碳纤维供不应求北交所对碳纤维全产业链初覆盖.pdf

北交所行业主题报告北交所行业主题报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 1/24 2023 年 03 月 08 日 雅达股份：专注智能电力监控覆盖多元市场，募投扩产打破瓶颈北交所新股申购报告-2023.3.6 深度解析：北交所做市交易首两周，流动性、定价效率双升，需持续发力北交所策略专题报告-2023.3.5 IPO 跟踪：北证 50 标的领军，专精特新“小巨人”企业营收中值增速快 北交所策略专题报告-2023.3.5 碳纤维碳纤维供不应求，供不应求，北交所北交所对对碳纤维碳纤维全产业链全产业链初覆盖初覆盖 碳纤维持续平价化，碳纤维持续平价化，2022 年国内碳纤维进口依存度下降至年国内碳纤维进口依存度下降至 34.89%经历 2022 年 8-9 月一轮下降后在国产碳纤维价格在2022 下半年表现保持低位稳定。而进入 2023 年 1 月份碳纤维市场内价格产生进一步回落，T300(12K)降至125元/kg；T300(24/25K)降至125元/kg；T300(48/50K)降至115元/kg；T700(12K)降至 225 元/kg。截至 2022 年 12 月的月平均进口价格为 21367.4 美元/吨，折合人民币 145.08 元/kg，进口碳纤维相较于国产平均价格优势并不明显。2022H1我国各类型碳纤维产品进口总量为 14739 吨，相较 2021 年同比下降 16%，2022全年碳纤维各类产品总计进口量为2.9万吨，相较于2021年的3.3万吨下降12%，进口依存度下降至 34.89%。国内国内碳纤维碳纤维产能产能持续提升，持续提升，2023 年风电年风电需求预计达需求预计达 5.8 万吨万吨目前国内碳纤维主要生产商包括中简科技、光威复材、中复神鹰、上海石化、新疆隆炬、吉林国兴、吉林宝旌、恒神股份、新创碳谷等。其中，中简科技主要应用于航空航天领域；中复神鹰产品主要应用于碳-碳复材、体育休闲、风电、压力容器等领域；光威复材则目前为维斯塔斯重要供应商之一。国内碳纤维产能总计达到 67255 吨/年，其中大丝束产能为 4.2 万吨，小丝束 25225 吨。目前碳纤维最大下游应用行业为风电叶片，受风机大型化及维斯塔斯碳梁专利到期因素推动，碳纤维在风电叶片渗透率有望提升，以 2022 年已开标的国内风电装机量海上 17.91GW、陆上 85.36GW 测算，2023 年碳纤维预计需求量在 5.8 万吨左右。2023 预计预计持续存在产能缺口，工业应用方面大丝束碳纤维对小丝束形成替代持续存在产能缺口，工业应用方面大丝束碳纤维对小丝束形成替代2023 年国内对于碳纤维的需求量预计在 11.6 万吨，2024-2025 年年平均为 12 万吨水平。而对国产碳纤维需求量 2023 年预计在 8.12 万吨，对应原丝 17.05 万吨；2024-2025 年需求量平均为 9 万吨/年，对应原丝 18.09 万吨。以现有产能 6.3 万吨计算，2023 年碳纤维仍存在产能缺口；目前原丝现有产能 8.4 万吨，低于 11.6万吨的预计需求量，成为制约碳纤维产量天花板。目前国内 24K 及以下的小丝束碳纤维仍为主力产品，大丝束碳纤维在大规模工业领域相较小丝束碳纤维具有成本上的优势，预计国产大丝束在风电、碳-碳复材、体育休闲用具等大规模应用方向上会对小丝束形成替代格局。北交所北交所新三板新三板内已拥有内已拥有多多家家碳纤维公司碳纤维公司，从原料到复合材料产业链从原料到复合材料产业链全全覆盖覆盖开泰石化目前主要从事丙烯酸、丙烯酸酯产品的研发、生产和销售，已掌握干法碳纤维原丝的生产技术，拟通过募投项目切入原丝生产；吉林碳谷为目前国内最大大丝束原丝生产基地，吉林化纤集团原丝生产基地，专精特新“小巨人”；恒神股份为国内唯一一家产品涵盖从原丝、碳纤维到航空复合材料结构件的全产业链覆盖企业。三家标的涵盖碳纤维全产业链。风险提示：风险提示：政策变动风险、下游需求不及预期风险、原材料价格波动风险。相关研究报告相关研究报告 北交所北交所研究团队研究团队 北交所研究北交所研究 北交所行业主题报告北交所行业主题报告 开源证券开源证券 证券研究报告证券研究报告 北交所行业主题报告北交所行业主题报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 2/24 目目 录录 1、行业现状：碳纤维持续平价化，进口依存度下降至 35%.4 1.1、价格情况：国产碳纤维低位稳定，原料丙烯腈 2023 年走高.4 1.2、供应端：2022 年进口依存度降至 35%，国内产能达 6.4 万吨/年.5 1.2.1、中简科技：专精高性能小丝束碳纤维，单一航空航天客户销售额占比近八成.7 1.2.2、光威复材：2021 年军品销售额占 40%，维斯塔斯风电叶片碳梁供应商之一.9 1.2.3、中复神鹰：小丝束工业碳纤维，产品主要应用于碳-碳复材、运动休闲领域.11 1.3、需求端：2023 风电需求预计达 5.8 万吨，储氢瓶行业开始发力.12 1.4、周期分析：大丝束在工业应用方面对小丝束形成替代.16 2、北交所从原材料至复合材料制品完成产业链全覆盖.17 2.1、开泰石化：切入干法碳纤维原丝生产.17 2.2、吉林碳谷：国内最大大丝束碳纤维原丝生产基地.18 2.3、恒神股份：从碳纤维到复合材料产品全覆盖.21 3、估值比较：北交所内相关标的仍有价值重估空间.22 4、风险提示.22 图表目录图表目录 图 1：2022 年 10-12 月低强度小丝束以及大丝束碳纤维价格维持低位稳定.4 图 2：2022 年 12 月月平均进口价格为 21367.4 美元/吨，相较国产价格并无优势.4 图 3：丙烯价格进入 2023 年走高.5 图 4：丙烯腈价格 2 月 9 日上涨至 11200 元/吨.5 图 5：2022H2 平均每月进口吨数为 828.15 吨.6 图 6：中简科技 2022Q3 营业收入同比上涨 72.80%，净利润同比增长 120.84%.8 图 7：光威复材 2018-2021 营收 CAGR 达 24.12%，净利润 CAGR26.28%.9 图 8：中复神鹰 2022 营收 19.94 亿元同比增长 70%，净利润 6.05 亿同比增 117.09%。.11 图 9：预浸料成型工艺效率较低.13 图 10：碳布灌注技术对碳布要求较高.13 图 11：碳纤维拉挤工艺已经成为风机叶片主梁的主要生产工艺.14 图 12：开泰石化于 2021 年转盈，2022H1 净利润 1.58 亿同比增长 134.91%.17 图 13：吉林碳谷盈利能力快速提升，净利润四年 CAGR 达 79.40%.18 图 14：吉林化纤集团与吉林碳谷在股权上关联较小但业务关联紧密.19 图 15：吉林化纤集团内部主要由吉林化纤股份及国兴碳纤维负责碳纤维生产.20 图 16：吉林化纤占吉林宝旌 49%股权.20 图 17：恒神股份于 2021 年实现净利润盈利.21 表 1：日本、中国台湾、韩国、美国、墨西哥是主要的进口碳纤维来源地（吨）.5 表 2：美国对华碳纤维出口量在 2022H1 出现下滑（吨）.6 表 3：目前国内碳纤维主要生产商包括中简科技、光威复材、吉林宝旌等.7 表 4：2021 年中简科技第一大客户销售额占比达 79.59%.8 表 5：风电+军工构成光威复材 2021 年 60%以上销售收入.10 表 6：航空航天、军工、舰艇用高性能碳纤维产品是光威复材的重点研发方向.10 表 7：中复神鹰下游客户主要为金博碳素、鹰游集团、宏发纵横等.12 mNtQoOpPpNwPoRpRnNsQoMaQcM7NpNpPsQoNiNnNmPjMoOzR8OrQsMwMpPyQuOnRqR北交所行业主题报告北交所行业主题报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 3/24 表 8：体育休闲及碳-碳复材占中复神鹰 2021H1 收入的近 50%（万元）.12 表 9：国内外风电叶片用碳纤维性能基本处于东丽公司 T300、700 级碳纤维水平.15 表 10：2023 年风电方向碳纤维预计需求量在 5.8 万吨左右.15 表 11：预计到 2025 年储氢瓶方面碳纤维的需求规模达到 26.49 亿元.16 表 12：2023 年国内碳纤维需求量预计在 11.6 万吨.16 表 13：开泰石化借募投项目切入碳纤维原丝生产领域.18 表 14：2021-2023 关联交易保持大幅增长（元）.19 表 15：吉林化纤股份分两次收购吉林宝旌 49%股权.20 表 16：沪深三家代表性公司平均 PE TTM 54.98X.22 表 17：新三板-北交所内碳纤维相关标的估值差异较大.22 北交所行业主题报告北交所行业主题报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 4/24 1、行业现状行业现状：碳纤维持续平价化，进口依存度下降至：碳纤维持续平价化，进口依存度下降至 35%1.1、价格情况价格情况：国产碳纤维低位稳定，原料丙烯腈国产碳纤维低位稳定，原料丙烯腈 2023 年走高年走高 从 2022H2 价格情况来看，经历 2022 年 8 月-9 月一轮下降后国产碳纤维价格表现稳定，9-12 月碳纤维国产 T300(12K)价格为 144 元/kg；T300(24/25K)为 135 元/kg；T300(48/50K)为128元/kg；T700(12K)为265元/kg，保持低位平稳。其中T700（12K）属于高强度小丝束碳纤维，因此价格相较低强度小丝束以及大丝束碳纤维较高。图图1：2022 年年 10-12 月低强度小丝束以及大丝束碳纤维价格维持低位稳定月低强度小丝束以及大丝束碳纤维价格维持低位稳定 数据来源：百川盈孚 进入 2023 年后，由于下游临近过年停产较多+碳纤维企业库存上升，成交量下降，导致 2023 年 1 月份碳纤维市场内价格产生进一步回落，T300(12K)降至 125 元/kg；T300(24/25K)降至 125 元/kg；T300(48/50K)降至 115 元/kg；T700(12K)降至225 元/kg。从进口碳纤维价格情况来看，2022 年 7 月-9 月进口碳纤维价格处于缓降阶段，从 7 月的 21946.53 美元/吨下降至 20543.11 美元/吨；10 月份产生快速上涨，进口价格跃升至 22006.01 美元/吨，截至 2022 年 12 月的月平均进口价格为 21367.4 美元/吨，折合人民币 145.08 元/kg，相较于国产碳纤维的平均价格优势并不明显。图图2：2022 年年 12 月月平均进口价格为月月平均进口价格为 21367.4 美元美元/吨吨，相较国产价格并无优势，相较国产价格并无优势 数据来源：百川盈孚、开源证券研究所 16000170001800019000200002100022000230007月8月9月10月11月12月进口价（美元/吨）北交所行业主题报告北交所行业主题报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 5/24 从上游丙烯腈原料价格来看，丙烯腈在 2022 年价格水平相较 2021 年 15000 元/吨水平有所下降，维持在 10000 元/吨左右较低的水平。进入 2023 年，丙烯腈价格出现上涨态势，现货价格 1 月 28 日涨破 10000 元/吨，2 月 9 日现货价格 11200 元/吨。主要原因为丙烯腈场内供应缩减+下游腈纶、丙烯酰胺需求恢复推高价格，成本端乙烯受石油价格走高推动价格上升至 7550 元/吨位置进而推高下游丙烯腈价格。在此情况下原丝售价维持 4.2-4.6 万元/吨仍然保持较高位置，并且销售情况良好，碳纤维企业多履行长单采购。图图3：丙烯价格进入丙烯价格进入 2023 年走高年走高 图图4：丙烯腈价格丙烯腈价格 2 月月 9 日上涨至日上涨至 11200 元元/吨吨 数据来源：Wind、开源证券研究所 数据来源：Wind、开源证券研究所 1.2、供应供应端端：2022 年年进口进口依存度降至依存度降至 35%，国内，国内产能产能达达 6.4 万吨万吨/年年 2022H1我我国各类型碳纤维产品进口总量为国各类型碳纤维产品进口总量为14739吨，相较吨，相较2021年同比下降年同比下降16%。从进口来源看，日本、中国台湾、韩国、美国、墨西哥是主要的进口碳纤维来源地，占比共计达到 88.67%。从产品种类看，碳纤维 5333 吨，同比增长 94%；其他碳纤维制品 7555 吨（其中绝大部分为碳纤维丝束），同比下降 29%；碳纤维预浸料 1369吨，同比增长 67%；碳纤维织物 483 吨，同比下降 85%。表表1：日本、中国日本、中国台湾台湾、韩国、美国、墨西哥是主要的进口碳纤维来源地、韩国、美国、墨西哥是主要的进口碳纤维来源地（吨）（吨）国别国别/地区地区 总量总量 总量占比总量占比 一般贸易一般贸易 占比占比 来来/进料加工进料加工 占比占比 总量 14739 5325 36%9414 64%其中：日本 4300 29%1885 44%2415 56%中国台湾 2686 18%620 23%2066 77%韩国 2381 16%1331 56%1050 44%美国 1855 13%540 29%1315 70.89%墨西哥 1847 13%300 16%1547 83.76%数据来源：陈宇航国产碳纤维：疫情下稳健发展，竞争力稳步提升、开源证券研究所 从日本、美国对华碳纤维出口量情况来看，随着波音、空客等欧美主要企业对碳纤维的需求逐渐恢复，对国外市场碳纤维供应产生挤占情况，出口到中国的碳纤维量比较紧张。同时受到 2020 年底日本经产省对日本东丽因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实施行政指导警告，日本对我国6,2006,4006,6006,8007,0007,2007,4007,6007,8008,0006,0007,0008,0009,00010,00011,00012,000 北交所行业主题报告北交所行业主题报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 6/24 的碳纤维出口面临来自政府层面的不确定性，预计保持较为紧张的状态。表表2：美国对华碳纤维出口量在美国对华碳纤维出口量在 2022H1 出现下滑出现下滑（吨）（吨）产品产品 总量总量 同比同比 来来/进料加工及保税进料加工及保税 占比占比 同比同比 一般贸易一般贸易 占比占比 同比同比 总量 1856-15%1317 71%-29%539 29%62%其中：碳纤维 1585-20%1065 67%-37%520 33%67%碳纤维织物 88 3%78 88%3%10 12%-0.40%碳纤维预浸料 182 84%174 95%95%9 5%-14%数据来源：陈宇航国产碳纤维：疫情下稳健发展，竞争力稳步提升、开源证券研究所 而在 2022H2，进口碳纤维量相较 2022H1 同样产生下降，2022H2 国内碳纤维进口量总计 4968.85 吨，相较上半年的 5333 吨下降，平均每月进口吨数为 828.15 吨。2022全年碳纤维各类产品总计进口量为2.9万吨，相较于2021年的3.3万吨下降12%，进口依存度下降至进口依存度下降至 34.89%。图图5：2022H2 平均每月进口吨数为平均每月进口吨数为 828.15 吨吨 数据来源：百川盈孚 目前国内碳纤维主要生产商包括中简科技、光威复材、中复神鹰、上海石化、目前国内碳纤维主要生产商包括中简科技、光威复材、中复神鹰、上海石化、新疆隆炬、吉林国兴、吉林宝旌、恒神股份、新创碳谷等新疆隆炬、吉林国兴、吉林宝旌、恒神股份、新创碳谷等。其中，中简科技主要产品为 ZT7（即 T700 级别以上）高强度小丝束碳纤维，主要应用于航空航天领域；中复神鹰产品同样集中于 12/24K 小丝束产品，主要应用于碳-碳复材、体育休闲、风电、压力容器等领域；光威复材则目前为维斯塔斯在国内碳纤维拉挤板重要供应商之一，产品涵盖 T300-1000、M40J、M50J 级别，是国内碳纤维产品型号较为全面的厂商之一。专攻大丝束碳纤维产品的国内厂商主要包括上海石化、新疆隆炬、吉林国兴、吉林宝旌、浙江宝旌、新创碳谷等。北交所行业主题报告北交所行业主题报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 7/24 表表3：目前国内碳纤维主要生产商包括目前国内碳纤维主要生产商包括中简科技、光威复材、中简科技、光威复材、吉林宝旌等吉林宝旌等 现有产能（吨）现有产能（吨）在建产能（吨）在建产能（吨）主要产品类型主要产品类型 光威复材 2655 10000 GQ3522（T300 级），1K/3K；GQ4522(T700 级），12K/24K；QZ5026/QZ5526(T800级），6K/12K/24K；QZ6026(T1000 级），12K；QM4035(M40J 级），3K/6K/12K；QM4050(M55J 级），3K/6K 中复神鹰 14500 14000 SYT45 3K；SYT45S 12K/24K；SYT49S 12K/24K；SYT49C 3K/12K；SYT55G 12K；SYT55S 12K/24K；SYT65 12K；SYM30 12K；SYM35 12K 中简科技 1300 1500 ZT7（T700）以上小丝束产品，航空航天领域 恒神股份 5000 20000 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 吉林国兴 22000 60000 35K、50K 大丝束 吉林宝旌 8000 4000 12K、24K、25K 大丝束 新创碳谷 3000 16000 50K 大丝束 上海石化 1500 12000 48K 大丝束 新疆隆炬 6000 44000 24K、35K、48K 大丝束 山西钢科 1800 4200 T800 级小丝束碳纤维 兰州蓝星 1500 2500 50K 大丝束碳纤维 数据来源：各公司公告、大同市人民政府网、赛奥碳纤维、兰州工信局、开源证券研究所 以上列出的碳纤维产能总计达到 67255 吨/年，其中大丝束产能为 4.2 万吨，小丝束 25225 吨。而以上在建产能全部建成后国内或新增 18.82 万吨碳纤维产能，其中大丝束 13.85 万吨，小丝束 4.97 万吨，国内碳纤维产能预计达到 25.55 万吨水平。目前国内主要的碳纤维行业上市企业主要包括中简科技、中复神鹰以及光威复材三家。1.2.1、中简科技中简科技：专精高性能小丝束碳纤维，单一航空航天客户销售额占比近八成：专精高性能小丝束碳纤维，单一航空航天客户销售额占比近八成 中简科技产品主要应用于航空航天领域，各项指标参数要求较高，在航空航天装备论证阶段即对碳纤维各项指标予以确定，目前所生产碳纤维主要为高端、高性能型碳纤维产品，已达到同类产品国际先进水平。财务表现方面中简科技2018-2021年营收CAGR达24.65%，净利润CAGR18.65%，2022Q3 营业收入达到 5.19 亿元同比上涨 72.80%，净利润 3.2 亿同比增长 120.84%。北交所行业主题报告北交所行业主题报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 8/24 图图6：中简科技中简科技 2022Q3 营业收入同比上涨营业收入同比上涨 72.80%，净利润同比增长，净利润同比增长 120.84%数据来源：Wind、开源证券研究所 从其主要客户情况来看，中简科技碳纤维产品大部分都供给向单一航空航天客户，2021 年第一大客户占比达 79.59%。我国航空航天企业的经营具有高度集中性，中简科技作为已经收到产品认可以及大规模使用的供应商，在航空航天碳纤维领域具有较强的竞争力。中简科技销售给国内航空航天领域所属企业的碳纤维产品，销售价格根据国家计委、财政部、总参谋部、国防科工委联合制定的军品价格管理办法采取审价方式确定，价格审定后，除因国家政策性调价，军品所需外购件、原材料价格大幅上涨以及军品订货量变化较大等因素影响外，一定期限内产品价格保持稳定。表表4：2021 年中简科技第一大客户销售额占比达年中简科技第一大客户销售额占比达 79.59%序号序号 客户名称客户名称 销售额（元）销售额（元）占年度销售总额比例占年度销售总额比例 1 客户 A 327,746,119.52 79.59%2 客户 Q 46,920,757.73 11.39%3 客户 B 30,530,882.42 7.41%4 客户 V 2,129,557.53 0.52%5 客户 P 1,398,067.25 0.34%合计 -408,725,384.45 99.26%数据来源：中简科技 2021 年报、开源证券研究所 北交所行业主题报告北交所行业主题报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 9/24 1.2.2、光威复材光威复材：2021 年军品销售额占年军品销售额占 40%，维斯塔斯风电叶片碳梁供应商之一，维斯塔斯风电叶片碳梁供应商之一 威海光威复合材料股份有限公司是国内碳纤维行业第一家 A 股上市公司，成立于 1992 年，隶属于威海光威集团，是致力于高性能碳纤维及复合材料研发和生产的高新技术企业。主要产品包括碳纤维及织物、通用新材料、能源新材料（风电碳梁等）以及子公司光晟科技负责制造发动机壳体、缠绕工艺和其他航空航天类复材制件等。主持制定了聚丙烯腈基碳纤维和碳纤维预浸料两项国家标准，先后获得专利 400 余项。拥有碳纤维制备及工程化国家工程实验室、国家企业技术中心、山东省碳纤维技术创新中心等多个国家和省级研发平台。承担了包括科技部 863 计划项目、国家发改委产业化示范工程项目在内的 80 余项高科技研发项目。光威复材的碳纤维产品包含 GQ3522（T300 级）；GQ4522(T700 级）；QZ5026/QZ5526(T800 级）；QZ6026(T1000 级）；QM4035(M40J 级）；QM4050(M55J级）等，产品覆盖 T300-T1000 级别以及 M40J/M50J 等高模量型号，产品涵盖广泛，更偏向于 24K 及以下小丝束。财务方面光威复材 2018-2021 保持稳定增长，营收 CAGR 达到 24.12%，净利润CAGR 为 26.28%；2022 年营业总收入为 25.18 亿元，净利润 9.31 亿元。图图7：光威复材光威复材 2018-2021 营收营收 CAGR 达达 24.12%，净利润，净利润 CAGR26.28%数据来源：Wind、开源证券研究所 从光威复材 2021 年前五大客户情况来看，前两大客户的销售额占据总销售额的60%以上，同样具有较强的客户集中性。从行业上来看，光威复材碳纤维制品主要应用于军工产品以及风电方面，维斯塔斯风电叶片碳纤维主梁材料的国内主要供应商之一即为光威复材。北交所行业主题报告北交所行业主题报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 10/24 表表5：风电风电+军工军工构成光威复材构成光威复材 2021 年年 60%以上销售收入以上销售收入 序号序号 客户名称客户名称 销售额（元）销售额（元）占年度销售总额比例占年度销售总额比例 1 客户一 1,056,803,531.68 40.53%2 客户二 598,788,585.18 22.97%3 客户三 215,261,067.49 8.26%4 客户四 87,275,728.75 3.35%5 客户五 69,383,639.33 2.66%合计 -2,027,512,552.43 77.77%数据来源：2021 光威复材年报、开源证券研究所 同时从研发投入方向上来看，航空航天、军工、舰艇用高性能碳纤维产品是光威复材的重点研发方向，光威复材整体具有较强的军工与民用相结合属性。表表6：航空航天、航空航天、军工军工、舰艇用高性能碳纤维产品是光威复材的重点研发方向、舰艇用高性能碳纤维产品是光威复材的重点研发方向 主要研发项目名称主要研发项目名称 项目目的项目目的 项目进展项目进展 拟达到的目标拟达到的目标 国产 T700/T800 碳纤维材料*性能稳定性提升技术研究 提升国产碳纤维性能稳定性，使其达到国外同级别产品水平 准备结题验收 产品性能稳定性与国外同级别水平相当 聚丙烯腈基高强高模型碳纤维产业化制备关键技术攻关（60J)开展 M60J 级超高模量碳纤维预研 准备结题验收 产品性能指标达到 M60J 级碳纤维水平 探测材料生产应用示范平台（55J)在航天领域航天领域开展国产 M55J 级高强高模碳纤维示范应用 准备结题验收 达到国产 M55J 级高强高模碳纤维的自主研发生产及应用示范 智能铺丝铺放设备设计开发与制造 自动铺丝机是实现自动铺丝工艺的关键装备，限于军事用途限于军事用途，国外一直禁运。打破国外技术垄断与封锁，填补国内产品和技术空白 已完成首台样机的研发与制造 高效高柔性自动铺丝头的设计与制造；大型龙门式自动铺丝机设计与制造；开展自动铺丝设备铺放精度及制造稳定性研究；自动铺丝装备与智能制造生产线数据共享技术研究*碳梁项目 开发碳梁新产品 正在进行审核和性能测试 成功开发新型号碳梁产品，符合客户要求 舰船用舰船用大尺寸复合材料螺旋桨的制造及测试 通过对大尺寸复合材料螺旋桨的生产技术研究，得到一种合理可行且经济高效的复合材料螺旋桨制造方法，为水面舰艇螺旋桨减振降噪设计提供新的思路和途径，为大尺寸复合材料螺旋桨的低成本快速制造积累了实践经验 已完成结题验收 提出合理的混杂纤维铺层设计方案，使得强度相当前提下，复合材料螺旋桨重量较常规镍铝青铜螺旋桨可降低 30%；初步形成合理可行且较为经济的复合材料螺旋桨制造工艺及复合材料螺旋桨制造。舱内结构用纤维增强树脂阻燃预浸料应用研究 开展国产舱内结构用纤维增强阻燃树脂预浸料的表征及应用研究，有利于满足飞机客舱、驾驶舱飞机客舱、驾驶舱自主设计的选材需求，并且资料来源：开源证券研究所从供货周期，供应链安全方面考虑，开展该类材料的应用研究，有利于拓宽材料采购货源渠道，打破国外垄断，降低供应链风险。材料选型优化工作完成，确定了材料型号，其理化、力学、燃烧性能满足客户要求预浸料生产过程控制（PCD）已达到预批准状态 通过对国产舱内结构用纤维增强阻燃树脂预浸料开展材料性能表征，建立满足民用航空适航要求的材料规范，形成合格产品目录；开展国产舱内结构预浸料材料许用值研究，形成舱内材料在型号应用的一套许用值数据；完成国产舱内结构预浸料的工艺研究，形成工艺规范。资料来源：2021 光威复材年报、开源证券研究所 北交所行业主题报告北交所行业主题报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 11/24 1.2.3、中复神鹰中复神鹰：小丝束工业碳纤维，小丝束工业碳纤维，产品主要应用于产品主要应用于碳碳-碳碳复材、运动休闲领域复材、运动休闲领域 中复神鹰碳纤维股份有限公司成立于 2006 年，隶属于中国建材集团有限公司，建有连云港、西宁生产基地和上海研发基地，掌握了 T700 级、T800 级、M30 级、M35 级千吨级技术以及 T1000 级、M40 级百吨级技术，在国内率先实现了干喷湿纺的关键技术突破和核心装备自主化，建成了国内首条千吨级干喷湿纺碳纤维产业化生产线。2021 年底，建设的西宁万吨碳纤维项目入选了国资委央企十大超级工程。目前产品基本实现了高强型、高强中模型、高强高模型各类型碳纤维的品种覆盖。财务表现方面中复神鹰于 2019 年实现盈利，2018-2021 营收 CAGR56.19%，净利润 CAGR137.44%，2022 营收达到 19.94 亿元同比增长 70%，净利润 6.05 亿同比增长 117.09%。图图8：中复神鹰中复神鹰 2022 营收营收 19.94 亿元同比增长亿元同比增长 70%，净利润，净利润 6.05 亿同比增亿同比增 117.09%。数据来源：Wind、开源证券研究所 而从客户构成来看，中复神鹰的碳纤维产品下游应用情况更偏向而从客户构成来看，中复神鹰的碳纤维产品下游应用情况更偏向碳碳-碳碳复材、运复材、运动休闲动休闲、建材、建材、风电、风电等工业碳纤维应用场景。等工业碳纤维应用场景。2021H1 的前五大客户中，金博碳素主营业务为碳-碳复材，主要应用于光伏、锂电、半导体生产中热场材料，下游客户主要为无锡上机（光伏）、无锡中环（半导体）、隆基绿能、晶科能源、晶澳能源等；鹰游集团碳纤维相关产品主要为碳纤维预浸料、编织布、自行车架等；宏发纵横碳纤维产品主要为碳纤维编织布及混编布，下游应用包含风电、轨交、船舶、航空、运动休闲行业；江苏天鸟则为专业飞机碳刹车预制件厂商，属于碳-碳复材行业；澳盛则为维斯塔斯风电叶片碳梁拉挤板国内主要供应商之一。北交所行业主题报告北交所行业主题报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 12/24 表表7：中复神鹰中复神鹰下游客户主要为金博碳素、鹰游集团、宏发纵横等下游客户主要为金博碳素、鹰游集团、宏发纵横等 时间时间 序号序号 客户名称客户名称 销售收入销售收入（万元）（万元）占营业收占营业收入比例入比例 是否为关是否为关联方联方 2021 年1-6 月 1 湖南金博碳素股份有限公司 5,452.98 14.31%否 2 鹰游集团 2,937.39 7.71%是 3 常州市宏发纵横新材料科技股份有限公司 2,809.94 7.37%否 4 中国建材集团 2,577.04 6.76%是 5 江苏天鸟高新技术股份有限公司 1,864.74 4.89%否 合计 15,642.09 41.05%2020 年 1 常州市宏发纵横新材料科技股份有限公司 4,651.36 8.74%否 2 鹰游集团 3,345.88 6.29%是 3 湖南金博碳素股份有限公司 3,088.84 5.80%否 4 江苏天鸟高新技术股份有限公司 2,929.87 5.50%否 5 江苏澳盛复合材料科技有限公司 2,597.68 4.88%否 合计 16,613.63 31.21%数据来源：中复神鹰招股说明书、开源证券研究所 表表8：体育休闲及体育休闲及碳碳-碳碳复材占中复神鹰复材占中复神鹰 2021H1 收入的近收入的近 50%（万元）（万元）应用领域应用领域 2021 年年 1-6 月月 2020 年度年度 收入金额 结构占比 收入金额 结构占比 体育休闲 10,280.63 27.10%16,439.24 31.16%交通建设 3,032.26 7.99%9,095.61 17.24%风电叶片 5,671.49 14.95%8,680.41 16.46%压力容器 3,994.42 10.53%6,962.16 13.20%碳/碳复合材料 8,513.70 22.44%6,109.86 11.58%航空航天 5,302.71 13.98%4,279.39 8.11%其他 1,141.92 3.01%1,184.65 2.25%合计 37,937.14 100.00%52,751.30 100.00%数据来源：中复神鹰问询回复函、开源证券研究所 1.3、需求需求端端：2023 风电风电需求预计达需求预计达 5.8 万吨，储氢瓶行业开始发力万吨，储氢瓶行业开始发力 风电行业：风电行业：GWEC 预计 2022 年全球的风电装机量陆上+海上在 100.6GW 水平，而 2021-2026 全球新增装机量 CAGR 预计会达到 6.6%。而从国内风电新增装机情况来看，2022 年国内风电新增装机量前三季度累计为 19.24GW，整年表现预计表现平平。风机大型化可以有效降低风电成本，有利于碳纤维在风电应用领域的渗透率提升。截至 2022 年 10 月国内陆上风电的招标均价已经下降至 1500 元/KW，海上风 北交所行业主题报告北交所行业主题报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 13/24 电则为 3650 元/KW 左右，相较过去水平处于快速下降趋势。这对于竞标者的成本降低提出较高的要求，风机大型化成为核心降成本手段。而在风机叶片超过 70m 长度时碳纤维在叶片材料中的渗透率预计达到 55%，风机功率在 10MW 以上则必须使用碳纤维作为主梁材料。2021 年全球风电碳纤维需求量为 3.3 万吨，占全球当年碳纤维总需求量的 28%。目前国内风电方面对碳纤维的需求占到总需求量的 36%，是碳纤维的最主要下游应用。碳纤维复合材料主梁的成型工艺主要有碳纤维织物真空灌注、预浸料成型和拉挤板真空灌注 3 种。预浸料成型工艺：因为叶片较长，因此没有办法采取传统的高温固化，制作叶片大梁使用的碳纤维预浸料是一种低温固化预浸料，加工工艺采取的真空袋压的方式，该工艺对手工操作要求较高，而且固化时间也较长。预浸料工艺制备碳纤维大梁，以手工方式铺放，生产复杂形状结构件的理想工艺，工艺及设备也成熟，劳动环境比较差，效率低，成本很高，目前多在样机中使用，已经无法满足批量化使用的要求。碳布灌注工艺：是目前多家风机及叶片厂家使用的工艺，普通叶片的玻纤大梁就采取该工艺。该工艺比较成熟。该工艺对模具要求不高，模具制作简单，甚至可以利用现有模具，产品质量稳定性高，重复性能好，制品表观质量好，相同铺层厚度薄，强度高。但该工艺对碳布要求较高，且生产效率不高，成本也较高，而且一旦出问题，就会导致整个碳梁报废，因此制约了其推广。图图9：预浸料成型工艺效率较低预浸料成型工艺效率较低 图图10：碳布灌注技术对碳布要求较高碳布灌注技术对碳布要求较高 资料来源：泰安中研复合材料产业技术研究院 资料来源：国际新能源网 随着叶片大型化对重量的要求越来越高，采用真空灌注和预浸料成型技术成型的碳纤维复合材料力学性能偏低，成型过程复杂效率较低，材料和成型成本都偏高，已不能满足后期叶片发展的需求，拉挤成型已经成为主流工艺。维斯塔斯在 20 年前对其拉挤板主梁工艺进行了专利保护，并从 2015 年开始将碳纤维主梁拉挤工艺应用于叶片上，该工艺先将碳纤维制成拉挤板材，然后将其组合固定在蒙皮上成为叶片主梁。这种设计理念是把预制成型的灌注主梁拆分为高效、低成本、高质量的标准化拉挤片材，将片材一次组装整体成型。该工艺的优点主要体现在 4 个方面：（1）拉挤工艺大幅提升了碳纤维的体积含量（可提升至 70%左右），可有效减少材料用量而降低主梁重量；（2）标准化拉挤片材大大提高了生产效率，可以保证产品性能的一致性和稳定性，适合大批量生产；（3）拉挤板长度和宽度可定制化，材料利用率高；（4）综合成本明显降低，减少了编织 北交所行业主题报告北交所行业主题报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 14/24 和预浸工序，在主梁成型时还减少了主梁模具的投入，大大降低了运输成本和组装整体成型的生产成本。维斯塔斯开发出碳纤维拉挤工艺主梁后，在风电叶片上开始了大规模批量应用，新开发的 2.0 MW 以上叶片均使用碳纤维复合材料，极大地推动了碳纤维在风电领域的应用。以 2021 年为例，风电的碳纤维用量为 3.3 万吨，占全球所有碳纤维应用领域的 33%，仅维斯塔斯的用量就在 2.5 万 2.8 万吨左右。图图11：碳纤维拉挤工艺已经成为风机叶片主梁的主要生产工艺碳纤维拉挤工艺已经成为风机叶片主梁的主要生产工艺 资料来源：东莞久耐机械网站 小丝束碳纤维虽然力学性能优异，但长期受到成本和产能因素的制约，难以在风电叶片等领域实现推广应用。大丝束（48K）碳纤维最大的优势就是成本低和生产效率高，可打破碳纤维高昂价格带来的应用局限。拓展碳纤维复合材料的应用途径是市场发展的重要趋势，而大丝束碳纤维高速发展也恰恰得益于全球风电用复合材料叶片的快速增长。目前风电叶片用碳纤维供应商主要为日本东丽旗下的 Zoltek（卓尔泰克）、日本三菱（Mitsubishi）、德国 SGL（西格里）、中国台湾台塑（Tairylan）以及土耳其 DowAksa。其中，除 DowAksa 生产的碳纤维为小丝束外，其他几家生产的均为大丝束碳纤维。目前卓尔泰克和德国西格里公