中建材集团新材料平台：民用碳纤维龙头中复神鹰，国产替代正当时

（ 告出品方/分析师：德邦研究所 闫广）

中复神鹰成立于 2006 年，专注于碳纤维产品的研发与销售，覆盖高强、高模中强、高模高强等不同类别的高性能碳纤维，目前已形成了 T300、T700、T800、M30、M35（千吨级生产线）以及 T1000（百吨级生产线）的干喷湿纺产品矩阵，是中国建材集团旗下重要的新材料平台。

1. 中复神鹰：民用碳纤维龙头，中建材集团的新材料平台

1.1. 深耕民用碳纤维领域，“央控民营”新典范

国内民用碳纤维龙头，万吨产能成长性十足。中复神鹰（以下简称“公司”）成立于 2006 年，主要产品为碳纤维，通过多年自主研发掌握了碳纤维生产全流程核心技术，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（目前国内大部分碳纤维制造企业仍以湿法纺丝工艺为主），建成了国内首条千吨级干喷湿纺碳纤维产业化生产线，目前共建有连云港、西宁两个生产基地；公司在 2016年形成稳定销售，突破配方、工艺及工程壁垒，逐步成为国内碳纤维龙头企业；2018 年，公司获得 2017 年度国家科学技术进步一等奖；2021 年公司申请科创板上市，募投项目将进一步提升产能规模。

公司将“高端化、规模化、绿色化”作为战略定位，专注研发新一代高强、高模的高性能碳纤维，持续保持国内碳纤维行业领先优势，成为国内风电叶片、压力容器、碳/碳复材和轨道交通等工业高端领域的最大供应商之一，未来也有望成为航空航天领域的主力供应商之一，随着产能的持续扩张，企业规模将跻身世界碳纤维行业前列。

中国建材旗下子公司，央企控股+民营经营的典范。截至中复神鹰招股书签署日，公司第一大股东为中联投，其共持有公司股份 37.30%；实际控制人为中国建材集团，其通过中联投、中国复材合计持股比例为 64.42%，公司在 2007 年注资后便隶属于中国建材集团，是其三大业务中新材料板块重要构成；其他持有公司5%以上股份或表决权的主要股东为鹰游集团、连工投，分别持股 30.00%、5.58%，公司是混合所有制的典范，公司共有 3 家全资子公司。

图 2：中复神鹰股权结构（截至招股书签署日）

1.2. 从 T300 到 T1100，产品线持续迭代高端化

碳纤维性能优越，下游应用领域众多。公司主要产品为碳纤维，碳纤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比模量的纤维，具有质轻、高强度、高模量、导电、导热、耐腐蚀、耐疲劳、耐高温、膨胀系数小等一系列其他材料不可替代的优良性能，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。

表 1：碳纤维主要性能

碳纤维可按原丝种类、力学性能、丝束规格、原丝制备工艺等不同维度进行分类。根据原丝种类主要分为 PAN 基碳纤维、沥青基碳纤维和粘胶基碳纤维，其中 PAN 基碳纤维由于生产工艺相对简单、产品力学性能优异、用途广泛，占碳纤维总量的 90%以上，目前碳纤维一般指 PAN 基碳纤维。按照力学性能主要分为高强型、高强中模型、高模型、高强高模型四类；按照每束碳纤维中单丝根数可分为小丝束和大丝束；按原丝制备工艺可分为干喷湿纺和湿纺，干喷湿纺具有较高牵伸倍数，有利于形成致密化和均质化的丝条，且生产效率高。

公司产品线覆盖 T300-T1000，基本对标日本东丽。公司生产的主要碳纤维产品型号包括 SYT45、SYT45S、SYT46S、SYT55S、SYT65 和 SYM40 等，涵盖了高强型、高强中模型、高强高模型等类别，其中 T 表示拉伸强度，M 表示模量，公司 SYT 系列主打高强度，SYM 系列主打高模量。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。公司逐步形成了以 T700 级、T800 级干喷湿纺产品为主的经营模式，产品型号基本实现对日本东丽主要碳纤维型号的对标。

产线研发历经两阶段，集中力量攻坚 T1100。公司自 2006 年进入碳纤维行业，一直专注于碳纤维行业，逐步形成了以 T700 级、T800 级干喷湿纺产品为主，覆盖高强、高模中强、高模高强等不同类别的高性能碳纤维，经历了湿法工艺阶段（2006-2012 年）和干喷湿纺工艺阶段（2009 年至今）共两个阶段。当前公司正努力加强西宁年产万吨碳纤维项目的建设，并集中力量研发面向航空航天领域的高性能碳纤维 T1100。

收入结构升级，高附加值领域占比提升。公司产品下游领域包括航空航天、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，从销售量和销售额两个角度均可以发现，随着公司在技术上的突破以及产品线的丰富，公司近四年的收入结构发生了显著变化。以销售量为例，低附加值的体育休闲、交通建设领域贡献收入比例分别由 2018 年的 51.92%、26.04%下降至 2021H1 的24.50%、8.67%，高附加值的碳碳复材、航空航天贡献收入比例分别由 2018 年的 2.65%、4.34%上升至 2021H1 的 25.07%、11.50%；风电快速发展下导致公司在风电叶片方向的收入比例由 2.64%上升至 13.91%。

产品民用为主，下游客户较为优质。公司以民用碳纤维销售为主，近年来公司碳纤维产品在军品中收入占比支出提升，2021H1 实现收入 2764 万元，收入占比提升到 7.29%，但当前仍以民用碳纤维业务为主。公司主要客户为从事碳纤维编织、预浸、拉挤、缠绕、模压等不同碳纤维加工应用的下游生产性企业，少量客户为贸易商，公司客户较为优质，包括金博股份、宏发纵横、江苏澳盛、国富氢能、中材科技等。

表 5：中复神鹰重点客户介绍

1.3. 碳纤维量价齐升，助力业绩高增长

量价齐升带来营收及净利润高速增长。2018-2021 年公司营收复合增速达到56.19%，2021 年公司实现营业收入 11.73 亿元，同比增加 120.4%，主要原因是下游客户需求持续增长以及碳纤维及复合材料应用领域快速拓展带动了公司产品量价齐升，另外随着神鹰西宁万吨碳纤维项目陆续投产公司的产销量大幅提升；2021 年实现归母净利润 2.79 亿元，同比增加 227.0%，增幅大于营收的原因一方面得益于盈利水平的提升；另一方面公司在 2020 年计提了 5269 万元的资产减值损失，基数较低所致。

根据公司预测中枢，2022 年第一季度公司实现营业收入 4.25 亿元，同比增长 204.3%；实现归母净利润 0.85 亿元，同比增长 119.9%，持续高速增长。据中复神鹰西宁公司常务副总经理在 2021 年 10 月介绍，公司在 2021 年的订单点预计为 2020 年的 3 倍，随着公司工艺装备愈发成熟，产品性能不断提升，逐步向高附加值领域渗透，伴随西宁基地 2 万吨产能逐步释放以及大量新订单的落地，公司成长性十足。

单价上升+规模效应助力公司毛利率大幅改善。随着碳纤维及其复合材料应用领域快速拓展，下游客户的市场需求快速增长，碳纤维产品供不应求导致公司产品量价齐升，公司毛利率在 2018-2021 年期间持续上升，从 2018 年的 11.48%提升至 21 年的 41.62%，净利率从 2018 年的-7.95%提升至 2021 年的 23.75%，ROE（摊薄）从 2018 年的-9.98%提升至 2021 年的 22.56%，盈利能力迅速增强。

期间费用率持续下降。公司费用率水平持续优化，2018-2021 年销售费用率从 1.75%下降至 0.34%（2020 年因会计政策调整，运输相关费用从销售费用调整至营业成本），管理费用率从 12.87%下降至 10.08%，研发费用率从 3.74%上升至 5.04%，保持持续的研发投入，财务费用率从 7.56%下降至 2.26%，合计期间费用率从 25.92%下降至 17.72%，公司费用管控能力持续提升。

2. 下游需求快速释放，国产替代加速时

2.1. 原材料：丙烯腈价格波动对成本端带来影响

碳纤维是由聚丙烯腈（PAN）（或沥青、粘胶）等有机纤维在高温环境下裂解碳化形成的含碳量高于 90%的碳主链结构无机纤维。根据中商情 ，从产业链上下游的角度来看，石油化工行业为碳纤维的上游，先在天然气、石油等化石燃料中制造得到丙烯，并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；碳纤维中游企业将原丝进行预氧化、低温和高温碳化后得到碳纤维，并可将其制成碳纤维织物和碳纤维预浸料，或者与树脂、陶瓷等材料结合形成碳纤维复材；产业链下游企业最后通过各种成型工艺制成最终产品，其应用领域包括航空航天、风电叶片、体育休闲等领域。

图 12：碳纤维行业上下游产业链

原丝制备工艺为碳纤维制作的核心技术。碳纤维的制作包括原丝制备和碳丝制备两个阶段，PAN 基碳纤维原丝是生产高品质碳纤维的技术关键，原丝品质缺陷，如表面孔洞、沉积、刮伤以及单丝间黏结等，在后续加工中很难消除。PAN 基碳纤维原丝的生产过程为将丙烯腈单体聚合形成纺丝原液，然后纺丝成型。按照纺丝工艺可以分为湿法和干喷湿纺法，纺丝工艺的选择及控制为稳定生产高性能原丝的关键因素。

干喷湿纺工艺相对于传统湿法工艺有两类优点。一是制备的碳纤维产品表面缺陷少、拉伸性能和复合材料加工工艺性能优异，二是纺丝速度快、碳化时间短、生产效率高的优势。国际上日本东丽和美国赫氏率先实现了干喷湿纺工艺突破，形成了成熟的干喷湿纺碳纤维产品，公司是国内为数不多的将其产业化的碳纤维生产厂家。

图 13：中复神鹰原丝制备流程图

图 14：中复神鹰碳丝制备流程图

从上游看，公司碳纤维产品的主要原材料和能源包括丙烯腈、天然气、电力、蒸汽等。其中丙烯腈为石油化工产品，供给充足，价格随行就市波动，2021 年随着原油价格上涨，丙烯腈价格有所上涨，21 年上半年平均采购价格为 1.28 万元/吨，2018-2020 年均价为 1.37、1.06、0.77 万元/吨，市场价格受国际石油价格波动影响较大；天然气、电力、蒸汽等能源属于高耗能行业，2019 年 11 月按照连云港市大气污染防治行动要求，公司不再使用锅炉自产蒸汽，改为对外直接采购蒸汽，其价格由政府统一调控，相对稳定。

丙烯腈价格跟随原油走势，天然气、电力、蒸汽价格较稳定。丙烯腈价格走势与原油价格走势类似，近半年有所分化，原油价格在受到俄乌冲突影响下迅速走高，之后有所回落，截至 2022 年 3 月 17 日 OPEC 一揽子原油价格为 104.96美元/桶；CCFEI 丙烯腈价格指数显示，截至 2022 年 3 月 17 日丙烯腈价格为11900 元/吨。

2.2. 需求端：“风光氢”领域需求爆发，需求结构将持续优化

2.2.1. 我国碳纤维发展起步落后于国外，近年来发展提速

全球碳纤维行业下游应用领域不断扩张。全球碳纤维市场大致经历了起步、成长、扩张和全面扩张四个阶段。国际上 PAN 基碳纤维的生产起步于 20 世纪 50年代末，经过 70-80 年代的稳定发展，90 年代的飞速发展，到 21 世纪初其生产工艺技术已逐渐成熟。行业发展初期，碳纤维主要应用于军工和航空航天领域，经过 50 余年的发展，现正向工业和民用领域延伸。

近年来我国碳纤维产业技术迅速突破。我国虽然与日美等国在上世纪 60 年代同时起步，但核心技术发展缓慢，在关键技术、产量和行业接受度方面与西方发达国家存在较大差距，无法满足国家重大装备等高端领域的需求。2000 年后，国家加大对碳纤维自主创新的支持力度，将碳纤维列为重点研发项目，随着国家政策的大力支持，我国国内碳纤维技术取得重大突破，产业化程度快速提升，应用领域不断扩大，目前形成了以江苏、山东和吉林等地为主的碳纤维聚集地。

2.2.2. 疫情影响导致全球需求降速，国内高增趋势不减

疫情影响下 2020 年全球碳纤维需求增速放缓，国内受干扰较小。2020 年全球碳纤维需求继 2019 年之后再次突破 10 万吨级，达到 10.69 万吨，在全球新冠疫情的影响下，同比仍增长 3%，根据赛奥碳纤维预测，预计到 2025 年全球碳纤维需求将达到 20 万吨量级，2030 年达到 40 万吨的量级，2020-2025 年 CAGR达 13%；2020 年国内碳纤维需求 4.88 万吨，同比增长 29%，预计 2020-2025 年CAGR 达 25%，我国需求增速高于全球的原因在于全球风电叶片需求对碳纤维需求大幅增长，代工由海外转到国内导致该领域的需求由 2019 年的 1.38 万吨增加到 2020 年的 2.00 万吨，同比+45%；另一方面，国内光伏领域的快速发展也拉动了碳纤维需求释放。

碳纤维主要应用于风电叶片、航空航天、体育休闲等领域。2020 年碳纤维全球前三大应用领域分别为风电叶片、航空航天和休闲体育，其中风电叶片需求 3.06万吨，同比增长 20%，占比 28.6%；航空航天需求 1.65 万吨，下降 30%，占比15.4%；体育休闲需求 1.54 万吨，增长 3%，占比 14.4%。对于国内，2020 年风电领域需求量 2.00 万吨，增长 45%，占比 40.9%；体育用品领域需求量 1.46 万吨，增长 4%，占比 29.9%；碳/碳复合材料需求量 0.30 万吨，增长 150%，占比6.1%；航空航天需求 0.17 万吨，增长 21.4%，占比 3.5%。除风电叶片外，我国体育休闲领域收入占比也高于国外，原因在于全球近 90%的碳纤维体育器材加工都是在中国大陆和中国台湾完成的。与全球相比，我国碳纤维市场有进一步结构升级的空间，航空航天、汽车等高附加值领域的结构占比将进一步提升。

2.2.3. 2025 年预计国内碳纤维市场规模可达 174 亿元

受补贴退坡刺激及海上风电发展提速影响，我国风电市场高速增长。2020 年我国风电新增装机量达到 71.67GW，同比增长 178.44%，装机量大幅增长；根据《风能北京宣言》来看，预计“十四五”期间年均风能新增装机量不低于 50GW（“十三五”年均装机量约为 30.5GW），在碳中和背景下，风电作为清洁能源，未来有望快速发展。目前碳纤维在风电叶片中的应用有主梁帽、蒙皮表面、叶片根部、叶尖部分等，其中主梁应用比例较大，通过拉挤板形式应用于主梁。

海上风电的快速发展导致叶片大尺寸化趋势明显。根据 CWEA 数据，2010-2020 年陆上风电平均装机容量从 1.5MW 提升至 2.6MW，而海上风电平均装机容量从 2.6MW 提升至 4.9MW；2020 年我国风电新增装机容量 3MW 以上占比接近38%，随着风电装机量增大，风电叶片大尺寸化趋势明显，也对叶片的强度的也提出了更高的要求。

风电叶片大尺寸发展下碳纤维相对于玻纤性能更好。碳纤维复合材料的应用可以使叶片的重量明显降低，并且提升叶片的刚度；但由于当前碳纤维的价格相较于玻纤价格贵很多，因此使用碳纤维复材一方面可以降低叶片的重量，另一方面却增加了材料的成本，但未来随着叶片大尺寸化占比提升以及碳纤维性能的改进，碳纤维的渗透率也有望进一步提升。根据中复神鹰招股说明书，在满足刚度和强度的前提下，碳纤维比玻璃钢叶片质量轻 30%以上。当前风轮直径已突破120m，叶片重量达 18 吨；采用碳纤维的 120m 风轮叶片可以有效减少总体自重达 38%，成本下降 14%。

我们测算，2016-2019 年单位风电叶片装机碳纤维需求逐步增长，2019 年单GW 风电装机对碳纤维需求约 536 吨（2020 年由于抢装，实际风机叶片出货量或没有那么多，我们用中材科技 2020 年风机叶片销量 12.34GW，其占行业比例约23.7%左右，实际出货约 52GW 左右），2021 年我国风电新增装机量为 47.6GW，假设十四五期间新增装机量增长率为 15%（平均装机量超过 50GW），21 年单位GW 风电叶片碳纤维用量约 550 吨，十四五期间每年增加约 50 吨/GW，则预计到 2025 年我国风电叶片碳纤维需求将达到 6.24 万吨，市场规模达 68.6 亿元。

表 8：十四五期间我国风电年均碳纤维需求测算

光伏装机爆发，碳碳复材需求快速增长。目前碳碳复材主要应用于刹车盘市场、航天部件以及热场部件，尤其在双碳背景下，光伏热场部件（单晶硅炉）订单快速增长，单晶硅炉内包含有碳毡功能材料和坩埚、保温桶、护盘等碳碳复材结构材料，先进的碳基复合材料是指以碳纤维为增强体，以碳或碳化硅等为基体，把经过重复多次化学气相沉积的碳/碳复合材料在 2200 度以上的高温中纯化和石墨化，使产品性能达到使用要求。

表 9：光伏新增装机带来的碳纤维市场规模测算

氢能源的快速推广，高压气瓶需求有望爆发。目前氢的储存主要有气态储氢、液态储氢和固体储氢三种方式，高压储氢作为一种最常见、应用最广泛的储氢方式，其特点在于可利用气瓶作为储存容器，通过高压压缩方式储存气态氢，该技术优势在于成本低、能耗小、充放气速度快等。在高压储氢技术中，目前较为成熟且成本较低的技术是钢制氢瓶和钢制压力容器，如目前工业中广泛采用 20MPa钢制氢瓶，并且可与 45MPa 钢制氢瓶、98MPa 钢带缠绕式压力容器进行组合应用于加氢站。但是钢制氢气瓶由于较高的重量，因此并不适宜汽车用，因此目前车用高压储氢瓶的国际主流技术通过以铝合金/塑料作为内胆，外层则用碳纤维进行包覆（即所谓的 III 型、IV 型瓶），提升氢瓶的结构强度并尽可能减轻整体质量。

表 10：五种类型高压气瓶的特征及性能

在 III 型、IV 型高压气瓶领域，国内技术和产品现状与国外产品还有不小的差距，虽然目前国内已经广泛应用 35MPaIII 型瓶，但是加工高压气瓶所使用的关键碳纤维材料大多为进口碳纤维。在三部委发布的《汽车产业中长期发展规划》，短期内国内储氢技术仍然会以高压储氢为主，预计十四五期间，国家将出台政策支持提高国内 IV 型瓶的关键技术和产品水平；在 IV 型高压储氢瓶中碳纤维复合材料系统占比约 80%，而国内大部分高压储气瓶生产企业所用碳纤维仍以国外产品为主，但近年来随着国内碳纤维产业高速发展，已有部分国内碳纤维企业开始进入高压储氢气瓶市场，相信未来国内碳纤维产品大量应用将有助于 IV 型瓶降低成本。

根据中国氢能联盟发布的《中国氢能源及燃料电池产业白皮书（2019 版）》预测，“我国至 2025 年燃料电池车销量将达到 5 万辆/年，至 2050 年将达到 500万辆/年，”按照单辆汽车碳纤维 60 千克计算，预计到 2025 年氢气瓶领域碳纤维需求将达 3000 吨，对应 3.6 亿市场规模；2035 年需求将达 7.8 万吨，对应 94 亿市场规模；2050 年需求将达 30 万吨，对应 360 亿市场规模。

航空航天高附加值，未来国产大飞机带来新契机。碳纤维复合材料在商用飞机上的应用已经逐步从非承力件、次承力件拓展到主结构件，应用部件也从副翼、襟翼、尾翼、发动机整流罩等小尺寸部件发展到机身框，中央翼盒、机翼等大尺寸核心结构件。波音和空客的各大新机型均大量使用复合材料，波音 B787 和空客A350 的复材使用占比均超过飞机整体材料重量的 50%。而以商飞 C919、CR929为代表的我国国产大飞机，正逐步增加碳纤维复材的使用，其中 C919 客机第一阶段采用 10-15%的碳纤维复材，而 CR929 碳纤维复材有望达到 50%，国产大飞机的落地将拉动国内碳纤维的需求。

考虑到航空航天市场的复苏，基于对疫情影响消除的不确定性及航空航天的体系复杂且复苏缓慢的特点，根据赛奥碳纤维预计 2024 年全球航空航天碳纤维需求有望恢复到 2019 年的水平，预计到 2025 年将达到 26000 吨的需求量，而国内随着商飞 C919、CR929 国产大飞机逐步投产放量，国内航空航天碳纤维需求有望快速增长。2020 年国内航空航天碳纤维需求占全球需求的 10.3%，假设到2025 年，国内占比达到 20%，则碳纤维需求将达到 5200 吨，按照 39 万元/吨的价格计算，则市场规模达到 20.3 亿元。

图 30：全球航空航天碳纤维需求预测

体育休闲碳纤维需求保持稳定增长。根据赛奥碳纤维《2020 年全球碳纤维复合材料市场 告》，2020 年全球体育休闲碳纤维需求约为 1.54 万吨，同比增长2.7%，其中中国碳纤维需求约 1.46 万吨，同比增长约 4.3%；受疫情影响，2020年群体运动的碳纤维器材，如曲棍球杆、滑雪杆等，有较大幅度的下滑；而个人体育休闲的器材反而上升，主要有高尔夫球杆、自行车及钓鱼竿；此外，欧美近些年一直流行健康、绿色出行，对电动自行车也有较大的需求。2015 年以来，体育休闲领域碳纤维需求复合增速为 6%，保持稳定增长，预计到 2025 年总需求将接近2 万吨。

按照 2020 年我国体育休闲领域碳纤维需求占全球 94.5%，按照此占比则2025 年国内体育休闲领域碳纤维需求将达到 1.86 万吨，若按照 15 万元/吨价格测算，则对应市场规模约 28 亿元。

根据我们选取的风电叶片、光伏碳碳复材、氢气瓶、航空航天以及体育休闲等几个主要碳纤维应用领域进行测算，从下游不同应用领域的价值量来看，航空航天附加值最高，航空航天领域对于碳纤维及其复材性能要求较高，同时进入壁垒也比较高，竞争格局相对稳定；而风电、碳碳复材对于成本要求较高，随着下游风电、光伏平价上 ，对价格敏感度较高，因此整体价格相对较低；其余应用领域价格普遍比较稳定。预计到十四五末，国内碳纤维需求将