电导管架结构与桩基灌浆连接施工工艺[J].海洋开发与管理,2018,S1:88行业深度报告请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明14/16海上风电的蓬勃发展拉动灌浆料需求，国产替代势在必行。我们假设一台海上风机约使用100-200吨灌浆料，目前主流海上风机大约为8MW，据中国能源报新闻，“十四五”期间海上风电装机量累计达45GW，则平均每年需要新增9GW，对应每年约11.3-22.5万吨灌浆料需求，目前海上风机灌浆料价格大约为5000元/吨左右，对应5.6-11.3亿元市场规模。值得注意的是，随着海上风电朝着大型化和深海化发展，单台风机灌浆料的使用量或将随之增长。目前国内灌浆料市场大多被海外化工巨头Sika和BASF占据，国产灌浆料与国外进口产品相比，具备短距离运输、供货周期短、售后服务响应及时等优点，长期来看海上风电灌浆料国产化是必然趋势。苏博特作为国内灌浆料龙头企业正在快速崛起，公司始终以研发为驱动，建有“高性能土木工程材料国家重点实验室”、“江苏省功能性聚醚工程技术研究中心”等行业领先的科研平台，以主业减水剂为核心支柱，向功能性材料领域不断进军，立志于成为行业领先的新型土木工程材料供应商。受益标的：苏博特。5、受益标的盈利预测与估值随着海上大叶片的发展，碳纤维轻质高模高强增强材料用量剧增，拉挤成型工艺愈发成熟拉动酸酐类新型固化剂的替代需求，越来越重的叶片对海上风机基座灌浆料也提出了更苛刻的要求。受益标的：上海石化、吉林碳谷、吉林化纤、光威复材、濮阳惠成、苏博特。表5：受益标的盈利预测与估值证券简称2022年01月07日收盘价（元/股）归母净利润增速（%）PE评级20202021E2022E2023E20202021E2022E2023E上海石化4.36-71.63394.8721.972.3975.1315.1812.4512.16未评级吉林碳谷50.29-563.3985.2964.4741.63115.0962.1137.7626.66未评级吉林化纤5.04-356.61-115.65291.78220.98-46.84299.4176.4223.81未评级光威复材76.7022.9825.1427.1325.5161.9649.5138.9431.03买入濮阳惠成23.2723.6631.5429.3225.2938.3729.1722.5618.00买入苏博特27.7024.4028.1428.2722.4626.4120.6116.0713.12未评级数据来源：Wind、开源证券研究所注：除濮阳惠成外，其他公司的盈利预测与估值来自Wind的一致预期6、风险提示风电装机量增长不及预期，技术突破不及预期，行业竞争加剧等。行业深度报告请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明15/16特别声明《证券期货投资者适当性管理办法》、《证券经营机构投资者适当性管理实施指引（试行）》已于2017年7月1日起正式实施。根据上述规定，开源证券评定此研报的风险等级为R3（中风险），因此通过公共平台推送的研报其适用的投资者类别仅限定为专业投资者及风险承受能力为C3、C4、C5的普通投资者。若您并非专业投资者及风险承受能力为C3、C4、C5的普通投资者，请取消阅读，请勿收藏、接收或使用本研报中的任何信息。因此受限于访问权限的设置，若给您造成不便，烦请见谅！感谢您给予的理解与配合。分析师承诺负责准备本报告以及撰写本报告的所有研究分析师或工作人员在此保证，本研究报告中关于任何发行商或证券所发表的观点均如实反映分析人员的个人观点。负责准备本报告的分析师获取报酬的评判因素包括研究的质量和准确性、客户的反馈、竞争性因素以及开源证券股份有限公司的整体收益。所有研究分析师或工作人员保证他们报酬的任何一部分不曾与，不与，也将不会与本报告中具体的推荐意见或观点有直接或间接的联系。股票投资评级说明评级说明证券评级买入（Buy）预计相对强于市场表现20%以上；增持（outperform）预计相对强于市场表现5%～20%；中性（Neutral）预计相对市场表现在－5%～＋5%之间波动；减持（underperform）预计相对弱于市场表现5%以下。行业评级看好（overweight）预计行业超越整体市场表现；中性（Neutral）预计行业与整体市场表现基本持平；看淡（underperform）预计行业弱于整体市场表现。备注：评级标准为以报告日后的6~12个月内，证券相对于市场基准指数的涨跌幅表现，其中A股基准指数为沪深300指数、港股基准指数为恒生指数、新三板基准指数为三板成指（针对协议转让标的）或三板做市指数（针对做市转让标的）、美股基准指数为标普500或纳斯达克综合指数。我们在此提醒您，不同证券研究机构采用不同的评级术语及评级标准。我们采用的是相对评级体系，表示投资的相对比重建议；投资者买入或者卖出证券的决定取决于个人的实际情况，比如当前的持仓结构以及其他需要考虑的因素。投资者应阅读整篇报告，以获取比较完整的观点与信息，不应仅仅依靠投资评级来推断结论。分析、估值方法的局限性说明本报告所包含的分析基于各种假设，不同假设可能导致分析结果出现重大不同。本报告采用的各种估值方法及模型均有其局限性，估值结果不保证所涉及证券能够在该价格交易。行业深度报告请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明16/16法律声明开源证券股份有限公司是经中国证监会批准设立的证券经营机构，已具备证券投资咨询业务资格。本报告仅供开源证券股份有限公司（以下简称“本公司”）的机构或个人客户（以下简称“客户”）使用。本公司不会因接收人收到本报告而视其为客户。本报告是发送给开源证券客户的，属于机密材料，只有开源证券客户才能参考或使用，如接收人并非开源证券客户，请及时退回并删除。本报告是基于本公司认为可靠的已公开信息，但本公司不保证该等信息的准确性或完整性。本报告所载的资料、工具、意见及推测只提供给客户作参考之用，并非作为或被视为出售或购买证券或其他金融工具的邀请或向人做出邀请。本报告所载的资料、意见及推测仅反映本公司于发布本报告当日的判断，本报告所指的证券或投资标的的价格、价值及投资收入可能会波动。在不同时期，本公司可发出与本报告所载资料、意见及推测不一致的报告。客户应当考虑到本公司可能存在可能影响本报告客观性的利益冲突，不应视本报告为做出投资决策的唯一因素。本报告中所指的投资及服务可能不适合个别客户，不构成客户私人咨询建议。本公司未确保本报告充分考虑到个别客户特殊的投资目标、财务状况或需要。本公司建议客户应考虑本报告的任何意见或建议是否符合其特定状况，以及（若有必要）咨询独立投资顾问。在任何情况下，本报告中的信息或所表述的意见并不构成对任何人的投资建议。在任何情况下，本公司不对任何人因使用本报告中的任何内容所引致的任何损失负任何责任。若本报告的接收人非本公司的客户，应在基于本报告做出任何投资决定或就本报告要求任何解释前咨询独立投资顾问。本报告可能附带其它网站的地址或超级链接，对于可能涉及的开源证券网站以外的地址或超级链接，开源证券不对其内容负责。本报告提供这些地址或超级链接的目的纯粹是为了客户使用方便，链接网站的内容不构成本报告的任何部分，客户需自行承担浏览这些网站的费用或风险。开源证券在法律允许的情况下可参与、投资或持有本报告涉及的证券或进行证券交易，或向本报告涉及的公司提供或争取提供包括投资银行业务在内的服务或业务支持。开源证券可能与本报告涉及的公司之间存在业务关系，并无需事先或在获得业务关系后通知客户。本报告的版权归本公司所有。本公司对本报告保留一切权利。除非另有书面显示，否则本报告中的所有材料的版权均属本公司。未经本公司事先书面授权，本报告的任何部分均不得以任何方式制作任何形式的拷贝、复印件或复制品，或再次分发给任何其他人，或以任何侵犯本公司版权的其他方式使用。所有本报告中使用的商标、服务标记及标记均为本公司的商标、服务标记及标记。开源证券研究所上海深圳地址：上海市浦东新区世纪大道1788号陆家嘴金控广场1号楼10层邮编：200120邮箱：research@kysec.cn地址：深圳市福田区金田路2030号卓越世纪中心1号楼45层邮编：518000邮箱：research@kysec.cn北京西安地址：北京市西城区西直门外大街18号金贸大厦C2座16层邮编：100044邮箱：research@kysec.cn地址：西安市高新区锦业路1号都市之门B座5层邮编：710065邮箱：research@kysec.cn