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荣晟环保研究报告:领军芳纶纸国产化,纸基新材料先锋崛起

 

(报告出品方/作者:国盛证券,杨义韬,王席鑫,姜文镪)

1.进军芳纶纸,纸基新材料先锋崛起

1.1.主业安全垫厚,进军芳纶纸提估值、促成长

深耕瓦楞纸四十余年,主业将实现大级别扩张。公司前身平湖造纸厂成立于 1980 年, 深耕包装原纸生产 40 余年,业务不断扩展至牛皮纸、瓦楞纸、高密度纸板等产品,并 依托上游原纸技术积累不断布局下游包装纸产品。

产品布局:公司聚焦环保再生纸,集废纸回收供应、热电联产、再生环保纸生产、 纸板纸箱制造于一体,主要产品有 A 级高强瓦楞原纸、A 级牛皮箱板纸、高密度纸 板、瓦楞纸板、电力和蒸汽,核心产品为牛皮箱板纸、高强瓦楞原纸和瓦楞纸板; 主业优势:产业链优势:公司利用废纸为原料生产再生纸,打造“资源—产品—资 源”循环经济,同时公司具备热电联产能力,通过热电产生的蒸汽进行纸浆烘干, 协同效应明显;区位优势:公司地处华东销区,与上海、杭州、宁波、苏州等长三 角重要城市形成一小时交通圈,区位优势显著;产品优势:公司聚焦高性能环保纸 业务,为客户提供差异化服务,率先突破 AA 级低克重高强瓦楞纸产品;环保优势: 造纸行业环保政策严苛,公司依托多年生产经验,积累了先进的环保技术;

现有产能:公司通过 IPO 募投 20 万吨造纸项目以及转债募投 3 亿平智能包装项目 不断扩张原纸-包装纸生产规模,2022 年公司瓦楞原纸产能 41 万吨、牛皮箱板纸产 能 15 万吨、高密度纸板产能 4 万吨,同时下游配套瓦楞纸板年化产能 2.4 亿平; 产能布局:公司持续推进原纸及下游包装纸产能建设:1)2019 年 7 月转债募集 2.2 亿元建设 3 亿平智能包装项目,目前已达产;2)2021 年 10 月投资 8 亿元建设 5 亿平方绿色智能包装产业园项目;3)2022 年 1 月与全椒县政府签订战略合作协议, 投资 105 亿元建设 130 万吨环保纸、生物质热电、分布式光伏电站运营管理项目。

进军芳纶新材料,打造纸基新材料龙头。2023 年 2 月公司公告拟投资 2.5 亿元于平湖经 济技术开发区建设 2000 吨芳纶新材料项目。公司依托深厚的造纸生产及管理经验,进 军芳纶纸基新材料领域,把握国产化大机遇,打造国内领先的芳纶纸基复合材料生产基 地。

与芳纶纸领军高校战略合作。2022 年 8 月 26 日,公司全资子公司荣晟新材料与陕西科 技大学就芳纶生产签订《战略合作协议》。陕科大拥有国内芳纶领域领军技术团队,是全 国唯一纸基材料省级研究团队,于十年前率先完成上游芳纶纤维技术国产化突破。陕科 大张美云教授团队深耕高性能纤维和纸基功能材料近 40 年,就芳纶纤维下游芳纶纸积 累了深厚且成熟的研发、生产经验,前团队成员现任职民士达技术研发部部长。公司通 过与陕科大联合实施运营“芳纶纸基新材料项目”,依托院校国家重点实验室平台,不断 攻坚芳纶纸基功能材料核心技术。

股权结构及子公司。公司为原浙江嘉兴市荣晟纸业有限公司通过改制,由冯荣华、张云 芳、陈雄伟、陆祥根、张士敏、唐其忠、许建观共 7 位自然人发起设立而成。冯荣华、 张云芳夫妇为公司实际控制人,分别为持股 37.51%、4.67%。冯晟宇、冯晟伟为冯荣华 夫妇之子,分别持股 4.22%。冯氏家族持有公司股份合计 50.62%,股权结构集中。

1.2.主业景气复苏,公司依托长尾客户策略业绩率先修复

2022 年公司实现营收 25.63 亿元,同比增长 6.14%;实现归母净利润 1.68 亿元,同比 下滑 40.89%。公司净利润下滑主要系传统造纸包括周期波动影响,2022 年受公共安全 事件及全球宏观经济影响,公司主业下游食品饮料、电子等消费板块需求疲软,公司造 纸板块盈利水平同比下滑。随着全球经济复苏,2023 年公司主业净利润企稳回升,2023 年 Q1 公司实现营收 5.41 亿元,同比小幅下滑 11.16%;归母净利润 0.82 亿元,同比增 长 1.90%。未来芳纶新材料项目持续放量,有助于拉动公司利润体量持续增长。2023Q1 公司毛利率、净利率分别为 13.20%、15.07%,净利率倒挂主要系公司费用控 制能力强以及投资、退税等主营外收益所致。受益于规模效应以及费用控制,公司三费 支出持续降低,2023Q1 公司销售费用率、管理费用率、财务费用率、研发费用率分别 为 0.20%、1.42%、-0.51%、3.48%。

2.芳纶纸国产化机遇已至,应用全面铺开

2.1.芳纶是综合性能最优的高性能纤维之一

芳纶是综合性能最优的高性能纤维材料。芳纶是一种高性能纤维材料,按结构可分为间 位芳纶、对位芳纶、杂环芳纶,其中间位芳纶与对位芳纶是目前产业化生产及应用的两 种主流类型,杂环芳纶性能优异但工艺难度极高,且价格昂贵,主要用于军事领域: 间位芳纶(芳纶 1313):由杜邦公司于 1967 年完成产业化(商品名 Nomex),由 间苯二甲酰与间苯二胺缩聚而成,具有良好的耐热性能;

对位芳纶(芳纶 1414):由杜邦公司于 1972 年实现产业化(商品名 Kevlar),由对 苯二甲酰与对苯二胺缩聚而成,相比间位芳纶具有更强的机械性能、耐热性能; 杂环芳纶(芳纶 III):杂环芳纶由对苯二胺、对苯二甲酰氯、含有杂环结构的二胺 等三种单体共缩聚而成,是一种具有杂环结构的三元共聚芳香族聚酰胺纤维。杂环 芳纶中的杂环结构赋予其超高的强度和模量,且在耐高温、耐冲击、耐磨损、透波 等方面具有优异的性能。杂环芳纶目前广泛应用于各种武器装备上,在促进武器装 备的轻量化、小型化、隐身化、增强防护等性能起到了至关重要的作用,已发展成 为现代国防军工关键性的支撑材料。

间位芳纶主要原料为间苯二胺、间苯二甲酰氯,对位芳纶主要原料为对苯二胺、对苯二 甲酰氯。间苯二胺由纯苯硝化而成,对苯二胺原料为对硝基氯苯。间苯二胺/对苯二胺生 产涉及硝化反应,2019 年江苏天嘉宜发生爆炸,行业准入门槛提升。间苯二甲酰氯/对 苯二甲酰氯原料主要为氯化亚砜及间苯二甲酸/对苯二甲酸,分析原料供应:间苯二胺/对苯二胺:间苯二胺是一种染料中间体材料,全球规模厂商产能合计约 12 万吨,其中国内浙江龙盛拥有产能 7 万吨;对苯二胺国内产能约 6 万吨,其中浙 江龙盛产能约 2.6 万吨。二胺传统下游为染料,产能集中度高,国内芳纶企业主要 通过向龙盛等头部厂商外采的方式进行配套。

间苯二甲酰氯/对苯二甲酰氯:间苯二甲酰氯/对苯二甲酰氯原料主要为氯化亚砜及 间苯二甲酸/对苯二甲酸,其中对苯二甲酸(PTA)国内产能超 8000 万吨,间苯二 甲酸国内产能超 50 万吨。氯化亚砜下游包括医药中间体、三氯蔗糖、锂电材料 (LiFSI)、芳纶等,国内主要生产厂商包括凯盛新材、金禾实业、石家庄和合、江 西理文等。国内泰和新材部分间苯二甲酰氯原料自给,对苯二甲酰氯主要来自外采, 其余中小厂商主要通过外采。间/对苯二甲酰氯国内主要供应商包括凯盛新材等氯化 亚砜生产企业,通过产业链延伸进行布局。

芳纶是一类芳香族聚酰胺材料,其结构由至少有 85%的酰胺键(-CONH-)直接与苯环 相连接。芳纶的特殊结构使得材料具有优异性能,对位芳纶纤维的强度是钢丝的 5-6 倍, 比模量为钢丝或玻璃纤维的 2-3 倍,韧性是钢丝的 2 倍,而重量仅为钢丝的 20%。芳纶 核心性能优势包括: 强度高:芳纶分子主链结构上具有高键能的共价键,使得芳纶及复合材料制品具有 较高的强度,共轭效应使得芳纶具有优异的性能,对位芳纶可达到强度≥20cn/dtex、 模量≥700cn/dtex 的优异性能;刚性强:芳纶大分子之间呈平行排列,自由空间体积较小,且其分子链间氢键的作 用较强,因此具有较高的刚性及模量;

结晶度高:芳纶分子主链中具有一定的苯环,能够将其酰胺基团进行分离,且其与 苯环能够形成π-π共轭效应,表现出位能高的内旋转。因此芳纶的分子链呈现出平 面刚性伸直链构象,因此能够得到结晶相对完整、结晶度高的芳纶纤维; 耐热阻燃:芳纶是一种永久阻燃纤维,不会因使用时间和洗涤次数降低或丧失阻燃 性能。间位芳纶具有很好的热稳定性,在大于 205℃高温条件下仍能保持较高的强 度。间位芳纶具有较高的分解温度,而且在高温条件下不会熔融、融滴,当温度大 于 370℃时才开始炭化; 耐辐射:间位芳纶的耐辐射性能十分优异,在 1.2×10-2w/in2 紫外线和 1.72× 108rads 的γ射线的长时间照射下,其强度仍保持不变。

芳纶是三大高性能纤维中性能最为全面的材料,应用场景广阔。高性能纤维是指对来自 外部的物理作用和化学作用具有特殊耐受能力的纤维材料,相比聚酯、尼龙等传统纤维 具有高强度、高模量、耐高温、阻燃、耐酸、耐碱、耐腐蚀等性能优势。全球三大高性 能纤维材料包括芳纶(Aramid Fiber)、碳纤维(Carbon Fiber)、超高分子量聚乙烯 (UHMWPE),广泛应用于航空航天、新能源、生物医学、通讯信息、军工等高附加值 领域。

从具体性能来看:UHMWPE:UHMWPE 强度及刚性强但不耐高温,使用温度仅 为 90℃以内,大大限制其应用范围;碳纤维:碳纤维可耐 2000℃以上高温且具备良好 的机械强度,但碳纤维韧性差,断裂伸长率仅为 0.5-1.4%,作为轻量化材料在受到撞击 后难以通过形变冲抵动能;芳纶:芳纶是一种兼具机械强度、韧性、耐温性的高性能纤 维材料,作为增强、绝缘、耐温、轻量化等材料具有广阔的应用场景。

美国杜邦引领合成纤维百年发展,芳纶是其里程碑级新材料。尼龙是全球第一个实现工 业化生产的合成纤维品种:1926 年:美国杜邦开始研发尼龙材料;1935 年:杜邦通过 己二酸与己二胺为原料成功制得聚合物尼龙 66;1939 年:尼龙正式实现产业化。尼龙 的诞生是人类高分子科学史上的重要里程碑,产业化后广泛应用于轮胎、服饰、军用等 领域;20 世纪 60 年代:尼龙和聚酯代表了合成纤维的先进水平,然而其柔性分子链结 构使得材料最大断裂强度及初始模量无法进一步提升;1965 年:杜邦将尼龙结构中的脂 肪基替换为芳香基,成功开发出尼龙的升级产品芳纶。芳纶呈棒状分子结构,使得材料 具有良好的机械性能、耐高温性、耐候性。

依托数十年生产及市场开拓积累,海外芳纶产品广泛渗透于军工、新能源车、航天航空 等高端应用领域。芳纶由美国杜邦于上世纪 60 年代首次研发,经过数十年技术迭代以 及市场开拓,下游应用渗透至诸多高附加值环节。目前杜邦间位芳纶主要应用场景包括 高端间位芳纶纸(应用于电机、发电机、干式变压器绝缘等领域)、汽车电池组防火及隔 热、高位气体过滤、防护头套、电力防护、消防防护等,对位芳纶产品主要应用于军用 防弹、消防防护、救生设备、航天航空、光纤电缆、赛车齿轮等领域。随着国内高校及 厂商持续投入研发,目前国内芳纶纤维(尤其间位芳纶)技术已经成熟,芳纶作为下一 个尼龙在军工、航天航空、新能源、防护等高附加值领域具有广阔的渗透空间。

2021 年全球芳纶约 210 亿元市场,国内厂商市占率提升空间广阔。根据 Statista,2021 年全球芳纶市场规模约 31 亿美元(折合约 210 亿元),预计 2027 年将达 47 亿美元。从 需求量角度看,2022 年全球间位、对位芳纶需求分别为 4.5、8.9 万吨,合计需求 13.4 万吨;2022 年我国间位、对位芳纶需求分别为 1.1、1.6 万吨,占全球间位、对位芳纶 需求比例较小,分别为 24%、20%。我国芳纶市场快速增长,2019-2022 年国内芳纶需 求复合增速约 9%,高于全球需求增速 3%。随着未来国内芳纶及下游芳纶纸、芳纶涂覆、 芳纶复材等环节持续产业化放量,预计中国芳纶市场有望摆脱美国杜邦的长期扼制,迎 来黄金发展期。

芳纶作为军工材料技术受到海外严格封锁,国内芳纶产业化起步较晚。芳纶自上世纪 60 年代由杜邦成功开发后先后有日本帝人、阿克苏诺贝尔、韩国可隆等少数厂商完成技术 突破。芳纶最早作为一种军用材料广泛应用于防弹头盔、防弹背心、军用飞机等领域, 因此杜邦对于芳纶技术环节严格封锁,导致我国芳纶产业化起步较晚。1986-1990 年我 国北京橡胶工业研究设计院、晨光化工研究院、上海合成纤维研究所等科研团队开始对 于芳纶材料的研发,但受到资源、成本等因素影响,国产化推进速度缓慢。泰和新材于 2009、2011 年分别实现间位芳纶泰美达、对位芳纶泰普龙的规模投产,标志着我国芳 纶纤维实现产业化突破,目前间位、对位芳纶纤维国内技术及生产已全面成熟。

全球间位芳纶、对位芳纶产能分别为 4.8、9.2 万吨,杜邦、帝人为两大传统厂商合计占 据间位、对位芳纶市场份额 56%、68%。国内芳纶产能加速扩张:1)间位芳纶:国内 合计产能 1.85 万吨(泰和新材 1.1 万吨、超美斯 0.45 万吨、盐城德安德 0.30 万吨), 占全球产能约 38.5%;2)对位芳纶:对位芳纶国内仍处于产业化初期,全球 69%产能 仍被杜邦、帝人、韩国可隆所垄断,国内合计产能 1.77 万吨(泰和新材 0.6 万吨、中化 国际 0.5 万吨、中芳特纤 0.3 万吨等),占全球产能仅 19.4%。2022 年我国间位、对位 芳纶需求分别为 1.1、1.6 万吨,我国芳纶纤维供给端基本实现自给自足,然而产能结构 中高端对位芳纶占比仅为 49%,显著低于全球平均水平 66%。

国内芳纶集中于中低端应用领域,高端市场空间有望持续打开。根据 Coherent Market Insights,2021 年全球对位、间位芳纶市场规模分别为 67%、33%,而我国芳纶产能及 需求主要集中于生产难度、附加值较低的间位芳纶(以国内芳纶龙头泰和新材为例,其 间位芳纶产能 1.1 万吨、对位芳纶产能仅 0.6 万吨)。受高端产品供给影响,国内芳纶下 游市场尚未完全打开,高端需求渗透空间较大。国内间位芳纶主要应用于低端高温过滤 材料,占比约 63%;全球间位芳纶需求主要集中于电气绝缘芳纶纸、安全防护织物、高 温过滤材料等领域;国内对位芳纶市场较小,主要集中于车用、安防、光纤等领域;全 球对位芳纶需求主要来自光纤增强与安防材料,占比分别为 40%、30%。目前我国间位、 对位芳纶产业化技术已成熟,未来对位芳纶以及间位芳纶高端应用场景有望持续打开。

2.2.芳纶纸应用场景丰富,但工艺复杂竞争格局极佳

芳纶纸广泛应用于航空航天、国防军工、轨道交通、新能源等高端下游领域。芳纶纸基 复合材料(又称“芳纶纸”)作为芳纶原料的重要衍生产品由美国杜邦于上世纪六十年代 首次研发(产品名 Nomex 纸),由芳族聚酰胺的短纤维(棒)和小粘合纤维颗粒(纤维) 组成,具有阻燃、绝缘、高强度、抗腐蚀、耐辐射等诸多优异性能。芳纶纸主要应用形 式包括平面纸(主要用于绝缘材料)以及蜂窝状纸(主要作为结构型材料),广泛应用于 电力电气、航空航天、轨道交通、新能源、电子通讯、国防军工等高端下游领域。间位 芳纶纸上游原料间位芳纶产业化程度高,因此应用较为广泛,而对位芳纶纸继承了对位 芳纶优异的力学性能,应用场景更加高端化,但由于原料对位芳纶产业化程度低,且对 位芳纶纸抄制难度大,应用领域渗透空间广阔。

具体来看: 间位芳纶纸:间位芳纶纸具有高强度、低变形、耐高温、耐化学腐蚀、阻燃和优良 的电绝缘性能,广泛应用于 F 级以上的电机、变压器等电气设备,用作匝间绝缘、 槽绝缘、相间绝缘、垫条、垫片、槽口绝缘等领域; 对位芳纶纸:对位芳纶纸原料对位芳纶是一种力学性能更优的芳纶材料,因此对位 纸在强度、模量、耐湿热、抗撕裂等方面强度更高,广泛应用于航天航空、光缆防 护、汽车等领域。对位芳纶蜂窝纸是航空航天领域的最佳减重材料之一,在飞机底 板、飞行器结构件上具有不可或缺的应用价值,其抗压强度比间位芳纶蜂窝纸高 20% 以上,剪切强度高 30%以上,剪切模量高 50%以上;同等抗压强度下,对位芳纶 蜂窝纸可减重 20%以上。

芳纶纸售价高昂,盈利能力优异,间位、对位纸毛利率高达 33%、50%。受生产壁垒 及杜邦垄断影响,芳纶纸售价较传统瓦楞纸高出两个数量级,盈利能力突出。其中对位 芳纶纸生产壁垒且应用场景附加值较高,吨价接近 50 万/吨,毛利率接近 50%。根据国 内芳纶纸可比公司民士达招股说明书,2023Q3 国内间位、对位芳纶纸价格分别为 21.65、 46.35 万/吨,毛利率分别为 32.7%、49.6%。根据可比公司披露费用率及税率测算,2022 年国产间位、对位芳纶纸吨净利润分别为 4.3、16.1 万/吨。

芳纶纸具有优异的热稳定性、绝缘性、阻燃性、化学稳定性、耐辐射性: 热稳定性强:芳纶纸在 180℃下可使用 10 年以上,在 370℃高温下才开始分解。芳 纶纸在 200℃干热状态下放置 1000h 后机械强度保持率约 75%,在 120℃湿热状态 下放置 1000h 后机械强度保持率高达 60%以上; 绝缘性强:芳纶纸是一种性能优异的环保型绝缘材料,电绝缘性能高且在高温下仍 保持良好的电气性能。芳纶纸具有较低的相对介电常数和介质损耗因数,可以使绝 缘电场分布更均匀和运行介质损耗更小; 阻燃性强:间位芳纶纸又称为“防火纤维”,极限氧指数 LOI 大于 29%且在空气中 不燃烧、不助燃,在火焰中不延燃,具有自熄性,炭化分解时不产生熔滴;化学稳定性强:芳纶纸可耐大多数高浓无机酸、有机溶剂等化学试剂; 耐辐射性能强:芳纶纸耐α、β、χ射线、紫外光线辐射性能优异。

芳纶纸原料为短切纤维与沉析纤维,短切纤维贡献力学性能,沉析纤维贡献纸材结合力。 芳纶纸是以制纸级芳纶纤维为主要原材料,经纤维分散,利用湿法成形技术进行纸页制 备,再经高温整饰制得的一种高性能纸基材料。从结构上来看,芳纶纸主要由芳纶短切 纤维和芳纶沉析纤维构成:短切纤维:芳纶短切纤维作为骨架材料,主要提供产品的机 械强度;沉析纤维:芳纶沉析纤维作为填充和黏结材料,在短切纤维周围均匀分布。沉 析纤维经热压过程发生塑性变形,通过黏结短切纤维以及自身的黏结作用在芳纶纸中实 现如钢筋般的紧凑结构,提升纸材的结合力。

芳纶纸生产工艺复杂,国产化进程落后于上游芳纶纤维。芳纶纸工艺由纤维原料经分散、 制浆、成纸、整饰、分切等诸多工艺抄制而成,工艺难度高于上游芳纶纤维,因此国产 化进程较慢。目前国内芳纶纸成熟技术主要来自陕西科技大学,具备产业化且高良率生 产厂商有限。芳纶纸制造难点主要包括纤维分散、湿法成形、高温整饰等环节: 纤维分散:传统造纸原料为植物纤维素,其具有亲水性基团,因此纤维分散环节加 工难度较低。而芳纶中酰胺键与苯环相邻,使得酰胺键密度较低,同时共轭后酰胺 氢键作用减弱,使得材料呈疏水性,导致芳纶纤维在水中很难分散,从而影响芳纶 纸的成形及其物理性能;

湿法成形:相比传统造纸所使用的植物纤维,芳纶纸所用的化学合成纤维长度更长, 使得纤维在脱水成形后整体的均匀性和稳定性难以保证。同时芳纶纸以短切纤维和 沉析纤维两种材料作为原料进行生产,成形难度较大; 高温整饰:经湿法成形初步制成的芳纶纸强度低、密度小、厚度薄,不能满足终端 应用领域的使用要求,需要对其在高温、高压等特定工艺下进行整饰加工,以实现 材料的可塑化、致密化,从而提高芳纶纸的性能指标。

芳纶绝缘纸具有多孔的三维网络状结构,微观结构与界面结合状态对产品性能影响较大。 芳纶绝缘纸结构中,棒状且表面光滑的芳纶短切纤维作为主体骨架材料分散在纸张结构 中,保障纸材的机械结构,同时呈现薄膜状且部分微纤化的芳纶沉析纤维作为填充与包 裹材料,提供结合位点。短切与沉析纤维在纸张三维结构中随机分布、相互交织,通过 物理搭接产生少量的氢键结合,导致芳纶绝缘纸的表面与截面仍呈现疏松多孔的“开放 式”结构。纤维间残留的大量不规则空隙与孔道造成芳纶绝缘纸在各级尺度上存在大量 的结构与界面缺陷,导致芳纶绝缘纸存在界面结合弱、强度差等问题:

电气绝缘性差:疏松多孔且存在部分通孔的芳纶绝缘纸阻碍电流通过的能力低,使 芳纶绝缘纸电气绝缘性能难以提升,介电强度差; 力学强度低:芳纶绝缘纸疏松多孔的结构中,芳纶沉析纤维对芳纶短切纤维的包覆 作用弱,二者的界面结合强度不足,纤维的阻裂和桥联作用被弱化,当受到外力作 用时,纤维交织结构更易被破坏,使力学强度偏低; 离散性大:“开放式”结构的存在导致芳纶绝缘纸性能离散性大,不适用于要求苛 刻的高端电气设备的绝缘体系。

国产芳纶纸结构疏松、匀度较差、界面结合弱、介电强度低、综合性能差,集中于中低 端运用领域。目前,高端电气设备主绝缘系统所用的芳纶纸仍为美国杜邦等国外巨头所 垄断,国产芳纶纸电气强度等主要性能较低且波动性大,大多应用于中低端领域,如用 于要求较低的柔软复合材料的制造,尚不能完全满足高端装备应用要求,具体来看: 进口芳纶纸:进口芳纶绝缘纸的结构则呈现非常致密的“封闭式”结构,纤维在纸 张表面与截面排布紧密平整、孔隙率低、缺陷少,在电场作用下对导电粒子的迁移 阻碍作用大,导电粒子需在更高电场强度下对材料结构产生破坏方可顺利通过,进 口芳纶绝缘纸的介电强度为 24.9kV/mm,离散系数为 6.35%,电气绝缘性能优异;

国产芳纶纸:由于纤维形态单一、表面光滑疏水易絮聚,且制备芳纶绝缘纸的纤维 组分维度差异较大,国产芳纶绝缘纸结构疏松、匀度较差、界面结合弱、介电强度 低、综合性能差,国产芳纶绝缘纸的介电强度为 19.5kV/mm,离散系数高达 12.74%, 难以满足关键领域的应用需求。

国内需求以绝缘材料为主,蜂窝芯材市场尚未打开。绝缘材料与蜂窝芯材是芳纶纸两大 核心应用领域,全球需求占比分别为 64%、34%。由于蜂窝芯材芳纶纸生产壁垒高且下 游认证难度大,目前国内尚未实现产业化,使得国内芳纶纸市场集中于电气绝缘领域(占 比超 90%)。预计未来随着国内芳纶原料及纸工艺技术的不断突破,国内高端芳纶纸需 求空间将不断打开。具体来看:芳纶绝缘纸主要应用场景包括电气绝缘与耐高温绝缘, 下游辐射电气工业、轨道交通、新能源车、风力发电等诸多下游;芳纶纸蜂窝是一类性 能优异的轻量化结构材料,应用于航空行业、轨道交通、国防军工等重要领域。

由中低端电气绝缘市场切入,国内芳纶纸核心技术持续突破。芳纶纸由美国杜邦于上世 纪 60 年代研发成功,并对我国技术封锁与产品垄断长达 40 余年,使得高品质芳纶纸成 为影响我国电气设备的升级换代的“卡脖子”产品。2020 年国内芳纶纸产量约 1733 吨, 进口杜邦芳纶纸约 2268 吨,进口比例高达 60.51%。为保障高性能芳纶纸的供应,国内 企业、科研院校等机构对芳纶绝缘纸开展了长达 20 余年的自主研发工作,目前我国少 数院校与企业陆续实现芳纶纸技术突破。由于国产纸结构性能等因素较进口杜邦 Nomex 纸仍有较大差距,因此国内产品主要应用于中低端电气绝缘领域。

2.3.国产化后,芳纶纸应用有望全面铺开

2.3.1.电气绝缘是芳纶纸的主要应用

芳纶纸是性能优异的绝缘材料,具有绝缘性、耐高温、耐候、轻量化优势。绝缘材料是 保证大型电气绝缘设备可靠、持久、安全运行的关键,直接影响电气设备的综合质量、 耐温等级与使用寿命。芳纶纸作为绝缘材料具有以下优势: 电绝缘性能强:芳纶纸具有具有较低的相对介电常数和介质损耗因数,可使绝缘电 场分布更均匀和运行介质损耗更小,电绝缘性能优异; 耐高温、耐候性能强:芳纶纸相比传统纸基材料(如牛皮纸、快巴纸)具有更优的 耐温性、耐候性,可保障大功率、高电压设备的电力设备的稳定、安全运行; 轻量化:芳纶纸可有效提高电气设备的安全性能,减小设备尺寸,减轻重量,增强 承受负载的能力,提高设备的可靠性。

从应用领域来看,芳纶绝缘纸主要用于电气绝缘与耐高温绝缘。 电气绝缘:芳纶纸作为电气绝缘材料可用于电力电气、轨道交通、新能源汽车、风 力发电等领域,应用场景包括电机、变压器、电机线圈绕组、相间、匝间及印刷线 路板等,目前国内应用包括长江三峡工程、黄河小浪底水利枢纽工程、西气东输工 程等; 耐高温绝缘:芳纶纸作为耐高温绝缘材料应用在电气工业装备、先进轨道交通装备、 新能源汽车、风力发电装备等领域的牵引变压器、牵引电机、驱动电机、变压器、 发电机、高压或特高压输变电等电力电气设备,以及影剧院、宾馆等公共设施中背 景幕、墙纸、聚光灯隔热阻燃材料。

电机、变压器是芳纶绝缘纸的两大核心应用场景。芳纶纸在电机中的应用:1)芳纶柔软复合材料或芳纶绝缘纸用于风力发电机槽绝缘;2)芳纶云母纸用于牵引电机线圈的绕包;3)芳纶柔软复合材料或芳纶绝缘纸用于电动汽车电机的定子槽绝缘;芳纶纸在变压器中的应用:1)芳纶绝缘纸用于牵引变压器线圈绕包,匝间绝缘;2)芳纶绝缘纸用于干式电力变压器线圈绕包,匝间绝缘;3)芳纶绝缘纸或者芳纶柔软复合材料应用于电抗器层间绝缘。

国产芳纶绝缘纸在高端电气绝缘领域渗透率较低。芳纶作为主绝缘材料广泛用于大功率 干式变压器、油浸式变压器、矿用特种电机、高速列车牵引电机、风力发电机、特高压 变压器等大型电气设备的匝间、相间、绕组与线端等领域。随着电气工业的发展和绝缘 材料不断改善与升级,对于芳纶绝缘纸的性能要求也在不断提高。国产芳纶绝缘纸结构 疏松、介电强度低、散热困难等缺陷愈发突出,进而导致绝缘材料加速老化,造成关键 绝缘部件易失效,影响电气设备的使用寿命与运行成本。目前芳纶绝缘纸在中低端电气绝缘领域的国产化替代已全面铺开,在柔软复合材料等产品上的应用取得了较好的效果, 综合成本大幅降低,但在轨道交通、特高压等高端领域国产化推广仍进展缓慢。

2.3.2.芳纶蜂窝芯材用于航空、轨交轻量化高强度结构件

芳纶纸蜂窝是兼具高强度和轻量化的结构材料,应用于航空行业、轨道交通、国防军工 等重要领域。芳纶纸蜂窝由芳纶纸经涂胶、叠合、热压、切边、拉伸、定型、浸胶、固 化等一系列复杂工艺制成,呈现天然蜂巢的六边形蜂窝夹层结构,具有轻质、高强、高 模、结构稳定性强且具有隔音、隔热、阻燃等优点。芳纶纸蜂巢作为复合夹芯材料在次 承受力构件中起到减重作用,广泛应用于航空航天、轨道交通、国防军工等。

航空航天:航空级芳纶纸基材料制成的蜂窝结构材料,可用于飞机、直升机等航天 器的天线罩、雷达罩、壁板、舱门、地板等部件,以及飞机的大刚性、次受力部件。 作为飞机复合材料蜂窝夹层结构的首选芯材,可降低飞机的结构质量、实现功能部 件透波、降噪、隔热性能。目前波音公司飞机中 23%的外层材料与 100%的内饰材 料(地板、舱门、舱壁、天花板、行李架等)均采用芳纶纸蜂窝材料。随着国产大 飞机工程的持续推进,芳纶纸蜂窝国产化需求呈几何级倍数增长。

轨道交通:芳纶纸蜂窝夹层芯材已在高铁车辆的车厢侧板、顶板、座椅、隔板、行 李架以及天窗板等部位上得到应用,减轻车辆质量,提高列车的速度。目前高铁车 厢内部已大量运用芳纶纸蜂窝材料,单车用量高达 2000 平方米,使得整车运行时 阻力降低 12%,人均百公里能耗下降 17%,时速 350 公里时人均百公里能耗仅 3.8 度电;其他应用:芳纶纸蜂窝芯材也可用于船舶游艇、赛艇、滑雪板、房车等产品的制造, 作为轻量化材料同时赋予材料优异的机械性能、耐候性能、绝缘性能。

芳纶蜂窝材料主要由对位芳纶抄制而成,国内仍处于技术突破期。芳纶纸蜂窝是芳纶纸 经涂胶、叠合、热压、切边、拉伸、定型、浸胶、固化等一系列复杂工艺而制作成特殊 结构的蜂窝芯材,是高强度和高模量的芳纶增强的先进复合材料,具有轻质、高强、高 模、阻燃、耐高温、低介电损耗等众多优点。芳纶纸蜂窝主要分为间位与对位,其中对 位芳纶纸具有良好的机械性能,因此作为减重增强材料广泛应用于航空航天、军事等领 域。芳纶纸蜂窝制备难度极高且下游认证难度大,目前国内仍处于技术突破期。进口 T412-2mil 型芳纶纸的表面沉析纤维和短切纤维骨架结合较好,短切 纤维裸露少、孔洞少;而国产 X612N-2mil 型芳纶纸的短切纤维裸露较多、孔洞较多, 纸张表面存在较多的孔洞且由沉析纤维组成的片状团聚物质量不均匀,使得国产芳纶纸 吸水性和透气度与进口芳纶纸差异较大。

2.3.3.国产化后,芳纶纸在新能源电池应用有望大幅渗透

芳纶纸具有良好的绝缘性、力学强度、耐高温性、耐候性,可应用于新能源车、风电叶 片等领域。随着全球新能源市场高速增长以及芳纶纸材料的国产化推进,未来芳纶纸在 新能源领域应用空间有望持续打开。其中芳纶纸在新能源车领域应用空间广阔,主要应 用场景包括电气绝缘、电池阻燃隔热、蜂窝棚板等领域: 1)电池阻燃隔热: 热失控是动力电池安全事故的主要原因,能量密度提升趋势下电池隔热材料市场迎来 10 倍以上增长空间。2021 年全球动力电池阻燃隔热材料市场规模约 4 亿美元,根据《节能 和新能源汽车技术路线 2.0》,2025 年我国普及、商用、高端能量型动力电池能量密度 分别要达到 200、200、350Wh/kg,2035 年能量密度分别要达到 300、250、500Wh/kg。

在新能源车高能量密度趋势下,电池批次一致性、材料热稳定性、电池组分间兼容性、 电解液易燃性等因素导致电池起火或爆炸风险持续增加,锂电池阻燃隔热材料重要性不 断提升。目前主流动力电池隔热阻燃材料种类包括阻燃泡棉、气凝胶、陶瓷橡胶、云母 板等,应用形式包括涂料、防火毯、复合带、隔热片等。根据 GGII,2020-2025 年我国 锂电池阻燃隔热材料市场间复合增长率高达76%。根据IDTech Research数据,预计2033 年全球电动汽车电池防火材料的需求量将较十年前大幅增长 13 倍。

传统电池阻燃材料主要包括阻燃泡棉、云母片、陶瓷化硅橡胶、气凝胶:阻燃泡棉:电池阻燃泡棉主要以硅胶泡棉为主,优点在于价格低廉、柔韧性强、尺 寸设计对于 PACK 方案灵活性高,缺点在于阻燃温度低,目前主要用于部分低端车 型的模组及电芯之间,市场份额逐步下降;云母片:云母片具有良好的耐冲击和绝缘性,但耐高温性能较弱,目前主要用于电 池模组与上盖板之间; 陶瓷化硅橡胶:相较云母片具有更强的耐热性能,未来有望在电池模组与上盖板之 间持续替代云母片;气凝胶:二氧化硅气凝胶绝热毡的保温性能是传统材料的 2-8 倍,热导率低且用量 小,是一类高效节能隔热材料。

新型薄膜及纸基电池阻燃材料发展前景广阔,芳纶纸性能优势显著。相比传统电池绝缘 材料,薄膜及纸基电池绝缘材料具有轻便、低热导率、高耐热、高韧性、可裁切等优势, 作为电池绝缘材料未来有望高速渗透。根据 Muller AHLHORN 统计,目前主流薄膜及纸 基电池阻燃隔热材料包括 PP 膜、PET 膜、PI 膜、无机绝缘纸、芳纶纸等,其中芳纶纸 具有综合性能优势:

PP 膜:聚丙烯薄膜具有优良的介电性能、抗渗性,同时 PP 薄膜可模切、刻痕、折 叠从而实现定制化 3D 形状设计,主流产品 Formex 广泛应用于电池绝缘领域; PET 薄膜:具有较高的耐张强度和优良的耐齿轮磨损性能,主流产品 Mylar 广泛应 用于各类电气、高温绝缘领域; PI 薄膜:聚酰亚胺薄膜具有优异的阻燃性能以及优异的耐高温性能与机械性能; 无机绝缘纸:3M Flame Barrier FRB 无机绝缘纸具有优异的介电强度、导热性,广 泛应用于电气设备防火材料领域; 芳纶纸:芳纶纸具有良好的耐高温性,在 500℃温度内不会发生降解,且达到分解 温度后不会发生燃烧,安全性能优异。同时芳纶具备较低的热导率以及良好的机械 强度,芳纶作为锂电池 pack 外层高温绝缘材料具有广阔的应用前景。

杜邦芳纶纸系列产品已在新能源车电池应用,国产化后渗透空间巨大。目前,杜邦已推 出针对新能源电池电芯、电池包层面 热保护的两款间位芳纶纸产品,分别为 Nomex®CellShield™与 Nomex®SafePak™。其中,Nomex®CellShield™呈方形平面状, 插入在电池 Cell 之间,具有良好的隔热性能,可以在电池热失控发生时减缓相邻电芯之 间的热传导。并具有良好的阻燃性能、绝缘性能;Nomex®SafePak™呈贴合 pack 上盖 的带孔不规则平面状,在电池 pack 与盖板之间起到阻燃隔热作用。

芳纶纸是理想的电池隔热材料,具有耐热寿命长、阻燃性能强、热收缩低、厚度范围广 等优势。芳纶纸作为锂电池阻燃隔热材料性能优势包括:1)耐温寿命长:芳纶纸在 220℃ 条件下可实现反复连续使用;2)阻燃性能强:芳纶纸阻燃性能达到 UL94 V0 级别,V0 是美国标准阻燃最高等级之一,标准要求材料在两次 10 秒的燃烧测试后,火焰在 10 秒 内熄灭;3)热收缩低:芳纶纸在 300℃环境下收缩率低于 0.1%;4)厚度范围广:芳 纶纸电池绝缘材料覆盖 0.05-0.76 mm 内共 11 个厚度标准。根据杜邦对比实验,在 600℃ 铁片炙烤下,芳纶纸受热面仅略微碳化,纸材结构完整,而背面无明显受热痕迹;而气 凝胶受热面出现明显破损,背面出现鼓包。

2)电气绝缘:芳纶纸具有优异的电气绝缘性能,作为电气绝缘材料在新能源车中可用于水冷电机、干式变压器等领域,从而提升电气器件安全性能以及绝缘材料使用寿命。根据日本河村产业株式会社专利,芳纶作为绝缘片主要用于新能源车电机线圈与卷绕该线圈的铁芯之间。同时芳纶纸可通过浸渍树脂工艺应用于新能源车永磁电机的槽衬中作为层压形式的绝缘 材料。由于芳纶纸技术长期被美国杜邦垄断,全球产业化尚未形成,使得芳纶纸价格高昂,在电机等新能源车领域渗透率较低。传统新能源车电气绝缘材料为低端牛皮纸、快巴纸,其优势在于价格低廉,但电气绝缘性能较低且易腐蚀、易破损、易受潮,产品性能及使用寿命较低。未来随着国内供给端的持续突破,芳纶纸作为新能源车电气绝缘材料有望实现加速渗透。

3)蜂窝棚板: 芳纶纸作为蜂窝材料可用于新能源车棚板等结构,由于芳纶相比碳纤维具有更强的韧性, 因此芳纶纸蜂窝在实现新能源车轻量化的同时可有效保障车身材料的力学性能与抗冲击 性能。 芳纶纸可用于风电叶片领域,用于提升材料耐候性及轻量化。根据国电联合动力专利, 芳纶纸作为复合材料铺设在风电叶片壳体外表面,可有效提升叶片油漆表面耐磨性能, 提高叶片表面抗雨蚀、沙蚀能力,从而提升叶片产品使用寿命,降低维护成本,同时有 助于叶片轻量化。

2.4.携手国内No.1芳纶纸院校团队产业化

陕西科技大学是我国芳纶纸科研摇篮,前团队成员现任职民士达技术研发部部长。张美 云教授带领的陕科大高性能特种纸及新型制浆造纸技术研究团队是我国芳纶纸人才摇篮, 前团队成员江明(2015 年 7 月毕业于陕西科技大学制浆造纸工程专业)现任职国内芳纶 纸龙头企业民士达技术研发部部长。 团队负责人张美云教授深耕纸基新材料近 40 年,2021 年进入中国工程院院士候选人 名单,被誉为“当代蔡伦”。

携手陕科大进军芳纶新材料,打造纸基新材料龙头。2023 年 2 月公司公告可拟投入 2.5 亿元自有资金于平湖经济技术开发区建设 2000 吨芳纶新材料项目。公司依托深厚的造 纸生产及管理经验,进军高壁垒、高附加值芳纶新材料领域,把握芳纶纸国产化大机遇, 打造国内领先的芳纶纸基复合材料生产基地。布局芳纶业务有助于提升公司可持续盈利 水平,同时打造绿色低碳造纸外的第二成长曲线,提升公司整体产业规模和市场竞争力, 为公司的可持续发展提供有利保障。

与陕科大就芳纶纸项目进行全面战略合作。2022 年 8 月 26 日,公司全资子公司荣晟新 材料与陕西科技大学就芳纶生产签订《战略合作协议》。陕科大拥有国内芳纶领域领军技 术团队,是全国唯一纸基材料省级研究团队,于十年前率先完成上游芳纶纤维技术国产 化突破。公司通过与陕科大联合实施运营“芳纶纸基新材料项目”,依托院校国家重点实 验室平台,不断攻坚芳纶纸基功能材料核心技术。

3.瓦楞纸盈利修复,叠加产能扩张主业安全垫厚

3.1.依托长尾客户策略率先提价,主业迅速修复

瓦楞纸是一类以废纸为原料的造纸产品,绿色环保且不受纸浆原料进口依赖。造纸产品 从原料来源可分为浆纸系与废纸系,其中浆纸系产品以针叶浆、阔叶浆等纸浆为原料, 主要产品包括双胶纸、铜版纸、白卡纸等。废纸系(环保纸)产品由废纸为原料,通过 回收、纸浆、抄制而成,具有绿色环保优势且不受上游纸浆价格波动以及进口依赖影响, 国内产量约 6000 万吨,市场规模约 2000 亿元。环保纸主要产品包括瓦楞纸、板箱纸、 白板纸、新闻纸,下游占比分别为 35%、45%、16%、4%。

我国林木资源匮乏,纸浆进口依存度高。我国林木资源相对匮乏,人均森林面积仅为世 界人均水平的 25%。2021 年我国森林覆盖率 23%,低于全球平均的 31%,其中能采伐 的用材林年生长不足 1 亿立方米。随着我国经济高速发展,各类纸制品需求持续提升, 而纸浆上游林木储备有限,且速生林成熟周期长达 5 年以上,导致我国纸浆进口依存度 较大。2021 年我国纸浆进口 2969 万吨,进口依存度 27%。

电商、快递高速发展,瓦楞纸需求维持高增速。瓦楞纸及下游瓦楞箱板纸作为包装材料 主要应用于食品饮料、电子、快递、日化、家电领域,需求占比分别为 41%、26%、13%、 13%、7%。受益于电商、快递等行业的高速发展以及产品包装质量提升,瓦楞纸需求 持续提升。2021 年我国瓦楞原纸产量 2685 万吨,需求 2977 万吨,需求增速同比提升 7%。2015-2020 年我国瓦楞纸进口量持续提升,2020 年净进口量达 386 万吨,占总需 求约 14%,2021 年随着国内产能释放,净进口量下降至 292 万吨,进口依存度 10%。 根据 Smithers,预计 2020~2025 年全球瓦楞纸板行业复合年增长率约 4%,2025 年市 场规模有望达到 2057 亿美元。

废纸占瓦楞纸成本 62%,原料成本持续改善。废纸是瓦楞纸及下游瓦楞箱板纸的主要成 本来源,成本占比高达 62%,化学辅料、能源、运输、折旧、人工成本占比分别为 11%、 10%、8%、6%、3%。2022 年 3 月-5 月,受国内公共安全事件影响,废纸回收、运输 环节受到阶段性冲击,废纸价格小幅上涨。2022 年 5 月以来,受益于企业复工复产,行 业供给回升,废纸价格走低,瓦楞纸原料成本持续改善。

3.2.一体化产能布局,持续夯实主业优势

公司聚焦环保再生纸,集废纸回收供应、热电联产、再生环保纸生产、纸板纸箱制造于 一体,主要产品有 A 级高强瓦楞原纸、A 级牛皮箱板纸、高密度纸板、瓦楞纸板、电力 和蒸汽,核心产品为牛皮箱板纸、高强瓦楞原纸和瓦楞纸板。截至 2022 年公司实现瓦 楞原纸产能 41 万吨、牛皮箱板纸产能 15 万吨、高密度纸板产能 4 万吨,同时下游配套 瓦楞纸板年化产能 2.4 亿平。公司持续推进原纸及下游包装纸产能建设,具体包括:1) 2019 年 7 月转债募集 2.2 亿元建设 3 亿平智能包装项目,目前已达产;2)2021 年 10 月投资 8 亿元建设 5 亿平方绿色智能包装产业园项目;3)2022 年 1 月与全椒县政府签 订战略合作协议,投资 105 亿元建设 130 万吨环保纸、生物质热电、分布式光伏电站运 营管理项目。

受益于产业链、产品、区位优势,2019-2022 年公司瓦楞纸业务盈利能力稳定,与行业 龙头山鹰国际、太阳纸业等厂商处于同一梯队。同时公司依托精细化管理,毛利率-净利 率差值在可比公司中长期保持最低,净利润转化率领跑全行业。

公司造纸板块具有产业链、区位、产品、环保等优势,具备核心市场竞争力: 产业链优势:公司利用废纸为原料生产再生纸,通过“资源——产品——资源”的 循环经济模式在废水、废料、废气处理方面处于行业前列。同时公司具备热电联产 能力,通过热电产生的蒸汽进行纸浆烘干,协同效应明显,既降低了生产成本,又 减少了公司对外部电力和蒸汽的依赖; 区位优势:公司位于国家级平湖经济技术开发区,地处我国最大的也是最具增长潜 力的纸及纸板消费市场的华东地区,与上海、杭州、宁波、苏州等长三角重要城市 形成一小时交通圈,区位优势显著。同时公司周边地区纸板消费量大,因此废纸资 源丰富,为公司提供了充足的原材料供应。此外,公司热电联产使用的原煤多以水运方式运输,公司位于杭州湾畔的乍浦港,水陆交通运输便捷,具备原料及产品运 输成本优势;

产品优势:公司聚焦高性能环保纸业务,产品包括 A 级牛皮箱板纸、AA 级高强瓦 楞原纸、高密度纸板等高性能品种,为顾客提供差异化产品。在低克重再生纸领域, 公司率先开发并量产了 AA 级低克重高强瓦楞纸特色产品; 环保优势:公司坚持“追求绿色效益、履行社会责任”的理念,在多年的生产过程 中积累了先进的环保技术以达到对环境保护的目标,凭借生产工艺和污水处理工艺、 污水排放管网以及污泥回用技术等优势减少污水排放量、降低 COD 浓度,解决物 化污泥的二次环境污染等问题,实现节能降耗和绿色环保的目标。

(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】「链接」

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