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2011年高性能纖維新材料產業研究與投資分析

作者: 來源: 日期:2018/3/9 15:58:55 人氣:2379
一、高性能纖維復合材料
1、高分子復合材料簡介
高分子復合材料是高分子材料和另外不同組成、不同形狀、不同性質的物質復合粘結而成的多相固體材料,并且擁有界面的材料。高分子結構復合材料主要包括:
①、增強劑。為具有高強度、高模量、耐溫的纖維及織物。
②、基體材料。主要是起粘合作用的膠粘劑,如不飽合聚酯樹脂、環氧樹脂、酚醛樹脂、聚酰亞胺等熱固性樹脂及苯乙烯、聚丙烯等熱塑性樹脂。
高分子復合材料最大優點是博各種材料之長,如高強度、質輕、耐溫、耐腐蝕、絕熱、絕緣等性質,根據應用目的,選取高分子材料和其他具有特殊性質的材料,制成滿足需要的復合材料。
2、高性能纖維復合材料簡介
高性能纖維復合材料屬于高分子復合材料,它是由各種高性能纖維作為增強體置于基體材料復合而成。其中高性能纖維是指有高的拉伸強度和壓縮強度、耐磨擦、高的耐破壞力、低比重 (g/m3) 等優良物性的纖維材料,它是近年來纖維高分子材料領域中發展迅速的一類特種纖維。
高分子復合材料與傳統材料相比,具有更高的比強度、耐化學品和耐熱沖擊性,以及更大的設計靈活性。按照合成的原料不同,高性能纖維主要分為碳纖維、芳綸纖維、特殊玻璃纖維、超高分子聚乙烯纖維等,其中碳纖維(Carbon Fiber)、芳綸纖維(Arimid Fiber)、超高分子量聚乙烯纖維(HMPE)是當今世界三大高性能纖維。
高性能纖維的發展是一個國家綜合實力的體現,是建設現代化強國的重要物資基礎。高性能纖維復合材料是發展國防軍工、航空航天、新能源及高科技產業的重要基礎原材料,同時在建筑、通信、機械、環保、海洋開發、體育休閑等國民經濟領域具有廣泛的用途。
高性能纖維復合材料應用領域
①、航天軍工:飛機、衛星、火箭、導彈、雷達等。
②、體育用品:高爾夫球槽、球拍、雪橇、滑雪板、曲棍球棒、釣魚竿和自行車等。
③、工業應用:
基礎設施:修復、更新和加固等。
新能源開發:沿海油氣田、深海油田的鉆井平臺、管道和纜繩等,以及風力發電機的螺旋槳和風葉、光伏產業熱場材料等。
陸地交通:剎車系統、轉動軸、車身以及環保汽車用的壓縮天然氣氣瓶等。
電子領域:通信、廣播、地球觀測、空間探測以及各種飛行器的高精度天線等。


二、高性能纖維復合材料前景
1、全球高分子復合材料市場格局
全球復合材料工業的發展速度遠遠高于世界經濟的增長速度,2009 年全球復合材料的產量約900 萬噸,總產值約1000 億歐元。其中北美、歐洲和亞洲是三個最大生產和應用地區,全球樹脂基復合材料的年平均增長率在5%以上,其中亞太地區的增長率可達7%(中國約為9.5%、印度約為15%、歐洲和北美地區為4%)。
根據JEC 集團2010 年最新調查研究報告顯示,最近幾年全球復合材料需求增長一半都在亞洲,預計亞洲在全球復合材料市場所占比重將從本世紀初的25%提升至2010 年的51%。其中亞洲的風能市場有望獨自占據全球復合材料市場的5%。重量減輕問題將驅動新型商業飛機的發展采用更多的復合材料,航空航天業每年也都會有11%的產量增長。在基礎設施快速發展的推動下,預計到2015 年亞洲復合材料產量將翻番以上,即達到1000 萬噸。
全球復合材料發展的大趨勢是,整個行業的重心正在從歐美發達國家轉向亞洲。預計中國和印度的經濟增長和基礎設施建設將進一步推動亞洲高分子復合材料市場的增長,未來將在全球價值190 億美元高分子復合材料市場中發揮更大作用。
2、國內高性能纖維復合材料需求空間大
21 世紀以來,全球復合材料市場快速增長,亞洲尤其中國市場增長較快。2003-2008 年中國年均增速為15%,印度為9.5%,而歐洲和北美年均增幅僅為4%。2009 年,中國復合材料產量達323 萬噸,全球占比為25.78%,已先后超過德國、日本而居世界第二位,并接近居世界首位的美國水平。
從復合材料的應用領域來看,國內市場中復合材料最大的應用領域為建筑和基礎工程,合計約為71%,而用于交通運輸的比例相對比較小,只占5%,低于全球24%平均水平;在工業設備領域比例為10%,也低于全球26%的平均水平。根據JEC 集團的2010 復合材料市場年度調查結果,到2013 年中國將占據全球復合材料市場增長43%的份額,其中在建筑施工領域將占市場增長率的67%。隨著中國在2009 年成長為世界最大的汽車市場,預計中國道路運輸行業所需復合材料也將占據全球同類行業45%的市場份額。預計到2015 年,“十二五”期間,中國復合材料需求量達到600 萬噸。
隨著國民經濟的高速發展,經濟結構的轉變,新能源、環保、高端裝備制造等其他新興產業的加快發展,國內高性能纖維復合材料需求將日漸強勁。其中交通運輸、工業設備發展推動高分子復合材料增長潛力很大,從子行業應用看,航天航空、汽車、風電等行業需求增長力度較強。
3、航空航天領域-趨勢、需求是驅動力
在飛機制造方面,全球小型商務機和直升飛機的復合材料用量已占70%一80%,軍用機30%一40%,大型客機15%一20%。高性能纖維在飛機上的比例已從原來的10%-20%上升至50%-80%。
波音公司和空中客車公司為了搶占世界飛機制造市場,投入大量人力和資金開發新型客運飛機,大量使用高性能復合材料,新型飛機中復合材料的比例逐年增加,波音787 客機達到全機結構質量比的50%,空中客車A350 客機也達到了全機機構質量比的40%。未來幾年中國飛機制造行業對高性能纖維復合材料的需求將迅速增長。根據中國航空工業第一集團公司預測,到2024 年,國內航空運輸飛機擁有量將達到3165 架,其中大型客機將達1,896 架。波音公司的2006 年中國地區“當前市場展望報告”預計到2025 年中國運輸飛機數量達到3900 架(為現有飛機數量的3 倍),將成為僅次于美國的全球第二大航空市場。另外在發展太空探索科技領域,對高性能纖維復合材料的需求也在增加。
4、汽車領域-安全、輕型化發展、需求是驅動力
過去10 年,國內汽車生產和市場以超過GDP 增速近一倍的高速度成長。中汽協公布 2010 年中國汽車銷售1804 萬輛,同比增長 32.2%。伴隨近年來國內人均GDP 的快速增長以及汽車均價下探,R(車價/人均GDP)值也呈快速下降趨勢,2009 年達到3.1。根據海外發達國家汽車市場的經驗顯示,R 值可被用來衡量一國汽車市場所處的發展階段。一般當R 值在2-3 時,將進入至少10 年的私人汽車大規模普及階段。另外考慮國內千人汽車保有量偏低,我們認為,中國汽車市場依然有較大增長空間,預計未來 15 年中國汽車銷售復合增速將達到13%。
由于環保和節能的需要,汽車的輕量化和環保已經成為世界汽車發展的潮流。實驗證明,若汽車整車重量降低10%,燃油效率可提高6%—8%;汽車整備質量每減少100 公斤,百公里油耗可降低0.3—0.6 升;汽車重量降低1%,油耗可降低0.7%。高性能纖維復合材料作為一種先進的輕質高強材料,正好迎合了未來汽車輕量化發展方向的要求。
5、風力發電領域-大容量發展、需求是驅動力
自2006 年國內頒布《可再生能源法》后,國內風電行業就進入了高速發展階段。2009 年,國內風電新增裝機容量1380.3 萬千瓦,增長率連續6 年超過100%,居世界第一,成為增長速度最快的國家;累計裝機容量達到2580 萬千瓦,超過德國,位列全球第二。根據中國風能協會預測,2020 年中國風電累計裝機容量將達2.48 億KW,較2009 年增長近10 倍,年復合增長率達22.8%。
隨著現代風電技術的發展及日趨成熟,風力發電機組研究沿著增大單機容量、減輕單位千瓦質量、提高轉化效率的方向發展;海上風電的開發,對大型風電組的需求亦將增加。目前國內海上風電開發方興未艾,根據世紀證券研究所電力設備研究員的預計,到2015 年,國內海上風電開發潛力為1500 萬千瓦,到2020 年達到3500 萬千瓦,年均新增海上風電裝機300 萬千瓦。
在歐洲和北美地區,陸地風電主流機型向3MW 發展,海上主流機型向3-5MW 發展。目前,美國7MW 風電機組研發成功,西班牙8MW 風電機組正處于研發過程。2008 年全球新增風電機組的平均功率已經達到1560kW。2009 年,國內風電場新安裝的MW 級風電機組已占當年新增裝機容量的86.8%。
風力發電需要大量復合材料,目前絕大多數風力發電機的轉子葉片、機艙罩和整流罩都采用復合材料制造。風機葉片是風力發電機的核心部件,造價約占整個設備的1/4 到1/3。由于當葉片長度增加時,質量的增加要快于能量的提取,隨著葉片長度的增加,對增強材料的強度和剛度等性能提出了新的要求,玻璃纖維在大型復合材料葉片制造中逐漸顯現出性能方面的不足,因此,在發展更大功率風力發電裝置和更長轉子葉片時,采用高性能纖維復合材料勢在必行。


三、高性能纖維發展受益于政策扶持
大力發展高性能纖維及其上下游產品完全符合產業結構調整和國家產業政策的要求。《化纖工業“十一五”發展指導意見》將三大高性能纖維均入“十一五”期間化纖高新技術纖維發展重點;《關于加快培育和發展戰略性新興產業的決定》高性能纖維列入新興產業,并指出要提升碳纖維、芳綸、超高分子量聚乙烯纖維等高性能纖維及其復合材料發展水平;《石油和化工“十二五”科技發展規劃綱要》征求意見稿提出“十二五”期間,重點開發特種纖維(主要含碳纖維(Carbon Fiber)、芳綸(Arimid Fiber)、超高分子量聚乙烯纖維(HMPE)等)及其樹脂基復合材料。
2007年3月,《化纖工業“十一五”發展指導意見》提出:①、碳纖維(Carbon Fiber),進行原絲、預氧化絲、碳纖、預浸布及復合材料等產業鏈一體化研發,實現千噸級產業化突破。其中:T-300 型為主的碳纖維產業鏈力爭突破3000 噸/年的產業化規模;T-700 等高性能碳纖維產業鏈在中試研發基礎上,實現500 噸級產業化。②、芳綸纖維(Arimid Fiber),高強高模芳綸1414 是“十一五”攻關重點,急需在中試研發基礎上,采用多種形式,實現500 噸級產業化突破;耐高溫芳綸1313 在已實現產業化初步成果基礎上,進一步優化工藝技術,提高水平,穩定生產,擴大應用,力爭總產能突破6000 噸/年。③、超高聚乙烯纖維(HMPE),HMPE纖維產業化是國內自主研發高性能纖維最為成功的
品種,要積極穩妥地鞏固研發成果,進一步提高水平,開拓應用領域,爭取實現3000 噸/年的產業化突破。
2010年1月,《關于加快培育和發展戰略性新興產業的決定》,高性能纖維列入新興產業,將重點提升碳纖維、芳綸、超高分子量聚乙烯纖維等高性能纖維及其復合材料發展水平。
2010年1月,《石油和化工“十二五”科技發展規劃綱要》征求意見稿,“十二五”期間,重點開發特種纖維(主要含碳纖維、芳綸、超高分子量聚乙烯纖維等)及其樹脂基復合材料。


四、高性能纖維復合材料產業鏈
從產業鏈來看,高性能纖維復合材料的直接上游是作為增強體的高性能纖維和基材,其中高性能纖維起著決定性的作用,是研究的重點。高性能纖維復合材料下游為各經濟領域。
基材分金屬、非金屬;高性能纖維增強材料分碳纖維、芳綸纖維、特殊玻璃纖維、超高聚乙烯纖維。
㈠、高性能纖維之一:碳纖維(Carbon Fiber)
1、簡介
碳纖維是含碳量在95%以上的新型高性能纖維,可用來替代銅、鋼鐵等金屬。它是由有機纖維經碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。其中聚丙烯腈(PAN)基碳纖維是當今世界碳纖維發展的主流,占世界碳纖維市場的90%以上。
碳纖維具有輕質高強、高模量、耐高溫、耐腐蝕、耐疲勞、抗蠕變、導電、傳熱等特性,屬典型的高新技術產品。目前成熟市場有航空航天及國防領域和體育休閑用品;新興市場有增強塑料、壓力容器、建筑加固、風力發電、摩擦材料、鉆井平臺等;待開發市場有汽車、醫療器械、新能源等。
碳纖維的分類與性能:碳纖維按照用途可分為兩類:一是24K 以下的為宇航級小絲束碳纖維(1K 的含義為一條碳纖維絲束含1000 根單絲),二是48K 以上為工藝工業級大絲束碳纖維。碳纖維主要有四種產品形式:纖維、布料、預浸料坯和短切纖維。布料是指由碳纖維制成的織品;預浸料坯是將碳纖維按照一個方向一致排列,并將碳纖維或布料經樹脂浸泡使其轉化成片狀;短切纖維指的是短絲。
2、全球碳纖維概況-供過于求的可能性較大
國際上PAN 基碳纖維的生產,從20 世紀60 年代起步,經過70-80 年代的穩定,90 年代的飛速發展,到21 世紀初其生產工藝技術已經成熟。起初,碳纖維主要用于軍工和宇航,經過40 余年的發展,其應用領域正在向工業領域和普通民用領域擴大。
根據“2010 美國碳纖維會議”最新數據顯示,2010 年航空航天業用量為6390 噸,預計到2014 年將增至11550 噸,增幅約為80%;2010 年消費品和娛樂業用量為7000 噸,預計到2014 年將增至8 840 噸,增幅約為26.3%;2010 年能源和工業用量為25850 噸,預計到2014 年將增至58870 噸,增幅為128%,年復合增長率為22.85%。其中碳纖維在工業能源領域應用占比將從65.88%提高至74.32%。
由于碳纖維生產工藝復雜、技術含量高,加之政治因素限制技術和設備等引進,目前全球碳纖維技術和生產仍主要控制在日本和美國手中。全球可實現碳纖維產業化的國家和地區不足20 個;規模化生產企業不超過12 家。日本東麗、日本東邦、美國卓爾泰克、日本三菱麗陽是全球碳纖維產能排名前四的生產商,這四家分別占全球碳纖維總產能的23.4%、17.1%、14.3%和10.3%。
根據“2010 美國碳纖維會議”最新數據顯示:2010 年聚丙烯腈基小絲束(24K 以下)碳纖維的設計產能為55950 噸,預計到2014 年將增加到68150 噸;2010 年聚丙烯腈大絲束碳纖維的設計產能為24050 噸,預計到2014 年將增加到43700 噸。若按照目前50%-70%的產能利用率計算,2010 年,碳纖維供需基本平衡,2014 才年將出現供給缺口,但若產能利用率提高,供過于求的可能性較大。
3、國內碳纖維進口替代空間大
國內碳纖維的生產和使用尚處于起步階段。目前國內碳纖維市場需求旺盛,因產能和技術瓶頸,碳纖維需求基本依賴進口。據統計,2008 年國內聚丙烯腈基碳纖維產量不到500 噸,進口量約6000 噸。截至2009 年底,國內碳纖維的需求總量已超過8000 噸,實際碳纖維產量僅900 多噸,進口依賴率高達83.9%。
2010 年國內碳纖維需求達到 1 萬噸左右,截至2009 年底,國內碳纖維生產企業有23 家,總產能為4000 噸/年,規模都在千噸以下,成本較高。在建或計劃建設規模較大的碳纖維項目包括藍星碳纖維項目、中油吉化碳纖維項目和中鋼吉炭江城碳纖維項目。
隨著油價高漲,節能概念與減碳環保意識抬頭,碳纖維材料因具有輕、強之特性,將使得其在新興產業的需求量將不斷增長,國內碳纖維進口替代空間較大。
4、國內碳纖維技術仍待突破
目前國內少數利用自主技術研制的國產T300、T700 碳纖維產品已經達到國際同類產品水平。制約國內碳纖維發展的主要因素有兩個方面:一是碳纖維原絲質量問題。國產原絲在純度、強度以及均質化方面與國外相比存在較大差距,大大制約了國產碳纖維的產品質量。目前國內只有以奇峰化纖為首的幾家公司能夠批量生產 T300 級原絲,其余依靠進口,而 T300 以上碳纖維原絲國外實施封鎖,只出售附加值更高的碳纖維成品。二是耐高溫材料及大型高溫爐。國產碳化爐采用僅能允許在1400℃以下溫度使用的碳化硅作為發熱體,國外采用高純石墨材料1800℃以上的高溫碳化爐嚴格限制對國內的出口,中等規模的高溫碳化爐進口價格高,導致國產碳纖維裝置的建設成本過高,無法與進口纖維競爭。
5、碳纖維成本構成與盈利情況
PAN 基碳纖維生產成本主要包括PAN 原絲生產成本和碳纖維生產成本。根據一般規律,生產1Kg 碳纖維需要消耗 2.2kgPAN 原絲,即生產500t碳纖維需配備1100t PAN 原絲生產能力。以山東省碳纖維工程技術研究中心數據,以500t 碳纖維為例,2010 年丙烯晴1.87 萬元/噸的平均銷售價格粗略計算,單噸碳纖維的生產成本約為15.8 萬元,原絲成本占比為30%,為4.65 萬元/噸。
民用碳纖維價格競爭優勢不強,軍工級碳纖維價格相對較高。目前國內民用碳纖維市場售價一般在10 萬-20 萬元/噸左右,國外產品價格較高,受制于成本壓力及國外產品競爭雙重壓力,國內碳纖維企業盈利空間有限;軍工級碳纖維的售價為200-300 萬元/噸,相對較高。碳纖維產業是由原絲(PAN)生產到碳纖維,再到預浸料再到具體的終端產家這么一個產業鏈。目前, 原絲的售價是40 元-50 元/公斤,碳纖維為200 元/公斤,預浸料為500 元/公斤,每一級的深加工都有高幅度的增值。
若碳纖維價格維持低位,將促進其在工業應用范圍,若碳纖維價格出現上漲,國內外存量產能及新增產能釋放將抑制其上升空間,綜合來看,目前碳纖維價格有可能維持低位,將促進碳纖維在高端產業和工業領域中的普及應用,因此碳纖維下游復合材料企業將從中直接受益。
6、上市公司概況
從碳纖維的產業鏈來看,原絲生產商為奇峰化纖(00549 .HK);對原絲進行碳化的上市企業是中鋼吉炭(000928),其生產線產能為 10 噸/年的軍工級碳纖維,在建的是金發科技(600143)2000 碳纖維項目,預計2012年年底全部投產;碳纖維下游企業包括碳纖維預浸料和復合材料生產的大元股份(600146)和生產軍用、民用飛機炭/炭復合材料飛機剎車副及航天復合材料產品的博云新材(002297)。
①奇峰化纖(00549 .HK):
原絲生產業務,吉林奇峰化纖的碳纖維廠房現在已能批量生產從1K、3K、6k、12k碳纖維原絲到350k 大絲束,年綜合生產能力1500 噸,所生產的碳纖維原絲碳化后達到或超過T300 水準,其中1K 和3K 碳化指標已經接近T700 水準,產品銷售給中國的碳化企業及軍工企業。
②中鋼吉炭(000928):
碳化業務,公司全資子公司神舟碳纖維公司是國防科工委唯一認證的碳纖維生產商公司。目前擁有一條生產線,工藝成熟,產能為 10 噸/年,主要生產 1k、3k 的 T300 級碳纖維;公司目前擁有30%股權的江城碳纖維2000 噸碳纖維項目主要產品為 12K T300 級小絲束碳纖維,主要用在民用、工用領域,2008 年開始籌建。一期 500 噸/年的生產線建設將于2011 年 8 月投產,二期1500 噸/年的生產線建設將于 2012 年年底投產,屆時江城碳纖維公司年產能將達到2000 噸。
③金發科技(600143):
碳化業務,金發科技碳纖維項目是廣東省和廣州市重點項目,該項目引進國外氧化爐、碳化爐等先進設備,配置相應的生產輔助設備。公司碳纖維項目預計將在2011 年6 月前開始投產,全面投產后將實現年產2000 噸高性能PAN 碳纖維的生產規模。
④大元股份(600146):
碳纖維預浸料和復合材料產品業務,公司持有60%股權的嘉興中寶碳纖維有限責任公司是國內三大碳纖維制品巨頭之一,嘉興中寶擁有產能300 萬平方米碳纖維預浸料生產線。其申報中華人民共和國知識產權局的“用于架空電纜的碳纖維-樹脂復合材料芯”發明專利已于 2010 年8 月取得國家知識產權局發明專利申請初步審查合格通知書。
⑤博云新材(002297):
碳纖維復合材料等新材料產品業務,公司的“高性能炭/炭航空制動材料的制備技術”為國家重點工業性實驗項目的成果,于2003 年研發成功,使國內成為繼美、英、法三國之外掌握該技術的國家。2009 年5 月,公司研制的空客-320 系列炭/炭復合材料剎車副獲得了發航總局 PMA 證書,公司已具備其生產能力。公司碳纖維相關業務為軍用、民用飛機剎車副<炭/炭復合材料飛機剎車副>、航天用炭/炭復合材料產品。
  ㈡、高性能纖維之二:芳綸纖維(Arimid Fiber)
1、簡介
芳綸纖維(聚對苯二甲酰對苯二胺)是一種新型的高科技合成纖維,具有高強度、高模量、耐高溫、耐酸堿等特性。其主要用途是用做增強材料和防彈材料,廣泛應用于國防、航空航天、信息通訊、輪胎、體育用品、傳送帶、高強繩索等領域。
芳綸纖維主要有兩大類:芳綸纖維主要分為對位芳酰胺纖維(PPTA,或芳綸1414)和間位芳酰胺纖維(PMIA,或芳綸1313)。芳綸1313 具有突出的耐高溫、阻燃和絕緣性,成為高性能纖維,主要應用于高溫防護服、電絕緣和高溫過濾等領域。芳綸1414 則具有高強度高模量的特點,素有高分子材料中的“百變金剛”,主要應用于個體防護、防彈裝甲、力學橡膠制品(MRG)、高強纜繩、石棉替代品。
①、芳綸1313:
工藝:一步法工藝,即低溫溶液間歇聚合,原液經過過濾后直接進行濕法紡絲,水洗后干燥,切斷后打包。
性能:耐高溫:分解溫度371℃;阻燃性:極限氧指數29;斷裂強度:4-5 g/d;初始模量:60-120g/d。
用途:高溫過濾材料;絕緣材料;消防服、賽車服;高溫傳送帶。
②、芳綸1414:
工藝:兩步法工藝,低溫溶液連續聚合,聚合物分離后洗滌干燥后用濃硫酸重新溶解,干噴濕法紡絲,纖維經過水洗后干燥,卷繞成形
性能:耐高溫:分解溫度500℃;阻燃性:極限氧指數32;高強度:斷裂強度20-27g/d;高模量:初始模量600-800g/d。
用途:個體防護:防彈衣、防彈頭盔;防彈裝甲:裝甲戰車、運鈔車;復合材料:汽車輪胎簾子線;摩擦材料:剎車片;航空航天材料、光纜增強材料。
2、全球芳綸纖維概況-整體供過于求
自20 世紀60 年代由美國杜邦(DuPont)公司成功地開發出芳綸纖維并率先產業化后,在40 多年的時間里,芳綸纖維走過了由軍用戰略物資向民用物資過渡的歷程。
2009 年,全球芳綸生產能力約 9.51 萬噸,其中對位芳綸產能約6.61萬噸,杜邦和帝人公司產能占對位芳綸纖維產能的93%;間位芳綸的產能約為2.9 萬噸,主要的生產公司為杜邦公司,產能為全球總產能的約76%。
在芳綸纖維生產領域,對位芳綸纖維發展最快,產能主要集中在日本和美國、歐洲。目前全球生產對位芳綸的廠家主要有美國杜邦公司、日本帝人公司和俄羅斯耐熱公司等。
在芳綸纖維需求方面,芳綸纖維的消費區域主要也集中在美國、歐洲和日本。預計到 2015 年全球對位芳綸產能可達 11.0 萬噸,間位芳綸的產能為5.2 萬噸。2009 年全球芳綸纖維的消費量約為7.5 萬噸,其中對位芳綸5.2 萬噸,間位芳綸2.3 萬噸。我們認為芳綸纖維從整體來看已出現供過于求局面,但其中芳綸1414 的全球供求形勢依舊偏緊,據帝人公司預測,2010 年后年增速為9%。
3、國內芳綸纖維概況
國內芳綸企業已突破技術壟斷。芳綸纖維用途由于涉及到軍工、航天等領域,長期以來國內進口相關產品和生產技術都受到國外封鎖和限制。中國從20 世紀60 年代初開始研究開發間位芳綸生產技術,直到2004年,煙臺氨綸在國內率先實現間位芳綸的工業化生產,打破了國外公司壟斷的局面;在對位芳綸生產領域,煙臺氨綸芳綸1414 技術已通過“芳綸1414 長絲及漿粕中試技術的研究與開發”項目通過技術鑒定,填補了國內空白,達到世界先進水平。
國內芳綸纖維市場空間潛力較大。2009 年國內芳綸纖維表現消費量為5125 噸,相比2002 年表現消費量而言,年復合增長率約為30%。據統計,2002-2009 年進口量年均增長率將近20%,預計至2015 年前后,國內芳綸纖維潛在需求量有可能超過1 萬噸,自給率可提高至90%。
4、芳綸1313-國內高端需求市場潛力較大
目前國內芳綸1313 的需求主要集中在高溫濾料,高溫濾料主要用于袋式除塵器,占比為58%,而芳綸1313 在高端的防護服裝和芳綸紙領域占比較小,國際芳綸1313 在防護領域的需求比例達30%,而國內僅為13%。芳綸紙占比為7%,而國際芳綸紙在電氣絕緣紙和蜂窩材料領域的需求比例則分別為38%和9%。芳綸1313 在防護領域、芳綸紙應用領域需求市場潛力較大。
2006-2008 年,國內袋式除塵器市場銷售額的年均增長率達到45%。未來,一方面隨著粉塵排放標準的提高,袋式除塵器更廣泛的取代電除塵器;另一方面國內新增的水泥、電廠等生產能力均需配套袋式除塵器。據中國袋式除塵委員會預計,未來幾年國內高溫濾料的復合增長率達47%;另據紡織工業部上海設計院的可研報告,隨著國內消防投入和軍隊戰斗服投入的增加,以及煉鋼、石油等行業的勞動防護意識的增強,國內用于防護服領域的芳綸1313 纖維用量將以每年30%以上的速度遞增,作為生產防護服以及其他室內裝飾用品的芳綸有色纖維用量也隨之增加。
高溫濾料用芳綸1313 或將出現產能過剩。國內間位芳綸的主要生產廠家則為煙臺氨綸(5000 噸/年),蘇州圣歐(2000 噸/年)、廣州彩艷(1000噸/年)。預計2011 年,圣歐集團將有7000 噸/年的芳綸1313 投產,從產品結構看,圣歐集團和廣東彩艷的芳綸1313 基本用于高溫濾料的生產,另外高溫濾料領域芳綸1313 還面對著其他纖維品種的競爭,預計芳綸1313 在高溫濾料領域的競爭將加劇。
防護服用芳綸1313 的噸售價較高溫濾料用高出7000-8000 元,而成本相差不大。據相關資料統計,國內每年實際需要阻燃服250 萬套,而實際產量只有40 萬套,如果國內的防護服全部使用上芳綸,預計其市場空間將超過7000 噸,發展前景巨大。間位芳綸紙是具有高強高模、低形變、耐高溫、耐腐蝕、耐輻射、阻燃、電絕緣等一系列優良性能,適用于多種領域的高科技產業用紙。在電力領域,芳綸紙主要用作干式變壓器的絕緣材料;間位芳綸紙蜂窩則可用于飛機和高鐵的夾層結構材料。
2003 年國內芳綸紙需求僅為850 噸,2007 年已達2000 噸,年增速超過30%。據專家預計,2012 國內芳綸紙的需求將達到4000 噸。隨著國內電力設備的更新換代,以及大飛機和高鐵項目的發展,未來芳綸纖維在芳綸紙的需求將進一步擴大。目前國內的間位芳綸紙國內產能僅有煙臺氨綸集團的500 噸/年芳綸紙,受技術限制,年產量在200 噸左右,基本依賴進口,目前其售價在20 萬/噸以上,盈利能力遠高于普通芳綸1313。
5、芳綸1414-國內依靠進口,供給是關鍵
從需求結構來看,光纜增強材料、子午線輪胎骨架是國內芳綸1414 民用需求的主要領域,在軍用和航空航天領域的需求為50%以上。目前國內芳綸1414 的需求幾乎全部依靠進口來滿足,國內每年直接和間接進口芳綸1414 及相關制品總額達10 億元人民幣,2009 年凈進口量為2125噸,目前國內企業芳綸1414 產能合計為950 噸/年,規劃項目將陸續投產,將釋放國內由于供給而被壓制的需求。目前芳綸1414 的售價為30萬元/噸,毛利率高達40%以上。
6、上市公司概況
從芳綸相關上市公司來看,主要包括上游生產芳綸原料聚合級間苯二胺的浙江龍盛(600352),生產芳綸的龍頭企業煙臺氨綸(002254),公司間位芳綸產能已達5000 噸/年,是國內產能最大的生產企業,在世界間位芳綸供應商中列居第二位,公司預計年產1000 噸對位芳綸產業化工程于2011 年5 月份投料試車;另外目前中國石化儀征化纖股份有限公司(600871)百噸級對位芳綸工業化試驗裝置項目進展順利,已經達到72 小時連續運行,公司規劃3000 噸/年產能,預計最早投產時間為2012年。神馬股份(600810)浸膠芳綸簾子布已形成年產15—20t 的規模,穩定客戶為天津國際聯合橡膠輪胎有限公司。
㈢、高性能纖維之三:超高分子聚乙烯纖維(HMPE)
1、簡介
超高分子量聚乙烯纖維(簡稱HMPE),又稱高強高模聚乙烯纖維,是目前世界上比強度和比模量最高的纖維,其分子量在100 萬-500 萬的聚乙烯所紡出的纖維。是當今世界三大高科技纖維(碳纖維、芳綸和超高分子量聚乙烯纖維)之一,也是世界上最堅韌的纖維。與碳纖維、芳綸纖維相比較,超高分子量聚乙烯纖維的強度更高,重量更輕,化學穩定性更好。在國防軍需裝備方面,由于耐沖擊性能好,比能量吸收大,它具有輕柔的優點,防彈效果優于芳綸,現已成為占領美國防彈背心市場的主要纖維,另外超高分子量聚乙烯纖維復合材料的比彈擊載荷值是鋼的10 倍,是玻璃纖維和芳綸纖維的2 倍多。
國外用該纖維增強的樹脂復合材料制成的防彈、防暴頭盔已成為鋼盔和芳綸增強的復合材料頭盔的替代品。在航天工程中,由于該纖維復合材料輕質高強和抗沖擊性能好,適用于各種飛機的翼尖結構、飛船結構和浮標飛機等。該纖維也可以用作航天飛機著陸的減速降落傘和飛機上懸吊重物的繩索,取代了傳統的鋼纜繩和合成纖維繩索,其發展速度異常迅速。
2、全球超高分子聚乙烯纖維概況-供不應求
超高分子量聚乙烯纖維自商業化生產以來,一直在迅速發展。美國發生恐怖事件和世界不斷發生局部戰爭以來,防彈衣料和軍需裝備用超高分子量聚乙烯纖維的需求迅速擴大。同樣在民用領域,超高分子量聚乙烯纖維產品以其優良的性能,迅速成為海上用繩纜、遠洋漁網和海上網箱等的主要材料,其市場需求保持旺盛的增長。歐美主要用于防彈衣和武器裝備,占總量 60%-70%;日本主要用于繩纜、漁網、防護類,特別是防切割手套,在汽車生產涂漆工序的使用已達到超高分子量聚乙烯纖維總需求量的1/4。
超高分子量聚乙烯纖維目前屬世界范圍內的稀缺物資,世界年需求量約5 萬噸,其中美國占70%。據專家預測,未來10 年內每年超高分子量聚乙烯纖維的市場年需求量將在10 萬噸以上,市場潛力巨大。
目前全世界產量不足 9000 噸,缺口很大。目前,國外HMPE 纖維主要生產商為荷蘭帝斯曼(DSM)、美國霍尼韋爾(HONEYWELL)和日本東洋紡(TOYOBO)等 3 家公司。2008 年,國外HMPE 纖維總產能約8500噸,產量約7200 噸,其中除美國霍尼韋爾公司的1500 噸HMPE 纖維生產線采用濕法工藝外,其余均采用干法工藝生產。盡管國外公司近幾年多次增建擴產,產量以每年 8%以上的速度遞增,但仍不能滿足市場需求。
3、國內超高分子聚乙烯纖維概況
上世紀90 年代以后,生產該類纖維的美國、日本、荷蘭等國明確規定,對社會主義國家實行技術封鎖和軍備產品統籌禁運。自1985 年國內開始超高分子量聚乙烯纖維的研究,東華大學(原中國紡織大學)、鹽城超強高分子材料工程技術研究所先后加入研發行列,并取得了一系列重大理論突破,1999 年突破關鍵性生產技術。中國成為繼荷蘭、日本、美國之后,第四個掌握這種纖維生產及應用技術的國家。
從生產工藝來看,目前HMPE 纖維有兩種工藝技術路線,一條是以高揮發性溶劑(十氫萘)干法凝膠紡絲工藝路線,簡稱干法路線;一條是以低揮發性溶劑(礦物油、白油等)濕法凝膠紡絲工藝路線,簡稱濕法路線。干法紡絲工藝生產的HMPE 纖維中溶劑含量少,強力高,抗蠕變性能好,多用于高端產品。與濕法工藝相比,干法紡絲工藝具有流程短、生產工藝環保、產品綜合性能指標高等特點,該項技術一直被荷蘭DSM 公司為代表的國外廠商所壟斷。
2008 年底,中國石化儀征化纖股份有限公司以中國紡織科學研究院和中國石化南化集團公司研究院合作開發的高性能聚乙烯纖維干法紡成套技術為依托,通過產學研合作,建成了國內第一條年產300 噸干法紡高性能聚乙烯纖維工業化生產線,實現了干法紡絲技術的國產化突破,填補了國內技術空白;國內采用濕法工藝技術的HMPE 纖維主要生產商有北京同益中、湖南中泰、寧波大成等公司,其中寧波大成公司高強聚乙烯纖維質量已居世界先進水平。
國內超高分子量聚乙烯纖維的高端市場是繩網制造業,其次是用于防彈片。 國內超高分子量聚乙烯纖維年產量不足 2000 噸,主要用于制造防刺服、防彈衣、防彈頭盔、繩纜、遠洋漁網、勞動防護等,部分纖維出口歐美及亞洲等一些國家和地區。國內國防領域已逐步使用,民用領域應用也在推廣使用,每年的市場需求量約在10000 噸左右。隨著超高分子量聚乙烯纖維在國內實現規模化工業生產,以及生產成本和產品價格的下降,必將迅速帶動中國在其國防和民用應用領域的研究和發展。
4、國內主要超高分子量聚乙烯纖維生產廠家
中國石化儀征化纖股份有限公司:公司于2008 年底建成了國內第一條年產300 噸干法紡高性能聚乙烯纖維工業化生產線,實現了干法紡絲技術的國產化突破,填補了國內技術空白。
北京同益中特種纖維技術開發有限公司:公司經過近10 年的技術發展,已建成了年產 600t 的超高分子量聚乙烯纖維生產基地,并取得歐共體和韓國的專利。
寧波慈溪大成新材料股份有限公司:公司從1996 年開始聯合東華大學進行研發,歷時 4 年發明了混合溶劑, 并申請了9 項專利,于2000 年實現了產業化,其防彈用品已取得德國的認證并出口 47 家企業;公司已形成年產2000 噸高強聚乙烯纖維及制作25 萬套防彈衣、防彈頭盔、300噸防彈板材、300 噸高強繩索、600 萬雙防切割手套的生產能力。
山東愛地高分子材料有限公司:公司從2005 年8 月開始該纖維的產業化研發,經過兩年半技術攻關,該公司采用自主技術陸續建成了7 條HMPE 生產線,總產能達到2000 噸/年。預計2010 年該公司所有生產線投產后,總產能將達到5000 噸/年,成為亞洲第一、世界第二的超高分子量聚乙烯纖維生產企業。
湖南中泰特種裝備有限公司:公司產品規格主要為 400 和 600 D,預計2011 年其產能將升至 2000 t。
上海斯瑞聚合體科技有限公司:公司大幅提高了其單線產能,據稱已達到 3 000 t/a 的總產能。
5、上市公司概況
①、中國石化儀征化纖股份有限公司(600871):公司于2008 年底建成了國內第一條年產300噸干法紡高性能聚乙烯纖維工業化生產線,實現了干法紡絲技術的國產化突破,填補了國內技術空白,公司千噸級高性能聚乙烯纖維項目已啟動建設工作,預計2011 年建成投產。
②、中紡投資(600061):全資子公司北京同益中特種纖維技術開發有限公司已形成年產高強PE 纖維500 噸,高強PE 纖維制品200 噸的產能,高強PE 纖維單線產量、性能、品質處于國內前列,產品60%用于出口。公司生產的纖維及制品已被用于“神舟5、6、7 號”的海上打撈回收系統、軍用兩棲坦克登陸裝備系統和軍用飛機跑道緊急降落系統。


五、投資策略
據統計,目前國內A 股上市三大高性能纖維相關的上市公司共計9家,分布于產業鏈上下游,由于高性能纖維及復合材料性能要求高、生產工藝復雜、技術壁壘高,是未來產業升級的關鍵要素,關注其中具有技術、規模優勢的公司。
㈠、三大高性能纖維上市公司
碳纖維 芳綸纖維 超高聚乙烯纖維
上游 奇峰化纖(0549.HK) 浙江龍盛(600352)
生產 中鋼吉炭(000928) 煙臺氨綸(002254) S儀化(600871)
金發科技(600143) S儀化(600871) 中紡投資(600061)
下游 大元股份(600146) 神馬股份(600810)
博云新材(002297)


從三大高性能分類來看:目前碳纖維價格有可能維持低位,將促進碳纖維在高端產業和工業領域中的普及應用,因此碳纖維下游復合材料企業將從中直接受益,我們建議關注生產軍用、民用飛機炭/炭復合材料飛機剎車副及航天復合材料產品,技術壟斷優勢明顯的公司:博云新材(002297)。
芳綸纖維在國內高端需求市場潛力較大,特別是技術含量較高的芳綸產品,我們建議關注具有技術優勢的上市公司。其中包括具有生產芳綸纖維中間體技術優勢的的供應商浙江龍盛(600352),具備高端芳綸纖維產品生產
技術和規模領先優勢的龍頭企業:煙臺氨綸(002254);目前全球超高分子聚乙烯纖維供不應求,國內已突破技術壟斷實現工業化生產,建議關注國內技術與規模并舉的上市公司:S 儀化(600871)。
㈡、重點公司簡介
1、博云新材(002297):
細分新材料產品龍頭。公司主要生產和銷售航空航天產品、環保型高性能汽車剎車片、高性能模具材料產品。其中航空航天產品細分為軍用、民用飛機剎車副<粉末冶金飛機剎車副、炭/炭復合材料飛機剎車副>、航天用炭/炭復合材料產品)。公司集產、學、研一體的優勢,使其在這三個子行業均領先于其他國內廠商,位居第一。
產品技術優勢明顯,進口替代能力強。航天航空產品方面,公司“高性能炭/炭航空制動材料的制備技術”獲得由國務院頒發的“2004 年度國家技術發明獎一等獎”,使中國突破壟斷和封鎖,成為繼美、英、法三國之后掌握該技術的國家,是公司的核心產品,處于世界領先地位。公司國內炭/炭復合材料飛機剎車副的部分性能已經超過國外同類產品,而價格僅為國外同類產品的60%-70%左右。
公司的汽車剎車片技術已經達到國際頂尖水平,完全掌握陶瓷基剎車片的關鍵技術和生產工藝,具有非金屬剎車片的技術和生產能力、全陶瓷剎車片、炭/陶剎車片和炭/炭剎車片也已進入開發驗證階段。公司高性能級進沖壓模具材料產品技術達到了國際先進水平,其價格是進口同類產品的一半左右。
募投項目陸續投產,2011-2012 年將迎來業績的集中釋放期。2010 年底公司炭/炭復合材料飛機剎車副、航天用炭/炭復合材料擴產項目完成后,產能為6000 盤和4000 公斤,分別是原有產能的3 倍和2 倍;環保型高性能汽車剎車片方面,2011 年下半年將滿產,產能增加為原有的5倍,達2500 萬片。高性能模具材料技術改造工程2010 年底已投產,產能為250 噸,是原有產能的2.5 倍。
聯手戰略伙伴分享大飛機剎車系統市場。公司國際航空制造業巨頭霍尼韋爾(Honeywell)公司聯合競標,已取得了中國商飛C919 大型客機機輪剎車系統獨家供應商資格。預計公司將于2011 年上半年完成非定向增發預案,募投與霍尼韋爾合資飛機機輪剎車系統項目。合資公司有可能進行霍尼韋爾炭/炭復合材料產品業務,以保障項目前期盈利。公司聯手戰略伙伴將有助于公司產品從飛機剎車副上升到整個剎車系統等高端領域。
盈利預測與評級。隨著公司項目集中投產,我們認為公司業績未來3 年業績將步入快速增長期,預計凈利潤年復合增長率為40%以上,2010-2012 年EPS 分別為 0.12 元、0.23 元和 0.35 元,對應 2010-2012 年PE 分別約為190.93 倍、100.35 倍、65.94 倍。考慮到公司的高成長性,估值享有一定的溢價,投資者可中長期關注,給予公司“增持”評級。風險提示:產品訂單下滑,合資項目進展緩慢。
2、浙江龍盛(600352):
精細化學品龍頭企業。公司是國內大型專用精細化學品龍頭企業,業務涵蓋染料、中間體、無機化工及減水劑四大領域。公司在燃料和中間體業務形成寡頭地位,具有較強的定價能力。公司分散染料產量占全國產量的30%,公司的間苯二胺產能為2.5 萬噸/年,國內市場占有率超過80%,處于絕對壟斷地位。
新材料研發能力較強。2010 年11 月,公司和其他方合資試驗的溴化丁基橡膠取得中試(1000 噸/年)第一階段成功,公司有望突破國外技術壟斷。溴化丁基橡膠主要下游應用領域包括子午線輪胎以及醫藥用品。目前世界上只有美國 Exxon 公司、德國朗盛公司擁有生產技術,國內溴化丁基橡膠幾乎全部依賴進口。
高附加值中間體項目將陸續投產。公司在建間苯二胺 2 萬噸產能預計將于 2011 年上半年投產,在建2 萬噸對苯二胺項預計將于2011-2012年間投產。目前公司中間體業務由單一的間苯二胺產品發展到間苯二胺、 間苯二酚、 對苯二胺 (未投產)三產品梯隊,預計公司以先進的催化加氫的工藝路線,取得整條產業鏈上的成本優勢,未來中間體的毛利率將維持在 40%以上。
染料業務成長空間可期。公司活性染料市場占有率仍有提升空間,印度產能的投放更是為該業務的成長提供了新的舞臺。收購德司達后,公司原有染料一方面可利用德司達的銷售渠道拓展全球市場(目前龍盛的全球市場占有率在 10%左右,德司達破產前全球占有率 21%);另一方面受益于德司達的技術提升產品附加值,進入中高端染料市場。
盈利預測與評級。不考慮德司達并表的影響,我們預計公司2010-2012年EPS 分別為0.67 元、0.86 元和1.05 元,對應 2010-2012 年 PE分別約為18.56 倍、14.55 倍、11.94 倍。目前公司估值具有較強的安全邊際,考慮到公司作為精細化學品龍頭,高附加值中間體業務陸續投產,染料業務成長空間值得期待,以公司2011 年 20 倍市盈率計算,對應價格為17.2 元,給予“買入”評級。
風險提示:產品價格下滑,項目進展低于預期。
3、煙臺氨綸(002254):
國內氨綸和芳綸生產龍頭。公司技術實力強勁,是國內最早的氨綸生產企業,氨綸產能為2.8 萬噸,規模位居國內第6。目前公司的芳綸1313產能已達5000 噸/年,是國內產能最大,質量最佳的生產企業。差異化氨綸產品提升競爭力。公司年產 5000 噸醫用氨綸項目已于2010年 10 月全面投產,2011 年新增產能將完全釋放,醫用氨綸生產成本與普通氨綸相比差別很小,價格比普通氨綸高出近 2000 元/噸;公司在原有生產工藝上實現升級的7000 噸/年舒適氨綸項目將于2011 年3 季度投產,目前國內舒適氨綸主要依靠進口,與同等普通氨綸相比,舒適氨綸的售價要高出4000-5000 元/噸,而原材料成本幾乎相同。公司氨綸業務將受益于差異化產品項目投產,提升應對行業下行風險的能力。
技術優勢成就芳綸產品高端市場。公司2010 年投放的400 噸/年間位芳綸產能中,芳綸色絲占了較大的比例,該產品技術含量較高,市場供不應求,目前其售價在20 萬噸以上,盈利能力遠高于普通芳綸1313;公司擁有服裝用年產1500 噸間位芳綸項目,公司目前已經實現了為森林消防武警用阻燃服供應芳綸,并逐步占據了較高的市場份額,在電力行業用防護服的開拓也有所突破。公司1000 噸/年芳綸1414 項目將于2011 年中期投產,成為國內唯一實現芳綸1414 工業化生產的企業。目前國內該產品主要依賴進口,毛利率高達 50%以上。
公司與下游客戶合作研制的高速列車阻燃隔熱氈、芳綸蜂窩芯材等新興材料已在國產高速列車實現批量應用;另外公司還積極參與C919 大型客機中機載救生帶和芳綸縫紉線研制。完善產業鏈,降低原材料影響。公司已經收購了一家間苯二甲酰氯的生產企業,其產量能夠覆蓋公司現有需求的50%,上下游一體化降低了公司芳綸1313 盈利對原材料間苯二甲酰氯的敏感度。
盈利預測與評級。根據我們的預測,未來3 年公司凈利潤增速為20%左右,2010-2012 年EPS 分別為0.98 元、1.45 元和1.68 元,對應2010-2012 年 PE 分別為34.59 倍、23.45 倍、20.18 倍。預計2011 年公司氨綸、芳綸業務業績為0.78 元和0.67 元,分別給予25、35 倍PE,對應價格為42.8 元,給予“買入”評級。
風險提示:產品價格下滑,項目進展低于預期。
4、S儀化(600871):
一體化滌綸產業鏈,享產業景氣周期。公司滌綸產業鏈為PTA-聚酯-滌綸短纖、滌綸長絲。截止2010 年底,PTA 年生產能力100 萬噸;聚酯切片生產能力60 萬噸;滌綸短纖維年生產能力為52 萬噸;中空纖維年生產能力為6 萬噸;滌綸長絲年生產能力為16 萬噸;瓶級切片SSP,年生產能力為42 萬噸。目前滌綸行業處于景氣度上升過程中,生產企業盈利能力快速提升,我們認為滌綸短纖近年來產能洗牌充分,其替代效應,將受益于棉價上行,行業景氣周期有望維持,由于滌綸行業受原材料供應的影響較大,公司集一體化優勢,將從中充分受益。
高性能纖維項目值得期待。公司于2008 年底建成了國內第一條年產300噸干法紡高性能聚乙烯纖維工業化生產線,實現了干法紡絲技術的國產化突破,填補了國內技術空白,公司千噸級高性能聚乙烯纖維項目已啟動建設工作, 2011 年可能建成投產;公司百噸級對位芳綸(芳綸1414)工業化試驗裝置項目項目進展順利,已經達到 72 小時連續運行,公司規劃3000 噸/年產能,預計最早投產時間為2012 年。我們認為公司具備高性能纖維高端產品的技術和規模雙重優勢,未來公司盈利能力提升值得期待。
盈利預測與評級。受國內棉花價格大幅上漲的影響,境內聚酯產品價格增長明顯,根據公司公告,預計 2010 年度歸屬于母公司股東的凈利潤將比上年增長 200%以上,對應公司2010 年EPS 為0.29 元,對應2010年PE 為41.64 倍。慮及公司高性能纖維項目建設進度,以及對未來業績的增厚還有待觀察,建議投資者中長期關注,暫不給予評級。風險提示:產品價格下滑,項目進展低于預期,公司業績受原材料、產品價格波動影響。
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