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有色金属:深海银光,钛金属入海时机到未?

有色金属 2025-03-19 王小芃,何能锋 五矿证券 王英杰
报告封面

深海银光,钛金属入海时机到未? 事件描述 2025年3月12日,两会的政府工作报告审定版发布,明确提出“推 动商业航天、低空经济、深海科技等新兴产业安全健康发展”,相较3月5日报告的实录版本新增了“深海科技”相关内容,也是其首次被列为国家级未 来产业发展重点。 分析师何能锋登记编码:S0950524080001:021-61102510:henengfeng@wkzq.com.cn 事件点评 2025年两会首次将“深海科技”与商业航天、低空经济并列。深海科技的发展对应着国家的资源与能源安全需求、国际竞争与技术突破、军民融合 与战略安全,战略意义和发展潜力极大。2024年中国海洋产业产值达4. 4万亿元(同比+7.8%),海洋工程装备、电力等细分领域高速增长。海洋产业 的蓬勃发展给全国船舶及海洋工程产业的发展奠定基础,我们认为,在产业政 策引领下有望给钛合金、先进海工用钢、纤维增强复材等材料产业带来一个 持续的、大幅度的发展机遇。 在船舶与海洋工程装备领域,由于钛耐腐蚀、比强度高,是船舰和海洋工程中最佳的结构材料,因此又被称为“海洋金属”。但是,在海洋工程与船舶、建筑领域广泛的需求场景中,钛零部件由于制备工艺复杂、成本高昂,使 其成为一种高门槛的替代材料。近年中国船舶与海洋工程用钛在需求结构中占 比仅3-7%,远不如化工领域50%以及航空航天20%,技术可行性及经济性 成为限制其消费规模扩大的因素。 资料来源:Wind,聚源 《减产风云再现,今年铜冶炼厂会减产吗?》(2025/3/17) 《铜企五大要素变化趋势与股东回报——海外16家年报全扫描》(2025/3/13)《USGS 2024年数据洞察:产量、储量分化,聚焦关键矿产》(2025/3/11)《取消对俄制裁对关键金属的影响分析》(2025/3/10)《极地黄金锑产量将再次缺失,锑价上涨基础继续夯实》(2025/3/7)《“双供需体系”下,国内锑价景气的草蛇灰线》(2025/3/7)《刚果金钴出口熔断,供应集中金属品种的潜在危机》(2025/3/3)《《铜产业高质量发展实施方案(2025-2027)》有哪些新看点?》(2025/2/17)《有色金属脉动跟踪:再通胀预期升温,金属价格普遍走强》(2025/1/20)《特朗普2.0铜金价格前瞻——基于特朗普1.0的复盘》(2025/1/20) 从长期发展角度,挖掘深海用钛的不可替代场景,是钛材在海洋领域应用实现规模化、产业化的坚实支撑。钛合金具有优良的耐蚀性、高比强等特点,是海洋工程应用的首选材料。在应用端,深海开发的获益足以支撑大规模使用钛合金成本。同时在产业端,钛产业中上游过剩产能寻求突破口,新型 轧制工艺、低成本钛合金的研发,也将推动钛材应用向船舶及海洋工程转移。我们认为未来5年,钛金属消费量有望在船舶及海洋工程领域以10~25%(CAG R)的速度增长,成为重要应用材料之一。 风险提示:1、下游需求不及预期;2、价格波动风险。 深海科技战略意义极大,发展潜力极大 深海科技的发展对应着国家的资源与能源安全需求、国际竞争与技术突破、军民融合与战略安全,战略意义极大。2020年,中国十九届五中全会已通过《十四五发展规划和2035远景目标纲要》,明确了经略海洋和建设海洋强国的战略理念,要积极扩展海洋经济发 展间,建设现代海洋产业体系,培育壮大海洋装备产业,为海洋及海洋工程经济高质量发展指明方 向。 海洋产业发展潜力极大,海洋工程装备制造业和海洋电力业已呈现快速增长的趋势。根据中国海洋经济统计公报,2024年中国主要海洋产业产值约4. 4万亿元,同比+ 7.8%;其 中海洋矿 业 、 海 洋 油 气 、 海 水 淡 化 及 综 合 利 用 、 船 舶 工 业 、 海洋 工 程 装 备 制 造产 值 分别为252/2542/337/1370/1032亿元,合计占比12.65%。海洋产业的全面发展给船舶、海 洋工程及装备制造的发展奠定基础,此次两会报告首次将“深海科技”列为国家级未来产业 发展重点,有望给钛合金、先进海工用钢、纤维增强复材等材料产业带来一个持续的、大幅 度的发展机遇。 资料来源:中国海洋经济统计公报,五矿证券研究所 资料来源:中国海洋经济统计公报,五矿证券研究所 未来钢铁,钛金属入海的优点与卡点 钛金属因其诸多的优异特性而被称为“未来钢铁”、“全能金属”、“第四代金属”,在 航天、航空和航海三大领域均有广泛的运用。 在船舶与海洋工程装备领域,由于钛耐腐蚀、比强度高,是船舰和海洋工程中最佳的结构材料,因此又被称为“海洋金属”。海水中含有Na+、Mg2+、K+和Cl-等十多种离子的水 溶液,海洋工作环境恶劣,舰艇上以铜和不锈钢制造的管道工作寿命只有2~5年。而钛在海 水、海洋及潮汐环境中均有极好的耐蚀性,耐均匀腐蚀也抗局部腐蚀,零部件寿命不止大幅 提高也节省大量维修费用。钛合金在船舶的动力与推进系统如:螺旋桨、喷水推进器、废气冷 却器;消防系统如:消防泵、冷却泵、阀门;船舶的热交换器、冷凝器、管路系统等部位获 得大量的应用。但是,近年中国船舶与海洋工程用钛在需求结构中占比仅3-7%(仅202 0年接近11%),远不如化工领域50%以及航空航天20%。 资料来源:钛工业发展,宝钛集团,腾讯网,搜狐网,中国青年网,中国腐蚀与防护网,五矿证券研究所 资料来源:钛工业发展,五矿证券研究所 资料来源:钛工业发展,五矿证券研究所 从需求刚性、生产经济性两个维度可以解释钛材需求结构的形成。钛材在极端环境(高温/高压/腐蚀)下综合性能远超其他材料,具有“不可替代性”,从而占据高附加值细分市场。2010年至今,航空航天由于军民市场规模的扩大,钛材需求占比也从不足10%稳步增长到20%。而在化工领域,钛材防腐蚀效应较好,但价格又低于贵金属,兼具性能和成本。当钛材 与铜、镍、不锈钢等材料的价格相近时,钛因其优异性能更具应用吸引力,替代效应则愈 发明 显,需求占比长期在50%左右。 但在海洋工程与船舶、建筑领域广泛的需求场景中,钛零部件由于制备工艺复杂、成本 高昂,使其成为一种高门槛的替代材料,仅在传统材料无法满足需求时被选择,属于“被动替代 ”,技术可行性及经济性成为限制其消费规模扩大的因素。2023年中国钛材在船舶及海洋 工程消费占比为4.09%,相比2022年的5.73%还有小幅下降。 资料来源:钛工业发展,五矿证券研究所 苛刻的海洋环境对新材料提出了更多的严苛要求,海洋工程材料产品面对的状况远比陆、空情况更为复杂。海洋工程材料要面对海浪冲击、压力交变,另外随着海洋深度的变化 ,海水的盐度都发生了很大的变化,对装备材料的力学性能、耐蚀性和工艺性都提出了特 殊要 求。根据中国船舶重工集团,海洋工程材料应满足“四超”要求:1)“超高”性能:高强 度、高模量、高韧性;2)“超轻结构”:降低结构重量、提高有效负载和适用性能;3)“超耐”环境:耐蚀、耐温、耐久;4)“超前”功能:海洋工程的材料在海中使用期限都非常长,前 沿材料技术是材料创新发展的主要方向和装备升级换代的重要支撑。 在实际的应用场景及装备研发时,厂商利用钛合金优点的同时也需要关注其缺点。比如,钛的生物相容性极好,适合开发为医疗用钛合金,但当作为海水管路使用时,藤壶、石 灰虫也 喜欢附着在钛合金上附着,虽然不会令海水管路腐蚀,却会令其排水性能下降。再如 ,钛及其合金属于高价的正电位,高于常用的钢、铝、铜金属。海洋工程用材是综合性材料 ,钛合金与电位较低金属如铜、铝接触时,容易造成后者的加速腐蚀,因此通过需要对钛合 金设备进行表面防护来防止电偶腐蚀。 中国在海洋工程高端用钛方面还有许多核心技术尚未掌握,总体上处于起步阶段。根据《深海载人装备耐压结构用钛合金应用现状与展望》,全球只有俄罗斯、美国和中国进行专 门的船用钛合金研究,并拥有船用钛合金体系,已先后开发出50种左右海洋工程用钛合金 ,主要应用于舰船和深潜器,海上石油天然气勘探和开发、海水淡化装置和滨海电站、滨海 建筑与设施等4个主要领域。中国在海绵钛、钛材产量位居世界首位,但在基础研究、钛材 生产技术、应用领域、设计与应用环境仍有较大差距。 挖掘深海用钛的不可替代场景,作为产业化支撑 从长期发展角度,挖掘深海用钛的不可替代场景,是钛材在海洋领域应用实现规模化、产业化的坚实支撑。 海洋深潜场景中,钛合金已成为国内外载人潜水器耐压壳体的首选材料。根据《深海载人装备耐压结构用钛合金应用现状与展望》,由于钛合金比强度相对结构钢更高,因此同等水深可设计出容重比更低的载人舱耐压壳体,从而增加舱内空间、提高作业效率以及增加搭载人 数。从20世纪50年代至今,国内外作业潜深可达2000米的载人潜水器机器载人舱壳体 ,大多用采用钛合金制造。 在军事领域,使用钛合金制造潜艇则有多方面的优点:1)钛合金硬度极高,能支持潜 艇下潜到钢铁外壳潜艇无法企及的深度;2)钛合金抗腐蚀性强,有助于延长潜艇的使用寿 命;3)钛合金低磁性的特点意味着,使用钛合金制作潜艇壳体具有优异的声/磁隐身性能 以及 大幅降低引爆磁性水雷的概率。俄罗斯在核潜艇用钛合金的研究制造方面处于领先地位, 其塞拉级核潜艇采用钛合金外壳,可达最深下潜深度900m,水下航速44.7节;台风级核潜 艇最深下潜深度400m,航速29节,用钛量可达到9000吨。 资料来源:宝钛股份,五矿证券研究所 资料来源:《深海载人装备耐压结构 用钛合 金应用 现状与 展望》张爱锋 等著,五矿证券研究所 深海工作站是实现长时间、大范围、大功率水下作业的方式之一,面临的工况是深度 大、水压高、压力交变,对壳体材料要求高强、高刚、高韧,以及轻质高强高模量的复合材 料,防护材料则要长效且环境友好。苏联(俄罗斯)在20世纪70年代开始研发了3艘核动 力深海工作站,该系列潜深可达1000-3000米,耐压壳体均为钛合金。对于大型钛合金耐压结 构,目前在大规格钛合金制备技术方面,中国已突破42mm×2500mm×12000mm超宽 厚板轧制工艺,满足深海工作站大型耐压壳体需求,掌握Φ3300mm×1990mm钛合金环材 整体成形技术,可用于深海油气平台立管连接件。 资料来源:《深海载人装备耐压结构 用钛合 金应用 现状与 展望》张爱锋 等著,五矿证券研究所 钛合金具有优良的耐蚀性、高比强等特点,是海洋工程应用的首选材料。在应用端,深海开发的获益足以支撑大规模使用钛合金的成本。同时在产业端,钛产业中上游过剩产能 寻求突破口,新型轧制工艺、低成本钛合金的研发,也将推动钛材应用向船舶及海洋工程转 移。根据钛工业发展报告,2018-2023年船舶领域需求量CAGR为20.4%,船舶及海洋工 程合并CAGR为10.2%,从长时间维度看,2009-2023年,船舶及海洋工程需求量CAGR为10. 7%。叠加2025年国家政策的引导支持,我们认为未来5年,钛金属消费量有望在船舶及海洋工程领域以10~25%(CAGR)的速度保持增长,成为重要应用材料之一。 风险提示 1、下游需求不及预期;2、价格波动风险。 分析师声明 作者在中国证券业协会登记为证券投资咨询(分析师),以勤勉的职业态度,独立、客观地出具本报告。作者保证:(i)本报告所采用的数据均来自合规渠道;(ii)本报告分析逻辑基于作者的职业理解,并清晰准确地反映了作者的研究观点;(iii)本报告结论不受任何第三方的授意或影响;(iv)不存在任何利益冲突;(v)英文版翻译若与中文版有所歧义,以中文版报告为准;特此声明。 一般声明 五矿证券有限公司(以下简称“本公司”)具有中国证监会批复的证券投资咨询业务资格。本公司不会因接收人收到本报告即视其为客户,本报告仅在相关法律许可的情况下发放,并仅为提供信息而发放,概不构成任何广告。本报告的版权仅为本公司所有,未经本公司书面许可,任何机构和个人不得以任何形式对本研究报告的任何部分以任何方式制作任何形式的翻版、复制或再次分发给任何