(報告出品方/作者:山西證券,葉中正、冀泳潔)
2022 年,新材料板塊表現一波三折。1 月初至 4 月末期間,“全球高通脹+地緣政治沖突+美聯儲加息啟 動+國內疫情超預期發展”的宏觀環境組合對成長風格股票形成了較為嚴重的壓制,相比于大盤,對流動性 更加敏感的新材料板塊下殺的更明顯,在此期間萬得全 A 下跌 21.9%,新材料指數下跌 28.9%。5 月初至 8 月中旬期間,國內疫情出現明顯好轉與改善,房地產銷售、工業開工與居民消費出現了邊際向好的跡象, 國內流動性較為寬裕,我們觀察到新材料板塊的修復顯著地強于大盤,在此期間萬得全 A 上漲 15.2%,新 材料指數上漲 38.8%。8 月中旬后至今,國內宏觀經濟表現轉弱,而在近期經濟與防疫政策明顯轉向調整, 新材料呈現走弱調整的態勢,萬得全 A 下跌 8.2%,新材料指數下跌 19.7%。
2022 年新材料子板塊市場表現分化明顯。碳纖維跌 15.1%,有機硅跌 16.3%,可降解塑料跌 16.7%,是 跑贏萬得全 A(跌 18.5%)的三個子板塊,其中有機硅在 2022 年 6 至 8 月期間一度實現正收益;OLED 材 料跌 18.7%,半導體材料跌 23.6%,鋰電池跌 29.0%,膜材料跌 29.5%,鋰電化學品跌 35.7%,明顯弱于大 盤表現。對比業績和增速的關系,我們觀察到全年收益與業績增速負相關,但 2023 年各板塊實現超額收益的概 率較高。成長性更好的板塊在 2022 年表現不佳,原因是在利率上升帶來的全球風險偏好降低的情形之下, 高增速板塊的弱勢反映了其在消化 2019-2021 年積累的高估值。不過市場對成長風格的壓制在 2023 年存在 著較大的消退可能性,我們認為高增速板塊有望在新的一年實現超額收益,因為從估值角度觀察,新材料 各板塊的估值水平已經下降至了較為合理的分位數,2022 年末碳纖維、有機硅、鋰電池、鋰電化學品的估 值分位數分別位于近三年的 4%、0%、2%和 0%水平,具備顯著的配置吸引力,而 OLED 材料、膜材料和 半導體材料的分位數水平分別為 49%、33%和 13%,同樣處于合理水平。
另一方面,從交易擁擠度所處位置觀察,當前新材料及子板塊的交易熱度整體處于近兩年的低位水平, 這意味著新材料板塊的泡沫風險較低。截至 2023 年 1 月 16 日,新材料指數交易擁擠度為 5.94%,處于近兩 年 26.0%分位數水平,短期內有所提升;觀察各個子板塊近期交易擁擠度在近兩年的分位數水平,有機硅擁 擠度分位數為 59.0%,碳纖維擁擠度分位數為 87.0%,鋰電池擁擠度分位數為 80.0%,鋰電化學品擁擠度分 位數為 92.0%,半導體材料擁擠度分位數為 48.0%,可降解塑料擁擠度分位數為 13.0%,OLED 材料擁擠度 分位數為 54.0%,膜材料擁擠度分位數為 60.0%。近期碳纖維、鋰電化學品和鋰電池的交易擁擠度已經出現 明顯跡象,投資者交易新材料板塊的活躍程度已有所上升。
宏觀經濟復蘇預期之下,新材料板塊有望在 2023 年實現利潤增速回升。從上市公司整體角度觀察,2022 年二季度以來 M1 同比增速已經明顯回升,領先全 A 利潤增速 2-3 個季度,因此我們認為全 A 利潤有望在 2023 年回升,這將帶來下游需求的改善和資本開支意愿的提升,從而對新材料需求提升形成支撐,構成新 材料板塊 2023 年利潤增長的重要宏觀驅動力。
另一方面,2023 年的宏觀背景將對新材料指數的上行更加友好,美聯儲加息步伐放緩對成長股領跑意 義重大。加息步伐放緩或將推動外資進一步加速流入 A 股,構成增量資金來源,同時實際利率的震蕩下行 有助于成長股的估值修復,資金面和估值面的轉機或將推動 2023 年新材料指數的上行。
2.1 可降解材料:聚乳酸更有前景和競爭力
2.1.1 聚乳酸:安全、減碳和降低原油依賴的可降解材料
聚乳酸來源于純生物質原料,容易降解、安全性高、綠色低碳,被行業公認為最具市場前景和競爭力 的可降解材料。聚乳酸(PLA),是以乳酸或乳酸的二聚體丙交酯為單體,通過聚合的方式得到的高分子聚 酯型材料,屬于一種人工合成高分子材料,具有生物基和可降解的特點。與傳統塑料和其他可降解塑料相 比,聚乳酸性能優異:第一是生物降解性,聚乳酸因其主鏈上有大量酯鍵-COOR,是有機物中最容易斷裂 的化學鍵,故易于降解。PLA 在堆肥條件下 8-25 周即可降解,即使在自然條件下 3-5 年也會完全降解,而 傳統塑料降解的時間在百年以上。第二是安全性,PLA 來源于植物,主要是玉米、蔗糖等制成乳酸,而乳 酸本就是人體內的單體,故食物安全性很高。第三是原油替代性,降低對石油資源的依賴,是資源優化的 方向。第四是減碳特性,21 年工信部《“十四五”工業綠色發展規劃》中明確提出將聚乳酸作為綠色低碳材 料推廣。同時,與其他可降解材料相比,PLA 本身材料性能優異,具有硬度高、力學性能好、透明度高、 成本低等特點。
兩步法是 PLA 生產的主流工藝路線。目前,由乳酸單體聚合生產聚乳酸的制備方法總體上可以分為兩 種,即由“乳酸—丙交酯”與“丙交酯—聚乳酸”兩階段構成的“兩步法”工藝(或稱“間接法”),和乳 酸直接縮聚成聚乳酸的“一步法”工藝(或稱“直接法”)。目前,采用“一步法”工藝生產制成的聚乳酸 分子量較低,不能滿足下游產品對聚乳酸材料機械性能、耐久性等方面的需求,并且無法有效抑制生產過 程中的可逆反應,產品的收率較低。采用“兩步法”工藝生產聚乳酸,第一步是將乳酸進行脫水酯化,制 得乳酸低聚物,再將乳酸低聚物環化制得丙交酯,并對丙交酯進行提純得到高純度丙交酯;第二步是將丙 交酯進行開環聚合,即可得到純聚乳酸。世界上生產高品質大分子量聚乳酸的企業均采用“兩步法”工藝 進行工業化生產。
丙交酯是 PLA 生產的核心中間體,技術和工藝壁壘高。采用“兩步法”工藝進行生產時,中間體丙交 酯的合成和純化反應條件苛刻、工藝復雜、技術要求較高。丙交酯的生產步驟主要包括利用乳酸先縮聚生成乳酸寡聚體,再將乳酸寡聚體解聚環化生成丙交酯。整個生產過程需要在高溫、負壓以及催化條件下進 行,目前來看生產過程中的技術難點主要包括反應器材質要求苛刻、反應體系黏度過大、反應條件難以控 制、催化劑難以選擇以及綜合收率難以提高等。由于必須用高純度丙交酯才能合成分子量高、物理性能好 的聚乳酸,因此,高純度丙交酯的制造成為“兩步法”工藝流程中的核心和難點,也是國內聚乳酸企業遇 到的主要技術壁壘。
2.1.2 限塑令范圍擴大,聚乳酸增量市場空間廣闊
2023 年 1 月 13 日,工信部、發改委等六部聯合發布《加快非糧生物基材料創新發展三年行動方案》, 奠定了生物基材料未來三年的發展基調。方案提出促進生物基材料優性能、降成本、增品種、擴應用,提 升生物基材料產業協同創新、規模生產、市場滲透能力,推動非糧生物基材料產業加快創新發展。方案明 確了聚乳酸的重點發展方向,支持生物基材料企業與塑料制品、紡織纖維、 醫療器械等下游重點企業搭建 上下游合作平臺,鼓勵可生物降解 產品在餐飲、物流、零售、酒店等領域應用,引導日常消費綠色升級。國內禁塑限塑政策分三階段進行,2023 年起限塑令范圍擴大。近幾年國內陸續出臺關于限塑、禁塑的 政策,但從執行效果來看收效甚微,行業拐點發生在 2020 年,各部委密集出臺限塑禁塑政策。為有序禁止、 限制部分塑料制品的生產、銷售和使用,積極推廣替代產品,規范塑料廢棄物回收利用,建立健全塑料制 品生產、流通、使用、回收處置等環節的管理制度,2020 年國家發改委和生態環境部出臺了《關于進一步 加強塑料污染治理的意見》,以 2020 年底、2022 年底和 2025 年為三大關鍵時間節點,2023 年起“限塑令” 實施范圍進一步擴大,對不可降解塑料袋、不可降解一次性塑料餐具、賓館、酒店一次性塑料用品及快遞 塑料包裝的生產、銷售和使用進行有序禁止、限制,對替代產品進行積極推廣。此項規定的出臺,明確了 “限塑禁塑”的具體時間表,對聚乳酸制品在國內的應用起到了極大的促進作用。
2020 年僅快遞、外賣、地膜和塑料這四個受政策影響的應用領域塑料用量就達到 1120.4 萬噸,而可降 解塑料的滲透率不到 1%,限塑令給 PLA 帶來巨大的市場空間。根據中國化工信息中心數據,截至 2019 年,我國生物基可降解塑料市場中,聚乳酸材料占比已達 25%,可見該材料在應用領域已經被廣泛接受。目前,聚乳酸的主要消費領域是包裝材料,占總消費量 65%以上;其次為餐飲用具、纖維/無紡布、3D 打 印材料等應用。歐洲和北美是聚乳酸最大的市場,而由于中國、日本、韓國、印度和泰國等國對聚乳酸的 需求處于持續增長之中,亞太地區將成為全球增長最快的市場之一。在行業內規模方面,根據中國淀粉工 業協會數據,我國聚乳酸市場已成為一個百億級別的細分市場。從實際需求端看,在各個國家和地區政府 限塑、禁塑法規加持下,全球可降解塑料實際需求保持持續增長的態勢。根據海正生材招股說明書預測, 到“十四五”末期僅快遞、外賣、地膜和塑料這四個領域的國內降解塑料用量將達到 470.4 萬噸,其中聚乳 酸用量將達到 112.7 萬噸,而 21 年國內 PLA 總需求量僅為 4.81 萬噸,市場替代空間大。在政策的持續加 碼下,可以預見的是可降解塑料的市場需將持續放大,滲透率將加速提高。
2.1.3海正生材—率先突破丙交酯實現量產,國內聚乳酸行業領軍者
海正生材在聚乳酸產業的工程和技術方面積累近 20 年,成為國內首家、全球第二家聚乳酸商業化生產 企業,由于技術工藝壁壘高,行業新進入者短期突破難度較大。目前全球具備 PLA 生產能力的主要企業有 美國 NatureWorks、荷蘭 Corbion 以及國內的海正生材、豐原生物。其中,國際龍頭 NatureWorks 花了近 20 年時間才完整掌握丙交酯的制備技術;Corbion 公司 2008 年開始探索工業化丙交酯技術,2017 年丙交酯量 產技術才逐步完善;豐原生物與比利時公司 Galactic 合作,近兩年實現 PLA 量產;公司 2000 年與長春應化 所共同研發聚乳酸生產相關技術,經過 20 年的技術積累,通過自主研發,于 2019 年成功攻克了國外企業 在聚乳酸領域對中國企業的技術封鎖,完成了“乳酸—丙交酯—聚乳酸”全工藝流程的萬噸級規模化量產, 實現了丙交酯這一關鍵原料的進口替代以及聚乳酸從原料端到產品端的完全自主可控,公司進入快速發展 階段。生產聚乳酸所要求突破的技術及生產工藝壁壘,使得行業的新進入者必須通過一段較長時期的技術 摸索,才可能掌握相關技術。
海正生材 2021 年國內市占率 34%,出口市占率 81%,均居國內首位。2018-2021 年度,境內聚乳酸市 場份額主要由 NatureWorks、TCP 和海正生材占據,其中,公司的境內市場占有率分別為 33.15%、25.52%、 21.40%和 34.14%,其他國內聚乳酸企業的境內市場份額均不超過 14%。與 2020 年度相比,2021 年度,TCP 和 NatureWorks 占據的境內市場份額分別下降至 28.56%和 21.40%,而公司的境內市場占有率則大幅上升至 34.14%,成為境內聚乳酸市場占有率最高的企業。2020-2021 年度,我國聚乳酸出口總量分別為 2,858.52 噸 和 6,202.55 噸,其中,公司向境外銷售的聚乳酸數量分別為 1,891.40 噸和 5,035.33 噸,占我國聚乳酸出口 總量的比例分別為 66.17%和 81.18%,體現出公司在我國聚乳酸材料企業走向世界、參與全球競爭這一過程 中的主導地位。
年產 5 萬噸聚乳酸二期項目處于試車階段,產能釋放有望進一步提升市占率。2015-2019 年公司純聚乳 酸年產能為 1.5 萬噸。年產 5 萬噸產線的一期項目 3 萬噸聚乳酸產能于 2021 年實現投產,純聚乳酸產能提 升至 4 萬噸,考慮到產能爬坡,有效產能為 3.45 萬噸。目前二期項目正處于試車階段,預計 2022 年年底純 聚乳酸產能達到 6 萬噸/年,產能釋放將帶動公司業績增長,進一步提升市占率。
2.2 隱身材料:國防技術的勝負手之一
2.2.1 隱身材料的性能和質量是關鍵,研發創新是核心競爭力
吸波材料是指能把投射到它表面的電磁波,通過介質損耗把電磁波能量轉化為熱能或其他形式的能量 的材料,也被稱為隱身材料。由此引出了吸波材料的兩個基本條件,一是入射電磁波最大限度的進入材料 內部,而不是在其表面就被反射,即要滿足材料的阻抗匹配;二是進入材料內部的電磁波能幾乎全部被衰 減掉,即衰減匹配。因此,好的吸波材料幾乎不反射電磁波,而是將它們吸收到內部并全部衰減掉。這兩 個基本條件幾乎成為了科學家們設計吸波材料的指導方針。隱身材料的研制和應用成為評價一個國家隱身技術先進性的主要指標,國家政策為行業發展保駕護航。由于隱身材料技術涉及重大軍事材料的研制,國外在該項技術方面對我國實行嚴密的封鎖,我國研究機構 及參與企業難以取得可以借鑒的技術信息,其具體實現的技術路線較少公開報道,整體來看,隱身能力已 成為衡量現代武器裝備性能的重要指標之一。世界軍事強國的武器裝備隱身化呈現出從部分隱身到全隱身、 從單一功能隱身到多功能隱身、從少數武器裝備隱身到實現多數主戰兵器裝備隱身的循序漸進的發展趨勢, 且隱身技術正向“多頻譜、全方位、全天候、智能化”的方向發展。
隱身材料的性能和質量是關鍵,研發創新是核心競爭力。由于隱身材料的性能和質量在相當大的程度 上決定著武器裝備關鍵構件的使用性能和服役周期,因此相關武器裝備對于隱身材料的性能、質量的要求 非常高,目前國內僅有少數企業能夠進行高性能、實戰化隱身材料的研制生產。隱身材料主要應用于各型 先進武器裝備,技術實現難度較大,某些特殊場合的應用還要滿足更為苛刻的要求,如高溫、高壓或耐腐 蝕等極端惡劣條件,產品的性能穩定性和質量可靠性是客戶優先考慮的重要因素。因此,始終保持高水平 研發創新能力,生產滿足國防需求的高質量、高性能產品,才能保證企業的長期競爭力。
2.2.2 國防裝備支出持續擴大,隱身材料滲透率有望提升
世界正經歷百年未有之大變局,富國強軍方能國泰民安。目前我國面臨的不穩定性和不確定性尤為突 出:反分裂斗爭、國土安全和海外利益仍然形勢嚴峻,提升我國國防實力刻不容緩。“十四五”規劃提出加 快國防和軍隊現代化建設,實現富國和強軍相統一的新時代軍事戰略方針。規劃重點強調了提高國防和軍 隊現代化質量效益、促進國防和軍隊的現代化建設需要從“質量”和“體量”兩方面入手,因此裝備力量 的提升將成為提升國防實力的重要切入點,深度契合我國國防戰略愿景。
地緣政治形勢趨于復雜,國防支出持續提升。從國際局勢看,地緣政治形勢正趨于復雜,為維護國家 安全,加大軍費開支來增強軍事威懾將成為必要選擇之一。我國軍工行業主要資金來源是軍費,軍費支出 規模決定著國防工業的發展進度。近年來,我國國防支出逐年提升,在 2015 年至 2020 年間,復合增長率 達到 7.41%。2021 年全國財政安排國防支出預算 1.38 萬億,比 2020 年預算執行數增長 6.8%。2022 年我國 軍費預算為 1.45 萬億,同比增長 7.1%,增幅比 2021 年上調 0.3 百分點,也是我國自 2019 年以來軍費增速 首次回升至 7%。增加的國防費用主要用于以下幾個方面:一是按照軍隊建設“十四五” 規劃布局,保障重 大工程和重點項目啟動實施;二是加速武器裝備升級換代,推進武器裝備現代化建設;三是加快推進軍事訓練轉型,構建新型軍事人才培養體系,改進和完善訓練保障條件;四是與國家經濟社會發展水平相適應, 改善官兵生活福利待遇,服務軍隊基層建設。
我國國防裝備支出比例將持續擴大,仍有大的增長空間。根據 2019 年 7 月國務院新聞辦公室發布的《新 時代的中國國防》,我國國防費按用途劃分,主要由人員生活費、訓練維持費和裝備費構成。其中,裝備費 用于武器裝備的研究、試驗、采購、維修、運輸、儲存等。我國裝備費從 2010 年的 1,774 億元上升至 2017 年的 4,288 億元,復合增長率達到 13.4%,占整體國防支出比例由 33%上升至 41%。在裝備投入這方面,縱 向來看,這幾年我國處于彌補歷史欠賬階段,裝備的數量和種類都有很大的增長空間;橫向來看,由于目 前我國武器裝備的數量和質量與軍事強國仍存在較大差距,國防裝備支出在國防支出中的占比將逐步擴大, 為國防軍工裝備產業鏈的整體發展創造良好的市場環境
軍事強國的隱身技術滲透率較高,武器裝備已經從航空領域滲透到陸地及航海,而我國隱身技術目前 主要應用于航空領域,下游滲透率有望進一步提升。隱身技術與隱身材料的研究始于德國,發展在美國,并擴展到英國、法國、俄羅斯等軍事先進國家。由于各種新型探測系統和精確制導武器的相繼問世,隱身 兵器的重要性與日俱增,以美國為首的各軍事強國都在積極進行研究并取得了突破性進展。20 世紀 90 年代 至今,軍事發達國家的隱身技術發展也進入了成熟階段。在這一階段,比較有代表性的隱身武器包括新一 代隱身戰斗機、新一代隱身巡航導彈、隱身潛艇、隱身坦克、隱身直升機和隱身無人機等。我國隱身技術 發展較晚,目前主要應用于軍機,參考軍事強國的發展路徑,我國隱身技術滲透率仍有較大提升空間。
2.2.3 華秦科技——獨享紅外隱身細分領域增長紅利
產學研深耕三十年,隱身材料領軍者。公司成立于 1992 年,主要從事特種功能材料,包括隱身材料、 偽裝材料及防護材料的研發、生產和銷售,產品主要應用于我國重大國防武器裝備如飛機、主戰坦克艦船、 導彈等的隱身、重要地面軍事目標的偽裝和各類裝備部件的表面防護。公司經過多年持續艱苦攻關,突破 了多項特種功能材料研發與產業化的關鍵技術瓶頸,主要產品在多軍種、多型號裝備實現裝機應用,隱身 材料及偽裝材料的核心產品分別在 2019 年及 2020 年實現了批產,大力推動了特種功能材料在我國武器裝 備隱身領域和軍事目標偽裝等領域的應用進程,為我國國防科技工業和先進武器裝備建設事業做出了重大 貢獻,對維護國防安全具有戰略性意義。
公司具有領先的核心技術和先發優勢,構筑起長期的競爭壁壘。由于隱身材料的性能和質量在相當大 的程度上決定著武器裝備關鍵構件的使用性能和服役周期,因此相關武器裝備對于隱身材料的性能、質量 的要求非常高,目前國內僅有少數企業能夠進行高性能、實戰化隱身材料的研制生產。公司的隱身材料產 品,從基礎研發到產業化生產經歷了近 30 年,是國內極少數能夠全面覆蓋從常溫、中溫到高溫的隱身材料 設計、研發和生產的企業。特別是在中高溫領域,技術領先優勢明顯,產業化程度突出,已成長為該細分 材料領域的龍頭。此外,軍工產品的資質要求、高難度的技術工藝、較高的研發投入、優秀的研發及生產 人才儲備、完善的質量控制體系和檢測體系,均使得行業新進入者從進入本行業到具備一定競爭力的周期 較長。該行業存在極高的技術研發壁壘、市場先入壁壘、行業準入壁壘等,有助于保持良好的競爭格局, 利好市場先入者。
目前公司定型批產產品只占研發牌號的小部分,未來仍有較大增長空間。目前公司定型批產的產品包 括 3 個牌號隱身材料、2 個牌號偽裝材料,只占公司總研發牌號的小部分。公司仍有 24 個牌號隱身材料、6 個牌號偽裝材料處于小批試制階段;有 19 個牌號隱身材料、3 個牌號偽裝材料處于預研試制階段,各階段 產品形成了良好的生產梯隊,為公司業績增長奠定了良好的基礎
2.3 新能源材料:重點關注鋰電池涂覆材料
2.3.1 勃姆石性能優異,成為無機涂覆材料首選
鋰電池涂覆是一種在鋰電池電芯隔膜或極片進行涂覆的工藝方式,可以提高鋰電池電芯隔膜的耐熱性 和抗刺穿能力,提高鋰電池的安全性能。工業應用的鋰離子電池隔膜主要是聚烯烴類,由于其耐熱性一般, 聚烯烴微孔隔膜在 100℃附近會產生收縮,降低電池性能;當升溫至 130~150℃時,達到聚烯烴材料的軟化 點,使得聚烯烴膜閉孔,阻斷了鋰離子的傳輸路徑,從而導致充放電反應停止,電池失效。由于聚烯烴薄 膜的熔融毀壞溫度與閉孔溫度溫差較小(如 PE 的閉孔溫度約為 130℃,熔融毀壞溫度在 140℃左右),閉孔 后產生的余熱仍然會使隔膜溫度持續上升,從而有可能使隔膜熔毀,發生事故。現有聚烯烴電池隔膜主要 采用表面涂覆無機材料、耐熱高分子材料或兩者配合物的方法進行表面改性,使隔膜在達到聚烯烴軟化溫 度后仍保持原有形狀,防止短路現象發生,提升電池安全性。
無機涂覆隔膜為主流涂覆材料,占涂覆材料比重超 90%。根據高工產業研究院(GGII)數據顯示,鋰 電池隔膜分為涂覆與不涂覆兩種,鋰電池隔膜涂覆占比 45%左右。由于經涂覆的隔膜耐熱性能提高,熱收 縮率降低,因此隔膜涂覆的比例越來越高。目前市面上鋰電池涂覆的技術路線有無機材料涂覆,有機材料 涂覆和有機、無機材料涂覆結合的方式。根據研究機構 EVTank 數據統計,2019 年中國鋰電池涂覆材料出 貨量為 1.55 萬噸,其中無機涂覆材料出貨 1.4 萬噸,占比達 90.32%,有機涂覆材料、有機和無機結合的涂 覆材料占比不到 10%。無機涂覆材料可以提高隔膜絕緣性,降低鋰電池的短路率、提高良品率及安全性, 且下游客戶已形成產業化應用,在各類涂覆材料中占據主導地位。
無機涂覆材料中,應用最多的是勃姆石和氧化鋁,勃姆石的滲透率超 60%。無機涂覆材料中,勃姆石 和氧化鋁占據主要的市場,隨著制備工藝日益成熟以及市場對勃姆石的日益認可,勃姆石在無機涂覆材料 應用中的占比逐漸提升。根據高工產業研究院數據統計,2021 年勃姆石占無機涂覆材料比例已經達到 60%, 較 2016 年增加了 46 個百分點,預計 2025 年勃姆石占無機涂隔膜用量的比例為 75%。
相比于氧化鋁,勃姆石的性能指標更優。勃姆石(Boehmite)又稱一水軟鋁石,化學式為γ-AlOOH, 晶體呈細小片狀。天然的勃姆石無法滿足工業用途,人工合成的勃姆石具有純度高、耐熱溫度高、硬度低、 絕緣性好、化學穩定性強的特點。相比于氧化鋁,勃姆石優勢如下:1) 硬度低,是氧化鋁的 1/3,可降低 設備磨損和加工難度;2)粒徑窄,比重低,可降低涂層的重量和厚度;3)比表面積小,吸水性較弱,更 容易保持隔膜的干燥度。
2.3.2 鋰電池市場空間廣,勃姆石需求高增長
隔膜涂覆為勃姆石主流應用領域,持續加速滲透。鋰電池涂覆的技術路線主要有鋰電池電芯隔膜涂覆 和鋰電池正極、負極材料的極片涂覆。鋰電池涂覆材料涂覆在鋰電池電芯隔膜上,能夠提高隔膜的耐熱性, 增強隔膜的抗刺穿性,提高鋰電池的安全性能。據 GGII 數據顯示,2021 年中國鋰電池隔膜用勃姆石出貨 量 1.8 萬噸,同比增速 120%,全球市場需求為 3.10 萬噸,2021 年勃姆石占無機涂覆隔膜材料比例已經達 到 60%。預計 2022 年中國鋰電池隔膜用勃姆石將超 3 萬噸,同比增速 80%。
在龍頭示范效應下,正極極片邊緣涂覆進入批量導入階段。正極片的尺寸往往小于負極片,極片邊緣 分切過程中產生的毛刺一旦刺穿隔膜,會引起電池短路。涂覆在鋰電池的極片中,可避免正極材料極片的 毛刺刺穿隔膜,提高鋰電池的安全性能,改良電池生產工藝,提高能量密度。寧德時代已經率先將勃姆石 用于正極涂覆,比亞迪的刀片電池也開始采用勃姆石進行正極涂覆,在正極涂覆材料領域勃姆石的使用比 例近 100%。據 GGII 統計,2021 年正極邊涂用勃姆石為 0.7 萬噸,2022 年前三季度,壹石通銷售的正極邊 涂用勃姆石大 0.8 萬噸。正極涂覆在下游龍頭企業的帶領下滲透率有望進一步提升。
新能源汽車和鋰電池行業發展迅猛,拉動鋰電隔膜用勃姆石需求高增。2021 年新能源汽車銷量同比增速 158%,帶動動力鋰電池出貨量同比上升 183%,預計 2022 年國內新能源汽車銷量有望超 600 萬輛。據高 工產業研究院(GGII)統計數據顯示,2021 年中國鋰電池出貨量為 327GWh,同比增長 130%;預計 2022 年,中國鋰電池出貨量有望超 600GWh,同比增速有望超 80%;預計 2025 年中國鋰電池市場出貨量將超 1550GWh,2021-2025 年復合增長率為 42.59%。據 GGII 數據顯示,2021 年中國鋰電池隔膜用勃姆石出貨 量 1.8 萬噸,同比增速 120%,全球市場需求為 3.10 萬噸;受下游新能源汽車拉動,預計 2022 年中國鋰電 池隔膜用勃姆石出貨量將超 3 萬噸,同比增速超 80%,預計到 2025 年全球市場需求為 17.60 萬噸,國內需 求量為 8.20 萬噸,2021-2025 年均復合增長率超 46%。
2.3.3 壹石通——勃姆石龍頭供應商,全球市占率超 50%
勃姆石制造工藝復雜,粒徑分布、磁性異物含量和含水量為衡量其性能的核心指標,公司產品性能指 標領先。壹石通鋰電勃姆石制備工序包括:原料制漿、漿料處理、晶型轉化、后處理、干燥、氣流打散、 包裝等環節;需要用到的核心技術包括:勃姆石生產技術、晶體生長控制技術、無污染氣流磨粉碎技術和 磁性異物的檢測技術等。通過多年技術研發和產品迭代,公司掌握核心制備工藝,深刻理解轉化溫度、晶 體生長等特殊工藝參數,自主研發設計了自動化生產線,能夠滿足客戶對勃姆石高純度、低磁性異物等指 標的更高要求,存在一定的 know-how 性質。目前公司勃姆石產品的技術指標在業界處于領先水平,根據公 司客戶三星 SDI 日本研究所表示,公司的勃姆石 BG 系列產品與對標產品相比,具有粒徑小、透氣性好、 隔膜粘結力強、耐熱性好等特點,在電池性能上表現更優。
公司超越德國 Nabaltec 成為全球最大鋰電池用勃姆石供應商,全球市占率超 50%。勃姆石的主要供應 商為壹石通、德國 Nabaltec、中鋁鄭州研究所,國內新進入者有國瓷材料、極盾新材料,鋰電池勃姆石市場 高度集中,近年來行業集中度 CR2 高達 80%。根據 GGII 數據統計,2021 年壹石通全年勃姆石出貨量為 1.65萬噸,全球市占率提升至 50%以上,較 2019 年提升 14 個百分點,國內市占率超 80%,順利成為全球最大 的鋰電池勃姆石廠商。
公司積極擴產,產能釋放節奏領先行業,2022 年底產能有望達到 6 萬噸。2018/2019/2020 年,公司勃 姆石產能為 0.3/0.4//0.8 萬噸;2021 年底公司擁有產能 1.5 萬噸,截至 2022H1 公司擁有 2.5 噸產能。2022 年 2 月公司發布定增項目擬擴產 2 萬噸勃姆石項目,上半年公司定增項目落地。公司在蚌埠自貿區設立勃姆石 生產基地,項目一期 4 萬噸產能建設進展順利,其中第一條生產線 2 萬噸已經于 2022 年 8 月投產,預計 2022 年底項目一期建成投產,項目二期 8 萬噸產能將在 2023-2024 年投產,2022 年底公司產能將達 5-6 萬噸。公司產能釋放節奏遠遠領先于同行業,市占率有望進一步提升。
壹石通也是高端電子通信材料新進入者,有望成為第二增長曲線。目前,日本龍森公司、日本電化株 式會社和日本新日鐵公司三家企業占據全球球形二氧化硅功能填料 70%的市場份額,日本雅都瑪公司壟斷 了 1 微米以下的球形二氧化硅功能填料市場。技術層面,日本廠商在 Low-α(低放射性)控制、納米級產 品、磁性異物控制上仍處于行業領先地位,公司采用特有的 Low-α金屬氧化物粉體制備技術、流化床氣流 粉碎技術使二氧化硅產品磁性異物含量低,粒徑分布窄,穩定性好,在介電常數、介質損耗等關鍵指標上 已與日本電化株式會社、聯瑞新材達到同一水平。公司的高純二氧化硅粉體材料為日本雅都瑪等日韓企業 長期穩定供貨,并獲得廣泛認可。2022 年上半年公司規劃電子通信材料“年產 15,000 噸電子功能粉體材料 建設項目”,將新增年產 9800 噸導熱用球形氧化鋁、5000 噸鋰電池涂覆及電子陶瓷用亞微米高純氧化鋁和 200 噸芯片封裝用 Low-α射線球形氧化鋁產能,公司在該領域加速擴產,有望為公司的業績貢獻增量。
2.4 碳纖維:輕量化時代的必需品
2.4.1 碳纖維——“新材料之王”
碳纖維憑借其優異的物理和化學性能,被稱為“新材料之王”。碳纖維(Carbon Fiber,CF)是由聚丙 烯腈(PAN)在 1000℃以上的高溫環境下裂解碳化形成碳主鏈結構的無機纖維,是一種含碳量高于 90%的 無機高分子纖維。碳纖維具有出色的力學性能和化學穩定性,密度比鋁低,強度比鋼高,是目前已大量生 產的高性能纖維中具有最高的比強度和最高的比模量的纖維,并具有低密度、耐腐蝕、耐高溫、耐摩擦、 抗疲勞、電及熱導性高、熱及濕膨脹系數低等特點,是發展國防軍工與國民經濟的重要戰略物資。耐腐蝕、 耐高溫、膨脹系數小的特點使其得以成為惡劣環境下金屬材料的替代材料;導電導熱特性拓展了其在通訊 電子領域的應用;作為目前實現大批量生產的高性能纖維中具有最高比強度(強度比密度)和最高比剛度 (模度比密度)的纖維,碳纖維是航空航天、風電葉片、新能源汽車、交通運輸、體育休閑等具有輕量化 需求領域的理想材料。按照力學性能,碳纖維可分為標模(拉伸模量約 230-265GPa)、中模(拉伸模量約 270-315GPa)和高 模(拉伸模量大于 315GPa),業內主要采用力學性能進行分類,分類主要參考日本東麗的牌號,并以此為 基礎確定自身產品的牌號及級別。
碳纖維產業鏈覆蓋范圍廣,完整的碳纖維產業鏈包含從化石燃料到終端應用的完整制造過程。產業鏈 上游企業先從石油、煤炭、天然氣等化石燃料中制得丙烯,并經氨氧化后得到丙烯腈。丙烯腈經聚合和紡 絲之后得到聚丙烯腈原絲;再經過預氧化、低溫和高溫碳化后得到碳纖維;碳纖維可制成碳纖維織物和碳 纖維預浸料;碳纖維與樹脂、陶瓷等材料結合,可形成碳纖維復合材料。最后由下游企業通過各種成型工藝得到應用領域需要的最終工業產品。碳纖維產業鏈中上游存在較高的技術壁壘。
2.4.2 國內碳纖維需求強勁,下游應用高景氣
碳纖維市場需求旺盛,中國成為全球主要需求國。根據賽奧碳纖維統計數據,2019 年,全球碳纖維需 求量突破 10 萬噸,同比增長 12.31%。2020 年受到疫情影響全球碳纖維需求增長幅度較小,需求量仍然達 到 10.7 萬噸。2021 年我國碳纖維需求量達到 6.24 萬噸,同比增長 27.87%,2021 年中國碳纖維需求占全球 需求量的 52.9%,成為全球最大的需求國。近年來,我國碳纖維需求量快速增長,2015-2021 年復合增長率 達到 24.7%,市場需求旺盛。根據賽奧碳纖維預測,到 2025 年全球碳纖維消費量預計將達到 20 萬噸,對應 5 年復合增速 13.3%,到 2030 年全球碳纖維消費量將達到 40 萬噸,對應 2025-2030 年復合增速約為 14.9%。
碳纖維市場規模呈遞增趨勢,2020 年超 10 億美元。我國碳纖維市場規模逐年上漲,2019 年市場規模實現 8.22 億元,同比增長 15.61%;2020 年市場規模達到 10.27 億美元,同比增長 24.94%,5 年復合增長率 約 17.6%。隨著我國碳纖維行業相關技術突破及產業化水平提高,國產化率持續提升,市場規模將持續增長, 根據賽奧碳纖維預測,2025 年市場規模將達到 20.66 億美元,對應 5 年復合增長率為 15%。
全球來看,風電葉片、體育休閑、航空航天是碳纖維的三大主要應用領域。2021 年,全球碳纖維需求 量約為 11.8 萬噸,其中,風電葉片是最大的應用領域,用量為 3.3 萬噸,占比 28.0%;其次為體育休閑,用 量 1.85 萬噸,占比 15.7%,同比增長 20.13%;第三大應用領域為航天航空,用量 1.65 萬噸,占比 14.0%, 在 2020 年疫情沖擊下該應用板塊遭受重創,導致近兩年全球航天航空用碳纖維增速急劇下降。我國碳纖維應用領域主要集中在風電葉片和體育休閑,合計占總需求 64%。2021 年中國碳纖維主要應 用在風電葉片和體育領域,其中風電葉片對碳纖維需求量為 2.25 萬噸,占總需求量的 36.0%;其次為體育 休閑用量 1.75 萬噸,占總需求比重為 28.1%;碳碳復材對碳纖維需求量實現快速增長,21 年用量達到 0.7 萬噸,占比 11.2%,同比增長 133.3%。建筑補強、壓力容器、混配模成型、航空航天等領域比重在 3-5%左 右。全球風電葉片應用領域中,我國需求量占比達到 68.2%;體育休閑領域中,我國需求量占比達到 94.6%;國內航天航空領域僅占全球 12.2%的需求量,存在較大的增長空間。
我國碳纖維需求增長強勁,國產化率顯著提升。2021 年,我國碳纖維需求量約為 6.24 萬噸,同比增長 28%,近 5 年復合增長率約為 26.1%。2021 年國產碳纖維需求量約為 2.93 萬噸,同比增長 58%,近 5 年復 合增長率高達 52%,國產碳纖維需求增勢強勁。根據賽奧碳纖維預測,到 2025 年國內需求量將達到 14.9 萬噸,對應年復合增長率 25.1%,其中國產碳纖維需求量將達到 8.3 萬噸,對應年復合增長率 35%。2015 年我國碳纖維國產化率僅為 15%,隨著國內企業逐步實現技術突破和產業升級,產品質量和穩定性不斷提 升,2021 年碳纖維國產化率達到 46.89%,預計碳纖維國產化替代進程將持續加速推進。
碳纖維應用廣泛,前景廣闊,國產替代空間巨大。近年來,我國碳纖維行業發展迅速,風電葉片是我 國碳纖維的主要應用領域之一,十四五期間,風電葉片仍將是我國重要的碳纖維增量市場;隨著國產飛機 的交付與投產,航天航空領域將拉動碳纖維產業持續放量;體育休閑作為碳纖維行業的重要市場,也將持 續穩健增長的態勢;碳纖維在壓力容器、碳碳復材、汽車等領域的應用,也將在儲能、光伏及新能源等高 景氣行業的拉動下打開新的增長空間。
碳纖維行業產能集中,全球供應呈現壟斷格局。從全球制造商看,2021 年具有最大運行產能的是日本 東麗和卓爾泰克,共計約 5.75 萬噸,其次是吉林化纖,產能 1.60 萬噸,美國赫氏 1.60 萬噸,接下來依次是 日本東邦 1.45 萬噸,日本三菱 1.43 萬噸,德國西格里 1.30 萬噸。全球碳纖維行業的產能 CR3 和 CR5 分別 為 44%和 58%,由于日本、美國研發較早,工藝技術完備,生產的碳纖維無論質量還是數量上均處于世界領先地位。
國內碳纖維產能利用率不斷提升。21 世紀初,我國碳纖維企業始終無法取得關鍵技術突破,生產線運 行能力差,產品質量不穩定,導致“有產能,無產量”現象嚴重。2015 年我國碳纖維產能利用率僅為 10.68%, 近五年來隨著國內相關技術突破以及生產工藝的優化,產能利用率明顯提升,2020 年產能利用率達到 51.10%,2021 年產能利用率有所下降,這主要是因為企業的擴建產能大多是在 21 年年底完成,產能爬坡 需要一定的時間。與國際上 60%-80%的產能利用率相比,國內產能利用率仍然有很大的提升空間,上升趨 勢有望延續。
2.4.3 中復神鷹——民用碳纖維龍頭,下游需求高景氣
公司率先突破干噴濕紡碳纖維制造工藝,建成穩定產業化生產線。公司成立于 2006 年,是一家專業從 事碳纖維研發、生產和銷售的國家高新技術企業,對外銷售主要產品為碳纖維,產品廣泛應用于航空航天、 碳芯電纜、體育休閑、壓力容器、風電葉片等領域。公司設立之初至 2012 年,主要從事濕法 T300 碳纖維 的研發、生產;2009 年公司啟動干噴濕紡碳纖維技術攻關;2013 年公司在國內率先突破了千噸級碳纖維原 絲干噴濕紡工業化制造技術,建成了國內首條千噸級干噴濕紡碳纖維產業化生產線;2019 年公司實現 SYT65(T1000 級,QZ6026 標準)百噸工程化,率先建成了基于干噴濕紡工藝的百噸級超高強度 QZ6026 碳纖維生產線,實現了連續穩定運行,項目總體技術達到國際先進水平。干噴濕紡工藝相比于濕法工藝, 在表面結構、拉伸強度以及復合材料加工工藝性能上具有明顯的優勢,是先進的碳纖維原絲技術路線。由 于干噴濕紡技術難度高,國內外具有干噴濕紡碳纖維生產技術的企業較少。公司碳纖維產品類別豐富,基本實現了對國際領先企業日本東麗主要碳纖維型號的對標。公司對外銷 售產品主要為碳纖維,主要產品型號包括 SYT45、SYT45S、SYT49S、SYT55S、SYT65 和 SYM40 等,SYT45S、 SYT49、SYT49S 屬于 T700 級碳纖維,SYT55S 屬于 T800 級碳纖維,SYT65 屬于 T1000 級碳纖維。公司產 品型號基本實現了對日本東麗主要碳纖維型號的對標,涵蓋了高強型、高強中模型、高強高模型等類別, 在航空航天、風電葉片、體育休閑、壓力容器、碳/碳復合材料、交通建設等領域廣泛應用。
西寧 2 萬噸產能落地在即,規模化效應可進一步降低產品單位成本,支撐公司盈利能力上行。碳纖維 下游應用領域廣闊,近年來市場需求保持穩定增長,預計 2025 年碳纖維市場需求量將達到 20 萬噸,年復 合增速超過 10%。航空航天、體育休閑等傳統領域的需求穩步發展同時,風電葉片、壓力容器、碳/碳復合 材料等新興領域成為驅動市場的重要引擎。截至 2021 年底,公司現有產能為 1.15 萬噸/年,包括連云港生 產基地的 3500 噸/年產能,以及西寧萬噸碳纖維項目于 2021 年建成并投產的 8000 噸/年產能。公司基于行業高景氣度布局擴產,包括西寧萬噸高性能碳纖維及配套原絲項目,年產 14000 噸高性能碳纖維及配套原 絲建設項目,航空航天高性能碳纖維及原絲試驗線項目及碳纖維航空應用研發及制造項目,在 2024 年有望 建成投產 2.77 萬噸產能規模。隨著公司萬噸募投項目的投產,規模化效應可以有效降低產品單位成本。此 外,西寧項目在電價、能源、土地等多方面具有一定成本優勢,有望進一步提高公司的盈利能力。
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