基础化工行业风电材料深度报告之一：乘风而起，风电材料大有可为

基础化工 行业研究/深度报告 风电材料深度报告之一：乘风而起，风电材料大有可为 报告日期：2022-08-26 行业评级：增持 主要观点： 双碳背景下风电行业持续高景气，风电材料升级转型加速 双碳背景下可再生能源发展进入快车道，风电是我国仅次于煤电和 行业指数与沪深300走势比较 8/2111/212/225/228/22 23% 11% -2% -14% -27% -39% 基础化工沪深300 分析师：尹沿技 执业证书号：S0010520020001电话：021-60958389 邮箱：yinyj@hazq.com 联系人：王强峰 执业证书号：S0010121060039电话：13621792701 邮箱：wangqf@hazq.com 水电的第三大发电来源，也是发展最快的可再生能源之一。截至2021年底，中国风电装机规模328GW，占全球比例为39.2%，其中2021年新增47.57GW。根据《“十四五”可再生能源发展规 划》，到2025年，可再生能源发电量达到3.3万亿千瓦时，风电发电量较2020年实现翻倍，5年复合增速达到15%。随着我国风电产业的蓬勃发展，为风电产业所需的化工产品带来了巨大空间。我们梳理了风电产业链相关化工品，包含增强材料、基体树脂、夹芯材料、辅材等等。我们认为，这些化工品将充分受益风电行业增长，特别是海上风电带来的叶片大型化趋势、轻量化需求和快速迭代趋势下，有望实现量价齐升。经过我们测算，2025年风电材料市场总规模将超过1400亿元，较2021年翻倍。 叶片：大型化、轻量化、迭代加速趋势显著 叶片是风机中成本最高的部件，占风机成本的20%甚至以上。叶片中，基体树脂占比约36%，增强材料占比约28%，芯材占比约12%。总体来说，叶片形成三个趋势：大型化、轻量化和迭代加速。随着风电进入平价上网时代，风机招标价格降低，降本最有效的途径就是不断扩大风电机组的单机容量。由于风电机组产生的电能与叶片长度的平方成正比，叶片大型化成为必然趋势。长度增加随之而来的是自重增加，带来成本的推升和影响净空，因此叶片材料轻量化迭代也成为产业发展的规律。同时叶片迭代周期在显著加快，从材料的研发到模具的需求都在加速。从叶片行业的角度，重资产及下游高集中度的特点导致行业新进入困难，整体呈现强者恒强态势。 增强材料：高模玻纤及碳纤维共享风电增长红利 风电叶片主要构成包括树脂基体、增强材料以及粘接剂、芯材等，其中增强材料主要有玻璃纤维和碳纤维两种。玻纤因为其优异的性能同时兼顾经济性成为目前大型风力发电机叶片材料的首选。同时高模玻纤新型号的出现增加了其未来的发展潜力，高模玻纤拉伸模量等性能能够比肩碳纤维，同时兼有玻纤的成本优势，在风电渗透率提升过程中仍将扮演重要角色。当然，当叶片超过一定尺寸后，碳纤维的优势将更加显现，特别是对于追求极致更大叶片的海上风电领域，碳纤维比玻璃纤维在材料用量、劳动力、运输和安装成本方面都有显著降低。另外，随着碳纤维产能产量的不断释放，碳纤 维成本将很快能够大规模匹配下游可承受范围。总体我们认为，碳纤维和高模玻纤能够共享风电领域增长红利。 基体树脂：环氧树脂高性价比为主流，聚氨酯机械性能优异将作为补充，生物基尼龙56因良好的可再生和可回收性是富有前景的新型材料 目前主要用于生产风电叶片的复合材料中，基体树脂则用于提供韧性与耐久性。环氧树脂由于良好的力学性能、耐化学腐蚀性和尺寸稳定性是最为常见的基体树脂。出于对力学性能和生产效率的更高追求，产业界也在持续研究开发新型树脂体系，最有代表性的有聚氨酯树脂、生物基尼龙56、尼龙66等。与传统材料环氧树脂相比，聚氨酯树脂具有更为优异的机械性能和抗疲劳性能，固化更快，生产效率更高，加工性能好，尤其在今年环氧树脂价格上涨以及风电全行业降本增效的背景下，聚氨酯的成本优势也得以凸显。尼龙66具备优异加工性能，生物基尼龙56在此基础上还具有原料可再生、产品可回收、成本可竞争的优势。我们认为环氧树脂长期将是主流的基体树脂材料，聚氨酯树脂在未来将成为环氧树脂体系的补充。同时尼龙66和生物基尼龙56将成为比较富有前景的新型材料。 芯材：PET材质替代轻木及PVC加快 芯材位于夹芯结构复合材料内部，对设备起到保持稳定性、减轻重量同时增强刚度的作用，其成本占叶片材料总成本的20%左右。由于传统轻木种植条件较为苛刻，供应不稳定，且成本偏高，结构泡沫更有潜力。当前已使用PVC芯材与轻木进行配合使用。由于PET泡沫同样具有强度高质量轻的特点，并且综合性能优于PVC泡沫，耐热性好于PVC，具有可塑性强、加工方便、生产成本较低的优点，同时易于回收，近年来PET泡沫替代PVC泡沫形成趋势。 其他材料：关注格局较好及进口替代的细分风电材料 除此之外，风电用化学品还包含固化剂、结构胶粘剂、二甲基亚砜、树脂涂料、铸造用树脂、风机灌浆料等。 固化剂：环氧树脂在固化剂的作用下才能交联成热固性材料，因此固化剂在风电领域用于基体树脂体系和环氧结构胶中。由于环氧树脂是最主流的基体树脂，通常使用较为适配环氧体系的胺类固化剂，其中聚醚胺经过时间检验成为唯一满足大型发电叶片制造要求的环氧固化剂有一定技术壁垒，中期供需格局较优异。酸酐固化剂属于加热固化剂，更适用于大梁拉挤成型工艺。甲基四氢苯酐需求预计将随着拉挤板材渗透率提升而快速增加。 结构胶粘剂：胶粘剂用于叶片组装粘结，关系到叶片的刚度和强度，需要能够长期承受应力、环境作用。环氧树脂胶粘剂适用于大多数材料的粘接、强度高、耐温介电性能好、耐腐蚀耐老化，长期以来是主流的叶片结构粘胶剂，短期无替代材料。叶片用结构胶粘剂市场格局稳定，康达新材占据全球六成以上的市场领域，海外市 场仍有上升空间。 二甲基亚砜：二甲基亚砜（DMSO）是碳纤维原丝纺丝过程中的主要溶剂，对原丝性能起着极其关键的作用。每吨PAN碳纤维原丝消耗0.5~1吨DMSO，预计2021年全球碳纤维消耗DMSO1.7~3.3万吨。DMSO生产控制难度较大，新增产能受限，目前竞争格局优异，近两年碳纤维大规模扩产将带动需求快速增长，龙头兴发集团将充分受益。 树脂涂料：聚氨酯涂料是主要风电防护涂料，有机氟硅和环氧树脂作为补充。目前我国风电用涂料基本被进口品牌垄断，亟需国产化替代，目前国内企业飞鹿股份布局的风电叶片涂料产品通过德国GL认证，昊华科技也有相关风电涂料产品。 铸造用树脂：风电设备铸件主要包括轮毂、底座、固定轴部件（含定子主轴等）、齿轮箱部件（含行星架、箱体等）等。目前风电领域应用最为广泛的铸造用树脂为呋喃树脂。呋喃树脂市场格局较稳定，圣泉集团及兴业股份是国内龙头。呋喃树脂，上游原材料糠醛占比80%，近年来供需有所改善。 风机灌浆料：灌浆料是替代混凝土做海风塔筒底部加固的改性水泥基材料。塔筒更高、叶片直径更大，对塔筒和基础的承载能力要求更高，对灌浆料要求更加苛刻。海上风电灌浆料主要被海外企业占领市场，国内企业苏博特拥有强大技术储备，渗透率逐渐提升。 投资建议 部件 材料 公司名称 叶片 叶片 中材科技、时代新材 模具 双一科技、中材科技 叶片增强 玻纤 中国巨石、中材科技 碳纤维 吉林化纤、中复神鹰、中简科技、光威复材 碳纤维溶剂DMSO 兴发集团 叶片基体 环氧树脂配方料 上纬新材、惠柏新材 纯环氧树脂 中化国际 聚氨酯树脂 万华化学 生物基尼龙56 凯赛生物 叶片基体固化剂 聚醚胺 阿科力、晨化股份 酸酐 濮阳惠成 叶片结构胶 环氧树脂结构胶 康达新材 灌浆料 水泥基灌浆料 苏博特 防腐涂料 聚氨酯 飞鹿股份 叶片芯材 PVC、PET 隆华科技、华润材料、天晟新材 建议关注风电材料领域的龙头企业及技术领先的公司。图表1建议关注公司 铸造树脂 呋喃树脂 圣泉集团、兴业股份 资料来源：公司公告，华安证券研究所 风险提示 1）风电装机并网不及预期； 2）政策支持不及预期； 3）原材料价格大幅波动； 4）细分行业竞争加剧 建议关注公司盈利预测与评级： 公司 EPS（元） PE 2021A 2022E 2023E 2024E 2021A 2022E 2023E 2024E 中材科技 2.01 2.25 2.55 2.97 12.14 10.84 9.57 8.22 时代新材 0.23 0.43 0.71 0.92 46.35 24.79 15.01 11.59 双一科技 0.9 0.9 1.29 1.77 24.10 24.10 16.81 12.25 中国巨石 1.51 1.63 1.78 1.96 9.87 9.15 8.38 7.61 吉林化纤 -0.06 0.02 0.13 0.17 / 230.50 35.46 27.12 中简科技 0.5 1.12 1.6 1.98 95.30 42.54 29.78 24.07 光威复材 1.46 1.99 2.38 2.91 48.08 35.27 29.49 24.12 中复神鹰 0.35 0.58 0.88 1.23 123.31 74.41 49.05 35.09 兴发集团 3.82 5.54 5.99 6.46 10.47 7.22 6.68 6.19 圣泉集团 0.89 1.16 1.53 1.66 22.73 17.44 13.22 12.19 兴业股份 0.64 1.03 1.15 1.28 20.02 12.44 11.14 10.01 上纬新材 0.03 0.24 0.29 0.36 339.00 42.38 35.07 28.25 中化国际 0.8 0.42 0.5 0.67 9.49 18.07 15.18 11.33 万华化学 7.85 6.8 8.31 10.96 11.40 13.16 10.77 8.17 凯赛生物 1.46 1.47 1.78 2.15 49.77 49.44 40.83 33.80 阿科力 1.14 1.64 1.98 3.47 41.93 29.15 24.14 13.78 晨化股份 0.73 1.39 1.79 1.96 24.88 13.06 10.15 9.27 濮阳惠成 0.85 1.27 1.7 2.13 47.94 32.09 23.97 19.13 康达新材 0.09 1.26 1.84 2.45 149.00 10.64 7.29 5.47 苏博特 1.27 1.84 2.28 2.35 15.97 11.02 8.89 8.63 隆华科技 0.32 0.41 0.53 0.69 27.19 21.22 16.42 12.61 华润材料 0.37 0.48 0.64 0.79 30.78 23.73 17.80 14.42 注：中化国际、万华化学、凯赛生物为华安证券预测，其余为同花顺一致预期，股价截止2022年8月25日。 资料来源：同花顺，华安证券研究所 正文目录 1双碳背景下风电行业持续高景气，风电材料升级转型加速9 2叶片:大型化、轻量化、迭代加速趋势显著14 3增强材料19 3.1风电增强材料总述19 3.2玻璃纤维：当前主流的风电增强材料20 3.3碳纤维：受益于叶片大型化，国内突破量产打开降本空间25 3.4碳纤维VS玻璃纤维：共享风电增长红利33 4基体树脂33 4.1风电基体树脂总述33 4.2环氧树脂：性能优异的主流风电用基体树脂34 4.2.1风电专用环氧树脂34 4.2.2基础环氧树脂36 4.3聚氨酯树脂：未来将成为环氧树脂体系的补充37 4.4尼龙66及生物基尼龙56：富有前景的新型材料37 5芯材：PET材质替代轻木及PVC加快39 6其他材料41 6.1固化剂41 6.1.1聚醚胺：聚醚胺经过时间检验成为满足大型发电叶片制造要求的环氧固化剂41 6.1.2酸酐固化剂：拉挤板材适用的新型固化剂44 6.2胶粘剂：环氧结构胶短期不可替代，龙头优势显著45 6.3二甲基亚砜：受益碳纤维渗透率提升47 6.4树脂涂料：防护涂料亟待国产化48 6.5铸造用树脂及上