建筑材料行业:碳纤维-长景气高成长赛道,国产替代创造绝佳投资窗口-中信建投VIP专享VIP免费

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限公司在香港提供。同时请参阅最后一页的重要声明。
证券研究报告·行业深度报告
碳纤维:长景气高成长赛道,
国产替代创造绝佳投资窗口
1、碳纤维:材料性能优异,应用前景广阔
碳纤维材料性能优异,多规格产品可广泛应用于航空航天、风电叶
片等高附加值领域。当前聚丙烯腈PAN基碳纤维工艺简单、品质
优良,在碳纤维中占比 90%以上。2019 年以来,国内碳纤维价格
3年上涨,当前维持高位运行,行业盈利能力大幅改善。下游需
求高景气,叠加国产替代有序推进,创造了绝佳的投资窗口。
2、需求端:风光氢持续高景气,航空航天创造长期空间
2021 年全球碳纤维需求量达到 11.80 万吨10 CAGR 10.37%
中国市场新兴需求快速释放,较全球获得显著超额增速,CAGR
20.97%截至 2021 年中国市场需求量为 6.24 万吨同比增长 27.69%
全球占比首次超过 50%。分领域来看,2021 年中国 75%碳纤维需求
集中在风电叶片、体育休闲与碳碳复材等优势领域;预计 2025 年国
内碳纤维需求量接近 16 吨,全球占比达80%
1)风电叶片:“双碳”政策推动风电长期发展,叶片大型化提升碳
纤维需求;预计到 2025 年国内陆风+海风合计需求 5.89 万吨,复合
增速达 27.2%2)碳碳复材:国内光伏产业在全球具备领先优势
热场材料将显著受益于光伏行业高景气;预计中国碳碳复材用碳纤
维需求将从 2021 年的 0.7 万吨,提升至 2025 年的 1.64 万吨,复合
增速 23.73%3力容器受益于氢能产业发展,储氢气瓶市场
前景可观;2025 年国内压力容器碳纤维需求量有望突破 8130 万吨,
复合增速达 28.30%4航空航天全球市场缓慢复苏,中国市场
潜力巨大,受益于未来 10 年我国新型战机更新换代,以及国产大飞
C919C929 的放量,年均碳纤维增量需求有望实现 2071 吨。
新兴应用市场不断扩展,碳纤维需求多点开花。拆分 2025 年应用结
构,预计国内 2025 年①T300 级大丝束、②T300 级小丝束、③T700
及以上小丝束碳纤维依次面临 7.313.904.72 万吨需求,分别占
45.91%24.47%29.62%
3、供给端:国产替代正当时,高端小丝束格局长期向好
竞争壁垒:碳纤维产业链中,原丝环节技术壁垒极高,尤其是高性
能小丝束干喷湿纺工艺以及 48K 及以上大丝束原丝的制备,本征性
的突破、稳定性及工艺加工性的提升,需要十年如一日地摸索前
进。碳化环节资金门槛高,万吨产线投资额约为 20 亿元航空航天
高性能碳纤维投资门槛高出 5倍,需要庞大的资金实力。
全球格局过去国际碳纤维市场长年为日美企业所垄断。2020
日本东丽对中国断供,叠加疫情影响海运受阻,国内碳纤维厂商迎
来进口替代发展机遇2021 我国碳纤维国产化率提升 9个百分点
46.89%2022 1-4 我国碳纤维单月产量已经突破 3000 吨,
月出口量 400-600 吨;1-4 月表观消费量的国产化率整体达到
61.22%,较 2021 取得更快突破。
维持评级
强于大市
杨光
yangguang@csc.com.cn
13003192992
SAC 执证编号:S1440519110003
SFC 中央编号:BQE142
研究助理 李长鸿
lichanghong@csc.com.cn
发布日期: 2022 06 16
市场表现
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2021/12/15
2022/1/15
2022/2/15
2022/3/15
2022/4/15
2022/5/15
2022/6/15
建筑材料 上证指数
建筑材料
行业深度报告
建筑材料
产能扩张2021 年,全球碳纤维运行产能为 20.76 万吨,其中国内碳纤维产能 6.34 万吨,占全球总产能的 30.5%
十四五期间国内碳纤维产能将迎来大幅扩张,预计 2022-2023 年是当前规划产能密集落地的时点;2025 年国
内落地的碳纤维总产能或将达到 19.38 万吨,其中吉林化纤集团(含吉林国兴、吉林宝旌)、中复神鹰、光威复
材、上海石化预计达到 6.082.751.371.35 吨。
供需研判:基于 3点原因我们判断国内碳纤维不会面临严重产能过剩:1产能实际落地;2产能利用率不高;
3高端、低端供需结构分化。整体而言,假如不依赖进口且产能利用率为 70%预计 2022 年仍将面临 5816
的供给缺口,2023 过剩 8327 吨,主要体现在低端产品上;随着 2024-2025 需求的快速提升,将逐渐供需平
衡并再次出现一定的供给缺口。分结构来看:干喷湿纺工艺技术门槛将长期存在,预计 2025 年我国仍面临 3734
吨高端小丝束碳纤维产能缺口,高端小丝束将处于长景气区间。
4、关注国内企业:降本提效持续突破,术业专攻各有所长
中简科技、光威复材定位军工领域,产品均价高、毛利厚;中复神鹰、吉林碳谷、恒神股份深耕民用领域,盈
利能力逐年显著提升。2018-2020 ,军民领域碳纤维成本均呈现下降趋势,一方面受益于原材料丙烯腈降价
另一方面得益于制造端持续降本增效、降低损耗。随着工艺水平的成熟,单线规模、纺丝速度与产品良率的提
升,国内企业将持续降本夯实盈利空间。重点关注:中复神鹰(中建材旗下碳纤维翘楚,募资扩产助力“神鹰”
腾飞)吉林化纤集团(原丝、碳化、复材一体化布局的碳纤维产业集群)恒神股份(跨过黑暗是黎明,进口
替代需求爆发扭亏为盈), 光威复材(军民融合全产业链布局,多领域全面发), 中简科技(军品碳纤维龙头
产能释放为大订单落地保驾护航)。
风险分析:
1)碳纤维下游需求增长不及预期;2)能源及原材料价格上涨超预期;3)行业产能过剩的风险。
行业深度报告
建筑材料
目录
一、碳纤维:材料性能优异,应用前景广 ....................................................................................................... 1
1.1 碳纤维规格多样,材料性能优异 ............................................................................................................ 1
1.2 PAN 基碳纤维成为市场主流,原丝成本占据半壁江山 ......................................................................... 2
1.3 碳纤维价格上涨叠加丙烯腈降价,毛利率空间显著增 ..................................................................... 3
二、需求端:风光氢持续高景气,航空航天创造长期空间 ................................................................................ 5
2.1 风电叶片:双碳策推动风电长期发展,叶片大型化提升碳纤维需求 ......................................... 7
2.2 碳碳复材:热场材料受益于光伏行业高景气 ........................................................................................11
2.3 压力容器:受益于氢能产业发展,储氢气瓶市场前景可观 ............................................................... 14
2.4 航空航天:全球市场缓慢复苏,中国市场潜力巨大 ........................................................................... 16
军用航空:十四五期间新型战机更新换代需求大,推动碳纤维需求增 .................................. 16
民用航空:碳纤维复合材料应用范围不断扩大,质量占比不断提升 .............................................. 18
2.5 新兴应用市场不断扩展,碳纤维需求多点开花 ................................................................................... 21
三、供给端:国产替代正当时,高端小丝束格局长期向好 .............................................................................. 25
3.1 原丝环节高技术壁垒,碳化环节高资金门槛 ....................................................................................... 25
3.2 日、美企业占据国际市场,碳纤维国产替代持续推进 ....................................................................... 27
3.3 行业产能大幅扩张,高端小丝束格局有望长期向好 ........................................................................... 29
2022-2025 供需格局研判 ................................................................................................................... 31
四、关注国内企业:降本提效持续突破,术业专攻各有所 .......................................................................... 32
4.1 中复神鹰:中建材旗下碳纤维翘楚,募资扩产助力神鹰腾飞 ....................................................... 36
中高端民品碳纤维龙头,业绩快速释放.............................................................................................. 36
研发:干喷湿纺引领技术创新,降本空间持续打开 .......................................................................... 38
产品:对标日本东丽,深T700 优势赛道 ....................................................................................... 39
产能:募资扩产提升供应能力,产业链同步强化 .............................................................................. 40
4.2 吉林化纤集团:原丝、碳化、复材一体化布局的碳纤维产业集群 ................................................... 42
吉林化纤集团:打通碳纤维原丝、碳化、复材环节,上下游一体化布局 ...................................... 42
吉林碳谷:国内唯一市场化外销、产量最大的原丝制造龙头企业 .................................................. 42
吉林化纤:粘胶纤维龙头地位稳固,碳纤维大小丝束两端发力 ...................................................... 45
4.3 恒神股份:跨过黑暗是黎明,进口替代需求爆发扭亏为盈 ............................................................... 48
全产业链国产碳纤维代表型企业,2021 年度公司扭亏为盈 ............................................................. 48
研发投入长期积累,高附加值业务前景广 ...................................................................................... 50
4.4 光威复材:军民融合全产业链布局,多领域全面发力 ....................................................................... 52
碳纤维行业首A股上市公司,业绩长期稳步增长 ......................................................................... 52
军用航空订单稳固护城河,增资光晟入驻航天市场 .......................................................................... 54
民用高性能小丝束持续扩展,打造业绩发力点 .................................................................................. 55
4.5 中简科技:军品碳纤维龙头,产能释放为大订单落地保驾护航 ....................................................... 58
专注于高性能航空航天碳纤维,盈利能力突出 .................................................................................. 58
超大订单彰显资质与实力,产能释放助力业绩腾飞 .......................................................................... 59
风险分析 ................................................................................................................................................................. 62
本报告由中信建投证券股份有限公司在中华人民共和国(仅为本报告目的,不包括香港、澳门、台湾)提供,由中信建投(国际)证券有限公司在香港提供。同时请参阅最后一页的重要声明。证券研究报告·行业深度报告碳纤维:长景气高成长赛道,国产替代创造绝佳投资窗口1、碳纤维:材料性能优异,应用前景广阔碳纤维材料性能优异,多规格产品可广泛应用于航空航天、风电叶片等高附加值领域。当前聚丙烯腈(PAN)基碳纤维工艺简单、品质优良,在碳纤维中占比90%以上。2019年以来,国内碳纤维价格持续3年上涨,当前维持高位运行,行业盈利能力大幅改善。下游需求高景气,叠加国产替代有序推进,创造了绝佳的投资窗口。2、需求端:风光氢持续高景气,航空航天创造长期空间2021年全球碳纤维需求量达到11.80万吨,10年CAGR达10.37%;中国市场新兴需求快速释放,较全球获得显著超额增速,CAGR达20.97%,截至2021年中国市场需求量为6.24万吨,同比增长27.69%,全球占比首次超过50%。分领域来看,2021年中国75%碳纤维需求集中在风电叶片、体育休闲与碳碳复材等优势领域;预计2025年国内碳纤维需求量接近16万吨,全球占比达到80%。1)风电叶片:“双碳”政策推动风电长期发展,叶片大型化提升碳纤维需求;预计到2025年国内陆风+海风合计需求5.89万吨,复合增速达27.2%。2)碳碳复材:国内光伏产业在全球具备领先优势,热场材料将显著受益于光伏行业高景气;预计中国碳碳复材用碳纤维需求将从2021年的0.7万吨,提升至2025年的1.64万吨,复合增速23.73%。3)压力容器:受益于氢能产业发展,储氢气瓶市场前景可观;2025年国内压力容器碳纤维需求量有望突破8130万吨,复合增速达28.30%。4)航空航天:全球市场缓慢复苏,中国市场潜力巨大,受益于未来10年我国新型战机更新换代,以及国产大飞机C919、C929的放量,年均碳纤维增量需求有望实现2071吨。新兴应用市场不断扩展,碳纤维需求多点开花。拆分2025年应用结构,预计国内2025年①T300级大丝束、②T300级小丝束、③T700及以上小丝束碳纤维依次面临7.31、3.90、4.72万吨需求,分别占比45.91%、24.47%、29.62%。3、供给端:国产替代正当时,高端小丝束格局长期向好竞争壁垒:碳纤维产业链中,原丝环节技术壁垒极高,尤其是高性能小丝束干喷湿纺工艺以及48K及以上大丝束原丝的制备,本征性能的突破、稳定性及工艺加工性的提升,需要十年如一日地摸索前进。碳化环节资金门槛高,万吨产线投资额约为20亿元,航空航天高性能碳纤维投资门槛高出5倍,需要庞大的资金实力。全球格局:过去国际碳纤维市场长年为日、美企业所垄断。2020年日本东丽对中国断供,叠加疫情影响海运受阻,国内碳纤维厂商迎来进口替代发展机遇。2021年我国碳纤维国产化率提升9个百分点至46.89%,2022年1-4月,我国碳纤维单月产量已经突破3000吨,单月出口量400-600吨;1-4月表观消费量的国产化率整体达到61.22%,较2021年取得更快突破。维持评级强于大市杨光yangguang@csc.com.cn13003192992SAC执证编号:S1440519110003SFC中央编号:BQE142研究助理李长鸿lichanghong@csc.com.cn发布日期:2022年06月16日市场表现相关研究报告-23%-13%-3%7%17%2021/6/152021/7/152021/8/152021/9/152021/10/152021/11/152021/12/152022/1/152022/2/152022/3/152022/4/152022/5/152022/6/15建筑材料上证指数建筑材料行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明产能扩张:2021年,全球碳纤维运行产能为20.76万吨,其中国内碳纤维产能6.34万吨,占全球总产能的30.5%。十四五期间国内碳纤维产能将迎来大幅扩张,预计2022-2023年是当前规划产能密集落地的时点;到2025年国内落地的碳纤维总产能或将达到19.38万吨,其中吉林化纤集团(含吉林国兴、吉林宝旌)、中复神鹰、光威复材、上海石化预计达到6.08、2.75、1.37、1.35万吨。供需研判:基于3点原因我们判断国内碳纤维不会面临严重产能过剩:1)产能实际落地;2)产能利用率不高;3)高端、低端供需结构分化。整体而言,假如不依赖进口且产能利用率为70%,预计2022年仍将面临5816吨的供给缺口,2023年过剩8327吨,主要体现在低端产品上;随着2024-2025年需求的快速提升,将逐渐供需平衡并再次出现一定的供给缺口。分结构来看:干喷湿纺工艺技术门槛将长期存在,预计2025年我国仍面临3734吨高端小丝束碳纤维产能缺口,高端小丝束将处于长景气区间。4、关注国内企业:降本提效持续突破,术业专攻各有所长中简科技、光威复材定位军工领域,产品均价高、毛利厚;中复神鹰、吉林碳谷、恒神股份深耕民用领域,盈利能力逐年显著提升。2018-2020年,军民领域碳纤维成本均呈现下降趋势,一方面受益于原材料丙烯腈降价,另一方面得益于制造端持续降本增效、降低损耗。随着工艺水平的成熟,单线规模、纺丝速度与产品良率的提升,国内企业将持续降本夯实盈利空间。重点关注:中复神鹰(中建材旗下碳纤维翘楚,募资扩产助力“神鹰”腾飞),吉林化纤集团(原丝、碳化、复材一体化布局的碳纤维产业集群),恒神股份(跨过黑暗是黎明,进口替代需求爆发扭亏为盈),光威复材(军民融合全产业链布局,多领域全面发力),中简科技(军品碳纤维龙头,产能释放为大订单落地保驾护航)。风险分析:1)碳纤维下游需求增长不及预期;2)能源及原材料价格上涨超预期;3)行业产能过剩的风险。行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明目录一、碳纤维:材料性能优异,应用前景广阔.......................................................................................................11.1碳纤维规格多样,材料性能优异............................................................................................................11.2PAN基碳纤维成为市场主流,原丝成本占据半壁江山.........................................................................21.3碳纤维价格上涨叠加丙烯腈降价,毛利率空间显著增厚.....................................................................3二、需求端:风光氢持续高景气,航空航天创造长期空间................................................................................52.1风电叶片:“双碳”政策推动风电长期发展,叶片大型化提升碳纤维需求.........................................72.2碳碳复材:热场材料受益于光伏行业高景气........................................................................................112.3压力容器:受益于氢能产业发展,储氢气瓶市场前景可观...............................................................142.4航空航天:全球市场缓慢复苏,中国市场潜力巨大...........................................................................16军用航空:“十四五”期间新型战机更新换代需求大,推动碳纤维需求增长..................................16民用航空:碳纤维复合材料应用范围不断扩大,质量占比不断提升..............................................182.5新兴应用市场不断扩展,碳纤维需求多点开花...................................................................................21三、供给端:国产替代正当时,高端小丝束格局长期向好..............................................................................253.1原丝环节高技术壁垒,碳化环节高资金门槛.......................................................................................253.2日、美企业占据国际市场,碳纤维国产替代持续推进.......................................................................273.3行业产能大幅扩张,高端小丝束格局有望长期向好...........................................................................292022-2025年供需格局研判...................................................................................................................31四、关注国内企业:降本提效持续突破,术业专攻各有所长..........................................................................324.1中复神鹰:中建材旗下碳纤维翘楚,募资扩产助力“神鹰”腾飞.......................................................36中高端民品碳纤维龙头,业绩快速释放..............................................................................................36研发:干喷湿纺引领技术创新,降本空间持续打开..........................................................................38产品:对标日本东丽,深耕T700优势赛道.......................................................................................39产能:募资扩产提升供应能力,产业链同步强化..............................................................................404.2吉林化纤集团:原丝、碳化、复材一体化布局的碳纤维产业集群...................................................42吉林化纤集团:打通碳纤维原丝、碳化、复材环节,上下游一体化布局......................................42吉林碳谷:国内唯一市场化外销、产量最大的原丝制造龙头企业..................................................42吉林化纤:粘胶纤维龙头地位稳固,碳纤维大小丝束两端发力......................................................454.3恒神股份:跨过黑暗是黎明,进口替代需求爆发扭亏为盈...............................................................48全产业链国产碳纤维代表型企业,2021年度公司扭亏为盈.............................................................48研发投入长期积累,高附加值业务前景广阔......................................................................................504.4光威复材:军民融合全产业链布局,多领域全面发力.......................................................................52碳纤维行业首家A股上市公司,业绩长期稳步增长.........................................................................52军用航空订单稳固护城河,增资光晟入驻航天市场..........................................................................54民用高性能小丝束持续扩展,打造业绩发力点..................................................................................554.5中简科技:军品碳纤维龙头,产能释放为大订单落地保驾护航.......................................................58专注于高性能航空航天碳纤维,盈利能力突出..................................................................................58超大订单彰显资质与实力,产能释放助力业绩腾飞..........................................................................59风险分析.................................................................................................................................................................621行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明一、碳纤维:材料性能优异,应用前景广阔1.1碳纤维规格多样,材料性能优异碳纤维材料性能优异,多规格产品可广泛应用于航空航天、风电叶片等高附加值领域。碳纤维是由聚丙烯腈、沥青基等有机纤维(原丝)在高温环境下裂解碳化形成的碳主链结构高性能纤维材料,其含碳量在90%以上。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、膨胀系数小等优异性能,是目前已大量生产的高性能纤维中具有最高的比强度和最高的比模量的纤维。碳纤维在航空航天、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。图表1:碳纤维下游应用实例图表2:原丝(白色)与碳纤维(黑色)对比资料来源:光威复材招股说明书,中信建投资料来源:光威复材招股说明书,中信建投图表3:主要工业材料性能对比材料密度(g/m³)抗拉强度(GPa)拉伸模量(GPa)均价(元/kg)优点缺点铝合金2.80.477525制造技术成熟,物理性能良好成本较高,承载能力、耐高温性较弱钛合金4.50.96114120热膨胀系数低,可塑性良好,抗腐蚀成本较高,比重较大高强钢7.81.082105制造技术成熟,耐腐蚀性好,成本低廉机械性能较弱,强度偏低玻璃纤维21.5425优秀的绝缘、耐高温、抗腐蚀能力性脆,耐磨性较差碳纤维1.5-22.0-7.0200-700180力学性能优异,轻量化程度高成本高,制造工艺复杂难度大资料来源:高瞻智库,中信建投根据原丝种类的不同,碳纤维可分为聚丙烯腈(PAN)基碳纤维、沥青基碳纤维和粘胶基碳纤维三大类。聚丙烯腈(PAN)基碳纤维较于其他两种碳纤维工艺难度更低,同时拥有优异的成品品质和优良的力学性能,是目前应用领域最广,产量也最大的一种碳纤维,占据市场90%以上的份额。2行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明图表4:按照不同原丝类型分类的碳纤维原丝类型优势劣势应用现状聚丙烯腈(PAN)基成品品质优异,工艺较简单,产品力学性能优良-碳纤维主流沥青基原料来源丰富,碳化收率高原料调制复杂,产品性能较低目前规模较小粘胶基高耐温性碳化收率低,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资料来源:光威复材招股说明书,中信建投根据丝束大小的不同,碳纤维可以分为大丝束纤维和小丝束纤维,分别对应不同的应用领域。一般48K及以上被称为大丝束(1K表示一束碳纤维丝中含有1000根原丝),主要应用于以风电为代表的工业领域;24K及以下被称为小丝束,主要应用于国防军工、航空航天、体育休闲等领域。大丝束碳纤维与小丝束碳纤维相比具有生产原料广、性价比高的优势。图表5:按照不同丝束大小分类的碳纤维类型丝束数量物理性质应用现状工业级(大丝束)48K、60K、120K、360K、480K强度1000MPa,模量100GPa应用于工业宇航级(小丝束)1K、3K、6K、12K、24K强度2000MPa以上,模量250GPa以上应用于国防军工、航空航天、体育等领域资料来源:赛奥碳纤维,前瞻产业研究院,中信建投1.2PAN基碳纤维成为市场主流,原丝成本占据半壁江山聚丙烯腈(PAN)基碳纤维工艺简单、品质优良,在碳纤维中占比90%以上。聚丙烯腈(PAN)基碳纤维制造主要分为原丝和碳化两个环节。原丝生产过程主要包括聚合、脱泡、计量、喷丝、牵引、水洗、上油、烘干收丝等工序。原丝经预氧化、低温碳化、高温碳化工艺即可制成碳纤维,再经石墨化即可制得石墨纤维,石墨纤维是含碳量高于99%的碳纤维。理论上,每吨碳纤维理论耗用丙烯腈1.96吨;从丙烯腈到原丝、再到碳纤维,生产效率越高、损耗越少,越接近理论耗用值。图表6:聚丙烯腈(PAN)基碳纤维碳化全过程化学示意图资料来源:光威复材招股说明书,中信建投以聚丙烯腈(PAN)基碳纤维为例分析碳纤维制造成本:从工艺步骤来看,碳纤维生产成本主要包括原丝、预氧化、碳化、表面上浆和卷绕成本。其中,PAN原丝成本约11.11美元/kg,占碳纤维生产成本的51%,是主要因素;其次是碳化和预氧化,成本为5.12美元/kg和3.40美元/kg,占比分别为23%、16%。按照30%的毛利3行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明率计算,碳纤维均价在28美元/kg左右。从成本要素平均构成来看,原材料和燃料各占碳纤维生产成本的30%,人工占20%,折旧占10%。大丝束碳纤维成本整体较低,原材料成本占比相对更高;小丝束在燃料和折旧方面成本占比更高。图表7:碳纤维成本构成(按工艺步骤)图表8:碳纤维成本构成(按成本要素)资料来源:《高科技纤维与应用》,中信建投资料来源:RMI,中信建投1.3碳纤维价格上涨叠加丙烯腈降价,毛利率空间显著增厚国内碳纤维价格连续3年上涨,当前维持高位运行。2022年一季度国内碳纤维市场均价维持在180元/公斤以上,其中国产T300级别12K碳纤维市场价格参考180-200元/千克;国产T300级别24/25K碳纤维市场价格参考150-155元/千克;国产T300级别48/50K碳纤维市场价格参考140-145元/千克;国产T700级别12K碳纤维市场价格参考260-270元/千克。图表9:分年度碳纤维价格走势(元/公斤)图表10:大小丝束价格对比(元/公斤)资料来源:百川盈孚,中信建投资料来源:百川盈孚,中信建投丙烯腈大幅跌价,碳纤维利润明显增厚。碳纤维价格持续攀升使得行业盈利能力显著改善,在2020年2-3季度实现扭亏为盈;据百川盈孚数据,2022年以来碳纤维整毛利率突破30%。随着上游原材料丙烯腈大幅跌价,碳纤维利润预计还将有所增厚。截至一季度末,PAN基T300-12K碳纤维利润约62元/千克,T300-24K碳纤维51%23%16%6%4%原丝碳化预氧化卷绕表面上浆30%30%20%10%10%原材料燃料人工折旧其他801001201401601802001月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月20192020202120220501001502002502020-022020-042020-062020-082020-102020-122021-022021-042021-062021-082021-102021-122022-02碳纤维大丝束国内(元/千克)碳纤维小丝束国内(元/千克)碳纤维市场均价(元/千克)4行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明利润约25元/千克。需求端持续景气,供给端国产替代有序推进,成本端逐渐企稳回落,使得碳纤维面临绝佳的投资窗口期。图表11:2022年以来丙烯腈价格大幅下降图表12:2020年以来国产碳纤维逐步扭亏为盈(元/公斤)资料来源:百川盈孚,Wind,中信建投资料来源:百川盈孚,Wind,中信建投02,0004,0006,0008,00010,00012,00014,00016,00018,00020,000020,00040,00060,00080,000100,000120,000140,000160,000180,000200,0002019-042020-042021-04碳纤维价格(元/吨)丙烯腈价格(元/吨,右轴)-15%-10%-5%0%5%10%15%20%25%30%35%-500501001502002502019-032019-062019-092019-122020-032020-062020-092020-122021-032021-062021-092021-122022-03成本毛利毛利率(右轴)5行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明二、需求端:风光氢持续高景气,航空航天创造长期空间全球碳纤维市场需求稳步增长,中国碳纤维需求加速提升。根据赛奥碳纤维的数据,过去10年全球碳纤维需求量CAGR达10.37%;2021年全球碳纤维需求量同比增长10.38%至11.80万吨,增速显著提升7.59个百分点。同期中国市场由于应用比例基数较低,CAGR达20.97%,但由于新兴行业需求快速释放,中国市场增速处在持续上升的态势;截至2021年中国市场需求量为6.24万吨,同比增长27.69%,需求量全球占比首次超过50%,增速及需求规模均全球领先。图表13:全球碳纤维需求量及增速图表14:中国碳纤维需求量及增速资料来源:赛奥碳纤维,前瞻产业研究院,中信建投资料来源:赛奥碳纤维,前瞻产业研究院,中信建投从应用领域来看,全球碳纤维主要用于风电叶片、体育休闲、航空航天三大领域上。2021年风电叶片碳纤维需求增长7.84%至3.30万吨,占全球总需求的27.97%,依旧是碳纤维下游最大市场;体育休闲市场同比增长20.13%至1.85万吨,占比15.68%;航空航天需求增长0.30%至1.65万吨,占比13.98%。压力容器、碳碳复材需求分别增长25%、70%至1.10万吨、0.85万吨,与体育休闲成为全球碳纤维市场增长的主力。中国75%碳纤维需求集中在风电叶片、体育休闲与碳碳复材,2021年需求量达到2.25、1.75、0.70万吨,分别对应细分领域全球总需求的68%、95%、82%;2021年受益于全球光伏行业的快速增长,中国碳碳复材需求量增加4000吨,增幅高达133%,逐渐成为国内优势领域。图表15:2021年全球碳纤维各行业需求量(千吨)图表16:2021年中国碳纤维各行业需求量(吨)资料来源:赛奥碳纤维,中信建投资料来源:赛奥碳纤维,中信建投-10%-5%0%5%10%15%20%25%30%02468101214全球碳纤维需求量(万吨)同比增速(右轴)-20%0%20%40%60%80%100%01234567中国碳纤维需求量(万吨)同比增长(右轴)16.5,13.98%33.0,27.97%18.5,15.68%11.0,9.32%8.98%8.05%8.5,7.20%3.56%1.69%1.27%0.93%1.36%航空航天风电叶片体育休闲压力容器混配模成型汽车碳碳复材建筑电子电气船舶电缆芯其他22500,36.07%17500,28.05%7000,11.22%4.81%4.81%4.01%3.21%2.56%2.24%0.64%0.48%1.89%风电叶片体育休闲碳碳复材压力容器混配模成型建筑补强航空航天汽车电子电气电缆芯船舶其他6行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明从全球碳纤维市场需求金额行业占比来看,航空航天超过风电叶片与体育休闲总和。航空航天用碳纤维丝束小、质量要求最高,2021年达到72美元/公斤的最高均价,同比增长20%,因此具有最高的市场需求金额。2021年全球航空航天碳纤维需求金额11.88亿美元,占比高达34.94%。风电叶片作为近年来发展起来的碳纤维应用领域,已成为销量第一的碳纤维应用市场,但其所用碳纤维在各领域所用碳纤维中价格最低,为17美元/公斤,市场总需求金额5.54亿美元,占比16.29%。体育休闲用碳纤维市场发展较为完善,需求稳步增长,所用碳纤维价格仅次于航空航天用碳纤维,为28美元/公斤,2021年市场需求金额5.11亿美元,占比15.03%。图表17:2021年全球碳纤维市场需求金额占比(百万美元)图表18:2021年各领域碳纤维价格对比(美元/公斤)资料来源:赛奥碳纤维,中信建投资料来源:赛奥碳纤维,中信建投预计2025年国内碳纤维需求量接近16万吨,约占全球80%。据赛奥碳纤维预测数据,全球碳纤维市场需求量有望从2021年的11.8万吨提升至2025年的20万吨,4年复合增速10.38%;中国碳纤维需求量相应从2021年的6.24万吨提升至2025年的15.92万吨,复合增速26.4%。随着国内碳纤维下游应用快速发展,需求量相较于全球获得显著的超额增速。图表19:2021-2025年全球碳纤维需求规模CAGR达10%图表20:2021-2025年中国碳纤维需求规模CAGR达26%资料来源:赛奥碳纤维,中信建投资料来源:赛奥碳纤维,中信建投1188,34.94%554,16.29%511,15.03%264,7.76%229,6.74%205,6.03%184,5.41%101,2.97%55,1.62%41,1.21%30,0.88%38,1.12%航空航天风电叶片体育休闲压力容器混配模成型汽车碳碳复材建筑电子电气船舶电缆芯其他7217282422222224282828010203040506070802020碳纤维均价(美元/公斤)2021碳纤维均价(美元/公斤)11.8204005101520253035404520212025E2030E全球碳纤维市场需求量(万吨)6.249.8715.920510152020212023E2025E中国碳纤维市场需求量(万吨)7行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明2.1风电叶片:“双碳”政策推动风电长期发展,叶片大型化提升碳纤维需求碳达峰、碳中和政策助推新时代能源革命,低碳绿色转型利好风电发展。得益于双碳政策,2020年我国陆风新增装机达到高位,2021年海上风电资源优势明显。在我国重视并大力支持风电行业发展的背景下,我国风电装机容量呈现出加速增长的态势,2021年新增风电并网装机47.57GW,其中陆风新增并网装机30.67GW,海风同比增长452%至16.9GW。截至2021年,我国风电累计并网装机329.26GW,同比增长16.8%,其中陆、海风累计并网装机分别约为303.37GW、25.89GW。海风资源优势更加明显,未来在海风装机增速将领先于陆风;由于海上风电叶片尺寸及功率普遍高于陆风,叶片大型化趋势将持续加速。图表21:2010-2021陆风新增及累计装机量图表22:2010-2021海风新增及累计装机量资料来源:国家能源局,CWEA,中信建投资料来源:国家能源局,CWEA,中信建投根据我们此前《玻纤系列报告二:掘金双碳政策的风电纱》报告中对十四五期间中国风电新增并网装机的测算,十四五期间中国年均新增风电并网装机54.82GW,2025年风电新增并网装机有望达68.5GW,风电累计并网装机达556GW,较2020年增长93.84%。预计到2025年,非化石能源占比一次能源消费量将提高到20.59%,达到39,316亿千瓦时,其中风能发电量为10,762亿千瓦时,较2020年实现翻倍。图表23:十四五期间风电新增并网装机预测图表24:十四五期间风电发电量预测资料来源:CWEA,中信建投资料来源:明阳智能,WoodMackenzie,中信建投050100150200250300350陆风累计并网装机(GW)陆风新增并网装机(GW)051015202530201020112012201320142015201620172018201920202021海风累计并网装机(GW)海风新增并网装机(GW)01020304050607080201520162017201820192020202122E23E24E25E风电新增并网装机(GW)02,0004,0006,0008,00010,00012,000201520162017201820192020202122E23E24E25E风电发电量(亿千瓦时)8行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明集中式和分散式陆风齐头并进,海风抢装年后新增装机逐步提升。2020年抢装潮透支2021年陆上风电发展势头,预计未来陆风发展趋势将由政策驱动的抢装模式向集中式+分散式风电的稳健模式切换。而海上风电资源优势明显,2021年新增装机达16.9GW,在经历了2021年的海风抢装年后,预计2022-2025年海风新增并网装机容量仍将从高于2019年的基数逐年提升,但难以超越2021年的高点。根据我们此前《玻纤系列报告二:掘金双碳政策的风电纱》测算,2022年之后中国风电新增装机将逐年持续增长,到2024-2025年陆风有望突破每年50GW的新增并网装机,海风整个十四五期间年均新增并网装机有望超过8GW。图表25:十四五期间陆上风电新增装机预测图表26:十四五期间海风新增并网装机预测资料来源:CWEA,中信建投资料来源:CWEA,中信建投风机产品功率加速迭代,叶片大型化趋势明显。为了提高风力发电效率并降低度电成本,风电机组大型化已成为发展的必然趋势。随着风电机组功率,叶片直径,塔架高度,容量系数的提高,风机大型化一方面可减少风机制造过程中单位功率原材料用量,另一方面推动风电场配套建设和运维成本的下降。据CWEA数据,2020年,中国新增装机的风电机组平均单机容量为2668KW,同比增长8.7%,其中海上风电机组平均单机容量为4885KW,同比增长15.2%。在新增风电机组中,2.0MW(不含2.0MW)以下的新增装机仅占1%;2.0MW(含2.0MW)~2.9MW新增装机占比达61.1%,比2019年下降了11%;3.0MW(含3.0MW)~3.9MW新增装机占比27.8%,同比增长10.1%。大兆瓦风机要求大尺寸叶轮,风电叶片大型化趋势也十分明显。图表27:中国新增风电机组平均单机容量(MW)图表28:2020年不同单机容量风电机组新增装机容量占比资料来源:CWEA,中信建投资料来源:CWEA,中信建投风电叶片大型化、轻量化发展,带动碳纤维渗透率提升。2014年全球风电新增装机中88%机型叶轮直径小01020304050607080201520162017201820192020202122E23E24E25E陆风新增并网装机(万千瓦)024681012141618201520162017201820192020202122E23E24E25E海风新增并网装机(万千瓦)2.62.72.81.93.93.63.83.73.84.24.91.51.51.61.71.81.81.92.12.12.42.6012345620102011201220132014201520162017201820192020海风陆风1.0%61.1%27.8%6.2%2.4%1.5%1.5~1.9MW2.0~2.9MW3.0~3.9MW4.0~4.9MW5.0~5.9MW6MW以上9行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明于110米,而2019年叶轮直径为110米以上的风机占比达到86.5%,2020年主流机型的叶轮直径为131-150米,2021年部分机型叶轮直径超过200米,叶片大型化趋势明显。大尺寸的风电叶片可以提高风能利用小时数,但较大尺寸的叶片对于材料的性能要求更加苛刻。碳纤维复合材料作为风机叶片的制造材料具有以下优势:提升叶片整体刚度,减轻叶片质量;提高叶片的抗疲劳性能;使风机输出更平稳均衡,提高效率;具有振动阻尼特性等。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。因此,随着叶片不断大型化,物理性能更出色的碳纤维材料则成为了更理想的选择。风电装机的持续增长,叠加风电叶片碳纤维渗透率的提升,将使得风电用碳纤维需求持续较快增长。图表29:2014年世界风电叶轮直径图表30:2019年世界风电叶轮直径资料来源:GWEC,中信建投资料来源:GWEC,中信建投根据赛奥碳纤维基础数据及以下假设,我们对2022-2025年中国风电领域碳纤维需求进行测算:1)根据中国巨石、重庆国际等玻纤企业数据,1GW风电装机需用玻璃纤维材料1万吨。2020年中国新增风电装机容量71.67GW,风电叶片用碳纤维的需求量为2万吨,平均1GW风电装机需要约279吨碳纤维,其中陆风新增装机占比近96%,意味着2020年陆上风电叶片碳纤维在整体纤维材料中渗透率为2.8%左右,以此为基础进行测算。2)海上风电面对的环境更加复杂,对风机性能的要求更高,轻量化、大型化要求更加明显,预计海上风电碳纤维渗透率将高于陆上风电碳纤维渗透率,并且逐年快速提升。我们假设到2025年海上风电碳纤维渗透率达15%,而陆风碳纤维渗透率达7.5%。据预测,到2025年中国陆上风电碳纤维需求为4.39万吨,海上风电碳纤维需求为1.50万吨,两者合计总需求达5.89万吨,复合增速达27.2%。预计到2025年,中国风电领域碳纤维需求将占全球风电领域碳纤维总需求(8.06万吨)的73.08%。8.41%12.42%18.04%27.42%22.10%9.49%1.99%0.13%0.00%0.00%<80m80-85m86-90m91-100m101-110m111-120m121-130m131-140m141-150m>150m0.47%0.86%0.85%3.81%7.52%21.09%24.84%27.68%9.63%3.25%<80m80-85m86-90m91-100m101-110m111-120m121-130m131-140m141-150m>150m10行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明图表31:2025年中国风电叶片用碳纤维需求量预计达5.89万吨,2021~2025年CAGR为27.2%中国碳纤维需求预测--风电叶片202020212022E2023E2024E2025E风电累计并网容量(GW)281.53328.48373.48426.15485.26552.53风电新增并网装机(GW)71.6747.5745.0052.6759.1167.26陆风陆风新增并网装机(GW)68.6130.6741.0047.8551.1958.50新增叶片纤维材料需求(万吨)68.6130.6741.0047.8551.1958.50陆风用碳纤维渗透率2.80%4.36%4.68%5.62%6.56%7.50%陆风用碳纤维需求(万吨)1.911.341.922.693.364.39海风海风新增并网装机(GW)3.0616.904.006.008.0010.00新增叶片纤维材料需求(万吨)3.0616.904.006.008.0010.00海风用碳纤维渗透率3.00%5.40%7.80%10.20%12.60%15.00%海风用碳纤维需求(万吨)0.090.910.310.611.011.50合计中国风电领域碳纤维总需求(万吨)2.002.252.233.304.375.89全球风电领域碳纤维总需求(万吨)3.063.304.495.686.878.06需求占比65.36%68.18%49.69%58.13%63.58%73.08%资料来源:赛奥碳纤维,CWEA,中信建投11行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明2.2碳碳复材:热场材料受益于光伏行业高景气碳/碳复合材料热场产品逐渐成为市场主流,将充分受益于光伏产业的快速发展。碳/碳复合材料是碳纤维(或石墨纤维)为增强体,以碳(或石墨)为基体的复合材料,是具有特殊性能的新型工程材料;其中热场材料是重要的应用场景。热场是指为了融化硅料,并使单晶生长保持在一定温度下进行的整个系统,主要应用场景包括坩埚、导流筒、加热器、保温筒、板材和电极等。由于碳/碳复合材料热场产品具有质量轻、损伤容限高、强度高等突出特点,正在逐渐成为主流热场材料,在上述多个热场应用中都有较高的渗透率;并且不断往大直径、高强度、长使用寿命方向发展,以适应单晶硅往大型方向发展的需要。由于目前硅基太阳能电池占80%以上,因此光伏产业的急剧发展直接带动了上游关键配套碳/碳热场材料的迅猛发展。图表32:单晶拉制炉热场系统广泛使用碳/碳复合材料资料来源:金博股份官网,中信建投预计2022-2025年全球光伏新增装机量逐年稳步提升,带动碳/碳热场材料快速发展。2021年国内外光伏市场快速增长,使得单晶硅炉以及配套碳毡与其他热场部件的需求增长,为整个碳/碳复合材料贡献显著增量;2021年,我国碳/碳复合材料碳纤维需求量为0.7万吨,占比为11.2%,同比增长133%。预计在十四五期间,受益于双碳政策推动,我国光伏新增装机量将逐年稳步提升;我国光伏产业在全球占据优势地位,国内热场材料需求还将受益于海外光伏装机需求的增长。预计未来5年碳/碳热场材料等复材仍维持较快增速。图表33:2022-2025年全球光伏新增装机量预测(GW)图表34:热场系统中各部件碳纤维渗透率年份201020162019产品碳基复合材料等静压石墨碳基复合材料等静压石墨碳基复合材料等静压石墨坩埚<10%>90%>50%<50%>85%<15%导流筒<10%>90%<30%>70%>55%<45%保温筒<10%>90%<30%>70%>45%<55%加热器<1%>99%<3%>97%<5%>95%其他<5%>95%<20%>80%<35%>65%资料来源:中国光伏行业协会,中信建投资料来源:金博股份招股说明书,中信建投050100150200250300350保守情况乐观情况12行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明根据金博股份公司公告提供的基础数据及以下假设,我们以全球光伏新增装机量作为计算起点,对2022~2025年我国碳碳复材用碳纤维需求量进行测算:1)新增需求:新增单晶炉装机带来的需求。据金博股份公司公告,目前单GW产能所需单晶拉制炉约75~80台,我们假设未来单晶炉尺寸的大型化,单GW产能所需单晶拉制炉数量将逐年下降,至2025年降至69台/GW。2)更换需求:碳碳复材热场部件为消耗品,坩埚、加热器的使用寿命约6~8个月,导流筒的使用寿命约为2年左右,保温筒的使用寿命约为1年半左右(每套热场系统含上、中、下3个保温筒)。在单晶拉制炉不更换的情况,上述消耗件因寿命问题也需定期更换。3)改造需求:通过热场改造,以提升原有设备生产效率或适应硅片发展趋势。例如在硅片尺寸增大的趋势下,为增加产能、降低成本,2020年出现大规模热场改造需求。我们假设每年的热场改造率为20%。4)热场碳纤维渗透率:根据金博股份给出的2010~2019年碳基材料在热场产品中的渗透率数据,我们假设碳基复合材料渗透率将逐年提升。预计在2025年,碳基复合材料在坩埚/导流筒/保温筒/加热器的渗透率分别为100%、85%、80%、10%。图表35:2025年中国碳碳复材用碳纤维需求量预计达1.64万吨,2021~2025年CAGR为23.73%中国碳纤维需求预测--碳碳复材年份201920202021E2022E2023E2024E2025E全球光伏新增装机量(GW)115130170222.5250275302.5容配比1.21.21.21.21.21.21.2组件需求量(GW)138156204267300330363单晶硅片市场占比65.00%90.20%94.50%95.00%96.00%97.00%98.00%单晶硅片需求(GW)89.7140.7192.8253.7288.0320.1355.7产能利用率50%50%50%50%50%50%50%单晶硅片产能(GW)179.4281.4385.6507.3576.0640.2711.5每GW单晶硅片所需单晶炉数量90.085.080.075.073.071.069.0总单晶炉数量16146.023921.030844.838047.542048.045454.249092.1新增单晶炉数量7775.06923.87202.74000.53406.23637.9单件均价(万元/件)坩埚2.002.002.102.202.302.402.50保温筒1.811.841.871.901.931.972.00导流筒1.851.871.902.002.102.202.30加热器6.506.706.907.107.307.507.70每年更换次数(次/年)坩埚2.02.02.02.02.02.02.0保温筒2.02.02.02.02.02.02.0导流筒0.50.50.50.50.50.50.5加热器2.02.02.02.02.02.02.013行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明碳基复合材料热场产品渗透率坩埚85%95%98%99%100%100%100%保温筒45%55%60%65%70%75%80%导流筒55%60%65%70%75%80%85%加热器5%5%6%7%8%9%10%存量热场改造率坩埚20%20%20%20%20%20%20%保温筒20%20%20%20%20%20%20%导流筒20%20%20%20%20%20%20%加热器20%20%20%20%20%20%20%①新增需求的市场空间(亿元)坩埚2.962.853.141.841.631.82保温筒1.571.551.781.081.011.16导流筒0.440.430.500.320.300.36加热器0.520.570.720.470.460.56②改造需求的市场空间(亿元)坩埚1.231.972.693.504.044.55保温筒0.651.071.522.062.492.91导流筒0.180.300.430.600.740.89加热器0.220.400.610.891.141.40③替换需求的市场空间(亿元)坩埚6.149.8513.4417.5020.1822.73保温筒3.275.377.6210.2812.4314.55导流筒0.911.482.163.003.704.44加热器1.081.983.074.445.687.00碳碳热场总需求市场空间(亿元)坩埚10.3314.6619.2622.8425.8529.09保温筒5.508.0010.9213.4215.9218.62导流筒1.522.203.103.914.745.69加热器1.822.954.405.807.278.96碳碳热场4大部件规模合计(亿元)19.1627.8137.6745.9753.7862.36热场材料均价(万元/吨)57.1268.5570.0070.0070.0070.00热场材料4大部件需求量(吨)3355.024057.015381.776567.207683.298908.23复材中碳纤维质量占比65%65%65%65%65%65%4大部件用碳纤维需求量(吨)2180.762637.053498.154268.684994.145790.35全球碳碳复材用碳纤维需求量(吨)5000.008500.0011660.5114228.9416647.1219301.164大部件用碳纤维渗透率44%31%30%30%30%30%中国碳碳复材用碳纤维需求量(吨)300070009678120951415016406中国占比全球60.00%82.35%83%85%85%85%资料来源:赛奥碳纤维,金博股份公司公告,CPIA,中信建投14行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明据以上预测,中国碳碳复材用碳纤维需求将从2021年的0.7万吨,提升至2025年的1.64万吨,复合增速23.73%。受益于国内光伏产业的快速发展与领先优势,预计2025年全球85%的碳碳复材需求来自于国内。随着刹车盘等新应用的发展,碳碳复材的潜在增速有望持续超预期。2.3压力容器:受益于氢能产业发展,储氢气瓶市场前景可观受益于氢能产业发展,储氢气瓶市场前景可观。2020年十四五规划中提到在氢能与储能等前沿科技和产业变革领域,组织实施未来产业孵化与加速计划。根据中国氢能联盟的测算,2030年中国氢气需求量将达到3500万吨,到2050年氢能将在中国终端能源体系中占比至少达到10%。目前氢的储存主要有气态储氢、液态储氢和固体储氢三种方式,且高压气态储氢已得到广泛运用。高压气态储氢具有充放氢速度快、容器结构简单等优点,是现阶段主要的储氢方式,分为高压氢瓶和高压容器两大类。其中钢质氢瓶和钢质压力容器技术最为成熟,成本最低。20MPa钢制氢瓶已得到了广泛的工业运用,并与45MPa钢质氢瓶、98MPa钢带缠绕式压力容器组合应用于加氢站中。碳纤维缠绕高压氢瓶的开发应用实现了高压气态储氢由固定式应用向车载储氢应用的转变。70MPa碳纤维缠绕Ⅳ型瓶已是国外燃料电池乘用车车载储氢的主流方式。35MPa碳纤维缠绕Ⅲ型瓶目前仍是我国燃料电池商用车的车载储氢方式,70MPa碳纤维缠绕Ⅲ型瓶已少量用于我国燃料电池乘用车中。未来随着Ⅳ型瓶技术的普及,以及燃料电池商用车的市场打开,储氢气瓶带来的碳纤维需求量有望快速增长。图表36:储氢瓶组类别图表37:中国压力容器领域碳纤维需求量及增速类型Ⅰ型瓶Ⅱ型瓶Ⅲ型瓶Ⅳ型瓶材质铬钼钢钢制内胆纤维环向缠绕铝内胆纤维全缠绕塑料内胆纤维全缠绕工作压力(MPa)17.5~2026.3~3030~7030~70应用情况加氢站等固定式储氢应用国内车载国际车载资料来源:中国氢能联盟,中信建投资料来源:赛奥碳纤维,中信建投交通领域将是氢能消费的重要突破口,国内压力容器碳纤维市场有待扩容。《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》指出,到2025年燃料电池车辆保有量达到5万辆,部署建设一批加氢站;可再生能源制氢量达到10-20万吨/年,成为新增氢能消费的重要组成部分,实现二氧化碳减排100-200万吨/年。据中国氢能联盟数据,预计燃料电池商用车销量将在2030年达到36万辆,约占商用车总销量的7%。短期内,据赛奥碳纤维判断,2022年,中国将至少新增10,000辆氢能源车,主要在物流车、重卡和大巴领域,其中重卡为6,000台。重卡储氢气瓶为210L-385L,单个瓶子碳纤维用量在40-45公斤之间,单车一般配置6-8个瓶组。2023-2025年,物流车以及大巴车的示范加大和重卡的逐渐推广(最大重卡碳纤维用量约为500KG),持续带动碳纤维需求。据此我们对中国压力容器碳纤维需求量做预测,2025年该领域碳纤维需求量有望突破8130万吨,复合增速达28.30%。0%10%20%30%40%50%60%05001000150020002500300035002015201620172018201920202021压力容器领域碳纤维需求量(吨)增速15行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明图表38:2025年中国压力容器用碳纤维需求量预计达8130万吨,2021~2025年CAGR为28.30%中国纤维需求预测--压力容器年份2019202020212022E2023E2024E2025E氢燃料电池车保有量(辆)61757352892218922299224192254922氢燃料电池车新增量(辆)27371177157010000110001200013000新增重卡数量(辆)6000660072007800单卡储氢气瓶数量(个)8888单气瓶碳纤维用量(千克)40455060重卡碳纤维需求量(吨)1920237628803744新增客车+物流车(辆)4000440048005200客车+物流车碳纤维需求量(吨)60085812171714储氢气瓶(重卡+客车+物流车)19002520323440975458CNG气瓶50065084510991428呼吸气瓶等应用60072086410371244压力容器领域碳纤维需求量(吨)1500200030003890494362328130资料来源:赛奥碳纤维,《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》,中信建投16行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明2.4航空航天:全球市场缓慢复苏,中国市场潜力巨大航空航天领域碳纤维应用愈加成熟,应用范围更加广泛。与常规材料相比,碳纤维复合材料可使飞机减重,并有能力克服金属材料容易出现疲劳和被腐蚀的缺点,是大型整体化结构的理想材料。在航天领域,碳纤维复合材料作为结构功能一体化构件,最早被用于人造卫星天线和卫星支架的制造;又因其耐热耐疲劳的特性,碳纤维也广泛应用于固体火箭发动机壳体和喷管上。在航空领域,碳纤维复合材料在20世纪70年代首次被应用在飞机上的一些二级结构,如整流罩、控制仪表盘和机舱门等。近三十年来,随着高性能碳纤维和预浸料-热压罐整体成型工艺的成熟,碳纤维复合材料的使用逐步进入到机翼、机身等受力大、尺寸大的主承力结构中。航空航天市场缓慢复苏,高附加值碳纤维使得该领域前景可观。2021年全球航空航天领域中,商用飞机对碳纤维的需求量最大,为5800吨,占比为35.3%;其次是无人机,需求量3450吨,占比21%;军用飞机碳纤维需求量2600吨,占比15.81%。受疫情影响,全球民用航空市场萎缩,对航空航天领域用碳纤维的需求端造成不利影响,预计2024年以后将迎来明显恢复。我国航空航天市场过去基数小、增速快,随着新军机型的列装以及国产大飞机C919的逐步量产和C929的研发推进,十四五期间较全球仍有望获得显著的超额增速。图表39:2021年航空航天碳纤维需求-分市场(吨)图表40:国内外航空航天领域碳纤维需求量及增速资料来源:赛奥碳纤维,中信建投资料来源:赛奥碳纤维,中信建投军用航空:“十四五”期间新型战机更新换代需求大,推动碳纤维需求增长“十四五”期间军机列装提速,新型战机更新换代需求大。“十三五”时期提出我国在装备建设总体形态上,要淘汰一代装备、压减二代装备、批量列装三代以上装备,基本建成以三代为主体、四代为骨干的装备体系。“十四五”纲要正式提出要加快国防和军队现代化,贯彻落实新时代军事战略方针。我国目前军机数量相较于美俄仍有较大差距,且产品结构偏落后,二代机占比较高。在存量方面,2020年我国军机数量为3260架,占世界军机总量的6%,占美国军机总量的25%,数量差距较大。其中我国战斗机总量1571架,虽排名第三但远低于美国的2717架。受益于“十四五”强军强国政策的大力推进实施,实现“把人民军队全面建成世界一流军队”的目标,我国军机增补空间很大。5800,35.26%3450,20.97%2600,15.81%2100,12.77%1500,9.12%500,3.04%300,1.82%200,1.22%商用飞机无人机军用飞机公务机直升机通用飞机航天飞行汽车-50%0%50%100%150%05000100001500020000250002015201620172018201920202021全球(吨)中国(吨)全球增速(%,右轴)中国增速(%,右轴)17行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明图表41:2020年世界各国现役军机数量(架)图表42:2020年中美俄各型军机数量对比(架)资料来源:WorldAirForces2021,中信建投资料来源:WorldAirForces2021,中信建投在结构方面,我国军机与美国相比存在代差。美国目前已淘汰二代机,战斗机主要以F-15、F-16和F-18为代表的三代机为主,占比达83%,部分空军和海军已经使用以F-22和F-35为代表的四代机。而我国目前以歼-7、歼-8代表的二代机占比51%,以歼-10、歼-11和歼-15为代表的三代机占比47.6%,歼-20和歼-31为代表的四代机尚未大规模投入使用,目前歼-20仅列装19架。这与我国到2020年基本跨入战略空军门槛,构建以四代装备为骨干、三代装备为主体的武器装备体系不相符,军机结构亟需优化。未来我国军机更新换代需求强烈,“十四五”期间新型战机有望实现批量生产、加速列装。图表43:2020年中国歼击机机型系列图表44:2020年中美歼击机代次对比代际机型数量(架)占比碳纤维复合材料使用比例二代机歼-741832.1%歼轰-71037.9%歼-814311.0%1%三代机歼-1026020.0%6%歼-11/1631524.2%10%歼-15453.5%四代机歼-20191.5%27%合计1303100.0%资料来源:WorldAirForces2021,马晓荣《军机+航天航空+风电,让碳纤维派上大用场》,中信建投资料来源:WorldAirForces2021,中信建投军机列装提速叠加新型战机的换代升级,将推动军用航空碳纤维市场规模增长。由于碳纤维复合材料在结构轻量化中无可替代的性能优势,其在军用航空中得到了广泛应用和快速发展。20世纪70年代至今,复合材料在军用飞机上的用量和应用部位不断增加。国外军用飞机从最初将复合材料用于尾翼级的部件制造发展到今天用于机翼、口盖、前机身、中机身、整流罩等多个部位。根据马晓荣《军机+航天航空+风电,让碳纤维派上大用场》数据显示,以美国军机为例,F-14A战机碳纤维复合材料用量仅有1%,到F-22和F-35为代表的第四代战斗机上碳纤维复合材料用量达分别为24%和36%,大型轰炸机方面B-2隐身战略轰炸机的碳纤维复合材料13232,25%4143,8%3260,6%2119,4%1581,3%1480,3%1364,2%1057,2%1056,2%1053,2%23218,43%美国俄罗斯中国印度韩国日本巴基斯坦法国土耳其埃及其他0100020003000400050006000美国俄罗斯中国18行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明占比达到了38%。目前我国最先进的第四代战斗机歼-20的碳纤维使用比例为27%,相比之下第三代战斗机歼-10和歼-11的碳纤维用量仅为6%和10%。据马晓荣论文数据预测,未来我国十五年军机碳纤维需求量将达到14154吨,年均需求为944吨。随着碳纤维复合材料在军用航空领域上应用比例的增加,以及军机换代更新带来的军机数量增长,我国军机碳纤维复合材料应用将呈现逐年递增的趋势。图表45:复合材料在航空航天领域应用进展资料来源:中简科技招股说明书,中信建投民用航空:碳纤维复合材料应用范围不断扩大,质量占比不断提升碳纤维复合材料应用范围不断扩大,质量占比不断提升。由于碳纤维复合材料具有低密度、高比强度、高比模量、可设计性强等优点,在飞机上采用碳纤维复合材料可以大幅度减轻机体结构质量、改善气动弹性,提高飞机的综合性能,大批量飞机零部件相继采用碳纤维复合材料,并且采用复合材料的面积、部位和重量也日趋增加。碳纤维复合材料最早在20世纪80年代应用于客机的非承力构件上,早期碳纤维复合材料占比仅为5%~6%。随着技术的不断进步,碳纤维复合材料逐渐作为次承力构件和主承力构件应用在客机上,其质量占比也开始逐步提升。空客的A380中复合材料占比达到23%,最新的B787和A350,复合材料的用量接近甚至超50%,如机头、尾翼、机翼蒙皮等部位也采用了碳纤维复合材料。我国在2017年首飞的中国商飞C919大客机采用了碳纤维复合材料,大概占整机重量的11.5%,其应用范围涵盖方向舵等次承力结构和飞机平尾等主承力结构,主要包括雷达罩、机翼前后缘、活动翼面、翼梢小翼、翼身整流罩、后机身、尾翼等部件,其中尾翼主盒段和后机身前段使用了先进的第三代中模高强碳纤维复合材料,这是国内民用飞机研制中首次在主承力结构、高温区、增压区上使用复合材料。目前中国商飞和俄罗斯联合航空制造集团公司正在携手研制远程宽体客机C929,预计该机型碳纤维复合材料的用量将超过50%。19行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明图表46:碳纤维在C919各个部位上的应用图表47:CR929飞机全尺寸复合材料机身壁板工艺件资料来源:中国玻璃纤维专业情报信息网,中信建投资料来源:中国商飞官网,中信建投单通道喷气客机仍为主流,国产C919前景广阔。据中国商飞预测数据,到2039年中国航空市场将拥有9641架客机,其中单通道喷气客机6521架,双通道喷气客机2174架,喷气支线客机946架。2020~2039年间,预计将有8725架飞机交付中国市场,新机交付量约占全球的21.5%,将是全球新机交付的最大市场。单通道喷气客机交付近6000架,占二十年交付总量的68.0%,其中近八成的单通道喷气客机机队为160座级;双通道喷气客机1868架,占总交付量的21.4%,以250座级喷气客机机队为主,占双通道喷气客机交付总量的75.3%;其余为喷气支线客机,二十年时间里将交付近千架,均为90座级。预计未来二十年,全球航空市场需求最大的依旧是单通道喷气客机。到2039年末,预计现役机队中约87.6%(超过14000架)的单通道喷气客机将被替代,接近3万架的单通道喷气客机将交付市场。C919飞机是我国首款完全按照国际先进适航标准研制的单通道大型干线客机,具有我国完全的自主知识产权,最大航程超过5500公里,为150座级,性能与国际新一代的主流单通道客机相当。C919于2017年5月5日成功首飞,2022年5月14日中国商飞交付首家用户(东航)的首架C919大飞机首飞成功。据中国商飞2020年预测,C919的初期年产量将在150架次左右,在手订单达1000架。据马晓荣论文数据,我国预计未来20年将生产2500架C919和500架C929,以C919空重42吨、C929空重110吨为基础,我们对未来20年我国商用飞机碳纤维需求量进行测算:1)假设未来20年分为两个发展阶段,前10年为第一发展阶段,对应碳纤维复合材料占比为12%,预计生产1000架C919;后10年为第二发展阶段,对应碳纤维复合材料占比为25%,预计生产1500架C919。2)据中国新闻网数据,C929机型上碳纤维复合材料应用比例约为50%。3)由于航空碳纤维复材的性能和工艺的要求,碳纤维在复材中的占比约为60%。基于上述资料及假设预测,20年间中国国产大飞机C919、C929机型中碳纤维总需求量将达到28,974吨,年均需求增量为1448.7吨。其中,第一阶段(2020~2029)年均需求增量1127吨,第二阶段(2030~2039)年均需求增量1170吨。结合军用航空航天市场,预计第一阶段年均碳纤维增量需求2071吨。考虑到目前国内航空航天碳纤维需求正处在逐年爬升阶段,预计到2025年将在当前2000吨需求基础上实现2071吨的年均增量,2021-2025年复合增速达19.44%。20行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明图表48:预计国产大飞机20年碳纤维累计增量需求2.90万吨,2020~2029年军用+商用年均2071吨增量需求中国碳纤维需求预测--航空航天C919质量(吨)需求量(架)碳纤维复合材料占比碳纤维复合材料需求量(吨)碳纤维在复合材料中占比碳纤维需求量(吨)碳纤维年均需求量(吨)第一阶段(2020~2029)42100012%504060%3024302第二阶段(2030~2039)42150025%1575060%9450945C919小计25002079012474624C929质量(吨)需求量(架)碳纤维复合材料占比碳纤维复合材料需求量(吨)碳纤维在复合材料中占比碳纤维需求量(吨)碳纤维年均需求量(吨)2020~203911050050%2750060%16500825商用合计(C919+C929)200048290289741449第一阶段(2020~2029)1127第二阶段(2030~2039)1770军用(2020~2034)65002359014154944航空航天合计2392第一阶段(2020~2029)2071第二阶段(2030~2039)2714资料来源:马晓荣《军机+航天航空+风电,让碳纤维派上大用场》,中国商飞,中国新闻网,中信建投21行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明2.5新兴应用市场不断扩展,碳纤维需求多点开花体育休闲成熟发展,碳纤维应用平稳增长。由于碳纤维的高比强度和高比模量以及诸多优良特性,使其可用来制造轻而强和刚而坚的各种制品,在体育休闲器材上得到了广泛运用,如高尔夫球杆、自行车等。2021年,全球体育休闲领域碳纤维需求1.85万吨,其中钓鱼竿对碳纤维需求量最高,为6500吨,占比35.14%,其次是高尔夫和自行车,分别占比22.16%和19.46%。中国在2016~2021年间,体育休闲领域碳纤维需求量稳步上涨,复合增速达12.53%。2020年,中国体育休闲领域碳纤维需求量首次被风电领域碳纤维需求量超过,预计未来将维持此格局;运动健康理念的普及,以及人均消费能力的提升,将驱动体育休闲市场长期平稳增长。图表49:2021年全球体育休闲碳纤维需求-分市场(吨)图表50:中国体育休闲领域碳纤维需求量及增速资料来源:赛奥碳纤维,中信建投资料来源:赛奥碳纤维,中信建投轻量化愈受关注,汽车复材空间广阔。碳纤维作为综合性能最好的轻量化材料,目前已有众多车企在新产品中加入碳纤维复合材料,如雪佛兰C8汽车车架部分材料使用的就是弧形拉挤的碳纤维复合材料型材。奔驰企业也和日本东丽联手开发车用碳纤维的运用,推动碳纤维在车辆产业的普及化。2021年中国汽车领域碳纤维需求量1600吨,同比增长33.3%,过去5年CAGR达39.77%。图表51:碳纤维汽车车架图表52:中国汽车复材领域碳纤维需求量及增速资料来源:搜狐汽车,中信建投资料来源:赛奥碳纤维,中信建投6500,35.14%4100,22.16%3600,19.46%2100,11.35%1100,5.95%600,3.24%500,2.70%钓鱼竿高尔夫自行车球拍曲棍球杆滑雪杆其他0%5%10%15%20%25%02000400060008000100001200014000160001800020000201620172018201920202021体育休闲领域碳纤维需求量(吨)增速(右轴)-20%0%20%40%60%80%100%120%020040060080010001200140016001800201620172018201920202021汽车复材领域碳纤维需求量(吨)增速(右轴)22行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明城市更新与路桥改造背景下,建筑补强作用凸显。建筑补强市场除了通常意义的建筑,也包括了建筑机械、桥梁、隧道及工业管道等领域,其中有80-90%的碳纤维用于建筑及桥梁结构加固补强。2021年12月,国内首座千吨级碳纤维斜拉索车行桥在聊城举行挂索仪式,成为世界上最大跨度碳纤维索斜拉桥,斜拉索大桥模式的推广将为碳纤维拓宽应用场景。2021年中国建筑补强碳纤维需求量2500吨,同比增长13.64%,过去5年CAGR达10.76%。图表53:国内首座碳纤维索公路斜拉桥(聊城)图表54:中国建筑补强领域碳纤维需求量及增速资料来源:中国建筑微信公众号,中信建投资料来源:赛奥碳纤维,中信建投国内碳纤维需求综述:基于以上测算,并结合赛奥碳纤维对于远期规模的判断,我们预计2025年中国碳纤维需求量达15.92万吨,2021-2025年CAGR达26.40%,占比全球总需求的79.62%。2025年我国风电叶片、体育休闲、碳碳复材预计成为万吨级碳纤维市场,需求量分别达5.89、2.75、1.64万吨;压力容器用碳纤维需求量有望达到8130吨,预计将逐步发展成第四个万吨级市场。航空航天、汽车复材、建筑补强领域碳纤维需求量将分别达到4071、4570、3934吨。图表55:2025年中国碳纤维需求有望达到15.92万吨,2021-2025年CAGR达26.40%中国碳纤维需求预测--汇总2019202020212022E2023E2024E2025E中国碳纤维需求总量(吨)3784048851623797500098658125000159234增速29.10%27.69%20.23%31.54%26.70%27.39%全球碳纤维需求总量(吨)104000106900118000135000154000175000200000增速2.79%10.38%14.41%14.07%13.64%14.29%中国碳纤维需求占比36.38%45.70%52.86%55.56%64.06%71.43%79.62%风电叶片风电叶片领域碳纤维需求量(吨)13800200002250022308330104366258876增速44.9%12.5%-0.9%48.0%32.3%34.8%占中国碳纤维需求总量比例36.5%40.9%36.1%29.7%33.5%34.9%37.0%碳碳复材碳碳复材领域碳纤维需求量(吨)1200300070009678120951415016406增速150.0%133.3%38.3%25.0%17.0%15.9%-25%-20%-15%-10%-5%0%5%10%15%20%25%050010001500200025003000201620172018201920202021建筑补强领域碳纤维需求量(吨)增速(右轴)23行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明占中国碳纤维需求总量比例3.2%6.1%11.2%12.9%12.3%11.3%10.3%航空航天航空航天领域碳纤维需求量(吨)1400170020002400280034004071增速21.4%17.6%20.0%16.7%21.4%19.7%占中国碳纤维需求总量比例3.7%3.5%3.2%3.2%2.8%2.7%2.6%体育休闲体育休闲领域碳纤维需求量(吨)14000146001750019600219522458627537增速4.3%19.9%12%12%12%12%占中国碳纤维需求总量比例37.0%29.9%28.1%26.1%22.3%19.7%17.3%压力容器压力容器领域碳纤维需求量(吨)1500200030003890494362328130增速33.3%50.0%29.7%27.1%26.1%30.5%占碳纤维需求总量比例4.0%4.1%4.8%5.2%5.0%5.0%5.1%建筑补强建筑补强领域碳纤维需求量(吨)2000220025002800313635123934增速10.0%13.6%12%12%12%12%占中国碳纤维需求总量比例5.3%4.5%4.0%3.7%3.2%2.8%2.5%汽车复材汽车复材领域碳纤维需求量(吨)700120016002080270435154570增速71.4%33.3%30%30%30%30%占中国碳纤维需求总量比例1.8%2.5%2.6%2.8%2.7%2.8%2.9%其他应用领域其他应用领域碳纤维需求量(吨)32404151627912244180182594235711增速28.1%51.3%95.0%47.2%44.0%37.7%占中国碳纤维需求总量比例8.6%8.5%10.1%16.3%18.3%20.8%22.4%资料来源:赛奥碳纤维,中信建投拆分2025年应用结构,大丝束与高端小丝束需求预计分别占比46%、30%。在风机持续降本压力下,预计未来风电叶片将主要使用的T300级大丝束(48K及以上);碳碳复材由于对碳纤维纯度等指标要求较高,干喷湿纺工艺生产的T700及以上小丝束将构成主要材料供应。高端体育休闲、压力容器、航空航天、建筑补强等领域半数以上需求预计为T700及以上产品,而汽车复材等工业领域预计将带动大丝束需求。基于合理假设,我们预计国内2025年①T300级大丝束、②T300级小丝束、③T700及以上小丝束碳纤维依次面临7.31、3.90、4.72万吨需求,分别占比45.91%、24.47%、29.62%。24行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明图表56:2025年中国碳纤维需求结构中T700及以上小丝束预计占比29.62%,T300级大丝束预计占比45.91%2025年预计应用比例2025年预计应用量T300级大丝束T300级小丝束T700及以上小丝束T300级大丝束T300级小丝束T700及以上小丝束风电叶片100%58876体育休闲50%50%1376813768碳碳复材100%16406压力容器25%25%50%203220324065航空航天50%50%20362036汽车复材50%50%22852285建筑补强25%25%50%9839831967其他应用领域25%50%25%89281785689282025年中国碳纤维需求总量(吨)45.91%24.47%29.62%731043896047169资料来源:公司公告,赛奥碳纤维,中信建投25行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明三、供给端:国产替代正当时,高端小丝束格局长期向好3.1原丝环节高技术壁垒,碳化环节高资金门槛完整的碳纤维产业链包含从一次能源到终端应用的完整制造过程。从石油、煤炭或天然气得到丙烯,丙烯经氨氧化后得到丙烯腈,丙烯腈合和纺丝之后得到聚丙烯腈(PAN)原丝,原丝再经过预氧化、低温和高温碳化后得到碳纤维,流程复杂且技术水平要求高,任何一道工序技术、材料不达标都会影响碳纤维的稳定生产以及最终的产品质量。在整个产业链中,原丝质量既决定了碳纤维的质量,又制约其生产成本。实现原丝高纯化、高强化、致密化以及表面光洁无暇是制备高性能碳纤维的首要任务。图表57:原丝生产工艺流程(干喷湿纺工艺)图表58:碳丝生产工艺流程资料来源:中复神鹰招股说明书,中信建投资料来源:中复神鹰招股说明书,中信建投1)高技术壁垒:聚丙烯腈原丝制造主要分为聚合、制胶、纺丝三个过程,纺丝环节主要有干法、湿法、干喷湿法三条工艺路线。1)干法:干法纺丝是将高聚物在溶剂中配成纺丝原液后,经喷丝头形成细流,溶剂被纺丝甬道中热空气挥发带走的同时,使得高聚物浓缩和固化成初生纤维的方法。此方法操作简单,溶剂回收率大。利用干法纺丝可以获得致密的原丝,但由于其生产能力差,未能在碳纤维原丝领域获得工业应用。2)湿法:湿法纺丝是将纺丝原液经过滤、脱泡,通过计量泵从喷丝头挤出,在凝固浴的作用下,粘液细流内的溶剂扩散以及凝固剂像粘液细流中渗透,经过适当的喷丝头拉伸形成初生纤维的方法。该技术较为成熟,是目前PAN基碳纤维原丝生产中应用最广的纺丝工艺。3)干喷湿法:干喷湿纺法(干湿法)是指纺丝液经喷丝孔喷出后,先经过空气层,再进入凝固浴进行双扩散、相分离和形成丝条的方法。经过空气层发生的物理变化使得分子取向开始规整,有利于形成细特化、致密化和均质化的丝条。与纯湿纺相比,干喷湿纺法具有纺丝速度快、纤维表面缺陷少、工艺性能优异、溶剂回收便捷等优势,可纺出较高密度且无明显皮芯结构的原丝,大幅提高了纤维的抗拉强度,可生产细特化和均质化的高性能碳纤维。中复神鹰的干湿法纺丝可以进行高倍的喷丝头拉伸,纺丝速度是湿法的3~4倍,明显提高了生产效率同时降低了成本。26行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明图表59:湿法纺丝与干喷湿纺的主要差异方法喷丝孔径纺丝液牵伸率纺丝速度纤维形态湿法纺丝小(0.05~0.07mm)中、低相对分子质量和中等固质量分数喷丝后为负牵伸,一般负牵30%~50%纺丝速度一般密度较低,纤维表面有沟槽干喷湿纺大(0.10~0.30mm)高相对分子质量、高固质量分数和高粘度喷丝后为正牵伸,一般正牵100%~400%纺丝速度快,比湿法快2~8倍密度较高,纤维表面较平滑资料来源:《高性能碳纤维原丝与干喷湿纺》,中信建投干喷湿纺技术壁垒极高,是高强度小丝束领域技术发展方向。国际龙头日本东丽采用干喷湿法纺丝进行T700、T800和T1000高强度碳纤维的纺丝,其他采用湿法纺丝技术。国内已有中复神鹰、江苏恒神、光威复材分别在2013、2014、2019年实现了技术突破,中简科技可以根据客户要求提供部分干湿法产品。江苏恒神对两种T800级碳纤维,采用湿喷湿纺和干喷湿纺工艺性能进行比较,干喷湿纺工艺拉伸强度要明显高于湿纺工艺。由于干喷湿纺工艺对操作、设备、环境的要求更高,目前进行大规模量产的企业主要为民用龙头中复神鹰。干喷湿法纺丝速度虽高,但是单锭线密度较低,大丝束碳纤维原丝的制备较为困难,在高端小丝束纺丝领域优势更加明显。图表60:碳纤维干喷湿纺装置示意图图表61:国内碳纤维企业纺丝工艺对比公司简称纺丝工艺国内企业中复神鹰干喷湿法纺丝、湿法纺丝吉林碳谷湿法纺丝(两步法)光威复材湿法纺丝、干喷湿法纺丝恒神股份湿法纺丝、干喷湿法纺丝中简科技湿法纺丝、干喷湿法纺丝国外企业日本东丽T700、T800和T1000采用干喷湿法纺丝,其余均为湿法纺丝日本东邦湿法纺丝三菱丽阳湿法纺丝资料来源:《高性能碳纤维原丝与干喷湿纺》,中信建投资料来源:吉林碳谷公开发行说明书,中信建投碳纤维的质量主要是由性能的稳定性及工艺加工性组成,需要十年如一日地摸索前进。性能的稳定性包括了力学性能(主要是拉伸强度及模量)及物理性能(线密度)的离散系数。国内碳纤维原丝整体质量上,部分已量产的碳纤维本征性能尚可,但是工艺性能还有待提高,比如存在微孔缺陷、皮芯结构、毛丝量大、上浆剂不匹配及扩展性不好等问题,会影响碳纤维在高端应用上的发展。除了提升力学性能,在离散系数、毛丝、展丝性等方面去做竞争,长期深耕碳纤维产业的企业将在实践中逐步巩固优势。2)高资金门槛:碳纤维行业属于重资产行业,尤其是碳化环节资金门槛较高,万吨产线投资额约为20亿元。据各碳纤维企业投产公告测算,万吨原丝生产线投资额约为2亿元,万吨碳纤维生产线(原丝+碳化)投资额约为20亿元。27行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明根据生产线产品的不同,部分航空航天高性能碳纤维投资门槛更高。图表62:碳纤维企业万吨生产线投资规模比较公司项目产品环节年产能(万吨)投资额(亿元)万吨投资额(亿元)吉林碳谷4万吨碳纤维原丝生产线碳纤维原丝原丝4.008.302.10吉林化纤1.2万吨碳纤维复材项目碳纤维复材碳化+复材1.2014.6012.17光威复材大丝束碳纤维产业化项目大丝束碳纤维原丝+碳化1.0020.2020.20光威复材军民融合高强度碳纤维高效制备技术产业化项目12K碳纤维T700S、T800S原丝+碳化0.204.7023.50中复神鹰西宁年产万吨高性能碳纤维及配套原丝项目高性能碳纤维原丝+碳化1.0020.6020.60中复神鹰航空航天高性能碳纤维及原丝试验线项目中高模碳纤维原丝+碳化0.022.30115.00资料来源:公司公告,中信建投3.2日、美企业占据国际市场,碳纤维国产替代持续推进从全球碳纤维市场的份额划分看,国际碳纤维市场为日、美企业所垄断。在小丝束碳纤维市场上,日本企业东丽、东邦、三菱三家公司合计所占有的市场份额为全球产能的49%。大丝束市场上,日本东丽旗下的卓尔泰克为全球主要的大丝束供应商,占据了58%的全球市场份额,其次是占比31%的德国SGL,和占比9%的日本三菱,其他企业仅占剩余的2%。日本东丽及其旗下的卓尔泰克为全球范围内的碳纤维龙头。1)日本东丽:日本东丽成立于1926年,经历九十年的发展,其完善了从上游原丝制备到下游复合材料制品设计制造的整个产业链,在全球26个国家和地区开展业务。2020年,在小丝束碳纤维全球市场上,占有26%的市场份额,具有绝对的领先地位,是世界上高性能碳纤维研究与生产的“领头羊”。目前,碳纤维分类一般采用东丽的分类法。2)卓尔泰克:卓尔泰克创立于1975年,1988年卓尔泰克公司以美国宇航局大型运输机的相关业务及火箭喷管为契机,进入了碳纤维领域,主要从事大丝束碳纤维复合材料的制造和销售,是世界领先的大丝束碳纤维生产厂家。1992年该公司在纳斯达克图表63:2020年全球小丝束碳纤维主要生产企业产能占比图表64:2020年全球大丝束碳纤维主要生产企业产能占比资料来源:中国化学纤维工业协会,中信建投资料来源:中国化学纤维工业协会,中信建投26%13%10%8%7%6%4%26%东丽东邦三菱台塑HexcelCytecAKSA其他58%31%9%1%1%ZoltekSGL三菱东丽蓝星28行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明上市并募集资金400万美元,利用募集资金完善了碳纤维生产线,1995年利用增发股票募资,进一步完善了欧洲市场布局及原材料供应体系。2014年东丽收购卓尔泰克成为子公司,以此发展大丝束业务。碳纤维应用广泛,整体可按军工、民用、工业大丝束对国内外企业进行对标分析。1)军工:国内光威复材、中简科技可以对标美国赫氏,在军工领域优势明显。2)民用:中复神鹰产品系列可以较好地对标日本巨头东丽,在T700/T800方面优势明显。3)工业大丝束:上海石化定位大丝束,目前已经试制成48K大丝束,未来有望对标美国卓尔泰克。4)吉林化纤系企业:形成了碳纤维产业链的全面布局,凯美克专业生产1K、3K小丝束,定位军工与民用航空航天,吉林国兴定位大丝束,吉林碳谷+吉林化纤实现了T400级民用市场的优势地位。图表65:国内外碳纤维企业对标分析类别国外标杆企业国内重点企业吉化系企业军工美国赫氏光威复材、中简科技吉林凯美克(1K、3K)民用日本东丽中复神鹰、恒神股份吉林碳谷(原丝)+吉林化纤(含宝旌)工业大丝束卓尔泰克上海石化吉林国兴资料来源:公司公告,中信建投日本东丽对中国断供,叠加疫情影响海运受阻,国内碳纤维厂商迎来进口替代发展机遇。从供给结构来看,我国碳纤维国产化率从2016年的18.41%快速提升至2021年的46.89%,2021年较2020年提升9个百分点。2021年境外进口碳纤维中有11.31%来自于日本,中国台湾占比11.19%,美国占比6.70%。2020年12月,因日本东丽子公司出口碳纤维流入了未获日本《外汇及外国贸易法》许可的中国企业,日本经产省对该公司实施了行政指导警告,要求东丽子公司防止再次发生此类事件,并彻底做好出口管理。从2020年底开始,东丽暂停了对华出口碳纤维业务。禁运叠加海运费高增加快了国产替代的步伐,2022年碳纤维国产化率将进一步提升,逐步摆脱进口依赖。国内小丝束进口产品日本供应居多,大丝束产品美国企业、中国台湾供应居多。从进口均价来看,向日本进口产品多为中高端小丝束,整体均价最高,达34.31美元/吨,略高于国内T700(12K)2021年全年均价(216元/吨)。中国台湾、韩国、墨西哥(主要为卓尔泰克产能)进口均价明显低于平均水平,主要为大丝束产品,其中来自墨西哥的碳纤维均价低至15.14美元/吨,体现了全球大丝束龙头优秀的生产技术与成本管控能力。高图表66:2016-2021年我国碳纤维国产化率快速提升图表67:2021年中国碳纤维需求来源资料来源:赛奥碳纤维,中信建投资料来源:赛奥碳纤维,中信建投0%5%10%15%20%25%30%35%40%45%50%20162017201820192020202129250,46.89%7055,11.31%6982,11.19%4177,6.70%5278,8.46%3046,4.88%2628,4.21%1429,2.29%2534,4.06%中国大陆日本中国台湾美国韩国墨西哥匈牙利德国其他进口29行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明端小丝束国产替代进展较为突出,大丝束仍有待国内优势企业逐步追赶与降本,出口是远期潜在突破方向。据百川盈孚数据,2022年1-4月,我国碳纤维单月产量已经突破3000吨,单月出口量400-600吨;1-4月表观消费量的国产化率整体达到61.22%,较2021年取得更快突破。3.3行业产能大幅扩张,高端小丝束格局有望长期向好2021年,全球碳纤维运行产能为20.76万吨,其中国内碳纤维产能6.34万吨,占全球总产能的30.5%,首次超过美国成为全球最大产能国。据赛奥碳纤维统计,2021年新增产能中,吉林化纤集团扩产步伐最大,新增产能近16,000吨;常州新创碳谷新入行,新建产能6,000吨;卓尔泰克在墨西哥新建3,000吨;中复神鹰在西宁基地新增6,000吨,宝旌增加2,000吨,东邦增加1,900吨。图表70:2021全球碳纤维运行产能及扩产计划(千吨)资料来源:赛奥碳纤维,中信建投051015202530354045502021年运行产能(千吨)扩产计划(千吨)图表68:2021年国内进口碳纤维价格对比图表69:2022年以来国内碳纤维单月产量超过3000吨资料来源:百川盈孚,中信建投资料来源:百川盈孚,中信建投0510152025303540碳纤维均价(美元/公斤)(1,000)01,0002,0003,0004,0005,0006,0007,0002019-042019-072019-102020-012020-042020-072020-102021-012021-042021-072021-102022-012022-04单月产量进口量出口量30行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明从各碳纤维企业的扩产计划来看,行业产能在近两年将迎来大幅扩张。根据赛奥碳纤维的统计,目前进行中的扩产项目有:吉林化纤27,000吨(2022年完成),宝旌21,000吨(2023年完成),中复神鹰14,000吨(2023年完成),上海石化12,000吨(2023年完成),新创碳谷12,000吨(2022年完成),光威包头4,000吨(2022年完成)。此外,还有部分企业宣布了“十四五”期间的长线扩产计划,共计20万吨左右。行业进入者逐渐增加并计划扩建万吨级别的碳纤维,短期内将使得行业更为分散,但长期中有助于激发企业创新,从而实现国产替代。图表71:国内主要碳纤维厂商扩产情况公司扩产计划投产进度吉林化纤集团“十四五”期间建设20万吨原丝,6万吨碳纤维及1万吨复合材料项目2021年12月28日,吉林化纤集团投产1.5万吨碳化、4000吨原丝、179.4万平预浸料三条生产线。现有碳化产能2.5万吨,原丝产能6万吨中复神鹰在西宁建设2.4万吨碳纤维项目截止至2021年12月,西宁一期万吨项目已建成并投产6000吨碳纤维产能,预计2022年上半年一期二阶段4000吨产能全面投产;二期1.4万吨预计2023年到位浙江宝旌“十四五”期间建设6万吨碳纤维原丝项目和年产1.8万吨的碳丝项目2021年投产一条2,500吨碳化生产线新创碳谷建设1.8万吨大丝束项目2021年完成6,000吨产能建设,2022年正在加紧安装调试另外1.2万吨的产能,预计2022年内投入生产上海石化建设2.4万吨原丝,1.2万吨大丝束碳纤维项目2022年预计实现6,000吨产能输出中简科技建设1,500吨碳纤维及制品项目-新疆隆炬建设5万吨碳纤维碳化项目计划2022年5月第一批设备进场,计划9月实现一期6000吨投产国泰大成2.5万吨原丝、1万吨碳纤维、碳纤维复合材料项目-资料来源:公司公告,赛奥碳纤维,中信建投预计2022-2023年是当前规划产能密集落地的时点,到2025年国内落地的碳纤维总产能或将达到19.38万吨,其中吉林化纤集团(含吉林国兴、吉林宝旌)、中复神鹰、光威复材、上海石化预计达到6.08、2.75、1.37、1.35万吨。图表72:2025年国内落地碳纤维总产能或将达到19.38万吨,2022-2023年为集中落地时点(单位:吨)资料来源:公司公告,赛奥碳纤维,中信建投020,00040,00060,00080,000100,000120,000140,000160,000180,000200,00020212022E2023E2024E2025E吉林化纤集团中复神鹰浙江宝旌新创碳谷江苏恒神光威复材太钢钢科兰州蓝星上海石化中简科技中国其他31行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明2022-2025年供需格局研判基于3点原因我们判断国内碳纤维不会面临严重产能过剩:1)产能实际落地少:未来实际落地产能仍集中在目前的优势企业,并且集中在当前已开工建设的产能中;远期规划里,除了吉林化纤集团积极筹备,大多数新进入者的“十四五”规划实际落地概率不大或将大打折扣;2)产能利用率不高:国内碳纤维产能整体产能利用率不高,2019年以来产能利用率中枢64%,2021年以来中枢70%,2022年以来略有下调。未来预计潜在产量仅为整体产能的70%。3)高端、低端供需结构分化:T700级别以上的高端小丝束产能目前主要集中在中复神鹰一家,光威复材、中简科技亦配备部分产能。大丝束领域,吉林化纤集团、上海石化具备技术和产能上的优势,因此市占率较为突出。低端小丝束领域由于技术壁垒相对较低,因此出现过剩的概率更大。整体而言,假如不依赖进口且产能利用率为70%,预计2022年仍将面临5816吨的供给缺口,2023年过剩8327吨,主要体现在低端产品上。预计随着2024-2025年需求的快速提升,将逐渐供需平衡并再次出现一定的供给缺口。图表73:2020年以来国产碳纤维产能利用率中枢70%图表74:2023-2024年实际产能过剩幅度相对有限(吨)资料来源:百川盈孚,中信建投资料来源:公司公告,赛奥碳纤维,中信建投;注:潜在产量按照70%产能利用率计算干喷湿纺工艺技术门槛将长期存在,高端小丝束有望持续景气。2025年预计碳碳复材、压力容器、航空航天、高端体育休闲、建筑补强等领域带来的T700及以上级别碳纤维需求有望达到4.72万吨(占比29.6%);大丝束领域碳纤维需求有望达到7.31万吨(占比45.9%)。考虑中复神鹰、光威复材、中简科技3家优势企业,即便按照100%产能利用率计算,2025年我国仍面临3734吨高端小丝束碳纤维产能缺口,技术门槛将使得高端小丝束处于长景气区间。考虑吉林化纤集团、上海石化2家大丝束企业,100%产能利用率下富余产能仅1196万吨,在95%产能利用率下将面临2519吨的缺口,长期中持续降本以深耕大丝束领域,仍有望供需平衡。图表75:高端小丝束产能缺口长期存在,有望持续景气2025年T700及以上小丝束总需求(吨)471692025年大丝束总需求(吨)73104中复神鹰27500吉林化纤集团60800光威复材13685上海石化13500中简科技22502025产能缺口(100%产能利用率)-11962025产能缺口(100%产能利用率)37342025产能缺口(95%产能利用率)2519资料来源:公司公告,赛奥碳纤维,中信建投0%20%40%60%80%100%2019-042019-072019-102020-012020-042020-072020-102021-012021-042021-072021-102022-012022-04国内碳纤维产能利用率2019年至今历史中枢2020年至今历史中枢331295816-8327-18423550-5000005000010000015000020000020212022E2023E2024E2025E供给缺口中国产能合计潜在产量需求量32行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明四、关注国内企业:降本提效持续突破,术业专攻各有所长价格:中简科技、光威复材定位军工领域,产品均价高、毛利厚;中复神鹰、吉林碳谷、恒神股份深耕民用领域,盈利能力逐年显著提升。中简科技主要供应ZT7-3K(T700级)军用航空航天碳纤维,产品均价中枢在3000元/公斤,光威复材主要供应T300级小丝束碳纤维,均价600-1000元/公斤。中复神鹰以中高端民品为主,航空航天持续发力,产品均价逐渐提升至200元/公斤左右,尚有较大提升空间。随着2021年丙烯腈涨价、以及原丝需求旺盛,吉林碳谷原丝均价逐渐从27元/公斤提升至40元/公斤左右。军品供应门槛极高,毛利率长期中枢80%;近年来随着民品碳纤维涨价,行业逐渐扭亏为盈,2021年优势企业实现40%左右的毛利率。图表76:碳纤维销售单价(元/公斤)图表77:碳纤维毛利率对比资料来源:公司公告,中信建投;注:2021年中复神鹰、吉林碳谷数据分别为2021H1、2020H2数据替代资料来源:公司公告,中信建投成本:民用碳纤维受益于景气度提升,持续降本夯实盈利空间。2018-2020年,军民领域碳纤维成本均呈现下降趋势,一方面受益于原材料丙烯腈降价,另一方面得益于制造端持续降本增效、降低损耗。2021年原材料涨价使得各家成本有所提升,2022年以来将逐步缓解。持续降本将显著夯实民品盈利空间。图表78:碳纤维及原丝企业单吨成本比较(元/公斤)图表79:各企业单位直接材料成本比较(元/公斤)资料来源:公司公告,中信建投;注:2021年中复神鹰、吉林碳谷数据分别为2021H1、2020H2数据替代资料来源:公司公告,中信建投;注:2021年中复神鹰、吉林碳谷数据分别为2021H1、2020H2数据替代05001,0001,5002,0002,5003,0003,5004,0002018201920202021中简科技光威复材中复神鹰吉林碳谷(原丝)-20%0%20%40%60%80%100%2018201920202021中简科技光威复材中复神鹰吉林碳谷(原丝)恒神股份01002003004005006007002018201920202021中复神鹰中简科技光威复材吉林碳谷(原丝)010203040506070802018201920202021中复神鹰中简科技光威复材吉林碳谷(原丝)33行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明制造成本:高附加值小丝束制造费用占比明显较高,以折旧、电力、蒸汽为主。基于产品均价依次排列,从吉林碳谷到中简科技,制造费用在成本中占比显著提升。原丝环节丙烯腈、溶剂等直接材料成本占比超过60%,涉及的直接人工、制造费用较少;民品原丝+碳化环节材料占比约30%,制造费用超过50%。对于严格认证的高端3K小丝束而言,设备折旧、能源成本不具备明显规模效应,因此占比极高,光威复材成本结构中制造费用占比超过65%;中简科技产品强度要求更高,碳化环节电耗更多,制造费用占比77%。以中复神鹰为例,单公斤碳纤维成本约98元,折旧、电力、蒸汽成本分别为12、14、11元/公斤,为制造费用的主要构成。图表80:2021年碳纤维及原丝企业成本拆分图表81:2021H1中复神鹰碳纤维单位成本拆分(元/公斤)资料来源:公司公告,中信建投;注:2021年中复神鹰、吉林碳谷数据分别为2021H1、2020H2数据替代资料来源:公司公告,中信建投折旧、电力:碳纤维单位折旧与单位电力成本整体逐年下降。中简科技单位折旧与电力成本均10倍于中复神鹰,但整体趋势均保持下降趋势。2016-2018年,中简科技单位折旧从268.6元/公斤下降至182.8元/公斤,单位电耗从172.8元/公斤下降至132.4元/公斤;2018-2021H1,中复神鹰单位折旧从13.8元/公斤下降至12.0元/公斤,单位电耗从16.4元/公斤下降至14.2元/公斤。图表82:碳纤维单位折旧整体下降图表83:碳纤维单位电耗整体下降资料来源:公司招股说明书,中信建投资料来源:公司招股说明书,中信建投0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%吉林碳谷中复神鹰光威复材中简科技直接材料直接人工制造费用(含能源)31.92,33%15.42,16%0.67,1%12.04,12%2.00,2%14.24,14%0.32,0%10.68,11%10.75,11%直接材料直接人工运输费折旧煤炭电力天然气蒸汽其他制造费用051015202530201620172018201920202021H1中简科技(万元/吨)中复神鹰(元/公斤)02468101214161820201620172018201920202021H1中简科技(万元/吨)中复神鹰(元/公斤)34行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明电耗、材料损耗:生产工艺成熟将节省损耗,带来巨大的降本空间。随着产线逐渐成熟,中复神鹰单吨电耗从2018年的2.79万度下降至2020年的2.67万度,2021年西宁新线投产使得电耗暂时提升,后续存明显下降空间。中简科技原丝及碳纤维生产中废丝占比大幅下滑,其中原丝生产中废丝占比从2016年的32.96%快速下降至2018年的8.16%,同期碳纤维中废丝占比从22.47%下降至9.14%。图表84:中复神鹰单吨电耗(万度)图表85:中简科技碳纤维及原丝废丝占比逐渐下降资料来源:公司招股说明书,中信建投资料来源:公司招股说明书,中信建投纺丝速度:纺速提升扩大单线产能,追赶国际先进企业。干喷湿纺工艺纺丝速度是湿法纺丝3-4倍,国内吉林碳谷、中简科技湿法纺丝速度分别达100、130米/分钟。其中,吉林碳谷湿法纺丝速度从早期的55米/分钟逐步提升至2020年的100米/分钟,体现了国产碳纤维原丝纺丝速度的突飞猛进。中复神鹰干喷湿纺的纺速达到400米/分钟,原丝单线规模达到5000吨/年,西宁基地有望持续实现突破。2019年4月,光威复材全资子公司威海拓展通过干喷湿纺工艺生产GQ4522级(TZ700S、CCF700S)碳纤维,实现了500米/分钟级原丝纺丝速度的稳定运行。国际巨头日本东丽纺丝速度达到700米/分钟以上,碳化单线4000吨/年(对应原丝8000吨/年)。生产线产能=生产线锭数纺速计划生产时间线密度,国内企业纺速仍有待提升,单线产能亦存较大提升空间。图表86:碳纤维企业纺丝速度对比(米/分钟)图表87:吉林碳谷纺丝速度逐年提升(米/分钟)资料来源:公司公告,中信建投资料来源:公司公开发行说明书,中信建投2.502.552.602.652.702.752.802.852.902.953.002018201920202021H1电力(万度/吨)0%5%10%15%20%25%30%35%201620172018原丝生产中废丝占比碳纤维生产中废丝占比0100200300400500600700800吉林碳谷中简科技中复神鹰光威复材日本东丽湿法(米/分钟)干喷湿纺(米/分钟)020406080100120早期201820192020吉林碳谷湿法纺丝速度(米/分钟)35行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明市值规模与估值对比:碳纤维板块市值超千亿,中复神鹰、光威复材平均约300亿市值。截至2022年6月14日,中复神鹰、光威复材、中简科技、吉林碳谷市值分别达343亿元、285亿元、196亿元、180亿元,位居行业前列。图表88:碳纤维企业市值变化(亿元)图表89:碳纤维产业链市值对比(亿元)资料来源:Wind,中信建投资料来源:Wind,中信建投;注:数据截至2022年6月14日碳纤维板块成长性充足,估值整体较高。其中中复神鹰、中简科技当前PE(TTM)约为80-90倍,光威复材、吉林碳谷约为40倍。通过对比预测PE(未来12个月),当前中复神鹰仍维持在50倍左右,中简科技35倍左右,光威复材、吉林碳谷20-30倍。图表90:碳纤维企业PE(TTM)图表91:碳纤维企业预测PE(未来12个月)资料来源:Wind,中信建投资料来源:Wind,中信建投050100150200250300350400450500中复神鹰中简科技光威复材吉林碳谷050100150200250300350400020406080100120140中复神鹰中简科技光威复材吉林碳谷010203040506070中复神鹰中简科技光威复材吉林碳谷36行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明4.1中复神鹰:中建材旗下碳纤维翘楚,募资扩产助力“神鹰”腾飞中高端民品碳纤维龙头,业绩快速释放中复神鹰碳纤维股份有限公司(简称“中复神鹰”)专注于T700及以上高性能碳纤维的研发、生产和销售。公司于2006年成立于江苏连云港,2007年注资后隶属于中国建材集团,是集团三大业务中新材料板块的重要构成,2022年于科创板上市。公司长期自主研发碳纤维技术,2013年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,建成国内首条千吨级干喷湿纺碳纤维产业化生产线。公司目前建有连云港、西宁两个生产基地,合计产能达到1.35万吨;到2023年西宁将再落地1.4万吨产能,夯实民品碳纤维龙头地位。图表92:中复神鹰历史沿革资料来源:公司官网,公司公告,中信建投2018年以来公司营收持续提升,利润高速增长。公司2018~2021年营收CAGR达56.19%,2019年后归母净利润由负转正并实现快速增长。2021年公司实现营业收入11.73亿元,同比大幅增长120.44%;实现归母净利润2.79亿元,同比大幅增长227.01%。2021年公司西宁万吨高性能碳纤维及配套原丝项目部分投产,供应能力提升;而下游风电叶片、碳/碳复合材料等需求大幅扩张,使得公司量价齐升。2022年一季度,公司实现营收4.60亿元,同比增长229.00%;实现归母净利润1.96亿元,同比大幅增长200.80%。37行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明图表93:公司自2018年以来营收快速增长图表94:公司2021年归母净利润同比增加227.01%资料来源:公司公告,中信建投资料来源:公司公告,中信建投公司碳纤维产品下游应用均衡发展,体育休闲、碳/碳复合材料、风电叶片为前3大应用。2018~2021H1,随着公司碳纤维生产技术的成熟,体育休闲、交通建设等传统领域收入占比下滑;风电叶片、航空航天、压力容器、碳/碳复合材料(例如单晶硅炉热场材料)的应用占比快速提升。2020年,受到碳纤维拉挤板代工由欧洲转入国内,以及国内光伏市场的高速增长的影响,风电叶片和碳/碳纤维复合材料等应用领域的需求迅速扩张,公司该领域销售收入分别增长317.36%、282.10%。此外,公司着力扩张高性能碳纤维应用领域,逐渐加大对航空航天领域的产品供给,2021年上半年,公司在该领域年化销售收入同比增长147.83%,占比由8.11%提高至13.98%。图表95:2018-2021H1公司下游应用领域分布图表96:2021H1公司下游应用领域分布资料来源:公司招股说明书,中信建投资料来源:公司招股说明书,中信建投产品价格提升+规模效应显现,公司毛利率与净利率稳步上升。近年来,由于碳纤维下游应用市场需求的火爆,公司产品紧俏,引起产品销售单价全面上扬。2021年公司毛利率提升至41.62%,净利率相应提升至23.75%。2022Q1,毛利率进一步提升至46%,带动净利率提升至25.64%。公司管理+研发费用率整体平稳,销售与财务费用率呈现下滑趋势;公司2021年期间费用率整体为17.72%,其中管理+研发费用率15.12%,销售费用率0.34%,财务费用率2.26%。2022Q1,管理+研发费用率12.93%,同比下降10.35pct,环比2021年全年下降2.19pct。0%50%100%150%200%250%0246810121420182019202020212022Q1营业收入(亿元)同比增速(右轴)100%120%140%160%180%200%220%240%-0.50.00.51.01.52.02.53.020182019202020212022Q1归母净利润(亿元)同比增速(右轴)0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%2018201920202021H1体育休闲碳/碳复合材料风电叶片航空航天压力容器交通建设27.10%22.44%14.95%13.98%10.53%7.99%3.01%体育休闲碳/碳复合材料风电叶片航空航天压力容器交通建设其他38行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明图表97:公司毛利率与净利率稳步上升图表98:公司期间费用率整体下降资料来源:公司公告,中信建投资料来源:公司公告,信建投研发:干喷湿纺引领技术创新,降本空间持续打开干喷湿纺工艺引领技术创新,公司构建四大核心技术体系。2013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,并建成国内首条千吨级干喷湿纺碳纤维产业化生产线。与纯湿纺相比,干喷湿纺法可纺出较高密度且无明显皮芯结构的原丝,大幅提高了纤维的抗拉强度,可生产细特化和均质化的高性能碳纤维。中复神鹰的干湿法纺丝可以进行高倍的喷丝头拉伸,纺丝速度是湿法的3~4倍,明显提高了生产效率同时降低了成本。目前公司已建立起四大核心技术体系,包括1)大容量聚合与均质化原液制备技术、2)高强/中模碳纤维原丝干喷湿纺关键技术、3)PAN纤维快速均质预氧化及碳化集成技术、4)干喷湿纺千吨级高强/百吨级中模碳纤维产业化生产体系构建技术。图表99:中复神鹰核心技术体系环节产能指标技术聚合单套5000吨/年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5000吨/年PAN原液的稳定化均质化制备。纺丝纺速400m/min,单线5000吨/年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。预氧化、碳化单线2000吨/年(12K)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2,000吨/年(12K)。资料来源:公司招股说明书,中信建投公司积极展开合作研发,努力寻求大丝束碳纤维技术的突破。2021年3月,公司与北京化工大学常州先进材料研究院、东华大学签订合作研发合同,共同突破大丝束碳纤维原丝纺丝,以及碳纤维预氧化、碳化技术。其中北化常州院具备快速预氧化研究的基础,东华大学则具备碳纤维原丝技术;中复神鹰可以制备36K和48K碳纤维实验室样品,并且时时反馈48K大丝束原丝及碳纤维工程化控制实施效果。公司目标为实现48K大丝束碳纤维制备,产品技术指标达到:拉伸强度≥4000MPa,拉伸模量达230GPa,断裂伸长率≥1.5%的目标。公司近3年研发支出不断增长,技术创新带来降本空间。公司长期专注于碳纤维生产和研发,自2017年起公司已掌握碳纤维生产全流程核心技术,后续研发活动侧重于改进碳纤维生产工艺及拓展下游应用领域,因此整体研发投入较低。2021年,公司加大对高性能碳纤维的研发力度,以应对下游碳碳复材、航空航天领域的新-20%-10%0%10%20%30%40%50%20182019202020212022Q1销售净利率销售毛利率0%2%4%6%8%10%12%14%16%18%20%20182019202020212022Q1销售费用率管理+研发费用率财务费用率39行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明兴需求,因此研发支出显著增长。公司研发投入带来生产技术与生产效率的提高,单吨碳纤维耗用丙烯腈数量由2018年的2.02吨下降至2020年的1.96吨;原料降价、损耗减少,叠加规模效益,碳纤维产品单位成本一路走低,2020年为79.74元/公斤,为公司提供了更大的利润空间。2021年以后随着原料价格回落、新线逐渐达产,碳纤维成本仍有下降空间。图表100:公司研发支出整体呈增长趋势图表101:2018-2020年公司产品单位成本走低资料来源:公司公告,中信建投资料来源:公司招股说明书,中信建投产品:对标日本东丽,深耕T700优势赛道公司高强度、高模量碳纤维同步发展,产品系列基本对标日本东丽。公司SYT系列产品主打高强度,SYM系列产品主打高模量。公司对外销售的主要产品型号包括SYT45、SYT45S、SYT49S、SYT55S、SYT65和SYM40等,性能指标与国际碳纤维龙头日本东丽对标,逐步形成了以T700级、T800级干喷湿纺产品为主,覆盖高强型、高强中模型、高强高模型产品体系。公司在干喷湿纺碳纤维的技术成熟度方面具有一定优势;光威复材、恒神股份过往以湿法碳纤维为主,近年来突破了干喷湿纺工艺技术;中简科技主要生产湿法碳纤维,在T800级及以上的同级别产品性能方面,较采用干喷湿纺工艺的同级别产品的拉伸强度方面性能较低。图表102:中复神鹰基本对标日本东丽的产品系列日本东丽中复神鹰光威复材恒神股份中简科技牌号拉伸强度(MPa)拉伸模量(GPa)牌号拉伸强度(MPa)拉伸模量(GPa)牌号拉伸强度(MPa)拉伸模量(GPa)牌号牌号T3003,530230SYT454,000230TZ3003,530230HF10-T700S4,900230SYT45S4,500230TZ700S4,900230HF20ZT7SYT494,700230TZ700G4,900255HF30SYT49S4,900230T800S5,880294SYT55S5,900295TZ800S5,880294HF40ZT8ZT9TZ800H5,490294HF40TT1000G6,370294SYT656,400295TZ1000G6,370294HF50M35J4,510,4,700343SYM354,900340-----M40J4,400377SYM404,700375TZ40J4,410377HM37ZM40J资料来源:公司招股说明书,中信建投01,0002,0003,0004,0005,0006,0007,00020182019202020212022Q1研发投入(万元)-15%-10%-5%0%5%10%15%20%25%0204060801001202018201920202021H1单位成本(元/公斤)增长幅度(右轴)40行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明深耕T700优势赛道,受益于高端小丝束长景气周期。以公司销量占比92%、营收占比87%的SYT45(T300)、SYT49、SYT49S三款主流产品为例,公司T700-12K、T700-24K、T300-3K、T300-12/24K销量分别占比54.16%、19.01%、15.02%、11.61%。分领域应用来看,公司最大优势领域碳碳复材销量占比21.32%;此外,压力容器、航空航天、高端体育休闲、风电叶片结构件也是公司较大优势领域。预计到2025年国内T700及以上小丝束需求超过4万吨,公司所处赛道前景广阔。图表103:中复神鹰优势产品集中在碳碳复材、压力容器、航空航天、高端体育休闲,主要应用T700及以上碳纤维2021H1中复神鹰主流产品(贡献90%以上销量)销量分布产品规格合计占比体育休闲交通建设风电叶片压力容器碳/碳复材航空航天其他领域T70012K54.16%8.03%3.79%6.31%2.45%21.32%9.04%3.22%24K19.01%1.60%0.43%2.11%10.09%0.90%0.32%3.57%T3003K15.02%7.43%0.48%6.16%0.87%0.08%12K/24K11.61%5.19%1.07%0.50%1.40%3.46%资料来源:中复神鹰公告,中信建投产能:募资扩产提升供应能力,产业链同步强化募投项目大幅提升公司供应能力,推进产品升级与产业链完善。公司IPO募投项目主要包括西宁年产万吨高性能碳纤维及配套原丝项目、航空航天高性能碳纤维及原丝试验线项目、碳纤维航空应用研发及制造项目以及补充流动资金。1)西宁万吨碳纤维项目:总投资20.58亿元,一阶段建设产能6000吨,二阶段建设产能4000吨,建成后将极大弥补公司在供给端的缺口,加速碳纤维产品的进口替代。截止至2021年12月,该项目已建成并投产6000吨碳纤维产能,供应能力大幅度提升。2022年西宁二阶段4000吨产能逐步投入使用,届时西宁将形成1万吨碳纤维及配套原丝产能,加上本部3500吨,总供应能力大幅提升至1.35万吨。2)航空航天高性能碳纤维及原丝试验线项目:用于下一代T1100级碳纤维研发,进行航空航天用高性能碳纤维的应用技术开发、产品应用认证和生产。随着中国商飞CR929的研发推进,对国产T800/T1000级碳纤维需求量将跨越式增长;其他诸多下游领域也对超高强度和超高模碳纤维提出要求,未来1100、M40X、M55J、M60J等碳纤维将面临较大需求。公司建设试验线项目进行产品开发与下游认证,有望提前锁定未来业绩。3)碳纤维航空应用研发及制造项目:随着国产大型飞机的逐步量产,公司与中国商飞开展合作,在本部连云港和上海设立航空航天级高性能碳纤维的研发和生产中心。当前公司已实现SYT55S(T800级)碳纤维的批量化生产,募资后将建设300万m2/年的航空级预浸料生产线,进一步完善公司碳纤维产业链的布局。41行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明图表104:公司募集资金用途序号项目名称投资规模(万元)拟使用募集资金(万元)实施主体1西宁年产万吨高性能碳纤维及配套原丝项目205,785.6980,000.00神鹰西宁2航空航天高性能碳纤维及原丝试验线项目23,292.0023,292.00中复神鹰3碳纤维航空应用研发及制造项目36,172.0036,172.00神鹰上海4补充流动资金45,000.0045,000.00-合计310,249.69184,464.00资料来源:公司招股说明书,中信建投远期规划:除了募投项目,公司未来计划建设神鹰西宁年产1.4万吨高性能碳纤维及配套原丝项目,总投资28亿元,其中30%为自有资金,其余资金计划通过银行贷款进行筹集。该项目于2021年9月启动,预计2023年完工。届时公司产能规模将较2022年再翻一倍,产能优势将进一步扩大。西宁万吨碳纤维项目中主要使用2米幅宽千吨级碳化线,每千吨碳纤维产能的设备购置金额为1.15亿元;西宁1.4万吨采用全自动原丝卷绕机、4米宽幅氧化炉,预计每千吨碳纤维产能的设备关联采购金额约0.63亿元。工艺技术改进以节约单吨设备采购金额,折旧成本将有效降低。42行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明4.2吉林化纤集团:原丝、碳化、复材一体化布局的碳纤维产业集群吉林化纤集团:打通碳纤维原丝、碳化、复材环节,上下游一体化布局吉林化纤集团打造了原丝、碳化+复材两个碳纤维平台,分别以吉林碳谷碳纤维股份有限公司(简称“吉林碳谷”)和吉林化纤股份有限公司(简称“吉林化纤”)为核心。1)持股关系:吉林化纤集团直接持有吉林化纤14.67%的股份,间接持有吉林碳谷2.27%的股份,并持有吉林国兴碳纤维100%股份。2022年3月18日,吉林化纤集团承诺3年内将吉林国兴碳纤维控股权注入上市公司,注入之前国兴碳纤维将不会投资涉足碳纤维复合材料领域及小丝束碳纤维领域。此外,吉林化纤还设有全资子公司吉林凯美克,持有吉林宝旌49%股权。吉林碳谷同为吉林市国资委间接控股子公司,主要从事原丝的生产,是国内唯一市场化外销、产量最大的原丝制造企业。吉林化纤的核心业务为黏胶长丝和短纤,有8万吨黏胶长丝产能和12万吨黏胶短纤产能,2021年向碳纤维领域进军。2)出货关系:吉林碳谷向吉林化纤(含吉林宝旌、吉林凯美克)、吉林国兴供应原丝。原丝方面,吉林碳谷当前原丝产能5-6万吨,预计到十四五末期将达到年产20万吨原丝,将有力保障下游碳化环节扩产需求。碳化及复材方面,2021年初集团提出规划,十四五期间将形成6万吨、1万吨复材产能。未来吉林化纤集团在大丝束领域将具备较大产能优势。图表105:吉化系企业股权关系图图表106:吉化系企业出货关系图资料来源:公司公告,中信建投资料来源:公司公告,中信建投原丝、碳化、复材出自同门,上下游一体化布局优势显著。吉林化纤集团旗下的奇峰化纤年产38万吨腈纶,产能居于亚洲之冠。吉林碳谷在原奇峰化纤20年腈纶制备基础上进行研发、摸索,创造性发明了DMAC为溶剂的湿法两步法原丝生产技术与工艺,打破国际碳纤维巨头在原丝生产技术上的垄断情况。2008年研发的产品碳化后就可达到T300标准。吉林碳谷与吉林化纤出自一门,技术团队共通共享,有效提高了碳纤维生产效率。目前行业平均水平为2.1吨原丝产出1吨碳丝,吉林化纤已经可以做到1.9吨原丝产出1吨碳丝,显著降低了生产成本。吉林碳谷:国内唯一市场化外销、产量最大的原丝制造龙头企业吉林碳谷是国内唯一市场化外销、产量最大的原丝制造龙头企业。吉林碳谷2008年成立,2016年3月在新三板挂牌,2021年8月转至精选层挂牌并于9月成为首批北交所上市公司。吉林碳谷位于吉林市“国家碳纤维高新技术产业化基地”,基地内有从化工源头到终端产品完备的产业链,即丙烯—丙烯腈—聚丙烯腈基碳纤维原丝—碳纤维—碳纤维下游制品。该公司主要从事聚丙烯腈基(PAN)碳纤维原丝的研发、生产和销售产品覆43行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明盖1K、3K、6K、l2K、24K、25K、35K、48K、50K等聚丙烯腈基(PAN)碳纤维原丝,下游客户覆盖知名碳纤维生产商、碳纤维复合材料生产厂商。除了对国内企业供货,2020年俄罗斯客户ALABUGA-FIBRELLC采购了450多吨48K大丝束碳纤维原丝,形成公司稳定的收入来源。图表107:吉林碳谷直接/间接客户与应用领域(截至2021年)序号客户名称丝束类型类比等级备注1吉林宝旌(吉林精功)大丝束(25K)T400主要运用于风电、轨道交通、汽车、体育、高压气瓶、电子产品、光伏用C/C碳纤维预制体、压力容器、船体、运动器材、摩擦和密封材料等。2ALABUGA-FIBRELLC小丝束、中小丝束、大丝束(3K、12K/S、24K、25K、48K)T400-T700ALABUGA-FIBRELLC为俄罗斯国企ROSATOM原子能公司控股的UMATEX集团的子公司;UMATEX集团俄罗斯最大的和全球排名前十的各种规格碳纤维的制造商,其专注领域包括航天、原子能、风电、汽车等。3江苏恒神小丝束、中小丝束、大丝束(12K/S、25K、50K)T400及以上恒神碳纤维广泛应用于民用航空、海洋工程、新能源产品、轨道交通、汽车、建筑补强和体育休闲等各领域。4宏发纵横/新创碳谷大丝束(25K、50K)T400运动器材、汽车改装件、医疗器械、电子产品外壳、风电、轨道交通。5吉研高科小丝束(1K、3K)T400军工、航天。6国兴碳纤维中小丝束(6K、12K)T400体育休闲、风力发电、工业自动化、轨道交通、汽车轻量化、压力容器。7神舟炭纤维小丝束(1K、3K、6K)T400军工、航天。资料来源:公司公开发行说明书,中信建投2021年得益于碳纤维原丝量价齐升,公司归母净利润超预期。2019年6月公司开展丙烯腈中间商业务,营业收入大幅增加,但该业务毛利率较低,增收不增利。2020年6月,公司放弃丙烯腈贸易业务,但下游碳纤维需求呈现高景气度,带动了上游碳纤维原丝的快速发展。公司于2020年实现了大丝束碳纤维原丝的技术突破,同时生产线产能释放,业绩出现拐点,归母净利润扭亏。2021年公司碳纤维原丝产品获得市场广泛认同,产能有序释放、产量稳步提升,业绩实现大幅增长。2021年公司实现营收12.09亿元,同比增长9.71%;实现归母净利润3.15亿元,同比增长126.09%。2022Q1公司延续了良好的增长势头,营收同比增长159.30%至5.80亿元,归母净利润同比增长152.15%至1.66亿元。图表108:2019年以来吉林碳谷营收大幅释放图表109:2020年吉林碳谷扭亏为盈资料来源:公司公告,中信建投资料来源:公司公告,中信建投0%50%100%150%200%250%300%350%400%02468101214营业收入(亿元)同比增速(右轴)-1500%-1000%-500%0%500%1000%-1.5-1.0-0.50.00.51.01.52.02.53.03.5归母净利润(亿元)同比增速(右轴)44行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明瞄准大丝束原丝领域,力争“人无我有”。公司2008年设立之初,拟打破国际巨头对碳纤维行业技术的垄断,专注于攻关小丝束碳纤维原丝,并成功实现了军工级别的1K、3K、6K等小丝束产品;2016-2017年逐步实现了12K/S中小丝束碳纤维原丝的产业化稳定生产,碳化后可部分达到T700的水平。2016年下半年开始研发大丝束碳纤维原丝,已于2018年实现了24K、25K产品的规模化生产,于2019年实现了48K产品的规模化生产;2021年,公司研发实现35K、50K的产业化。截至2021年上半年,公司48K/50K原丝销量占比3.61%,24K/25K原丝销量占比78.10%,形成以大丝束为核心的供货体系。未来3-5年公司计划将陆续推出75K、100K、480K大丝束产品,在大丝束领域做到“人无我有”的领先地位。图表110:吉林碳谷历年原丝分产品销量(吨)图表111:2021H1吉林碳谷24K及以上原丝销量占比82%资料来源:公司公开发行说明书,中信建投资料来源:公司公开发行说明书,中信建投公司盈利能力显著上行,费用率快速摊薄。公司近年来毛利率持续提升,2021年及2022年一季度达到40%的高位;随着营收大幅释放,期间费用率迅速摊薄;截至2021年期间费用率合计11.19%,其中销售费用率0.59%、管理+研发费用率4.60%、财务费用率6%。公司过去几年的研发主要集中在产线技改,因此作为固定资产投资处理;2021年主要侧重原丝产品研发,支出3948.72万元,占营收比例显著增至3.26%。2022Q1期间费用率进一步摊薄至4.77%。图表112:吉林碳谷近年来毛利率稳步提升图表113:吉林碳谷期间费用率波动下降资料来源:公司公告,中信建投资料来源:公司公告,中信建投公司加快新品类和产能布局,满足集团内部原丝供应和下游市场碳化需求。品类方面,公司着眼于民用工05000100001500020000250002018201920202021H124K/25K12K/S48K/50K3K1K3.61%78.10%15.53%1.99%0.77%48K/50K24K/25K12K/S3K1K-60%-40%-20%0%20%40%60%销售净利率销售毛利率0%2%4%6%8%10%12%14%16%18%销售费用率管理+研发费用率财务费用率45行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明业级大丝束产品,兼顾军工级小丝束产品。尤其是公司于2021年突破了50K大丝束产品的技术瓶颈,产品成本低,可放量,应用前景广阔。产能方面,2021年7月,公司5万吨50K大丝束原丝项目进展顺利,一期项目9号、10号两条生产线成功投产,单线产能达1万吨/年,为全球最大。同时公司凭借先发优势积极扩充产能,在建的15万吨原丝产能稳步推进,投产后总产能将达20万吨成为全球最大碳纤维原丝生产基地,将进一步巩固碳纤维原丝领域的龙头地位。吉林化纤:粘胶纤维龙头地位稳固,碳纤维大小丝束两端发力吉林化纤过去主要从事粘胶纤维的生产和销售。产品包括粘胶长丝、粘胶短纤、腈纶纤维、化纤浆粕、纱线和纸制品六大系列450多个品种,产品质量位居同行业前列。“白山”牌商标被认定为“中国驰名商标”,“白山”牌粘胶短纤维、粘胶长丝被评为“中国名牌产品”。公司先后获得全国纺织工业先进集体、中国纺织品牌文化创新企业等荣誉称号,人造纤维制造行业排头兵企业。受原料价格影响,公司2020年归母净利润亏损,2021年亏损幅度显著收窄。2021年国内外市场较上一年有所好转,尤其产品销售量的增长带来一定减亏作用,但受长丝棉浆粕、短丝浆粕等原辅材料及能源价格上涨影响,导致产品成本大幅上升、毛利下降。2021年全年公司实现营收35.80亿元,同比增长43.22%;归母净利润-1.29亿元,亏损同比收窄44.61%。2022年一季度,公司营收同比增长4.92%至9.37亿元,归母净利润-0.49亿元。公司在粘胶纤维领域精耕细作,是粘胶长丝全球龙头。粘胶纤维是从天然木纤维素中提取并重塑纤维分子而得到的纤维素纤维,符合人体皮肤的生理要求,具有光滑凉爽、透气、抗静电、防紫外线,色彩绚丽,染色牢度较好等特点,广泛应用于纺织领域。粘胶长丝(人造丝)方面,全球产能约28万吨,国内产能21万吨;吉林化纤已形成8万吨的年产能,全球市占率约28.6%,产品远销海内外。粘胶短纤(人造棉)方面,公司年产能已达12万吨,有效补充了公司粘胶纤维产品的缺项,与粘胶长丝配合有利于扩大总体销售。2021年粘胶长丝、粘胶短纤实现营收销售额约12亿元,营收占比33%。图表114:近年来公司营业收入保持稳定图表115:2020年公司归母净利润出现亏损资料来源:公司公告,中信建投资料来源:公司公告,中信建投-20%-10%0%10%20%30%40%50%60%70%0510152025303540营业收入(亿元)同比增速(右轴)-400%-300%-200%-100%0%100%200%-3.0-2.5-2.0-1.5-1.0-0.50.00.51.01.52.0归母净利润(亿元)同比增速(右轴)46行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明2020年以来,公司盈利能力整体承压,财务费用率处于高位。疫情影响叠加原材料价格上涨使得公司出现长达2年的亏损;截至2022年一季度,公司毛利率、净利率分别为9.44%、-5.32%。2017年,吉林化纤首次公告称向碳纤维产业延伸,长短期资金需求明显加大;2017-2020年,公司当年短期借款分别新增5.23、3.53、3.39、1.16亿元,使得财务费用支出明显提升。进军碳纤维领域,大小丝束齐发力。1)吉林宝旌:2019、2021年公司分别收购吉林宝旌(吉林精功)18%、31%股权,累计持股49%,聚焦25-50K大丝束制造;当前吉林宝旌大丝束碳纤维年产能8000吨,计划在十四五期间形成1.2万吨碳纤维产能,以满足下游工业级应用需求。2)吉林凯美克:2021年2月,公司全资子公司吉林凯美克决定引进国际国内先进设备,当前已投产300吨,总规划600吨,专注1K、3K高端小丝束制造。3)吉林国兴碳纤维:2022年5月,国兴碳纤维首条35K风电专用大丝束碳化线一次开车成功,单线产能在2500吨以上。产品主要应用在三一重能、上海电气、明阳电气等国内知名的风电叶片制造企业。定增募资建设碳纤维复材项目,碳丝+复材一体化布局提升竞争力。公司于2021年11月公告称拟定增募集不超过12亿元,投资建设碳纤维复材及配套碳纤维项目,该项目预计22年底前建成投产,将形成年产1.2万图表116:吉林化纤分业务营收占比图表117:吉林化纤分业务毛利率对比资料来源:公司公告,中信建投资料来源:公司公告,中信建投图表118:吉林化纤2020年以来整体盈利水平承压图表119:吉林化纤财务费用率处于高位资料来源:公司公告,中信建投资料来源:公司公告,中信建投0%20%40%60%80%100%201620172018201920202021粘胶长丝粘胶短纤醋酐+亚硫酸氢钠其他主营业务其他业务-25%-20%-15%-10%-5%0%5%10%15%20%25%201620172018201920202021粘胶长丝粘胶短纤综合毛利率-15%-10%-5%0%5%10%15%20%25%销售净利率销售毛利率0%2%4%6%8%10%12%14%销售费用率管理+研发费用率财务费用率47行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明吨碳纤维复材及上游配套碳纤维产能。复材项目建设完成后,吉林化纤将形成碳丝+复材的一体化布局,行业竞争力进一步加强;股东吉林化纤集团将形成碳纤维原丝+碳化+复材全产业链,持续向十四五目标迈进。图表120:十四五期间吉林化纤集团碳纤维产能预测(吨)资料来源:公司公告,赛奥碳纤维,中信建投010000200003000040000500006000070000202020212022E2023E2024E2025E吉林国兴吉林宝旌吉林凯美克吉林化纤母公司未来累计增量48行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明4.3恒神股份:跨过黑暗是黎明,进口替代需求爆发扭亏为盈全产业链国产碳纤维代表型企业,2021年度公司扭亏为盈江苏恒神股份有限公司(简称“恒神股份”)创建于2007年8月,是国内唯一一家产品组合覆盖从原丝、碳纤维、上浆剂、织物、液体树脂、粘接剂、预浸料、碳纤维复合材料零件、航空复合材料结构件的企业。公司目前拥有5条单线千吨级碳纤维生产线,可年产5000吨各类型碳纤维,织物及预浸料1500万平米,复合材料制件5000吨。产品型号包括高强碳纤维如:HF20系列(T300级)、HF30系列(T700级)、HF40系列(T800级)、HF50系列(T1000级)及高强高模HM系列。产品规格包括:1K、3K、6K、12K、24K和50K等。图表121:恒神股份全产业链产品示例图表122:恒神股份下游应用场景资料来源:公司官网,中信建投资料来源:恒神股份公开转让说明书,中信建投2015-2018年间,恒神股份创始人钱云宝(或其子钱京)持有公司7.25亿股,持股比例56.9%。2019年3月,公司定增20.64亿股,增发价格1.24元/股,合计募集25.6亿元,所募集15.78亿元现金全部用于偿还借款和补充流动资金。其中陕西化工集团、丹阳市天惠投资、上海悦达新实业集团分别认购11.92、7.91、0.81亿股,占发行后总股份的35.72%、23.70%、2.42%。此后,陕西化工集团间接股东陕西省国资委成为恒神股份实控人。图表123:恒神股份实控人为陕西省国资委(股权结构截至2021A)资料来源:公司公告,中信建投49行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明全产业链国产碳纤维代表型企业,2021年扭亏为盈。恒神股份力争打造碳纤维全产业链,单线投入资金大、后续研发支出多,2014-2020年连续承担亏损压力,7年间年均亏损额达2.12亿元。为拓展下游优质客户,恒神股份向航空航天、交通运输等高附加值领域拓展。2017年9月恒神股份与民用飞机生产商庞巴迪公司就碳纤维预浸料的供应签署了战略合作协议。2018年1月恒神股份与中国中车长客股份合作研制出具有完全自主知识产权的世界首辆全碳纤维复合材料地铁车体。2018年9月,恒神股份与华特时代围绕“汽车用碳纤维复合材料”战略合作签署合作协议。2019年12月,恒神股份与中国商飞签署《C919大型客机复合材料尾翼优化项目专业化零部件供应商培育理解备忘录》。高附加值产品加持下,公司自2019年起营业收入快速提升。2020年底,日本碳纤维巨头东丽对华断供,叠加疫情影响,本土碳纤维厂商迎来进口替代的绝佳机遇。2021年公司实现营业收入9.06亿元,同比增长67.11%;实现归母净利润1.50亿元,同比大幅增长252.27%,实现扭亏为盈。图表124:2018年以来公司营业收入稳步提升图表125:2021年公司扭亏为盈资料来源:公司公告,中信建投资料来源:公司公告,中信建投公司产品结构丰富,近年来碳纤维直接外售比例加大。2014-2015年公司逐步关停丹强丝业务,集中力量发展碳纤维产业,其中深加工的碳纤维预浸料占比逐步提升;2019年预浸料实现营收1.63亿元,营收占比56.29%。2020年以来为了承接下游需求,公司直接外售的碳纤维显著增长,非预浸料业务占比提升至2/3。图表126:恒神股份分业务营收占比图表127:2020年以来公司碳纤维外售显著增加(亿元)资料来源:公司公告,中信建投资料来源:公司公告,中信建投-40%-20%0%20%40%60%80%100%012345678910201320142015201620172018201920202021营业收入(亿元)同比增速(右轴)-100%-50%0%50%100%150%200%250%300%-4.0-3.0-2.0-1.00.01.02.0201320142015201620172018201920202021归母净利润(亿元)同比增速(右轴)0%20%40%60%80%100%201420152016201720182019碳纤维碳纤维织物碳纤维预浸料碳纤维复合材料制品技术服务费树脂等其他产品丹强丝及其他其他业务收入1.631.821.273.60012345620192020碳纤维预浸料碳纤维及其他50行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明2021年公司盈利水平达到民品碳纤维合理水平,期间费用率明显摊薄。2020-2021年,公司产能利用率从70%快速提升至98.74%,预计年产量从3500吨提升至4937吨,量价齐升的同时,固定成本和费用被显著摊薄。2021年公司毛利率同比提升26.06pct至39.14%,净利率提升34.60pct至16.50%,达到民品碳纤维合理盈利水平。2021年公司期间费用率整体下降18.81pct至25.13%,其中管理+研发费用率下降14.79%至19.56%。图表128:恒神股份盈利水平逐步提升图表129:恒神股份期间费用率显著下降资料来源:公司公告,中信建投资料来源:公司公告,中信建投研发投入长期积累,高附加值业务前景广阔公司下游客户结构逐步多元化,业务前景广阔。2019年公司前5大客户主要包括中国航空工业集团、中航飞机股份有限公司等,涉足军用航空航天领域。2020年以来,商用飞机、交通、风光氢等新能源领域碳纤维需求爆发,公司逐步拓展了中国商飞、中国中车、隆基绿能、宁德时代、蔚来汽车等下游终端客户,业务前景广阔。2021年公司通过鉴定的预浸料产品在高附加值市场,如航空航天市场收入大幅增长;受益于公司在电池壳用预浸料业务的迅速发展,公司产品在工业市场的预浸料布局实现了进一步拓展。图表130:恒神股份2019年前5大客户销售额(万元)图表131:恒神股份下游客户(2021A)应用领域客户出货产品航空航天、民用客机中国商飞各大小型组织结构制件及高性能预浸料等交通(轨道交通、汽车等)中国中车集团下属青岛四方、长客股份等新能源(风电、光伏和氢能)隆基绿能、宁德时代、蔚来汽车等体育休闲国内外体育休闲品牌商和制造商资料来源:公司2019年年报,中信建投资料来源:公司2021年年报,中信建投研发支出长期积累,在研项目前瞻布局,产能助力业绩增长。公司2014-2021年年均研发支出7941万元,2019年之前研发费用率高达30-50%。公司在研项目围绕大飞机碳纤维预浸料及复材、风电叶片大丝束碳纤维、-200%-150%-100%-50%0%50%2015201620172018201920202021销售净利率销售毛利率0%20%40%60%80%100%120%140%2015201620172018201920202021销售费用率管理+研发费用率财务费用率5,245,18%4,246,15%1,838,6%836,3%796,3%16,060,55%中国航空工业集团公司I中国航空工业集团公司II苏州银禧新能源复合材料有限公司中航飞机股份有限公司北京空间机电研究所其他客户51行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明氢能源气瓶缠绕用碳纤维等战略新兴领域。产能方面,2022年4月,公司公告称拟在陕西省榆林市投资建设2万吨/年高性能碳纤维生产基地。一期项目投资13.2亿元,拟先建设5000吨产能,包括一条干喷湿纺碳化线及一条大丝束碳化线;后续规划及项目建设节奏将根据市场变化和技术迭代情况分步、分期实施。持续投入研发将陆续推出新品,产线计划的提前确定为产品市场需求提供了保障,公司长期业绩增长潜力巨大。图表132:恒神股份重要在研项目图表133:2014-2019年公司研发费用率高达30-50%序号项目名称具体工作1大飞机国产碳纤维预浸料适航认证及复合材料结构零部件研发考核评价高强中模碳纤维HF40级纤维、树脂、预浸料的材料体系2大丝束碳纤维及其在风电叶片应用研究与产业化拟实现大丝束碳纤维自主研制,开发多轴向NCF织物与预浸料,并采用拉挤工艺生产碳纤维板材3HF30级和HF40纤维在氢能源市场的产业化项目35Mpa的Ⅲ型瓶和70Mpa的Ⅳ型瓶用碳纤维资料来源:公司2021年年报,中信建投资料来源:公司公告,中信建投-40%-20%0%20%40%60%80%100%02,0004,0006,0008,00010,00012,00014,00016,00020142015201620172018201920202021研发投入(万元)同比增速(右轴)研发费用率(右轴)52行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明4.4光威复材:军民融合全产业链布局,多领域全面发力碳纤维行业首家A股上市公司,业绩长期稳步增长威海光威复合材料股份有限公司(简称“光威复材”)创立于1992年,实控人为大股东为威海光威集团的实控人陈亮。1998年建设了国内首条宽幅碳纤维预浸料生产线,2002年成立威海拓展纤维子公司。光威复材2017年于创业板上市,是国内碳纤维行业第一家A股上市公司。公司形成了从原丝开始的碳纤维、织物、树脂、高性能预浸材料、复合材料制品的完整产业链布局,是目前国内碳纤维行业生产品种最全、生产技术最先进、产业链最完整的龙头企业之一。公司产品主要应用领域分为国防军工和民用两大板块,基本实现“军品优先,以民养军”的战略格局。其中国防军工板块包括航空航天、电子通讯、兵器装备等领域;民用板块包括风电叶片、轨道交通、核电装备、船舶制造、重大基础设施建设、汽车零部件、医疗器械、高端体育休闲用品等领域。公司高度聚焦碳纤维业务,近年来业绩稳步增长。2021年公司实现营业收入26.07亿元,同比增长23.25%;实现归母净利润7.58亿元,同比增长18.18%。2021年一季度,受定型碳纤维产品降价、停工停产、物流中断等不利影响,公司实现营收5.91亿元,同比下降5.46%;归母净利润2.07亿元,同比下降5.02%。分业务来看,2022Q1碳纤维及织物实现营收3.84亿元,同比增长6.78%,新产品贡献的增加弥补了降价的影响;风电碳梁营收1.41亿元,同比增长2.05%;预浸料营收0.48亿元,同比下降55.77%,主要系风电预浸料订单阶段性结束和增量业务贡献有限所致。图表134:2015年以来光威复材业绩稳步增长图表135:2021年光威复材实现归母净利润7.58亿元资料来源:公司公告,中信建投资料来源:公司公告,中信建投公司以碳纤维+碳梁+预浸料为核心业务,营收占比90%以上。公司将业务划分成碳纤维、通用新材料、能源新材料、复合材料、精密机械等5大板块。1)碳纤维板块主要由全资子公司威海拓展纤维生产碳纤维及碳纤维织物,其中T300级1K/3K产品用于军工领域,T700/T800级产品为军民融合项目;2)通用材料主要由单向或织物预浸料及预浸丝、预浸带构成,广泛用于风电、体育休闲、航空航天、工业制造等多个领域;3)能源新材料主要采用拉挤工艺,由风电碳梁、建筑补强板、支撑杆等产品构成。截至2021年,公司碳纤维及织物、碳梁、预浸料分别实现营收12.75、8.08、3.59亿元,营收占比49%、31%、14%,合计占比94%。4)制品及其他主要由营收占比3.7%的复合材料、1.85%的预浸料设备、纤维缠绕装备、自动铺丝铺带装备等精密机械构成。-10%0%10%20%30%40%50%60%051015202530营业收入(亿元)同比增速(右轴)-10%0%10%20%30%40%50%60%70%012345678归母净利润(亿元)同比增速(右轴)53行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明图表136:光威复材历年分业务营收占比图表137:2021年光威复材分业务营收(亿元)资料来源:公司公告,中信建投资料来源:公司公告,中信建投公司碳纤维及织物主要为严格认证产品,毛利率远高于其他业务。2016年以来,公司碳纤维及织物毛利率始终维持在70-80%,2021年毛利润贡献超过77%;其中定型纤维主要为军用领域严格认证产品,毛利润贡献接近65%。公司碳梁、制品和其他毛利率中枢为20%,预浸料毛利率中枢25%,所用碳纤维主要系外购,因此毛利率水平低于一体化企业。截至2021年,碳纤维及织物、碳梁、预浸料、制品和其他分别实现70.05%、15.07%、28.15%、22.73%的毛利率。其中,碳梁业务受原材料价格上涨,毛利率低于中枢水平。图表138:光威复材历年分业务毛利率图表139:光威复材2021年分业务毛利润占比资料来源:公司公告,中信建投资料来源:公司2021年年报,中信建投公司长期净利率中枢高达30%,期间费用率逐步摊薄。公司2021年全年毛利率同比下降5.38pct至44.42%,处在历史低位,主要由于部分产品价格下降、原材料价格上涨,低毛利率产品占比提升所致;净利率仍维持29%的较高水平,主要得益于规模优势逐步显现,期间费用率长期下滑。截至2022Q1,公司毛利率54.85%、净利率34.70%,环比2021全年均有较大提升;期间费用率整体14.91%,主要源于管理+研发费用率14.51%,其中研发费用率11.18%。0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%2012201320142015201620172018201920202021碳纤维及织物碳梁预浸料机械制造制品和其他12.75,48.92%8.08,30.99%3.59,13.78%1.45,5.55%0.20,0.77%碳纤维及织物碳梁预浸料制品和其他其他业务0%20%40%60%80%100%2012201320142015201620172018201920202021碳纤维及织物碳梁预浸料机械制造制品和其他64.69%12.64%10.51%8.73%1.93%0.91%定型纤维非定型纤维碳梁预浸料复合材料精密机械54行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明图表140:光威复材长期净利率中枢高达30%图表141:光威复材期间费用率稳步下滑资料来源:公司公告,中信建投资料来源:公司公告,中信建投军用航空订单稳固护城河,增资光晟入驻航天市场十余年稳定供货,21亿元订单锁定2024年军品业绩。威复材T300级1K/3K碳纤维产品自2005年就开始航空应用验证,2008年开始稳定供货,初步实现航空用碳纤维国产化目标,至今已稳定供货十余年。军用航空领域碳纤维一般用于直升机、战斗机、无人机的机体,以及主翼尾翼、刹车片及蒙皮等部位,并呈现出从非承力、次承力结构向主承力结构方向发展,覆盖范围也越来越大。光威复材历年来《武器装备配套产品订货合同》的合同金额稳步提升,且2018、2019年碳纤维及织物营收占合同金额的比例分别达到81%、86%,合同实际履约率较高;2021年12.75亿元的碳纤维营收中定型纤维9.03亿元,占当年合同金额的81.68%。2021年底公司与客户A签订20.98亿元大订单,合同履行期限为2022年1月1日至2024年6月30日,锁定未来2年半的军品业绩。从年均合同金额来看,未来2.5年年均合同金额8.39亿元,较2018-2021年年均合同金额9.43亿元下降11%,主要系2021年、2022年远期订单连续两次下调价格的影响。公司经过多年钻研,生产损耗、制造成本均有下降,因此军品毛利率仍将维持较高水平。图表142:光威复材合同金额与碳纤维营收对比图表143:光威复材《武器装备配套产品订货合同》金额资料来源:公司公告,中信建投资料来源:公司公告,中信建投0%10%20%30%40%50%60%70%销售净利率销售毛利率0%5%10%15%20%25%销售费用率管理+研发费用率财务费用率024681012142018201920202021合同金额(亿元)碳纤维及织物营收(亿元)0510152025合同金额(亿元)55行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明增资威海光晟进驻航天市场,打造产业链协同。2021年12月,公司拟通过增资方式获取威海光晟航天航空科技有限公司(简称“威海光晟”)的33.5%股权,增资金额为2,680万元。同时公司控股股东光威集团董事、监事及公司部分董事、监事、高级管理人员共16名关联自然人合计出资2,000万元,公司关联自然人持有威海光晟的出资占注册资本的比例为25%。公司及公司的一致行动人合计持有威海光晟58.5%的股权,形成控股并纳入合并报表。增资完成后,公司将在过去5大业务板块布局基础上,拓展航天火箭、导弹发动机缠绕壳体板块,形成6大业务布局。2022年4月,公司拟现金出资3290万元收购北京蓝科盈晟航空科技有限公司100%的股权,强强联合,将业务拓展至航空航天的技术开发。威海光晟主要做缠绕工艺,北京蓝科以航天设计为主导;强大的技术团队和较大的市场需求将对公司业务形成补充和加强,显著贡献增量业务。此外,以威海光晟为例,航天火箭、导弹发动机缠绕壳体业务也将使用光威复材T700S、T800S碳纤维,形成产业链协同。截至2021年,公司向威海光晟出售商品关联交易金额达4,743.42万元;随着航天市场的发展,产业链协同将发挥更大作用。图表144:光威复材重要控股子公司持股比例(2022M4)资料来源:公司公告,中信建投民用高性能小丝束持续扩展,打造业绩发力点1)非定型纤维快速放量:2021年公司非定型纤维(民品)实现销售3.72亿元,贡献全年最大业务增量。非定型碳纤维主要包括T700级、T800级和高强高模MJ系列纤维,收入占比分别为43.87%、28.19%、25.81%。MJ级系列包括M40J级、M55J级,以M55J级为主,该产品的批量生产和交付标志着我国高强高模类碳纤维关键型号产品成功实现国产化。T700级系列包括T700S级、T700G级,以T700S级为主;T800级系列包括T800H级、T800S级、T800G级,以T800H级为主,该款产品是公司储备并验证多年、尚未正式批产的下一代航空装备用主力材料。T700S/T800S级为公司干喷湿纺工艺生产线产品,2021年销售收入1.75亿元。2021年二季度,公司IPO募投项目“军民融合高强度碳纤维高效制备技术产业化项目”2000吨碳纤维(T700S/T800S12K)产能投产,形成了以压力容器、建筑工程、热场、工业制造等为主要市场的消费结构。其中,T700S、T800S产品中气瓶、建筑工程、热场收入占比分别达到37%、29.89%、8.35%。56行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明2)碳梁与预浸料同步发力,做大做强风电市场公司与维斯塔斯深度合作,将稳固风电碳梁市场地位。公司于2015年通过了全球风电巨头维斯塔斯的认证,2016年与维斯塔斯合作在全球率先推出风电碳梁产品。2018年10月公司与维斯塔斯签订《合作谅解备忘录》,继续扩大碳梁产品的合作范围和规模,并合作开发风电应用领域更多的复合材料产品。公司通过绑定全球风电龙头维斯塔斯,持续受益于风电市场高景气度,并稳固自身在风电碳梁市场的地位。2021年公司碳梁业务营收同比增长12.56%至8.08亿元,销量同比增长25.04%至898.49万米,销售均价约89.91元/米。预浸料:2021年公司预浸料营收同比增长51.94%至3.59亿元,销量增长4.88%至753.47万平米,均价提升44.88%至47.68元/平米。预浸料中中风电占比23.42%,大约贡献0.41亿元营收;体育休闲、航空航天、工业制造分别占比21.62%、19.44%、17.12%。图表145:2021年光威复材非定型碳纤维产品收入拆分图表146:2021年光威复材T700S、T800S应用拆分资料来源:公司公告,中信建投资料来源:公司公告,中信建投图表147:2021年光威复材非定型碳纤维产品收入拆分图表148:2021年公司预浸料收入下游应用拆分资料来源:公司公告,中信建投资料来源:公司2021年年报,中信建投1.53%43.87%28.19%25.81%0.60%T300T700T800MJ其他37.00%29.89%8.35%7.71%6.61%2.99%2.86%4.60%气瓶建筑工程热场工业制造高端装备体育休闲科研院校其他1.53%43.87%28.19%25.81%0.60%T300T700T800MJ其他23.42%21.62%19.44%17.12%7.69%2.95%2.85%2.13%0.11%风电体育休闲航空航天工业制造电子通讯科研院校船舶交通运输其他57行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明积极推进产能扩建,迎接下游需求高景气。截至2021年,公司在建碳纤维产能多达5030万吨,其中内蒙古一期4000吨预计2022年建成投产;M55J级、T700G/T800H级碳纤维分别计划新增30万吨、1000吨,升级产品结构。公司还计划新增10条合计年产170万米的碳梁生产线、预浸料85万平米生产线,承接下游风电等领域需求增长。材料端随着项目投产和下游需求向好,业绩有望保持稳定增长;未来公司还将着力发展复材、精机等两大板块,全方面巩固公司优势。图表149:2021年光威复材在产产能情况主要产品设计产能产能利用率在建产能投资建设情况碳梁1,020万米83.14%170万米建设中,预计2022年投产预浸料1,375万平方米58.42%85万平方米已经建设完成,待验收通过后投入使用碳纤维2,655吨78.41%5,030吨1)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;2)高性能碳纤维产业化项目在建M55J级纤维产能30吨;3)公司原有实验线,用于“军民融合高强度碳纤维高效制备技术产业化项目”募投项目技术论证和优化,将通过改造,用于生产T700G/T800H级碳纤维产品。资料来源:公司2021年年报,中信建投58行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明4.5中简科技:军品碳纤维龙头,产能释放为大订单落地保驾护航专注于高性能航空航天碳纤维,盈利能力突出中简科技股份有限公司(简称“中简科技”)于2008年在江苏常州成立,2019年5月于创业板上市。公司专注高性能碳纤维领域,是军品碳纤维龙头,2020年入选工信部第二批专精特新“小巨人”名单。公司产品主要应用于航空航天领域,ZT7系列在2011-2012年通过航空领域试验验证,对标日本东丽T700S型号,且拉伸强度、压缩强度、弯曲强度、短梁剪切强度等指标均更优。公司发展成为国产ZT7系列高性能碳纤维稳定批量供应商,产品在航空航天八大型号定型应用,为在其他型号推广应用奠定了良好基础。同时公司具备高强型ZT8系列、ZT9系列碳纤维和高模型ZM40J产业化能力,已达到同类产品国际先进水平。2021年产品均价下调21%,产能释放助力2022Q1业绩大幅增长。2021年,公司实现营业收入4.12亿元,同比增长5.72%;归母净利润2.01亿元,同比下降13.38%,业绩有所承压,主要原因是产品价格有所下降。其中,受益于产能快速释放,2021年公司碳纤维及其织物销量同比增长34.35%至156.06吨;产品均价同比下滑21.31%至2,637.82元/公斤。22Q1公司实现营业收入1.73亿元,同比增长135.91%;归母净利润0.91亿元,同比增长183.83%。图表150:中简科技2022Q1营收快速放量图表151:中简科技2022Q1归母利润同比增长184%资料来源:公司公告,中信建投资料来源:公司公告,中信建投分业务来看,公司碳纤维收入占比中枢约80%。2021年公司碳纤维实现收入3.20亿元,同比下降2.96%,营收占比77.62%;碳纤维织物实现收入0.92亿元,同比增长53.39%。公司2021年新增碳纤维织物设备,一定程度上促进了织物收入的快速增长,营收占比提升6.95pct至22.35%。2021年公司前5大客户销售金额合计占比99.26%,其中客户A实现销售额3.28亿元,占比79.59%;深度绑定军工客户,使得公司业绩稳步发展。0%20%40%60%80%100%120%140%160%0.00.51.01.52.02.53.03.54.04.5营业收入(亿元)同比增速(右轴)-50%0%50%100%150%200%0.00.51.01.52.02.5归母净利润(亿元)同比增速(右轴)59行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明图表152:中简科技碳纤维收入比例中枢约为80%图表153:中简科技2021年碳纤维织物营收占比22.35%资料来源:公司公告,中信建投资料来源:公司公告,中信建投2017-2021年,公司毛利率中枢维持在80%左右,使得净利率高达50-60%。高毛利率空间也保障了公司能够长期持续投入大量资金进行研发,巩固产品竞争力。公司实控人杨永岗、温月芳均为毕业于山西煤化所的博士研究生,是碳纤维行业领军人物。公司按照“探索一代、预研一代、研制一代、批产一代”的思路,不断研发高性能碳纤维产品提供给客户进行新产品验证工作。截至2021年,公司研发投入同比增长45%至4448.79万元,占营收比例达到10.80%;管理+研发费用率长期维持在25-30%,为期间费用率的主要构成。超大订单彰显资质与实力,产能释放助力业绩腾飞公司自2014年以来,合同金额逐步上台阶,驱动公司营收快速提升。2014-2015年,公司每年与客户A产品订货合同金额仅6000多万元,2016-2017年提升至1.7亿元,2019年达到3.3亿元,实现了快速飞跃。从实际履约情况来看,公司大多年份均接近甚至超过客户A当年订单;2019年受制于产能瓶颈,总订货合同履行65.15%,剩余1.2亿元于2021年继续履行。2021年与客户A签订6.36亿元合同,分2年履行;其中2021年履行3.56亿元,占比56%,剩余2.81亿元合同将在2022年继续履行。2022年3月,公司再次与客户A签订《产品订货合同》,合同金额21.69亿元,约为2021年收入的5.27倍,2022-2023年履行。至此,公司2022-2023年0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%201320142015201620172018201920202021碳纤维碳纤维织物研发收入废丝其他业务319.63,77.62%92.03,22.35%0.14,0.03%碳纤维碳纤维织物其他业务图表154:近年来公司研发投入情况图表155:近年来公司毛利率及净利率情况资料来源:公司公告,中信建投资料来源:公司公告,中信建投0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%销售净利率销售毛利率-5%0%5%10%15%20%25%30%35%销售费用率管理+研发费用率财务费用率60行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明来自客户A的平均待履约合同金额高达12.25亿元,彰显了公司军品碳纤维领域的资质与绝对实力。图表156:中简科技合同金额与碳纤维营收对比图表157:中简科技签订21.69亿元大订单(2022-2023)资料来源:公司公告,中信建投资料来源:公司公告,中信建投持续加码高端产能,助力公司业绩腾飞。公司上市之初仅有一条150吨/年(12K)或50吨/年(3K)高性能碳纤维生产线,实际排产以3K为主。2019年公司IPO募集资金净额2.11亿元,计划总投入5.52亿元建设1000吨/年国产T700级碳纤维扩建项目(12K);千吨线实际排产仍以3K为主,运行产能约250-300吨/年。2021年公司千吨线正式投产,百吨线(50吨3K)也通过技改逐步提升产能至100吨级别,并且还配备了20万吨石墨纤维工程实验线,产能瓶颈逐步得到缓解。2021年8月,公司披露拟定增募集不超过20亿元扩大碳纤维产能规模,建成后具有年产1,500吨(12K)高性能碳纤维及织物产品的生产能力。该项目建设期为4年,预计在第5年达产50%、第6年达产100%,将显著提升公司高性能碳纤维远期产能。图表158:中简科技2021年总产能显著提升图表159:中简科技2019年以前面临较大产能瓶颈资料来源:公司年报,投资者关系活动记录表,中信建投资料来源:公司年报,投资者关系活动记录表,中信建投盈利能力一骑绝尘,利润空间更加亮眼。由于公司主要做军品碳纤维,因此综合盈利能力远高于民品碳纤维企业,并且高于军民融合的光威复材。2021年中简科技综合毛利率77.08%,高于行业平均水平(56.70%)约12.55pct;销售净利率48.88%,高于行业平均水平(37.60%)约14.87pct。随着公司供货合同逐步履行,营收有望大幅增长,高盈利空间将使得公司利润大幅放量。010020030040050060070020142015201620172018201920202021客户A合同金额(百万元)碳纤维及织物收入(百万元)050,000100,000150,000200,000250,000客户A合同金额(万元)050100150200250300350400450201620172018201920202021产能(吨)产量(吨)销量(吨)0%20%40%60%80%100%120%140%160%201620172018201920202021产销率产能利用率61行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明图表160:碳纤维企业综合毛利率对比图表161:碳纤维企业销售净利率对比资料来源:Wind,中信建投资料来源:Wind,中信建投-20%0%20%40%60%80%100%20182019202020212022Q1中简科技光威复材中复神鹰恒神股份-150%-100%-50%0%50%100%20182019202020212022Q1中简科技光威复材中复神鹰恒神股份62行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明风险分析1)碳纤维下游需求增长不及预期;2)能源及原材料价格上涨超预期;3)行业产能过剩的风险。63行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明分析师介绍杨光:香港理工大学金融学硕士,2015-2018年任职于安信证券,连续四年为新财富/水晶球第一名团队核心成员,2019年加入中信建投证券。研究助理李长鸿010-81158042lichanghong@csc.com.cn64行业深度报告建筑材料请参阅最后一页的重要声明评级说明投资评级标准评级说明报告中投资建议涉及的评级标准为报告发布日后6个月内的相对市场表现,也即报告发布日后的6个月内公司股价(或行业指数)相对同期相关证券市场代表性指数的涨跌幅作为基准。A股市场以沪深300指数作为基准;新三板市场以三板成指为基准;香港市场以恒生指数作为基准;美国市场以标普500指数为基准。股票评级买入相对涨幅15%以上增持相对涨幅5%—15%中性相对涨幅-5%—5%之间减持相对跌幅5%—15%卖出相对跌幅15%以上行业评级强于大市相对涨幅10%以上中性相对涨幅-10-10%之间弱于大市相对跌幅10%以上分析师声明本报告署名分析师在此声明:(i)以勤勉的职业态度、专业审慎的研究方法,使用合法合规的信息,独立、客观地出具本报告,结论不受任何第三方的授意或影响。(ii)本人不曾因,不因,也将不会因本报告中的具体推荐意见或观点而直接或间接收到任何形式的补偿。法律主体说明本报告由中信建投证券股份有限公司及/或其附属机构(以下合称“中信建投”)制作,由中信建投证券股份有限公司在中华人民共和国(仅为本报告目的,不包括香港、澳门、台湾)提供。中信建投证券股份有限公司具有中国证监会许可的投资咨询业务资格,本报告署名分析师所持中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格证书编号已披露在报告首页。在遵守适用的法律法规情况下,本报告亦可能由中信建投(国际)证券有限公司在香港提供。本报告作者所持香港证监会牌照的中央编号已披露在报告首页。一般性声明本报告由中信建投制作。发送本报告不构成任何合同或承诺的基础,不因接收者收到本报告而视其为中信建投客户。本报告的信息均来源于中信建投认为可靠的公开资料,但中信建投对这些信息的准确性及完整性不作任何保证。本报告所载观点、评估和预测仅反映本报告出具日该分析师的判断,该等观点、评估和预测可能在不发出通知的情况下有所变更,亦有可能因使用不同假设和标准或者采用不同分析方法而与中信建投其他部门、人员口头或书面表达的意见不同或相反。本报告所引证券或其他金融工具的过往业绩不代表其未来表现。报告中所含任何具有预测性质的内容皆基于相应的假设条件,而任何假设条件都可能随时发生变化并影响实际投资收益。中信建投不承诺、不保证本报告所含具有预测性质的内容必然得以实现。本报告内容的全部或部分均不构成投资建议。本报告所包含的观点、建议并未考虑报告接收人在财务状况、投资目的、风险偏好等方面的具体情况,报告接收者应当独立评估本报告所含信息,基于自身投资目标、需求、市场机会、风险及其他因素自主做出决策并自行承担投资风险。中信建投建议所有投资者应就任何潜在投资向其税务、会计或法律顾问咨询。不论报告接收者是否根据本报告做出投资决策,中信建投都不对该等投资决策提供任何形式的担保,亦不以任何形式分享投资收益或者分担投资损失。中信建投不对使用本报告所产生的任何直接或间接损失承担责任。在法律法规及监管规定允许的范围内,中信建投可能持有并交易本报告中所提公司的股份或其他财产权益,也可能在过去12个月、目前或者将来为本报告中所提公司提供或者争取为其提供投资银行、做市交易、财务顾问或其他金融服务。本报告内容真实、准确、完整地反映了署名分析师的观点,分析师的薪酬无论过去、现在或未来都不会直接或间接与其所撰写报告中的具体观点相联系,分析师亦不会因撰写本报告而获取不当利益。本报告为中信建投所有。未经中信建投事先书面许可,任何机构和/或个人不得以任何形式转发、翻版、复制、发布或引用本报告全部或部分内容,亦不得从未经中信建投书面授权的任何机构、个人或其运营的媒体平台接收、翻版、复制或引用本报告全部或部分内容。版权所有,违者必究。中信建投证券研究发展部中信建投(国际)北京上海深圳香港东城区朝内大街2号凯恒中心B座12层上海浦东新区浦东南路528号南塔2106室福田区益田路6003号荣超商务中心B座22层中环交易广场2期18楼电话:(8610)8513-0588电话:(8621)6882-1600电话:(86755)8252-1369电话:(852)3465-5600联系人:李祉瑶联系人:翁起帆联系人:曹莹联系人:刘泓麟邮箱:lizhiyao@csc.com.cn邮箱:wengqifan@csc.com.cn邮箱:caoying@csc.com.cn邮箱:charleneliu@csci.hk

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