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光威復材:軍民兩用碳纖維龍頭!
2020年10月09日    閱讀量:11371    新聞來源:中國建材網 cnprofit.com  |  投稿

一、 高速增長的碳纖維龍頭


1.1 三十年發展成就民營碳纖維龍頭


成立于 1992 年威海光威復合材料有限公司(“公司”或“光威復材”),隸屬于威海光威集團(前身 1987 年成立),是致力于高性能碳纖維及復合材料研發和生產的高新技術企業。公司主要產品有碳 纖維、碳纖維織物、碳纖維復合材料和碳纖維制品等。公司以高端裝備設計制造技術為支撐,形成 了從原絲開始的碳纖維、織物、樹脂、高性能預浸材料、復合材料制品的完整產業鏈布局,是目前 國內碳纖維行業生產品種最全、生產技術最先進、產業鏈最完整的龍頭企業之一中國建材網cnprofit.com。2017年 9月,光 威復材在深圳證券交易所創業板掛牌上市,是國內碳纖維行業第一家 A 股上市公司。


公司大股東為威海光威集團,實際控制人為王言卿和陳亮(一致行動人),二人通過光威集團控制公 司 37.33%的股份,另外北京中信投資控制 11.9%的股份。公司下設威海拓展(碳纖維及其織物)、 威海光威精密機械(碳纖維相關精密機械)、光威能源新材料(碳梁業務)、光威香港(進出口業務) 和產業技術研究院有限公司(技術開發)5 家全資子公司,同時子公司光威能源新材料與集團公司 合資成立內蒙古光威碳纖有限公司(未來將成為公司大絲束產品生產基地)。


公司的營收和盈利主要來自威海拓展的碳纖維及織物業務以及光威能源新材料的碳梁業務,2019年 公司碳纖維及織物業務占公司總營收的 47%,碳梁業務占公司總營收的 39%;同期碳纖維及織物業 務貢獻了公司 77%的利潤,碳梁業務貢獻了公司 18%的業務,其余板塊例如預浸料和制品等占比相 對較小。

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1.2 高成長性、高盈利能力


公司近些年保持高速增長的態勢,2012 年-2019 年,公司營收從 4億元增長到 17.2 億元,年均復 合增長率為 22%,同期公司盈利從0.83 億元增長到 5.2 億元,年均復合增速高達 30%。根據近期 發布的 2020年度中報,2020年上半年雖然受到疫情的影響,但公司的營收仍保持了 20%以上的同 比增長,利潤保持了 13%以上的同比增長,展示了強大的抗風險能力和優秀深厚的“內功”。



公司的盈利能力和投資回報能力近年來整體呈上行趨勢并保持高位,公司的平均毛利率達到 50%以 上,凈利率達到 30%以上,加權 ROE 保持 10%以上。尤其是 2015 年之后,公司突破了高效低成 本碳纖維原絲產業化制備技術,啟動了“碳纖維產業園”建設項目,疊加稅收方面的優惠,公司的 盈利能力大幅提升。


二、 碳纖維:高強度、耐高溫、耐腐蝕的輕量化材料之王


2.1 碳纖維從民用逐漸轉向軍事和工業領域


碳纖維是由有機纖維在 1000℃以上裂解碳化形成的含碳量高于 90%的無機纖維,碳纖維呈黑色,其 質輕、強度高,同時具有易于成型、耐腐蝕、耐高溫等多種優良性質,已經被廣泛應用于軍工、航 空航天、體育用品、汽車工業等諸多領域。碳纖維按照力學性能和絲束大小進行分類,例如高模量 型、中模量型和標準模量型;大絲束和小絲束型。


碳纖維可以通過使聚丙烯腈纖維、瀝青纖維、粘膠纖維或酚醛纖維碳化而制成。最常用的碳纖維主 要是聚丙烯腈碳纖維和瀝青碳纖維。高性能的碳纖維基本都由聚丙烯腈纖維生產。聚丙烯腈基碳纖 維的生產主要包括兩個過程:生絲生產和生絲碳化。生絲的生產過程主要包括聚合、脫氣、計量、 紡絲、拉伸、洗滌、上油、干燥、接收的過程。碳化過程主要包括送絲、預氧化、低溫碳化、高溫 碳化、表面處理、上漿和干燥以及纏繞和纏繞等過程。


全球碳纖維行業的發展可以分為四個階段:


? 第一階段為上世紀 70年代到上世紀 80年代前葉,該時期碳纖維工業化剛剛起步,只能在體育 休閑等低端領域進行使用,后期在航空領域作為次承力結構進行少量使用;


? 第二階段為上世紀 80年代后期和 90年代前期,這時碳纖維的使用領域得到了擴展,開始在飛 機的主承力結構上進行使用;


? 進入 90 年代中后期,碳纖維開始進入壓力容器、機械、船舶和建筑等工業領域;


? 本世紀隨著航空工業的復蘇、風電行業的迅猛發展以及汽車工業引入碳纖維車身,碳纖維的應 用領域進一步擴展,尤其是近 5 年,全球碳纖維的需求量幾乎實現了翻倍。


2.2 長期看行業需求仍將保持穩定高速增長


全球碳纖維需求在過去 10 多年得到了快速的增長,據統計 2019 年全球需求為 103.7 千噸, 2009-2019 年均復合增長率為 11.3%,2014-2019年的年均復合增長率為 14.2%。預計未來幾年年 均增長率仍能保持 10%-20%的水平。


全球碳纖維行業經歷了 50-60年的努力,在 2019年把碳纖維的需求第一次做到 10萬噸以上。隨著 核心技術的不斷突破,尤其是下游的航空航天、風電和汽車等碳纖維主要應用場景的發展,同時伴 隨著碳纖維成本的降低和性價比的提升,預計 2025 年行業的總需求將達到 20 萬噸左右,而 2030 年有望達到 40萬噸以上。


中國碳纖維的需求約占全球的三分之一以上,2019 年國內需求量為 3.78 萬噸。并且隨著中國飛行 器制造、休閑用品市場和風電行業的發展,中國碳纖維行業需求增速也位居全球前列。目前我國的 碳纖維市場仍然是供不應求的狀態,由于需求高速增長和技術相對落后的原因,我國的碳纖維大量 依賴進口。


全球的碳纖維需求從規格上看,標準模量(拉伸模量為 230-265GPA)仍然是市場主流,占據市場 份額的 80%以上;中等模量(270-315GPA)占到 18%,高模量碳纖維(拉伸模量超過 315GPA) 占到 1%。標模產品中,小絲束和大絲束大約各占一半。2019 年的碳纖維市場跟 2017 年的相比, 各規格的產品比例相對比較穩定。


2.3 細分市場:新能源和航空航天引領行業需求


全球的碳纖維主要應用在風電、航空航天、體育休閑和汽車等細分行業,具體來看 2019年風電和航 空航天是碳纖維最大的應用領域,分別占總需求的 25%和 23%,其次是體育休閑占到 15%的市場份 額,汽車位列第四占據 11%的市場份額。


但從金額上來看,航空航天占據碳纖維市場的一半左右,這主要是由于其行業的特殊性所致,飛機 和航空器制造對于碳纖維的強度、壽命和穩定性等性能指標要求極為嚴格,因此航空航天級別的碳 纖維價格遠遠高于其他行業所需要的碳纖維。


未來驅動碳纖維增長的子行業主要是風電、壓力容器和航空航天,未來六年的增長率預計分別為 22.3%、15.3%和 11.7%。風電市場主要受到 VESTAS 等風電巨頭的產量增長拉動,壓力容器主要 受到各國發展氫能源汽車,高強儲氫罐有望迎來高速增長,航空航天主要受到波音 787 及空客 350 的產能的變化。


碳纖維復合材料依然是航空航天優選材料,其中,波音、空客與美國的軍用航空航天占據絕大部分 市場。這是個典型的高投入、高技術、高門檻、長周期、高收益的細分市場。長期開看我們預計并 期望中國的航空、航天、兵工、核工、海工能吸納巨量的碳纖維消費量,但這一定是一個長期的發 展過程。


風電行業受到歐洲和中國風電行業高速發展的影響,成為這些年成長性最好的碳纖維下游子行業, 盡管碳纖維的用量已經超過航空航天市場,但是,復材的收入卻比航空航天低很多,跟體育產業的 收入相差無幾。因為風電碳纖維主要采用低成本大絲束,成型采用最經濟的拉擠工藝與單向織物層 灌注工藝。


隨著各國推出氫能發展計劃,碳纖維作為氫能儲氫瓶核心材料之一進入人們的視野,但該領域的技 術被日本、美國壟斷,為了擴大制造和銷售裝載氫燃料的車載用碳纖維強化高壓儲氫罐,日本三井 物產、東麗株式會社以及美國 Hexagon Lincoln 三家公司成立了合資公司,開展車載用碳纖維強化 高壓儲氫罐的制造和銷售業務,該細分行業目前所消費的碳纖維相對比例不高,但未來增速預計非 ??捎^。


受子行業需求的影響,預計到 2025年,風電行業在總需求中所占的比重(以噸而非金額為基準計算) 從目前的 25%增長到 41%,航空航天的消費占比從目前的 23%降低到 20%,體育休閑從目前的 23% 降低到 8.5%,汽車纖維從目前的 16%降低到 8%,壓力容器從目前的6%增長到 7.2%。


2.4 政策助力碳纖維行業發展


當前碳纖維的現狀:一方面是軍工和民用領域對其有巨大的需求,另外一方面我國的碳纖維行業跟 國外還有一定的差距,仍有大量的產品需要進口,在國際環境日益復雜的今天,保證碳纖維技術的 獨立和供給的自給自足是非常重要的。為打破國外的技術壟斷、突破高性能碳纖維產業化的技術瓶 頸,國務院及相關部門陸續出臺多項舉措積極推進中國碳纖維行業的快速發展,為中國碳纖維的產 業化進程提供了堅實的后盾,包括《石化和化學工業發展規劃》、《加快推進碳纖維行業發展行動計劃》 和《新材料產業發展指南》等。


三、 碳纖維:日本東麗是行業領頭羊,中國企業發展迅速


3.1 國內外差距依然較大,日本東麗是行業領導者


由于碳纖維高的技術壁壘,其行業格局短時間內往往變化較小。世界碳纖維主要玩家在 2019年仍然 沒有太大的變化,日本東麗收購卓泰克之后,以接近 5萬噸的總產能占據行業老大的位子。技術上, 仍然是日本和美國占據行業頂端。


國內技術整體弱于日本和美國,同規格的碳纖維產品成本也相對較高,因此我國的碳纖維需要大量 依賴進口,2008年中國碳纖維的進口依賴度為 98%,而到了 2019年該比例降至 68%,隨著國產技 術的不斷突破我們預計該比例仍將繼續下降,預計到 2025 年有望達到 56%。


2019 年中國碳纖維需求為 37841 噸,其中 32%來自國產碳纖維,其余的分別進口自日本(20%)、 中國臺灣(15%)、美國(7%)和其他國家。如圖所示中國在量上占到 32%但是金額上只占到 25%。兩相比較可以計算出中國國產碳纖維的平均單價只有 1.8 萬美元/噸,遠遠落后于日本、美國,側面 反映了各國產品品質的差異。


日本東麗在全球碳纖維行業處于領先地位,研發水平超前,東麗成立于 1926年,當時主要生產粘膠 人造絲。1970 年 1 月 1 日,正式更名為東麗株式會社。日本政府于 1985 年 9 月簽署《廣場協議》 后,日元匯率一路飆升,日本東麗借助纖維紡織行業以及整個日本工業結構調整的機會,對各項事 業進行重組并優化公司結構,擴大海外生產基地。


經歷九十年的發展,日本東麗完善了從上游原絲制備到下游復合材料制品設計制造的整個產業鏈, 在全球 26個國家和地區開展業務,目前主要從事纖維和織物、樹脂和化學成品、IT相關產品、碳纖 維復合材料、環境和工程等業務。


東麗碳纖維復合材料事業具有以下幾大優勢:(1)遍布全球的運營網絡,生產基地遍布日本、美國 及歐洲;(2)預浸材料、中間材料、復合材料及碳纖維垂直開發;(3)品質一流的碳纖維系列產品;(4)擁有先進技術,因而造就質量穩定的預浸產品;(5)在飛機應用領域擁有牢固堅實的基礎。


日本東麗于 2014年已開發出 TORAYCA?T1100G 高拉伸強度和高彈性模量碳纖維,而我國只有光 威復材等少數碳纖維企業能大批量生產 T700 級碳纖維。由于日本東麗現今的研發理念、大規?;?的生產模式,使得其在同級別碳纖維生產方面具有低成本優勢,在國內外碳纖維市場具有較強的競 爭力。


3.2 國內技術從無到有,跟日美的技術差距逐漸縮小


我國碳纖維工業的起步可以追溯到 1962年,總體上與日本碳纖維的研發同步進行;2005年,我國 碳纖維行業僅有 10 家企業,產能之和占全球總產能的 1%;2008 年,以國有企業為主的大量工業 企業涌入碳纖維行業,但大多數企業在一些關鍵技術上無法突破,生產線運行及產品質量極不穩定, 導致"有產能,無產量"的現象出現;2010 年,國內碳纖維生產能力僅占世界高性能碳纖維總產量的 0.4%左右,碳纖維需求嚴重依賴進口。


目前我國從事碳纖維復合材料制品研制、生產以及設備制造的廠家約有百余家。其中,大多是生產 體育休閑用品,從事航空航天等高端碳纖維復合材料研制和生產的單位有 10余家,從事纖維纏繞和 拉擠成型工藝生產碳纖維復合材料的企業 40余家。我國碳纖維目前正處于健康快速發展時期,碳纖 維的應用范圍在不斷擴大之中。


在產品分類方面,我國基本實現了從無到有的突破,光威復材 T300級和 T700 級碳纖維已經達到國 外同類產品的水平,目前實現千噸級產業化;T800級碳纖維百噸級線建成并已能夠實現工業化生產, 而光威復材高強高模型碳纖維 M50J和 M55J的生產技術已經有所突破??梢哉f正式由于光威復材、 中復神鷹和中簡科技等國內碳纖維公司的刻苦攻關,才使得我國的碳纖維技術水平不斷縮小與發達 國家的差距。


四、 新產品、新技術和新項目確保公司長期成長


4.1 軍民兩用,產品線齊全,銷量快速增長


公司堅持高強、高模、低成本的“兩高一低”碳纖維業務發展戰略,形成系列化、多元化碳纖維產 品,逐步打造“貨架式”碳纖維產品供應能力。


目前,主要產品包括 GQ3522(T300 級,濕法工藝)、GQ4522(T700 級,濕法工藝/干濕法工藝)、 QZ5526(T800 級,濕法工藝/干濕法工藝)、QZ6026(T1000 級,濕法工藝)、QM4035(M40J 級,濕法工藝)、QM4050(M55J 級,濕法工藝)等系列化的碳纖維、經編織物和機織物等。


在公司 T300和 T700 系列產品實現低成本穩定生產后,公司的銷售量實現快速增長,2014-2019年 公司碳纖維銷量年均復合增速為 48%,碳纖維預浸料為 25%,碳纖維織物為 14%;2016年公司首 次實現大批量碳梁銷售以來,公司碳梁銷售量近三年的年均復合增速高達 150%。


4.2 軍工訂單和風電業務促進公司高速成長


用碳纖維復合材料代替鋼或者鋁,減重效率可達到 20%-40%,因此在航空航天領域得到廣泛青睞。飛機結構材料約占起飛總重量的 30%左右,減輕結構材料的重量可以帶來許多好處。對軍用飛機而 言,減重在節省燃油的同時擴大了作戰半徑,提高了戰場生存力和戰斗力;對于客機而言,減重節 省了燃油、提高了航程和凈載能力,具有顯著的經濟效益。


因此航空器制造領域一直是碳纖維的重要應用場景之一,公司的產品供應軍工行業有十多年的歷史, 2007 年,公司 T300系列產品通過了驗證,經過總裝備部的批準立項后,正式進入軍品供應鏈體系。軍工領域對材料的各項性能要求嚴格,所需要的驗證非常復雜和漫長,進入壁壘較高(因此產品的 毛利率也較民用產品高)。發達國家的航空航天領域碳纖維的使用比例達到 20%-25%,而我國不到 3%,國內的碳纖維替代空間巨大。公司作為較早進入國內軍工供應體系的企業,隨著我國武器裝備 的不斷進步和投入(目前我國的軍費開支約占 GDP 的 1.8%-2.0%),有望繼續在該領域保持領先地 位,享受行業發展帶來的益處。2019 年底公司向中航直升機研究所交付了首架 AV500 直升機,未 來無人機也會成為公司增長點之一。


碳纖維復合材料是目前國際上民用航空領域應用最為廣泛的復合材料,其剛度和強度性能相當于或 超過鋁合金,而質量很輕,具有較高的比強度、比模量、較好的延展性、卓越的抗腐蝕性等特點。C919 大型客機在雷達罩、機翼前后緣、活動翼面、翼梢小翼、翼身整流罩、后機身、尾翼等主承力 和次承力結構上使用了復合材料,復合材料結構占全機結構總重的比例達到 11.5%,包括環氧樹脂 基/酚醛樹脂基為基體、碳纖維/玻璃纖維為增強體的樹脂基復合材料以及芳綸蜂窩材料,實現了 T800 級高強碳纖維增韌復合材料的應用。作為國內碳纖維龍頭,公司長期來看有望受益于國產大飛機 C919 的量產,當然業績的實現一方面取決于公司的產品的開發和漫長的認證,也取決于大飛機的量 產進度和生產量。


風電葉片是風力發電裝置的重要部件,碳梁作為葉片主承力結構部件。碳纖維復合材料作為風機葉 片的制造材料具有以下優勢:提升葉片整體剛度,減輕葉片質量;提高葉片的抗疲勞性能;使風機 輸出更平穩均衡,提高效率;具有振動阻尼特性等。受風電快速發展的影響,碳梁是公司銷售增長 最快的產品。


公司碳梁銷量的快速增長主要是因為跟維斯塔斯的合作,2014年,光威復材成立技術攻關團隊,依 托“碳纖維制備及工程化國家工程實驗室”開啟風電碳梁工藝摸索試驗,2015年通過維斯塔斯英國 實驗室的認證,2016 年裝機實驗成功并開始批量供貨。2017 年,光威復材已經開始在全球范圍內 批量供貨,成為維斯塔斯碳梁最主要供應商,并榮膺維斯塔斯最佳供應商。


目前在不同功率段風電機組裝機排名中,維斯塔斯以 4440 MW 的全球裝機量在 2.5 MW-3.599 MW 功率段占 33%的市場份額。風電機組大功率化已是大勢所趨,而中國在大功率化這條道路上還稍稍滯后于歐美國家一些,不過隨著分散式風電的增長,大功率機型憑借其占地面積小、單機發電量高 等優勢將會隨之得到更廣泛的應用。


公司的碳梁業務從 2016 開始供貨,當年的銷售量為 400 多千米,隨后步入高速增長的階段,2019 年碳梁的銷售量已達到 6000多千米,期間年均復合增長率 150%。據公司公告,預計到 2022年光 威碳梁的意向采購需求量折算成碳纖維消耗量為 2.5 萬噸(不完全統計)。


中國和全球風電裝機的快速增長促進了公司碳梁業務的發展,短期來看我們認為風電搶裝對公司的 業務形成較強的利好,搶裝后市場會出現一定的增速放緩現象,但長期來看,公司風電業務的成長 性仍然較強,尤其是碳纖維占優勢的海上風電領域。


4.3 技術實力雄厚,研發投入全行業領先


公司科研實力突出,新產品的不斷開發是公司持續成長的動力。A 股 300 多家化工上市公司中,光 威復材的研發投入占比是全行業第二,碳纖維行業第一。公司承擔了國家發改委、科技部 863 計劃 專項在內的各類項目 70多項,共申請專利 47項,其中發明專利占一半以上,曾榮獲國家級和省部 級科技獎項多個。


公司目前擁有博士后科研工作站、碳纖維制備及工程化國家工程實驗室、國際科技合作基地、國家 重點引智示范單位、山東省碳纖維及制品工程技術研究中心、山東省碳纖維制備技術企業重點實驗 室、中俄(威海)新材料合作研發中心、山東省企業重點實驗室等多個國家和省部級研發平臺,并 作為國家碳纖維標準的制定者,主持起草了《聚丙烯腈基碳纖維》國家標準(2012年頒布實施)以 及《碳纖維預浸料》國家標準(2013 年頒布實施)。


4.4 大絲束項目提供持續成長動力


2019 年 7 月份公司發布公告稱:為進一步拓展碳纖維及其復合材料在民用領域的產品開發和應用, 結合碳纖維的生產特點以及包頭當地的產業發展資源優勢和配套優勢,公司與內蒙古包頭市九原區 人民政府和內蒙古包頭九原工業園區管理委員會、維斯塔斯風力技術(中國)有限公司共同簽署了 《萬噸級碳纖維產業園項目入園協議》。擬在包頭市九原工業園區內投資建設萬噸碳纖維產業化項目。


項目產品級別根據高強型大絲束碳纖維 24K 及以上的絲束進行設計,同時根據市場需求進行分類, 通過強度、模量、密度等指標分為不同規格的產品進行出售。


項目擬總投資 20億元,分三期建設:一期總投資約 5億元,建設 2000噸/年碳纖維生產線 1條(包 括原絲、碳化車間及相關配套車間、裝置),建設期為 2-3年;根據一期建設、投產情況及產能消化, 結合市場需求進行二、三期建設,最終實現 10000 噸/年碳纖維的能力。


包頭項目的主要產品是大絲束碳纖維,而當前中國的大絲束碳纖維主要依賴進口,主要來源是中國 臺灣和土耳其等,供應存在一定的風險,國產化大絲束項目對我國的碳纖維供應安全至關重要。


除了戰略意義,從經濟角度看,我們認為包頭項目的優勢主要有地方政府的配套支持和低電價帶來 的成本優勢。


? 地方政府支持:1)協議申明當地政府將協調包頭市人民政府落實維斯塔斯參與風場資源投標, 力爭協調給維斯塔斯優先配置風場資源及/或優先采購丙方的風機訂單,且使用項目公司所生產 的碳纖維;2)當地政府協助項目公司以優惠利率申請不超過一定規模的專項貸款用于建設項 目設備采購,??顚S?;3)對項目公司繳納的相關稅收,當地政府按照一定比例和年限給予 適當納稅獎勵;4)當地政府負責提供給水、排水、蒸汽、暖氣、通信、用電、天然氣等相關 配套設施接入至廠區紅線內指定位置;5)當地政府為項目公司提供固定資產投資同期貸款基 準利率貼息,貼息時間不超過 3 年。


? 成本優勢:碳纖維的生產成本結構中,電力等能源的消耗約占整體成本的 30%,包頭項目 1萬 噸碳纖維每年消耗的電量大約是 2.2億千瓦時,當地的電價不到 0.3元/度,還不到東部地區的一半,每年光電費的節省就達到 6600 萬元到 1.1 億元左右,成本優勢明顯,基本接近日本東 麗碳纖維的用電成本。


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