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1、碳纤维龙头中复神鹰专题研究：民品碳纤维龙头_产能扩张成长可期深耕碳纤维二十余载，近年业绩高速增长公司部分碳纤维产品属关键战略新材料，产能进入集中扩张期中复神鹰成立于 2006 年 9 月，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，对外 销售产品主要为碳纤维。公司于 2013 年在国内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产业化生产线。2018 年 1 月，公司“干喷湿纺千吨级高强 /百吨级中模碳纤维产业化关键技术及应用”成果荣获 2017 年度国家科学技术进步一等奖。截至 2021 年上半年，公司碳纤维产能为 5500 吨/年。碳纤
2、维具有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 纤维中具有最高的比强度和最高的比模量的纤维，广泛应用于航空航天、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。碳纤维可按强度、模量、丝束规格进行分类。由于早年国内碳纤维多从日本东丽进口，目前行业内 仍有延用东丽牌号的习惯。按强度（T-Tense）分类，例如东丽 T300 碳纤维，其拉伸强度约 3530MPa；按模量（M-Modulus）分类，例如东丽 M35J 碳纤维，其拉伸强度约为 343GPa。 此外，按照丝束规格分类可以分为大丝束与小丝束，按 K（千）进行分类，例如 12K 碳纤维即单束
3、 碳纤维中含有 12000 根单丝。大丝束：40K 以上（48K、50K、60K 为主），性能与成本相对较低，多用于建筑、交通、能源等 行业。小丝束：1K、3K、6K、12K、24K 为主，性能与成本较高，多用于航空航天以及体育产品中附 加值较高的下游领域。根据重点新材料首批次应用示范指导目录（2021 版），在国家标准基础上，选定了高强型、高 强中模型、高模型三类产品中，满足特定性能指标、应用领域的产品，作为首批次应用保险补偿试 点的产品。公司产品覆盖该目录要求，高强型产品包括 SYT45S、SYT49 和 SYT49S；高强中模型产品 为 SYT55S。在背景下，公司符合关键战略新材料的碳
4、纤维营收占比已由 2018 年的 14.18% 升至 2020 年的 26.01%。干喷湿纺纺丝工艺具有一定技术壁垒。公司碳纤维生产采用 DMSO（二甲基亚砜）一步法干喷湿纺 纺丝工艺，分为原丝制备、碳丝制备两个阶段，其中原丝制备包括聚合、纺丝工段，碳丝制备包括 预氧化、碳化工段。聚合阶段将原料丙烯腈单体、共聚单体、引发剂偶氮二异丁腈和溶剂 DMSO（二 甲基亚砜）进行聚合生成聚丙烯腈（PAN）。纺丝工段决定了碳纤维产品的丝束规格，主要通过喷 丝头细孔的个数来得到不同的单丝数量（3K，12K，24K 等），凝固后得到原丝。干喷湿纺工艺相比于湿法工艺，在表面结构、拉伸强度以及复合材料加工工艺性能
5、上具有明显的优 势，是先进的碳纤维原丝技术路线。由于干喷湿纺技术难度高，国内外具有干喷湿纺碳纤维生产技 术的企业较少。2010 年以前，仅日本东丽、美国赫氏两家具有成熟的干喷湿纺碳纤维产品面世，其 产品是国际市场主流的工业领域及航空航天领域碳纤维。成品原丝经多段氧化炉在空气气氛下反应得到预氧丝；预氧丝在氮气保护下，分别经过低温碳化、 高温碳化得到碳丝；随后经表面处理后进行上浆，最后经烘干得到高强型碳纤维产品。为进一步提 升产品的弹性模量，可将高强型、高强中模型碳纤维在惰性气氛下经 2,000以上的温度石墨化处理， 再经过表面处理、上浆和干燥处理，得到石墨纤维。公司产能或将在 2022 年实现跨
6、越式增长。公司本部位于连云港的生产基地具备产能 3,500 吨/年，公 司正在建设西宁年产 10,000 吨高性能碳纤维及配套原丝项目，目前已有部分投产。截至 2021 年上半 年公司整体产能达 5500 吨/年，根据招股书披露，西宁项目预计 2021 年底至 2022 年 3 月完成建设开 始投产。公司募投项目均配套原丝产能，随着技术优化，丙烯腈投入产出比已基本接近理论耗用量 1.96。根据中国化学纤维工业协会统计，2020 年度国产碳纤维总产量 1.80 万吨，公司 2020 年碳纤维产量 3,777.21 吨，占国内总碳纤维产量的比例达 20.98%，排名国内碳纤维产量第二位；2020
7、年度国内碳纤 维总消费量达 4.88 万吨，公司 2020 年碳纤维国内销量 3,625.28 吨，市场占有率达 7.43%。央企控股，管理团队技术背景浓厚公司实际控制人为中国建材集团，截至招股说明书签署日，中国建材集团通过中联投、中国复材合 计控制中复神鹰 64.42%的股权。董事长张国良持有连云港鹰游纺机集团有限公司 52%的股权。中复 神鹰下属三家全资子公司，分别是中复神鹰碳纤维西宁有限公司、中复神鹰（上海）科技有限公司、 江苏中复神鹰碳纤维工程中心有限公司。业绩步入高速增长期业绩步入高速增长期。公司 2021 年前三季度实现营收 7.05 亿元，同比增长 84.5%；实现归母净利润 2
8、 亿元，同比增长 575.45%。公司 2021 年全年预计实现营业收入 10-11.5 亿元，较上年同比增长 87.86% 至 116.04%；实现归母净利润 2.6-2.9 亿元，较上年同比增长 205.05%至 240.25%。神鹰西宁万吨级项目 已有 2000 吨投产，对业绩产生贡献。随着后续产能完成建设并逐步投产，公司业绩将进入高速增长 期。航空航天、风电叶片、碳/碳复合材料领域营收增长迅猛，先进碳纤维营收占比不断提高。公司超过 98%的收入来自碳纤维的销售，按应用领域分类，航空航天、风电叶片、碳/碳复合材料领域增长十 分明显，2018-2020 年 CAGR 分别达 69.3%、2
9、29.8%、160.3%。同时，公司高强型、高强中模型、高模 型符合关键战略新材料定位的碳纤维营收占比不断提升，已由 2018年的 14.18%升至 2020年的 26.01%。公司盈利能力不断优化。公司毛利率已由 2018 年的 11.48%提升至 2021 年上半年的 47.88%。近三年， 公司碳纤维产品量价齐升，且 2018-2020 年主要原材料丙烯腈的市场价格降幅较大。同时，产能扩张 规模效应逐渐显现，单位产品分摊的固定成本降低，盈利能力不断得到改善。2021 年上半年，公司 碳纤维产品的销售单价进一步上升，但由于丙烯腈涨价导致单位成本同时增加，毛利率小幅上行至 47.88%。期间
10、费用率方面，公司销售费用率与财务费用率逐年降低。管理费用率 2020 年下降明显，主要由于 2020 年公司对闲臵生产设备计提了大额减值准备，当年计入管理费用中的折旧费大幅减少，整体期 间费用率较为平稳。西宁万吨项目部分已转固。公司西宁万吨碳纤维及配套原丝项目为主要在建工程，2021 年 3 月已有 2000 吨产能开车，5 月正式投产。2021 年 6 月，4000 吨碳纤维产能试生产，另有 4000 吨碳纤维预计 在 2022 年 3 月完成建设并试生产。目前公司属于快速发展阶段，正在建设西宁万吨碳纤维项目、西 宁年产 1.4 万吨高性能碳纤维及配套原丝项目等多个生产建设及研发项目。西宁万
11、吨碳纤维项目为本 次募投项目，西宁年产 1.4 万吨高性能碳纤维及配套原丝项目总投资 28 亿元，其中 30%为自有资金， 其余资金计划通过银行贷款进行筹集。国产碳纤维市场逐渐打开，重点子领域亟待突破进口受限，高性能小丝束与低成本大丝束碳纤维加速日、美加大对碳纤维出口的管控。长期以来，国内碳纤维市场中进口碳纤维的供给量远超国产碳纤 维。2020 年下半年以来，日本、美国加强了对碳纤维出口中国的政策管控，导致国内碳纤维境外供 应难度进一步较大。2020 年 12 月 22 日，因日本东丽子公司出口碳纤维流入了未获日本外汇及外 国贸易法许可的中国企业，日本经济产业省对该公司实施了行政指导警告，要求
12、东丽子公司防止 再次发生此类事件，并彻底做好出口管理。2021 年 2 月 24 日，美国总统拜登签署了行政命令，在联 邦机构间展开为期 100 天的审查，以解决四个关键产品供应链中的漏洞，其中包括碳纤维，主要目 标是增强供应链的弹性，以保护美国免于未来面临关键产品短缺。目前来看，进口受限的碳纤维品 种主要集中在航空航天领域的高性能小丝束碳纤维。大丝束碳纤维的生产模式与小丝束碳纤维有较大不同。从 20 世纪 60 年代 PAN 基碳纤维的技术突破 开始到现在，市场一直以小丝束碳纤维为主要产品，大丝束直至 90 年代中期拉伸强度取得技术突破 后才开始广为应用。大丝束与小丝束碳纤维相比具有以下特点
13、：低成本：PAN 基大丝束碳纤维原丝的原料可以采用民用 PAN 纤维，其来源广，而且价格远远低 于 PAN 基小丝束碳纤维专用的 PAN 原料。性能提升快：大丝束碳纤维对于前期制备要求低、生产成本较低，但随着技术进步，成品的 性能正在逐渐接近小丝束碳纤维。大丝束碳纤维生产属于复杂技术产业，其对技术要求高，工艺流程复杂，需要资金较多，因此世界 上大丝束碳纤维的生产不多，主要集中在几个大企业，有美国卓尔泰克(ZOLTEK)(2014 年被日本东丽 公司收购)、德国西格里(SGL)、英国考陶尔兹(COURTAULDS)等企业。目前我国大丝束碳纤维生产企业 与国际先进水平仍有一定差距。国产替代正当时。
14、2017 年前后，上海石化和吉林化纤先后开始研制 48K 大丝束碳纤维，于 2018 年先 后成功试生产出 48K 大丝束碳纤维。2019 年，吉林化纤完成首批 120t 48K 大丝束碳纤维原丝出口订单， 上海石化则启动了 12000t/a 的大丝束碳纤维项目。中蓝集团兰州纤维有限公司也能够生产大丝束碳纤 维，约 1000t/a，2020 年 3 月，该公司 2.5 万 t 50 K 大丝束项目在山东淄博启动。最近，一批小丝束 PAN 基碳纤维生产厂家也开始进军低成本大丝束 PAN 基碳纤维生产领域。2019 年，新疆碳谷新材料有限 公司 8000 t/a 大丝束碳纤维项目开始筹建，光威复材
15、在内蒙古包头的大丝束碳纤维生产项目开始筹 建，浙江精功、齐齐哈尔天九碳纤维科技有限公司等也开始生产大丝束碳纤维。风电引领新增量，需求维持稳定增长碳纤维市场量升价跌。根据中国复合材料学会统计，2020 年全球碳纤维需求量约 10.7 万吨，2020-2025 年 CAGR 达 13.3%。2020 年中国碳纤维需求量约 4.9 万吨，2020-2025 年 CAGR 达 25.1%。其中，国产碳 纤维 2020-2025 年需求量 CAGR 达 35%，增速远高于进口碳纤维。碳纤维需求量攀高的同时，单位价 格逐渐降低。2020 年全球碳纤维销售金额为 26.15 亿美元，较 2019 年降低了
16、8.8%，主要因为高价格 的航空航天碳纤维售价降低。风电是碳纤维需求的主要来源，国内航空航天市场尚未打开。相比玻璃纤维，碳纤维具有重量轻、 模量高的特点，可以有效改善风电叶片的空气动力学性能，降低叶片对机塔和轮轴的负载。近年来 随着碳纤维价格的降低，风电逐渐成为了碳纤维需求增量的主要来源。2020 年全球风电碳纤维需求 量占比达 29%，增速达 20%，超过全球碳纤维整体平均增速。我国风电对碳纤维的需求量增长更为 迅猛，已从 2017 年的 3060 吨增至 2020 年的 20000 吨。 风电领域供应端和需求端两头在外（碳纤维 + 应用客户）的程度大约是 85%，整体国内生产厂商与 下游应
17、用厂商仍有巨大的空间。从全球来看，航空航天碳纤维需求占比约 15%，大幅高于我国航空 航天碳纤维需求占比的 3.5%，国内航空航天碳纤维市场还未完全打开。大丝束份额不断提升，国产化程度有待提升。2020 年全球碳纤维中标模-大丝束占比达 45.2%，较 2019 年的份额提升 3%。大丝束碳纤维在风电叶片中的应用不断得到普及，随着风电装机量提升，预计标 模-大丝束碳纤维份额将持续提升。2020 年我国碳纤维国产化程度约 36%，仍有约 64%的碳纤维依赖 进口，其中日本为我国碳纤维最大的进口国，占比约 21%。竞争格局：国际厂商占据主要市场，结构化竞争将是未来趋势2020 年全球碳纤维运行产能
18、约 146.25 万吨，国内企业扩产势头迅猛。由于不同厂商生产的碳纤维丝 束规格有区别，统一折算为 12K 碳纤维后的全球产能约为 14.6 万吨。总体来看，全球碳纤维产能前 五位均为国际厂商，东丽在收购卓尔泰克后产能远超其他厂商。我国碳纤维产能靠前的企业有吉林 碳谷 + 宝旌、中复神鹰、恒神股份、光威复材等，近年来国内厂商扩产势头迅猛。随着碳纤维对下游各应用领域的不断渗透，未来碳纤维竞争格局将更具结构化。目前来看，小丝束 领域的碳纤维竞争更为激烈，而大丝束碳纤维依赖腈纶工业基础，具备成熟腈纶体系的企业或将更 具优势。与行业内主要企业的差别及核心竞争力对比技术优势：率先突破干喷湿纺技术公司干喷
19、湿纺技术大幅提高碳纤维原丝性能。干喷湿纺技术制备碳纤维原丝为公司核心竞争力。公 司在国内率先实现了干喷湿纺技术制备原丝，通过原丝细旦化技术、高倍蒸汽牵伸技术等实现了原 丝取向度的提高，减少原丝表面毛丝的产生，提高了原丝性能；开发了深度表面处理技术，攻克了 干喷湿纺高模量碳纤维界面弱的难题，制备出了复合材料性能优异的纤维产品。目前公司生产线能 够实现连续稳定运行，产品 CV 值（变异系数，是衡量碳纤维质量稳定性的关键指标）控制在 6%以 内。干喷湿纺技术可提升纺丝效率，降低生产成本。目前国内绝大部分碳纤维制造企业仍以湿法生产碳 纤维产品为主，湿法纺丝原液中的 PAN 浓度一般不超过 20%，纺丝
20、速度小于 100m/min。干喷湿纺技 术纺丝速度快、碳化时间短、生产效率高，兼具高性能和低成本特点。根据PAN 基碳纤维生产成 本分析及控制措施，在相同条件下，干喷湿纺固含量可提高到 22%以上，纺丝速度提高到 300 m/min。 采用新纺丝工艺，在同样的纺丝装备及能源消耗条件下，产量可提高 28 倍，PAN 基碳纤维原丝的 生产成本可降低 75%。2018 年 1 月，公司“干喷湿纺千吨级高强/百吨级中模碳纤维产业化关键技术及 应用”成果获 2017 年度国家科学技术进步一等奖，为国内碳纤维领域唯一获奖企业，奠定公司在国内 碳纤维领域的技术领先地位。公司目前在售碳纤维产品全部为干喷湿纺碳
21、纤维产品。依托干喷湿纺技术，公司相继开发出 T700、 T800、T1000、M30、M35、M40 等级别的碳纤维，成功实现规模化生产并投入市场销售。公司碳纤维 产品涵盖高强型、高强中模型、高强高模型等类别，主要产品型号包括 SYT45、SYT45S、SYT49S、 SYT55S、SYT65 和 SYM40 等，其中 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，全部为干喷湿纺碳纤维产品。规模优势：碳纤维市占率国内领先公司核心技术保障原丝高效制备，规模优势明显。基于成熟的干喷湿纺产业化技术体系
22、，公司实现 了高性能碳纤维规模化生产和批量供应市场。截至 2021 年 6 月 30 日，公司产能为 5500/吨年，包括 连云港生产基地的 3500 吨/年产能，以及西宁万吨碳纤维项目于 2021 年上半年建成并投产的 2000 吨/ 年产能。公司碳纤维产线基本实现满产满销，2018 年-2020 年平均产能利用率达超 90%，2021 年 1-6 月产能利用率为 82.05%，产能及产量均位于国内碳纤维生产企业前列，已累计向市场提供超 2 万吨 碳纤维。根据中国化学纤维工业协会统计，2020 年国产碳纤维总产量 1.8 万吨，公司 2020 年碳纤维 产量 3777.21 吨，占国内总碳纤
23、维产量的比例达 20.98%，排名国内碳纤维产量第二位；2020 年度国内 碳纤维总消费量为 4.88 万吨，公司 2020 年碳纤维国内销量 3625.28 吨，市场占有率达 7.43%。西宁万吨碳纤维项目扩大公司产能规模，产品竞争力及规模效应将进一步凸显。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。由全资子公司神鹰西宁实施的西宁年产万吨 高性能碳纤维及配套原丝项目总投资规模 20.58 亿元，一阶段建设产能 6000 吨，二阶段建设产能 4000 吨。该项目已于 2021 年 3 月开始逐步投产，并对外销售碳纤维，预计 2021 年底至 2022 年 3 月
24、可全部 投产。该项目投产后将进一步扩大公司产能，提升公司产业化水平。由于规模效应及当地电费成本 的下降，公司产品平均生产成本将进一步降低，公司综合实力有望进一步加强。碳纤维民品升级，产品价格与盈利能力有望持续上行公司近三年碳纤维产品单价逐年上升。碳纤维具有明显的军民两用特征，军品与民品价格差异巨大。 碳纤维军品销售价格根据军品价格管理办法采取审价方式确定，价格审定后，除因国家政策性 调价，军品所需外购件、原材料价格大幅上涨以及军品订货量变化较大等因素影响外，一定期限内 产品价格保持稳定，受市场供需关系影响较小。而碳纤维民品价格随市场波动。例如，中简科技碳 纤维业务基本为军品销售，2020 年产
25、品销售单价为 3352 元/公斤；而公司 2020 年碳纤维军品业务收 入占比为 2.02%，绝大部分收入为民品收入，整体平均单价为 140.25 元/公斤，与中简科技的碳纤维 销售均价差异较大。公司近三年公司碳纤维产品的销售单价分别为 110.86 元/公斤、120.12 元/公斤、 140.25 元/公斤，呈逐年上升趋势，主要与国内碳纤维市场的供需情况变化、公司产品品质及市场认 可度提升有关。公司产品单位成本低于同行业可比公司。1）直接材料。原材料丙烯腈采购均价逐年下降，因此近三 年公司单位碳纤维产品直接材料成本呈现下降趋势。此外，公司是国内率先建设并投产千吨级干喷 湿纺碳纤维生产线的企业
26、，干喷湿纺技术纺丝速度的提升可使单位直接材料成本降低。2）直接人工。 公司的单位直接人工成本低于同行业公司，一方面是由于公司为非公众公司，生产人员工资薪酬相 对较低；另一方面同行业两家公司单位直接人工成本中包含碳纤维以及碳纤维织物两种产品的单位 直接人工成本。3）制造费用。公司的单位制造费用大幅低于同行业公司，一方面是因为公司干喷湿 纺碳纤维生产线具备规模优势，制造费用的摊薄效应显著；同行业可比公司产能低于公司，单位制 造费用较高。另一方面，同行业公司单位制造费用中包含碳纤维以及碳纤维织物两种产品的单位制 造费用。公司主营业务收入结构向中高端民品转移，销售单价逐年提高。2018-2020 年公
27、司分别实现营业收入 30,794.74 万元、41,509.77 万元、53,230.51 万元，年均复合增长率为 31.47%，呈现快速增长趋势。2018 年，公司销售的碳纤维产品应用领域主要集中在体育休闲、交通建设、压力容器和航空航天，其中 体育休闲以及交通建设应用领域占据主导地位。此时公司尚处于市场开拓阶段，体育休闲、交通建 设等传统应用领域的碳纤维用量需求较大。2019 年，公司销售的碳纤维产品应用领域依然集中在体 育休闲、交通建设、压力容器和航空航天，但由于公司在压力容器领域完成了多个客户压力容器产 品型式认证，压力容器领域的销售金额较上年大幅提高，同时风电叶片和碳/碳复合材料领域等
28、高价 格产品销售规模也有所增加。2020 年，公司进一步加大了价格接受程度更高及更具成长性的应用领 域的销售力度，风电叶片和碳/碳复合材料应用领域销售收入相比 2019 年分别增长了 317.36%和 282.10%，航空航天领域销售收入相比 2019 年增长 103.16%。随着风电叶片、碳/碳复合材料和航天航 空应用领域销售收入的大幅增长，体育休闲、交通建设等应用领域销售占比相比 2019 年和 2018 年进 一步下降。公司销售毛利率逐年提升，民品毛利率集中区间向中高端产品变动。公司业务以民品规模化市场应 用为主，尚未形成军品领域的大规模供货。随着体育休闲、风电叶片、碳/碳复合材料、压力
29、容器等 下游应用领域的需求增加，碳纤维市场供不应求，公司产品价格逐年提高。公司近三年销售毛利率 不断增长，民品毛利率集中区间逐年向上变动。20%（含）以下毛利率区间销售产品主要应用于中低 端体育休闲和交通建设领域；20.00%至 40.00%（含）毛利率区间销售产品应用领域包括中高端体育 休闲，也包括因产品价格提升而导致毛利率上升的压力容器和交通建设等；40%以上毛利率区间销售 产品应用领域主要为风电叶片、碳/碳复合材料和高端体育休闲等。由此可见，在光伏、氢能以及风 能三大新能源领域市场需求的推动下，公司产品销售应用领域由传统的体育休闲和交通建设更多的 转向风电叶片、碳/碳复合材料和压力容器等
30、应用领域，业务覆盖范围更加广泛。募投项目：拟募集 18.45 亿元，主要用于西宁年产万吨高性能 碳纤维及配套原丝项目本次募投项目资金主要用于西宁年产万吨高性能碳纤维及配套原丝项目。相对于国外以航空航天为 主的碳纤维应用市场结构，当前国内碳纤维应用市场处于初级发展阶段，国产碳纤维应用主要集中 在体育休闲、风电叶片和建筑加固等领域，航空航天、新能源汽车等工业领域应用还未完全打开， 风电叶片领域还存在进一步提升的空间。未来，随着国产大飞机 C919 的逐步量产和 CR929 的研发推 进，航空航天领域的碳纤维用量将迎来快速增长，同时，大型风电叶片、压力容器以及体育休闲等 领域对碳纤维的需求也将大幅增
31、加，中国碳纤维市场需求将持续高速增长为本项目新增产能的市场 消化提供了充分保障。本项目的建设周期为 36 个月，本期项目分两阶段进行建设，第一阶段为年产 6,000 吨的生产线，第 二阶段为 4,000 吨的生产线。本项目于 2019 年 11 月取得施工许可证并开工，目前一阶段土建工程施 工已全部完成，聚合车间 1#、2#、3#、4#线，原丝车间 1#、2#、3#、4#线、碳化车间 1#、2#、3#、4# 线及配套公辅设施等已经正常生产并形成 6,000 吨高性能碳纤维生产规模；聚合车间 5#线、原丝车间 5#线、碳化车间 5#线生产设备在安装中，预计 2021 年底至 2022 年 3 月安装调试完成并投入使用，届 时达到万吨产能。进口受限下，国内碳纤维步入高速发展期。随着航空航天、新能源汽车、能源建筑领域等市场的进 一步打开，碳纤维需求将持续增长。募投项目有望巩固公司民品碳纤维龙头地位，持续优化产品结 构，助力高性能碳纤维进程加速。