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中复神鹰:民用碳纤维龙头,成本、技术、管理铸就高护城河

放大字体  缩小字体 发布日期:2023-02-11   来源:风电塔筒   作者:风电设备   浏览次数:120
核心提示:(报告出品方/作者:国盛证券,沈猛,王席鑫,杨义韬)1 公司概况:民品碳纤维领军企业中复神鹰碳纤维股份有限公司(简称“中复神鹰”)成立于 2006 年,是一家专业从事碳纤维研发、生产和销售的国家高新技术企业。经过十余年的发展,中复神鹰已成长为国内碳纤维行业的领导企业,在国内率先建成了千吨级干喷湿纺碳纤维产业化生产线,产品广泛应用于航空航天、碳芯电缆、体育休闲、压力容器、风电叶片等领域。股权结构:中复神鹰的公司治理结构为混合所有制。实际控制人为中国建材集团,中建材通过中联投、中国复材合计控制中复神鹰 57.

   

(报告出品方/作者:国盛证券,沈猛,王席鑫,杨义韬)1 公司概况:民品碳纤维领军企业中复神鹰碳纤维股份有限公司(简称“中复神鹰”)成立于 2006 年,是一家专业从事碳纤维研发、生产和销售的国家高新技术企业。
经过十余年的发展,中复神鹰已成长为国内碳纤维行业的领导企业,在国内率先建成了千吨级干喷湿纺碳纤维产业化生产线,产品广泛应用于航空航天、碳芯电缆、体育休闲、压力容器、风电叶片等领域。
股权结构:中复神鹰的公司治理结构为混合所有制。
实际控制人为中国建材集团,中建材通过中联投、中国复材合计控制中复神鹰 57.27%的股权;董事长张国良通过其创始的鹰游集团持有公司 26.67%的股权。
张国良长期担任中复神鹰董事长一职,为技术带头人和实际管理者,中建材集团控股后给予资源支持,公司治理结构和机制灵活。
公司主营业务结构:公司主营业务收入及利润均来自于碳纤维产品销售。
2018-2021 年 碳纤维销售收入分别为 3、4.1、5.3 和 3.8 亿元,占到营业收入的比重分别为 98.4%、 99%、99.3%和 99.5%。
毛利方面,2018-2021 年 H1 公司碳纤维销售贡献的毛利分别为 0.3、1.1、2.3 和 1.8 亿元,占比分别为 97.1%、99.1%、99.6%和 99.5%。
公司业绩状况:公司 2018-2020 分别实现营收 3.1、4.2 和 5.3 亿元,2019-2020 年同比增长 34.8%和 28.2%;对应归母净利润分别为-0.2、0.3 和 0.9 亿元。
近年来国内下游客户对碳纤维的需求持续增长,碳纤维及下游复合材料制品的应用领域快速拓展,碳纤维 产品供不应求,带动公司相关产品的销量和单价不断提高,收入呈逐年稳增的态势。
在产品价格不断上涨的同时主要原材料丙烯腈的价格降幅较大,叠加成本规模效应逐步彰显,盈利提升迅速。
2021 年公司实现营收 11.7 亿元,同比增长 120.4%,实现归母净利润 2.8 亿元,同比增速 227%,营收增幅低于净利润增速主要系 2020 年公司计提了 5268.75 万元的资产减值损失,致使去年同期的净利润基数较低。
2022 年 Q1 公司实现收入 4.6 亿元,同比 229%,归母净利润 1.2 亿元,同比 200.8%,量价较去年同期均有显著提升。
公司盈利状况:公司 2018-2021 年毛利率分别为 11.5%、25.6%、43%和 41.6%,同期期间费用率分别为 25.9%、23.3%、18.6%和 17.7%,净利率分别为-8%、6.3%、16% 和 23.8%。
毛利率大致呈逐年递增的状态,原因一方面是由于碳纤维供不应求导致产品单价持续走高,另一方面单位生产成本随原材料采购价格降低及规模生产效应而不断下降,2021 年毛利率有所回落主要系西宁基地新产线投产初期各类成本耗费较多。
费用方面,随着公司业务规模的快速扩张,期间费用占营业收入的比重持续下降。
2022 年 Q1 公司毛利率为 46%,同比减少 6.6pp,主要系新产线投产初期原料、能耗及折旧成 本较高;期间费用率 15.4%,同比减少 9.1pp;净利率 25.6%,同比减少 2.4pp。
2 行业分析:碳纤维高成长可期,国产化势在必行2.1 行业概况:产品特性、上下游及成本结构碳纤维是由聚丙烯腈、沥青或粘胶等有机母体纤维在高温环境下裂解碳化形成的含碳量在 90%以上的碳主链结构无机高分子纤维,外观呈黑色。
碳纤维具备出色的力学性能和化学稳定性,密度比铝低,强度比钢高,是目前已大量生产的高性能纤维中具有最高比强度(强度/密度)和最高比模量(模量/密度)的纤维,同时还具有耐腐蚀、耐高温、耐疲劳等特性以及良好的可加工、可设计性,因而广泛应用于航空航天、国防、能源、体育用品、汽车工业、轨道交通、建筑补强等领域,是一种发展国防军工和国民经济亟需的战略性新兴材料。
完整的碳纤维产业链包含从原油到终端应用的完整制造过程。
首先从石油、煤炭、天然气等化石燃料中制得丙烯,并经氨氧化后得到丙烯腈,丙烯腈经聚合和纺丝工序得到聚丙烯腈原丝,原丝再经过预氧化、低温和高温碳化过程得到碳纤维,碳纤维可加工成碳纤维织物、碳纤维预浸料等制品,然后与树脂、陶瓷等材料结合形成碳纤维复合材料,最后由各种成型工艺得到终端工业产品。
碳纤维可以按照原丝类型、制造方法、性能、丝束规格等不同维度分类。
从原丝类型来 看,目前聚丙烯腈(PAN)基碳纤维凭借相对简单的生产工艺和优异的结构及功能特性, 已成为碳纤维发展和应用的主要品种,产量占碳纤维总量比重超九成。
从力学性能来看, 参照国家标准碳纤维可分为高强型(GQ)、高强中模型(QZ)、高模型(GM)和高强高 模型(QM)四大类,模数和强度越高需要的工艺技术越复杂。
从丝束规格来看,碳纤维 可分为小丝束和大丝束,其中小丝束纤维具体包括 24K 及以下的型号,性能优异、产量 低、成本高,通常用于航天军工等高科技领域,又称为“宇航级材料”;24K 以上的为大丝束纤维,性能及制造成本相对较低,主要应用于工业领域,又称为“工业级材料”。
碳纤维营业成本构成中,制造费用占比最重。
制造费用中电力和折旧费为主要支出项,这是由于碳纤维生产(尤其是碳化阶段)涉及大量高温加热环节,需耗用较多燃料动力,主要用电,另外还有天然气、蒸汽等,能源动力占比在 30%左右;同时碳纤维生产具有占地面积大、设备价值高等特点,因而折旧摊销费用较高,占比在 10-20%。
其次为直接材料(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,价格随石油化工行业波动。
2.2 需求端:风电、光伏、氢能集中发力,碳纤维市场或快速扩容2021 年我国碳纤维消费总量达 6.2 万吨,同比增速 27.7%(如果供给能够充分保障,21 年理论增速可以突破 30%),在全球需求总量中占比过半,是绝对的碳纤维第一消费大 国。
根据赛奥碳纤维预测,到 2023/2025 年我国碳纤维需求量将达到 9.9/15.9 万吨,对 应 3/5 年 CAGR 分别为 26.4%/26.7%,我国碳纤维行业有望继续维系高增长的发展势 头。
其中,传统的体育休闲、建筑补强领域预计将保持平稳增长的趋势,增速在 5-10% 左右,短期来看主要需求驱动包括风电叶片、光伏热场和氢气瓶三大新能源应用,中长 期来看航空航天板块也会逐步起量。
2.2.1 风电叶片:碳纤维叶片乘“风”而起,放量拐点在于成本风机及叶片大型化趋势推动碳纤维在叶片上的应用。
当前我国一类风区(如新疆、西北等平均风速超 10m/s 的富风地区)风机资源逐渐过剩,未来风电产业发展的重要方向主要为海上和陆上中低风速区。
为了提高风力发电效率,风机和叶片呈现大型化趋势,叶片做长之后能增加扫风面积、捕捉更多风能
以往风电叶片普遍采用玻璃纤维作为增强材料,但随着叶片的大型化,纯玻璃纤维叶片在重量和强度方面开始显露不足,而轻质高强的碳纤维复合材料开始越来越多地被运用进叶片主梁结构中。
碳纤维与玻璃纤维叶片的成本对比:碳纤维的价格是玻纤价格的 10 倍以上,单从叶片的制造成本来看两者无法打平,但叶片实现轻量化以后,首先整机制造成本有所节约,其次前期的设计以及后期的吊装、维护成本下降,加上叶片使用寿命及发电效率提升,把以上所有因素考虑进去,使用碳纤维叶片对应的全生命周期度电成本(LCOE)可以降低 3%左右。
制造成本方面,以 4MW 的陆风风机为例(叶片长度 82m 左右),使用碳纤维后整个叶片重量下降 20%左右,叶片减重后叶轮、塔筒、机舱、塔基等驱动链的载荷和重量都可以降下来,整机成本系统性下降,基础设备部分成本的减少甚至可以跟叶片成本的增加相抵。
设计及维护成本方面,叶片轻量化以后前期的设计成本以及后期的吊装、运维成本也会随之下降,另外,由于碳纤维耐腐蚀、耐光、耐极端气候,维护成本和维护频率明显低于玻纤叶片(尤其是在海风这块)。
发电量方面,碳纤维叶片可以采用更薄的叶形,厚度可以从玻纤叶片的 35%减到 30-33%,带来性能和发电量的提升,平均每年能多发 1-2%的电。
使用寿命方面,碳纤维叶片抗疲劳特性高,使用寿命可延长,玻纤叶片寿命通常为 20 年,碳纤维叶片普遍能设计使用 25 年。
综合下来碳纤维叶片的成本效益更佳。
我国风电碳纤维用量中大部分为来料加工,国内应用尚处于起步阶段,前景可期。
2021 年我国风电叶片用碳纤维需求总量为 2.3 万吨,占到全球风电叶片用碳纤维总量的 68.2%。
但值得注意的是,2.3 万吨的碳纤维消费中绝大部分为来料加工,即碳纤维原料 从国外采购,制成碳梁成品后再次出口,属于两头在外的“伪需求”。
目前国产碳纤维用 于进口替代以及国内风电企业主导的碳纤维叶片应用还处于起步阶段,体量较小,2021 年规模大概在 4800 吨上下。
国内风电碳纤维发展相对缓慢一方面系风机降价严重,另 一方面,从 2020 年下半年开始全球碳纤维供应紧张,价格飞涨,与玻纤的价格差进一步 拉大,迫使很多正处于前期设计阶段的风电企业以牺牲部分性能为代价又重新用回玻纤 叶片。
当下吉林化纤、宝旌等一批大丝束生产企业加速扩产,随着国产纤维性能和价格 竞争力的不断增强,我们相信,长远来看国产碳纤维在国内风电产业的应用以及对进口 大丝束的替代前景非常广阔。
维斯塔斯的碳纤维应用提供了国内使用范本。
无论是风电用碳纤维还是碳纤维叶片, Vestas 都常年占据了全球的主要采购份额,基本形成了一家独大的格局。
vestas 之所以能够垄断碳纤维风电叶片市场,我们总结下来原因主要为三点:一是 vestas 有关拉挤梁片设计和使用受长期专利保护,二是 vestas 具备全产业链整合优势,三是国外风电行业发展的外部环境相对更有利。
(1)vestas 创造性地将拉挤板工艺用到叶片大梁结构上,此项创新受长期专利保护。
风电梁帽的开发历程是从最初的预浸料铺放过渡到厚重织物真空导入,再到 2015 年的拉挤板材,由 vestas 率先采用拉挤工艺来生产碳纤维板材(称为“拉挤板”/“碳板”),并用于风电叶片的大梁结构之中。
碳梁工艺的使用大幅降低了碳纤维用于风电叶片的总成本,逐渐成为主流,原因一方面是纤维材料成本更低,拉挤工艺配套使用的材料多为大丝束碳纤维,而老工艺部分采用小丝束,平均价格更高;二是工艺成本更低,拉挤工艺本身是比较成熟的复合材料工艺,生产稳定性和效率较高,质量控制效果好。
vestas 围绕拉挤板的板材、结构形式、工艺等各个环节申请了 200 余项专利,在过去的五六年时间里相关专利保护限制了其他风电厂家对风电碳梁的研制和应用。
但目前海外企业如 GE、西门子等都已开始商业化生产碳纤维叶片,国内各大风电企业也正在积极地从事碳梁相关研发工作,且已有小批量碳纤维叶片投入运营,专利限制的影响效果正在减弱。
(报告

 
关键词: 风电设备 风电叶片
 
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