金博股份如何打造成本优势?

最佳答案 匿名用户编辑于2023/09/22 15:55

公司从多维度建立起低成本优势,未来仍有优化空间。

行业竞争核心要素为成本管控。热场下游客户竞争充分且新能源行业长期以降本为 核心,要求热场厂商在一定产品品质基础上持续降本,因而成本管控是新阶段行业 竞争核心要素。 公司以极致低成本为持续追求,从三个维度建立起低成本优势:①原始创新带来的 技术领先和专注于碳基复材工艺的know-how积累,背后是强大的技术基因;②产业 链一体化,自制预制体、自研关键设备等(本质也是技术优势的体现);③规模效 应,单线规模持续扩大带来单耗下降、总规模持续扩大带来采购成本下降。纵向对 比自身来看,2016-2022年期间,公司单位成本稳定下行,2022年公司热场产品吨成 本仅30万元,对比2016年53万元下降43%;拆分看,2016-2022年公司制造费用由 32万元/吨下降至9万元/吨,主要来自电耗下降、规模效应摊薄固定成本;公司人工 成本由12万元/吨下降至5万元/吨,主要来自规模效应以及生产效率提升。横向对比 行业其他主流玩家,公司成本优势体现在直接材料及制造费用。

从工艺上看,碳碳复材热场制备流程主要分为五个环节,其中预制体制备、致密化 为核心环节:①自制或外购预制体(原材料为碳纤维);②预制体致密化,沉积基体 碳,主要工艺路线分为纯化学气相沉积和化学气相沉积+液相浸渍工艺,前者是以有 机低分子气体为前驱体,后者是以气体+树脂为前驱体;③石墨化处理,提高产品性 能;④对半成品进行机加工;⑤重复高温纯化,得到最终产成品。预制体:自制技术门槛不高,但工艺know-how决定原材料耗量、致密速率、产品性 能差异较大。预制体是碳碳热场的骨架,是通过织布、成网、复合、烘干等步骤制备 和产品近似形状的碳纤维毛坯。掌握预制体制备工艺一是能向上游节约原材料成本, 二是能通过预制体密度调节配合后续快速沉积工艺优化,三是能把控原材料品质提 高产成品性能。

(1)节约原材料成本。①对比外购,自制预制体带来7万元/吨成本优势。据金博股 份招股说明书测算,对比2019年西安超码预制体外购价(供应商为行业龙头天鸟高 新)与金博股份预制体自制成本,金博股份自制预制体模拟毛利率约为46%(天鸟 高新2019年销售毛利率约为48%)。西安超码预制体外购价在35万元/吨左右,假设 预制体外销毛利率40%,参考西安超码环评报告,单吨碳碳热场约使用0.5吨预制体, 估算金博股份自制预制体带来7万元/吨成本优势。②自制直接材料损耗差异。目前主 流玩家多数已掌握预制体自制技术,但直接材料成本仍存在差距,原因在于工艺水 平高低导致碳纤维损耗不同。碳纤维本身具有脆性、刚性、断裂伸长率低,因而成 网、布网复合针刺过程中容易造成碳纤维损伤,低损伤低成本制备有工艺难度。

(2)提高沉积速率。自制预制体则可以调节优化预制体结构及密度,据《变密度预制体对C/C复合材料CVI工艺的影响》(张洁,化工新型材料,2015),预制体结构 决定了纤维的体积含量和排列方向,孔隙形状和分布以及纤维弯曲程度影响沉积气 体的传质,进而影响致密化速率。 (3)优化产品性能。预制体结构是碳碳复材拉伸性能、热膨胀性能、热导率等热力 学性能的重要影响因素。 金博股份2006年起不断迭代改进预制体制备技术,积淀了深厚的工艺经验,2019年 自制预制体环节盈利能力与行业龙头相当,表明其工艺水平较高。

致密化:公司独创快速化学气相沉积技术,可以缩短致密周期降低电耗、摊薄折旧。 化学气相沉积即利用甲烷、丙烯等碳氢化合物高温热解产生碳,沉积在预制体孔隙 中,实现预制体致密化。目前行业新项目普遍使用快速化学气相沉积工艺,工艺难 点在于较难实现高密度沉积,或致密周期冗长使得成本偏高。气相沉积工艺在坯料 初期低密度阶段致密效率高,当本体密度达到一定值时,沉积在预制体表面的碳阻 碍气体进一步向内扩散,必须要在致密化过程中多次进行机加工以确保沉积通道顺 畅,使得高密度沉积致密效率低,电力消耗高。

以甲烷为碳源解决了气体难扩散至内部的问题,但其化学性质稳定,热解和沉积速率更慢。金博股份2012年自主研发 出单一碳源甲烷快速化学气相沉积技术,结合自制预制体、自研大型沉积炉设备等 将致密周期由传统800-1000h降低至300h以内,而西安超码同样使用天然气化学气 相沉积法的新项目(大尺寸热场材料生产线产能提升建设项目),致密周期为1000h。

对比西安超码最新项目,尽管与金博股份生产工艺路线趋同,金博股份单吨设备投 资额仍有5万元/吨左右的优势,推测或来源于产能投资的规模效应。设备自研:核心工艺理解深刻,自研关键设备打造先进生产能力、降低投资成本。 公司多年来积累了丰富的热场产品生产经验,基于对know-how的深刻理解,掌握关 键装备沉积炉自主设计能力及高温炉生产能力,从装备端配合工艺优化打造出低成 本、大规模碳基复材生产能力。以高温炉为例,公司凭借自产先进高温炉,开发出无 需氯气或氟利昂等纯化辅助的高温纯化技术,不仅降低材料成本,也避免了氯气节 能环保风险。

升级大型沉积炉,能耗降幅明显。2020-2021Q1期间,公司新购置24台大型沉积炉, 沉积炉设备由微型升级换代到大型后,单位产出功率约降低53.42%。此外,公司产 品丰富多样,覆盖各种规格多领域用热场产品,大型炉子内可同时摆放或套着沉积 多种直径工件,小型炉子专用生产小直径工件,公司利用龙头份额优势通过科学排 产可发挥产能最大利用效率。产能扩张、大型沉积炉占比提升叠加排产优化,公司 单位产出用电量由2017年255kwh/kg下降至2021的61kwh/kg,降幅达76%。

原材料方面继续推进国产化替代、预制体工艺改进、不同牌号引入工作,成本仍有 下降空间。(1)国产化替代。预制体制备成本主要来自碳纤维采购成本及成型工艺, 进口碳纤维质量更稳定但采购成本较高,据金博股份公告20211102,公司率先引入 国产碳纤维,与主要供应商中复神鹰签订战略合作协议,长期合作共同改进原材料 质量,碳纤维国产化率已达80%。随着产品体系丰富、产出规模扩大,公司原材料国 产化率、采购价格均有改善空间。

(2)预制体工艺改进。通过预制体设计工艺改进, 提高碳纤维利用率,降低原材料损耗。据金博股份2021年年报,公司在研均匀结构 碳纤维预制体制备技术,开发出体积密度0.45g/cm³左右(密度较低,节约碳纤维用 量)、具有高致密化效率的碳纤维预制体及其制造技术,报告期内完成关键技术开 发、小批量生产。(3)不同牌号引入。目前光伏热场产品碳纤维以小丝束为主,小 丝束相对大丝束有溢价,据金博股份2022年年报,公司在研大丝束碳纤维应用技术, 突破大丝束碳纤维预制体成形关键技术难题,为现有产品替换牌号、新产品开发奠 定基础,目前完成关键技术开发。