中復神鷹：民用碳纖維龍頭成本、技術、管理鑄就高護城河

中復神鷹：民用碳纖維龍頭，成本、技術、管理鑄就高護城河1公司概況：民品碳纖維領軍企業(yè)中復神鷹碳纖維股份有限公司（簡稱“中復神鷹”）成立于2006年，是一家專業(yè)從事碳纖維研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的國家高新技術企業(yè)。經(jīng)過十余年的發(fā)展，中復神鷹已成長為國內碳纖維行業(yè)的領導企業(yè)，在國內率先建成了千噸級干噴濕紡碳纖維產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)線，產(chǎn)品廣泛應用于航空航天、碳芯電纜、體育休閑、壓力容器、風電葉片等領域。股權結構：中復神鷹的公司治理結構為混合所有制。實際控制人為中國建材集團，中建材通過中聯(lián)投、中國復材合計控制中復神鷹57.27%的股權；董事長張國良通過其創(chuàng)始的鷹游集團持有公司26.67%的股權。張國良長期擔任中復神鷹董事長一職，為技術帶頭人和實際管理者，中建材集團控股后給予資源支持，公司治理結構和機制靈活。公司主營業(yè)務結構：公司主營業(yè)務收入及利潤均來自于碳纖維產(chǎn)品銷售。2018-2021年碳纖維銷售收入分別為3、4.1、5.3和3.8億元，占到營業(yè)收入的比重分別為98.4%、99%、99.3%和99.5%。毛利方面，2018-2021年H1公司碳纖維銷售貢獻的毛利分別為0.3、1.1、2.3和1.8億元，占比分別為97.1%、99.1%、99.6%和99.5%。公司業(yè)績狀況：公司2018-2020分別實現(xiàn)營收3.1、4.2和5.3億元，2019-2020年同比增長34.8%和28.2%；對應歸母凈利潤分別為-0.2、0.3和0.9億元。近年來國內下游客戶對碳纖維的需求持續(xù)增長，碳纖維及下游復合材料制品的應用領域快速拓展，碳纖維產(chǎn)品供不應求，帶動公司相關產(chǎn)品的銷量和單價不斷提高，收入呈逐年穩(wěn)增的態(tài)勢。在產(chǎn)品價格不斷上漲的同時主要原材料丙烯腈的價格降幅較大，疊加成本規(guī)模效應逐步彰顯，盈利提升迅速。2021年公司實現(xiàn)營收11.7億元，同比增長120.4%，實現(xiàn)歸母凈利潤2.8億元，同比增速227%，營收增幅低于凈利潤增速主要系2020年公司計提了5268.75萬元的資產(chǎn)減值損失，致使去年同期的凈利潤基數(shù)較低。2022年Q1公司實現(xiàn)收入4.6億元，同比229%，歸母凈利潤1.2億元，同比200.8%，量價較去年同期均有顯著提升。公司盈利狀況：公司2018-2021年毛利率分別為11.5%、25.6%、43%和41.6%，同期期間費用率分別為25.9%、23.3%、18.6%和17.7%，凈利率分別為-8%、6.3%、16%和23.8%。毛利率大致呈逐年遞增的狀態(tài)，原因一方面是由于碳纖維供不應求導致產(chǎn)品單價持續(xù)走高，另一方面單位生產(chǎn)成本隨原材料采購價格降低及規(guī)模生產(chǎn)效應而不斷下降，2021年毛利率有所回落主要系西寧基地新產(chǎn)線投產(chǎn)初期各類成本耗費較多。費用方面，隨著公司業(yè)務規(guī)模的快速擴張，期間費用占營業(yè)收入的比重持續(xù)下降。2022年Q1公司毛利率為46%，同比減少6.6pp，主要系新產(chǎn)線投產(chǎn)初期原料、能耗及折舊成本較高；期間費用率15.4%，同比減少9.1pp；凈利率25.6%，同比減少2.4pp。2行業(yè)分析：碳纖維高成長可期，國產(chǎn)化勢在必行2.1行業(yè)概況：產(chǎn)品特性、上下游及成本結構碳纖維是由聚丙烯腈、瀝青或粘膠等有機母體纖維在高溫環(huán)境下裂解碳化形成的含碳量在90%以上的碳主鏈結構無機高分子纖維，外觀呈黑色。碳纖維具備出色的力學性能和化學穩(wěn)定性，密度比鋁低，強度比鋼高，是目前已大量生產(chǎn)的高性能纖維中具有最高比強度（強度/密度）和最高比模量（模量/密度）的纖維，同時還具有耐腐蝕、耐高溫、耐疲勞等特性以及良好的可加工、可設計性，因而廣泛應用于航空航天、國防、能源、體育用品、汽車工業(yè)、軌道交通、建筑補強等領域，是一種發(fā)展國防軍工和國民經(jīng)濟亟需的戰(zhàn)略性新興材料。完整的碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈包含從原油到終端應用的完整制造過程。首先從石油、煤炭、天然氣等化石燃料中制得丙烯，并經(jīng)氨氧化后得到丙烯腈，丙烯腈經(jīng)聚合和紡絲工序得到聚丙烯腈原絲，原絲再經(jīng)過預氧化、低溫和高溫碳化過程得到碳纖維，碳纖維可加工成碳纖維織物、碳纖維預浸料等制品，然后與樹脂、陶瓷等材料結合形成碳纖維復合材料，最后由各種成型工藝得到終端工業(yè)產(chǎn)品。碳纖維可以按照原絲類型、制造方法、性能、絲束規(guī)格等不同維度分類。從原絲類型來看，目前聚丙烯腈（PAN）基碳纖維憑借相對簡單的生產(chǎn)工藝和優(yōu)異的結構及功能特性，已成為碳纖維發(fā)展和應用的主要品種，產(chǎn)量占碳纖維總量比重超九成。從力學性能來看，參照國家標準碳纖維可分為高強型（GQ）、高強中模型（QZ）、高模型（GM）和高強高模型（QM）四大類，模數(shù)和強度越高需要的工藝技術越復雜。從絲束規(guī)格來看，碳纖維可分為小絲束和大絲束，其中小絲束纖維具體包括24K及以下的型號，性能優(yōu)異、產(chǎn)量低、成本高，通常用于航天軍工等高科技領域，又稱為“宇航級材料”；24K以上的為大絲束纖維，性能及制造成本相對較低，主要應用于工業(yè)領域，又稱為“工業(yè)級材料”。碳纖維營業(yè)成本構成中，制造費用占比最重。制造費用中電力和折舊費為主要支出項，這是由于碳纖維生產(chǎn)（尤其是碳化階段）涉及大量高溫加熱環(huán)節(jié)，需耗用較多燃料動力，主要用電，另外還有天然氣、蒸汽等，能源動力占比在30%左右；同時碳纖維生產(chǎn)具有占地面積大、設備價值高等特點，因而折舊攤銷費用較高，占比在10-20%。其次為直接材料（占比30%），其中丙烯腈的消耗支出占到直接材料的70%以上，丙烯腈系大宗化工原料，價格隨石油化工行業(yè)波動。2.2需求端：風電、光伏、氫能集中發(fā)力，碳纖維市場或快速擴容2021年我國碳纖維消費總量達6.2萬噸，同比增速27.7%（如果供給能夠充分保障，21年理論增速可以突破30%），在全球需求總量中占比過半，是絕對的碳纖維第一消費大國。根據(jù)賽奧碳纖維預測，到2023/2025年我國碳纖維需求量將達到9.9/15.9萬噸，對應3/5年CAGR分別為26.4%/26.7%，我國碳纖維行業(yè)有望繼續(xù)維系高增長的發(fā)展勢頭。其中，傳統(tǒng)的體育休閑、建筑補強領域預計將保持平穩(wěn)增長的趨勢，增速在5-10%左右，短期來看主要需求驅動包括風電葉片、光伏熱場和氫氣瓶三大新能源應用，中長期來看航空航天板塊也會逐步起量。2.2.1風電葉片：碳纖維葉片乘“風”而起，放量拐點在于成本風機及葉片大型化趨勢推動碳纖維在葉片上的應用。當前我國一類風區(qū)（如新疆、西北等平均風速超10m/s的富風地區(qū)）風機資源逐漸過剩，未來風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向主要為海上和陸上中低風速區(qū)。為了提高風力發(fā)電效率，風機和葉片呈現(xiàn)大型化趨勢，葉片做長之后能增加掃風面積、捕捉更多風能。以往風電葉片普遍采用玻璃纖維作為增強材料，但隨著葉片的大型化，純玻璃纖維葉片在重量和強度方面開始顯露不足，而輕質高強的碳纖維復合材料開始越來越多地被運用進葉片主梁結構中。碳纖維與玻璃纖維葉片的成本對比：碳纖維的價格是玻纖價格的10倍以上，單從葉片的制造成本來看兩者無法打平，但葉片實現(xiàn)輕量化以后，首先整機制造成本有所節(jié)約，其次前期的設計以及后期的吊裝、維護成本下降，加上葉片使用壽命及發(fā)電效率提升，把以上所有因素考慮進去，使用碳纖維葉片對應的全生命周期度電成本（LCOE）可以降低3%左右。制造成本方面，以4MW的陸風風機為例（葉片長度82m左右），使用碳纖維后整個葉片重量下降20%左右，葉片減重后葉輪、塔筒、機艙、塔基等驅動鏈的載荷和重量都可以降下來，整機成本系統(tǒng)性下降，基礎設備部分成本的減少甚至可以跟葉片成本的增加相抵。設計及維護成本方面，葉片輕量化以后前期的設計成本以及后期的吊裝、運維成本也會隨之下降，另外，由于碳纖維耐腐蝕、耐光、耐極端氣候，維護成本和維護頻率明顯低于玻纖葉片（尤其是在海風這塊）。發(fā)電量方面，碳纖維葉片可以采用更薄的葉形，厚度可以從玻纖葉片的35%減到30-33%，帶來性能和發(fā)電量的提升，平均每年能多發(fā)1-2%的電。使用壽命方面，碳纖維葉片抗疲勞特性高，使用壽命可延長，玻纖葉片壽命通常為20年，碳纖維葉片普遍能設計使用25年。綜合下來碳纖維葉片的成本效益更佳。我國風電碳纖維用量中大部分為來料加工，國內應用尚處于起步階段，前景可期。2021年我國風電葉片用碳纖維需求總量為2.3萬噸，占到全球風電葉片用碳纖維總量的68.2%。但值得注意的是，2.3萬噸的碳纖維消費中絕大部分為來料加工，即碳纖維原料從國外采購，制成碳梁成品后再次出口，屬于兩頭在外的“偽需求”。目前國產(chǎn)碳纖維用于進口替代以及國內風電企業(yè)主導的碳纖維葉片應用還處于起步階段，體量較小，2021年規(guī)模大概在4800噸上下。國內風電碳纖維發(fā)展相對緩慢一方面系風機降價嚴重，另一方面，從2020年下半年開始全球碳纖維供應緊張，價格飛漲，與玻纖的價格差進一步拉大，迫使很多正處于前期設計階段的風電企業(yè)以犧牲部分性能為代價又重新用回玻纖葉片。當下吉林化纖、寶旌等一批大絲束生產(chǎn)企業(yè)加速擴產(chǎn)，隨著國產(chǎn)纖維性能和價格競爭力的不斷增強，我們相信，長遠來看國產(chǎn)碳纖維在國內風電產(chǎn)業(yè)的應用以及對進口大絲束的替代前景非常廣闊。維斯塔斯的碳纖維應用提供了國內使用范本。無論是風電用碳纖維還是碳纖維葉片，vestas都常年占據(jù)了全球的主要采購份額，基本形成了一家獨大的格局。vestas之所以能夠壟斷碳纖維風電葉片市場，我們總結下來原因主要為三點：一是vestas有關拉擠梁片設計和使用受長期專利保護，二是vestas具備全產(chǎn)業(yè)鏈整合優(yōu)勢，三是國外風電行業(yè)發(fā)展的外部環(huán)境相對更有利。（1）vestas創(chuàng)造性地將拉擠板工藝用到葉片大梁結構上，此項創(chuàng)新受長期專利保護。風電梁帽的開發(fā)歷程是從最初的預浸料鋪放過渡到厚重織物真空導入，再到2015年的拉擠板材，由vestas率先采用拉擠工藝來生產(chǎn)碳纖維板材（稱為“拉擠板”/“碳板”），并用于風電葉片的大梁結構之中。碳梁工藝的使用大幅降低了碳纖維用于風電葉片的總成本，逐漸成為主流，原因一方面是纖維材料成本更低，拉擠工藝配套使用的材料多為大絲束碳纖維，而老工藝部分采用小絲束，平均價格更高；二是工藝成本更低，拉擠工藝本身是比較成熟的復合材料工藝，生產(chǎn)穩(wěn)定性和效率較高，質量控制效果好。vestas圍繞拉擠板的板材、結構形式、工藝等各個環(huán)節(jié)申請了200余項專利，在過去的五六年時間里相關專利保護限制了其他風電廠家對風電碳梁的研制和應用。（2）具備全產(chǎn)業(yè)鏈整合優(yōu)勢。vestas基本所有機型都可以用到碳纖維，甚至部分2MW的陸風風機（比如V110機型，50多米長的葉片）也用到了碳板，之所以能夠大面積鋪開使用是因為vestas具備很強的產(chǎn)業(yè)鏈整合設計能力，具體來說就是：1）由其自身主導整機（包括各個零部件）的設計和優(yōu)化，經(jīng)過多年的實踐已積累了豐富的設計、運維經(jīng)驗體系。2）鎖定碳纖維供應商，材料成本有優(yōu)勢。Vestas自行控制了碳纖維的供應鏈，鎖定卓爾泰克、臺灣臺塑等碳纖維供應商（卓爾泰克大絲束的價格在13美元/公斤左右，極具競爭力）并集中采購纖維原料，具備一定的議價能力。3）碳板加工選在中國和以色列。vestas買來碳纖維后在全球范圍內尋找低成本的加工廠，工廠主要選在以色列和中國（因為歐美等國拉擠設備及人工成本高），做成碳板再次出口。以碳板的形式出口可以控制質量風險，同時來料加工的形式還能夠享受一定的稅收優(yōu)惠。此外，vestas長期致力于不斷優(yōu)化設計、制造、運輸、安裝、調試、驗收和運維等各個環(huán)節(jié)的成本效益。當前國內風電主機廠的產(chǎn)業(yè)鏈整合才剛剛起步，設計能力有待加強，產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)企業(yè)間缺乏聯(lián)動。且國內風電廠家基本是由碳梁供應商自主采購碳纖維，材料價格更高且來源不穩(wěn)定。（3）國外風電行業(yè)競爭環(huán)境相對良性。國外風電企業(yè)利潤水平較高，葉片售價也較高，成本競爭沒有國內市場激烈，更有利于碳纖維在風電領域的發(fā)展。風電用碳纖維市場空間測算：（1）海上風電碳纖維市場空間測算：針對8MW以下的風機機組，全玻纖葉片尚能夠滿足使用要求。但海風風機大型化速度較快，各大主機廠在研的海風風機均在8MW及以上，對應葉片長度普遍超過100米，因此在主梁結構上必然用到碳纖維。隨著新一批風機機組的列裝，碳纖維在海風板塊的滲透率有望明顯提升。以10MW的風機為例，假設葉片主梁結構全部使用碳纖維，一只葉片需用到5噸左右的碳纖維，一臺風機對應15噸的用量。假設2022-2025年每年7.5GW的海風裝機規(guī)劃，則碳纖維年度最大用量為1.1萬噸。實際上，目前階段由于碳纖維價格高昂，碳?；旌侠瓟D板作為一種過渡產(chǎn)品被廣泛運用，且碳纖維在其中的用量占比不高（行業(yè)平均差不多在20%），往后隨著碳纖維價格下降其用量占比或將逐步提高，2022-2025年對應的實際用量分別為2250、3375、4500和5625噸。（2）陸上中低風速區(qū)風電碳纖維市場空間測算：陸上風機用到碳纖維的確定性和放量時間均不及海風。根據(jù)風能北京宣言，未來5年每年我國陸風裝機量至少為50GW，粗略估計其中至少有一半（25GW）是配置在陸上中低風速帶。以5MW的風機測算，對應每年的風機安裝數(shù)量為5000臺，同樣假設主梁結構全部使用碳纖維，一個葉片需用到3噸左右的碳纖維，一個風機對應9噸的用量，則每年陸風對應的碳纖維最大用量為4.5萬噸。實際上由于陸上裝機報價逐年下降且降幅較大，疊加碳纖維原材料價格上漲，陸風受制于成本壓力短期內很難用上碳纖維葉片。碳?；旌停禾祭w維降價前的折衷方案。去年下半年以來碳纖維價格一路走高，國內風電廠家在權衡成本和性能需求之后，普遍采用碳?；旌头桨竵泶嫒祭w維主梁設計。碳?；煊袃煞N常用做法，一種是兩個葉片大梁一面是碳纖一面是玻纖，另一種是每個大梁微觀結構相同，都是一層碳纖、一層玻纖交替鋪疊。后者存在一定的使用隱患，因為碳纖維和玻纖的界面性能、材料性能差別很大，碳纖維受熱收縮后會變得很細，相當于玻纖的幾十分之一，細了之后界面結合力將變差，對缺陷更敏感；另外，碳纖維壓縮性能較差，甚至不及玻纖，達到臨界值就可能造成碳纖維斷裂，影響后續(xù)的風能利用效率。因此碳?；旄嗍亲鳛橐环N過渡產(chǎn)品，使用效果不穩(wěn)定，當碳纖維價格具備一定競爭力后或將被全碳纖維產(chǎn)品替代。大面積啟用碳纖維葉片的前提是降價。未來無論是海風還是陸風，碳纖維能夠全面滲透的關鍵前提都是降本，其中最主要是材料降價，預計碳纖維至少降到9-10萬/噸在陸風領域才具備足夠的競爭力，其次是碳梁設計和制造成本。2.2.2光伏熱場：逐步完成對石墨材料的替代，未來發(fā)展動力充足光伏發(fā)電作為一種清潔、低碳、同時具有價格優(yōu)勢的新能源形式，在全球多個地區(qū)和國家快速興起。單晶硅、多晶硅是太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的重要原材料，其制備流程大致是：原始硅料經(jīng)提純、氯化后在多晶硅氫化爐還原生成多晶硅，然后通過單晶硅爐直拉單晶硅棒或通過多晶硅鑄錠爐鑄錠生成硅錠，生產(chǎn)出來的純度較高的單晶硅用于半導體工業(yè)，多晶硅及純度較低的單晶硅用于生產(chǎn)太陽能光伏電池。其中，單晶硅具備更高的光電轉化效率，成本也正處于持續(xù)下降的過程中，因而逐漸取代多晶硅成為市場主流產(chǎn)品，前景良好。熱場系統(tǒng)是制備單晶硅、多晶硅的關鍵設備，也是硅片拉晶過程中的耗材，主要包括坩堝、導溫筒、保溫筒、加熱器等部件。其中坩堝起到的主要作用是承載內層的石英坩堝；

導溫筒用于引導氣流，形成溫度梯度，防止外部熱量傳導至內部，從而提高單晶硅生長速率；保溫筒用于構建熱場空間，隔熱保溫，防止內部熱量向外傳導；加熱器提供用來熔化硅料的熱源。我國晶硅制造熱場材料行業(yè)起步較晚，從光伏行業(yè)發(fā)展前期到2016年之前，熱場系統(tǒng)部件材料主要采用進口的高純、高強等靜壓石墨（采用等靜壓成型方式生產(chǎn)的石墨材料），之后隨著國內碳基復合材料制備技術的發(fā)展、成本的下降以及材料性能優(yōu)勢的凸顯，碳基復材開始逐步實現(xiàn)對石墨材料部件的進口替代和升級換代，目前在坩堝、導流筒等熱場部件產(chǎn)品上已占據(jù)絕對份額?？偟膩碚f，碳基復合材料相對于等靜壓石墨材料的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在四個方面：1）碳基復合材料抗折性能、保溫隔熱性能更好。坩堝尺寸增大后對承載強度要求更高，碳基復材更能滿足強度方面的要求。同時，碳基復材導熱系數(shù)更低，這一特性使得碳基復材制成的導流筒更能加快硅棒生長速率；若直拉單晶爐采用碳碳復材作為隔熱屏，能夠進一步降低熱量損失，可比采用石墨材料節(jié)省20%-25%的電能。2）直拉爐大尺寸趨勢下碳基復材的經(jīng)濟性更強。碳基復材的經(jīng)濟性一是體現(xiàn)在制備成本上，碳碳復材具有結構可設計性，通過預制體結構設計和致密化工藝可制備不同尺寸和形狀的碳碳熱場制品，過程中無余料浪費，而石墨需要先制備實心坯料，再通過機加工從坯料中挖出各種形狀的產(chǎn)品，挖去的部分即損耗，因此隨著熱場尺寸的增加，碳基復材制備成本增速小于石墨材料。二是體現(xiàn)在碳基復材具有功能可設計性，通過制備不同密度的制品來匹配晶體硅生長加熱、隔熱、承載等不同功能需求，可以有效降低單晶硅的生產(chǎn)能源消耗。三是碳基復材使用壽命長于石墨材料，更換頻次更低，設備利用率更高，維護成本相應降低。3）碳碳熱場安全性更好。碳碳熱場在反復高溫熱震下不易產(chǎn)生裂紋，而石墨脆性較大，在交變熱應力和電磁力作用下容易產(chǎn)生裂紋，易導致部件破損，造成安全事故，同時裂紋還會改變零件的電性能和熱傳導性能，導致難以精確控制硅融體的溫度，進而直接影響拉制單晶硅和成品單晶硅的品質優(yōu)劣。4）等靜壓石墨高度依賴進口。早年間我國熱場系統(tǒng)所用的部件材料主要為進口的等靜壓石墨，存在供貨周期長、生產(chǎn)成本高等弊病，且關鍵耗材嚴重依賴進口無疑將制約我國光伏產(chǎn)業(yè)降成本、闊規(guī)模的發(fā)展進程。碳基復合材料是以碳纖維為增強體，以碳或碳化硅等為基體，通過化學氣相沉積或液相浸漬等工藝形成的復合材料。主要包括碳/碳復合材料（基體是碳）和碳/陶復合材料（基體是碳化硅），其中用于光伏產(chǎn)業(yè)的主要是碳/碳復合材料。碳碳復材具有質量輕、耐燒蝕性好、抗熱沖擊性好、損傷容限高、導熱/隔熱、保溫等優(yōu)良特性。光伏熱場用碳纖維市場空間測算：通過加總國內各家光伏行業(yè)企業(yè)的產(chǎn)能情況，算得2021-2023年國內單晶硅片總產(chǎn)能分別為372.5GW、621GW和760.5GW。假設2021-2023年每GW產(chǎn)能平均需要用到63/59/55臺單晶爐，另外考慮每一臺單晶爐每年大致需要用到260kg的碳纖維預制件（假設一年部件更換2次），估算得出2022-2023年國內光伏熱場碳纖維需求量分別為9526和10875噸。2.2.3高壓氣瓶：氫能源產(chǎn)業(yè)大有可為，纖維纏繞材料需求長期向好氫能源開發(fā)備受重視，氫能儲運是氫能大規(guī)模應用的關鍵前提。氫能被視為21世紀最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉?，其與氧氣的燃燒產(chǎn)物僅為水，完全清潔綠色，同時還具有來源廣（氫是地球上儲量最豐富的元素）、燃燒值高、無污染等優(yōu)點。氫能的使用包括氫的生產(chǎn)、儲存、運輸和應用等方面，其中生產(chǎn)是基礎，儲存和運輸是進行大規(guī)模應用的前提?，F(xiàn)階段制氫技術已相當成熟，但儲運技術尚不夠健全，從而限制了其終端應用，這是因為氫氣分子尺寸較小，導致其易滲透通過最常見的罐體材料，出現(xiàn)穩(wěn)定的流失，同時由于氫氣的可燃性（尤其是當與空氣接觸時），致使其儲運環(huán)節(jié)存在一定的安全隱患。因此，決定氫能應用的關鍵在于安全、高效、經(jīng)濟、節(jié)能的氫能儲運技術。高壓氣態(tài)儲氫是氫能儲存的主導核心技術。當前儲氫方式主要有高壓氣態(tài)儲氫、低溫液態(tài)儲氫、固態(tài)儲氫和有機液體儲氫等，其中高壓氣態(tài)儲氫具有設備結構簡單、壓縮氫氣制備能耗低、充裝及排放速度快、溫度適應范圍廣等優(yōu)點，是目前最成熟、最常用的儲氫技術。高壓儲氫瓶是高壓氣態(tài)儲氫使用的核心設備，現(xiàn)正在使用的氣瓶主要包括四種類型：全金屬氣瓶(I型)、金屬內膽纖維環(huán)向纏繞氣瓶(II型)、金屬內膽纖維全纏繞氣瓶(III型)、非金屬內膽纖維全纏繞氣瓶(IV型)。其中Ⅰ和Ⅱ型氣瓶重容比較大，儲氫密度低，且安全性差，主要用于加氫站等固定式儲氫應用；III和IV型瓶由于所使用的材料和工藝更為先進，氣瓶質量輕、儲氫密度高且安全性好，可用于車載儲氫。III/IV型瓶內膽分別采用金屬鋁/樹脂，相比之下IV型瓶的降本效果和使用壽命更長，但技術門檻也更高。當下，中國車載儲氫瓶主要為III型瓶，而日美等國多用Ⅳ型瓶，甚至部分國家已開始研發(fā)Ⅴ型儲氫瓶，即無內膽纖維纏繞，此方面的研究國內仍是空白。儲氫瓶的一大重要應用方向是氫燃料電池汽車。燃料電池汽車是一種使用車載燃料電池裝置產(chǎn)生電力作為動力的汽車，具有零排放、噪聲小、燃料來源廣、續(xù)航長、發(fā)電效率高等優(yōu)點，因此當下各國政府都在大力支持燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。燃料電池汽車儲氫瓶用碳纖維市場規(guī)模測算：從應用場景來看，我國氫燃料電池汽車以客車、中輕型物流車等氫燃料電池輕卡車型為切入點，逐漸過渡到以氫燃料重卡為主體。根據(jù)賽奧碳纖維預測，2022年中國至少新增10000輛氫燃料車，其中重卡6000輛，其他物流車、客車等4000輛。往后到2025年預計每年氫燃料車增速均在25%以上。假設重卡占比逐年提高，且重卡平均一輛車搭載8個氫氣瓶，單瓶碳纖維用量為75kg；其余車型平均每輛搭載6-7個氣瓶，單瓶碳纖維用量35kg。測算得2022年車載儲氫瓶用碳纖維需求量4566噸，預計到2025年碳纖維氣瓶市場用量將突破萬噸。2.2.4航空航天：國產(chǎn)飛機呼之欲出，進口替代勢在必行在航天領域，碳纖維復合材料作為結構、功能或結構功能一體化構件，被廣泛用于導彈彈頭、彈體箭體和發(fā)動機殼體的結構部件以及衛(wèi)星主體結構承力件上。在航空領域，碳纖維復合材料主要應用于飛機的結構材料（占飛機重量的30%左右），碳纖維的使用能使飛機結構材料減重20%-40%，飛機整體重量減輕6%-12%，從而顯著降低飛機的燃油成本，此外還能夠改善氣動彈性、提高飛機的綜合性能。自20世紀70年代以來，碳纖維復合材料最初被應用于整流罩、控制儀表盤和機艙門等飛機二級結構中，后續(xù)隨著碳纖維性能的穩(wěn)定和提升，開始逐漸用于機翼、機身等受力大、尺寸大的主承力結構，大批量的飛機零部件相繼采用碳纖維復合材料，且采用復合材料的部位、面積和重量日趨增加。先進復合材料的用量已然成為衡量航空航天裝備先進性的重要標志。空客和波音率先在民用客機中使用先進碳纖維復合材料，且兩家公司最新的機型均采用了復合材料機身，其中空客A350XWB超大型寬體客機CFRP在結構材料中的應用占比已高達53%，金屬合金比例33%；波音B787中CFRP占比約50%。近年來中國商飛也在不斷嘗試開發(fā)復材化的國產(chǎn)飛機，共涉及三款機型：1）早期的ARJ21新支線飛機是我國第一款完全自主研發(fā)的國產(chǎn)民航飛機，但復材用量占比僅2%左右；2）C919是我國第一款按照國際民航規(guī)章自行研制、具有自主知識產(chǎn)權的單通道大型干線客機，累計28家客戶815架訂單，預計2022年開始交付，該款飛機的復材占到機體結構重量的12%，截止目前C919所采用的碳纖維及預浸料主要來自日美企業(yè)，但考慮到其用途的特殊性，未來某個時點必將全面啟用國產(chǎn)材料；3）CR929是中俄聯(lián)合研制的雙通道遠程寬體客機，目前仍處于早期的研制階段，且受到國際政治形勢的影響，一些關鍵部件的供應及首飛時間仍存在較大不確定性，但考慮到CR929的復材化率超過50%，對碳纖維的需求量較大且對纖維性能要求較高、產(chǎn)品附加值較高（以T800型號為主），國內多家頭部企業(yè)正在積極參選。國產(chǎn)大飛機碳纖維需求測算：考慮單架飛機的碳纖維耗用量，假設復材中碳纖維占比為65%，平均每架C919/CR929分別消耗1.7噸/18.2噸碳纖維。根據(jù)《軍機+航天航空+風電，讓碳纖維派上大用場》，假設2021-2040年C919和CR929分別累計交付2500架和500架，對應碳纖維需求量分別為4176.9噸和9116.3噸。2.3供給端：短期供需缺口壓力較大，價格下降尚需時日國內碳纖維的供應大部分來自進口，其余為國產(chǎn)碳纖維，近幾年來碳纖維國產(chǎn)替代趨勢愈發(fā)明顯。2021年碳纖維國產(chǎn)率已達到46.9%，2016-2021年每年提升約4.8pp，根據(jù)賽奧碳纖維預測，預計2022年國產(chǎn)化率就將超過50%。國產(chǎn)替代進程加速一方面是由于國內優(yōu)秀的碳纖維企業(yè)工藝技術不斷突破，生產(chǎn)線運行漸趨穩(wěn)定，產(chǎn)品質量和規(guī)模均明顯改善，國內整體供應能力逐漸跟上。另一方面，2020年下半年以來受日本東麗出口管制、疫情沖擊海外企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營、中國進口關稅抬高等多重因素影響，纖維進口量有所下滑，為國產(chǎn)替代創(chuàng)造了良好的機遇。國產(chǎn)碳纖維供應情況：我們對國內將近20家碳纖維企業(yè)的現(xiàn)有產(chǎn)能情況進行了梳理（吉林碳谷僅生產(chǎn)原絲），算得國內碳纖維行業(yè)現(xiàn)有產(chǎn)能合計約為6.1萬噸。根據(jù)各家企業(yè)披露的擴產(chǎn)規(guī)劃，預計到2025年全行業(yè)產(chǎn)能將凈增加25.2萬噸。碳纖維行業(yè)屬于資金+技術高度密集型產(chǎn)業(yè)，研發(fā)高投入之后未必能形成產(chǎn)出，例如，從實驗室生產(chǎn)到試生產(chǎn)再到大批量生產(chǎn)的過程中產(chǎn)線運行的不確定性較大，我們預計其中大部分產(chǎn)能規(guī)劃落地困難。進口碳纖維情況：近兩年進口增速明顯放緩，原因主要系：1）2020年下半年開始日本東麗對華有過一段時間的限售，當前時點出口許可證陸續(xù)恢復（但東麗T700以上的出口限制目前無放開跡象）；2）疫情導致海外企業(yè)產(chǎn)能受損；3）國內進口關稅抬升，從13%增至17.5%；4）國內碳纖維企業(yè)生產(chǎn)技術逐漸突破，部分常規(guī)品種的性能指標與國外品牌已基本相當，成本相對較高但也在持續(xù)下降，性價比方面開始追趕國外企業(yè)。綜上，一是國外企業(yè)自身供給有限，二是當前時點在考慮運費、關稅以及國內企業(yè)的降本增效成果后賣到中國的利潤不如以往可觀，疊加本身本土市場也存在較大需求，因此進口纖維的量短期內不會完全恢復。價格變動趨勢判斷：起初國內碳纖維定價主要是參考國際巨頭如日本東麗的價格體系，在東麗的銷售價格基礎上再降一定比例作為賣價?，F(xiàn)階段國內主要是依據(jù)供需情況定價，目前國內供需缺口仍較大，一方面國產(chǎn)碳纖維供不應求，另一方面纖維進口增速又出現(xiàn)回落，兩方面因素共同造成2021年以來碳纖維漲價較多。我們預計，碳纖維供需好轉及降價會首先出現(xiàn)在大絲束板塊，國內大絲束企業(yè)產(chǎn)能擴建迅猛，估計最快今年下半年開始供給會逐漸跟進，價格開始向下走。小絲束方面，隨著2022-2023年國內第一波產(chǎn)能集中釋放，疊加出口逐步放開，預計最快明年供需得到緩解，價格出現(xiàn)回調。2.4競爭格局：民品市場，成本為王碳纖維軍品競爭格局好，追求產(chǎn)品高性能。軍品競爭格局較好，供應格局相對集中的原因主要包括三方面：一是因為軍品供貨商資質審查嚴格、驗證周期長且驗證工序繁雜。航空用碳纖維進入到一款機型的驗證周期一般在10年左右，在初始材料驗證環(huán)節(jié)會先選出3家供貨商，然后對公司產(chǎn)品性能、公司生產(chǎn)經(jīng)營連續(xù)性、是否有過軍品訂單歷史等一系列指標進行打分并進行多批次的抽檢和驗證，經(jīng)過3-5年時間確定一家碳纖維供應商參與后端認證（預浸料性能驗證、復材性能驗證、結構件及整機驗證等），在驗證期間碳纖維企業(yè)為改進工藝參數(shù)需消耗大量的原輔材料和能源進行產(chǎn)線試運行，此間巨額投入在短期內難以收回，企業(yè)負擔較重。二是因為軍品一旦定型，通常不會輕易更換所有材料的供貨商，否則又會啟動新一輪認證，因此已拿下軍品型號訂單的企業(yè)供貨資質極為穩(wěn)固。三是軍品用量有限且增長平穩(wěn)，基本不存在新增供應商的迫切需要。碳纖維民品競爭格局差，關鍵競爭要素在于成本。民品碳纖維對企業(yè)生產(chǎn)技術和產(chǎn)品品質的要求遠不如軍品嚴苛，且不存在冗長的驗證周期，進入門檻相對較低，因此參與企業(yè)數(shù)量數(shù)倍于軍品市場，目前國內從事民用碳纖維生產(chǎn)經(jīng)營的企業(yè)約有20-30家。不同于軍品首重碳纖維質量和性能的穩(wěn)定性，價格敏感度低，民品下游客戶首重碳纖維的性價比，在纖維性能基本滿足使用要求的前提下追求成本最小化，因此民品碳纖維企業(yè)比拼的核心要素在于成本，降本的有效途徑主要包括以下四種：（1）降低原料成本：碳纖維生產(chǎn)制造中消耗的原輔材料包括丙烯腈、二甲基亞砜、助劑和水性環(huán)氧樹脂等，其中丙烯腈為主要耗材。國內企業(yè)中蘭州藍星、上海石化和吉林碳谷這三家企業(yè)能夠在當?shù)刭I到原料且基本無需儲運，具備一定的化工資源稟賦優(yōu)勢。（2）降低能耗成本：能源動力主要包括電力、蒸汽、煤炭和天然氣等，碳纖維企業(yè)想要降低能源動力成本，可以將產(chǎn)線建在能源動力成本便宜的地區(qū)、或是與產(chǎn)區(qū)所在地的電力公司和熱力公司以優(yōu)惠價格簽訂采購協(xié)議。（3）擴大單線產(chǎn)能規(guī)模：根據(jù)《碳纖維產(chǎn)業(yè)化發(fā)展及成本分析》，隨著原絲/碳纖維產(chǎn)能的擴大，相應的直接生產(chǎn)成本的增幅顯著低于固定資產(chǎn)折舊、單耗和人工等費用的降幅，因此生產(chǎn)規(guī)?；捎行Ы档统杀尽，F(xiàn)下碳纖維企業(yè)擴產(chǎn)的重要途徑有兩種，一是生產(chǎn)濕法大絲束碳纖維，二是生產(chǎn)干噴濕紡小絲束產(chǎn)品，核心都是通過提高單位時間產(chǎn)出實現(xiàn)成本的攤薄。3公司分析：成本、規(guī)模、資金實力兼?zhèn)洌衿俘堫^呼之欲出3.1成本優(yōu)勢持續(xù)凸顯，民品賽道競爭實力強勁中復神鷹主營產(chǎn)品包括T700、T800的12K/24K干噴濕紡碳纖維，在生產(chǎn)同類型產(chǎn)品的企業(yè)中成本競爭力明顯。對此我們深入分析了神鷹的成本曲線，概括來說其成本優(yōu)勢主要來自于四方面，一是能源動力成本優(yōu)勢，二是具備設備自主設計制造能力，三是生產(chǎn)規(guī)模優(yōu)勢，四是工藝技術先進、生產(chǎn)效率高。（1）能源動力成本低廉：碳纖維屬于高能耗行業(yè)，總的成本構成中能源動力占到30%左右。能源動力主要包括電、蒸汽、煤炭以及天然氣，其中電力作為生產(chǎn)活動所需的主要動能耗用，占到整個能動費用的50%以上；蒸汽作為生產(chǎn)活動的主要熱能耗用，占到30%以上；煤炭和天然氣主要用于自產(chǎn)蒸汽。鑒于能源動力支出所占比重較大，將新產(chǎn)線建在能源費用便宜的地區(qū)（比如西北地區(qū)）是碳纖維企業(yè)降價的有效措施之一，頭部的碳纖維企業(yè)中，神鷹在西寧建設新基地，光威復材在包頭建廠，江蘇恒神在陜西建廠，原因之一就在于此。東西部地區(qū)對比來看，西北地區(qū)的電費價格不超過4毛/度（考慮近期西北電價上漲），東部地區(qū)在6-7毛/度左右；蒸汽價格不超過100元/噸，東部地區(qū)大概在200-250元/噸，測算下來將同樣一條產(chǎn)線從東部地區(qū)搬遷至西北地區(qū)，僅考慮電力和蒸汽兩塊支出，單位生產(chǎn)成本就可以降低1.2萬/噸。（2）裝備國產(chǎn)化率提升：早期國內碳纖維企業(yè)大多使用進口設備，但國外企業(yè)在高端生產(chǎn)裝備出口方面限制重重，國內能夠引進的主要為通用型、非成套的碳纖維設備，且設備購置價格較高。隨著國內工藝技術水平的不斷提升，國內碳纖維企業(yè)依托對生產(chǎn)工藝的系統(tǒng)掌握和深入理解，開始具備碳纖維關鍵設備的設計能力，例如神鷹的關聯(lián)企業(yè)江蘇鷹游紡機已具備聚合釜、紡絲機等機器設備的制造能力，光威復材子公司光威精機也能實現(xiàn)全套設備制造和內部供應，另外像精功科技等第三方企業(yè)近兩年也開始投入碳纖維裝備的生產(chǎn)之中，且裝備性能及穩(wěn)定性提升迅速。在性能滿足要求的前提下盡早實現(xiàn)裝備的國產(chǎn)化，既能繞開出口管制政策方面的不確定性，減少因裝備到位不及時耽誤生產(chǎn)等現(xiàn)象的發(fā)生概率，另外考慮到固定資產(chǎn)折舊占到碳纖維成本的10-15%，又能避免不合理的裝備采購支出，節(jié)約成本。以碳化線為例，精功科技目前對外銷售的碳化裝備價格普遍不到1.8億/一條線（單線設計產(chǎn)能在2000-2500噸上下），而進口德國、美國的設備至少需要花費2億以上。（3）規(guī)模化生產(chǎn)優(yōu)勢：中復神鷹是國內首家突破干噴濕紡工藝的碳纖維企業(yè)，工藝成熟度及產(chǎn)品品質在國內市場中遙遙領先。干噴濕紡是一種可制得高性能碳纖維的紡絲工藝，具有紡絲速度快、碳化時間短等優(yōu)點，較傳統(tǒng)的濕紡工藝效率明顯提升，同樣的裝備和能耗條件下產(chǎn)量能提高2-8倍，同時原絲成本能降低75%。中復神鷹憑借干噴濕紡工藝快速擴充產(chǎn)能規(guī)模，隨著單線規(guī)模的提升，單位產(chǎn)品攤得的直接材料、能耗及固定費用有望進一步下降。（4）整體技術工藝的提升：碳纖維的核心技術是工藝，由于碳纖維生產(chǎn)具有工藝流程長、工藝參數(shù)眾多、技術點密集、系統(tǒng)集成度高等特點，系統(tǒng)工藝的優(yōu)化調試是一項需要長期投入開展的工作；其次，碳纖維生產(chǎn)工藝技術對設備也具有一定依賴，部分關鍵工藝需要依托定制化的設備實現(xiàn)，且設備對工藝控制水平和精度具有影響。一整套工藝及設備配合下來，最終體現(xiàn)出來的良品率、產(chǎn)品質量及穩(wěn)定性各家之間差距客觀存在。工藝技術對產(chǎn)品成本的影響除良品率外，還體現(xiàn)在丙烯腈投入產(chǎn)出比等指標上。直接材料占到碳纖維總成本的30%，其中丙烯腈作為主要耗用的原材料，占直接材料的比重超過70%。丙烯腈是大宗化工品，價格波動受石油化工行業(yè)的影響，成本支出相對剛性，但丙烯腈的實際耗用量存在一定的優(yōu)化空間，這是由于實際生產(chǎn)過程中容易出現(xiàn)工藝參數(shù)調試不到位、操作不熟練、產(chǎn)線運行不穩(wěn)定、意外停產(chǎn)停車等各種情況，從而造成額外的損耗。以中復神鷹為例，按照碳纖維原絲成分構成中丙烯腈的理論占比測算，每噸碳纖維理論耗用丙烯腈1.96噸，隨著工藝技術的不斷優(yōu)化，產(chǎn)品性能和良品率的提升，丙烯腈耗用量將逐漸趨近理論值。3.2搶抓行業(yè)發(fā)展黃金期，產(chǎn)能建設提速近兩年國內碳纖維終端需求持續(xù)旺盛，且2020年下半年以來以日本東麗、東邦和三菱麗陽為代表的海外龍頭企業(yè)對華限供，導致國內市場出現(xiàn)嚴重的供不應求局面，碳纖維價格高企，能夠批量生產(chǎn)碳纖維產(chǎn)品的國產(chǎn)企業(yè)基本都能實現(xiàn)盈利。其中高性能小絲束纖維的供應尤為緊張，一方面，東麗等國對高性能小絲束的出口限制較大絲束更為嚴格，且供貨周期長，另一方面，國內企業(yè)擴產(chǎn)的產(chǎn)品基本集中在通用型大絲束規(guī)格方面，高性能小絲束（主要包括干噴濕紡T700以上小絲束產(chǎn)品）相關的投產(chǎn)計劃較少。加之航空航天、碳碳熱場、氣瓶等高增長下游應用對干噴濕紡產(chǎn)品系列需求強烈，中復神鷹等國內少數(shù)幾家掌握干濕法工藝技術的碳纖維生產(chǎn)企業(yè)訂單火爆。2020年中復神鷹產(chǎn)能3500噸，產(chǎn)量3777.2噸，產(chǎn)能利用率高達107.9%，存在明顯的產(chǎn)能瓶頸狀況。鑒于公司下游需求及產(chǎn)品訂單情況良好，公司在青海西寧建設新生產(chǎn)基地，一期設計產(chǎn)能10000噸，從2021年3月開始投產(chǎn)，直至2022年3月一期萬噸產(chǎn)能全部建成；此外，二期14000噸項目已于2021年啟動建設，預計2022年年底到2023年年中陸續(xù)投產(chǎn)完畢，西寧兩大產(chǎn)能建設項目的順利完工有望大幅緩解產(chǎn)能供應不足帶來的訂單需求無法滿足等問題。3.3產(chǎn)品結構調整升級，定位中高端產(chǎn)品銷售結構持續(xù)優(yōu)化升級。2018年公司銷售的碳纖維產(chǎn)品主要應用在體育休閑和交通建設領域。2019年公司在壓力容器領域完成了多家客戶的產(chǎn)品型式認證，對該領域的供貨量大幅增長，相應板塊占比提升明顯。2020年公司產(chǎn)品用于風電葉片、光伏熱場和航空航天等高端應用領域的占比提高較多。2021年H1隨著光伏和航空航天領域需求的進一步釋放，對應業(yè)務板塊的占比進一步上升。公司秉承中高端發(fā)展路線。公司堅定實施差異化競爭策略，優(yōu)先供應價格接受程度更高或成長性更強的中高端細分市場，如航空航天、光伏、氫能等，產(chǎn)品訂單量及盈利水平得到充分保障。再者，光伏熱場、航空航天等高端應用的競爭格局良好，不容易出現(xiàn)低價惡性競爭，尤其是航空航天領域對碳纖維產(chǎn)品的性能和質量要求嚴苛，疊加前期的驗證周期長，一般在10年左右，能進入相應領域的供應商數(shù)量極少且供貨資質牢固，公司總體經(jīng)營質量有望隨之不斷改善。（1）航空航天：軍品逐漸起量，民航布局長遠，航天板塊引入戰(zhàn)投江蘇天鳥。公司過往業(yè)務主要是以民品碳纖維的規(guī)模化市場應用為主，涉軍型號產(chǎn)品需要經(jīng)過立項、方案論證、工程研制、定型等階段，形成批量銷售的周期較長，公司目前軍品供貨剛開始起量，由于軍品附加值及競爭壁壘較高，軍品銷量的持續(xù)增長將帶動公司業(yè)績體量的快速穩(wěn)健擴張。民用航空方面，參考東麗和赫氏的例子，兩家碳纖維巨頭均以T800預浸料的形式向波音和空客配套供貨，掌握了航空用預浸料的主動權且產(chǎn)品附加值高。國內方面，隨著國產(chǎn)大飛機的逐步量產(chǎn)，國產(chǎn)碳纖維及預浸料的應用需求與日俱增。國產(chǎn)大飛機目前有兩款型號，其中C919對國產(chǎn)T800級碳纖維需求量是100噸/年，而CR929碳纖維復材占比超50%，主結構件大量使用碳纖維，隨著CR929的研制推進，對國產(chǎn)T800碳纖維需求量將呈現(xiàn)跨越式增長。航天方面，公司主要下游客戶為江蘇天鳥，常年穩(wěn)居前五大客戶梯隊，本次IPO中江蘇天鳥作為中復神鷹的戰(zhàn)略投資者獲配股101.7754萬股，占發(fā)行數(shù)量的1.02%，合作關系有望進一步深化。（2）碳碳熱場：深度綁定金博股份等優(yōu)質大客戶，在手訂單充沛。光伏熱場是對纖維品質要求較高的一大細分民品市場，具體來講，因為坩堝在使用過程中需承受一定的壓力，碳碳熱場用到的碳纖維要求達到T700級別以上，同時要求纖維燒蝕以后殘留的灰分含量基本趨近0，否則灰分較多將污染單晶硅的純度，干噴濕紡纖維表面結構光滑，內部缺陷少，適用于此種特定場合，因此目前光伏領域所用的碳纖維基本為干噴濕紡的T700、T800級別產(chǎn)品。目前國內掌握干噴濕紡工藝的企業(yè)屈指可數(shù)，其中又以中復神鷹的技術成熟度最高，公司已是國內首家大批量供貨光伏熱場的碳纖維廠家，具備明顯的先發(fā)優(yōu)勢，隨著光伏產(chǎn)業(yè)高景氣的延續(xù)，公司對應訂單量有望節(jié)節(jié)攀升。2020年以來HYPERLINK"/S/SH688