天博中国碳丝的先行者吉林化纤：行业需求已至原丝优势更添繁盛

　　天博中国碳丝的先行者吉林化纤：行业需求已至原丝优势更添繁盛吉林化纤股份有限公司主营粘胶纤维，近年开拓碳纤维为主业。公司位于吉林省吉林市，始建于 1960 年，1964 年 8 月建成投产，1996 年 8 月在深交所挂牌上市（000420）。

　　公司长期主营粘胶纤维，在粘胶长丝领域成为全球龙头。公司近年开拓碳纤维为主业，2017 年 12 月通过持吉林精功部分股权开始进军碳纤维业务，后建设高性能小丝束产线与碳纤维复材拉挤板项目（含碳化线），未来拟将国兴碳纤维资产注入上市公司。

　　吉林化纤集团直接持有上市公司 12.94%的股权，且通过吉林化纤福润德持有 2.58%的股权。吉林市国资委通过吉林国有资本发展控股集团控股吉林化纤集团，且吉林国有资本发展 控股集团直接持有上市公司 4.99%的股份，故吉林市国资委合计控制 20.51%的股权。

　　吉林化纤集团是化学纤维龙头，产品品类丰富，主导产品涵盖生物基人造丝、腈纶纤维、竹纤维、碳纤维、化纤浆粕、纱线 多个品种。碳纤维是吉林市国资委的优势产业，其起步于原丝，后延申至碳丝与复材，已形成碳纤维产业集群。

　　吉林系碳纤维即指吉林市国资委控制的碳纤维资产，集团拟将上市公司吉林化纤股份打造成为碳纤维上市平台，主要承接碳纤+复材资产，而原丝资产在北交所上市公司吉林碳谷。

　　吉林化纤股份相关的碳纤维资产主要由上市公司本体、吉林国兴、吉林宝旌、吉林凯美克四部分组成，包括本体 0.6 万吨的大丝束产能、吉林国兴 2.5 万吨的大丝束产能、吉林宝旌约 0.4 万吨的大丝束权益产能，吉林凯美克 600 吨的小丝束产能。

　　截至 2022 年末，公司已有碳化产能 0.66 万吨；若考虑吉林宝旌权益产能以及未来有望注入的吉林国兴产能，则合计碳化产能达 3.55 万吨。

　　2021 年及之前吉林化纤股份并未控股碳纤维资产，仅通过持股吉林宝旌有部分利润体现在投资收益中，碳纤维尚未形成收入贡献。

　　展望未来，随着公司本体年产 1.2 万吨碳纤维复材项目的投产，以及国兴碳纤维大丝束碳丝资产有望注入，碳纤维将成为上市公司主业，也形成最重要的利润贡献。

　　我们对吉林化纤碳纤维业绩做出测算，预计 2023 年上市公司本体碳纤维净利润约 2.4 亿元，若考虑国兴碳纤维 51%并表以及吉林宝旌等，预计 2023 年碳纤维净利润将达到 5.6 亿元。

　　碳纤维是一种含碳量在 90%以上的轻质量、高强度、高模量的无机高分子纤维，与各种基体经过复合工艺制成的碳纤维复合材料后，广泛应用在航空航天、军工、风力发电叶片、光伏热场、氢气瓶、汽车、体育休闲产品等军用、工业和民用领域，是有关国防安全与能源安全的战略性材料。

　　吉林系碳纤维资产以大丝束为主，我们通常把大于 24K 的碳纤维称为大丝束碳纤维（1K 代表一束碳纤维中有 1000 根丝），在相同的生产条件下因单束碳纤维的丝数更多，故生产环节较难控制，通常性能弱于小丝束，但可以提高碳纤维单线产能，降低生产成本，从而实现更大规模的工业应用。

　　近年大丝束销量占比呈现提升趋势，2021 年全球碳纤维需求结构中，大丝束销量占比约 44%，小丝束销量占比约 56%。

　　大丝束当前应用领域主要为风电、汽车等，从全球市场平均售价来看，风电、汽车等大丝束应用较多的领域均价也相对较低，如全球风电领域碳纤维均价约 10.9 万元/吨，主要以 T300 级 24K、48K、50K 等产品为主。

　　传统的叶片制造材料主要为玻璃纤维复合材料，而当叶片长度超过一定值后，全玻璃钢叶片重量较大，性能上也有较多不足，或会出现共振问题、扭转问题等。

　　而碳纤维复合材料比玻璃纤维复合材料具有更低的密度，更高的强度，其突破了玻璃纤维复合材料的性能极限，而且可以保证风电叶片在增加长度的同时，重量大大降低。

　　从风电全生命周期考虑，使用碳纤维叶片的机型有望实现更高效率，降低总发电成本。虽然碳纤维价格昂贵，使用碳纤维会增加叶片制造成本，但根据 J. Clarke 等在 2020 年发表的论文，从平准化度电成本（LCOE，生命周期内的总成本现值/总发电量现值）角度，考虑 25 年，使用碳纤维主梁的叶片可以比使用玻纤平准化度电成本节约 2.75%-4.36%，若假设碳纤维复材价格降至与玻纤复材类似，节约比例可提升至 3.53%-4.72%。同时，机型越小，使用碳纤维的降本效果越好。

　　当前全球使用碳纤维风电叶片的主机厂主要是 Vestas，而国内风电碳纤维需求亦主要源自为 Vestas 代工生产拉挤碳梁，主要生产企业为光威复材、江苏澳盛、江苏上纬等。2016-2019 年国内风电装机量相对平稳，但碳纤维需求仍大幅增长，主要为供应 Vestas 的加工碳梁出口越来越多。

　　此外，除Vestas 外，海外其他主机厂 GE、西门子近年使用碳纤维比例也迅速提升。2021 年我国风电领域碳纤维需求约 2.3 万吨，出口需求约 1.9 万吨，测算出口占比 85%。

　　随着海上风电大型化进程加快，100 米以上叶片用玻纤或难以满足其性能要求，尤其 110 米以上叶片使用碳纤维主梁或将成为强制。

　　目前国内主要海上风机主机厂已推出使用 10MW、100 米以上叶片的大功率机型，考虑到机型推出至批量吊装约 2-3 年的周期，预计国内 2024-2025 年 10MW、100 米以上叶片的机 型或得以批量装机，届时将更大幅度拉动国内海上风电碳纤维的应用需求。2022 全年海风招标机型 10MW 及以上的占比已达 30%，可作为印证。

　　随着海风补贴退坡，2022 年装机有所回落。但招标规模方面，2022 年海风累计招标 11.7GW（不含框架竞配）。在 2022 年高招标的基础上，我们预计 2023 年海风装机规模将达到 10GW 以上，相比 2022 年实现翻倍以上的增长。

　　随着海风项目建设成本的不断下移，海风行业平价正加速到来。假设项目上网电价是当地燃煤标杆电价（若存在地方补贴则考虑 2023 年的补贴）以及比例 70%的背景下，部分地区 2023 年建设并网的项目能够达到平价阶段。

　　其中，具体看，广东、福建、江苏、浙江、上海天博.体育(中国)官方网站、山东海风项目 IRR 较为靠前，有望率先 迈入平价，并且广东因存在地方补贴，项目收益率相对较高。

　　此外，对于十四五，目前各沿海省份均出台较为明确的海风规划，梳理来看，十四五海风规划规模合计约 60GW，其中广东、江苏、山东、浙江、福建规划规模靠前。再往长期看，各地市也陆续出台中长期海风规划，为十四五后海风储备规模进一步奠定基础。

　　考虑国内海风装机大幅增长及大型化带来的碳纤维应用渗透率提升，同时考虑海外增长，预计至2025年中国风电碳纤维需求有望达到6.8万吨（包括出口），年均复合增速32%，对应市场空间约 75 亿。

　　碳纤维价格昂贵，最初在汽车领域主要应用于超跑、赛车等豪华车型，该类车型拥有高性能要求以及低价格敏感度的特点。

　　碳纤维在高端车型中主要用于车身框架、底盘等主体部分，而中端车型目前只会在少部分零部件使用碳纤维材料。目前碳纤维在国内汽车市场应用较少。

　　新能源车一直存在续航不足的痛点，解决方案分别为以特斯拉为代表的“钴路线”和以宝马为代表的“碳路线”。

　　纯电动车的主流思路是以锂电池为核心，尽可能做大锂电池组的容量，这也是特斯拉、比亚迪等选择的路径。

　　而宝马认为如果采取一个合适、保险的电池组，只要将车的重量降低到一定的程度，那么该电动车依然可以跑出一个可以接受的里程数。

　　宝马早在 2009 年开始布局碳纤维，与西格里（SGL）成立合资公司生产汽车用碳纤维，后于 2013 年首次推出大量使用碳纤维的 i3 电动汽车。每辆 i3 的碳纤维复合材料质量在 120 公斤到 150 公斤之间，每年产量约为 3 万辆。

　　受限于碳纤维成本高昂，宝马新推车型碳纤维用量折中。由于成本及销量问题，BMW 大量采用碳纤维的车型 i8、i3 分别于 2020 年、2022 年停产。2021 年，BMW 推出 iX 车型，这次宝马对碳纤维的使用更加稳健，利用铝材和碳纤维组建 iX 的车身构架，其中铝材为主要骨架，碳纤维使用在侧围、车顶框架、前围、后窗框架、后围等部位进行补强。

　　汽车轻量化一直是进行时，参考铝合金在北美汽车用量的演变，单车用铝量从 1990 年的 75 公斤提升至 2020 年的208 公斤。碳纤与玻纤等复合材料在汽车中的用量也逐渐增加，玻纤更适合制成汽车非结构件、装饰件，而碳纤维适合运用在车身结构件。当前碳纤维在结构件中应用较低，未来远景空间广阔。

　　根据测算，2025 年全球汽车碳纤维用量为 2.4 万吨，对应市场空间 26 亿元；2030 年用量为 14.9 万吨，对应 134 亿元。目前碳纤维价格尚掣肘其在汽车中的应用，随着碳纤维成本下降，碳纤维在车身结构等应用有望加速渗透。

　　除风电外，大丝束可广泛应用的领域也包括汽车、轨交等，此外光伏、氢能等部分领域也正在探索大丝束碳纤维应用的可能性。但考虑到大丝束降本与提质正在进行，且部分产业链配套打通短期难度较大（如国内汽车），预计“十四五”内，风电仍是大丝束主要的应用领域。

　　随着技术进步以及需求爆发，除吉林系外，较多公司已经开始了大丝束碳纤维布局，部分也配套原丝布局，如上海石化、宝武碳业、兰州蓝星、新创碳谷等。随着国内大丝束市场进入者逐渐增多，产能不断跟进，中期维度供应紧张的情况有望缓解，大丝束碳纤维价格中期也有望逐步回落至合理水平，也将打开更广阔的应用空间。

　　2022 年国内风电领域碳纤维需求较弱，且叠加 5-8 月吉林国兴的集中投产，大丝束碳纤维价格年中时已出现下行。

　　分原丝及碳化两个环节看，因原丝短期新增供给较碳丝更少且主要来自吉林碳谷，因此格局相对碳丝或更优且中短优势有望持续，故原丝价格仍保持相对高位。

　　吉林碳谷是国内最大的大丝束原丝生产企业，其于 2008 年 12 月设立，原为集团子公司奇 峰化纤的子公司，2015 年 6 月股权独立于集团，由吉林市国资委通过吉林国兴新材料产业投资有限公司控股。

　　吉林碳谷在原奇峰化纤 20 年腈纶制备基础上进行研发、摸索，创造性发明了 DMAC 为溶剂的湿法两步法原丝生产技术与工艺，打破国际碳纤维巨头在原丝生产技术上的垄断情况。

　　吉林碳谷收入来源主要集中在东北，2022 年上半年占比 70%以上，主要客户集中于国兴碳纤维、吉林宝旌等。吉林化纤与吉林碳谷同属吉林市国资委控制，因而在原丝供给偏紧的背景下，也会对吉林化纤优先保供。同时，两者技术团队同出一辙，长期进行合作研发交流，吉林化纤对吉林碳谷原丝的理解更为深刻，因而碳化环节也更具效率，更具成本优势。

　　二是设备优势。吉林系碳化环节扩产设备主要来自精功科技。精功科技为吉林宝旌前控股股东精功集团的子公司，其长期与碳纤维生产加工企业展开深度合作，具备丰富的设备研发与制造经验。

　　根据精功科技公告，吉林国兴碳纤维自 2020 年 12 月以来，陆续与精功科技签署了 9 条碳化线的供应合同，目前已全部交付。

　　吉林系凭借与精功长期深度合作，对其设备理解更加深刻，更能发挥出其产能。同时随着精功设备升级，随着吉林系研发生产更大丝束的碳丝（35K、50K 等），两年间产线 吨以上，这也带来单吨产线折旧的极大摊薄，折旧从约 6000 元/吨下降至 3800 元/吨以下。

　　三是客户优势。公司技术指标接轨全球，子公司吉林宝旌已批量向市场供应多年。近期公司亦密集与下游风电、汽车等领域企业开展合作。

　　产能扩张与持续降本为公司增长的核心驱动：一是公司产能大幅扩张，“十四五”末有望达 7 万吨以上。碳纤维业务为公司当前核心发展方向，近年产能大幅扩张天博.体育(中国)官方网站。根据前文分析，在原丝、设备的加持下，公司扩产较同行更具优势。

　　公司当前大丝束碳化产能规模已达全球第一，未来领先优势将进一步拉大天博.体育(中国)官方网站。2021 年末吉林化纤相关碳化产能约 1.2 万吨/年（不含吉林宝旌），产能位列大丝束碳化企业国内第一，全球第三。

　　经过 2022 年国兴碳纤维与上市公司本体的大幅扩产，2022 年末吉林化纤相关碳化产能已增至约 3.1 万吨/年（不含吉林宝旌），产能已位列大丝束碳化企业全球第一，已高于卓尔泰克。未来随着公司持续扩产，领先优势将进一步拉大。

　　二是成本有望持续下降。碳化环节中原丝、电力占据主要成本。吉林宝旌为近年来国内最早的批量生产的大丝束碳化企业，根据产能情况预测 2020 年吉林宝旌单吨成本约 9.1 万元/吨，其中预计原丝占比 62%、电力占比 15%、产线%。

　　碳化环节仍有较大降本空间。一是由于技术进步生产优化使得原材料及能源单耗下降；二是规模效应带来其他成本费用的摊薄效应明显；三是设备升级带来的折旧下行。

　　首先，我们考虑单耗下降，做弹性测算，若原丝单耗从 2.1 降至 1.9，电力单耗从 2.2 降至 2.0，则可以带来 0.9 万元/吨的成本下降，若考虑原丝价格下降则成本下行更加显著。

　　其次，我们考虑费用摊薄与折旧下行。碳化企业销售费用与管理费用通常较低，主要波动项在财务费用，以吉林宝旌为例，其财务费用较高，2020 年财务费用率高达 7%，单吨财务费用高达 0.8 万元，但是随着公司密集投产结束与生产经营改善，公司资产负债率迅速下行，从高点约 80%下降至 2022 年中的 65%，预计财务费用亦下降显著。

　　同时随着企业规模扩大，各项费用均有望继续摊薄。同时，根据前文分析，两年间新线 万元以上，故在费用与折旧角度也有单吨 1 万元以上的降本空间。

　　但考虑到吉林化纤与吉林碳谷同属吉林市国资委，且吉林化纤占据碳谷收入 70%以上，预计产业链利润分配不会走向过度极端，在十四五期间碳丝价格下行时，原丝价格预计亦将下行，届时碳化环节成本下降将更加显著，公司碳化环节盈利能力有一定保障。原丝价格亦与大宗原材料丙烯腈价格波动有关。

　　根据吉林碳谷公开转让书，丙烯腈约占原丝生产成本的 38%。丙烯腈做为石化链大宗品，价格与原油密切相关，其下游主要为 ABS、腈纶，涉及工业塑料、纺服等领域。

　　1 吨原丝对应的丙烯腈单耗约为 0.95 吨，若丙烯腈价格下降 1000 元/吨，吉林碳谷成本下降约为 950 元/吨，同时原丝环节降本增效亦在持续进行，对应原丝价格亦有较大下降空间。

　　2014 年之前粘胶纤维收入占比约 70%，2014 年之后达 80%以上，最新 2022 年半年报中，公司粘胶纤维收入占比高达 96%。受制于粘胶纤维行业的周期性波动，公司历史上收入与利润的波动较大。

　　粘胶纤维是纺织纤维的一种，属化学纤维中的再生纤维素纤维（人造纤维），其原理是让植物中的纤维素重新析出而进行纺丝。

　　粘胶纤维上游主要为棉花、木片和竹片生产的溶解浆，下游为纺服行业。粘胶纤维产品具有吸水性好，柔软透气，可降解可再生，抗皱褶能力强，光泽度好的优势，表现出较好的悬垂性，上身舒适，不会出现静电。

　　以粘胶纤维为代表的再生纤维素纤维产品的亲肤性、透气性等优于以石油化学品为原料的合成纤维，但从全球产量来看，再生纤维素纤维占比仍较低，仅占 6%，合成纤维、棉两者占据主要地位。

　　粘胶长丝主要用于丝绸方向，粘胶短纤维主要用于棉纺方向。粘胶长丝又叫“人造丝”，是天然真丝的替代品，具有光滑凉爽、透气、抗静电、染色绚丽等特性，在主要纺织纤维中含湿率最符合皮肤的生理要求，主要应用于高端服装和家用纺织品。

　　粘胶短纤俗称“人造棉、人棉或粘纤”，与天然棉很像，具有“出于棉而优于棉”的特点，其生产原料资源丰富，具有吸湿性好，易于染色，织物穿着舒适的特点，粘胶短纤既可纯纺为人棉纱，亦可与棉花、涤纶短纤等混纺，制得混纺纱。

　　当前粘胶纤维产量中以短纤为主，2021 年我国粘胶长丝产量约 16.1 万吨，粘胶短纤产量约 387 万吨。

　　短纤的价格也长期低于长丝，当前粘胶长丝价格约 4.3 万元/吨，短纤价格约 1.3 万元/吨。

　　粘胶长丝全球产能集中在中国，根据新思界产业研究中心数据，近年来全球粘胶长丝总产能约为 28 万吨左右，其中中国产能占比达到 75%以上，生产企业主要有吉林化纤、新乡化纤、宜宾丝丽雅等，公司具备 8 万吨粘胶长丝产能，规模位居全国及世界第一。

　　公司业务结构中也长期以粘胶长丝为主，2016-2019 年粘胶长丝收入占比均维持 80%左右，2021 年粘胶短纤占比 有所提升，粘胶长丝占比降至约 60%。 粘胶长丝格局已然稳定，龙头市场控制力较强。

　　2010 年，工信部出台《粘胶纤维行业准入条件》，明确禁止新建粘胶长丝生产线。除了头部几家如吉林化纤、新乡化纤等，其他化纤企业因产能落后和环保等原因，已陆续退出了市场，未来行业也难有新进入者，龙头企业市场控制力将进一步增强。

　　粘胶长丝在 2014 年后供需格局保持稳定，市场价格长期处于 3.7-3.8 万元/吨的水平，盈利能力波动也相对收窄，但 2020 年以来由于成本上行同时重启粘胶短纤业务，使得公司盈利能力有所下行。

　　公司财务费用率相对较高，常年维持 5%以上，随着公司定增已于 2022 年 3 季度落地，同时随着公司碳纤维业务引入带来的整体经营改善，公司杠杆率与财务费用率有望下行。