碳纤维行业深度报告：新能源驱动需求，把握国产历史机遇

机械设备 /行业深度分析报告 /2022.12.23 请阅读最后一页的重要声明！ 碳纤维行业深度报告 证券研究报告 投资评级:看好(维持) 最近12月市场表现 分析师 佘炜超 SAC证书编号：S0160522080002 shewc@ctsec.com 联系人 赵璐 zhaolu@ctsec.com 相关报告 1. 《【财通机械佘炜超团队】机械行业2023年投资策略：拥抱顺周期，重视新技术，迎接工业品大航海时代》 2022-12-15 新能源驱动需求，把握国产历史机遇 核心观点 ❖ 需求端：风光氢驱动需求，大丝束占比不断提升：碳纤维是一种高强度高模量的耐高温纤维，具有轻质、热膨胀系数小、导热性好、高强度、耐磨性好等诸多优良性能，在全球被广泛用于风电叶片、体育休闲、航空航天、压力容器、碳碳复材等诸多领域。就国内而言，目前风电、碳碳复材（主要为光伏）、压力容器（主要为氢能）是驱动碳纤维需求的重要下游，根据赛奥碳纤维技术预计，2022-2025年三领域需求量CAGR分别为25%、30%、20%。总体上，预计到2025年，全球及国内碳纤维需求量将分别达到20万吨、15.9万吨，对应4年CAGR分别为14%、26.4%。与民用需求持续增长相匹配地，大丝束需求量明显提升，在2021年超过小丝束需求。 ❖ 供给端： 全球产能加速扩张，大丝束产业化布局开启：碳纤维行业的技术、资金和产品验证门槛高，大多数企业都拥有较为悠久的历史，企业数量有限。2021年以前全球扩产主要来自于日本东丽、Zoltek、Hexcel、SGL等国外厂商。2021年新增产能主要来自于中国，中国大陆地区运行产能达6.34万吨，首次超越美国，成为全球最大产能国。展望未来，中国企业扩产计划依然宏大，将拉动全球碳纤维产能快速扩张。同时我国大丝束开启产业化布局，吉林化纤、光威复材、上海石化、精功科技大丝束产品相继启动或投入应用。 ❖ 以史为鉴：90年代大幅降本后，海外生产成本趋于稳定，氧化、碳化环节，设备与能源是降本之关键：从工艺流程看，PAN原丝成本占碳纤维生产成本比重51%，其次为氧化、碳化环节（16%、23%），从生产要素看，原材料依然是最主要成本，设备、人力成本其次。回顾海外降本历程，在经历90年代大幅降本后，生产成本逐渐趋于稳定，原材料消耗可率先实现一定程度的降本，但降本幅度有限，且后续波动较大，设备、能源是实现大幅降本的关键生产要素，而从生产环节看，氧化、碳化是压缩生产成本的关键，因此与其相对应生产环节的设备、能耗是实现降本的关键。而人力成本整体呈上升趋势，可降低空间有限。 ❖ 经济性分析：国产碳纤维具备进一步降本空间：1）原材料：碳纤维随原材料及原油价格波动幅度逐渐减弱；2）能源成本方面：单吨电力费用逐渐下降，低电费地区扩产有望实现能源成本进一步下降；3）设备方面，增加炉幅宽度可提高产能和能源效率。总体上看，近年国内碳纤维生产企业技术水平不断提升，体现为产能利用率不断提升，单吨生产成本不断下降，毛利率水平提高。根据我们的测算，相比2021H1，预计短期内碳纤维生产成本还有19.7%左右的下探空间。 ❖ 投资建议：需求端，风光氢共同驱动碳纤维需求，有望维持较长期高景气度。供给端全球产能加速扩张，将从供需格局及技术进步等多方面实现降本，此前受成本抑制下游需求释放在即。产业链中建议关注竞争格局较好的-36%-28%-21%-14%-7%0%机械设备沪深300 机械设备 /行业深度分析报告 /2022.12.23 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 2 行业深度分析报告/证券研究报告 原丝及设备环节，相关标的吉林碳谷、精功科技；碳丝生产领域建议关注在大丝束领域率先实现量产的吉林化纤，以及民用、军用碳纤维领军企业中复神鹰、光威复材、中简科技。 ❖ 风险提示：测算误差风险、关键设备进口风险、产业政策风险、下游需求不及预期风险、人才流失风险。 表 1：重点公司投资评级: 代码 公司 总市值（亿元） 收盘价（12.22） EPS（元） PE 投资评级 2021A 2022E 2023E 2021A 2022E 2023E 002006 精功科技 110.60 24.30 0.24 0.84 1.23 112.00 29.01 19.74 未覆盖 300699 光威复材 353.83 68.26 1.46 1.90 2.40 57.86 35.97 28.40 未覆盖 300777 中简科技 208.14 47.35 0.50 1.03 1.56 123.76 45.75 30.39 未覆盖 数据来源：wind数据，财通证券研究所（未覆盖标的盈利预测数据来自Wind一致预期） 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 3 行业深度分析报告/证券研究报告 1 碳纤维： 性能优异、应用广泛的“黑色黄金” ...................................................................................... 6 1.1 碳纤维的特点及分类 ........................................................................................................................... 6 1.2 碳纤维的产业链 ................................................................................................................................... 7 2 需求端： 风光氢驱动需求，大丝束占比不断提升 .............................................................................. 7 2.1 全球及中国碳纤维应用领域对比 ....................................................................................................... 7 2.2 风电：风电叶片大型化发展，静待碳纤维经济性显现 ................................................................... 9 2.3 体育休闲： 我国占全球体育休闲碳纤维用量9成以上，预计未来平稳增长 ............................ 10 2.4 碳碳复材： 光伏产业蓬勃发展，驱动碳/碳复合材料市场需求 ................................................... 11 2.5 压力容器：氢能源市场的崛起推动储氢瓶的发展，长期潜力巨大 ............................................. 12 2.6 航空航天： 疫情及生产问题拖累需求，预计平稳恢复 ................................................................ 12 3 供给端： 全球产能加速扩张，大丝束产业化布局开启 .................................................................... 13 3.1 全球: 产能扩张加速，中国跃升为第一大生产国 .......................................................................... 13 3.2 国内：碳纤维进口总量仍然高于国产量，大丝束开启产业化布局 ............................................. 16 4 碳纤维的经济性分析 ............................................................................................................................. 18 4.1 成本构成：原材料及设备占比最高，预氧化是决定生产速度和效率的关键 ............................. 18 4.2 海外降本之路： 90年代经历大幅下降后趋于稳定，设备、能源是关键因素 ........................... 19 4.3 国产碳纤维： 成本具备进一步下降空间 ........................................................................................ 20 5 碳纤维工艺流程及相关企业布局 ......................................................................................................... 26 5.1 原丝生产：两步法可解决单聚合釜产能小问题，干喷湿纺将成高性能碳纤维主流工艺 ......... 26 5.2 碳丝生产：氧化和碳化是关键环节 ................................................................................................. 28 5.3 碳纤维生产设备：具备生产线供应能力，进口替代空间巨大 ..................................................... 30 6 投资建议及相关标的 ............................................................................................................................. 31 6.1 精功科技 ............................................................................................................................................. 32 6.2 光威复材 ............................................................................................................................................. 32 6.3 中简科技 ............................................................................................................................................. 32 7 风险提示 ................................................................................................................................................. 33 图1. 碳纤维按力学性能分类图 ................................................