（报告出品方/作者：国盛证券，沈猛，王席鑫，杨义韬）
1 公司概况：民品碳纤维领军企业
中复神鹰碳纤维股份有限公司（简称“中复神鹰”）成立于 2006 年，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。经过十余年的发展，中复神鹰已成长为国内碳纤维行业的领导企业，在国内率先建成了千吨级干喷湿纺碳纤维产业化生产线，产品广泛应用于航空航天、碳芯电缆、体育休闲、压力容器、风电叶片等领域。
股权结构：中复神鹰的公司治理结构为混合所有制。实际控制人为中国建材集团，中建材通过中联投、中国复材合计控制中复神鹰 57.27%的股权；董事长张国良通过其创始的鹰游集团持有公司 26.67%的股权。张国良长期担任中复神鹰董事长一职，为技术带头人和实际管理者，中建材集团控股后给予资源支持，公司治理结构和机制灵活。
公司主营业务结构：公司主营业务收入及利润均来自于碳纤维产品销售。2018-2021 年 碳纤维销售收入分别为 3、4.1、5.3 和 3.8 亿元，占到营业收入的比重分别为 98.4%、 99%、99.3%和 99.5%。毛利方面，2018-2021 年 H1 公司碳纤维销售贡献的毛利分别为 0.3、1.1、2.3 和 1.8 亿元，占比分别为 97.1%、99.1%、99.6%和 99.5%。
公司业绩状况：公司 2018-2020 分别实现营收 3.1、4.2 和 5.3 亿元，2019-2020 年同比增长 34.8%和 28.2%；对应归母净利润分别为-0.2、0.3 和 0.9 亿元。近年来国内下游客户对碳纤维的需求持续增长，碳纤维及下游复合材料制品的应用领域快速拓展，碳纤维 产品供不应求，带动公司相关产品的销量和单价不断提高，收入呈逐年稳增的态势。在产品价格不断上涨的同时主要原材料丙烯腈的价格降幅较大，叠加成本规模效应逐步彰显，盈利提升迅速。2021 年公司实现营收 11.7 亿元，同比增长 120.4%，实现归母净利润 2.8 亿元，同比增速 227%，营收增幅低于净利润增速主要系 2020 年公司计提了 5268.75 万元的资产减值损失，致使去年同期的净利润基数较低。2022 年 Q1 公司实现收入 4.6 亿元，同比 229%，归母净利润 1.2 亿元，同比 200.8%，量价较去年同期均有显著提升。
公司盈利状况：公司 2018-2021 年毛利率分别为 11.5%、25.6%、43%和 41.6%，同期期间费用率分别为 25.9%、23.3%、18.6%和 17.7%，净利率分别为-8%、6.3%、16% 和 23.8%。毛利率大致呈逐年递增的状态，原因一方面是由于碳纤维供不应求导致产品单价持续走高，另一方面单位生产成本随原材料采购价格降低及规模生产效应而不断下降，2021 年毛利率有所回落主要系西宁基地新产线投产初期各类成本耗费较多。费用方面，随着公司业务规模的快速扩张，期间费用占营业收入的比重持续下降。2022 年 Q1 公司毛利率为 46%，同比减少 6.6pp，主要系新产线投产初期原料、能耗及折旧成 本较高；期间费用率 15.4%，同比减少 9.1pp；净利率 25.6%，同比减少 2.4pp。
2 行业分析：碳纤维高成长可期，国产化势在必行
2.1 行业概况：产品特性、上下游及成本结构
碳纤维是由聚丙烯腈、沥青或粘胶等有机母体纤维在高温环境下裂解碳化形成的含碳量在 90%以上的碳主链结构无机高分子纤维，外观呈黑色。碳纤维具备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比强度（强度/密度）和最高比模量（模量/密度）的纤维，同时还具有耐腐蚀、耐高温、耐疲劳等特性以及良好的可加工、可设计性，因而广泛应用于航空航天、国防、能源、体育用品、汽车工业、轨道交通、建筑补强等领域，是一种发展国防军工和国民经济亟需的战略性新兴材料。
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。首先从石油、煤炭、天然气等化石燃料中制得丙烯，并经氨氧化后得到丙烯腈，丙烯腈经聚合和纺丝工序得到聚丙烯腈原丝，原丝再经过预氧化、低温和高温碳化过程得到碳纤维，碳纤维可加工成碳纤维织物、碳纤维预浸料等制品，然后与树脂、陶瓷等材料结合形成碳纤维复合材料，最后由各种成型工艺得到终端工业产品。
碳纤维可以按照原丝类型、制造方法、性能、丝束规格等不同维度分类。从原丝类型来 看，目前聚丙烯腈（PAN）基碳纤维凭借相对简单的生产工艺和优异的结构及功能特性， 已成为碳纤维发展和应用的主要品种，产量占碳纤维总量比重超九成。从力学性能来看， 参照国家标准碳纤维可分为高强型（GQ）、高强中模型（QZ）、高模型（GM）和高强高 模型（QM）四大类，模数和强度越高需要的工艺技术越复杂。从丝束规格来看，碳纤维 可分为小丝束和大丝束，其中小丝束纤维具体包括 24K 及以下的型号，性能优异、产量 低、成本高，通常用于航天军工等高科技领域，又称为“宇航级材料”；24K 以上的为大丝束纤维，性能及制造成本相对较低，主要应用于工业领域，又称为“工业级材料”。
碳纤维营业成本构成中，制造费用占比最重。制造费用中电力和折旧费为主要支出项，这是由于碳纤维生产（尤其是碳化阶段）涉及大量高温加热环节，需耗用较多燃料动力，主要用电，另外还有天然气、蒸汽等，能源动力占比在 30%左右；同时碳纤维生产具有占地面积大、设备价值高等特点，因而折旧摊销费用较高，占比在 10-20%。其次为直接材料（占比 30%），其中丙烯腈的消耗支出占到直接材料的 70%以上，丙烯腈系大宗化工原料，价格随石油化工行业波动。
2.2 需求端：风电、光伏、氢能集中发力，碳纤维市场或快速扩容
2021 年我国碳纤维消费总量达 6.2 万吨，同比增速 27.7%（如果供给能够充分保障，21 年理论增速可以突破 30%），在全球需求总量中占比过半，是绝对的碳纤维第一消费大 国。根据赛奥碳纤维预测，到 2023/2025 年我国碳纤维需求量将达到 9.9/15.9 万吨，对 应 3/5 年 CAGR 分别为 26.4%/26.7%，我国碳纤维行业有望继续维系高增长的发展势 头。其中，传统的体育休闲、建筑补强领域预计将保持平稳增长的趋势，增速在 5-10% 左右，短期来看主要需求驱动包括风电叶片、光伏热场和氢气瓶三大新能源应用，中长 期来看航空航天板块也会逐步起量。
2.2.1 风电叶片：碳纤维叶片乘“风”而起，放量拐点在于成本
风机及叶片大型化趋势推动碳纤维在叶片上的应用。当前我国一类风区（如新疆、西北等平均风速超 10m/s 的富风地区）风机资源逐渐过剩，未来风电产业发展的重要方向主要为海上和陆上中低风速区。为了提高风力发电效率，风机和叶片呈现大型化趋势，叶片做长之后能增加扫风面积、捕捉更多风能。以往风电叶片普遍采用玻璃纤维作为增强材料，但随着叶片的大型化，纯玻璃纤维叶片在重量和强度方面开始显露不足，而轻质高强的碳纤维复合材料开始越来越多地被运用进叶片主梁结构中。
碳纤维与玻璃纤维叶片的成本对比：碳纤维的价格是玻纤价格的 10 倍以上，单从叶片的制造成本来看两者无法打平，但叶片实现轻量化以后，首先整机制造成本有所节约，其次前期的设计以及后期的吊装、维护成本下降，加上叶片使用寿命及发电效率提升，把以上所有因素考虑进去，使用碳纤维叶片对应的全生命周期度电成本（LCOE）可以降低 3%左右。制造成本方面，以 4MW 的陆风风机为例（叶片长度 82m 左右），使用碳纤维后整个叶片重量下降 20%左右，叶片减重后叶轮、塔筒、机舱、塔基等驱动链的载荷和重量都可以降下来，整机成本系统性下降，基础设备部分成本的减少甚至可以跟叶片成本的增加相抵。
设计及维护成本方面，叶片轻量化以后前期的设计成本以及后期的吊装、运维成本也会随之下降，另外，由于碳纤维耐腐蚀、耐光、耐极端气候，维护成本和维护频率明显低于玻纤叶片（尤其是在海风这块）。发电量方面，碳纤维叶片可以采用更薄的叶形，厚度可以从玻纤叶片的 35%减到 30-33%，带来性能和发电量的提升，平均每年能多发 1-2%的电。使用寿命方面，碳纤维叶片抗疲劳特性高，使用寿命可延长，玻纤叶片寿命通常为 20 年，碳纤维叶片普遍能设计使用 25 年。综合下来碳纤维叶片的成本效益更佳。
我国风电碳纤维用量中大部分为来料加工，国内应用尚处于起步阶段，前景可期。2021 年我国风电叶片用碳纤维需求总量为 2.3 万吨，占到全球风电叶片用碳纤维总量的 68.2%。但值得注意的是，2.3 万吨的碳纤维消费中绝大部分为来料加工，即碳纤维原料 从国外采购，制成碳梁成品后再次出口，属于两头在外的“伪需求”。目前国产碳纤维用 于进口替代以及国内风电企业主导的碳纤维叶片应用还处于起步阶段，体量较小，2021 年规模大概在 4800 吨上下。国内风电碳纤维发展相对缓慢一方面系风机降价严重，另 一方面，从 2020 年下半年开始全球碳纤维供应紧张，价格飞涨，与玻纤的价格差进一步 拉大，迫使很多正处于前期设计阶段的风电企业以牺牲部分性能为代价又重新用回玻纤 叶片。当下吉林化纤、宝旌等一批大丝束生产企业加速扩产，随着国产纤维性能和价格 竞争力的不断增强，我们相信，长远来看国产碳纤维在国内风电产业的应用以及对进口 大丝束的替代前景非常广阔。
维斯塔斯的碳纤维应用提供了国内使用范本。无论是风电用碳纤维还是碳纤维叶片， vestas 都常年占据了全球的主要采购份额，基本形成了一家独大的格局。vestas 之所以能够垄断碳纤维风电叶片市场，我们总结下来原因主要为三点：一是 vestas 有关拉挤梁片设计和使用受长期专利保护，二是 vestas 具备全产业链整合优势，三是国外风电行业发展的外部环境相对更有利。
（1）vestas 创造性地将拉挤板工艺用到叶片大梁结构上，此项创新受长期专利保护。风电梁帽的开发历程是从最初的预浸料铺放过渡到厚重织物真空导入，再到 2015 年的拉挤板材，由 vestas 率先采用拉挤工艺来生产碳纤维板材（称为“拉挤板”/“碳板”），并用于风电叶片的大梁结构之中。碳梁工艺的使用大幅降低了碳纤维用于风电叶片的总成本，逐渐成为主流，原因一方面是纤维材料成本更低，拉挤工艺配套使用的材料多为大丝束碳纤维，而老工艺部分采用小丝束，平均价格更高；二是工艺成本更低，拉挤工艺本身是比较成熟的复合材料工艺，生产稳定性和效率较高，质量控制效果好。vestas 围绕拉挤板的板材、结构形式、工艺等各个环节申请了 200 余项专利，在过去的五六年时间里相关专利保护限制了其他风电厂家对风电碳梁的研制和应用。
但目前海外企业如 GE、西门子等都已开始商业化生产碳纤维叶片，国内各大风电企业也正在积极地从事碳梁相关研发工作，且已有小批量碳纤维叶片投入运营，专利限制的影响效果正在减弱。（报告来源：未来智库）
（2）具备全产业链整合优势。vestas 基本所有机型都可以用到碳纤维，甚至部分 2MW 的陆风风机（比如 V110 机型，50 多米长的叶片）也用到了碳板，之所以能够大面积铺开使用是因为 vestas 具备很强的产业链整合设计能力，具体来说就是：
1）由其自身主导整机（包括各个零部件）的设计和优化，经过多年的实践已积累了丰富的设计、运维经验体系。2）锁定碳纤维供应商，材料成本有优势。Vestas 自行控制了碳纤维的供应链，锁定卓尔泰克、台湾台塑等碳纤维供应商（卓尔泰克大丝束的价格在 13 美元/公斤左右，极具竞争力）并集中采购纤维原料，具备一定的议价能力。3）碳板加工选在中国和以色列。vestas 买来碳纤维后在全球范围内寻找低成本的加工厂，工厂主要选在以色列和中国（因为欧美等国拉挤设备及人工成本高），做成碳板再次出口。以碳板的形式出口可以控制质量风险，同时来料加工的形式还能够享受一定的税收优惠。
此外，vestas 长期致力于不断优化设计、制造、运输、安装、调试、验收和运维等各个环节的成本效益。当前国内风电主机厂的产业链整合才刚刚起步，设计能力有待加强，产业链各环节企业间缺乏联动。且国内风电厂家基本是由碳梁供应商自主采购碳纤维，材料价格更高且来源不稳定。
（3）国外风电行业竞争环境相对良性。国外风电企业利润水平较高，叶片售价也较高， 成本竞争没有国内市场激烈，更有利于碳纤维在风电领域的发展。
风电用碳纤维市场空间测算：
（1）海上风电碳纤维市场空间测算：针对 8MW 以下的风机机组，全玻纤叶片尚能够满 足使用要求。但海风风机大型化速度较快，各大主机厂在研的海风风机均在 8MW 及以 上，对应叶片长度普遍超过 100 米，因此在主梁结构上必然用到碳纤维。随着新一批风 机机组的列装，碳纤维在海风板块的渗透率有望明显提升。以 10MW 的风机为例，假设 叶片主梁结构全部使用碳纤维，一只叶片需用到 5 吨左右的碳纤维，一台风机对应 15 吨 的用量。假设 2022-2025 年每年 7.5GW 的海风装机规划，则碳纤维年度最大用量为 1.1 万吨。实际上，目前阶段由于碳纤维价格高昂，碳玻混合拉挤板作为一种过渡产品被广 泛运用，且碳纤维在其中的用量占比不高（行业平均差不多在 20%），往后随着碳纤维 价格下降其用量占比或将逐步提高，2022-2025 年对应的实际用量分别为 2250、3375、 4500 和 5625 吨。
（2）陆上中低风速区风电碳纤维市场空间测算：陆上风机用到碳纤维的确定性和放量 时间均不及海风。根据风能北京宣言，未来 5 年每年我国陆风装机量至少为 50GW，粗 略估计其中至少有一半（25GW）是配置在陆上中低风速带。以 5MW 的风机测算，对应 每年的风机安装数量为 5000 台，同样假设主梁结构全部使用碳纤维，一个叶片需用到 3 吨左右的碳纤维，一个风机对应 9 吨的用量，则每年陆风对应的碳纤维最大用量为 4.5 万吨。实际上由于陆上装机报价逐年下降且降幅较大，叠加碳纤维原材料价格上涨，陆 风受制于成本压力短期内很难用上碳纤维叶片。
碳玻混和：碳纤维降价前的折衷方案。去年下半年以来碳纤维价格一路走高，国内风电 厂家在权衡成本和性能需求之后，普遍采用碳玻混和方案来代替全碳纤维主梁设计。碳 玻混有两种常用做法，一种是两个叶片大梁一面是碳纤一面是玻纤，另一种是每个大梁 微观结构相同，都是一层碳纤、一层玻纤交替铺叠。后者存在一定的使用隐患，因为碳 纤维和玻纤的界面性能、材料性能差别很大，碳纤维受热收缩后会变得很细，相当于玻 纤的几十分之一，细了之后界面结合力将变差，对缺陷更敏感；另外，碳纤维压缩性能 较差，甚至不及玻纤，达到临界值就可能造成碳纤维断裂，影响后续的风能利用效率。 因此碳玻混更多是作为一种过渡产品，使用效果不稳定，当碳纤维价格具备一定竞争力 后或将被全碳纤维产品替代。
大面积启用碳纤维叶片的前提是降价。未来无论是海风还是陆风，碳纤维能够全面渗透 的关键前提都是降本，其中最主要是材料降价，预计碳纤维至少降到 9-10 万/吨在陆风 领域才具备足够的竞争力，其次是碳梁设计和制造成本。
2.2.2 光伏热场：逐步完成对石墨材料的替代，未来发展动力充足
光伏发电作为一种清洁、低碳、同时具有价格优势的新能源形式，在全球多个地区和国 家快速兴起。单晶硅、多晶硅是太阳能光伏产业的重要原材料，其制备流程大致是：原 始硅料经提纯、氯化后在多晶硅氢化炉还原生成多晶硅，然后通过单晶硅炉直拉单晶硅 棒或通过多晶硅铸锭炉铸锭生成硅锭，生产出来的纯度较高的单晶硅用于半导体工业， 多晶硅及纯度较低的单晶硅用于生产太阳能光伏电池。其中，单晶硅具备更高的光电转 化效率，成本也正处于持续下降的过程中，因而逐渐取代多晶硅成为市场主流产品，前 景良好。
热场系统是制备单晶硅、多晶硅的关键设备，也是硅片拉晶过程中的耗材，主要包括坩 埚、导温筒、保温筒、加热器等部件。其中坩埚起到的主要作用是承载内层的石英坩埚； 导温筒用于引导气流，形成温度梯度，防止外部热量传导至内部，从而提高单晶硅生长 速率；保温筒用于构建热场空间，隔热保温，防止内部热量向外传导；加热器提供用来 熔化硅料的热源。
我国晶硅制造热场材料行业起步较晚，从光伏行业发展前期到 2016 年之前，热场系统 部件材料主要采用进口的高纯、高强等静压石墨（采用等静压成型方式生产的石墨材料）， 之后随着国内碳基复合材料制备技术的发展、成本的下降以及材料性能优势的凸显，碳 基复材开始逐步实现对石墨材料部件的进口替代和升级换代，目前在坩埚、导流筒等热 场部件产品上已占据绝对份额。
总的来说，碳基复合材料相对于等静压石墨材料的优势主要体现在四个方面：
1）碳基复合材料抗折性能、保温隔热性能更好。坩埚尺寸增大后对承载强度要求更高， 碳基复材更能满足强度方面的要求。同时，碳基复材导热系数更低，这一特性使得碳基 复材制成的导流筒更能加快硅棒生长速率；若直拉单晶炉采用碳碳复材作为隔热屏，能 够进一步降低热量损失，可比采用石墨材料节省 20%-25%的电能。
2）直拉炉大尺寸趋势下碳基复材的经济性更强。碳基复材的经济性一是体现在制备成 本上，碳碳复材具有结构可设计性，通过预制体结构设计和致密化工艺可制备不同尺寸 和形状的碳碳热场制品，过程中无余料浪费，而石墨需要先制备实心坯料，再通过机加 工从坯料中挖出各种形状的产品，挖去的部分即损耗，因此随着热场尺寸的增加，碳基 复材制备成本增速小于石墨材料。二是体现在碳基复材具有功能可设计性，通过制备不 同密度的制品来匹配晶体硅生长加热、隔热、承载等不同功能需求，可以有效降低单晶 硅的生产能源消耗。三是碳基复材使用寿命长于石墨材料，更换频次更低，设备利用率 更高，维护成本相应降低。
3）碳碳热场安全性更好。碳碳热场在反复高温热震下不易产生裂纹，而石墨脆性较大， 在交变热应力和电磁力作用下容易产生裂纹，易导致部件破损，造成安全事故，同时裂纹还会改变零件的电性能和热传导性能，导致难以精确控制硅融体的温度，进而直接影 响拉制单晶硅和成品单晶硅的品质优劣。
4）等静压石墨高度依赖进口。早年间我国热场系统所用的部件材料主要为进口的等静压 石墨，存在供货周期长、生产成本高等弊病，且关键耗材严重依赖进口无疑将制约我国 光伏产业降成本、阔规模的发展进程。
碳基复合材料是以碳纤维为增强体，以碳或碳化硅等为基体，通过化学气相沉积或液相 浸渍等工艺形成的复合材料。主要包括碳/碳复合材料（基体是碳）和碳/陶复合材料（基 体是碳化硅），其中用于光伏产业的主要是碳/碳复合材料。碳碳复材具有质量轻、耐烧 蚀性好、抗热冲击性好、损伤容限高、导热/隔热、保温等优良特性。
光伏热场用碳纤维市场空间测算：通过加总国内各家光伏行业企业的产能情况，算得 2021-2023 年国内单晶硅片总产能分别为 372.5GW、621GW 和 760.5GW。假设 2021- 2023 年每 GW 产能平均需要用到 63/59/55 台单晶炉，另外考虑每一台单晶炉每年大致 需要用到 260kg 的碳纤维预制件（假设一年部件更换 2 次），估算得出 2022-2023 年国 内光伏热场碳纤维需求量分别为 9526 和 10875 吨。
2.2.3 高压气瓶：氢能源产业大有可为，纤维缠绕材料需求长期向好
氢能源开发备受重视，氢能储运是氢能大规模应用的关键前提。氢能被视为 21 世纪最 具发展潜力的清洁能源，其与氧气的燃烧产物仅为水，完全清洁绿色，同时还具有来源 广（氢是地球上储量最丰富的元素）、燃烧值高、无污染等优点。氢能的使用包括氢的生 产、储存、运输和应用等方面，其中生产是基础，储存和运输是进行大规模应用的前提。 现阶段制氢技术已相当成熟，但储运技术尚不够健全，从而限制了其终端应用，这是因 为氢气分子尺寸较小，导致其易渗透通过最常见的罐体材料，出现稳定的流失，同时由 于氢气的可燃性（尤其是当与空气接触时），致使其储运环节存在一定的安全隐患。因此， 决定氢能应用的关键在于安全、高效、经济、节能的氢能储运技术。
高压气态储氢是氢能储存的主导核心技术。当前储氢方式主要有高压气态储氢、低温液 态储氢、固态储氢和有机液体储氢等，其中高压气态储氢具有设备结构简单、压缩氢气 制备能耗低、充装及排放速度快、温度适应范围广等优点，是目前最成熟、最常用的储 氢技术。
高压储氢瓶是高压气态储氢使用的核心设备，现正在使用的气瓶主要包括四种类型：全 金属气瓶(I 型)、金属内胆纤维环向缠绕气瓶(II 型)、金属内胆纤维全缠绕气瓶(III 型)、 非金属内胆纤维全缠绕气瓶(IV 型)。其中Ⅰ和Ⅱ型气瓶重容比较大，储氢密度低，且安 全性差，主要用于加氢站等固定式储氢应用；III 和 IV 型瓶由于所使用的材料和工艺更 为先进，气瓶质量轻、储氢密度高且安全性好，可用于车载储氢。III/IV 型瓶内胆分别采 用金属铝/树脂，相比之下 IV 型瓶的降本效果和使用寿命更长，但技术门槛也更高。当 下，中国车载储氢瓶主要为 III 型瓶，而日美等国多用Ⅳ型瓶，甚至部分国家已开始研发 Ⅴ型储氢瓶，即无内胆纤维缠绕，此方面的研究国内仍是空白。
储氢瓶成本主要集中在外部缠绕用的碳纤维复合材料上。纤维复合材料缠绕气瓶即上述 II 型、III 型和 IV 型瓶，其结构由内至外包括内衬材料、过渡层、纤维缠绕层、外保护 层、缓冲层。车载储氢瓶的材料成本主要集中在外部缠绕用的碳纤维复合材料上，且考 虑到氢气瓶的主要技术方向即耐压和减重，目前也暂无可替代碳纤维的缠绕材料。根据 DOE 的测算，从储氢质量均为 5.6kg 的 35/70MPa III 型储氢瓶的成本构成来看，碳纤维 复合材料占总体成本的比重均在 60%以上；而在相同参数的 IV 型瓶中，碳纤维复合材 料的成本占比均超过了 75%。（报告来源：未来智库）
储氢瓶的一大重要应用方向是氢燃料电池汽车。燃料电池汽车是一种使用车载燃料电池 装置产生电力作为动力的汽车，具有零排放、噪声小、燃料来源广、续航长、发电效率 高等优点，因此当下各国政府都在大力支持燃料电池汽车产业的发展。
燃料电池汽车储氢瓶用碳纤维市场规模测算：从应用场景来看，我国氢燃料电池汽车以 客车、中轻型物流车等氢燃料电池轻卡车型为切入点，逐渐过渡到以氢燃料重卡为主体。 根据赛奥碳纤维预测，2022 年中国至少新增 10000 辆氢燃料车，其中重卡 6000 辆，其 他物流车、客车等 4000 辆。往后到 2025 年预计每年氢燃料车增速均在 25%以上。假 设重卡占比逐年提高，且重卡平均一辆车搭载 8 个氢气瓶，单瓶碳纤维用量为 75kg；其余车型平均每辆搭载 6-7 个气瓶，单瓶碳纤维用量 35kg。测算得 2022 年车载储氢瓶用 碳纤维需求量 4566 吨，预计到 2025 年碳纤维气瓶市场用量将突破万吨。
2.2.4 航空航天：国产飞机呼之欲出，进口替代势在必行
在航天领域，碳纤维复合材料作为结构、功能或结构功能一体化构件，被广泛用于导弹 弹头、弹体箭体和发动机壳体的结构部件以及卫星主体结构承力件上。
在航空领域，碳纤维复合材料主要应用于飞机的结构材料（占飞机重量的 30%左右）， 碳纤维的使用能使飞机结构材料减重 20%-40%，飞机整体重量减轻 6%-12%，从而显 著降低飞机的燃油成本，此外还能够改善气动弹性、提高飞机的综合性能。自 20 世纪 70 年代以来，碳纤维复合材料最初被应用于整流罩、控制仪表盘和机舱门等飞机二级结 构中，后续随着碳纤维性能的稳定和提升，开始逐渐用于机翼、机身等受力大、尺寸大 的主承力结构，大批量的飞机零部件相继采用碳纤维复合材料，且采用复合材料的部位、 面积和重量日趋增加。先进复合材料的用量已然成为衡量航空航天装备先进性的重要标 志。
空客和波音率先在民用客机中使用先进碳纤维复合材料，且两家公司最新的机型均采用 了复合材料机身，其中空客 A350XWB 超大型宽体客机 CFRP 在结构材料中的应用占比 已高达 53%，金属合金比例 33%；波音 B787 中 CFRP 占比约 50%。
近年来中国商飞也 在不断尝试开发复材化的国产飞机，共涉及三款机型：1）早期的 ARJ21 新支线飞机是 我国第一款完全自主研发的国产民航飞机，但复材用量占比仅 2%左右；2）C919 是我 国第一款按照国际民航规章自行研制、具有自主知识产权的单通道大型干线客机，累计 28 家客户 815 架订单，预计 2022 年开始交付，该款飞机的复材占到机体结构重量的 12%，截止目前 C919 所采用的碳纤维及预浸料主要来自日美企业，但考虑到其用途的 特殊性，未来某个时点必将全面启用国产材料；3）CR929 是中俄联合研制的双通道远程 宽体客机，目前仍处于早期的研制阶段，且受到国际政治形势的影响，一些关键部件的 供应及首飞时间仍存在较大不确定性，但考虑到 CR929 的复材化率超过 50%，对碳纤 维的需求量较大且对纤维性能要求较高、产品附加值较高（以 T800 型号为主），国内多 家头部企业正在积极参选。
国产大飞机碳纤维需求测算：考虑单架飞机的碳纤维耗用量，假设复材中碳纤维占比为 65%，平均每架 C919/CR929 分别消耗 1.7 吨/18.2 吨碳纤维。根据《军机+航天航空+ 风电，让碳纤维派上大用场》，假设 2021-2040 年 C919 和 CR929 分别累计交付 2500 架 和 500 架，对应碳纤维需求量分别为 4176.9 吨和 9116.3 吨。
2.3 供给端：短期供需缺口压力较大，价格下降尚需时日
国内碳纤维的供应大部分来自进口，其余为国产碳纤维，近几年来碳纤维国产替代趋势 愈发明显。2021 年碳纤维国产率已达到 46.9%，2016-2021 年每年提升约 4.8pp，根据 赛奥碳纤维预测，预计 2022 年国产化率就将超过 50%。国产替代进程加速一方面是由 于国内优秀的碳纤维企业工艺技术不断突破，生产线运行渐趋稳定，产品质量和规模均 明显改善，国内整体供应能力逐渐跟上。另一方面，2020 年下半年以来受日本东丽出口 管制、疫情冲击海外企业的生产经营、中国进口关税抬高等多重因素影响，纤维进口量 有所下滑，为国产替代创造了良好的机遇。
国产碳纤维供应情况：我们对国内将近 20 家碳纤维企业的现有产能情况进行了梳理（吉 林碳谷仅生产原丝），算得国内碳纤维行业现有产能合计约为 6.1 万吨。根据各家企业披 露的扩产规划，预计到 2025 年全行业产能将净增加 25.2 万吨。碳纤维行业属于资金+ 技术高度密集型产业，研发高投入之后未必能形成产出，例如，从实验室生产到试生产 再到大批量生产的过程中产线运行的不确定性较大，我们预计其中大部分产能规划落地 困难。
进口碳纤维情况：近两年进口增速明显放缓，原因主要系：1）2020 年下半年开始日本 东丽对华有过一段时间的限售，当前时点出口许可证陆续恢复（但东丽 T700 以上的出 口限制目前无放开迹象）；2）疫情导致海外企业产能受损；3）国内进口关税抬升，从 13%增至 17.5%；4）国内碳纤维企业生产技术逐渐突破，部分常规品种的性能指标与国外品 牌已基本相当，成本相对较高但也在持续下降，性价比方面开始追赶国外企业。综上， 一是国外企业自身供给有限，二是当前时点在考虑运费、关税以及国内企业的降本增效 成果后卖到中国的利润不如以往可观，叠加本身本土市场也存在较大需求，因此进口纤 维的量短期内不会完全恢复。
价格变动趋势判断：起初国内碳纤维定价主要是参考国际巨头如日本东丽的价格体系， 在东丽的销售价格基础上再降一定比例作为卖价。现阶段国内主要是依据供需情况定价， 目前国内供需缺口仍较大，一方面国产碳纤维供不应求，另一方面纤维进口增速又出现 回落，两方面因素共同造成 2021 年以来碳纤维涨价较多。我们预计，碳纤维供需好转 及降价会首先出现在大丝束板块，国内大丝束企业产能扩建迅猛，估计最快今年下半年 开始供给会逐渐跟进，价格开始向下走。小丝束方面，随着 2022-2023 年国内第一波 产能集中释放，叠加出口逐步放开，预计最快明年供需得到缓解，价格出现回调。
2.4 竞争格局：民品市场，成本为王
碳纤维军品竞争格局好，追求产品高性能。军品竞争格局较好，供应格局相对集中的原 因主要包括三方面：一是因为军品供货商资质审查严格、验证周期长且验证工序繁杂。 航空用碳纤维进入到一款机型的验证周期一般在 10 年左右，在初始材料验证环节会先 选出 3 家供货商，然后对公司产品性能、公司生产经营连续性、是否有过军品订单历史 等一系列指标进行打分并进行多批次的抽检和验证，经过 3-5 年时间确定一家碳纤维供 应商参与后端认证（预浸料性能验证、复材性能验证、结构件及整机验证等），在验证期 间碳纤维企业为改进工艺参数需消耗大量的原辅材料和能源进行产线试运行，此间巨额 投入在短期内难以收回，企业负担较重。二是因为军品一旦定型，通常不会轻易更换所 有材料的供货商，否则又会启动新一轮认证，因此已拿下军品型号订单的企业供货资质 极为稳固。三是军品用量有限且增长平稳，基本不存在新增供应商的迫切需要。
碳纤维民品竞争格局差，关键竞争要素在于成本。民品碳纤维对企业生产技术和产品品质的要求远不如军品严苛，且不存在冗长的验证周期，进入门槛相对较低，因此参与企 业数量数倍于军品市场，目前国内从事民用碳纤维生产经营的企业约有 20-30 家。不同 于军品首重碳纤维质量和性能的稳定性，价格敏感度低，民品下游客户首重碳纤维的性 价比，在纤维性能基本满足使用要求的前提下追求成本最小化，因此民品碳纤维企业比 拼的核心要素在于成本，降本的有效途径主要包括以下四种：
（1）降低原料成本：碳纤维生产制造中消耗的原辅材料包括丙烯腈、二甲基亚砜、助剂 和水性环氧树脂等，其中丙烯腈为主要耗材。国内企业中兰州蓝星、上海石化和吉林碳 谷这三家企业能够在当地买到原料且基本无需储运，具备一定的化工资源禀赋优势。
（2）降低能耗成本：能源动力主要包括电力、蒸汽、煤炭和天然气等，碳纤维企业想要 降低能源动力成本，可以将产线建在能源动力成本便宜的地区、或是与产区所在地的电 力公司和热力公司以优惠价格签订采购协议。
（3）扩大单线产能规模：根据《碳纤维产业化发展及成本分析》，随着原丝/碳纤维产能 的扩大，相应的直接生产成本的增幅显著低于固定资产折旧、单耗和人工等费用的降幅， 因此生产规模化可有效降低成本。现下碳纤维企业扩产的重要途径有两种，一是生产湿 法大丝束碳纤维，二是生产干喷湿纺小丝束产品，核心都是通过提高单位时间产出实现 成本的摊薄。
（4）持续提升全流程工艺技术水平：碳纤维生产效率的提升依赖于方方面面的资源集 成，包括但不限于工艺、设备、管理、人员、设计等，是一项庞大且长期性的工程。效 率的优化有助于提高企业的良品率，同时也有助于降低从原丝到碳化环节的损耗程度， 从而有效控制生产成本。（报告来源：未来智库）
3 公司分析：成本、规模、资金实力兼备，民品龙头呼之欲出
3.1 成本优势持续凸显，民品赛道竞争实力强劲
中复神鹰主营产品包括 T700、T800 的 12K/24K 干喷湿纺碳纤维，在生产同类型产品的 企业中成本竞争力明显。对此我们深入分析了神鹰的成本曲线，概括来说其成本优势主 要来自于四方面，一是能源动力成本优势，二是具备设备自主设计制造能力，三是生产 规模优势，四是工艺技术先进、生产效率高。
（1）能源动力成本低廉：碳纤维属于高能耗行业，总的成本构成中能源动力占到 30% 左右。能源动力主要包括电、蒸汽、煤炭以及天然气，其中电力作为生产活动所需的主 要动能耗用，占到整个能动费用的 50%以上；蒸汽作为生产活动的主要热能耗用，占到 30%以上；煤炭和天然气主要用于自产蒸汽。鉴于能源动力支出所占比重较大，将新产 线建在能源费用便宜的地区（比如西北地区）是碳纤维企业降价的有效措施之一，头部 的碳纤维企业中，神鹰在西宁建设新基地，光威复材在包头建厂，江苏恒神在陕西建厂， 原因之一就在于此。东西部地区对比来看，西北地区的电费价格不超过 4 毛/度（考虑近 期西北电价上涨），东部地区在 6-7 毛/度左右；蒸汽价格不超过 100 元/吨，东部地区大 概在 200-250 元/吨，测算下来将同样一条产线从东部地区搬迁至西北地区，仅考虑电力 和蒸汽两块支出，单位生产成本就可以降低 1.2 万/吨。
（2）装备国产化率提升：早期国内碳纤维企业大多使用进口设备，但国外企业在高端生 产装备出口方面限制重重，国内能够引进的主要为通用型、非成套的碳纤维设备，且设 备购置价格较高。随着国内工艺技术水平的不断提升，国内碳纤维企业依托对生产工艺 的系统掌握和深入理解，开始具备碳纤维关键设备的设计能力，例如神鹰的关联企业江 苏鹰游纺机已具备聚合釜、纺丝机等机器设备的制造能力，光威复材子公司光威精机也 能实现全套设备制造和内部供应，另外像精功科技等第三方企业近两年也开始投入碳纤 维装备的生产之中，且装备性能及稳定性提升迅速。在性能满足要求的前提下尽早实现 装备的国产化，既能绕开出口管制政策方面的不确定性，减少因装备到位不及时耽误生 产等现象的发生概率，另外考虑到固定资产折旧占到碳纤维成本的 10-15%，又能避免 不合理的装备采购支出，节约成本。以碳化线为例，精功科技目前对外销售的碳化装备 价格普遍不到 1.8 亿/一条线（单线设计产能在 2000-2500 吨上下），而进口德国、美国 的设备至少需要花费 2 亿以上。
（3）规模化生产优势：中复神鹰是国内首家突破干喷湿纺工艺的碳纤维企业，工艺成熟 度及产品品质在国内市场中遥遥领先。干喷湿纺是一种可制得高性能碳纤维的纺丝工艺， 具有纺丝速度快、碳化时间短等优点，较传统的湿纺工艺效率明显提升，同样的装备和 能耗条件下产量能提高 2-8 倍，同时原丝成本能降低 75%。中复神鹰凭借干喷湿纺工艺 快速扩充产能规模，随着单线规模的提升，单位产品摊得的直接材料、能耗及固定费用 有望进一步下降。
（4）整体技术工艺的提升：碳纤维的核心技术是工艺，由于碳纤维生产具有工艺流程长、工艺参数众多、技术点密集、系统集成度高等特点，系统工艺的优化调试是一项需要长 期投入开展的工作；其次，碳纤维生产工艺技术对设备也具有一定依赖，部分关键工艺 需要依托定制化的设备实现，且设备对工艺控制水平和精度具有影响。一整套工艺及设 备配合下来，最终体现出来的良品率、产品质量及稳定性各家之间差距客观存在。
工艺技术对产品成本的影响除良品率外，还体现在丙烯腈投入产出比等指标上。直接材 料占到碳纤维总成本的 30%，其中丙烯腈作为主要耗用的原材料，占直接材料的比重超 过 70%。丙烯腈是大宗化工品，价格波动受石油化工行业的影响，成本支出相对刚性， 但丙烯腈的实际耗用量存在一定的优化空间，这是由于实际生产过程中容易出现工艺参 数调试不到位、操作不熟练、产线运行不稳定、意外停产停车等各种情况，从而造成额 外的损耗。以中复神鹰为例，按照碳纤维原丝成分构成中丙烯腈的理论占比测算，每吨 碳纤维理论耗用丙烯腈 1.96 吨，随着工艺技术的不断优化，产品性能和良品率的提升， 丙烯腈耗用量将逐渐趋近理论值。
3.2 抢抓行业发展黄金期，产能建设提速
近两年国内碳纤维终端需求持续旺盛，且 2020 年下半年以来以日本东丽、东邦和三菱 丽阳为代表的海外龙头企业对华限供，导致国内市场出现严重的供不应求局面，碳纤维 价格高企，能够批量生产碳纤维产品的国产企业基本都能实现盈利。其中高性能小丝束 纤维的供应尤为紧张，一方面，东丽等国对高性能小丝束的出口限制较大丝束更为严格， 且供货周期长，另一方面，国内企业扩产的产品基本集中在通用型大丝束规格方面，高 性能小丝束（主要包括干喷湿纺 T700 以上小丝束产品）相关的投产计划较少。加之航 空航天、碳碳热场、气瓶等高增长下游应用对干喷湿纺产品系列需求强烈，中复神鹰等 国内少数几家掌握干湿法工艺技术的碳纤维生产企业订单火爆。
2020 年中复神鹰产能 3500 吨，产量 3777.2 吨，产能利用率高达 107.9%，存在明显的 产能瓶颈状况。鉴于公司下游需求及产品订单情况良好，公司在青海西宁建设新生产基 地，一期设计产能 10000 吨，从 2021 年 3 月开始投产，直至 2022 年 3 月一期万吨产 能全部建成；此外，二期 14000 吨项目已于 2021 年启动建设，预计 2022 年年底到 2023 年年中陆续投产完毕，西宁两大产能建设项目的顺利完工有望大幅缓解产能供应不足带 来的订单需求无法满足等问题。
3.3 产品结构调整升级，定位中高端
产品销售结构持续优化升级。2018 年公司销售的碳纤维产品主要应用在体育休闲和交通 建设领域。2019 年公司在压力容器领域完成了多家客户的产品型式认证，对该领域的供 货量大幅增长，相应板块占比提升明显。2020 年公司产品用于风电叶片、光伏热场和航 空航天等高端应用领域的占比提高较多。2021 年 H1 随着光伏和航空航天领域需求的进 一步释放，对应业务板块的占比进一步上升。
公司秉承中高端发展路线。公司坚定实施差异化竞争策略，优先供应价格接受程度更高 或成长性更强的中高端细分市场，如航空航天、光伏、氢能等，产品订单量及盈利水平 得到充分保障。再者，光伏热场、航空航天等高端应用的竞争格局良好，不容易出现低 价恶性竞争，尤其是航空航天领域对碳纤维产品的性能和质量要求严苛，叠加前期的验 证周期长，一般在 10 年左右，能进入相应领域的供应商数量极少且供货资质牢固，公司 总体经营质量有望随之不断改善。
（1）航空航天：军品逐渐起量，民航布局长远，航天板块引入战投江苏天鸟。 公司过往业务主要是以民品碳纤维的规模化市场应用为主，涉军型号产品需要经过立项、 方案论证、工程研制、定型等阶段，形成批量销售的周期较长，公司目前军品供货刚开 始起量，由于军品附加值及竞争壁垒较高，军品销量的持续增长将带动公司业绩体量的 快速稳健扩张。
民用航空方面，参考东丽和赫氏的例子，两家碳纤维巨头均以 T800 预浸料的形式向波 音和空客配套供货，掌握了航空用预浸料的主动权且产品附加值高。国内方面，随着国产大飞机的逐步量产，国产碳纤维及预浸料的应用需求与日俱增。国产大飞机目前有两 款型号，其中 C919 对国产 T800 级碳纤维需求量是 100 吨/年，而 CR929 碳纤维复材占 比超 50%，主结构件大量使用碳纤维，随着 CR929 的研制推进，对国产 T800 碳纤维需 求量将呈现跨越式增长。
中复神鹰的 T800 级碳纤维现已实现批量化生产，且正在与中国商飞展开合作，为进一 步强化合作关系，中复神鹰计划通过子公司神鹰上海在上海航空产业园建设募投项目“碳 纤维航空应用研发及制造项目”，开展航空级预浸料及配套树脂的开发与生产等系列碳纤 维航空应用技术研究工作，并计划建成 300 万平米/年的航空级预浸料产线。此项布局的 意义在于更加贴近航空应用端，减少运输和沟通成本，因为目前碳纤维预浸料主要使用 热固性环氧树脂，捲取的预浸料需在-18°C 的环境中进行运输和保管，且保管期通常不 超过 6 个月，公司就近建设预浸料中试生产线可有效解决储存、运输等问题，并缩短沟 通时间和空间距离，及时准确地获取客户潜在应用需求，优化服务效率和产出。（报告来源：未来智库）
航天方面，公司主要下游客户为江苏天鸟，常年稳居前五大客户梯队，本次 IPO 中江苏 天鸟作为中复神鹰的战略投资者获配股 101.7754 万股，占发行数量的 1.02%，合作关 系有望进一步深化。
（2）碳碳热场：深度绑定金博股份等优质大客户，在手订单充沛。光伏热场是对纤维品 质要求较高的一大细分民品市场，具体来讲，因为坩埚在使用过程中需承受一定的压力， 碳碳热场用到的碳纤维要求达到 T700 级别以上，同时要求纤维烧蚀以后残留的灰分含 量基本趋近 0，否则灰分较多将污染单晶硅的纯度，干喷湿纺纤维表面结构光滑，内部 缺陷少，适用于此种特定场合，因此目前光伏领域所用的碳纤维基本为干喷湿纺的 T700、 T800 级别产品。目前国内掌握干喷湿纺工艺的企业屈指可数，其中又以中复神鹰的技术 成熟度最高，公司已是国内首家大批量供货光伏热场的碳纤维厂家，具备明显的先发优 势，随着光伏产业高景气的延续，公司对应订单量有望节节攀升。2020 年以来金博股份、 保山隆基硅材料有限公司等重要光伏企业分别与公司签订了战略协议，本次 IPO 中隆基 股份、金博股份作为战略投资者分别获配 101.7754 万股，占到发行总数量的 1.02%。
（3）风电叶片：走出差异化竞争路线。风电叶片领域的碳纤维需求爆发为近年来全球碳 纤维用量快速增长的主要驱动因素，随着国际风电主机厂将拉挤板代工由欧洲转向国内， 风电叶片成为国内碳纤维最大的终端应用之一，后续前景依旧乐观。目前风电叶片用碳 纤维主要包括 T300 级 24K、48K、50K 等规格产品，但考虑到国内大丝束扩产较为激进， 预计大丝束产品最快于 2022 年下半年开始降价，未来盈利空间或持续缩窄，属于偏低 端的应用场景。中复神鹰目前销往风电用途的碳纤维产品除 24K 外，还包括 3K、12K 等 小丝束规格，主要制成碳纤维织物用于碳梁外的其他功能部件，产品附加值相对更高， 且 3K 产品销售占比近两年有所提升，板块利润可观，体现出一定的差异化竞争优势。
（4）高压气瓶：抢先完成客户认证，板块发展前景广阔。氢气瓶使用的碳纤维一是要满 足压力层面的要求，至少需要达到 T700 级别，二是缠绕加工工艺对纤维的耐磨性提出 了比较高的要求，碳纤维用作气瓶内胆的缠绕材料首先要通过树脂槽浸润上一层树脂后 再缠绕到气瓶的坯胎上面去，这种缠绕成型的过程中容易导致毛丝的产生甚至造成单丝 断裂，影响到气瓶的强度指标。干喷湿纺的碳纤维表面光滑、耐磨性能优良，因此用于 气瓶的碳纤维一般为干喷湿纺的 T700 级以上产品，部分更高端的应用场景（如无人机 气瓶，对重量要求更高）会用到干喷湿纺的 T800 级别纤维。另外，碳纤维材料需要先完 成在压力容器上应用的特种设备型式认证方可正式供货，中复神鹰通过多年的客户开发 和产品验证，于 2018、2019 年先后通过了中材科技、江苏国富氢能技术装备股份有限 公司、沈阳斯林达等多家压力容器客户多款产品的型式认证，从而开启了该领域的批量 供应。
3.4 公司治理机制灵活，国企强势赋能企业发展
管理团队专业化、市场化。中复神鹰第二大股东为连云港鹰游纺机集团，实际控制人为 张国良，张国良自 2006 年 3 月起担任公司董事长，自 2007 年 12 月起任公司总工程 师，并作为核心技术人员主管公司的研发工作，负责制定公司整体技术发展战略和技术 方案的具体实施等。在涉足碳纤维之前，张国良先生已经是一名享受国务院政府津贴的 纺织机械专家，其管理的鹰游纺机集团效益颇丰，考虑到碳纤维原丝与腈纶设备存在一 定的共通性，且碳纤维市场前景宽广，他带领团队从 2005 年开始攻关碳纤维，成功实 现 T300 级碳纤维的工业化生产，2009 年又开始进行干喷湿纺技术攻关，构建了具有 自主知识产权的干喷湿纺千吨级高强/百吨级中模碳纤维产业化生产体系，建成了首套 具有完全自主产权的成套装备，并于 2012 年在国内率先实现干喷湿纺技术产业化，中 复神鹰成为我国首家以及全球第三家掌握此项工艺的企业。
央企坐镇提供资金保障，强强联合扫除后顾之忧。2007 年中国建材集团决定增资扩股 以大股东身份加盟到此项事业中，由集团旗下的中国复合材料集团与连云港神鹰共同组 建中复神鹰碳纤维有限责任公司，新公司于 2007 年 10 月正式成立，董事长继续由张 国良担任。2014 年中建材全资子公司中联投也入股中复神鹰并作为其控股股东。中建 材控股后主要为神鹰的碳纤维研究开发提供各项资金支持，这对于正处于发展前期的碳 纤维企业帮助极大——因为碳纤维属于技术和资金密集型行业，前期投入力度大，回报 周期长且风险高；技术管理工作仍全权交由张国良带领的科研团队负责，这种混合所有 制的公司治理结构较为灵活，既具备专业技术实力又具备雄厚的资本实力，为其长期高速发展奠定了坚实的基础。
4 盈利预测
营业收入及毛利率：公司西宁基地产能正在加速投放，产品供不应求，我们预计公司未 来 2-3 年内产销量及收入规模呈高速增长态势，预计 2022-2024 年公司主营业务碳纤维 收入分别为 19.88 亿/29.07 亿/40.45 亿，同比增速分别为 70.88%/46.25%/39.15%。
（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）
精选报告来源：【未来智库】