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碳纤维股票龙头股光威复材(碳纤维行业龙头光威复材深度解析)

(获取报告请登陆未来智库www.vzkoo.com)

1. 全产业链布局的碳纤维龙头,军品与民品业务协同发展

1.1. 国产碳纤维产业化的先驱,技术与产品竞争优势明显

公司是国产碳纤维产业化的先驱,率先打破国外碳纤维领域的封锁。1992 年成立的 光威复材前身是一家渔竿厂,所生产的“光威”牌鱼竿享誉全球。上世纪末,在国 内碳纤维产业面临着日本、美国等国家严格的技术、设备和产品封锁的环境下,陈 光威先生决心打破国外封锁,攻克碳纤维国产化的难题。2005 年,公司承接的两项 “863”碳纤维专项通过鉴定并建成 CCF300(T300 级)碳纤维百吨线,并在 2007 年通过总装应用验证批准立项,成为国内第一家军民两用碳纤维供应商,填补国内 军用碳纤维的市场空白。目前公司在碳纤维领域获得了广泛认同,是军方碳纤维及 织物主要供货商之一,产品大量应用于航空、航天、兵器、舰船等军工领域。

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公司大股东为威海光威集团有限责任公司,下设拓展纤维等 5 家全资子公司。2017 年 9 月光威复材在深圳证券交易所创业板挂牌上市,成为国内碳纤维行业首家 A股 上市公司。目前威海光威集团持有公司限售股 1.94 亿股,占公司总股本 37.33%, 王言卿、陈亮母子拥有母公司光威集团 79.77%股份,为公司实际控制人。公司下设 拓展纤维、光威新能源材料、光威精机、光威研究院和光威香港 5 表全资子公司, 其中拓展纤维从事军用碳纤维及其制品研制,光威新能源材料从事风电碳梁生产, 光威精机机加工领域具有较强的技术实力。

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公司是国产碳纤维技术创新的主要推动者,技术与产品优势奠定公司的行业领军地 位。碳纤维制造属于技术密集型行业,公司通过广泛的产学研合作,与中科院化学 所、北京大学、北京化工大学、北京航空航天大学公司等高校和科研院所建立了战 略合作关系,组建强大的技术创新和专家智囊团队,并搭建“碳纤维制备及工程化 国家工程实验室”、“ 博士后科研工作站”、“国家国际科技合作基地”等一系列科研 平台。公司先后承担包括国家发改委、科技部 863 计划专项在内的各类项目 70 多 项,主持制定《聚丙烯腈基碳纤维》和《碳纤维预浸料》两项国家标准,产品已通 过多个质量管理体系以及德国和中国船级社认证,拥有包括二级保密资格认证等军 品业务相关资质。公司产品与技术的竞争优势及行业内的领军对位得到各方面的广 泛认可,先后获得国防科学技术进步二等奖、山东省科学技术进步一等奖、国家高 技术产业化十年成就奖、军民两用十大领军企业”奖等多个国家级、省级荣誉。

1.2. 完成全产业链业务布局,未来的发展战略清晰明确

公司拥有丰富的产品体系,已完成碳纤维全产业链的业务布局。公司主要产品包括 CCF300、CCF700、CCF800,以及 CCM40J、CCM55J 等系列化的碳纤维及织物、 碳纤维预浸料、玻璃纤维预浸料、碳纤维复合材料制品等产品,并具备碳纤维及碳 纤维复合材料生产设备制造及生产线建设能力,形成了精密机械-原丝-碳纤维-织物 -预浸料-制品的全产业链业务布局,已成为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。目前公司各系列碳纤维均有 3K 至 24K 不等的规格,在航空航天、机械电子、化工建材、文体休闲、交通运输、医疗器材、 新能源等领域得到了广泛的应用。

军用碳纤维及织物是公司的核心业务,产品广泛用于国内战斗机、直升机和无人机 等多个型号。碳纤维复合材料具有密度小重量轻、比刚度比强度高、抗腐蚀抗疲劳、 可设计、整体成型等优点,是航空航天装备制造所需的战略性原材料。公司自 2005 年起成为军方 T300 级小丝束碳纤维主要供货商,目前已为军方稳定供货 10 余年, 产品主要应用于三代机、直升机、无人机等主要军用航空装备。新研发的 CCF800 和 CCM40J 两款碳纤维均在国防科工局“一条龙”项目全国评比中获得第一名, CCF700S 碳纤维产品在模型固体火箭发动机壳体上成功研制,作为唯一参与应用验 证的供应商的 CCF800 级材料在某型直升机小批量应用。

积极拓展民用碳纤维市场,风电叶片主结构碳梁快速成长为公司另一核心业务。体 育休闲用碳纤维是公司传统优势市场,生产的 CCF700S 鱼竿用碳纤维产品凭质量和 价格广受鱼竿厂商青睐。在立足传统市场的基础上,公司积极拓展风电叶片、轨道 交通、核电装备、船舶制造、重大基础设施建设、汽车零部件、医疗器械等民用领 域的市场。2014 年公司成立民品碳梁技术攻关团队,致力于风电叶片主结构碳梁的 产业化,研发的碳梁产品在 2015 年通过国际风电巨头 VESTAS 英国实验室的认证, 并在 2016 年装机试验成功并开始批量供货。目前公司是 VESTAS 全球最主要的碳 梁供应商之一,市场份额占其采购量 20%左右。公司在 2018 年从全球众多供应商 中脱颖而出,获得 VESTAS“2018 年效益提升最佳贡献奖”,获得世界级用户的高 度认可。

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实行“两高一低”发展战略,致力于成为具有全球竞争力的碳纤维领导企业。依托 精密机械-原丝-碳纤维-织物-预浸料-制品的全产业链业务能力,公司将整体布局拓 展纤维、通用新材料、能源新材料、复合材料和精密机械五大业务板块,以高性能 碳纤维为公司的核心产品,重点布局高强度、高模量和低成本“两高一低”三个技 术发展方向,以保持公司碳纤维及其制品在军用和民用市场的竞争优势,推动公司 产品在下游市场的不断拓展,将公司打造成具有全球竞争力的碳纤维全产业链制造 商。

1.3. 军民双擎驱动业绩快速增长,研发投入保障长远发展潜力

快速切入风电叶片主结构碳梁市场,形成军民双核心的业务格局。公司是国内首家 也是最主要的军用碳纤维供应商,军用碳纤维和织物是公司最核心的业务,2018 年 全年碳纤维及织物业务收入 6.03 亿元,占公司全年营收的 44.22%,2019 年上半年 碳纤维及织物业务收入较上年同期增长 31.38%。公司军用碳纤维业务盈利能力较 强,2018 年全年实现毛利润 4.82 亿元,毛利率长期保持在 80%左右,且呈现逐年 增长的趋势。自 2016 年公司开始为 VESTAS 提供风电碳梁产品后,碳梁业务收入 快速增长, 2018 年全年共实现营收 5.21 亿元,收入规模比 2017 年全年增加了一倍, 2019 年上半年碳梁收入较上年同期增加 38.65%,业务具有良好的成长性。

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军品市场稳定增长,民品业务快速放量,近年经营业绩保持较高增速。军品市场对 产品质量和企业资质要求较高,供应商和产品价格一旦确定不会轻易发生改变,上 述特点使公司军用碳纤维业务具有明显的先发优势,持续受益于战斗机、直升机快 速列装带来的市场机遇。风电碳梁产品通过 VESTAS 实验室认证以来,公司凭借良 好的产品质量和服务保障能力,迅速成为 VESTAS 全球最主要的碳梁产品供应商, 碳梁产品业务成为公司业绩增长新的驱动因素。在公司军品和民品两大核心业务共 同驱动下,公司近年收入规模和经营效益均快速增长,2018 年营业收入和归母净利 润同比分别增长 43.63%和 58.76%,2019 年上半年增速分别为 28.51%和 44.73%。

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持续保持较大的研发投入力度,公司技术能力和产品结构不断优化。高性能碳纤维 的生产对工艺和技术要求极高,工艺能力的提高和新产品的研发有赖于大量稳定的 资本投入。公司上市以来持续保持较高的研发投入力度,近 5 年研发支出平均占公 司总营收的 15.87%,研发投入复合增速约为 25%。近年来公司相继突破了 CCF700/800/1000 和 CCM40J、CCM55J 等高强高模碳纤维关键技术,自主研制温度 为 3000℃超高温石墨化炉,干喷湿纺工艺纺丝速度达到 500 米/分的国内最高水平。 持续的研发投入提升了工艺能力,完善了的产品结构,为公司的市场开拓和盈利能 力提升奠定坚实的基础。

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2. 碳纤维材料战略意义深远,国内碳纤维产业正进入收获期

2.1. 碳纤维材料优点众多,高性能碳纤维生产技术壁垒极高

碳纤维是国民经济和国防工业发展所必须的战略物资,国外对中国实行严格的技术 封锁。碳纤维是一种主要由 90%以上碳元素组成的高性能新型纤维材料,具有耐高 温、耐磨擦、耐腐蚀、导电导热、比重小、重量轻、强度高和柔软可加工等其他材 料不可替代的优良性能。碳纤维除了应用于风力发电、体育休闲、交通运输、汽车 工业、能源、化工、建筑等民用领域外,也广泛应用于各个国防工业领域,是军用 飞机、火箭、导弹、卫星、舰船等先进武器装备不可缺少的战略性材料。由于高性 能碳纤维材料在国民经济和国防工业领域的重要作用,日本、美国等发达国家对中 国实行严格的封锁,严格限制高端产品、核心技术和关键设备进入中国,以制约中 国高端制造和国防工业的发展。

碳纤维生产工艺流程长,技术关键点多,具有较高的技术壁垒。以聚丙烯腈基碳纤 维生产过程为例,其生产过程可划分为原丝生产和原丝碳化两个阶段:原丝生产过程包括聚合、脱泡、计量、喷丝、牵引、水洗、上油、烘干收丝等工序;制备好的 原丝由牵伸机器依次传送到预氧化炉,经过预氧化炉群的烤化后形成氧化纤维即预 氧丝,预氧丝经过中温、高温碳化炉后形成碳纤维,经过最终的表面处理上浆、干 燥等工艺得到碳纤维成品,其中拉丝、牵伸、稳定、碳化和石墨化是碳纤维生产的 关键环节:

 拉丝:是碳纤维生产过程中的第一步,主要把原材料分离成纤,属于物理变化, 这一步骤中纺丝液细流与凝固液之间的传质、传热,最后 PAN 沉析形成凝胶结 构的丝条。

 牵伸:要求温度 100 到 300 度,结合定向纤维的拉伸效应来操作。也是PAN 纤 维的高模量、高强化、致密化和细化的关键步骤。

稳定:使用 400 度加热氧化的方法使热塑性PAN 线形大分子链转化为非塑性耐 热梯形结构,使其在高温下不熔不燃,保持纤维形态,热力学处于稳定状态。

碳化:需要在温度 1 千到 2 千度,将 PAN 中非碳元素驱除,最后生成含碳量 90%以上的具有乱层石墨结构的碳纤维。

 石墨化:需要温度在2 千到 3 千度,将无定型、乱层结构的碳化材料向三维石 墨结构转化,是提高碳纤维模量的主要技术措施。

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通过生产工艺和环境控制纤维的微观结构,是生产高性能碳纤维材料的关键。碳纤 维生产过程纺丝工艺和环境的不同,会导致纤维表面形貌、形态结构、化学结构、 晶态结构和孔结构微观结构的差异,从而影响碳纤维产品的抗拉强度和弹性模量。 比如,湿法纺丝工艺在原丝表面形成的沟槽会遗传给碳纤维,一方面增大碳纤维 的比表面积,利于提高复合材料界面的层间剪切强度,另一方面沟槽在受到拉伸载 荷时会因应力集中导致抗拉强度的下降。从纤维的结构特征来看,以乱层石墨结构 为主要结构特征的碳纤维具有高强度、中低模量的特点,以类石墨结构为主要结构 特征的碳纤维具有高模量、中低强度的特点。

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按照不同的角度,碳纤维材料有多种不同的分类方法: (1)根据原丝原料种类的不 同,碳纤维有聚丙烯腈(PAN)基、粘胶基、沥青基三种类型,其中 PAN 基碳纤维 制备工艺简单,成品品质和性能优良,目前占全部碳纤维产量的 90%以上;粘胶基 碳纤维碱金属含量低,适用于烧蚀型热防护复合材料;制备沥青基碳纤维材料的技 术难度较大,根据其显微内部显微结构的不同,可分为各向同性和各项异性两种类 型。( 2)根据规格的不同,碳纤维可分为小丝束碳纤维和大丝束碳纤维两种类型, 小丝束碳纤维指每束纤维内原丝数量在 24000 根以下的碳纤维,大丝束碳纤维内部 原丝根数在 48000 根以上。(3)根据力学性能的不同,可分为通用型碳纤维和高性 能型碳纤维,高能型碳纤维可根据抗拉强度和弹性模量的不同分为高强型、高模型、 高强中模型等不同类型。( 4)根据纤维碳化程度的不同,碳纤维可分为石墨化碳纤 维、碳纤维和预氧化碳纤维几种类型。

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碳纤维作为复合材料中的增强纤维,用于制造各类终端产品中的复材结构。将各类 原丝制成碳纤维材料后,在经过进一步的加工获得碳纤维织物或预浸料,作为生产 碳纤维复合材料的中间产品。中间产品作为增强纤维与树脂、陶瓷等基体材料融合形成碳纤维复合材料,最终通过缠绕、拉挤、模压、真空热压罐、注塑等成型工艺, 制成满足不同应用领域需要的最终复合材料产品。碳纤维复合材料属于技术密集型 产品,生产过程对工艺和装备的要求极高,在从原丝-碳纤维-中间产品-复合材料的 各个环节中,每经过一个环节产品的价值量都会成倍的增长。

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2.2. 风电与军工占全球碳纤维近一半需求,中国是全球发展最快的区域市场

碳纤维市场分为高性能和低成本两种类型:高性能碳纤维市场指航空、航天、兵器、 轨道交通等高技术领域,这类市场对产品的力学性能要求较高,通常以小丝束碳纤 维为主,价格远高于工业领域的碳纤维产品。低成本碳纤维市场包括传统的体育休 闲、建筑补强、风电叶片、电缆芯等民用领域,产品主要以 12K 以上 T300、T700 等中丝束和大丝束碳纤维为主,此外汽车、轨道交通、海洋装备等对结构轻量化需 求强烈的行业也是重要的低成本碳纤维市场。在低成本市场中,除了上述传统应用 领域,也包括部分对性能基本没有要求,只要碳纤维价格足够低即可形成销售的低 端市场。

2018 年全球风电和军工市场碳纤维需求量均在 2 万吨左右,预计 2020 年全球碳纤 维需求量将超过 11 万吨。碳纤维是军民两用材料,在风电叶片、航空航天、体育 休闲、汽车、压力容器、建筑等领域均有广泛的应用。随着主要碳纤维厂商生产规 模的扩大以及低成本碳纤维技术的成熟,全球碳纤维产业将迎来“量增价减”的变 化,这将进一步刺激下游市场对碳纤维材料的需求。根据赛奥碳纤维的数据,2018 年全球市场碳纤维的需求量约为 9.26 万吨,市场销售额约为 25.71 亿美元。从下游 需求来看,风电叶片和航空航天为代表的军工领域是最大的下游市场,2018 年上述 两个市场碳纤维的需求量均超过 2 万吨。预计未来全球碳纤维市场规模将保持 10% 左右的复合增速,2020 年全球碳纤维需求量将超过 11 万吨。

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中国市场碳纤维需求旺盛,预计 2020 年总需求量将超过 3.8 万吨。中国是碳纤维消 费大国,2018 年全年中国市场碳纤维需求量约为 3.1 万吨,约占全球市场碳纤维需 求量的 1/3。高性能碳纤维是航空航天、高端装备制造必须的战略物资,其进口受 到日本、美国等发达国家封锁,国产高性能碳纤维供给远远不能满足下游需求。随 着国内碳纤维产业技术水平和工艺能力的不断进步,近年国内碳纤维厂商逐步打破 外商垄断,产品性能和质量明显提升,下游市场对国产高性能碳纤维需求快速释放。 此外,在风电等新兴应用领域的推动下,国内市场碳纤维需求量将大幅增加,预计 2019 年和 2020 年国内碳纤维需求量每年约增长 12%,到 2020 年全国碳纤维总需求 量约为 3.89 万吨。

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国内航空航天领域碳纤维需求低于全球平均水平,风电叶片市场快速增长将改变国 内市场格局。从国内碳纤维下游应用领域看,体育休闲市场占国内碳纤维一半左右 的需求,风电叶片需求占比约为 22.60%。2018 年航空航天市场碳纤维需求量约为 1000 吨,占国内市场碳纤维总需求量的 3.20%,远低于全球市场 22.70%的占比,其中的原因一方面在于国内大型客机对碳纤维的需求还未完全释放,此外国产高性能 碳纤维产品供给不足制约了军用飞机市场碳纤维的大规模应用。全球风电巨头 VESTAS 在其叶片中开始大量使用碳梁,国内风电碳梁对碳纤维需求量迅猛增长, 预计 2019 年将超过大陆市场体育用品对碳纤维的需求,成为国内最大的碳纤维应 用领域。

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小丝束高性能碳纤维大多用于航空航天,产品价格远高于大丝束碳纤维。小丝束碳 纤维的抗拉强度十分稳定,其变异系数均在 5%以下,且胶液容易渗入丝束内部, 在生产和应用过程中容易控制产品的性能和质量。相比于小丝束碳纤维,大丝束碳 纤维变异系数可高达 15%-18%,产品的可靠性低于小丝束。小丝束碳纤维生产过程 对工艺控制的要求严格,碳化等设备造价较高,产品成本要远高于大丝束碳纤维, 日本东丽生产的丝束规格为 12K的 T800 碳纤维每公斤单价约为 600 元,24K的大 丝束 T800 碳纤维单价仅为180元,丝束规格为 6K的 M55JB碳纤维单价高达 11000 元。目前小丝束碳纤维大多用于性能和可靠性要求较高的航空航天和高技术领域, 大丝束碳纤维多用于对成本敏感的工业部门。

2.3. 国内碳纤维产业规模效应渐显,国产纤维逐渐抢占外商市场份额

日本、美国是全球高性能碳纤维产业领头羊,国内高性能碳纤维市场一度被外商垄 断。日本是全球最大的碳纤维生产国,其碳纤维产业在制造技术、工艺能力、产品 性能等方面均处于世界领先地位,日本的东丽、东邦、三菱等企业是全球碳纤维生 产龙头。美国全球最大的碳纤维消费国,其丙烯腈基碳纤维消费量占全球总消费量 的 1/3 左右,也是继日本之后少数掌握高性能碳纤维生产技术的国家之一。在小丝 束碳纤维市场上,日本企业所占有的市场份额占到全球产能的 49%;在大丝束碳纤 维市场上,日本企业占有全球 52%的产能,美国企业产能占全球的 24%,日美两国 合计拥有全球 76%的大丝束碳纤维生产能力,处于明显的主导地位。国内高性能碳 纤维产业化起步较晚,日本、美国等国家长期针对中国进行核心技术的垄断与封锁, 国内国防军工、高端装备等领域所必须的高性能碳纤维长期受制于人。

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国家大力引导扶持碳纤维产业,国内企业已突破高性能碳纤维技术瓶颈。受制于发 达国家装备、技术与产品的长期封锁,国内高性能碳纤维长期无法满足下游市场需 求。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,国家出台了一 系列产业发展政策,为碳纤维产业提供了良好的发展氛围。国务院、工信部、科技 部等部分先后出台多项碳纤维产业相关政策,明确高性能碳纤维行业发展重点和发展目标。此外,科技部、财政部等部位通过“973 计划”、“863 计划”、科技支撑计 划、国家重点研发计划、国家高技术产业化示范工程等科技计划,支撑高性能碳纤 维相关的基础研究、产业化及工程应用。在国家的政策扶持与引导下,国内企业快 速突破高性能碳纤维技术瓶颈,高性能碳纤维产业化程度和工程应用水平呈现出加 速发展的势头。

国内有 8 家产能千吨以上碳纤维企业,规模效应带来产品成本的降低。在国家政策 的引导下,国内碳纤维产业化与规模化快速取得突破,在江苏、山东、吉林等省份 形成多个碳纤维产业集群,培育出光威复材、中复神鹰、江苏恒神等一批骨干企业。 2018 年国内碳纤维企业理论产能 2.68 万吨,其中中复神鹰、江苏恒神、精功集团、 光威复材和中安信 5 家企业产能占全国总产能 70%以上,吉林精功、光威复材等企 业正继续投资进一步扩充碳纤维的产能。在碳纤维生产的各个环节中,制造成本占生产综合成本 80%左右,其中设备折旧、电费大约分别占到 40%和 20%左右。随着 国内碳纤维制造企业工艺和产业化方面的突破,企业的生产规模和产能利用率逐渐 提高,碳纤维产品的制造成本有望逐步下降。

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国产碳纤维市场认可度明显提高,国内企业正逐步抢占外商市场份额。目前国内低 端碳纤维产品供大于求,中高端碳纤维产品仍严重依赖进口,2018 年国内市场对进 口碳纤维的需求量约为 2.2 万吨,占国内市场总需求量 71%左右。国产碳纤维需求 占比呈现逐年上升的趋势。2018 年国内市场对国产碳纤维需求量约为 9000 吨,国 产碳纤维的需求占比首次超过日本,成为国内市场最大的碳纤维供给国家,预计未 来两年国产碳纤维需求量将保持在 30%以上,远高于进口碳纤维不足 5%的需求增 速。随着国内企业整体工艺能力和产品质量的提高,市场对国产碳纤维的认可度显 著提升,国产碳纤维将在国内各个应用领域得到快速推广。

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3. 坚定推行两高一低战略,军民市场发展空间将继续拓展

3.1. T800H 有望接棒 T300,未来国产民机碳纤维需求将远超军机

3.1.1. 占据军用碳纤维市场 70%以上份额,将充分受益于复合材料的推广应用

国内碳纤维复合材料应用以次承力结构为主,国内军机中的应用以次承力结构为 主。碳纤维复合材料具有比强度和比刚度高、性能可设计、易于整体成型等诸多优 异特性,将其用在飞机结构上可比常规金属结构减重 25%到 30%,并可以明显改善飞机的气动弹性特性,提高飞机的飞行性能。碳纤维复合材料在军机的应用分为非 承力结构、次承力结构和主承力结构三个阶段:( 1)从上世纪 60 年代起,碳纤维 复合材料主要用于舱门、口盖、整流罩等尺寸较小的非承力部件,以大丝束碳纤维 为主;( 2)随着力学性能的改善以及价格的降低,碳纤维复合材料的应用逐步扩展 到飞机的次承力结构上,包括垂尾、平尾、鸭翼、副襟翼舵面等受力较大、尺寸较 大的部件;(3)从上世纪 80 年代起,随着碳纤维材料性能的提高以及成型工艺的 成熟,碳纤维复合材料开始在机翼、机身等受力大、尺寸大的主承力结构中应用。 我国自上世纪 60 年代开始探索复合材料在军用飞机中的应用,目前已广泛应用于 歼-10、歼-11、歼 15 等三代、三代半飞机中,主要包括平尾、垂尾、襟翼、副翼等 次承力结构中。

结构复合材料化已成为飞机结构的发展趋势,国内军机结构的复材用量还有较大提 升空间。从上世纪 60 年代起复合材料逐渐开始应用于武器装备中,随着材料价格 降低、产量增加以及性能和可靠性的提高,复合材料的应用范围逐渐扩大。目前世 界先进战斗机上复合材料使用量占全机结构重量的 20%-40%之间,在直升机上占比 在 50%以上。美国 F-35 多用途战斗机中复合材料用量占全机结构重量 36%,主要 应用于机翼、机身、尾翼等主要承力构件。现代直升机的机体结构、旋翼系统中大 量使用复合材料,复合材料使用量占全机重量 50%以上,NH-90 直升机结构复材占 比甚至达到 95%。我国强 5I 型飞机中首次采用了全复材垂直尾翼,约占全机结构重 量的 1%,直接减重 19.5 公斤,歼-11B、歼 10B/C 等飞机复合材料用量约占全机结 构重量的 10%,歼-20 复合材料使用量达到 20%左右,碳纤维复合材料在我国军用 飞机中的应用起步较晚、发展较快,但相比于国外先进水平仍有较大差距。

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公司军用碳纤维市场占有率高达 70%,已为下游客户持续、稳定供货十余年。公司 长期致力于高性能碳纤维及复合材料的研发和生产,也是国内第一家从事碳纤维研 发生产的民营企业。2005 年公司承担的两项 863 碳纤维专项通过鉴定,并建成国内 首条 T300 级碳纤维生产线,打破国外长期以来的技术垄断,保障国内航空航天等 军用领域对高性能碳纤维的需求。自 2005 年以来,公司 T300 级碳纤维产品在航空、 航天等军用高端领域稳定应用十余年,是国内最大的军用碳纤维供应商,产品在军 用市场的占有率超过 70%,广泛应用于武直-10、J-11、J-15 等军用飞机。

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T800 级碳纤维在国内直升机首次应用,公司有望继续保持下一代军用碳纤维核心 供应商地位。在“两高一低”战略的牵引下,公司积极布局更高性能碳纤维材料的 研制,相继突破 T800、M40J 级高性能碳纤维材料的关键技术。T800H级碳纤维自 2014 年起,开始参研了“国产 T800H 碳纤维工程化研制及其复合材料在航空型号 上的应用研究项目”,并在多轮评比中胜出,成为唯一一家参与后续阶段材料应用 验证的企业,在 2018 年初首次在国内直升机型号小批量应用,填补了国内的技术 空白。此外,公司的 M40J 级碳纤维材料也在一条龙项目中以第一名胜出,并建成 百吨级 M40J 高模高强碳纤维生产线。T800、M40J 两个一条龙项目全国评比中均取 得第一名,反映了公司在军用高性能碳纤维领域具有领先的技术优势,随着 T800、 M40J 等高性能碳纤维材料通过前期试验,逐步在战斗机、直升机等航空装备中批 量应用,公司有望继续保持目前 T300 级碳纤维的领先市场优势。

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3.1.2. 先进客机复材用量占比超过 50%,国内民机市场碳纤维需求将远超军机

复合材料的使用能够提供大型客机的综合性能,先进大型客机复材使用量占结构重 量比例已超过 50%。复合材料因其诸多优点而成为大型客机理想的结构材料,使用 复合材料能够降低 20%-30%的结构重量,提高飞机结构的使用寿命、降低飞机的维 护费用,也可以通过承受较高舱内压力和湿度提高乘客的舒适度。此外,复合材料 成型工艺的进步,使大型部件整体设计、整体制造成为可能,从而大幅减少飞机结 构零部件数量,提高飞机的生产效率和可靠性。目前,采用复合材料替代金属、非 金属常规材料已成为先进客机制造的主流趋势。上世纪 80 年代的波音 B-757 飞机复合材料占比仅为 4%,代表当今飞机制造技术最高水平的波音 B787 和空客 A350 复合材料占比分别达到 50%和 52%,且大量应用于机身、机翼、地板梁、蒙皮壁板 等主承力结构。

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C919 客机复合材料占比约为 12%,下一代宽体客机复材用量将达到 50%。2007 年 中国启动实施大型飞机重大科技专项,其中 150 座级的单通道窄体客机 C919 已于 2017 年完成首飞。作为中国首款具有自主知识产权的干线科技,C919 结构设计方 案中采用 12%的复合材料,主要分布于水平尾翼、垂直尾翼、翼梢小翼、后机身、 副翼、扰流板等部位,后续机型将通过采用复合材料中央翼及外翼,进一步将复合 材料使用量提高至结构重量的 25%左右。中国和俄罗斯联合研制的下一代远程宽体 客机 CR929 正处于方案设计阶段,其基本三舱布局拥有 280 座,航程范围 12000 公 里,作为波音 B787、空客 A350 的同类竞争机型,CR929 机体结构复材使用量将超 过 50%,首件全尺寸(15×6 米)复合材料前机身筒段已在 2018 年底顺利完成总装。 目前 C919 和 CR929 在手订单分别为 1015 架和 200 架,未来两型大型客机批量交 付后对国产碳纤维的需求将大量释放。

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T300 级碳纤维正参与 C919 适航认证,未来有望替代同类进口产品。C919 客机雷 达罩、机翼前后缘、活动翼面、翼梢小翼、翼身整流罩、后机身、尾翼等结构均采 用复合材料制造,其中尾翼主盒段和后机身前段等主承力结构采用 T800 级中模高 强碳纤维复合材料,翼梢小翼、绕流板、副翼等非承力结构采用 T300 级高强碳纤 维复合材料,所采用的碳纤维主要由东丽等国外企业供应。目前公司生产的湿法 T300 级碳纤维目前在与下游复合材料制造商一起参与 C919 的 PCD 适航认证,未 来有望正式进入中国商飞的供应商体系,替代国外同类的进口产品,打开国产大飞 机碳纤维复合材料市场。

3.2. 快速切入低成本碳纤维市场,风电碳梁将助力公司实现跨越式发展

3.2.1. 风电碳梁产品快速放量,民品业务成为业绩增长新动能

碳纤维复合材料是大型化、轻量化风电叶片制造的关键材料,VESTAS 拉挤碳梁工艺使碳纤维在风电叶片中大规模应用成为可能。随着风力发电机单机功率的快速提 升,风电叶片正向着大型化、轻量化的方向发展,IEA 预测在 2025 年前后风机的风 轮直径将达到 250 米。随着风电叶片尺寸的持续增大,传统玻璃纤维复合材料已无 法满足提高刚度、减轻重量的需要,碳纤维复合材料成为解决上述难题的首选。传 统的预浸料工艺和灌注工艺成本较高,这是制约碳纤维复合材料在风电叶片大规模 应用的主要原因之一,VESTAS 提出以拉挤碳纤维板材做为叶片大梁的拉挤工艺, 在提高叶片力学性能的同时,大幅降低叶片的制造成本,由此带动了碳纤维复合材 料在风电叶片领域的大规模应用。2018 年全球风电行业碳纤维需求量超过 2 万吨, VESTAS 碳纤维的消费量占据其中 80%以上。

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大功率风电机组装机比例持续增长,2018 公司大客户 VESTAS 全球市场份额增长 至 20.3%。2018 年全球风电累计装机容量约为 600GW,预计到 2020 年累计装机量 将达到 728GW。中国是全球最大也是发展最快的风电市场,2018 年中国市场新增 装机量约占全球 40%以上,预计到 2020 年这一比例将超过 50%。CWEA 的统计数 据表明,中国新增装机的风电机组平均功率由 2000 年的 0.6MW 平稳增长到 2018 年的 2.2MW,2018 年新增装机容量的主流型号的功率区间为 2.0MW-2.9MW,其中 2MW 功率机组占比超过新增装机量的 50%,2.0MW 以上功率机组占比约为 45%。 全球及中国风电市场快速发展,以及大型风电机组装机比例的提高,将在风电叶片制造环节释放大量的碳纤维复合材料需求。 2018 年公司下游客户 VESTAS 以 20.3% 的市场份额成为全球最大风电整机厂,全年共消耗约 2 万吨碳纤维。若其他风电厂 商短期内不能有效突破碳纤维风电叶片制造技术,VESTAS 将凭借碳纤维叶片的低 成本优势,继续扩大其在大功率风电机组市场的领先优势,假设 2020 年 VESTAS 市场占有率提高至 25%,其碳纤维需要量将增加至 35000 吨,现有碳梁供应商的供 应能力尚有一定缺口。

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2018 年公司碳梁产品约占 VESTAS 采购量 20%左右,占比有望随产能扩大继续提 升。公司 2014 年开始组织对风电碳梁产品的技术攻关,2015 年通过 VESTAS 英国 实验室的认证,并在 2016 年装机实验成功并开始批量供货。随着公司进入 VESTAS 供应链,碳梁产品收入快速增长,2018 年全年共实现营收 5.21 亿元,收入规模比 2017 年全年增加了一倍,2019 年上半年碳梁收入较上年同期增加 38.65%,仍然保 持快速增长的趋势。公司目前是 VESTAS 全球风电碳梁最主要供应商,2018 年碳梁 产品约占 VESTAS 采购量的 20%左右,并获得 VESTAS“2018 年度供应商最佳贡 献奖” 。目前公司正积极扩大碳梁产品产能,今年上半年在 2018 年 30 条碳梁生产 线的基础上新增 20 条生产线,碳梁年产量达到 750 万米,其中 10 条新增生产线已 于今年上半年投产。在公司产能持续扩张的背景下,未来碳梁产品的市场份额有望 继续提升。

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3.2.2. 拓展大丝束碳纤维产业化能力,奠定碳梁业务持续成长的基础

碳梁产品快速放量,大丝束碳纤维供应已成为制约业务规模扩张的因素之一。风电 领域以低成本、大丝束碳纤维为主,自 2016 年公司与 VESTAS 建立战略合作关系, 开始批量供应碳梁产品以来,公司每年碳纤维消耗量快速增加,2017 年共消耗碳纤 维 1900 余吨,2018 年碳纤维消耗量增加至 4600 吨,预计 2019 年全年碳纤维采购 量将超过 5000 吨。目前公司风电碳梁产品碳纤维供应商以台塑、阿克萨等大陆地 区以外厂商为主,吉林精功大丝束产品仅能满足公司少量需求。目前国内风电机组 大功率化进程略滞后于欧美国家,除 VESTAS 外其他风机厂商正在攻关碳纤维复合 材料风电叶片技术,未来风电市场对碳纤维需求将快速增长,稳定充足的低成本、 大丝束碳纤维供应将成为公司碳梁业务快速扩张的关键。

携手 VESTAS 布局万吨级碳纤维产业化项目,未来将打破大丝束碳纤维资源的瓶 颈。2019 年 7 月 19 日下午,内蒙古包头市九原区人民政府、九原工业园区管理委 员会、光威复材、VESTAS 共同在包头市进行了万吨级碳纤维产业化项目签约,共 同建设面向民品市场、更具成本优势和竞争力的大丝束碳纤维生产基地。项目计划 投资 20 亿元,共分三期建设,一期建设 2000 吨/年碳纤维生产线1 条,并根据一期 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 24K、36K和 48K大丝束碳纤维生产能力,VESTAS 公司作为项目的丙方,将在 技术、市场等方面对项目给予支持。万吨级大丝束碳纤维产业化项目的设立,将有 效缓解碳梁产品对大丝束碳纤维的需求,保障碳梁产品在下游市场的拓展。

用电成本降低将提升盈利能力,锁定大客户有助于保持公司的竞争优势。碳纤维制 造过程需要消耗大量电能,降低电力成本是降低碳纤维成本的有效途径。大丝束碳 纤维产业化项目位于包头市九原工业园区,作为战略性新兴特色优势产业,项目将 享受 0.26 元/千瓦时的优惠电价,相比江苏、山东一带我国碳纤维主产区目前普遍 实行的 0.7 元/千瓦时的峰谷平均工业电价,用电成本大幅降低 63%,这将有助于降 低碳纤维的生产成本、提升产品的竞争优势。此外,通过大丝束碳纤维产业化项目 锁定下游最大用户,有利于保持公司在全球风电碳梁领域的市场优势,巩固并扩大 公司在国内碳纤维行业的领先地位。

4. 盈利预测

在下游军品主要装备快速列装,高性能碳纤维应用领域持续拓展,以及风电碳梁市 场快速扩张的驱动下,公司经营规模和业绩有望保持快速增长的趋势。预计 2019-2021 年 公司 营 收 分别 为 17.67/21.53/27.43 亿元 , 归母 净 利润 分 别 为 5.01/6.34/8.08 亿元,EPS 分别为 0.97/1.22/1.56 元,当前股价对应 PE 分别为 43/34/26 倍,给予“买入”评级。

(报告来源:东北证券)

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