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光威复材:军民两用碳纤维龙头!
2020年10月09日    阅读量:578    新闻来源:深圳资讯网 szftx.com  |  投稿

一、 高速增长的碳纤维龙头


1.1 三十年发展成就民营碳纤维龙头


成立于 1992 年威海光威复合材料有限公司(“公司”或“光威复材”),隶属于威海光威集团(前身 1987 年成立),是致力于高性能碳纤维及复合材料研发和生产的高新技术企业。公司主要产品有碳 纤维、碳纤维织物、碳纤维复合材料和碳纤维制品等。公司以高端装备设计制造技术为支撑,形成 了从原丝开始的碳纤维、织物、树脂、高性能预浸材料、复合材料制品的完整产业链布局,是目前 国内碳纤维行业生产品种最全、生产技术最先进、产业链最完整的龙头企业之一涂料在线coatingol.com。2017年 9月,光 威复材在深圳证券交易所创业板挂牌上市,是国内碳纤维行业第一家 A 股上市公司。


公司大股东为威海光威集团,实际控制人为王言卿和陈亮(一致行动人),二人通过光威集团控制公 司 37.33%的股份,另外北京中信投资控制 11.9%的股份。公司下设威海拓展(碳纤维及其织物)、 威海光威精密机械(碳纤维相关精密机械)、光威能源新材料(碳梁业务)、光威香港(进出口业务) 和产业技术研究院有限公司(技术开发)5 家全资子公司,同时子公司光威能源新材料与集团公司 合资成立内蒙古光威碳纤有限公司(未来将成为公司大丝束产品生产基地)。


公司的营收和盈利主要来自威海拓展的碳纤维及织物业务以及光威能源新材料的碳梁业务,2019年 公司碳纤维及织物业务占公司总营收的 47%,碳梁业务占公司总营收的 39%;同期碳纤维及织物业 务贡献了公司 77%的利润,碳梁业务贡献了公司 18%的业务,其余板块例如预浸料和制品等占比相 对较小。

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1.2 高成长性、高盈利能力


公司近些年保持高速增长的态势,2012 年-2019 年,公司营收从 4亿元增长到 17.2 亿元,年均复 合增长率为 22%,同期公司盈利从0.83 亿元增长到 5.2 亿元,年均复合增速高达 30%。根据近期 发布的 2020年度中报,2020年上半年虽然受到疫情的影响,但公司的营收仍保持了 20%以上的同 比增长,利润保持了 13%以上的同比增长,展示了强大的抗风险能力和优秀深厚的“内功”。



公司的盈利能力和投资回报能力近年来整体呈上行趋势并保持高位,公司的平均毛利率达到 50%以 上,净利率达到 30%以上,加权 ROE 保持 10%以上。尤其是 2015 年之后,公司突破了高效低成 本碳纤维原丝产业化制备技术,启动了“碳纤维产业园”建设项目,叠加税收方面的优惠,公司的 盈利能力大幅提升。


二、 碳纤维:高强度、耐高温、耐腐蚀的轻量化材料之王


2.1 碳纤维从民用逐渐转向军事和工业领域


碳纤维是由有机纤维在 1000℃以上裂解碳化形成的含碳量高于 90%的无机纤维,碳纤维呈黑色,其 质轻、强度高,同时具有易于成型、耐腐蚀、耐高温等多种优良性质,已经被广泛应用于军工、航 空航天、体育用品、汽车工业等诸多领域。碳纤维按照力学性能和丝束大小进行分类,例如高模量 型、中模量型和标准模量型;大丝束和小丝束型。


碳纤维可以通过使聚丙烯腈纤维、沥青纤维、粘胶纤维或酚醛纤维碳化而制成。最常用的碳纤维主 要是聚丙烯腈碳纤维和沥青碳纤维。高性能的碳纤维基本都由聚丙烯腈纤维生产。聚丙烯腈基碳纤 维的生产主要包括两个过程:生丝生产和生丝碳化。生丝的生产过程主要包括聚合、脱气、计量、 纺丝、拉伸、洗涤、上油、干燥、接收的过程。碳化过程主要包括送丝、预氧化、低温碳化、高温 碳化、表面处理、上浆和干燥以及缠绕和缠绕等过程。


全球碳纤维行业的发展可以分为四个阶段:


 第一阶段为上世纪 70年代到上世纪 80年代前叶,该时期碳纤维工业化刚刚起步,只能在体育 休闲等低端领域进行使用,后期在航空领域作为次承力结构进行少量使用;


 第二阶段为上世纪 80年代后期和 90年代前期,这时碳纤维的使用领域得到了扩展,开始在飞 机的主承力结构上进行使用;


 进入 90 年代中后期,碳纤维开始进入压力容器、机械、船舶和建筑等工业领域;


 本世纪随着航空工业的复苏、风电行业的迅猛发展以及汽车工业引入碳纤维车身,碳纤维的应 用领域进一步扩展,尤其是近 5 年,全球碳纤维的需求量几乎实现了翻倍。


2.2 长期看行业需求仍将保持稳定高速增长


全球碳纤维需求在过去 10 多年得到了快速的增长,据统计 2019 年全球需求为 103.7 千吨, 2009-2019 年均复合增长率为 11.3%,2014-2019年的年均复合增长率为 14.2%。预计未来几年年 均增长率仍能保持 10%-20%的水平。


全球碳纤维行业经历了 50-60年的努力,在 2019年把碳纤维的需求第一次做到 10万吨以上。随着 核心技术的不断突破,尤其是下游的航空航天、风电和汽车等碳纤维主要应用场景的发展,同时伴 随着碳纤维成本的降低和性价比的提升,预计 2025 年行业的总需求将达到 20 万吨左右,而 2030 年有望达到 40万吨以上。


中国碳纤维的需求约占全球的三分之一以上,2019 年国内需求量为 3.78 万吨。并且随着中国飞行 器制造、休闲用品市场和风电行业的发展,中国碳纤维行业需求增速也位居全球前列。目前我国的 碳纤维市场仍然是供不应求的状态,由于需求高速增长和技术相对落后的原因,我国的碳纤维大量 依赖进口。


全球的碳纤维需求从规格上看,标准模量(拉伸模量为 230-265GPA)仍然是市场主流,占据市场 份额的 80%以上;中等模量(270-315GPA)占到 18%,高模量碳纤维(拉伸模量超过 315GPA) 占到 1%。标模产品中,小丝束和大丝束大约各占一半。2019 年的碳纤维市场跟 2017 年的相比, 各规格的产品比例相对比较稳定。


2.3 细分市场:新能源和航空航天引领行业需求


全球的碳纤维主要应用在风电、航空航天、体育休闲和汽车等细分行业,具体来看 2019年风电和航 空航天是碳纤维最大的应用领域,分别占总需求的 25%和 23%,其次是体育休闲占到 15%的市场份 额,汽车位列第四占据 11%的市场份额。


但从金额上来看,航空航天占据碳纤维市场的一半左右,这主要是由于其行业的特殊性所致,飞机 和航空器制造对于碳纤维的强度、寿命和稳定性等性能指标要求极为严格,因此航空航天级别的碳 纤维价格远远高于其他行业所需要的碳纤维。


未来驱动碳纤维增长的子行业主要是风电、压力容器和航空航天,未来六年的增长率预计分别为 22.3%、15.3%和 11.7%。风电市场主要受到 VESTAS 等风电巨头的产量增长拉动,压力容器主要 受到各国发展氢能源汽车,高强储氢罐有望迎来高速增长,航空航天主要受到波音 787 及空客 350 的产能的变化。


碳纤维复合材料依然是航空航天优选材料,其中,波音、空客与美国的军用航空航天占据绝大部分 市场。这是个典型的高投入、高技术、高门槛、长周期、高收益的细分市场。长期开看我们预计并 期望中国的航空、航天、兵工、核工、海工能吸纳巨量的碳纤维消费量,但这一定是一个长期的发 展过程。


风电行业受到欧洲和中国风电行业高速发展的影响,成为这些年成长性最好的碳纤维下游子行业, 尽管碳纤维的用量已经超过航空航天市场,但是,复材的收入却比航空航天低很多,跟体育产业的 收入相差无几。因为风电碳纤维主要采用低成本大丝束,成型采用最经济的拉挤工艺与单向织物层 灌注工艺。


随着各国推出氢能发展计划,碳纤维作为氢能储氢瓶核心材料之一进入人们的视野,但该领域的技 术被日本、美国垄断,为了扩大制造和销售装载氢燃料的车载用碳纤维强化高压储氢罐,日本三井 物产、东丽株式会社以及美国 Hexagon Lincoln 三家公司成立了合资公司,开展车载用碳纤维强化 高压储氢罐的制造和销售业务,该细分行业目前所消费的碳纤维相对比例不高,但未来增速预计非 常可观。


受子行业需求的影响,预计到 2025年,风电行业在总需求中所占的比重(以吨而非金额为基准计算) 从目前的 25%增长到 41%,航空航天的消费占比从目前的 23%降低到 20%,体育休闲从目前的 23% 降低到 8.5%,汽车纤维从目前的 16%降低到 8%,压力容器从目前的6%增长到 7.2%。


2.4 政策助力碳纤维行业发展


当前碳纤维的现状:一方面是军工和民用领域对其有巨大的需求,另外一方面我国的碳纤维行业跟 国外还有一定的差距,仍有大量的产品需要进口,在国际环境日益复杂的今天,保证碳纤维技术的 独立和供给的自给自足是非常重要的。为打破国外的技术垄断、突破高性能碳纤维产业化的技术瓶 颈,国务院及相关部门陆续出台多项举措积极推进中国碳纤维行业的快速发展,为中国碳纤维的产 业化进程提供了坚实的后盾,包括《石化和化学工业发展规划》、《加快推进碳纤维行业发展行动计划》 和《新材料产业发展指南》等。


三、 碳纤维:日本东丽是行业领头羊,中国企业发展迅速


3.1 国内外差距依然较大,日本东丽是行业领导者


由于碳纤维高的技术壁垒,其行业格局短时间内往往变化较小。世界碳纤维主要玩家在 2019年仍然 没有太大的变化,日本东丽收购卓泰克之后,以接近 5万吨的总产能占据行业老大的位子。技术上, 仍然是日本和美国占据行业顶端。


国内技术整体弱于日本和美国,同规格的碳纤维产品成本也相对较高,因此我国的碳纤维需要大量 依赖进口,2008年中国碳纤维的进口依赖度为 98%,而到了 2019年该比例降至 68%,随着国产技 术的不断突破我们预计该比例仍将继续下降,预计到 2025 年有望达到 56%。


2019 年中国碳纤维需求为 37841 吨,其中 32%来自国产碳纤维,其余的分别进口自日本(20%)、 中国台湾(15%)、美国(7%)和其他国家。如图所示中国在量上占到 32%但是金额上只占到 25%。两相比较可以计算出中国国产碳纤维的平均单价只有 1.8 万美元/吨,远远落后于日本、美国,侧面 反映了各国产品品质的差异。


日本东丽在全球碳纤维行业处于领先地位,研发水平超前,东丽成立于 1926年,当时主要生产粘胶 人造丝。1970 年 1 月 1 日,正式更名为东丽株式会社。日本政府于 1985 年 9 月签署《广场协议》 后,日元汇率一路飙升,日本东丽借助纤维纺织行业以及整个日本工业结构调整的机会,对各项事 业进行重组并优化公司结构,扩大海外生产基地。


经历九十年的发展,日本东丽完善了从上游原丝制备到下游复合材料制品设计制造的整个产业链, 在全球 26个国家和地区开展业务,目前主要从事纤维和织物、树脂和化学成品、IT相关产品、碳纤 维复合材料、环境和工程等业务。


东丽碳纤维复合材料事业具有以下几大优势:(1)遍布全球的运营网络,生产基地遍布日本、美国 及欧洲;(2)预浸材料、中间材料、复合材料及碳纤维垂直开发;(3)品质一流的碳纤维系列产品;(4)拥有先进技术,因而造就质量稳定的预浸产品;(5)在飞机应用领域拥有牢固坚实的基础。


日本东丽于 2014年已开发出 TORAYCA®T1100G 高拉伸强度和高弹性模量碳纤维,而我国只有光 威复材等少数碳纤维企业能大批量生产 T700 级碳纤维。由于日本东丽现今的研发理念、大规模化 的生产模式,使得其在同级别碳纤维生产方面具有低成本优势,在国内外碳纤维市场具有较强的竞 争力。


3.2 国内技术从无到有,跟日美的技术差距逐渐缩小


我国碳纤维工业的起步可以追溯到 1962年,总体上与日本碳纤维的研发同步进行;2005年,我国 碳纤维行业仅有 10 家企业,产能之和占全球总产能的 1%;2008 年,以国有企业为主的大量工业 企业涌入碳纤维行业,但大多数企业在一些关键技术上无法突破,生产线运行及产品质量极不稳定, 导致"有产能,无产量"的现象出现;2010 年,国内碳纤维生产能力仅占世界高性能碳纤维总产量的 0.4%左右,碳纤维需求严重依赖进口。


目前我国从事碳纤维复合材料制品研制、生产以及设备制造的厂家约有百余家。其中,大多是生产 体育休闲用品,从事航空航天等高端碳纤维复合材料研制和生产的单位有 10余家,从事纤维缠绕和 拉挤成型工艺生产碳纤维复合材料的企业 40余家。我国碳纤维目前正处于健康快速发展时期,碳纤 维的应用范围在不断扩大之中。


在产品分类方面,我国基本实现了从无到有的突破,光威复材 T300级和 T700 级碳纤维已经达到国 外同类产品的水平,目前实现千吨级产业化;T800级碳纤维百吨级线建成并已能够实现工业化生产, 而光威复材高强高模型碳纤维 M50J和 M55J的生产技术已经有所突破。可以说正式由于光威复材、 中复神鹰和中简科技等国内碳纤维公司的刻苦攻关,才使得我国的碳纤维技术水平不断缩小与发达 国家的差距。


四、 新产品、新技术和新项目确保公司长期成长


4.1 军民两用,产品线齐全,销量快速增长


公司坚持高强、高模、低成本的“两高一低”碳纤维业务发展战略,形成系列化、多元化碳纤维产 品,逐步打造“货架式”碳纤维产品供应能力。


目前,主要产品包括 GQ3522(T300 级,湿法工艺)、GQ4522(T700 级,湿法工艺/干湿法工艺)、 QZ5526(T800 级,湿法工艺/干湿法工艺)、QZ6026(T1000 级,湿法工艺)、QM4035(M40J 级,湿法工艺)、QM4050(M55J 级,湿法工艺)等系列化的碳纤维、经编织物和机织物等。


在公司 T300和 T700 系列产品实现低成本稳定生产后,公司的销售量实现快速增长,2014-2019年 公司碳纤维销量年均复合增速为 48%,碳纤维预浸料为 25%,碳纤维织物为 14%;2016年公司首 次实现大批量碳梁销售以来,公司碳梁销售量近三年的年均复合增速高达 150%。


4.2 军工订单和风电业务促进公司高速成长


用碳纤维复合材料代替钢或者铝,减重效率可达到 20%-40%,因此在航空航天领域得到广泛青睐。飞机结构材料约占起飞总重量的 30%左右,减轻结构材料的重量可以带来许多好处。对军用飞机而 言,减重在节省燃油的同时扩大了作战半径,提高了战场生存力和战斗力;对于客机而言,减重节 省了燃油、提高了航程和净载能力,具有显著的经济效益。


因此航空器制造领域一直是碳纤维的重要应用场景之一,公司的产品供应军工行业有十多年的历史, 2007 年,公司 T300系列产品通过了验证,经过总装备部的批准立项后,正式进入军品供应链体系。军工领域对材料的各项性能要求严格,所需要的验证非常复杂和漫长,进入壁垒较高(因此产品的 毛利率也较民用产品高)。发达国家的航空航天领域碳纤维的使用比例达到 20%-25%,而我国不到 3%,国内的碳纤维替代空间巨大。公司作为较早进入国内军工供应体系的企业,随着我国武器装备 的不断进步和投入(目前我国的军费开支约占 GDP 的 1.8%-2.0%),有望继续在该领域保持领先地 位,享受行业发展带来的益处。2019 年底公司向中航直升机研究所交付了首架 AV500 直升机,未 来无人机也会成为公司增长点之一。


碳纤维复合材料是目前国际上民用航空领域应用最为广泛的复合材料,其刚度和强度性能相当于或 超过铝合金,而质量很轻,具有较高的比强度、比模量、较好的延展性、卓越的抗腐蚀性等特点。C919 大型客机在雷达罩、机翼前后缘、活动翼面、翼梢小翼、翼身整流罩、后机身、尾翼等主承力 和次承力结构上使用了复合材料,复合材料结构占全机结构总重的比例达到 11.5%,包括环氧树脂 基/酚醛树脂基为基体、碳纤维/玻璃纤维为增强体的树脂基复合材料以及芳纶蜂窝材料,实现了 T800 级高强碳纤维增韧复合材料的应用。作为国内碳纤维龙头,公司长期来看有望受益于国产大飞机 C919 的量产,当然业绩的实现一方面取决于公司的产品的开发和漫长的认证,也取决于大飞机的量 产进度和生产量。


风电叶片是风力发电装置的重要部件,碳梁作为叶片主承力结构部件。碳纤维复合材料作为风机叶 片的制造材料具有以下优势:提升叶片整体刚度,减轻叶片质量;提高叶片的抗疲劳性能;使风机 输出更平稳均衡,提高效率;具有振动阻尼特性等。受风电快速发展的影响,碳梁是公司销售增长 最快的产品。


公司碳梁销量的快速增长主要是因为跟维斯塔斯的合作,2014年,光威复材成立技术攻关团队,依 托“碳纤维制备及工程化国家工程实验室”开启风电碳梁工艺摸索试验,2015年通过维斯塔斯英国 实验室的认证,2016 年装机实验成功并开始批量供货。2017 年,光威复材已经开始在全球范围内 批量供货,成为维斯塔斯碳梁最主要供应商,并荣膺维斯塔斯最佳供应商。


目前在不同功率段风电机组装机排名中,维斯塔斯以 4440 MW 的全球装机量在 2.5 MW-3.599 MW 功率段占 33%的市场份额。风电机组大功率化已是大势所趋,而中国在大功率化这条道路上还稍稍滞后于欧美国家一些,不过随着分散式风电的增长,大功率机型凭借其占地面积小、单机发电量高 等优势将会随之得到更广泛的应用。


公司的碳梁业务从 2016 开始供货,当年的销售量为 400 多千米,随后步入高速增长的阶段,2019 年碳梁的销售量已达到 6000多千米,期间年均复合增长率 150%。据公司公告,预计到 2022年光 威碳梁的意向采购需求量折算成碳纤维消耗量为 2.5 万吨(不完全统计)。


中国和全球风电装机的快速增长促进了公司碳梁业务的发展,短期来看我们认为风电抢装对公司的 业务形成较强的利好,抢装后市场会出现一定的增速放缓现象,但长期来看,公司风电业务的成长 性仍然较强,尤其是碳纤维占优势的海上风电领域。


4.3 技术实力雄厚,研发投入全行业领先


公司科研实力突出,新产品的不断开发是公司持续成长的动力。A 股 300 多家化工上市公司中,光 威复材的研发投入占比是全行业第二,碳纤维行业第一。公司承担了国家发改委、科技部 863 计划 专项在内的各类项目 70多项,共申请专利 47项,其中发明专利占一半以上,曾荣获国家级和省部 级科技奖项多个。


公司目前拥有博士后科研工作站、碳纤维制备及工程化国家工程实验室、国际科技合作基地、国家 重点引智示范单位、山东省碳纤维及制品工程技术研究中心、山东省碳纤维制备技术企业重点实验 室、中俄(威海)新材料合作研发中心、山东省企业重点实验室等多个国家和省部级研发平台,并 作为国家碳纤维标准的制定者,主持起草了《聚丙烯腈基碳纤维》国家标准(2012年颁布实施)以 及《碳纤维预浸料》国家标准(2013 年颁布实施)。


4.4 大丝束项目提供持续成长动力


2019 年 7 月份公司发布公告称:为进一步拓展碳纤维及其复合材料在民用领域的产品开发和应用, 结合碳纤维的生产特点以及包头当地的产业发展资源优势和配套优势,公司与内蒙古包头市九原区 人民政府和内蒙古包头九原工业园区管理委员会、维斯塔斯风力技术(中国)有限公司共同签署了 《万吨级碳纤维产业园项目入园协议》。拟在包头市九原工业园区内投资建设万吨碳纤维产业化项目。


项目产品级别根据高强型大丝束碳纤维 24K 及以上的丝束进行设计,同时根据市场需求进行分类, 通过强度、模量、密度等指标分为不同规格的产品进行出售。


项目拟总投资 20亿元,分三期建设:一期总投资约 5亿元,建设 2000吨/年碳纤维生产线 1条(包 括原丝、碳化车间及相关配套车间、装置),建设期为 2-3年;根据一期建设、投产情况及产能消化, 结合市场需求进行二、三期建设,最终实现 10000 吨/年碳纤维的能力。


包头项目的主要产品是大丝束碳纤维,而当前中国的大丝束碳纤维主要依赖进口,主要来源是中国 台湾和土耳其等,供应存在一定的风险,国产化大丝束项目对我国的碳纤维供应安全至关重要。


除了战略意义,从经济角度看,我们认为包头项目的优势主要有地方政府的配套支持和低电价带来 的成本优势。


 地方政府支持:1)协议申明当地政府将协调包头市人民政府落实维斯塔斯参与风场资源投标, 力争协调给维斯塔斯优先配置风场资源及/或优先采购丙方的风机订单,且使用项目公司所生产 的碳纤维;2)当地政府协助项目公司以优惠利率申请不超过一定规模的专项贷款用于建设项 目设备采购,专款专用;3)对项目公司缴纳的相关税收,当地政府按照一定比例和年限给予 适当纳税奖励;4)当地政府负责提供给水、排水、蒸汽、暖气、通信、用电、天然气等相关 配套设施接入至厂区红线内指定位置;5)当地政府为项目公司提供固定资产投资同期贷款基 准利率贴息,贴息时间不超过 3 年。


 成本优势:碳纤维的生产成本结构中,电力等能源的消耗约占整体成本的 30%,包头项目 1万 吨碳纤维每年消耗的电量大约是 2.2亿千瓦时,当地的电价不到 0.3元/度,还不到东部地区的一半,每年光电费的节省就达到 6600 万元到 1.1 亿元左右,成本优势明显,基本接近日本东 丽碳纤维的用电成本。


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