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1、吉林碳谷：碳纤维原丝龙头_精准卡位产能放量打开广阔空间1、碳纤维原丝生产龙头，业绩开启高速增长1.1 背靠吉林市国资委，碳纤维原丝生产龙头吉林碳谷是我国碳纤维原丝生产龙头企业，是下游碳纤维生产企业的主要供应商。公司成立于 2008 年，在原奇峰化纤 20 年腈纶制备经验基础上，创造性发明 DMAC 为溶剂的湿法两步法原丝 生产技术，从而打破国际碳纤维巨头在原丝生产技术上的垄断，具有质量和成本优势。公司 2008-2016 年主要研发碳纤维原丝，攻关中小型丝束 1K、3K、6K、12K 等产品，碳化后可部分 实现 T700 级碳纤维；2016 年以来，公司开始研发大丝束碳纤维原丝，在原有小丝束碳
2、纤维原丝 基础上，于 2018 年实现 24K、25K 产品的规模化生产，并在 2019 年实现 48K 产品的规模化生 产，进入 50K 产业化研发阶段。2016 年公司在新三板挂牌，到 2021 年 8 月于精选层挂牌后评议 至北交所上市，成为首批在北交所上市的 81 家公司之一。2013 年初公司控股股东为吉林化纤集团旗下企业奇峰化纤， 2015 年 6 月，奇峰化纤所持有的 100%股权转让给国盛公司，随后无偿划拨给作为吉林市属国有 控股新材料类公司投资平台的国兴新材料，上述三者实际控制人均为吉林市国资委。随后为实现 国有资产保值增值，2015 年 8 月国兴新材料出售持有的吉林碳谷
3、35%股权给九富公司。2016 年 公司挂牌新三板，2021 年 8 月晋入精选层，随后在北交所上市，截止 2022 年一季报，国兴新材 料持有公司股份 49.98%，吉林九富持有股份 20.23%。2020 年 11 月，吉林碳谷注册成立全资子 公司碳谷科技，主营碳纤维原丝的销售。（报告来源：未来智库）吉林系与宝旌系（原精功）具有历史合作渊源，碳化产能分别位居国内前 2，碳谷的原丝具备庞 大的需求基础。2016 年，在浙江省和吉林省政府支持下浙江精功将其碳纤维生产线扩产项目北迁 至吉林，精功集团与吉林化纤合资建立吉林精功碳纤维有限公司，自此精功系（A 股上市公司精 功科技同一控制下公司，包括
4、吉林精功、浙江精功、浙江精业等公司）与吉林系（包括国兴碳纤 维、吉林化纤、吉林碳谷等公司）企业间形成长期合作关系，同时吉林化纤通过与精功碳纤维的 合作逐步掌握小丝束碳化技术。随后，2020 年宝钢集团收购精功碳纤维主要股份以进入碳纤维市 场，浙江精功、吉林精功陆续改称浙江宝旌、吉林宝旌，自此精功系逐渐退出原有碳纤维生产销 售业务，精功科技为上述碳纤维生产制造企业提供生产设备。2021 年 9 月 29 日，吉林化纤收购 国兴新材料持有的吉林宝旌 31%股份，与浙江宝旌分别持股 49%、51%。吉林化纤、宝旌的理论产能（运行+扩产）分别位居全球第二、三，碳谷的 原丝具备庞大的需求基础。1.2 公
5、司营收三年 CAGR 高达 74%，业绩持续强势增长公司聚焦碳纤维原丝及其相关业务。 碳纤维原丝，公司在该领域深耕发展多年。公司自 2008 年成立起，就致力于小丝束碳纤维原丝 发展，经过 2008-2016 年的不断研发，成功实现了 1K、3K、6K、12K、12KK、12S 等军工级别 产品的研制。2016 年后，公司顺应市场需求，为打开碳纤维工业和民用领域的应用，着力大丝束 碳纤维原丝的开发，迄今实现 24K、25K、48K 的稳定大规模生产，公司产能有序释放，2021 年 碳纤维原丝销售快速放大。2021 年该板块毛利率为 41.42，营收 11.2 亿元，同比增长 92.45。 带量
6、试制品，是碳纤维原丝在实验室研发阶段中经过大量的生产线带量试验，得到的达到物化指 标且后续有出售机会的产品。在 2017、2018 年公司为研发大丝束产品，进行大规模研发试制产 生较多带量试制品，随后产品品质稳定，带量试制品于 2020 年有所减少。2021 年，公司主要研 发的侧重点在新种类和新型的原丝产品方面，因此带量试制投入较大。2021 年该板块毛利率为 26.66，营收 2149.8 万元，同比增长 2116.23。 碳纤维，也称碳丝，是碳纤维原丝通过预氧化、低温、高温碳化后形成的产品。2021 年该板块毛 利率为 33.3，营收 5912.8 万元，同比增长 592.44。 其他业
7、务，主要为 2019 年 6 月-2020 年 6 月期间公司开展的丙烯腈贸易业务，由于 2018 年以来 丙烯腈价格异常波动，为增加丙烯腈采购价格优惠，公司开展丙烯腈贸易。随着主营碳纤维原丝 业务逐渐发展，对丙烯腈需求达到较高水平，加上该业务总体增收不增效，公司于 2021 年 4 月 6 日后不再开展丙烯腈业务。期间费用率总体上有所改善，现金流充裕。公司期间费用率 2019 年以来大幅改善，从 2018 年的 30.20%下降至 2021 年的 11.18%。其中主要是由于管理费用率从 4.67%降至 1.33%，研发费用 率从 7.22%降至 3.26%，为营收快速增长摊薄费用所致。财务
8、费用 2018 年占比增高是由于公司 扩建碳纤维原丝项目，产能扩张银行贷款增加所致，此后占比较为稳定。2021 年公司按照研发规 划新增研发投入，包括 35/50K 产业化项目、大丝束 T700 项目及干喷湿法制备 T700 产品等多个 项目，研发费用提升至 3.26%。公司经营活动现金流 18 年以来稳步提升，2021 年增至 1.69 亿 元，现金流逐渐向好，账面资金充裕。此外，2021 年由于公司推动产能扩张，增加固定资产建设 的投入，完成公开发行募集资金总额 1.625 亿元，公司现金流充裕。2020 年以来净利润扭亏为盈，2021 年归母净利润增速达 126%。近三年公司营收和业绩均
9、处于 高速发展通道，2018-2021 年营业收入三年 CAGR 达到 74%，2022Q1 营收同比增加 159.30%。 根据 21 年年度报告，公司实现营业收入 12.09 亿元，归母净利润 3.15 亿元，同比增速 126%；扣 非后归母净利润 3.04 亿元，同比增长 128%。到 2022Q1，公司归母净利润达 1.66 亿，同比增加 152.15%。2、行业：碳纤维生产壁垒高，国内产能稳步扩张2.1 特点：原丝品质决定碳纤维性能，大丝束规模效应显著碳纤维轻质、高强度，具有优异力学性能。碳纤维是一种丝状碳素材料，由有机纤维经碳化以及 石墨化处理而得到，直径 5-10 微米，含碳量高
10、达 90%以上。碳纤维力学性能优异，比重不到钢 的 1/4，但抗拉强度一般在 3500Mpa 以上，是钢的 7-9 倍，具有轻质、高强度、高弹性模量、耐 高低温、耐腐蚀、耐疲劳等特性，广泛应用于航空航天、国防、交通、能源、体育休闲等领域。 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。一般从石油、煤炭、天然气等化石 燃料中制得丙烯，经氨氧化后得到丙烯腈；丙烯腈经聚合和纺丝之后得到聚丙烯腈（PAN）原丝； 原丝经过预氧化、低温和高温碳化后得到碳纤维，随后可制成碳纤维织物和碳纤维预浸料；碳纤 维与树脂、陶瓷等材料结合，可形成碳纤维复合材料，最后由各种成型工艺得到下游应用需要的 最终产品。其
11、中，原丝制备过程在凝固成型、牵伸上均匀控制难度较大，而预氧化、碳化中难点在核心温度控制，对工艺和设备均有较高要求， 2020 年精功科技首条国产化千吨级碳纤维生产 线一次性试车成功并交付客户，预氧化炉、碳化炉等碳纤维生产线核心设备出口韩国。碳纤维原丝作为生产碳纤维的前驱体，很大程度决定碳纤维的品质和成本。碳纤维原丝是生产碳 纤维用的聚合物原丝，是生产碳纤维的关键材料，占碳纤维生产成本的一半以上；原丝的微观形 态结构和致密性决定碳纤维的强度，而碳纤维原丝分子结构和聚集形态结构的缺陷将严重影响碳 纤维的性能。根据每束纤维中纤维根数不同，可区分大丝束与小丝束，两者具有不同的应用场景。碳纤维按照 每束
12、纤维中所含单纤维根数可分为小丝束和大丝束，碳纤维原丝也对应区分为小丝束碳纤维原丝 和大丝束碳纤维原丝。一般将丝束数量小于 24K（24000 根）的碳纤维称为小丝束， 24K 以上的 称为大丝束。小丝束力学性能优异，主要应用于航空航天领域，如美国 B2 隐身战略机上有超过 50%为碳纤维；大丝束相比成本更低，在生产中允许有一定杂质，氧化过程快，碳化温度较低， 广泛应用于工业领域。大丝束规模效应显著，生产效率高、成本低。大丝束碳纤维以低价的民用聚丙烯腈（PAN）作为 原丝，其价格是制备小丝束纤维原丝的1/4。同时，碳纤维原丝规模效应显著，相比于应用场景较 为局限的小丝束，工业领域广泛应用的大丝束
13、在相同生产条件下单线产能大幅提升，成本摊薄效 应显著，可降低生产成本 30%以上，同等条件下轴向性能接近甚至可能超过小丝束。 相比于具有严格技术标准的小丝束，大丝束原丝的制备技术难度更大。碳纤维原丝生产工艺主要 分为聚合、制胶、纺丝三大步骤。聚合、制胶阶段不区分产品规格，聚合中控制温度影响反应速 度和聚合物的规整性；而在纺丝中通过调整不同喷丝头和工艺参数生产不同规格的碳纤维原丝。 48K 的大丝束碳纤维意味着每束纤维中有 4.8 万根碳纤维，设备喷丝口也有 4.8 万个，这样使孔中 喷出的每根丝线具有相当均匀度所面临的困难显著提升；此外，在相同的毛丝占比下，大丝束的 毛丝更为明显，并且碳化过程
14、会放大毛丝问题带来的影响，剧烈的化学反应会导致碳纤维分子化 学键发生断裂，因此更需要生产原丝时严格控制毛丝占比。2.2 格局：规模需求催生分工细化，聚焦大丝束大丝束生产的规模化程度远超小丝束，催生了产业链进一步细化的需求。由于碳纤维产业链过 长，每一链段均包含高精尖技术与品质，即便是当今世界著名的 8 大碳纤维企业也做不到打通全 链条的商业化运营。随着碳纤维逐步从高端小众市场走向通用领域，单一品种大批量生产的需求 越来越强。2011 年，海外的西格里和三菱首次将原丝和碳化步骤拆分，由日本大竹的 MSP 生产 原丝，送到美国华盛顿的 SGL 完成碳化，最后在德国被加工成汽车零件。但由于终端产品宝
15、马 i3 销量不及预期，项目综合成效不佳。近年来，在风电叶片为主导的工业领域需求飞速扩张背景 下，吉林系在国内企业中首次将原丝、碳化过程分离，强化细分环节的规模效应，其中吉林碳谷 独家卡位高技术壁垒的原丝环节，竞争优势突出。国内企业处于快速扩产阶段，中国 2021 年首次超过美国成为全球碳纤维最大产能国。目前全球 十强碳纤维厂家中，包含吉林化纤、中复神鹰以及宝旌三家中国大陆企业。吉林化纤集团（包括 吉林化纤、吉林碳谷、国兴碳纤维等）预计在十四五期间完成 20 万吨原丝、6 万吨碳纤维以及 1 万吨复合材料的全产业链扩产计划，2022 年新增碳纤维产能 2.7 万吨；中复神鹰在西宁实施 2 万吨
16、扩产计划，上海石化也正在建设 1.2 万吨大丝束项目，中简科技 2021 年公布定增 18.67 亿元的 1500 吨碳纤维及其制品扩产计划。此外，部分公司也开始着力拓展碳纤维复材产品，光威复材 2020 年以来扩建其原有碳梁、预浸料生产线，预计项目建成后具有 1190 万米碳梁和 1460 万平 方米预浸料生产能力；吉林化纤则预计到十四五末实现 6.5 万吨复材生产能力。碳纤维原丝产能供给大有可为。按照广州赛奥估计，中国市场目前 6.2 万吨的碳纤维 需求已经是全球 11.8 万吨的最大市场，占比高达 52.9%；供给方面，2.2 万吨为进口，也就是国 产纤维的自给量在 4 万吨；而从产能角
17、度，中国已经成为全球最大产能国，2021 年产能达 6.3 万 吨，占全球比例 30%，从供需占比上看存在的扩产机会，目前国内碳纤维行业投资规模较大但与 国际先进水平仍然存在差距。随着国内碳纤维产品质量稳步提升，未来有望与国外竞争对手对抗 扩大比例，并进一步开拓海外市场。目前没有发现国际碳纤维巨头向国内批量出口碳纤 维原丝的情况，国际碳纤维产业巨头主要向国内出售碳纤维或碳纤维制品，且发达国家高尖端产 品亦限制出口，限制了国内碳纤维行业的发展。碳纤维作为军民两用产品，属性较为敏感，国际 巨头很难向国内出口技术门槛较高的碳纤维原丝。2020 年-2021 年，我国吉林化纤集团、上海石 化、广东金辉
18、碳纤维材料公司、国泰大成新材料科技产业园等陆陆续续公布了原丝产能扩建计划。碳纤维吨投资成本高昂，碳化环节更为突出。碳纤维生产属于高度集中寡占型市场，其中碳纤维 原丝制备具有工艺、技术壁垒，碳纤维产业链上各区间技术要求区别大，前期研发投入高。同时 生产线建设时间长、投资额高，根据碳纤维生产线（不包括原丝）投资额及产能计算，可以 得到碳纤维产线万吨投资额平均成本 20 亿元，相比之下，中国巨石二期年产 8 万吨无碱玻璃纤维 池窑拉丝生产线项目万吨投资额仅 1.18 亿元。碳纤维产线建成后，通过调整技术参数以实现低成 本和大规模工业生产对研发费用及固定成本摊薄效应明显，在资金和成本上均有明显的先发优
19、势。3、下游：碳纤维工业化应用市场广阔3.1 风电：大型化趋势下，叶片成碳纤维主要增长动力风电叶片是接受风资源的关键部位，其设计、材料和工艺决定风机的发电效率。风机叶片是一个 薄壳结构，由大梁、腹板、外蒙皮组成，复合材料在叶片中占比达 90%以上，主要是树脂基玻纤 增强复合材料。通常来讲，叶片长度与风机功率成正比，为实现风机功率增加，叶片设计长度不 断加长，根据 GWEC 数据，目前直径在 111130m 的叶片占比达 57%，取代 91110m 的叶 片。但是较大尺寸的叶片对于材料性能要求更为苛刻，原有的玻纤增强复合材料模量低、密度 大，导致其制成的叶片质量重的缺陷逐渐显露，较重的玻纤材料消
20、耗过多能量，发电效率不高从 而抬高风电成本。随着风电叶片长度增加，为减轻叶片重量，提高刚度，叶片轻量化技术在风电 中显得愈发重要。风电市场需求旺盛，新增装机单机容量持续提升，且风机尺寸不断加大。根据 GWEC 的全球 风能报告 2022，全球 2021 年风电装机新增 93.6GW，中美两国陆上风电分别为 30.7GW 和 12.7GW，欧洲、拉丁美洲、非洲和中东陆上新增装机增长 19%、27%、120%。同时海上风电实 现 21.1GW 的新增并网，为前一年的 3 倍以上，其中中国海上风电增量占全球 80%，成为全球海 上风电累计装机最多的国家。为提升发电效率，风机尺寸持续提升，叶片直径屡创
21、新高。根据 CWEA，中国目前陆上、海上风电装机单机容量呈现上升趋势， 2021 年新增装机的单机容量已 经分别达到 3.1KW、5.6KW，相比 2011 年实现翻倍。根据 EWEA，2013-2015 年，105、110 和 111米叶片替代了原来的93米叶片成为行业主流；2016年115米和121米叶片是绝对主力叶型； 2018 年，121 米叶片占领了大部分市场，131 米叶片也开始批量生产。在风机大型化趋势下，碳纤维是叶片轻量化的最优选择。碳纤维复合材料应用于叶片关键部位， 如大梁、蒙皮，减轻叶片重量，使得风机输出功率曲线更为平滑。据统计，GEC 设计的 50m 叶 片中占总长度 5
22、0%的大梁由碳纤维（CFRP）组成，相比全部由玻璃纤维（GFRP）制造的叶 片，大梁厚度减少一半，叶片重量下降 16%；而通过在蒙皮表面运用碳纤维，可以显著减少支撑 梁受力和扭矩，抵抗拉力和压力性能显著提升。碳纤维替代玻璃纤维成为风机大型化的必经之 路，然而其成本上升却是当前风电企业要面对的不争事实。根据对中国建材叶片的测算，使用碳 纤维的叶片比使用玻璃纤维叶片质量下降 27.02%，而成本增加 16.93%。同时在叶片大型化趋势 下，碳纤维与玻璃纤维的成本差距逐渐缩小。Vestas 专利到期有望进一步打开碳纤维在风电中应用空间。Vestas 是世界十大风机设备供应商 之首，唯一具备大丝束碳梁
23、工艺的主机厂，其2002年向各国专利局申请了以碳纤维条带为主要材 料的风力涡轮叶片专利包含制造先预制的条带方法和制造风力涡轮机叶片的方法。2015 年 Vestas 首次将碳纤维应用于整条风电梁，大幅缩减碳纤维梁帽与玻纤梁帽的成本差异，2018 年 风电已经成碳纤维消耗最大的市场。根据国家知识产权局，2022 年 Vestas 碳梁专利保护即将到 期，国内风电厂商有望进一步扩大碳纤维在风电叶片中使用规模。 预计到 2025 年风电用碳纤维市场规模达 93 亿元。当前陆上、海上风电装机瓦数和叶片直径呈现 明显上升趋势，2021 年 2 月中国船舶宣布 10MW 海上风机正式下线， 9 月上海电气
24、发布 102 米 海上风电叶片，11月东方电气宣布拥有完全自主知识产权的103米叶片，到2022年3月VESTAS 宣称其已经拥有 15MW 叶片长度 115.5 米的海上风机。随着风电叶片长度不断增加，碳纤维对于 其减重降本发挥越来越重要作用，我们预计到 2025 年，全球陆上、海上风机碳纤维用量分别 5.3 万吨、2.4 万吨，共计产生碳纤维需求 7.7 万吨，按照每吨 12 万元计算，风电碳纤维市场规模达 93 亿元。3.2 其他：下游应用广泛，产业化生产可能性亟待探索除风电叶片外，碳纤维还广泛应用于其他工业领域。尤其是在要求高温、物理性能稳定的场合， 由于碳纤维复合材料具有较高的比强度
25、、比模量，制成品自重小、刚度大，兼具两种优异性能， 适用于有迫切轻量化需求的多种工业领域，包括体育休闲、建筑补强、压力容器等。国际主要碳 纤维生产企业较早布局碳纤维工业应用，如土耳其的阿克萨于 2006 年就开始研究工业级碳纤维 的生产，2012 年与陶氏化学成立合资公司 DowAksa 致力于下游制品研发。体育休闲：碳纤维复合材料应用于钓鱼竿、高尔夫球杆、自行车、球拍、滑雪板等体育器材 的高端型号，碳纤维鱼竿比玻璃纤维鱼竿轻 50%、撒杆距远 20%；碳纤维高尔夫球杆比传 统球杆轻 10%40%，具有高阻尼特性拉长击球时间。疫情下，远程旅行受阻掀起新的全民 运动热潮，在冬奥等赛事带动下攀岩、
26、滑板、帆船、冰球等小众运动的参与人群日益增加； 同时户外运动如露营、骑行、滑雪等项目受到热捧。中国国家体育总局发布的数据显示，中国运动人数增长迅猛，预计 2025 年将达到 5 亿人，根据江苏省体育局，疫情背景下全省体 育产业总规模持续增长，体育休闲不断向高端化、大众化方向发展。据广州赛奥，2021 年 全球碳纤维体育休闲市场的需求量持续增长至 1.85 万吨，同比增加 20.13%。高速列车：当前轨道交通复合材料结构研制已经取得显著成果，如青岛四方和长客的全碳纤 维地铁车体、有轨电车车体、枕梁和四方的转向架。据估计，轨道交通车辆可能是继风电叶 片后，先于汽车行业大量使用碳纤维复合材料的工业领
27、域。截至 2020 年，我国动车组已达 3.13 万辆车, 运行总里程数和速度均创造世界之最；上海、北京、广东运营城市轨道车辆数 量分别为 7071、6779、6593 辆，尤其是当前我国正在研发的超高速 4000km/h 的真空磁悬 浮列车，对于碳纤维的工业化使用需求迫切。碳纤维在高速列车领域大有可为，2018 年， 江苏恒神与中车长客合作试制全碳纤维符合材料地铁车体；2022 年上海石化与中国中车合 作生产的碳纤维列车车头罩应用于广州地铁18号线“湾区蓝”高速列车，最高时速可达160 公里。汽车：碳纤维材料可通过优化汽车结构实现汽车零部件轻量化，在汽车上的应用包括汽车车 身、制动器衬片、燃
28、料贮罐、座椅加热垫、传动轴、轮毂等。宝马公司是碳纤维使用的先驱， 2009 年宝马与 SGL 成立合资公司以创新工艺提升碳纤维生产效率，从而使得碳纤维能够适 用于大批量生产的车型，随后碳纤维应用于宝马 i3、i8 车型的车身设计，2014 年宝马 7 系 采用碳纤维材质成功减重 230kg。在汽车电动化趋势下，以现有的电池能量密度车身轻量化 势在必行，2021 年宝马发布 iX 纯电动 SUV 使用 Carbon Cage 碳纤维架构，比之前发布的 Carbon Core 在电动化方向更进一步。根据广州赛奥，全国碳纤维汽车市场 2021 年的需求 量为 1600 吨，占比 2.6%，同比增长
29、33.33%新型建材：碳纤维对于建筑加固具有高强高效、耐腐蚀、不增加结构尺寸等优点，目前全球 处于第五期地震活跃期, 对建筑物包括楼房、桥墩、隧道、机场、高速公路重要路段和军事 设施的加固需求量有望增加。2018 年帝人宣布其开发高性能碳纤维与木板集成的先进纤维 增强木材 AFRW，弯曲强度比木材高 2-4 倍，比一般集成材料的刚性高 2 倍, 设计自由度高， 有利于建材的轻量化，提高建筑物的耐震性和空间利用率。压力容器：压力容器的增长点主要在氢气瓶领域。根据广州赛奥，2021 年全国的气瓶碳纤 维用量大约为 3000 吨，占比 4.8%，同比增长 50%，其中储氢气瓶用量约为 1900 吨。
30、氢能 因其零排放特点被认为是汽车的终极能源，氢能利用完整链条中安全可靠的储氢技术是决定 氢能广泛应用的关键因素，其中车载储氢具有成本低、能耗小等优点, 是应用最广泛的储氢 方式。据广州赛奥，2022 年中国将至少新增 1 万辆氢能源车，氢燃料电池 汽车预计总量能到使用到 2500 吨以上。2022 年 3 月，发改委发布氢能产业发展中长期规 划（2021-2035 年）指出 2025 年氢气燃料电池车保有量达 5 万辆， 21 年现存保有量仅 0.9 万辆，广东赛奥判断，未来碳纤维气瓶市场在 3-4 年有望成长为万吨级别的市场。热场系统：以碳纤维为增强体的先进碳基复合材料开始广泛应用于单晶拉制
31、炉、多晶铸锭炉 热场系统。光伏发电通过利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能，其产业 链上游主要由光伏电池相关原材料组成，由硅料经单晶拉制炉、多晶铸锭炉热场系统处理形 成硅棒和硅锭进而形成硅片。在这个过程中，单晶拉制炉、多晶铸锭炉热场系统是非常关键 的设备，先进碳基复合材料（以碳纤维为增强体、以碳或碳化硅等为基体、以化学气相沉积或浸渍等工艺形成的复合材料）较传统石墨材料性价比、安全性更高，近年来被广泛用于光 伏、半导体等领域。据国际能源署（IEA）预测 2030 年全球光伏累计装机量有望达到 1721GW，基于智研数据，中国 2025 年碳碳热场市场总需求达 1.02 万吨。4、公
32、司：受益成本+技术优势，原丝产品加速放量4.1 公司化纤转型具备技术优势，大丝束势在必行立足小丝束打破国外垄断，开拓工业级大丝束碳纤维原丝。公司成立于 2008 年，在原奇峰化纤 20 年腈纶制备基础上进行研发、摸索，创造性发明 DMAC 为溶剂的湿法两步法原丝生产技术与 工艺， 打破国际碳纤维巨头在原丝生产技术上的垄断情况。 2008 年产品碳化后就可达到 T300 标准。公司设立之初，专注于攻关小丝束碳纤维原丝，成功实现 1K、3K、6K 等小丝束产品，碳 化后可达 T400 标准；随后继续研发 12K/S 中小丝束，在 2016、2017 年逐步实现产业化稳定生 产，碳化后达 T700
33、水平。2016 年以来，公司在小丝束技术基础上研发大丝束碳纤维原丝，2018 年实现 24K、25K 规模化生产，2019 年实现 48K 规模化生产，产品碳化后可达 T400 水平。 受益腈纶制备经验，吉林碳谷原丝制造技术具有研发优势。由于腈纶与大丝束碳纤维原丝生产工 艺相似性较高，也是由丙烯腈制备，具有腈纶生产经验对于大丝束研发具有重要作用。借鉴海外 企业发展历程，日本东丽、 帝人东邦、 三菱丽阳均曾为纤维制造商，拥有生产腈纶纤维的经验； 三菱丽阳、土耳其阿克萨 1962 年、1971 年起开始生产腈纶丝，随后分别在 1983 年、2008 年进 入碳纤维生产领域，卓尔泰克成功利用腈纶装置
34、制造原丝，西班牙蒙特纤维也在其腈纶厂基础上 开始 80-480K 原丝的生产。公司基于其腈纶生产技术，具有丰富的腈纶生产经验和完善的体系， 形成三元水相悬浮聚合工艺与 DMAC 两步法生产聚合物，具备技术研发先发优势。 两步法+湿法强强联合，带来大丝束生产技术突破。公司独创的三元水相悬浮聚合工艺与 DMAC 两步法，经过水相悬浮聚合，原液和聚合产量大，相比其他厂商采用的限制纺丝产量的一步法具 备产量优势。由于湿法成型的纤维纤度变化小、纤维残留溶剂少，更容易控制原丝质量；同时水 相体系内部热量把控均衡，聚合物分子量偏差小，提高纺丝纤度均一性，可发挥两步法独特优势。 经过多年工艺调整，公司在技术层
35、面解决聚合釜易结疤问题，减少聚合引发体系内金属离子含量， 提高原丝碳化强度，聚合物产品质量稳定提升。公司创造性发明的 DMAC 两步法原液和聚合产量 大，通过两步法与湿法工艺结合，产品质量稳定产量高、溶剂成本低，尤其适合大丝束生产。纺速不断提升，单线产能提升明显。湿法纺丝是聚合物溶液经过喷丝板上的喷丝孔挤出细流，直 接进入凝固浴形成丝条的纺丝方法，其技术以腈纶生产为基础，在工程化方法方面具有突出优势， 纤维纤度变化小、凝固成型稳定、残留溶剂少、原丝质量可控，是目前应用范围最广的纺丝方法。 湿法纺丝成本低，单锭线密度高，可实现工业化生产，尤其适用于大丝束。其相较于干喷湿纺存 在纺速问题，目前东丽
36、干喷湿纺的纺速最高可达 480m/min。吉林碳谷逐年突破湿法纺丝技术的 纺速问题，纺速已经从 55m/min 提升至 100m/min，从而可在现有生产线基础上生产更多碳纤维 原丝，单位产线产能提高 81.82%。一级品满筒率显著提升，产品质量稳定议价能力提升。公司 2019 年中期完成大丝束系列产品定 型，产品质量性能稳步提高。2018-2020年，公司产品一级品满筒率逐步提升，从 82.23%提升至 93.15%，显著减少毛丝问题，议价能力增强，大丝束产品平均价格从 2018 年的 2.15 万元提升至2021H1 的 2.65 万元。公司大丝束碳纤维原丝销售量占比也维持高位，2020
37、年占原丝销售量比例 75.34%，实现以大丝束碳纤维原丝为主、中小丝束原丝共同发展的产品结构。加速进口替代进程，力争成为全球知名碳纤维原丝供应商。公司产品布局包括，1）加速进口替 代：成立课题组计划五年内实现全产品线碳化后T700的大规模稳定生产，部分产品突破T1000， 在高端领域实现进口替代；2）丰富大丝束产品：力争未来五年实现 35K、50K、75K、100K、 480K 等系列产品稳定大规模生产，成为全球知名大丝束碳纤维原丝供应商；3）适度下游延伸： 基于碳纤维原丝优势，对碳纤维及其复合材料、轻量化材料持续攻关，扩大碳纤维应用领域。目 前公司在研项目包括，35K、50K 产业化项目，干
38、喷湿法制备 T700 碳纤维原丝关键技术，大丝束 T700 产业化项目以及 75K、100K、480K 产品产业化项目。4.2 规模效应成本摊薄优势显著，产能扩张产线加速建设公司成本结构稳定，规模效应对大丝束费用摊薄明显。2018-2020 年公司直接材料占比稳定在 60%，其中丙烯腈为其最为主要的原材料，原丝对其价格敏感度高。鉴于吉林碳谷此前丙烯腈贸 易路径优势，在原材料成本具有更大空间。丙烯腈价格对公司成本有较大影响，尤其是 21 年受原 油价格上涨以及运输成本上升影响原材料成本提高，从而影响公司业绩。随着国内东方盛虹、利 华益等公司丙烯腈产能提高，未来原料成本有望进一步降低。公司制造费用
39、和能源成本基本保持 在 17%左右。相比碳化步骤费用占比 50%、65%的中复神鹰、光威复材，吉林碳谷对能源价格的 敏感度较低，原丝生产成本较为稳定。同时，随着大丝束销量持续攀升，丝束增加带来单线产能 增加，从而摊薄成本，2020 年以来 24K 以上的大丝束单位成本显著降低。具备自主设计生产工艺能力，设备国产化进程加速。据公司招股书，吉林碳谷目前采用自主研发 的三元水相悬浮聚合两步法生产，工艺路径为公司根据生产技术自主设计并购买相关设备，不存 在关键零件需要依赖国外设备的情况，当前进口设备主要源于商业效率考量。目前部分进口的专 业设备适用于自身工艺路径，与设备供应商合作设计，因此实现相关设备
40、较为可行。 为提升国产化率，公司凭借 10 年生产经验，在每年大修期间进行设备国产化改造，预计到 2024 年实现纺丝线、喷丝板、收丝机、聚合釜的国产化。原丝市场份额持续攀升，背靠吉林、精功二系下游客户打开。自吉林碳谷 2011 年投产年产 5000 吨碳纤维原丝项目，经过 10 年发展，公司原丝产能达 4.5 万吨，主要客户包括吉林化纤集团控股 及关联企业、宝武集团相关企业。随着公司碳纤维原丝生产能力提升，作为第一大客户的精功系 占公司销售额占比从 2019 年的 77%下降至 2020 年的 48%，到 2021 年第一大客户占比下降至 38%；2020 年公司多维度开拓下游客户，新增风电
41、行业客户宏发新材，2021 年与恒神股份签 25K 大丝束年度采购合同，同时向江苏恒神、宏发纵横销售 3K 小丝束。吉林市规划助力，产线建设加速，预计到 2025 年形成超 20 万吨原丝产能。2021 年以来，吉林 化纤集团（包括吉林化纤、吉林碳谷、国兴碳纤维等）在吉林市政府支持下，开启吉林市 20 万吨 碳纤维全产业链项目。预计到十四五末，吉林化纤集团将形成 33 万吨原丝、10 万吨碳纤维、6.5 万吨复材生产能力，碳纤维板块产值达 400 亿元。其中吉林碳谷 15 万吨碳纤维原丝项目，作为全 产业链基础项目，预计分三期建设大丝束原丝产线 12 条，投资额 21.44 亿元。该项目于 2
42、021 年 4 月 28 日正式启动，目前已一期竣工。2022 年年初，吉林碳谷“4 万吨原丝项目”的所有生产线 已经陆续建成投产，投产后预计有 4.5 万吨产能，预计到 2025 年原丝产能达 20-25 万吨，成为全 球最大碳纤维原丝生产基地，为吉林碳纤维全产业链发展提供可靠支撑。原丝产品绑定吉林、宝旌需求，下游需求可期。伴随吉林市碳纤维全产业链布局完善，吉林化纤 集团碳纤维及复材项目稳步推进，上市公司吉林化纤的全资子公司吉林凯美克 2021 年筹建年产600 吨小丝束碳纤维生产线并于 2022Q1 实现销售，持股 49%股份的吉林宝旌具备年产 8000 吨 碳纤维生产能力，2021 年
43、9 月定增募投 1.2 万吨复材拉挤板项目。根据公司披露，吉林化纤参股 的吉林宝旌及全资子公司未来建成的 1K、3K 生产线均使用吉林碳谷原丝。此外，集团下属国兴 碳纤维在建 4 条碳化线预计 2022 年上半年全部投产，预计 2022 年吉林化纤集团碳纤维总体产能 近 5 万吨。吉林碳谷与吉林化纤集团旗下其他公司碳纤维需求形成绑定关系，碳纤维原丝下游需 求释放可期。盈利预测我们对公司 2022-2024 年盈利预测做如下假设： 1) 公司 2224 年收入的增长主要来源于碳纤维原丝产品。受益风电叶片大型化+下游应用领域 持续拓展，碳纤维市场需求旺盛，公司有望通过低成本高质量的稳定规模化生产扩
44、张，产 能有序释放，原丝销售快速放大，我们预计在 22-24 年碳纤维原丝营收增速达到 46.0%/64.5%/38.0%。2) 公司是我国碳纤维原丝生产龙头，我们预计 22-24 年原丝销售价格相较 21 年略降，同时随 着丙烯腈产能增加，预计 22 年单吨成本相比 21 年有所下降，23-24 年单吨成本与 22 年一 致，因此公司碳纤维原丝 22-24 年毛利率相较 21 年有所提升，处于 45%-50%。带量试制 品、碳纤维业务毛利率有望稳定在 21 年相同水平，分别为 26.7%、33.3%。由于碳纤维原 丝业务扩张迅速，22-24 年公司综合毛利率相较 21 年有所增加为 46.4%、46.4%和 46.0%。3) 公司 2224 年管理费用率为（含研发）3.55%、2.44%、1.98%，销售费用率为 0.51%、 0.41%、0.36%。管理费用率（含研发）相比 21 年有所下降，主要由于营收持续高速增长， 相对而言费用的增长要慢于营收。相较于 21 年，2224 年销售费用率整体有一定下降。