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Kaiyun中金看海外:日本碳纤维发展启示录

发布时间:2024-09-26 19:18浏览次数:

  Kaiyun中金看海外:日本碳纤维发展启示录日本是全球最早发展碳纤维产业的国家之一,目前发展较为领先,涌现全球龙头公司,在技术、性能等方面占据优势,日本碳纤维行业及企业发展,对中国碳纤维行业发展具备借鉴意义。

  日本碳纤维六十余年发展,从技术产业化到全球领先。复盘历史,技术发明与国际交流、企业、政府等多方面均发挥了作用。大阪工业技术试验所進藤昭男在1959年发明PAN基碳纤维、群马大学大谷杉郎博士在1963年制造出沥青基碳纤维,提升日本碳纤维技术实力。相关公司由此陆续推进碳纤维商业化,1971年实现高性能PAN基碳纤维投产,最早在体育用品领域获得较快商业化,此后抓住时代契机切入航空航天领域,不断做大做强,逐渐扩张至汽车、风电叶片、储氢瓶等多领域,涌现出全球龙头。

  技术、产业、应用、公司等多因素共振奠定日本碳纤维全球领先地位。1)技术:碳纤维具备较高技术壁垒,日本碳纤维产业重视人才与研发,并注重市场导向,依托专利等方式推进产业化。2)产业:日本腈纶等化纤工业基础有利于碳纤维产业发展,而政府主导的产官学合作体制、覆盖全产业链的产业联盟进一步提升竞争实力。3)应用:日本碳纤维最初在体育休闲、航空航天领域实现商业化,逐渐向汽车、风电等应用领域扩大应用,注重与下游企业深入合作,未来风电、储氢瓶、碳碳热场等新兴领域或成新增长引擎。4)公司:日本碳纤维企业通过规模化、提质增效与差异化发展凸显竞争优势,同时布局全球市场,扩产与并购等内生外延方式并举。

  东丽、帝人、三菱日本三大碳纤维龙头各有千秋。东丽集团碳纤维业务是其重要业务,2013年全资收购卓尔泰克后在大小丝束市场的规模、技术等方面均处全球前列,未来重视碳纤维业务发展,并特别提出要发展压力容器用碳纤维。帝人集团于1999年收购东邦进军碳纤维市场,目前下游主要应用于航空航天等领域,未来规划碳纤维业务把握在航空航天和风电、压力容器等新兴领域的需求,碳纤维复材以北美为核心开展全球化。三菱化学在经历多轮并购整合后碳纤维产业链完整、兼具PAN基与沥青基,未来碳纤维业务重心朝向市场化、全球化、可持续。

  碳纤维是高强度、高模量的纤维,用途广泛。碳纤维是含碳量在90%以上的高强度高模量纤维,具备耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、耐承压、导电、导热等优良性能,一般用腈纶和粘胶纤维做原料、经高温氧化碳化而成,下游可广泛应用于航空航天、体育休闲、风电等领域。碳纤维主要产品有聚丙烯腈基、沥青基及粘胶基三大类,每类产品又因原纤维种类、工艺及最终碳纤维性能不同分成许多品种,根据中简科技IPO招股说明书,2019年聚丙烯腈(PAN)基碳纤维占碳纤维市场约90%的份额。

  近年来中国碳纤维行业不断发展,已成为全球碳纤维产能与消费大国,国产化进程推进。根据中国化学纤维工业协会与赛奥碳纤维数据,近年来,中国碳纤维行业不断发展,2021年,中国首次超过美国成为全球碳纤维最大产能国,2022年全球碳纤维总产能25.9万吨,而中国产能11.2万吨,同比增长77%,产能全球领先,而产量为4.43万吨,同比增长51%。2022年全球碳纤维需求量13.5万吨、而中国碳纤维需求7.4万吨,是全球碳纤维需求大国。近年来随着中国碳纤维行业发展,国内碳纤维企业发展开云,国产化替代进程加速,国产碳纤维占比从2015年的19.7%提升至2022年的60.5%。

  但中国国产碳纤维进口较多、出口较少,日本等海外国家仍在技术、性能等方面占据优势。根据百川盈孚数据,虽然近年中国碳纤维增产较快,但是,中国仍是碳纤维进口大国,国产碳纤维出口较少,2022年,中国碳纤维产品合计进口2.9万吨,仅出口0.6万吨。整体看,全球碳纤维市场中,日本等海外国家仍在技术、性能等方面占据优势。

  资料来源:《国产碳纤维 何以突围——2022全球碳纤维复合材料市场报告》(2023年5月,林刚),中金公司研究部

  全球碳纤维主要供应商是以日本东丽为代表的外国企业。全球碳纤维供应商主要有日本东丽及其子公司卓尔泰克、日本帝人集团、日本三菱化学以及美国赫氏、美国氰特、德国SGL(西格里)、韩国晓星、土耳其DowAksa等。国内碳纤维行业起步晚但是发展迅速,目前主要厂家有吉林化纤、吉林碳谷、宝旌、恒神股份、中复神鹰、光威复材、中国台塑、上海石化、中简科技、兰州蓝星等。

  资料来源:《国产碳纤维 何以突围——2022全球碳纤维复合材料市场报告》(2023年5月,林刚),中金公司研究部

  当前中国碳纤维约在日本20世纪80~90年代技术水平,日本碳纤维行业对中国具备借鉴意义。日本碳纤维行业发展相对较早,已涌现日本东丽、帝人、三菱等代表性全球龙头企业。目前,中国碳纤维企业T300级等相关产品已经可对标日本相关企业同类产品水平,并逐渐实现产业化。当前中国碳纤维技术状况大约在日本20世纪80~90年代技术水平,随着中国碳纤维行业日益崛起,我们认为开云,日本碳纤维行业发展具备借鉴意义。

  资料来源:《北京市碳纤维产业的全产业链发展模式构建》(2021年1月,马曙辉、李一鸣、刘鹤),中金公司研究部

  日本科学家進藤昭男在~1959年发明PAN基碳纤维,拉开日本碳纤维行业发展的序幕。早在19世纪末,生就曾发明碳丝灯泡,但随着钨丝灯泡的发明与推广,碳纤维相关发展进入休眠期。到20世纪50年代,美国杜邦公司发明并生产奥纶牌聚丙烯腈纤维,美国国家碳材料公司也推进人造丝基碳纤维相关研究。1959年5月,《日刊工业新闻》刊登了一则简讯,介绍美国国家碳材料公司人造丝基碳纤维的研究进展,时任日本大阪工业技术试验所成员的進藤昭男博士阅读后受到启发,于1959年提交PAN基碳纤维生产工艺技术的专利申请,于1961年《大阪工业技术试验所报告》期刊上发表研究成果,于1963年获得专利,聚丙烯基碳纤维由此发明,也拉开了日本碳纤维行业发展的序幕。

  大阪工业技术试验所支持与国际技术交流助力PAN基碳纤维商业化。在1959年進藤昭男的研究逐渐显现较好的发展潜力时,大阪工业技术试验所及时将進藤昭男的课题由“普通”类别调整至“特殊”类别,提供经费、研究方面的支持,组建具备十多位研究人员的团队。同时,大阪工业技术试验所支持進藤昭男申请专利,并向有条件的企业授权进行产业化转化,助力PAN基碳纤维产业化。而国际技术交流同样推动了PAN基碳纤维商业化。起初進藤昭男发明的并非高性能PAN基碳纤维,1965年,美官珀斯特尔奈克到访大阪工业技术试验所交流,启发進藤昭男在PAN基碳纤维的应用研究方向由柔韧性、耐热性、导电性转向力学强度、弹性模量,进一步助力PAN基碳纤维商业化进程。

  东海碳素、日本碳素、日本东丽等公司陆续推进碳纤维商业化,历经12年于1971年实现高性能PAN基碳纤维投产。1959年,东海碳素、日本碳素率先获得大阪工业技术试验所非排他性专利授权,但未能生产出合格的PAN基碳纤维。1968年,东海碳素商业化生产“Termolon S”品牌碳纤维,1969年日本碳素碳纤维开始中试。1970年,东丽公司获得大阪工业技术试验所的专利授权,收购东海碳素、日本碳素的碳纤维相关技术,与美国联合碳化物公司签署前躯体PAN纤维技术与碳化技术的互换协议,1971年,东丽制备出高性能PAN基碳纤维,“Torayca”品牌的碳纤维上市。而东邦、三菱则分别于1975年、1983年开始生产碳纤维。

  资料来源:《碳纤维的发展现状及开发应用》(2023年1月,刘姝瑞、张玮、张明宇、谭艳君),中金公司研究部

  20世纪50~70年代,在吴羽化学支持下,日本科学家大谷杉夫发明沥青基碳纤维制备技术,进一步提升日本碳纤维技术实力。除了PAN基碳纤维发展以外,在20世纪50~70年代,日本沥青基碳纤维同样发展。20世纪50世纪后期,吴羽化学资助大谷杉夫进行聚氯乙烯碳化技术研究,20世纪60年代,大谷杉夫发明沥青基碳纤维的制备技术。1970年,吴羽化学用大谷杉夫的研究成果商业化生产出沥青基碳纤维。沥青基碳纤维的发展进一步提升日本碳纤维技术实力。

  20世纪70年代起,日本碳纤维在体育用品领域获得较快商业化。高性能碳纤维商业化需要应用拓展。最初东丽探索碳纤维在防弹衣、钓鱼线等领域应用,但商业化进程仍有待推进。1972年,美国职业高尔夫球手Gay Brewer使用具有碳纤维杆身的高尔夫球杆获得日本太平洋俱乐部大师赛冠军,激发市场对碳纤维球杆的兴趣。东丽于1973年生产碳纤维基高尔夫球杆,并逐渐将应用推广至网球、钓鱼竿等运动体育领域,加速碳纤维的商业化。而东邦、三菱分别在1975年、1981年开始推进碳纤维商业化。

  20世纪七八十年代后,东丽等日企切入航空航天领域,不断做大做强。碳纤维具备结构轻量化、耐用性等良好特性,根据中简科技IPO招股说明书数据,碳纤维复合材料与常规材料相比可使飞机减重20%-40%。1976~1985年,美国NASA牵头飞机节能计划,从而降低飞机重量、应对当时上涨的油价。东丽的高强碳纤维T300切入到该计划中,于20世纪80年代起T300部件提供至波音757、767和空客A310以及哥伦比亚号航天飞机等飞机中。东丽在美国设立复合材料公司,为波音777等飞机提供预浸料。此后,日本碳纤维企业不断做大做强,逐渐发展成为全球领先。

  21世纪以来日本碳纤维企业逐渐扩张至航空航天、汽车、风电叶片、储氢瓶等多领域,内生外延成长为全球龙头。进入21世纪以来,东丽、帝人、三菱等日本企业逐渐将碳纤维产品应用扩张至航空航天、汽车、风电叶片、储氢瓶等多应用领域,并与下游飞机、汽车等行业龙头公司进行合作。此外,日本碳纤维企业多经历了多轮内生外延,一方面通过技术提升与扩产方式扩大规模,另一方面也寻求收购相关标的,提升市场地位并推进全球化发展。例如,日本东丽于2013年收购世界碳纤维排名第三的美国卓尔泰克,借此进一步提升了市场份额优势。根据日本碳纤维协会,2022年日本碳纤维出货量2.5万吨,同比增长3.9%。

  复盘日本碳纤维六十余年发展历史,我们认为,技术发明与国际交流、企业、政府等多方面均发挥了作用。日本碳纤维行业于20世纪60年代起步,迄今已有60余年历史。复盘日本碳纤维60年发展历史,从技术发明的诞生到产业化推进、再到全球商业化领先,我们认为,技术发明与国际交流、科研机构、企业与政府等多方面均发挥了作用。对比中国企业而言,未来碳纤维的发展要注重技术的进一步提升,同时积极找寻并切入下游新兴领域应用,不断推进商业化。随着中国碳纤维行业发展,未来中国碳纤维行业有望顺着低成本与高性能的商业化方向发展,涌现全球领先的碳纤维龙头公司。

  碳纤维具备较高的技术壁垒。碳纤维作为含碳量在90%以上高强度、高模量特种纤维,技术壁垒较高,PAN基碳纤维从实验室到东丽公司规模化生产也经历了漫长的12年。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,从制备原丝到制备碳丝,包括了聚合、纺丝、预氧化、碳化等多工段,工艺流程复杂,技术难度较高。

  碳纤维发展需要注重人才与研发投入。复盘日本碳纤维六十余年历史,早期大阪工业技术实验所支持碳纤维相关研究,并及时为進藤昭男的课题供经费、研究方面的支持,而吴羽化学则资助大谷杉夫进行相关研究。在此环境下,進藤昭男、大谷杉夫等科学家先后推进了PAN基碳纤维、沥青基碳纤维。而随着碳纤维产业的商业化进程推进,研发团队与研发投入同样扮演举足轻重的角色。以日本东丽为例,1969年以来,公司注重研发投入,在生产工艺、复合材料、主要产品上均有固定的研发团队,且研发分工明确,令东丽可以在T300之后继续推进T400、T700等后续产品。此外,东丽研发团队相对稳定、核心发明人作用突出,团队之间可实现较平稳的过渡,研发投入较多。

  资料来源:《专利,碳纤维必由之路——日本东丽公司系统化专利战略启示》(2013年11月,沈琏),中金公司研究部

  碳纤维技术发展需要注重以市场为导向,与产业化相结合。日本碳纤维在发展最初,就注重技术与产业化的结合。大阪工业实验所支持有实用潜力的研究课题,在進藤昭男的研究显现潜力后,通过向企业进行专利授权的方式,推进企业技术人员与進藤昭男团队合作,实现PAN基碳纤维产业化。大谷杉夫的研究则在吴羽化学的资助下开展,天然带有市场化导向,从而使吴羽化学利用大谷杉夫的研究成果商业化生产沥青基碳纤维。而随着高强碳纤维、高模碳纤维的进一步发展及技术突破,碳纤维以市场为导向、与产业化相结合的特点明确,有利于推进碳纤维在体育休闲、航空航天等下游应用领域的商业化进程。

  专利在碳纤维商业化进程中扮演重要角色,日本碳纤维专利布局呈现数量领先、全产业链、全球化等特点。专利贯穿日本碳纤维行业的发展历程,助力日本碳纤维行业的商业化进程。在日本碳纤维发展早期,進藤昭男及大阪工业技术实验所近申请专利,并通过专利授权的方式进行碳纤维技术商业化。而随着碳纤维行业商业化推进,日本东丽、三菱、帝人等多家企业均布局专利商业化。整体看,日本碳纤维专利布局呈现数量领先、全产业链、全球化等特点。根据德温特数据库2019年5月31日前公开的相关专利数据统计,全球专利申请量前15位申请人中,日本企业占大多数,体现了日本碳纤维在技术与专利方面的领先优势。而日本碳纤维的专利布局不仅涉及碳纤维产业链上下游,还布局全球。例如,日本东丽的碳纤维相关专利涉及了上游碳纤维制备、中游碳纤维复合材料、下游碳纤维应用等全产业链。而与中国企业相比,日本碳纤维专利除了日本以外,还布局美国、欧洲、中国、韩国、德国等全球各区域。

  腈纶等化纤工业技术基础有利于碳纤维发展。在20世界五六十年代,日本纺织服装产业就是日本核心产业之一,为积极开拓终端市场,日本化纤企业积极开发相关高功能化学纤维,具备一定化纤工业技术基础。例如日本东丽于1927年开始生产人造丝,并先后于1941年、1958年、1964年实现尼龙、聚酯、聚丙烯腈纤维的产业化。碳纤维原丝与腈纶长丝同属聚丙烯腈材料,两者在原料和生产工艺上,有很多相似之处。从历史上看,原丝生产工艺是脱胎于腈纶制造的。腈纶工业向原丝生产转型的关键是对变异系数、毛丝等指标参数的控制,这些都离不开腈纶工业长期的经验积累,同时,碳纤维的提束思路,也让原丝的生产接近于腈纶工业。我们认为,腈纶等化纤工业技术基础有利于碳纤维发展。目前中国化纤工业同样处于全球相对领先位置,2022年化学纤维产量6697.8万吨,其中腈纶产量56.6万吨。

  政府主导的产官学合作体制助力碳纤维产业化。碳纤维行业固定资产投资大、投资回报期长,具备资金、技术等多重壁垒。日本政府重视碳纤维的研发与产业化,多次将碳纤维写入相关国家政策,并给予经费等相关支持。日本政府主导设立产官学合作机制,结合产业界、政府、学术界多方,其中,政府处主导地位发挥政策执行、环境创造、资源配置等作用,产业界通过与科研机构合作持续开发相关新技术新产品,学术界将研究成果转化为产业化成果。整体看,日本产学研合作经历合作研究、发明权利化、研究成果转让、研究成果孵化等4环节,日本的产官学合作体制有利于推进碳纤维科研成果产业化。

  资料来源:《世界纺织版图与产业发展新格局(三)——日本篇(上)》(2019年4月,赵永霞、祝丽娟),中金公司研究部

  资料来源:《世界纺织版图与产业发展新格局(三)——日本篇(上)》(2019年4月,赵永霞、祝丽娟),中金公司研究部

  设立覆盖全产业链的产业联盟,有利于资源整合、协同互补,大幅碳纤维产业竞争力。日本碳纤维产业联盟最早可追溯至20世纪70年代。随着20世纪70年代日本东丽、帝人东邦、三菱等开始生产和销售碳纤维,1978年,“碳纤维座谈会”在日本成立,当时拥有6家公司会员。1988年,“碳纤维座谈会”更名为“日本碳纤维协会”,形成日本碳纤维产业联盟。2023年,日本碳纤维协会共有6家正会员以及1家赞助会员,会员企业涵盖了碳纤维制造商、中间材料生产商、复合材料加工商等全产业链,有利于公司会员优势互补、风险共担。日本碳纤维协会设有总会和常设委员会,常设委员会下设4个委员会与4个部会,各部门分工明确,分别承担统计、通商、用户开发开云、环境、技术、回收利用、回收利用商业化、IT宣传等职责。日本产业联盟的设立,有利于推进行业标准、解决共性问题,助力公司会员资源整合、协同互补,从而大幅提升日本碳纤维产业竞争力。

  资料来源:日本碳纤维协会,《日本碳纤维产业联盟的范式》(2014年2月,沈琏、郝健),中金公司研究部

  碳纤维最初在体育休闲、航空航天领域实现商业化,随后逐渐向汽车、风电等应用领域扩大应用。碳纤维成本相对较高,在最初商业化阶段,体育休闲与航空航天领域是碳纤维最初商业化的两大方向,一方面碳纤维因其较高的性能主要应用于航空航天领域,另一方面,体育休闲领域也为碳纤维商业化打开通用市场。

  与下游客户深入合作,进一步提升竞争实力。我们认为,日本碳纤维企业在发展过程中,注重和下游客户的深入合作。例如,日本东丽在航空航天领域与波音、空客等签署长期协议,在汽车领域与戴姆勒共同开发用于汽车零部件的碳纤维增强材料,并与丰田、本田合作,提供丰田Mirai和本田Clarity燃料电池的高压储氢罐碳纤维产品;帝人与通用汽车合作开发用于汽车卡车的碳纤维复合材料,三菱与西格里、宝马合作开发宝马集用于宝马i3的碳纤维复合材料。日本碳纤维企业与下游客户的深入合作,有利于进一步提升竞争实力。

  风电、储氢瓶、碳碳热场等新兴领域或成碳纤维新增长引擎。随着碳纤维行业发展,日本碳纤维行业逐渐由体育休闲、航空航天领域转向新兴领域。2022年,按应用数量,风电叶片是全球碳纤维第一大应用领域。日本东丽、帝人等企业的碳纤维销售中,工业领域同样占据较重。我们认为,碳纤维具备较为优良的特性,未来有望在风电、储储氢瓶、碳碳热场等新兴领域扩大应用,新兴领域或成碳纤维新增长引擎。

  资料来源:《国产碳纤维 何以突围——2022全球碳纤维复合材料市场报告》(2023年5月,林刚),中金公司研究部

  资料来源:《国产碳纤维 何以突围——2022全球碳纤维复合材料市场报告》(2023年5月,林刚),中金公司研究部

  企业通过规模化生产与提质增效,从而提升规模、降低成本、凸显优势。日本碳纤维企业自发展以来积极通过扩大产能、规模化生产等方式提升规模、提高市场占有率与市场地位。根据赛奥碳纤维数据,2022年,日本东丽与其子公司卓尔泰克共有碳纤维5.78万吨,相较2014年产能大幅增加1.93万吨,并计划扩产8000吨。规模化生产与提质增效同样有助于降低成本。根据《碳纤维供求状况与生产成本》(2013年2月,芦长椿),碳纤维生产规模合理化后原丝、稳定化与氧化、碳化、石墨化等碳纤维各成本细分结构均有望下降,碳纤维总成本可降低约21%。此外,日本企业还积极通过产品改良、生产大丝束碳纤维以及提高生产速度等方式提质增效、降低成本,进一步凸显竞争优势。

  企业采用差异化路线发展,有利于推动创新、提升竞争优势。日本东丽、帝人、三菱3家公司在发展碳纤维时各有侧重,采用不同的工艺,有利于避免同种工艺受限及竞争同质化、进而推动创新。例如,日本东丽的小丝束PAN基碳纤维采用以DMSO为溶剂的一步法和湿法、干喷湿纺,日本帝人采用以ZnCL2为溶剂的一步法和湿法,日本三菱采用以DMF为溶剂的一步法/DMAC为溶剂的两步法和湿法,并同时生产PAN基碳纤维、沥青基碳纤维。此外,日本碳纤维企业下游客户与应用领域有所区分,2022财年(2002年4月~2023年3月),日本东丽碳纤维第一大应用领域在工业,而日本帝人碳纤维第一大应用领域在航空航天。差异化发展有利于企业创新与找准定位,进一步提升竞争优势。

  资料来源:《国内外碳纤维产业现状及发展趋势》(2022年11月,赖世伟、汪进秋),公司公告,中金公司研究部

  布局全球市场,扩产与并购等内生外延方式并举。日本碳纤维企业早在20世纪十年代就已经积极通过内生外延布局全球。东丽分别于1982年、1997年在法国、美国设立碳纤维公司;帝人于1993年在德国、美国设立碳纤维公司;三菱于1990年收购美国碳纤维公司、于1991年设立美国Grafil公司。在布局欧美市场过程中,日本碳纤维企业也积极在欧美当地扩产,并在亚洲等多个国家区域布局,推进全球化。此外,东丽、帝人、三菱均有较丰富的并购经历。帝人于2004年收购美国Fortafil Fibers公司。三菱在1990年在收购美国2家碳纤维公司后将2家公司合并,并于2013年将其在美国的碳纤维公司合并为三菱丽阳碳纤维和复材公司,2017年之后也有多轮并购。东丽在碳纤维发展之初就收购东海碳素、日本碳素的相关生产技术,2013年收购Dome Carbon Magic公司、美国卓尔泰克公司。其中,卓尔泰克公司是当时全球最大的大丝束碳纤维企业,风力发电叶片是其碳纤维产品主要的应用。东丽此前碳纤维产品主要集中在小丝束,收购卓尔泰克有利于布局大丝束、优化碳纤维产品。东丽收购卓尔泰克后同样积极推进卓尔泰克在美国、墨西哥等地的产能扩张。扩产与并购等内生外延方式并举助力日本碳纤维企业迈向全球。

  东丽集团是化纤起家的全球化工龙头,碳纤维是东丽集团重要业务。东丽集团是化纤起家的全球化工龙头,主营纤维和纺织品、高性能化学品、碳纤维复合材料等,2022财年(2022年4月~2023年3月)营业收入2.5万亿日元、归母净利润728.2亿日元。东丽自1926年成立便积累化纤经验,于1961年建立PAN基碳纤维小试装置,于1971年开始试产TORAYCA™碳纤维,早期集中于小丝束碳纤维领域,于2013年收购卓尔泰克后深入布局大丝束碳纤维领域,现已具备从上游原丝到下游复合材料的整个碳纤维产业链。2022财年,东丽碳纤维及复合材料营业收入2,817亿日元,占营收的11%,核心营业利润159亿日元。

  资料来源:公司公告,公司官网,《日本碳纤维技术发展史研究》(2017年10月,周宏),《专利,碳纤维必由之路——日本东丽公司系统化专利战略启示》(2013年11月,沈琏),中金公司研究部

  东丽集团碳纤维业务布局全球,截至2023年3月碳纤维全球产能6.4万吨。东丽很早便开始在欧美等地区布局碳纤维业务,公司现在日本、韩国、美国、法国、匈牙利、墨西哥等多个全球基地生产碳纤维,向全球客户稳定提供碳纤维产品。根据公司官网披露,截至2023年3月,东丽与卓尔泰克合计碳纤维产能6.4万吨[1],位列全球前列。

  东丽集团碳纤维产品性能优良、技术领先,下游客户包括波音、空客、丰田等多领域行业龙头公司。东丽碳纤维产品主要为PAN基碳纤维,性能优良,产品系列及指标常被作为国内外同行业企业对标。公司碳纤维产品多样,Torayca品牌涵盖T300、T700、T800、T1000、T1100和M35J、M40J、M46J、M50J、M55J、M60J等多型号,以小丝束为主;Zoltek品牌则包括PX35等,主要为大丝束。公司下游客户包括波音、空客、丰田等多领域行业龙头公司,客户优势突出。从碳纤维下游应用分布看,2022财年,东丽碳纤维产品在工业、航空航天、体育休闲应用占比分别为66%、21%、13%。

  远期发展看,东丽集团“AP-5 2025”项目战略目标包括抓住盈利机会、强化管理基础,目标至2025财年营业收入2.8万亿日元。2020年5月,东丽集团发布长期经营愿景“TORAY VISION 2030”,公司理念为“通过创造新的价值为社会作贡献”,愿景为“东丽集团可持续性发展愿景”。2023年3月,东丽集团发布时间涉及2023~2025财年的中期管理计划“AP-G 2025项目”,提出5大战略,包括抓住盈利机会(可持续增长、创造终极价值、卓越的产品和运营)、强化管理基础(加强以人为本的管理、风险管理和治理)。同时东丽提出2025财年财务目标,目标至2025财年营业收入2.8万亿日元、营业利润1,800亿日元,ROE约8%。

  东丽集团重视碳纤维业务,规划未来碳纤维继续保持全球领先地位,特别提出要发展压力容器用碳纤维。东丽集团重视碳纤维业务对未来发展,在“AP-G 2025项目”中,东丽集团规划2023~2025财年集团资本总投资5,000亿日元,其中碳纤维复合材料业务占比33%。公司规划2025财年碳纤维复合材料营业收入3,700亿日元、核心营业利润360亿日元、ROIC 4%。此外,公司规划碳纤维业务未来通过追求高功能性和可靠性(可用性)来保持全球领先地位,并抓住航空和工业/体育应用领域的市场增长。公司特别提出要为氢能产业链上下游包括碳纤维在内的一系列核心材料,公司预计2022~2025年压缩天然气(CNG)储气瓶和储氢瓶等领域压力容器用碳纤维需求年均复合增速有望达42%,要继续发展压力容器用碳纤维,维持公司碳纤维在CNG储气瓶和储氢瓶的全球最高市场份额。

  图表21:东丽集团碳纤维复合材料业务2022财年与计划2025财年营业收入、核心营业利润、ROIC

  帝人集团主营材料、医疗保险、纤维与产品等,2022财年营业收入1.0万亿日元。帝人集团主营材料、医药医疗、纤维与产品等。2022财年(2022年4月~2023年3月),帝人集团营业收入1.0万亿日元,EBITDA878亿日元,归母净利润-177.0亿日元,呈现亏损,主要由于计提资产减值损失与非日本的海外子公司赤字增加带来的税负率上升。分业务看,2022财年,公司材料、医药医疗、纤维与产品、信息技术营收占比分别为45%、15%、32%、6%,EBITDA占比分别为18%、53%、18%、9%。

  帝人碳纤维业务归属于材料业务,业务布局全球。帝人集团材料业务可细分为高性能材料、复合材料。其中,公司高性能材料包括芳纶、树脂、碳纤维,复合材料包括碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料等。帝人集团碳纤维及复合材料产品包括Tenax™碳纤维及其复合材料、Pyromex™阻燃纤维、Sereebo®碳纤维复材等。目前帝人集团在日本、中国、德国、美国等国家区域进行全球业务布局。

  帝人碳纤维及复合材料产能与产品质量处于全球前列,下游主要应用于航空航天等,客户包括空客、通用等国际知名航空航天及汽车企业。根据赛奥碳纤维数据,2022年帝人的碳纤维产能1.45万吨,产能处于全球前列。目前帝人集团在日本、中国、越南、欧洲、美国等区域进行全球布局,下游应用于航空航天、工业等。2022财年,帝人碳纤维产品在下游航空航天、一般工业、体育娱乐领域占比分别为45%、35%、20%。此外,帝人集团的碳纤维复合材料同样领先,下游客户包括空客、通用等。

  复盘历史,东邦于1975年开启碳纤维商业化,帝人于1999年收购东邦进军碳纤维,并于2018年整合碳纤维业务。日本帝人集团、东邦分别于1918年、1934年成立。东邦于1975年开始量产PAN基碳纤维并销售Besfight®品牌碳纤维产品(该品牌于2006年更名为Tenax),开启碳纤维商业化。1999年,帝人集团收购东邦人造丝,进入碳纤维市场。2001年,东邦人造丝更名为东邦特耐克丝(Toho Tenax)。随后,帝人集团开始通过内生外延方式进一步推进发展碳纤维业务。2018年,碳纤维业务子公司东邦特耐克丝被整合入帝人集团。

  展望未来,帝人集团规划成为能够支持未来社会的公司,2023年预计实现营业收入/营业利润1.05万亿日元/350亿日元。帝人集团长期愿景为成为能够支持未来社会的公司[2],并规划至2050年实现碳中和的相关目标。展望2023财年,公司预计营业收入实现1.05万亿日元、营业利润350亿日元,其中材料业务有望实现营业收入4,700亿日元、营业利润110亿日元。

  展望碳纤维业务,帝人集团规划把握其在航空航天和风电、压力容器等新兴领域的需求,碳纤维复材则以北美为核心开展全球化。2022财年,受益于Tenax™碳纤维下游需求增长(特别是航空航天领域)、产品价格上涨,帝人集团碳纤维业务实现营业收入与营业利润同比正增长。公司认为,碳纤维下游航空航天领域需求有望复苏,叠加风电、压力容器等新兴领域需求增长,未来将着力于把握相关碳纤维领域需求,措施包括采取获得航空航天用碳纤维中间品项目的措施、将北美新工厂运营增加的产量分配给需求旺盛的工业应用领域、在越南的新工厂扩大碳纤维热固性预浸料的销售等。而对涵盖碳纤维复材、玻纤复材在内的复合材料业务,帝人集团规划以北美为核心开展全球化。

  三菱化学主营功能商品、工业材料、医疗保健等,2022财年营业收入/归母净利润4.6万亿日元/960.7亿日元。三菱化学主营功能商品、化学品、工业气体、医疗保健,是综合性跨国公司,2022财年(2022年4月~2023年3月),三菱化学营业收入、归母净利润分别为4.6万亿日元与960.7亿日元。细分业务看,2022财年,功能商品、化学品、工业气体、医疗保健分别占营业收入的28%、32%、26%、12%,分别占核心营业利润的16%、3%、37%、43%。

  三菱化学碳纤维业务归属于功能商品,占比相对较小。根据披露,三菱化学功能商品主要包括高性能聚合物、聚碳酸酯、涂层材料、包装(食品包装)和工业薄膜、聚酯薄膜、高性能工程塑料、碳纤维及复合材料等。三菱化学碳纤维相关业务归属于功能商品,但占比相对较小。

  三菱化学同时具有PAN基与沥青基碳纤维,产品覆盖全产业链、布局全球,2022年产能1.43万吨。目前,三菱化学同时具有PAN基与沥青基碳纤维,实现从原料丙烯腈、沥青到碳纤维丝束、中间材料、成型品等产品全产业链覆盖,业务布局全球,目前碳纤维丝束品牌包括PAN基碳纤维PYROFIL™、GRAFIL™和沥青基碳纤维DIALEAD™等,下游广泛应用于飞机、航天、汽车、风电等领域。根据赛奥碳纤维,2022年公司碳纤维产能1.43万吨。

  复盘历史,三菱化学碳纤维业务历经三菱丽阳、三菱树脂、美国Grafil公司等多轮并购整合,逐渐布局全面。三菱化学同时经营PAN基碳纤维与沥青基碳纤维。PAN基碳纤维历史看,三菱丽阳于1972年开始开发PAN基碳纤维,并分别于1976年、1983年开始生产碳纤维预浸料、PAN基碳纤维。1990、1991年、2012年、2013年,三菱丽阳先后收购美国预浸料制造商Newport公司、美国碳纤维制造商Grafil公司、赛车领域碳纤维制造厂商Challenge公司、美国高尔夫球杆制造商Aldila公司。2010年,三菱丽阳与德国SGL公司设立合资公司为宝马的电动汽车i3/i8提供碳纤维原纱。从沥青基碳纤维历史看,1978年,三菱化成工业着手开发沥青基碳纤维,1987年,三菱化成工业开始批量生产沥青基碳纤维,并在化成Fiber Light公司开始制造预浸料,随后相关沥青基碳纤维产品陆续在摩托车制动器、铸铁结构体、机械臂等多领域应用。2015年,三菱丽阳的PAN基碳纤维事业和三菱树脂的沥青基碳纤维事业进行了合并,并由三菱丽阳继承。2017年,随着三菱化学的成立,三菱化学的碳纤维事业开启。

  展望未来,三菱化学重视KAITEKI原则,向特种材料商转型,目标至2025财年营业收入3.4万亿日元。KAITEKI原则为“使人类、社会和地球永葆健康”,三菱化学将KAITEKI原则作为其一切行动的指导原则,推动可持续发展。三菱化学未来发展战略包括可持续性增长、战略成本转换、业务退出、更精干与数字化赋能、战略资本配置等五大举措,未来逐渐退出石化和煤化工相关业务,聚焦功能商品、工业气体、医疗保健、MMA等业务,基于可持续发展趋势向向特种材料商转型。从财务指标看,三菱化学目标至2025财年实现营业收入3.4万亿日元、EBITDA 6,000亿日元、核心营业利润3,650亿日元、EPS 143日元。

  包括碳纤维业务在内的功能商品业务未来将更重视市场驱动、全球化、可持续发展。同时碳纤维业务是三菱KAITEKI原则的解决方案之一。碳纤维业务在内的功能商品业务未来将继续是三菱化学的重要盈利驱动业务,公司目标2025财年功能商品业务EBITDA 2,250亿日元。未来功能商业业务将继续朝向市场驱动、全球化、可持续发展方向发展,重视下游新能源汽车/交通、数字经济、食品等市场。其中碳纤维及复合材料产品下游可应用于新能源汽车等新兴领域,且是三菱化学贯彻实施KAITEKI原则的重要解决方案之一。

  注:表中为2025财年与2021财年对比,→左方为2021财年数据,→右方为2025财年目标;

  商业化推进缓慢。虽然碳纤维及碳纤维复合材料产品性能优异,但商业化进程仍需推进。如果未来碳纤维相关产品商业化推进缓慢,则不利于碳纤维相关公司中长期发展。

  下游需求疲弱。我们预计未来风电、储氢瓶、碳碳热场等新兴领域或成碳纤维下游市场新增长引擎,但如果下游需求疲弱,碳纤维市场发展可能受到影响。

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