2024年精工科技研究报告:国产碳纤维设备龙头,陆空多领域带来增量空间

1. 国产碳纤维设备龙头,重组落地明确发展战略

1.1. 主营业务“二主二辅”,碳纤维装备龙头

精工科技深耕专用设备制造业,13 年开始布局碳纤维装备,目前已发 展为该领域的龙头企业。公司总部坐落于浙江绍兴,成立于 2000 年,并于 2004 年在深交所上市。2013 年组建碳纤维、复合材料装备事业部;2015 年 起公司具备年产千吨以上碳纤维生产能力,同年与浙江精业新兴材料有限 公司签署首条千吨级碳纤维成套生产线销售合同,开始逐渐深入碳纤维装 备领域。截至 2023 年,公司碳纤维生产线已实现国产化,形成系列化、批 量化的生产能力,构建完成原丝装备一碳化装备一复材装备“三位一体”。 公司将以成本优势进一步确保碳纤维装备的龙头地位。

公司致力主营业务的延伸,持续优化产业结构,推动主导产品向高端 智能化发展。公司的业务范围由成立初期的轻纺、建材专用设备逐渐拓展, 发展为涵盖碳纤维及复合材料、机器人及智能、太阳能光伏、轻纺、新型建 筑节能专用设备等多领域。公司通过产业调整归并、产品结构优化、优化资 源集中、加大研发投入、加快转型升级步伐,快速形成了碳纤维装备、碳中 和(新能源)装备、智能建机、智能纺机“二主二辅”的产业发展格局的同 时,围绕新材料新能源装备制造领域积极培育第二增长曲线,构建完成了原 丝装备一碳化装备一复材装备“三位一体”,持续推动主导产品向高端化、 智能化、绿色化、高效化延伸。 目前公司的主营业务中:(1)碳纤维及复合材料板块的主要产品为碳 纤维成套生产线,公司可根据客户需求定制各规格的碳纤维生产线并提供 系统解决方案,具备年生产千吨级以上碳纤维生产能力,技术处于国际先进 水平;(2)太阳能光伏板块的主要产品为 JJL 系列太阳能多晶硅铸锭炉、 JXP 系列多晶硅线剖锭机、JXQ 系列多线切割机、单晶炉等。目前公司具有 从光伏装备开发、工艺技术研究、上下游产品延伸研发等技术优势和“产业 化、系列化、成套化”的生产能力;(3)新型建筑节能专用设备板块主要 产品可分为建筑建材机械产品和钢结构专用装备两大类,产品主要用于新 型墙体材料、保温隔热材料、轻重型钢结构产品、装配式建筑产品的制造加工;(4)轻纺专用设备板块的产品主要应用于纺织用纱的前道加捻及纱线 加工,其中 HKV 系列包覆丝机细分市场占有率达 50%以上;(5)机器人 及智能装备制造板块的主要业务涵盖自动化装配检测装备、机器人集成应 用装备、智能仓储物流及 AGV 装备和 MES 四大板块及口罩生产线、水驻 极、熔喷机纺粘设备等。

1.2. 股权结构清晰,业绩整体稳步增长

公司原控股股东精功集团有限公司出现严重流动性危机,为妥善解决 债务问题于 2019 年 9 月向柯桥法院提出破产重整申请。2022 年 6 月 30 日, 精功集团管理人与中建信控股集团有限公司签署了《精功集团等九公司重 整投资协议》,截至 2023 年 2 月 8 日,精功集团已收到重整方支付的全部 重整资金,其中包括重整方为取得精功集团持有精工科技的 13650.24 万股 股份(占精工科技总股本的 29.99%)而支付约 11.85 亿元,并于 2 月 16 日 实现股份过户。 本次权益变动后,公司控股股东变更为中建信浙江公司,实际控制人 变更为方朝阳先生。中建信旗下拥有钢结构、再生纤维、新型建材、大健康、 金融投资五大产业板块。

从营收和归母净利润来看,公司总体呈上升趋势,23 年同比略有下降。 营业收入从 2019 年的 8.65 亿元增长到 2023 年的 15.4 亿元,归母净利润从 2019 年-1.21 亿元上升至 1.83 亿元,其中 2022 年营业收入和归母净利润最 高,分别为 23.57 亿元和 2.93 亿元,主要是 2022 年度公司碳纤维生产线合 同执行顺利,整线交付能力进一步提升,先后完成了吉林、新疆、江苏、上 海、浙江、韩国等国内外客户碳纤维生产线装备的交付。2023 年公司营收 和净利润同比略有下滑,主要是由于公司主导产业碳纤维装备及轻纺专用 装备等业务的销售在 2023 年期间出现一定的下降。

从各产品的营收及占比来看,碳纤维装备为公司的主营产品,23 年占 比达 47.3%。2022 年、2023 年碳纤维装备的营收分别约为 15.37 亿元和 7.29 亿元,营收占比分别达到约 65.20%、47.30%,其他各项业务占比较为均衡。

从毛利率看,公司专用设备制造业整体毛利率总体稳步上升,细分产 品中碳纤维装备的毛利率较高。专用设备制造行业整体毛利率从 2019 年的 约 16.76%增长至 2023 年约 32.36%。2023 年公司细分产品中,碳纤维设备 毛利率最高,达到约 45.22%。

2. 新材料之王应用广泛,碳纤维国产化进程加速

2.1. “黑色黄金”碳纤维,国家重点支持的关键战略材料

碳纤维兼具碳材料和纺织纤维的特点,是新一代增强纤维。碳纤维是 由有机纤维在 1000℃以上裂解碳化形成的含碳量高于 90%的无机纤维,不 仅具有碳材料的固有本征特征,又兼备纺织纤维的柔软可加工性,是新一代 增强纤维。碳纤维呈黑色,其在力学性能上具有优异的比强度和比模量,导 电能力超高、质量轻、抗腐蚀、耐磨损、耐高温性能优异,惰性环境下在 2000℃ 能保持强度不发生明显变化。与其他无机纤维相比,碳纤维在非氧化的条件 下以及温度低于 400℃的有氧条件下表现出最好的综合性能。

碳纤维复合材料可以显著减轻机器设备的自重并增加结构强度,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,是国民经济发展不可或缺的重要战略物资。

国家加大对于碳纤维领域自主创新的支持力度,碳纤维行业蓬勃发展。 工信部于 2019 年发布的《重点新材料首批次应用示范指导目录(2019 年 版)》中,将高强、高强中模、高模型碳纤维等列为关键战略材料,为碳纤 维生产技术的提升和产业化的推进提供了保障;十三届全国人大四次会议 于 2021 年发布的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划 和 2035 年远景目标纲要》中,提出要加强碳纤维等高性能纤维及其复合材 料的研发应用,为未来碳纤维行业的技术进步提供了良好的政策环境。

2.2. 碳纤维市场空间较大,国产替代进程稳步推进

碳纤维及其复合材料的下游场景广泛,并由于其本身的优良特性不断 开拓新的应用领域,因此全球及中国碳纤维市场规模稳步上升。根据赛奥 碳纤维技术发布的 2023 年全球碳纤维复合材料市场报告,2015-2023 年全 球市场碳纤维需求量从 53000 吨增加至 115000 吨,复合增长率达到 10.17%。 中国碳纤维市场规模保持较快增速,是世界碳纤维的最大市场。2015-2023 年中国市场碳纤维需求量从16789吨增加至69075吨,复合增长率为19.34%。 经过多年发展中国已成为碳纤维大国,市场需求看,2021-2023 年中国市场 全球占比分别为 53%、55%、60%,均为全球第一;从运行产能看,2021- 2023 年中国运行产能全球占比分别为 30.5%、43%、48%,也均为全球第一。

中国碳纤维市场国产替代趋势明显,打破国外垄断。国产市场份额从 2019 年的 31.7%攀升至 2023 年的 76.7%,国产化进程发展迅速。根据赛奥 碳纤维发布的市场报告,2023 年中国碳纤维总需求为 69075 吨,进口量为 16075 吨。国产碳纤维供应量为 53000 吨,占比 76.7%,同比增长 17.8%。

全球及中国的碳纤维市场细分领域头部效应显著,但市场需求结构存 在一定差异。航空航天军工(19.1%)、风电叶片(17.4%)、体育休闲(16.3%) 三大行业占据全球五成碳纤维需求量。从价值贡献量看,航空航天军工所需 的碳纤维单价较高,以 19.1%的需求占比总计贡献 49.9%全球销售额。中国 碳纤维市场的需求结构与全球市场的需求结构存在一定差异。体育休闲 (26.1%)、风电叶片(24.6%)、航天航空军工(11.6%)领域的碳纤维需 求量占中国碳纤维市场六成。与国际碳纤维应用相比,中国的优势应用行业 为体育休闲、碳碳复材、建筑、电子电气;航空航天军工及压力容器迅猛发 展,大幅缩小了与国际的差距,但主力需求的商用航空应用才刚起步;汽车 及混配模成型因中国新能源车的高速发展而应用潜力巨大。

2.3. 碳纤维设备价值量大,主要设备实现国产化供应

工艺装备是碳纤维产品稳定性的核心内容之一。碳纤维制备流程中涉 及的主要设备包括括放纱架、预氧化炉组、低温碳化炉、高温碳化炉、表面 处理浴池、上浆浴池、干燥机、卷绕机、废气处理系统、废气系统管道以及 厂房内界定的设备管道;碳纤维复合材料成型工艺中涉及的主要设备包括 缠绕设备、拉挤设备、特殊成型模具等。 碳纤维万吨投资对应设备价值量大。精工科技 2023 年度特定对象发行 股票募集说明书显示碳丝环节万吨投资对应的设备价值量约为 6-7 亿元。根 据精工科技与浙江宝旌的签单情况,年产 2000 吨高性能 PAN 基碳纤维成 套生产线建设项目的合同金额为 1.678 亿元,对应碳纤维设备投资额为 8.39 亿元/万吨。

目前碳纤维装备国产替代进程持续加快,已实现碳纤维主要设备的国 产化供应,国产设备在性能、配置、工艺、交期和价格等方面具有较强的综 合竞争力和竞争优势,其中精工科技是国内唯一一家具备千吨级碳纤维整 线装备交付能力的厂商。

3. 多领域利好,碳纤维成长空间广阔

3.1. 商业航空:全球市场加速回暖+国产客机 C919 扩产

商业航空是碳纤维的重要应用场景,复合材料的用量是体现飞机先进 性的重要标志。根据赛奥碳纤维技术发布的 2023 年碳纤维复合材料市场报 告,全球航空航天军工以 22000 吨即 19.1%的需求占比贡献 49.9%的全球销 售额;中国碳纤维在该领域的应用也迅猛发展,2023 年航空航天军工对碳 纤维的需求达到 8000 吨,占比 11.6%,同比 2022 年提高 1.1pct。航空航天 严苛的使用环境对结构材料的性能具有极高要求,碳纤维及其复合材料具 有耐高温、密度低、强度大等优异特性,可用于飞机的机构材料。据中国纺 织报,复合材料的用量是体现飞机先进性的重要标志,以空客 A350- 900XWB 为例,复合材料用量占其所有材料的 52%。 商业航空领域全球市场加速回暖。根据 Cirium 数据库数据显示,2023 年空客与波音分别交付了 721 架与 504 架,对比 2022 年,空客提升了 66 架,波音提升了 54 架,全球商业航空领域加速回暖。

国产客机 C919 扩产利好国内碳纤维企业。据中国纺织杂志,C919 是 国内首个使用 T800 级高强碳纤维复合材料的民机型号,其在后机身和平垂尾以及发动机风扇叶片等位置使用了碳纤维复材,占机身重量的 11.5%。目 前中国已有企业具备小批量生产 T800 级碳纤维复合材料相关类型产品的 能力,与 C919 适配的 CJ-1000 系列发动机风扇叶片则是完全国产自研。据 澎湃新闻,C919 订单量已超过 1200 架,中国商飞将提速扩产,规划未来五 年,年产能计划达到 150 架。此外,中国与俄罗斯合作的下一代 CR929 机 型碳纤维复合材料占比预计达到 50%,有跨越式增长。国产飞机事业从研 制向产业化阶段转型,将大大利好上游厂商,包括碳纤维及复合材料厂商、 碳纤维及复合材料装备企业等。

3.2. 低空经济:eVTOL 加速适航认证,利好上游碳纤维市场

我国低空经济蓄势待发,eVTOL 为重要载体之一。据中商产业研究院, 低空经济以各类有人与无人驾驶航空器的低空飞行活动为牵引,辐射带动 相关领域融合发展的综合性经济形态。据工信部下属机构赛迪顾问发布的 《中国低空经济发展研究报告(2024)》,2023 年中国低空经济规模达 5059.5 亿元,增速 33.8%;其中,作为低空经济的重要载体之一的 eVTOL(电动 垂直起降飞行器),2023 年中国 eVTOL 产业规模达 9.8 亿元,同比增长 77.3%。 近期 eVTOL 在适航审定、航线执飞、上线销售等方面进展频频。根据 21 世纪经济报道记者梳理,小鹏分体式飞行汽车“陆地航母”将于 2024 年 四季度开始预订,并于 2025 年四季度开始交付。国内沃飞长空、峰飞、沃 兰特、时的科技、御风未来等主机厂的 eVTOL 项目均进入到了适航审定阶 段。海外 Joby、Archer、Lilium 等厂商也已经具备相对成熟的产品,并已 经获得运营订单,当前正加速推进产品的认证。

eVTOL 中使用的 90%以上的复合材料是碳纤维。随着 eVTOL 厂商不 断推进项目认证、扩大生产规模、提高轻量化水平,碳纤维的需求量将会快 速增加。据 Composites World 及 Stratview Research 的研究,在 eVTOL 项目 中,约 75-80%的复合材料将用于结构部件和推进系统,其次是横梁、座椅 结构等内饰,约占 12-14%。电池系统、航空电子设备和其他小型应用合计 占剩余的 8-12%。而 eVTOL 中 90%以上的复合材将是碳纤维。

根据 Stratview Research 的估算,eVTOL 对复合材料的需求到 2030 年 将会扩大 20 倍,复合材料的需求量从 2024 年的 110 万磅增加至 2030 年的 2590 万磅;复合材料的需求金额从 2024 年的 0.36 亿美元上升至 6.73 亿美 元。即 eVTOL 对碳纤维的需求量预计从 2024 年的 99 万磅增加为 2030 年 的 2331 万磅。

3.3. 新能源汽车:轻量化+储氢气瓶需求带来碳纤维增量空间

随着轻量化趋势以及氢燃料汽车的发展,新能源汽车将成为碳纤维及 其复合材料的另一需求增长点。燃油车轻量化将降低油耗和排放,数据表明 燃油汽车重量减少 10%,油耗降低 6%-8%,排放降低 5%-6%;新能源汽车 的整车轻量化也有利于提高续航里程。碳纤维增强塑料(CFRP)制成的车身部件比铝合金部件可减重 30%以上,比同类钢制零部件减重 60%以上。 此外 CFRP 密度约为 1.6g/cm3,约是钢的 1/4,具有优异的机械性能;与轻 质镁铝合金材料相比,碳纤维复合材料制备的汽车结构件不需锻压和焊接, 采用模压和粘结工艺,节约了模具等综合生产成本。根据英国材料系统实验 室的一项研究结论,当汽车产量低于 2 万辆时,采用 RTM 工艺生产的 CFRP 车身的总体成本低于金属车身,这说明 CFRP 不仅具有先进生产工艺的技 术优势,同时兼有小批量生产成本低的经济优势。1 随着豪华款新能源汽车的发展,碳纤维用量有望进一步增加。CFRP 在 汽车应用中的经典案例为宝马,其中 i3 车型使用了 49.41%的碳纤维材料, i8 车型使用了 43%的碳纤维材料。并随着结构设计方法和成型加工技术的 改进,CFRP 从汽车内饰件及车身覆盖件等次结构件逐渐转向应用于汽车轮 毂、地板、B 柱等主结构件。国内的新能源汽车厂商正在或计划在其高端车 型采用碳纤维轮毂,如广汽埃安昊铂 SSR、蔚来全新 ES6、高合 HiPhi A、 比亚迪仰望 U8 等。此外,据碳纤维及其复合材料技术,近期现代汽车集团 表示已与日本东丽签署了战略合作协议,将共同开发碳纤维增强塑料 (CFRP)等用于提高电动汽车电机性能和安全性的材料。

近年来我国氢燃料电池汽车产销量高速增长,车载储氢瓶需求相应高 涨。据央视网,2023 年我国氢燃料电池汽车产销量分别达到 5600 辆和 5800 辆,同比增长 55.3%和 72.0%,产销量均保持高速增长。据中国能源报,2022 年 3 月,国家发改委和国家能源局联合发布《氢能产业发展中长期规划 (2021-2035 年)》,明确到 2025 年我国氢燃料电池车保有量达到 5 万辆 的发展目标。随着新能源汽车对氢能需求的不断增加,作为氢能储存的重要 容器,车载储氢瓶的需求也相应高涨。据氢促会测算,到 2025 年我国车载 储氢瓶需求量达 46.2 万-69.3 万只,储氢瓶市场规模约为 54.2 亿-81.3 亿元; 到 2030 年,35MPa 储氢气瓶总需求量将达到 199 万-298 万只,70MPa 储氢气瓶总需求量将达到 341 万只-481 万只。

燃料电池汽车储氢系统采用 III 型瓶和 IV 型瓶,这两类气瓶外部均通 过碳纤维增强塑料缠绕加工而成。碳纤维缠绕气瓶具有重量轻、工艺性好、 安全可靠和储存效率高的优势,是增强压力容器承压能力和安全性能的可 靠保障。碳纤维复合材料是高压储氢 III 型和 IV 型瓶的主要成本贡献者。 在 35MPa 的 III 型 IV 型气瓶中碳纤维成本占比分别为 62.45%、76.58%,而 随着压力增加,碳纤维复合材料应用比例大幅提升,因此 70MPa 的 III 型 IV 型气瓶中碳纤维成本占比分别为 65.62%和 78.06%。

4. 精工科技:聚焦碳纤维核心产业,不断开拓海外市场

4.1. 国内碳纤维生产设备龙头,产品核心竞争力强

精工科技是国内碳纤维整线系统设计、制造、工艺调试集成解决方案 的首台(套)提供商,是国内碳纤维生产设备龙头企业。(1)2013 年:精 工科技设立碳纤维装备制造领域业务,初期主要参与公司原控股股东精功 集团 500 吨碳纤维旧线的改造论证、调研等工作,同年 7 月公司开始千吨 碳纤维成套生产线的研发试制工作;(2)2015 年:完成国内首台套千吨级 碳纤维成套生产线的研发制造;(3)2020 年:首条国产化千吨级碳纤维生 产线一次性试车成功并交付用户使用;(4)目前:精工科技碳纤维装备业 务形成了系列化、批量化生产能力。 截至 24 年 3 月,精工科技累计承接 30 多条生产线,累计向市场交付20 余条碳纤维生产线/核心设备,国内市场占有率达 50%以上。

精工科技在碳纤维行业中的核心竞争力及碳纤维生产线主要技术性能 优势在于:(1)实现国产化、规模化、系列化,生产线内设备均自行生产, 整线已达国际先进水平;(2)可提供交钥匙工程和一站式服务;(3)交期 快(10 个月交付);(4)运行能耗低(1.8 万度电/吨);(5)产能大(单 线>3000 吨);(6)连续运行时间长(60 天);(7)项目投资风险低(一 次性开车);(8)见效快(试车即投产);(9)性能优越(可满足生产 T400/T700/T800/T1000 等等级纤维)等。

精工科技在碳纤维新材料高端专用装备领域主要有两条核心生产线: (1)千吨级碳纤维生产线:生产线由放纱架、氧化炉组、低温碳化炉、 高温碳化炉、表面处理浴池、上浆浴池、干燥机、卷绕机等组成,实现对 PAN 基碳纤维原丝连续多道热处理和后续处理,得到高性能碳纤维。生产线采用 集中控制系统,综合计算机技术、网络通讯技术、冗余及自诊断技术,是碳 纤维全自动连续碳化生产线;

(2)碳纤维微波石墨化生产线:基于使用普通碳丝为原料设计,利用 微波与碳纤维直接耦合加热实现石墨化,整线具有超高升温速度、低系统需 求、重塑碳纤维结构、大幅提升碳纤维性能等特性,跟传统碳纤维石墨化生 产线相比,其产品性能和一致性更优,流程能耗、成本比同品级碳纤维大幅 度降低,具有良好的性能价格比优势。普通 T300/T400 碳丝经过微波石墨 化处理后,模量和强度均可提升 10-15%,最终产品品质等级可达 T700/T800 以上。

目前精工科技在手订单充足,积累了优质客户资源。截至 24 年 5 月, 精工科技碳纤维成套生产线装备在手订单为 12 套,已签署尚在执行中的大 额合同总额超过 20 亿元,具体包括浙江宝旌的 1 条碳化线,合同金额 1.66 亿元;吉林国兴的 8 条碳化线(共四期),合同总额 11.50 亿元;东华能源 的 2 条碳化线,合同金额 5.50 亿元;浙江超探的 1 条碳化线,合同金额 1.65 亿元。此外,洽谈中意向订单共 20 套。根据公司公告,2020 年以来公司碳 纤维装备业务已签署合同金额累计超过 40 亿元,与吉林化纤股份有限公司、 吉林国兴碳纤维有限公司、浙江宝旌炭材料有限公司、吉林宝旌炭材料有限公司、新疆隆炬新材料有限公司等下游碳纤维生产企业建立了长期稳定合 作关系。

4.2. 募资增产,布局碳纤维及复材前瞻性技术

2023 年公司向特定对象发行股票,本次募集资金将用于碳纤维及复材 装备智能制造建设项目、高性能碳纤维装备研发中心建设项目及补充流动 资金。为提高公司碳纤维及复材装备生产效率和产品性能,“碳纤维及复材 装备智能制造建设项目”募集资金将全部用于碳纤维装备相关产能替换及 新增设备购置,建成并达产后将主要形成年产高性能碳纤维成套装备 20 套 的生产能力,较公司现有碳纤维装备产能增幅较大;而通过“高性能碳纤维 装备研发中心建设项目”的实施,公司将进一步提高在碳纤维及复材装备领 域的设计、工艺、技术能力以及在碳纤维装备领域的前瞻性技术研究布局, 提升高性能碳纤维装备的进口替代能力并参与到国际市场的竞争。

4.3. 收购精工碳材 100%股权,加快碳纤维装备产业化步伐

根据公司整体体发展战略和碳纤维产业发展需要,公司拟与关联方浙 江佳宝签署《股权转让协议书》,拟利用自有资金以现金方式收购浙江佳宝 持有的精工碳材 100%股权,收购完成后,精工碳材将成为公司的全资子公 司。本次交易标的资产精工碳材 100%股权的评估值为 8958.83 万元,交易 价格为 8958.83 万元。 本次股权收购完成后,未来可充分利用精工碳材化工园区场地优势,满 足公司碳纤维产业业务发展对经营场地的需求,将进一步加快公司碳纤维 系列装备产业化步伐,提升公司核心竞争力和盈利能力,符合公司原丝装备 —碳化装备—复材装备“三位一体”的碳纤维产业整体发展战略。

4.4. 不断开拓海外市场,成功出海韩国越南

精工科技不断开拓海外市场,成功出海韩国越南。据 2023 年 2 月精工 科技的新闻,2019 年公司与韩国 HYOSUNG(晓星集团)在氧化炉方面进 行合作,并成功应用于 HYOSUNG 全州工厂 2 号、3 号碳纤维线,目前 4 号碳纤维线正在安装调试中。晓星集团是全球第四家生产碳纤维的企业,也 是韩国第一家完全拥有技术开发碳纤维材料的公司。2023 年晓星开始进军 中国市场,年产 2.64 万吨碳纤维项目在江苏启动。精工科技和晓星集团就 江苏省碳纤维项目的合作进行更深入的交流,预计未来两家公司不仅在氧 化炉设备,还将在碳化炉等碳纤维核心设备方面进行更多的合作。

2023 年 12 月,精工科技自主研制的碳纤维生产线核心设备继出口韩国 后,再次出海首次进入越南,开拓海外市场成效再显。据绍兴日报,公司还 将积极拓展土耳其、印度等其他国外市场。


(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。)

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