碳纤维行业-中复神鹰研究报告：神鹰展翅碳索未来

碳纤维行业-中复神鹰研究报告：神鹰展翅，碳索未来中复神鹰：碳纤维全产业链龙头中复神鹰是我国碳纤维行业全产业链龙头，公司成立于2006年，上市于2022年。2021年公司营业收入约11.7亿元，归属净利润约2.8亿元。过去几年公司收入保持高增长，2016-2021年收入复合增速约65%，同时盈利能力恢复较快，毛利率从2018年的11%提升至2021年的42%，归属净利率从2018年的-8%提升至2021年的24%。西宁基地投产，产能瓶颈缓解，成本同步下降。2018-2020年公司碳纤维产能约3500吨，但产能利用率持续提升，2020年甚至超过100%。公司位于连云港的生产基地现有产能规模3500吨/年，目前已满负荷运转；西宁万吨碳纤维项目于2021年起分批建成陆续投产，计划于2022年3月全部建成，截至2021年底总产能为11500吨，此外西宁二期年产1.4万吨碳纤维项目将于2023年底投产，届时总产能有望达到27500吨。该项目投产后亦有望降低制造成本，新线纺丝速度从400m/min提升至550m/min，首次实现国内4m幅宽生产线设计及3000t/a有效产能，其技术远领先国内水平，且逐步缩小与日本东丽（碳化单线规模达到4000t/a、纺丝速度达到700m/min）之间的差距。公司吉林新项目及连云港产线的主要生产指标与国内同类企业基本持平，部分指标较优。管理优势：央企混合所有制的典范央企混合所有制改革的典范。截至2021年底，公司股权结构中，中建材为第一大股东，通过中建材联合投资有限公司、中国复合材料集团有限公司合计持股64.4%；第二大股东为连云港鹰游纺机集团有限公司，其实际控制人为张国良，同时也是中复神鹰的董事长。公司治理结构是典型的央企混合所有制，一定程度上类似中建材旗下的中国巨石。鹰游纺机公司是国家级重点高新技术企业，具有近四十年纺机生产的经验。公司拥有强大的技术实力和先进的制造水平，拥有800多人的专业技术队伍，全部采用计算机CAD辅助设计和网络管理，目前年产纺织后整理设备2000套。产品广泛采用变频调速PLC编程控制、人机界面等先进技术，技术装备以数控机床为主，保持国内领先水平。江苏鹰游为公司设备供应商，且具有排他性。鹰游集团全资子公司江苏鹰游纺机有限公司从事纺织机械设备和碳纤维设备的研发、生产和销售业务，为中复神鹰提供碳纤维生产设备，且不存在向其他方销售同类产品的情况。此外江苏鹰游将部分发明专利无偿转让给中复神鹰，如2021年4月转让发明专利《一种制造碳纤维原丝用聚合物的聚合方法》。中复神鹰预计西宁万吨碳纤维项目、西宁1.4万吨碳纤维项目、航空航天高性能碳纤维及原丝试验线项目的投资额分别为20.6、28.0、2.3亿元，其中向江苏鹰游采购设备及安装报检服务金额分别为4.8、8.8、0.7亿元，占各个项目投资额的比例分别为23.4%、31.4%、31.5%。2020年、2021H，因西宁万吨碳纤维项目建设需求，中复神鹰向江苏鹰游采购设备及安装报检服务金额分别为2.8、1.0亿元，因此预计2021年下半年到2023年向江苏鹰游采购碳纤维设备相关的金额约为10.5亿元。技术优势：引领干喷湿法千吨产线中复神鹰主要聚焦小丝束规模生产。碳纤维是含碳量在90%以上的纤维状碳素材料，是利用各种含碳的有机纤维在惰性气体氛围的高温条件下碳化制得的较高纯度碳链工程材料。碳纤维是由一定数量的碳纤维丝集束而成，1K就代表一束碳纤维中有1000根丝，通常把24K及以下的碳纤维称为小丝束碳纤维，主要应用于国防军工（导弹、火箭、卫星等）、航空航天、体育休闲、光伏氢能等领域；通常把48K及以上的碳纤维称为大丝束碳纤维，主要用于交通运输、风电叶片、土木建筑等基础工业领域。大丝束相对小丝束，下游应用更加大众化，未来行业发展方向为低成本、高性能，低成本是指大丝束碳纤维产量大幅增加后价格日趋下降，高性能是指小丝束碳纤维性能指标的提高。碳纤维技术创新集中在2013-2018年，小丝束领先于大丝束碳纤维。小丝束碳纤维因用于军工领域等，故国产替代更为迫切，在重点投入和需求支撑下，小丝束碳纤维企业更早实现自主生产，尤其是中复神鹰2013年率先突破千吨级碳纤维原丝干喷湿纺制造技术并于2015年实现稳定运行；大丝束碳纤维规模化生产始于2018年左右，吉林碳谷在原奇峰化纤

20年腈纶制备基础上进行研发，2017-2019年突破24K、25K、48K等大丝束产品稳定产业化生产技术，打破国际碳纤维巨头的垄断现状。中复神鹰发展可以总结为厚积薄发，不断实现技术突破。2008年，公司实现千吨级SYT35（T300级）碳纤维生产线关键技术与装备全部国产化，并实现连续生产。2009年，公司启动国际先进的干喷湿纺碳纤维技术攻关，开始在工艺上向国际先进水平靠近，仅三年后，2012年公司即自主突破了干喷湿纺千吨级SYT49（T700级）碳纤维产业化技术，2015年实现连续稳定运行。2015年公司突破了百吨级SYT55（T800级）碳纤维产业化技术，2017年突破了实现干喷湿纺千吨级SYT55规模化生产和稳定供应，并在当年获国家科技进步一等奖。几乎每2-3年时间就能实现新产品的规模化生产。首先，中复神鹰率先实现了小丝束碳纤维千吨级生产，该记录持续突破。公司在2013年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生产线，开创性地采用3台氧化炉的2米幅宽生产线实现T700、T800级碳纤维千吨级生产。公司千吨级高性能碳纤维产线是多维度技术自主创新的结果：一是大型聚合系统，创新开发了大容量聚合与均质化原液制备技术，实现了5000吨/年PAN原液的稳定化均质化制备；二是高速纺丝系统，率先攻克了高强/中模型碳纤维原丝干喷湿纺关键技术，实现了干喷湿纺400m/min产业化；三是高效率碳化系统，自主研制了PAN纤维快速均值预氧化、碳化集成技术，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）；四是产业化生产体系构建技术，包括全流程数字化生产控制和品质管理系统、生产能效及排放管理系统等。最终公司在小丝束碳纤维领域是最早的千吨产线生产者，且伴随西宁项目投产，公司首次实现单线3000t/d的有效产能，将引领国内高性能碳纤维行业技术更上一层楼。其次，中复神鹰已成为我国唯一、世界第三个攻克干喷湿纺工艺难题的企业。干喷湿法的本质是纺丝原液从喷丝头压出后先经过一段空气，再进入凝固浴，形成纤维状态。喷出来的聚丙烯腈因为空气端的存在，在粘稠状态比凝固状态牵伸更顺畅，从而生产速度更快；且分子链段更能沿着纤维方向排列，从而纤维强度更高。干喷湿纺工艺被认为是今后碳纤维生产的主流工艺，但也是碳纤维行业公认的难以突破的纺丝技术，此前国际上仅有少数几家国外公司掌握。这一关键技术的突破，使纺丝速度可以达到每分钟400米以上，是传统湿法纺丝的5倍。突破干喷湿纺关键技术后，中复神鹰研究团队又开发了均质聚合系统、高效环保脱单、稳定干喷湿纺、节能预氧化成套技术，打造了我国首个采用干喷湿纺工艺的千吨级碳纤维生产线。据国内碳纤维行业权威测试中心北航和北化国家实验室测试，该项目生产碳纤维一致性指标达到国际先进水平。公司产品基本实现对标东丽的全牌号覆盖。公司对外销售产品主要为碳纤维，主要产品型号包括SYT45、SYT45S、SYT49S、SYT55S、SYT65和SYM40等，涵盖了高强型、高强中模型、高强高模型等类别，在航空航天、风电叶片、体育休闲、压力容器、碳/碳复合材料、交通建设等领域广泛应用。SYT45S、SYT49、SYT49S属于T700级碳纤维，SYT55S属于T800级碳纤维，SYT65属于T1000级碳纤维。公司产品型号基本实现了对日本东丽主要碳纤维型号的对标，实现了高强型、高强中模型、高强高模型各类型碳纤维的品种覆盖，且力学性能上已可追赶上国际先进水平的脚步。公司高端产品收入占比提升。公司收入结构持续在优化，2021H休闲体育和交通建设收入占比分别为27%、8%，碳碳复材、风电叶片、航空航天收入占比分别为22%、15%、14%。当前产品结构较前几年发生了显著变化，2018年碳碳复材、风电叶片、航空航天收入占比仅为3%、3%、5%。从2020年毛利率来看，除交通领域的毛利率偏低，其他产品的毛利率均在40%以上，休闲体育、碳碳复材、风电叶片、航空航天毛利率分别为43%、48%、46%、53%，因此产品结构调整会带来盈利能力的优化。公司与新能源细分领域龙头共同成长。过去几年公司前五大客户有所变化，快速增长的

金博股份、宏发新材分别为光伏热场、风电织物领域龙头。其中，宏发新材为全球领先的高性能纤维经编增强复合材料企业，主营玻纤多轴向增强材料、碳纤多轴向增强材料、玻纤复合材料及制品等。2013-2020年宏发新材主营收入复合增速约33%，其中玻纤多轴向增强材料收入增长复合增速约37%，2020年开始碳纤多轴向增强材料收入迎来爆发式增长，占主营收入的比重从2019年的1%不到快速提升至2021H的8%。成本优势：引领行业成本持续下降中复神鹰过去几年碳纤维制造成本持续下降，单位生产成本下降至8-9万元/吨，其中直接材料、人工和折旧成本、能源成本分别占据1/3左右。以2020年为例，单位生产成本为7.9万元/吨，其中单吨碳纤维对应的直接材料、人工、折旧、能源成本分别为2.2、1.1、1.1、2.8万元。2021年上半年单位生产成本上涨至8.8万元/吨，主要源于丙烯腈价格上涨和人工成本上涨所致，单位能源成本及其他成本呈继续下降趋势。碳纤维生产成本将继续下降。对于中复神鹰未来成本下降的路径和空间，我们进行简单预测：一是源于原材料及能源单耗下降；二是源于折旧摊薄，碳纤维设备国产化率继续提升背景下，若折旧成本未来下降30%，则单位成本有望下降0.3万元/吨；三是规模效应带来的其他成本和费用的摊薄，因此我们预计小丝束碳纤维行业生产成本有望下降至7-8万元/吨（在原材料和能源成本回归正常水平下），按照40%的毛利率计算，对应普通产品均价在12-13万元/吨，而大丝束碳纤维由于高通量，理论上的单位成本会更低。但中复神鹰由于高端产品占比持续提升，预计整体均价将保持在15万元/吨以上。碳纤维行业格局变迁展望碳纤维正在复制玻纤发展轨迹。2000年左右我国玻纤开始自主生产，后步入快速发展期，全球玻纤产业重心向中国转移，2007年中国正式超越美国成为世界第一大玻纤生产国，仅仅几年时间就完成了“引进来”到“走出去”的产业变革。2018年左右我国碳纤维步入快速发展期，预计未来几年是国内龙头奠定市场地位的关键时期，伴随企业快速产能投放，预计进口部分有望实现国产替代，甚至开启中国制造走出去的产业趋势。碳纤维正在复制玻纤发展轨迹中国玻纤企业逐步走向舞台中央。过去二十年，全球玻纤需求向亚洲转移，需求占比从1/4提升至1/2左右。随着玻纤产业发展重心逐步向中国转移，在OC（含原圣戈班玻纤业务）与NEG（含原PPG玻纤业务）产能增幅较小的情况下，中国玻纤企业强势崛起，过去二十年产能大幅增加，且近年来开始在海外建厂进行全球化布局，完成了“引进来”

到“走出去”的产业变革。目前中国巨石、泰山玻纤产能全球市占率约为24%、12%。玻纤发展初期：从技术引进到自主创新，生产效率显著提升。1990年我国首次引进无碱玻璃纤维池窑拉丝生产线，2000年起步入快速发展期，行业技术升级主要集中在2006-2010年，中国巨石通过自主创新完成了多项技术的首创，包括超大规模窑炉结构、纯氧燃烧技术、废丝处理技术等，其生产规模和效率大幅提升，在全行业中脱颖而出；而多项技术升级大幅提升行业生产效率，全球玻纤产业重心向中国转移，2007年中国超越美国成为世界第一大玻纤生产国，2005-2010年中国玻纤的全球产量占比从27%提升至59%。与其说巨石成就了自身，不如说巨石成就了中国玻纤业。中国巨石：规模扩张与技术升级的铿锵之路。中国巨石销量从2000年的4万吨扩张至2020年的209万吨，二十年间销量复合增速约22%，收入复合增速约20%，由于行业成本曲线的下移产品均价下降，2000年以来价格累计下降27%，但公司不断升级技术以降低成本，盈利能力稳步提升并与同行拉开差距，最终归属净利润复合增速约22%。从成本下降速度来看，2000年以来公司单位成本累计下降29%，2000-2005、2005-2010、2010-2015、2015-2020年单位成本下降幅度分别为8%、9%、14%、1%。近几年公司迈入新一轮技术升级发展阶段，体现为电子、风电、热塑等高端产品占比提升，尤其是电子布已成为公司第二成长曲线，使得整体均价和单位盈利呈现提升趋势。对比碳纤维和玻纤行业，我们预计有望诞生大市值的碳纤维企业。当前阶段，玻纤全球需求约880万吨，对应市场空间约500亿元，国内需求占比全球接近50-60%，国内产量占比全球约70%，全球产能CR5超过60%。展望2025年，碳纤维全球需求约30万吨，国内需求占比全球接近50%，对应市场空间约500亿元，若国内龙头企业完成进口替代，则国内产量占比全球约50%，预计全球产能CR5超过50%。碳纤维从海外主导到自主生产十四五将是碳纤维行业高速发展期。随着小丝束和大丝束碳纤维先后实现技术突破，国内龙头企业大规模投产开始，2021年是行业产能快速释放的第一年，预计十四五期间碳纤维行业步入高速发展期。我们对未来几年碳纤维行业供需进行预测，大丝束供给主要来自吉林系、上海石化等；小丝束供给主要来自中复神鹰、光威复材、中简科技等。当前我国碳纤维行业供需仍存在较大缺口，伴随未来几年龙头企业的快速产能投放，预计进口部分有望实现国产。日美企业遥遥领先，但国内企业快速追赶。2020年全球碳纤维总产能约为17万吨，其中仅东丽一家就达到5万吨，无论是大丝束市场或是小丝束市场，均被日美企业瓜分。但近几年我国碳纤维企业有效产能快速扩张，改变了行业长期以来“有产能而无产量”

的现象，进口比例持续下降。2015年行业产能利用率仅为15%，2020年提升至51%。他山之石——东丽是全球碳纤维行业龙头。日本东丽业务涉及纤维和纺织品、特种化学品、碳纤维复合材料、环境工程、生命科学等，当前碳纤维占公司收入比重约21%。东丽实现了从小丝束到大丝束，从高强度产品到高模量产品全覆盖。当前碳纤维产能约5.5万吨，其中小丝束2.9万吨，大丝束2.6万吨，产能规模位居全球第一。最早实现PAN基碳纤维产业化，起步于体育，崛起于航空。日本东丽成立于1926年，以合成纤维起家，东丽在20世纪60年代开始研究碳纤维，在近藤昭男PAN基碳纤维的专利基础上，结合自身PAN原丝的技术与生产能力，最终于1971年实现了碳纤维ToracaT300的量产。东丽碳纤维业务的爆发，最早来源于体育用品领域，70年代初期在高尔夫球杆的带动下，碳纤维需求快速增长，后续拓展至网球拍和鱼竿。70年代中后期，随着油价急剧上升，民航制造商开始寻求轻量材料以减少油耗，1975年，东丽碳纤维成功地应用在波音

737的次承力部件，1987年东丽碳纤维获准在空客A320主承力部件中应用。随着波音和空客相继推出787和A350，新机型均采用碳纤维复合材料作为主承力部件，航空碳纤维需求迅速增长。近年随着碳纤维在风电、汽车等领域广泛应用，工业需求也已然起量，当前东丽碳纤维下游工业领域占比约60%，航空领域约33%。实现全球化与全产业链布局。东丽拥有遍布全球的运营网络，生产基地遍布日本、美国及欧洲，同时为顺应碳纤维在风电和汽车领域大规模应用的趋势，2013年东丽以约6亿美元全资收购了大丝束龙头卓尔泰克，弥补了自己没有大丝束产能的缺陷。此外，在东丽亚洲、欧洲、美洲碳纤维生产基地的基础上，围绕核心终端需求又成立了多个预浸料与复合材料生产基地，实现了原丝、碳纤维、预浸料、复合材料全产业链布局。疫情以来经营恶化，东丽收缩航空业务，加大布局工业应用。东丽2021年财年（2020Q2-2021Q1）碳纤维收入约1829亿日元，折算为102亿元人民币，同比下降23%，主要受疫情影响，全球民用航空业务需求急剧下降，而公司有三分之一的碳纤维收入来自航空领域，故受到了较大影响。2021年财年公司碳纤维营业利润为-4亿元，同比下降133%，也是由于航空业务需求下降，公司于2020年6月暂停了在美国南卡州一条2000t/a小丝束生产线产生的资产减值损失所致。与此同时，东丽公司看好风电等领域应用增长，大幅对卓尔泰克进行扩产，在2021年实现了6000吨产能的投产，同时又开启新一轮6000吨产能的投产，将在2023年达到3.5万吨大丝束的产能规模。东丽旗下卓尔泰克为全球大丝束碳纤维行业龙头。卓尔泰克（Zoltek）是东丽旗下子公司，主要生产大丝束碳纤维。卓尔泰克的发展可分为三个阶段：一是2003年及以前，技术和资金积累助力产线投放。卓尔泰克由ZsoltRumy先生于1975年在密苏里州圣路易斯创立，1988年通过收购进入碳纤维行业，最初专注于高价小批量的航空航天应用，1992年公开募集资金400万美元，投产了第一条连续碳化生产线，1995年收购了匈牙利生产丙烯酸和其他纤维的MagyarViscosa，从而降低生产成本和确保原材料供应，1996年完成二级股票发行开始加速建设生产线。二是2004-2013年，需求爆发带来高速增长，但后续盈利下行。2004年碳纤维订单开始显著增加，2007年收购了墨西哥瓜达拉哈拉的一家工厂，产能增长叠加需求向好，公司收入迎来高速增长，并在2007年与当时最大的风机厂Vestas签署了长期供货协议。2010年以后，随着Vestas经营进入低谷，风电领域需求下降，同时由于市场压力碳纤维价格下降，同时丙烯腈成本大幅抬升下，公司经营利润大幅下滑。三是2014年及以后，加入日本东丽集团，产能近几年开始快速扩张。2014年卓尔泰克

被东丽集团收购，也迅速从1.5万吨增至目前的2.9万吨，随着2021年开展的新一轮投产，预计卓尔泰克2023年碳纤维产能有望扩张至3.5万吨。他山之石——西格里为欧美碳纤维企业的代表。西格里集团创建于1992年，由德国SIGRI集团与美国大湖碳素（GreatLakesCarbon）集团合并而成，前身Gebr.Siemens&Co.有100多年碳基材料的生产历史。西格里集团拥有从碳石墨产品、碳纤维、复合材料在内的完整业务链，其中碳纤维业务占比约34%。公司产品以50K大丝束为主，下游应用以汽车、风电等领域居多，目前产能约1.5万吨。西格里的优势在于产业链纵向一体化，与下游汽车客户合作紧密。汽车领域碳纤维一直是西格里的优势产业，2008年与德国本特勒集团（BentelerGroup）成立合资公司，为汽车工业开发和批量生产轻质复合材料部件，2009年与宝马（BMW）成立合资企业，生产汽车工业用的碳纤维，2017年全资收购与本特勒集团的合资公司，及与宝马的合资公司，把碳纤维相关的汽车部件都整合进集团内，从而巩固其碳纤维及复合材料业务。疫情后的修复，碳纤维业务再度实现稳健增长。受到疫情影响，2020年碳纤维及复合材料收入负增长，且公司计划裁