光威复材中复神鹰中简科技谁才是碳纤维

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今天,我们来聊聊碳纤维行业的主要三家上市公司:光威复材、中复神鹰和中简科技。

一、从技术聊起:各有所长

也许会有人问,碳纤维是什么?有何用处?

我们都知道,今日的中国能够在防务安全上获得稳定,依靠的不都是弹道导弹、歼-20、歼-15、歼-16、武直系列直升机、航母、导弹驱逐舰么?而这些高尖端武器的突破又主要依赖于新材料的突破。

举个例子,曾有数据显示,F-22战机的复合材料使用量占到23%左右,F-35使用了约36%左右。更重要的是,得益于中国在碳纤维技术上的突破,歼-20隐身战机也开始大量应用航空复合材料。

碳纤维与常规材料相比,可以将飞机减重20%-40%。

碳纤维是一种高性能合成纤维,是应用比较广的高科技材料,也是国防武器装备保障的战略物资,有材料界的“黑色金属”之称。

由于长期受到西方禁运条例限制,国内的碳纤维技术到21世纪初都尚未取得根本性的突破,被称为“卡脖子”的东西。

了解碳纤维行业之前,我们必须明白相关的技术。

例如,碳纤维当前的主要技术有T系列和M系列,其中,这两个系列中分别对应最顶尖的技术是T级和M65J级。

比如说,光威复材最主要的产品是T级,现在已经开始批量生产T/T;中复神鹰与中简科技最主要的产品都是T级,尤其是中简科技的ZT9,在我国T级产品的属于领先水平。

我们先看T系列产品。

中简科技的ZT9,也就是T/T,可以说是非常领先的。

光威复材和中复神鹰都在研发T,前者进度比后者稍快一些,而且中复神鹰的SYT-65,即T级也已经量产,光威复材的包头项目也即将实现T级生产线。

再看M系列产品。

光威的M40J/M55J级碳纤维20吨产线投产,公司在建M55J级碳纤维30吨产线,M55J的产品价格每公斤可以达到万元级别,同时M65J级研发进展也有突破。而中简科技M55J的制备技术也已通过科技部组织的课题验收,M60J也取得突破性进展,中复神鹰当前也有SYM40(M40级)生产线。

从碳纤维生产工艺看,原丝制备技术是其最核心技术之一,主要有湿法和干喷湿法。其中,干喷湿纺工艺技术难度较大,由日本东丽和美国赫氏研发,具备生产能力的企业不多,比如在纺丝速度上,湿法也可以做到每分钟纺丝70-米,比如吉林碳谷纺速也就每分钟米。而国内的光威复材及中复神鹰干喷湿法却能达到米,好几倍的产量,像日本的东丽干喷湿纺的纺速甚至可高达每分钟纺丝米。

比如中复神鹰的产品采用的都是干喷湿纺工艺;光威的产品以湿法工艺为主,光威的T/T级碳纤维中也用到了干喷湿纺技术;中简科技年以前,产品用的均为湿法工艺,当前已具备T级碳纤维产品干喷湿纺制备能力。

从产能上看,我看了相关数据:

中复神鹰在建产能2.85万吨预计今年上半年会投产,光威复材在建产能6吨预计明年年初投产,中简科技在建产能预计0-0吨。

二、从行业聊起:国产化率仅为40%,供需格局仍稳定

碳纤维,被称为“21世纪新材料之王”,其凭借优异的力学性能和可加工性使其担负起新一代先进制造业的创新基石。

1、碳纤维产业链

我们先来看碳纤维材料产业链。

上游为原材料(碳纤维原丝),主要是以石化产品聚丙烯腈为主。上游的关键原材料可分为聚丙烯腈、沥青和粘胶三种。其中,聚丙烯腈成本低、工艺简单,是目前碳纤维的主流原料,占到全市场的91%,我国主要采用该工艺。

我们重点看聚丙烯腈工艺,其化工生产流程为:原油→丙烯→丙烯腈→聚丙烯腈。丙烯晴代表企业有:中石油、中石化、上海赛科、斯尔邦、吉林石化等。

此外,设备方面主要有精功科技,由于产线技术参数属于核心机密,部分碳纤维厂商会自制产线,比如光威复材、中简科技等。

中游是中间半成品(碳纤维预制件),是通过聚丙烯腈纺丝之后得到聚丙烯腈(PAN)原丝,再经过预氧化、低温和高温碳化后得到碳纤维,并可制成碳纤维织物和碳纤维预浸料,作为生产碳纤维复合材料的原材料,设备及生产线复杂且产品种类广泛,属于典型的资本密集型和技术密集型行业。

当前中游产能的现状是高端供不应求,低端产能即将过剩,因此需求扩增是一个趋势,供给端的逻辑是,高端看资本开支,低端看成本。

国内代表公司为:吉林化纤、中复神鹰、江苏恒神、光威复材等。

国外龙头为:日本东丽、三零,美国Hexcel、Cytec。

下游则为成品(复合材料部件)。

下游——流程为:原丝→碳纤维→碳纤维制品→碳纤维复合材料→工业产品。

其中,碳纤维及制品的代表公司有:吉林化纤、中复神鹰、光威复材等,碳纤维复合材料的代表公司为:中航高新、博云新材等。

用大白话来讲,就是上游的石化企业,主要通过原油炼制、裂解、氨氧化等工序最终获得丙烯腈,而碳纤维企业通过将丙烯腈作为原材料,经过聚合反应后即可生成聚丙烯腈。接着,再通过纺丝从而获取聚丙烯腈原丝,再对原丝进行预氧化、碳化等工艺,接着就是得到了碳纤维原丝。最后,通过对碳纤维进一步加工以获得碳纤维复合材料。看上去,这个过程确实很复杂,但个人觉得,我们不一定非得要掌握如此复杂工艺流程,只需知晓碳纤维生产工艺流程很长且复杂,同时技术关键点还多,生产壁垒高等即可。

关于军品定价机制方面,由于价格长期受限,因此军工产业链下游环节利润率基本被锁定在5%左右。相对来说,上游材料环节则更趋于市场化,叠加技术附加值普遍偏高,利润率能平均做到15%左右。而上游以碳纤维、钛合金、高温合金等为代表的新材料,有“航空园地盛开的工业之花”之称,凭借其优异的性能而被广泛应用在飞机发动机叶片、机身、机翼、尾翼等零部件上。随着下游新一代先进武器装备进入爬坡上量阶段,想必未来会提升新材料使用比例,尤其是国产军工新材料。

此外,按用途分类,碳纤维通常可分为宇航级和工业级两类,碳纤维可分为大丝束(大于24K,K=根)和小丝束(24K及以下)。大丝束——制备难度整体高于小丝束,生产成本比小丝束低30%以上,性能可满足工业民用需求,大丝束售价较低(—万元/吨),对制造成本(丙烯腈、能源)较敏感。

小丝束——需要更精准的控制工艺来保证力学指标的稳定、纯度要求高,优势在于力学指标更高,因此应用于对于强度要求较高的高端领域,比如军工、航空航天等领域。小丝束销售价格较高(万元/吨),毛利较高,对丙烯腈成本变化不敏感。

据年中简科技招股说明书,小丝束市场东丽市场份额达26%,大丝束市场美国赫氏占58%,处于主导地位。

所以,我们国内碳纤维发展企业先在小丝束碳纤维方面实现突破,比如光威复材、中简科技、吉林碳谷,但是小丝束成本高,下游应用积极性不高,主要在军工领域应用。

2、碳纤维需求端

国内外需求如何?

全球需求量:

年,全球碳纤维销售额34亿美元,同比增长30.1%,主要是由于碳纤维供不应求导致了价格上涨。需求总量11.8万吨,同比年增长10.4%,8-年均复合增长率9.5%。据《全球碳纤维复合材料市场报告》,年需求量预计将达到20万吨,碳纤维需求量较大。

其中,前三大应用为:风电叶片(28%)、体育休闲(15.7%)和航空航天(14%)。

国内需求量:

年,国内碳纤维需求量增加至6.2万吨,在全球需求总量中占比过半,是绝对的碳纤维第一消费大国,8-年复合增速达17%,高于全球平均水平(9.5%)。根据赛奥碳纤维预测,到/年我国碳纤维需求量将达到9.9/15.9万吨,对应3/5年CAGR分别为26.4%/26.7%,我国碳纤维行业有望继续维系高增长的发展势头。

需求端主要来源于风电叶片,其年占我国碳纤维需求比例的36.1%,第二、三应用领域来源于体育休闲(28.1%)和碳/碳复材(11.2%)。

航空航天领域碳纤维需求占比(3.2%)远远低于全球(14.0%),主要原因是国内碳纤维生产技术有限,无法批量供应T强度以上的小丝束碳纤维。

根据《全球碳纤维复合材料市场报告》数据,在年我国碳纤维年需求量4.89万吨中,国产量占37.77%,进口依赖度高达62.19%;

年国产量占46.89%,相较年提高9.12个百分点。

随着国产碳纤维企业技术水平的不断提高,国产替代加速,我国国产碳纤维市场占比将会不断上升,《全球碳纤维复合材料市场报告》预计年国产将超过进口量。

-年每年提升约4.8pp,根据赛奥碳纤维预测,预计年国产化率就将超过50%

年我国碳纤维下游应用量前三分别是风电叶片、体育休闲以及碳碳复材,航空航天用量占比仅为3.21%。而全球用量中,航空航天用量占比达13.98%,价值量占比高达34.93%。

随着国内碳纤维产业技术的不断成熟,碳纤维产品行业应用占比将逐渐向国际靠拢,航空航天领域将会逐步释放需求与利润空间。

3、碳纤维供给端

国产碳纤维供应情况:

经过对国内将近20家碳纤维企业的现有产能情况进行了梳理(吉林碳谷仅生产原丝),可估算得国内碳纤维行业现有产能合计约为6.1万吨。

根据各家企业披露的扩产规划,预计到年全行业产能将净增加25.2万吨,而根据预测数据,年需求量将达到15.9万吨。

也就说,虽然当前供需不平衡,即供不应求,但是如果到年行业产能全部投放,则会有9.3万吨产能过剩,因此,届时要时刻


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