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高性能碳纤维龙头,中复神鹰:产能扩张提速,开启发展新篇章

原标题:高性能碳纤维龙头,中复神鹰:产能扩张提速,开启发展新篇章

一、碳纤维龙头,实现从“0—1”到“1—N”的跨越

中复神鹰是国内碳纤维行业龙头与产业化引领者,技术/产品不断突破。

根据中复神鹰招股说明书,中复神鹰碳纤维股份有限公司于2006年在连云港成立。

2007年 10 月,中国建材集团注资公司,并开启碳纤维生产基地的建设。

2008年建成千吨级 SYT35(T300 级)碳纤维生产线。

2012年,通过三年自主研发,突破了干喷湿纺技术的瓶颈,实现千吨级SYT49(T700 级碳纤维)的投产。

2017年实现千吨级 SYT55(T800 级碳纤维)规模生产和稳定供应。

2019年率先实现 SYT65(T1000 级碳纤维)的百吨工程化。

根据公司官网,2021年公司第一条万吨碳纤维生产线在西宁正式投产,有望开启新篇章。

2020年以来,在“海外供给受限”大背景下,叠加风光氢等需求爆发,公司“十年磨一剑”,技术、工艺不断优化,公司紧抓国产替代历史机遇,实现量、价、利齐升,率先在民用碳纤维领域实现扭亏为盈,跨过“0—1”阶段。

根据公司招股说明书,2018-2021 年公司营收分别 为 3.1/4.2/5.3/11.7 亿元,CAGR+56.2%。得益于下游风/光/氢领域需求爆发以及碳纤维在各应用领域渗透率的提升,公司碳纤维销量持续增长,2018-2021H1 销量为 2735/3422/3761/2025 吨,增速分别为 25.2%/9.9%/7.7%。

受海外供给受限影响,国内碳纤维行业供需偏紧,同时公司客户和产品结构持续优化,公司单位产品价格持续提升,2018-2021H1公司碳纤维产品销售单价为110.9/120.1/140.3/187.4元/公斤,增速分别为 8.4%/16.8%/33.6%。

我们预计随着公司 IPO 落地、西宁基地万吨线全面投产,公司将进入“1—N”的高速增长阶段。

期间费用率稳步下降,盈利能力持续提升。

在行业供需偏紧以及公司产能利用率、工艺等不断提升下,公司盈利能力不断提升。

毛利率从 2018 年的 11.3%提升至 2021H1 的 41.6%,费用率方面,随着公司营业收入的快速增长以及产能利用率的不断提升,2018-2021 年期间费用率逐年下降,为 25.9%、23.3%、18.6%、17.7%。

吨净利从 2018 年-0.9 万元/吨提升至 2021H1 的 6.0 万元/吨。

二、行业产能扩张提速;中小丝束高性能产品供需紧平衡

2.1 碳纤维性能优越;大、中小丝束产品工艺、壁垒、应用场景不同

碳纤维性能优越,被誉为 21 世纪新材料之王。

碳纤维是由聚丙烯腈(PAN)(或沥青、粘胶)等有机材料在高温环境下裂解碳化形成的含碳量高于 90%的碳主链结构无机纤维。

碳纤维性能优越,根据《高科技纤维与应用》,碳纤维强度高(抗拉强度在 3500MPa 以上),模量高(弹性模量在 230GPa 以上),且密度小(碳纤维密度是钢的 1/4,是铝合金的 1/2),比强度高(比强度比钢大 16 倍,比铝合金大 12 倍)。

此外,碳纤维耐超高温(非氧化气氛条件下,可在 2000℃时使用)、耐低温、耐酸、耐腐蚀、热膨胀系数小(可以耐急冷急热,即使从 3000℃的高温突然降到室温也不会炸裂),导热系数大。

PAN 基碳纤维是主流。

按照原材料不同,碳纤维可分为聚丙烯腈(PAN)基、沥青基、粘胶基碳纤维。

根据公司招股说明书,PAN 基碳纤维由于生产工艺相对简单,产品力学性能优异,用途广泛,占碳纤维总量的 90% 以上,因此目前碳纤维一般指 PAN 基碳纤维。

沥青基由于在材料制备、纺丝和氧化等过程中比 PAN 基碳纤维困难,从而成本较高,没有得到大规模应用。

但由于高性能沥青基碳纤维具备高刚性、高导热和高功能性,在航空航天领域仍占有一席之地。粘胶基碳纤维由于生产效率较低,制备成本相对更高,因此产量规模较小。

碳纤维应用以标模为主,大/中小丝束占比各接近一半。

按照拉伸强度和拉伸模量,碳纤维可分为标模、高强、高模、超高强、超高模碳纤维等。

目前业内产品分类主要参考日本东丽的牌号,并以此为基础确定自身产品的牌号及级别,如 T300-T1100G 系列以及 M35J-M60J 系列,其中 T 代表强度,M 代表模量。按照每束碳纤维中单丝根数,碳纤维可以分为 中小丝束和大丝束两大类别。

1K 表示一束碳纤维中有 1000 根单丝,通常将 24K 以内的碳纤维称为中小丝束(包括 1K、3K、6K、12K、24K 等),将 48K 以上的型号称为大丝束(包括 48K、50K、60K 等)。

目前标模碳纤维有大丝束和中小丝束的区分,标模以上的碳纤维暂无大丝束出现。

根据《2020 年全球碳纤维复合材料市场报告》,2020 年标模大丝束/标模中小丝束/中模/高模碳纤维分别占比 45.2%/40.9%/13.3%/0.6%。

大、中小丝束产品工艺/壁垒/应用场景不同。

从工艺和壁垒来看,中小丝束工艺技术要求高,在生产中杂质含量严格控制,原丝性能要求高,氧化过程较慢,碳化过程中有时需要较高温度,同时需要进行产品认证;而大丝束在生产中允许有一定杂质,氧化过程快,碳化温度相对较低,无需认证,因此大丝束性能不如中小丝束。性能/价格的不同,导致大、中小丝束应用场景不同。

中小丝束成本/价格更高,一般用于航天军工、碳/碳复材、氢能等领域;大丝束产品性能相对较低但制备成本亦较低,因此往往应用于风电、轨交等工业领域。

2.2 风、光、氢等新能源领域需求爆发

碳纤维需求持续增长,中国需求占比持续提升。

随着碳纤维应用的不断拓宽,以及渗透率的不断提升,碳纤维需求持续增长,根据赛奥碳纤维数据,全球碳纤维需求从 2008 年的 3.6 万吨增长至 2020 年的 10.7 万 吨,12 年 CAGR+9.5%。

随着中国应用市场的不断开拓,以及下游风电/光伏等新能源领域的拉动,中国碳纤维需求呈现快速增长态势,根据赛奥碳纤维数据,中国碳纤维需求从 2008 年的 0.8 万吨增长至 2020 年的 4.9 万吨,12 年 CAGR+16.0%,明显高于全球增速。

中国需求占全球的比例也不断提高,从 2008 年的 22.8%提升至 2020 年的 45.7%。

碳纤维应用广泛,中国民用需求占比更高。

根据《2020 全球碳纤维复合材料市场报告》,2020 年全球碳纤维下游需求中,风电叶片/航空航天/体育休闲/汽车/碳-碳复材分别占比

28.6%/15.4%/14.4%/11.7%/4.7%,而 2020 年中国碳纤维下游需求中,风电叶片/航空航天/体育休闲/汽车/碳-碳复材分别占比约 41.0%/3.5%/29.9%/2.5%/6.2%。

相较全球碳纤维需求结构,我国在风电/体育休闲/碳-碳复材等民用需求领域占比更高,也意味着国内在民用需求领域具备更强的成长性;而在航空航天/汽车等行业,我国仍存在进一步开拓的空间。

海上风电+叶片大型化是风电领域碳纤维应用的主要驱动力。

碳纤维主要应用在风电叶片大梁部位,目前在海上风电应用较多,将直接受益海上风电拉动。

2020 年全球海上风电装机为 6.1GW,得益于政策驱动/海上风电快速降本,海上风电有望快速增长,根据 GWEC 预测,到 2025 年全球海上风电装机有望达到 23.9GW。

从材料性能以及风电综合成本方面考虑,随着风电叶片的长度增加,碳纤维在风电应用中的渗透率有望逐步提升。

一方面,随着叶片大型化,对材料性能的要求也会不断提高,而碳纤维质量更轻、强度/模量更高,是风电叶片首选材料;

另一方面,碳纤维可有效减轻叶片重量,使风电机组可以充分利用低风速资源,提高发电小时数,降低风电综合成本。

光伏装机增长+碳/碳复材渗透率提升驱动碳纤维需求持续扩张。

碳/碳复材主要应用在热场部件、刹车盘、航天部件,其中热场部件增速较快。

热场部件用于光伏行业单晶拉制炉,主要有坩埚、导流筒、保温桶、加热器四大件。

热场部件直接受益于光伏装机增长,根据 CPIA 乐观预计,2025 年全球光伏新增装机有望达 330GW,5 年 CAGR+20.5%。

此外,碳/碳复材在热场部件中渗透率也有望拉动碳纤维需求增长。

根据金博股份招股说明书,2005 年之前,晶硅制造热场部件主要是以等静压石墨等特种石墨为主。

在十多年的发展中,碳/碳复材产品从技术、性能、成本、供货周期等方面领先于国外厂商的等静压等特种石墨产品,逐步实现进口替代,渗透率逐步提升。

根据《2020 年全球碳纤维复合材料市场报告》,2020 年全球碳/碳复材碳纤维需求约 5000 吨,在光伏装机增长+碳/碳复材渗透率提升下,碳/碳复材用碳纤维需求有望快速增长。

燃料电池汽车的发展拉动储氢瓶碳纤维需求增长。

据中国汽车工业协会数据,截至 2021 年底,我国氢燃料电池汽车保有量约 0.89 万辆。

根据 3 月 23 日国家发改委、国家能源局联合发布的《氢能产业发展中长期规划(2021-2035 年)》,目标到 2025 年燃料电池车辆保有量达到约 5 万辆,燃料汽车有望迎来快速发展。目前高压氢气瓶储氢,是燃料电池车车载储氢最主流的方式。

高压气态储氢容器共有四个型号,I 型为纯钢制金属瓶,II 型为钢制内胆碳纤维缠绕瓶,III 型为铝内胆碳纤维缠绕瓶, IV 型为塑料内胆碳纤维缠绕瓶。

其中 I 型、II 型储氢容器由于重量过重、储氢密度低,且容易发生脆断,较难应用于车载储氢。

而凭借高安全性、重量轻、高质量储氢密度等优势,III 型、IV 型瓶的车载应用已经较为广 泛。

目前国外多为 IV 型瓶,国内受限于技术发展,多为 III 型瓶。

我们预计2025年全球碳纤维需求有望达28.1万吨,2020-2025 年 CAGR+21.3%。

我们测算2021-2025年,全球碳纤维需求有望达13.0/13.5/17.1/20.9/28.1万吨,YoY+21.1%/3.9%/26.9%/22.4% /34.3%。

对于风电领域需求,我们根据 GWEC 预测的全球陆上/海上风电新增装机量,并预计在风机大型化下碳纤维在风电机组中的渗透率不断提升,测算2025年风电用碳纤维需求达 9.92 万吨。对于体育休闲领域,我们假设 20-25 年按照 10.0%的复合增长率增长,测算 2025 年体育休闲领域用碳纤维需求达 2.48 万吨。

对于碳/碳复材领域,我们根据 CPIA 对光伏新增装机的乐观估计,并预计碳/碳复材在光伏热场系统中渗透率不断提升,测算 2025 年碳/碳复材用碳纤维需求达 1.91 万吨。

对于压力容器领域,我们根据弗若斯特沙利文对 2025 年全球氢能汽车销量的预计,并根据中科院宁波材料所测算的单车碳纤维用量数据,测算 2025 年压力容器用碳纤维需求量有望达 4.28 万吨。

对于航空航天领域,我们根据《2020 年全球碳纤维复合材料市场报告》预测,测算 2025 年航空航天用碳纤维有望达 2.63 万吨。对于其他应用领域,我们假设 20-25 年按照 13.0%的复合增长率增长,测算 2025 年其他应用领域用碳纤维需求达 6.82 万吨。

具体测算方法和依据,请见《龙头扩张提速,迎行业高增+国产替代历史机遇》

2.3 龙头扩张提速,国内头部企业主导新增产能

产能扩张有望提速。

随着碳纤维需求的快速增长,供给端也呈现持续扩张的趋势。

根据赛奥碳纤维统计,全球碳纤维运行产能从2015年 13.5 万吨提升至2020年 17.2 万吨,5 年 CAGR+4.9%;全球碳纤维产量从2015年9.5万吨提升至2020年11.8万吨,5年CAGR+4.4%。2015-2020年全球产能扩张节奏整体稳健,且“有产能,无产量”情况明显,我们认为一是由于前期新能源需求(风电、碳/碳复材、储氢瓶等)还未迎来爆发,二是由于中国企业技术尚未完全成熟,成本较高导致盈利水平较低,从而产能扩张相对稳健。

随着新能源需求的拉动,以及国内企业技术进步,成本快速下降带来盈利水平提升,我们判断行业产能扩张有望迎来拐点,产能扩张有望提速。

头部企业快速扩张。国内玩家主要为中复神鹰、国兴碳纤维、吉林化纤、碳谷+宝旌、恒神股份、光威复材、中简科技等。

根据中复神鹰官网,2021年 9 月中复神鹰万吨级碳纤维产线投产,碳纤维产能规模达 13500 吨。

根据人民资讯信息,截至 21 年 11 月 12 日,国兴碳纤维 1.5 万吨碳纤维项目中,第四条大丝束碳化线顺利试车,碳纤维年产能突破 1 万 吨。

根据新华网信息,国兴碳纤维 1.5 万吨碳纤维项目的全部碳化线预计在 2022 年上半年投产。根据吉林化纤公告,吉林化纤拟非公开发行股票募资不超过 12 亿,用于建设 1.2 万吨碳纤维复材项目,我们预计吉林化纤碳纤维项目有望于 22 年投产。

吉林精功碳纤维(吉林宝旌)目前具备年产 8000 吨碳纤维能力。根据光威复材公告,包头拟新建万吨线,预计 2022 年新增产能 4000 吨,合计达 7855 吨,后续 6000 吨产 能逐步投产。

其中,中复神鹰/恒神股份/光威复材等自产碳纤维原丝,国 兴碳纤维/吉林化纤/吉林宝旌主要向吉林碳谷采购碳纤维原丝。

我们预计 2021/2022/2023 年全球大丝束碳纤维有效产能分别为 5.9/7.6/10.8 万吨,YoY+10.3%/30.2%/42.1%,全球中小丝束碳纤维有效产能分别为 6.7/7.6/8.7 万吨,YoY+4.1%/13.5%/14.7%。

根据赛奥碳纤维数据,2020 年全球碳纤维产量为 11.8 万吨,考虑到全球“有产能,无产量”情况明显,我们假设 2020 年底全球碳纤维在产产能为 11.8 万 吨。

根据赛奥碳纤维数据,2020 年全球大丝束/中小丝束需求占比分别 为 45.2%/54.8%,我们假设相应产能占比相同。

考虑到部分企业虽有扩产规划,但无明确投产时间,或可能因为技术/资金等原因,导致产能投放延期,因此我们并未将所有的拟扩产项目纳入测算。

在拟新增产能中,中国占据主导地位,国产化率有望继续提升。

根据《2020 全球碳纤维复合材料市场报告》以及各公司公告,我们统计 2021-2022 年全球拟新增产能约 6.5 万吨(较 2020 年底运行产能 17.2 万吨增长 38%),其中大丝束/中小丝束拟新增产能分别为 5.0/1.5 万吨,且主要由中国企业主导。

根据《2020 全球碳纤维复合材料市场报告》数据及预测,2020 年国产碳纤维供给量 1.84 万吨,国产化率约 38%,到 2025 年国产化率有望提升至 55%。

2.4 中小丝束景气有望延续,大丝束供需格局或逐渐宽松

我们测算 2022-2023 年全球中小丝束碳纤维供需格局仍有望保持紧平衡,大丝束碳纤维或逐渐宽松。

大、中小丝束碳纤维产品由于其性能差异,前者一般对应 T300,后者一般对应 T700 及以上产品,所以应用场景有所不同,其中碳-碳复材/压力容器(储氢瓶)/航空航天领域主要用中小丝束碳纤维产品,风电领域主要用大丝束碳纤维产品。

考虑到体育休闲领域大、中小丝束碳纤维均有应用,我们假设体育休闲中,大、中小丝束碳纤维需求各占50%。

可测算2020-2023年全球大丝束碳纤维需求为4.8/6.3/5.7/8.0万吨,中小丝束碳纤维需求为 5.9/6.7/7.7/9.1万吨。

结合全球大、中小丝束碳纤维供给测算,我们可得2020-2023年全球大小丝束碳纤维供需平衡表。

对于全球碳纤维供需格局情况,我们预计2022/2023年将逐渐宽松,主要由于大丝束碳纤维供给新增较多所致。但中小丝束供需格局仍有望保持紧平衡,景气度有望延续。

我们预计2025年全球原丝年供给量将提升至55.3万吨。

由于碳纤维生产过程中原丝:碳丝的量通常为 2:1,我们根据国内各主要厂商碳纤维有效产能*2计算得到原丝供应量,其中吉林碳谷主要生产原丝,故吉林碳谷原丝供应量由投产进度测算得到。

原丝因为高壁垒,整体供需格局偏紧。

由于碳纤维生产过程中原丝:碳丝的量通常为2:1,因此原丝需求量=碳纤维产量*2,可测算 2020-2023年全球原丝需求为23.5/25.1/30.5/39.1万吨。对于全球原丝供需格局情况,整体呈现偏紧格局。

三、技术/规模和成本/产品/人才/股东优势明显,竞争力持续增强

3.1 国内干喷湿纺工艺引领者,技术领先

碳纤维的核心技术为原丝制备技术。碳纤维生产流程分为原丝制备环节/碳丝生产环节/复材生产环节。其中,碳纤维原丝制备是碳纤维产业链的核心环节,碳纤维原丝的质量和成本很大程度上决定了碳纤维的质量和生产成本。

碳纤维的强度显著地依赖于原丝的微观形态结构及其致密性。

如果原丝的分子结构和聚集态结构存在不同程度的缺陷,必将严重影响碳纤维的质量和性能。

质量过关的原丝是产业化的前提,是稳定生产的基础。

根据《碳纤维企业如何跨过高成本这道坎》,碳纤维原丝占碳纤维生产成本的一半以上,其性价比与供应稳定性是碳纤维产业链的重要影响因素,直接影响着碳纤维应用领域的广度。

同时,不同原丝工艺生产的原丝对碳化设备通过性能差异很大,通过性好的原丝适应设备的能力强,碳化设备与上游原丝特性匹配后,碳化生产设备对于上游原丝特性适应能力具有较强的依赖性。

干喷湿法纺丝纺速更快,得到的碳纤维性能更优,更适用于中小丝束生产。

碳纤维原丝的工艺主要分为聚合过程、制胶过程(原液)、纺丝三个过程,技术壁垒/工艺差别主要体现在纺丝过程。

在纺丝过程中,经过长期的技术研究和工程化实践,国际上形成了湿法纺丝和干喷湿法纺丝两种原丝制备工艺。

干喷湿法纺丝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有利于形成细特化、致密化和均质化的丝条。

根据公司招股说明书,相较湿法纺丝,干喷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,明显提升了生产效率同时降低了生产成本。

此外,干喷湿法纺丝得到的碳纤维的表面缺陷少、拉伸性能和复合材料加工工艺性能优异,化学性能和力学性能都更加优质。

公司为国内率先突破干喷湿法纺丝工艺,也是国内碳纤维领域唯一获得国家科学技术进步一等奖的企业。

2009年公司启动干喷湿纺碳纤维技术攻关。

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,建成了国内首条千吨级干喷湿纺碳纤维产业化生产线。

2018年 1 月公司完成了“千吨级干喷湿纺高强/中模碳纤维产业化关键技术及应用”项目,并荣获2017年度国家科学技术进步一等奖,为国内碳纤维领域唯一获得该项殊荣的企业。

由于干喷湿纺工艺技术难度大,目前世界上仅少量企业掌握该生产技术并形成成熟的碳纤维产品。

国际上日本东丽和美国赫氏率先实现了干喷湿纺工艺的突破,国内公司在 2013 年实现突破 并已实现成熟的应用,江苏恒神于2014年建成干喷湿纺专用原丝生产线和碳化生产线,光威复材2019年通过了 T700S 级碳纤维干喷湿法产业化制备项目鉴定。

公司整体技术领先。

公司已形成覆盖大容量聚合与均质化原液制备技术,高强/中模碳纤维原丝干喷湿纺关键技术,聚丙烯腈纤维快速均质预氧化、碳化集成技术,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等四个大类的技术体系,在碳纤维各环节技术领先,国内竞争对手难以追赶。

在聚合工艺阶段,公司采用原液聚合物配方制备技术和大容量 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。

在干喷湿纺纺丝工艺阶段,公司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 5000 吨/年。

在预氧化、碳化工艺阶段,公司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 2000 吨/年(12K)。

根据公司招股说明书,目前公司已拥有核心技术相关的 49 项 专利,包括发明专利 22 项,实用新型专利 27 项,系统掌握了碳纤维 T300 级、T700 级、T800 级、M30 级、M35 级千吨级技术和 M40 级、T1000 级百吨级技术,建成了国内首条具有自主知识产权的千吨级干喷湿纺碳纤维产业化生产线。

目前公司技术创新主要围绕 T1100 级碳纤维产业化制备技术、M55J 等高强高模碳纤维制备技术、高速纺丝技术、航空预浸料制备技术等展开。

积极合作研发大丝束碳纤维技术,力图实现产品及技术新突破。

公司在保持现有产品技术的领先优势同时,积极通过与高校科研院所合作研究方式进行大丝束碳纤维技术的研发。

公司在2021年分别与北化常州院和东华大学签署合作协议,针对 48K 国产大丝束碳纤维相关技术研究与研发进行深入合作,两个科研院所技术储备丰厚,北化常州院已经掌握了 T300 级原丝快速预氧化制备技术,力学性能对标卓尔泰克 PX35 水平,东华大学则拥有碳纤维原丝技术储备。

此外,公司也在积极进行有关“48K 待上述碳纤维高效低成本工程化制备关键技术研发”的前期项目调研,力图实现 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%,各项目如顺利完成,公司大丝束碳纤维技术有望在行业内处于领先水平。

3.2 产能规模位居国内前列,成本优势明显

公司产能规模位居国内前列,规模优势明显。

根据公司招股说明书,截至2021年 6 月 30 日,公司产能为 5500 吨/年,包括连云港生产基地的 3500 吨/年产能,以及西宁万吨碳纤维项目于2021年上半年建成并投产的2000吨/年产能。

2018-2020年平均产能利用率达90%以上,21H1产能利用率为 82.1%,产能及产量均处于国内碳纤维生产企业前列,已累计向市场提供碳纤维超过 2 万吨。

根据公司官网,公司西宁基地万吨项目已于2021年 9 月 8 日正式投产,我们预计 21 年底公司产能达 1.35 万吨。

在下游需求保持快速增长、国内碳纤维市场整体供不应求的市场背景下,公司产能及产量规模优势为公司获取新增市场份额和拓展产品应用领域奠定了基础。

产能持续扩张,市占率有望快速提升。

根据公司招股说明书,公司拟建设西宁年产万吨高性能碳纤维及配套原丝项目(年产能 1 万吨)、航空航天高性能碳纤维及原丝试验线项目(年产能 200 吨)、碳纤维航空应用研发及制造项目、补充流动资金,合计投资规模达 31.0 亿元,拟使用募集资金 18.4 亿元。

此外,公司拟投资 28 亿建设西宁年产 1.4 万吨高性能碳纤维及配套原丝项目,我们预计该项目在 2023 年全部投产,届时公司整体产能规模有望达 2.75 万吨。

根据中国化学纤维工业协会统计, 20 年公司产量/销量为 3777/3625 吨,分别占国内总碳纤维产量/消费量比例 21.0%/7.4%。我们判断随着公司规划产能的逐步落地,公司市占率有望快速提升。

碳纤维生产具备明显的规模效应,产能规模的扩大可有效降低单位生产成本。

碳纤维生产过程中,随着产能规模扩张/产能利用率提升/技术进步,固定成本摊薄更多,能源使用效率提升,整体生产成本有望下降。

根据《PAN 基碳纤维生产成本分析及控制措施》,随着生产规模/产量的增加,非直接生产因素占总成本的比例逐渐减小,大规模原丝(3000t/a)和碳纤维(1000t/a)直接生产费用分别是小规模原丝(250t/a)和碳纤维(100t/a)直接生产费用的 60.94%和 48.34%。

另外,根据《碳纤维产业化发展及成本分析》统计,原丝和碳纤维的产能和生产成本呈反比 关系,千吨级碳纤维产线每年成本较百吨级产线下降 18%。

中复神鹰/光威复材/中简科技成本构成中,制造费用占比较高(固定成本高/能耗高),2020 年分别占比 57.5%/64.6%/76.2%,因此制造费用部分存在更为明显的规模效应(直接材料和人工也存在规模效应)。

公司单位成本行业领先,在规模效应下,单位成本有望继续下行。

1) 从行业吨成本变化趋势来看,吨成本整体呈现下降趋势。

受规模效应影响,不同规模的碳纤维企业吨成本有所差异,2020 年公司以及国内以军品业务为主的碳纤维企业A/碳纤维企业B的吨成本分别为8.0/15.6/54.0 万元(碳纤维企业A/碳纤维企业 B 吨成本较高,也由于碳纤维企业 A/ 碳纤维企业 B 产品结构中军品占比较高)。

对比吨折旧/吨人工成本,规模效应下公司优势也明显体现,2018 年公司/碳纤维企业 B 吨折旧分别 为 1.4/13.8 万元,2020 年公司/碳纤维企业 A/碳纤维企业 B 吨人工成本分别为 1.1/2.4/6.7 万元。

2)从公司吨成本变动情况来看,2018-2020 年公司年产能维持在 3500 吨,但公司产能利用率从 2018 年 85.1%提升 至 2020 年 107.9%,带动公司吨成本从 2018 年 9.8 万元下降至 2020 年 8.0 万元。

21H1 公司西宁万吨线部分产投产,年产能提升至 5500 吨, 由于新投产产能仍处于产能爬坡阶段(21H1 公司产能利用率仅有 82.1%),叠加原材料丙烯腈价格上涨,导致公司吨成本从 2020 年 8.0 万元阶段性提升至 21H1 的 9.8 万元。

随着公司产能的快速扩张,以及产能利用率的稳步回升,在规模效应下,我们判断公司吨成本有望持续下降。

布局能源成本更低的西部地区,带动成本进一步下降。

碳纤维属于高能耗产业,根据公司招股说明书,公司成本构成中,吨燃料动力成本约 2.6-2.8 万元,占总成本比例约 30%,其中燃料动力成本主要为电力/蒸汽/天然气/煤等。

根据公司招股说明书,公司吨电耗约 3 万度,其中 21H1 吨电耗达到 3.45 万度,主要由于西宁线投产,而西宁线处于产能爬坡阶段。

公司一方面新增万吨级大规模产线,通过规模效应实现降本,另一方面布局电价等能源成本更低的西部地区实现降本,根据智汇光伏,2020 年青海/江苏大工业电价(10 千伏电压等级)分别为 0.3672/0.6418 元/度。

3.3 产品性能优异,结构持续优化

中复神鹰碳纤维产品性能优异、型号种类丰富,在高强和高强中模型领域可与国际巨头东丽媲美。

目前公司碳纤维产品型号包括 SYT45、SYT45S、SYT49S、SYT55S、SYT65 和 SYM40 等,涵盖高强型、高强中模型、高强高模型等类别,基本实现与日本东丽主要碳纤维型号的 对标,并在主流产品的关键指标上,公司产品相比于东丽具备更高的比强度和比模量。

从产品结构来看,公司高强中模型/高强高模型(包含 T800、T1000、M30、M50、M40 级等)产品收入合计占比不断提升,从 2018 年 9.0%提升至 21H1 的 11.3%。

公司募投项目中,有两个项目涉及航空航天领域,总投资规模为 5.93 亿元,其中连云港基地投资 2.33 亿元,上海基地投资 3.62 亿元。

两个项目的研究方向有所不同,连云港基地致力于研发下一代 T1100 级碳纤维,进行航空航天领域碳纤维的技术开发和产品认证。

而上海自贸区基地主要对于 T800 级航空级预浸料的生产和研发,目的是解决国产大飞机使用国产碳纤维预浸料问题。

随着公司产能逐步投产,公司 T800 级及以上产品收入占比有望进一步提升。

下游各领域占比逐渐均衡,产品结构持续优化。

在下游需求拉动以及公司产能结构调整下,公司下游各领域收入占比呈现更加均衡的发展态势,其中航空航天/碳-碳复材/压力容器/风电领域产品收入占比从 2018 年的5.1%/3.1%/8.5%/2.6%提升至21H1的14.0%/22.4%/10.5%/14.9%。

公司加大新兴领域客户合作,推动高附加值产品占比提升。

21H1 公司 前几大客户中,第一大客户湖南金博碳素业务主要从事光伏领域碳/碳复合材料;第二大客户鹰游集团主要从事体育休闲业务;第三大客户常州宏发纵横和第七大客户江苏澳盛复材主要从事碳纤维风电业务相关产品销售。

从新增客户数量来看,2018-2020 年公司每年新增客户均超 过 100 个,21H1 新增客户 52 个。随着公司客户的不断增多,以及公司在新兴成长领域的销售力度的不断加大,我们预计高附加值领域(航空航天、碳/碳复合材料、压力容器等)的收入占比有望进一步提高。

3.4 核心技术人才引领创新发展,人才持股共享公司发展红利

核心技术人员班底搭建管理团队,董事长坐镇总工程师。

公司目前共有核心技术人员 6 名,均为高级职称并具备相关专业学位和多年技术研究应用经验,目前都担任公司主要管理职务。

我们统计了行业内 5 家碳纤维企业高管中核心技术背景人员数量,中复神鹰 8 名高管中有 5 位同时为公司核心技术人员,居可比公司首位(其中碳纤维企业 A、B、C 是军品碳纤维业务为主的企业,碳纤维企业 D 是原丝业务为主的企业)。

以核心技术人员为班底搭建的管理团队有望依托技术研发经验推动企业创新迭代,持续巩固技术优势,构筑护城河,将公司打造成为世界一流的碳纤维企业。

自 2007 年 12 月起,张国良先生作为核心技术人员,担任公司总工程师,主管公司研发工作。

张国良为武汉理工大学机械制造及其自动化专业博士、教授级高级工程师,自公司创立时就一直主持公司 的技术研发工作,作为主要完成人带领公司获得国家科学技术进步一等奖、全国化纤行业“十二五”最具创新技术突破奖等荣誉。

核心技术人员成果落地应用,公司具备显著科创属性。

公司作为第一完成单位获得 2017 年国家科学技术进步一等奖的项目“千吨级干喷湿纺高强/中模碳纤维产业化关键技术及应用”共有项目完成人 15 人,其中公司占 12 人,并有 6 人为公司核心技术人员,项目第一完成人为公司董事长张国良先生。

公司核心技术人员依托研究成果,将相关技术应用到公司主营业务,2018 年以来公司核心技术产品收入占营业收入比重均超过 98%,实现了技术落地和产业化应用,具备显著的科创属性。

管理层薪酬激励行业领先,核心人员持股共享公司发展红利。

考虑数据的可获得性,我们选取了四家公司 2020年管理层薪酬情况进行了对比,中复神鹰管理层薪酬占利润总额比重达到 7.3%,显著高于可比公司碳纤维企业 A、碳纤维企业 B 和碳纤维企业 E,反映公司对于管理层的薪酬激励行业领先,有利于提升管理层积极性。

从核心人员持股角度来看, 根据公告,公司上市后董监高合计持股 14.9%,持股人数 10 人,在可 比公司中居于前列。

其中公司董事长张国良先生持股占比 13.9%,董事葛海涛先生持股 0.1%,8 名高管合计持股 0.9%,此外另有公司核心员工持股 0.4%,董监高及核心员工合计持股达 15.3%。核心人才持股有利于将公司利益与核心人员利益保定,共享公司发展成果,实现股东权益最大化。

图表 71:各公司管理层薪酬占利润总额比重(%) 图表 72:各公司董监持股比重(%)

3.5 股东资源+技术优势明显,为长远发展保驾护航

中国建材为公司实际控制人,股东优势明显。

根据公司公告,公司本次公开发行数量 1 亿股(发行后总股本 9 亿)。

战略配售占发行总数 27.3%,其中,高管和核心技术人员获 10%、公司战略合作企业获 8.7%(上汽、隆基绿能、金博股份、江苏天鸟、浙江金控、连工投等产业链企业均获配售)、国家大型基金获 5.6%(中国保险基金、深创投、国企混改基金)、保荐机构 3%。

根据公司公告,中国建材集团通过中国复合材料集团和中建材联合投资有限公司等子公司,持有公司 57.3%股权(上市后),股权结构较为集中,有利简化决策流程。此外,中国建材在材料制造领域具有丰富的管理和市场经验,为公司长远发展保驾护航。公司第二/第三大股东为鹰游集团(上市后持股 26.7%)和连云港市工业投资集团有限公司(上市后持股 5.0%)。

其中,鹰游集团子公司江苏鹰游纺机有限公司从事碳纤维设备的研发、生产和销售业务,根据公司公告,江苏鹰游纺机的碳纤维设备仅为公司生产,一方面避免了公司工艺技术的外 溢,另一方面也为公司提供了稳定的定制化设备来源。

图表 73:公司股权穿透图(上市后)

背靠央企+上市成功,具备融资优势。

碳纤维属于重资产行业,投资门槛较高,根据各公司公告,我们估算万吨碳纤维(原丝+碳丝)生产线投资额约 20 亿。

由于背靠中国建材集团,公司在股东增资及银行渠道融资方面均具备一定优势。

随着上市成功,公司融资渠道拓宽,进一步提高了资金实力,有望助力加速产能建设步伐,巩固行业龙头地位。

四、盈利预测与估值

4.1 盈利预测

我们预计 22-24 年公司碳纤维产品销量分别为 1.2/2.1/2.9 万吨,YoY+94.2%/+71.9%/+42.4%。主要由于公司西宁线一期/二期的逐步投 产,打破产能瓶颈,销量有望快速增长。其中压力容器/碳-碳复材领域占比有望提升,一方面受益于风/光/氢需求向好,另一方面公司积极优化产能结构,向附加值更高的领域切换。

我们预计 22-24 年吨均价 18.1/16.5/15.2 万元,YoY-3.8%/-9.2%/-7.8%。随着以国内厂商为主导的行业扩产,预计供需格局逐步宽松,均价或有承压。其中,考虑到中小丝束供需格局相对更好,我们预计 22 年压力容器/碳-碳复材/航天航空等领域均价有望持平;考虑到大丝束供需格局偏宽松,我们预计 22 年风电叶片/交通建设/体育休闲等领域均价分别下滑 5%/5%/5%。

我们预计 22-24 年吨成本 10.04/9.23/8.51 万元,YoY-7.5%/-8.1%/-7.8%。吨成本逐渐下降,一是考虑到产能规模扩大,规模效应有所体现;二是预计原材料聚丙烯腈价格有所下滑;三是西宁产线电价更低带来整体吨能耗的降低。

我们预计 22-24 年公司期间费用率分别为 17.1%/15.7%/15.1%。其中管理费用率为 9.9%/9.7%/8.5%,主要由于产能规模扩大,费用有所摊薄。销售费用率为 0.4%/0.4%/0.4%,研发费用率为 5.0%/4.8%/4.9%,财务费用率为 1.8%/0.8%/1.3%。

4.2 估值

2020 年以来,在“海外供给受限”大背景下,叠加风光氢等需求爆发,公司“十年磨一剑”,技术、工艺不断优化,公司率先在民用碳纤维领域实现扭亏为盈,跨过“0—1”阶段。

我们预计随着公司 IPO 落地、西宁基地全面投产,公司有望进入“1—N”的高速增长阶段,销售增长和成本下降也有望进入快车道,有望持续推动碳纤维国产替代。

我们选取行业内上市公司光威复材、吉林碳谷、中简科技、吉林化纤、金博股份作为可比公司,2021-2023 年行业平均 PE 为 56/46/26 倍,公司为 95/48/30 倍(对应发行价)。

公司为碳纤维行业优质龙头,技术/规模和成本/产品/人才/股东优势明显,产能扩张确定性高,销量有望高增,产品结构持续优化,成本下降进入快车道,我们认为公司 PE 有望高于行业平均水平。

我们预计 2022-2024 年公司归母净利润分别为 5.6/8.7/11.6 亿,按照 IPO 价格,对应 PE 为 48/30/23 倍。

4.3 风险提示

产能投产不及预期:公司未来新增产能来自于西宁基地,我们对于产能的预测也主要来自于这个基地的投产,本次投产规模较高,如果遇到投资项目的建设进度、项目管理、设备供应、产品质量、市场变化等因素不达预期,可能会影响项目的投资收益。

产品价格大幅下滑风险:随着国产碳纤维厂商大规模扩产,可能导致阶段性供大于求,价格大幅下滑,从而导致公司盈利不及预期。

原材料价格提升风险:公司碳纤维生产的主要原材料和能源包括丙烯腈、天然气、电力、蒸汽等。丙烯腈为石油化工产品,市场价格受国际石油价格波动影响较大。天然气、电力、蒸汽等价格由政府统一调控,价格相对稳定。如果未来公司主要原材料和能源价格大幅上升,可能会对公司经营业绩产生不利影响。

规模不断扩张导致的管理风险:随着公司市场开拓经营政策的实施,尤其是本次发行募集资金到位后,公司资产和业务规模将快速扩大,公司现有管理机制可能需要进一步优化。公司对人力资源管理、市场营销、财务管理、质量管理及技术研发等高素质人才的需求将大幅增加。如果公司在发展过程中,不能及时地进行管理和组织变革,对业务及资产实施有效的管理,不能培养、引进或留住高素质人才以满足公司规模扩张的需要,将对公司经营和持续发展产生不利影响。

行业供需测算有偏差风险:行业供需等测算基于一定前提假设条件,测算方法和结果存在一定的局限性,可能与实际情况不一致,从而导致行业供需测算有偏差风险。

使用信息滞后或更新不及时风险:研究报告部分资料来源于公司招股说明书和定期报告,使用的公开资料存在信息滞后或更新不及时的风险。

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