国产玻纤市场规模持续增长,揭秘降本增效“三步走”之道

材料前沿洞悉 2022-06-30

中国巨石三步走重资产

5013 字丨阅读本文需 12 分钟

玻纤行业也具有明显的周期性特征,随着电子、汽车、风电等领域陆续起量,未来的市场前景较广。

众所周知,新材料被列为“中国制造2025”计划的一大主要攻坚方向,作为其中的一个重要细分领域,玻璃纤维正在快速扩容。

玻璃纤维诞生于上个世纪30年代,是一种以叶蜡石、石英砂、石灰石等主要矿物原料和硼酸、纯碱等化工原料生产的无机非金属材料,具有成本低廉、轻质高强、耐高温耐腐蚀等一系列优点。其比强度达到 833Mpa/gcm3,在常见材料中仅次于碳纤维(超过 1800Mpa/gcm3),是一种优良的功能材料和结构材料。

近年来,随着国家政策持续利好,以及企业研发能力提升,玻纤产业规模逐渐扩大。

玻纤市场集中度较高,全球龙头地位较为稳固,在国际市场上,头部企业通过扩产、优化生产工艺、降低生产成本等方式来提升企业竞争力及市场占有率,例如美国OC、日本NEG、泰山玻纤、中国巨石、重庆国际、美国JM等企业。我国是推动全球玻纤市场增长的主要驱动力,国内玻纤市场增速高于全球平均水平。

那么,我国玻纤市场的增长速度究竟有多快呢?呈现怎样的态势?降本增效有啥好办法?

国产规模持续增长

玻璃纤维性能优异,应用场景众多:玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属复合纤维材料,具有成 本低廉、轻质高强、耐高温耐腐蚀等一系列优点。其比强度达到 833Mpa/gcm3,在常见材料中仅次 于碳纤维(超过 1,800Mpa/gcm3)。由于玻璃纤维量产技术成熟,成本低廉,细分品类众多,综合性 价比明显优于碳纤维,可根据不同场景设计不同产品,因此被广泛应用于各种场景,是当今最重要 的无机非金属复合材料之一。

玻璃纤维分类方法众多,种类众多:玻璃纤维行业分为玻纤纱、玻纤制品、玻纤复材三个环节,每 个环节都有繁多的品种。其中玻纤纱有众多分类方法,按照氧化物含量可以分为无碱纱、中碱纱 等;按照直径可以分为粗纱、细纱等;按照长度可以分为连续玻纤、定长玻纤、玻璃棉等;按照产 品形态分为有捻纱和无捻纱。

玻纤产业涉及众多上下游,分为玻纤纱、玻纤制品、玻纤复材三个环节:玻璃纤维产业链较长,上 游主要涉及采掘、化工、能源等基础性行业。玻纤下游为各个应用行业,包括建筑建材、电子电 器、风力发电、工业管罐、航天军工等各行业。目前,玻纤下游应用领域仍在不断拓展,行业天花 板仍在逐步提升中。

我国玻纤行业持续高速增长,行业进出口依赖度下降:总体来看,我国玻纤产量持续高速增长。据 中国纤维复材网数据,2021 年,全国玻璃纤维产量达到 624 万吨,相比 2001 年的 25.8 万吨,我国玻 纤行业近 20 年的 CAGR 高达 17.3%。从进出口数据看,2021 年全国玻纤及制品出口量为 168.3 万 吨,同比增长 26.5%;进口量为 18.2 万吨,维持正常水平。中国玻纤行业进口量占消费量比重、出 口量占产量比重均呈下降趋势,说明当前我国玻纤行业对玻纤进口的依存度下降。

起步晚,进步快

我国玻纤行业起步于上世纪50年代,真正形成规模化发展是在改革开放以后了,发展历史相对较短但成长迅速,目前已成为世界玻纤产能第一大国。

国内玻纤行业在不同细分领域形成了差别定位。

在粗纱领域,中国巨石产能全球第一,拥有规模和成本优势。风电纱领域巨石与泰山玻纤优势明显,其研发的 E9 与 HMG 超高模量玻璃纤维纱技术含量较高,能够适应叶片大型化挑战。电子纱/布领域技术要求更高,光远新材、宏和科技、昆山必成等处于领先地位。玻纤复材领域,长海股份是细分龙头,已形成玻纤-树脂-复材完整产业链。

中国巨石、泰山玻纤、重庆国际三大企业在产能规模上处于第一梯队,而且遥遥领先,三家企业在产玻纤纱产能占到国内的29%、16%和15%。放在全球范围内来看,国内三巨头在产产能也占到全球总量的40%以上,与欧文斯科宁、NEG(日本电气硝子)、美国JM公司并列为全球六大玻纤企业,六家合计占全球产能的75%以上。

玻纤行业具有明显的“重资产”特征,除材料、能源成本外,折旧等固定成本占比也很大,因此成本优势就成了是企业核心竞争力之一。玻纤生产成本中的核心为材料,约占 30%左右,其中国内企业主要使用叶腊石作为原料,约占生产成本的10%。能源动力约占 20%-25%,其中天然气约占生产成本的10%。此外,人工、折旧等其他成本项合计约占35%-40%左右。行业向前发展的内在核心驱动因素就是生产成本的下降,纵观整个玻纤的发展史,实际上就是玻纤企业的降本发展史。

在原料端,头部几家玻纤龙头均通过控股或参股矿石生产企业来提升矿物原料在品种、数量、质量方面的保障能力。例如,中国巨石、泰山玻纤、山东玻纤先后通过自建矿石加工厂实现了向产业链上游延伸,尽可能的降低矿石原材料的成本。中国巨石作为国内玻纤行业的绝对龙头,其原料的成本是最低的。

如果和海外企业作对比,国内外企业在原料成本上的差异不大,基于各国的资源禀赋不同,本土企业采用叶蜡石做原料,而美国企业多采用高岭土做原料,矿石成本大约70美元/吨。

在能源成本层面,中国企业是有劣势的,中国吨玻纤纱的能源成本约917元,美国吨能源成本折合人民币约450元,美国能源成本比我国低467元/吨。

玻纤行业也具有明显的周期性特征,随着电子、汽车、风电等领域陆续起量,未来的市场前景较广,因此周期的上行阶段有望延长。

行业蒸蒸日上的背后,是有啥降本增效的好方法吗?

降本增效“分三步走”

玻纤是重资产行业,降本扩量驱动玻纤应用场景不断增加:玻纤是重资产行业,产品同质化属性较 为明显。对于企业来说,降本扩量是最优策略。玻纤自身之所以可以不断提升渗透率、在各行各业 应用场景不断拓展,本质上就是成本不断下降,在相同价格上有更好的性能或是同样性能价格更 低,替代了其他材料。

因此降本增量一直是玻纤行业发展的根本驱动力,龙头产能投放对全行业成 本下降起到了引领作用。 玻璃纤维降本史大致可以分为三个阶段:池窑法普及、一代产线冷修技改、智能制造升级:第一阶 段是本世纪前十年,降本主线是池窑法普及,产线规模日益扩大,规模效应带动单吨折旧及人工降 低。第二阶段是 2011 年开始到 2020 年,部分产线进一步扩大了单线产能,同时龙头企业纷纷选择 了控股上游原料供应商以及粉料加工厂。第三阶段是 2018 年开始,中国巨石等龙头企业加大智能 制造产线投入,进一步减少材料与燃料的浪费,并且大幅降低人力成本。

降成本第一步:池窑快速普及带来规模化效应

坩埚法是传统工艺,目前尚用于部分特种玻纤生产:玻璃纤维的生产主要有池窑法和坩埚法两种。 坩埚法俗称“两步法”,先做玻璃球,再将玻璃球放在坩埚里融化,形成玻璃液,玻璃液从打满小 孔的漏板流下,遇冷结丝,涂上浸润剂,就变成可以纺纱织布的玻璃纤维。目前坩埚法产量较小, 尚未被完全淘汰,用于部分特种玻纤的生产。 池窑法一步成型,生产规模更大:池窑法是将叶腊石、石灰石等原料经过粉碎筛分成合格原料细 分,按照配方制成配和料。然后将配和料经旋转投料机投入玻璃熔窑,在高温下熔融形成玻璃液, 经池窑熔化部流出后,经过多孔漏板拉成原丝,再经过涂敷浸润剂、冷却烘干后制成玻纤粗纱。具 有生产规模大、效率高、能耗低、产品质量好等优点。

叶蜡石、燃料、制造成本是粗纱成本最重要的三个分项:结合玻纤行业主要上市公司披露的成本数 据,我们测算得出玻纤粗纱成本中材料占比约为 40%,燃料为 30%,人工及制造成本占比 30%。材 料成本中叶蜡石占比最高;燃料成本中电力占比最高。 中国巨石引领大规模池窑产能投放,实现降本增量,行业重资产属性进一步凸显:中国巨石是玻纤 行业第一轮降本的引领者,公司在 2004 年开始大规模投放产能,2004-2012 年,公司累计投放产能 92.5 万吨,吨成本累计下降 499 元,固定资产折旧在生产成本的比重从 7.3%提升到 20.9%,累计提 升 13.6pct,重资产属性进一步凸显。中国巨石的大规模投产引领了行业池窑普及以及第一轮降本增 量,同时期泰山玻纤、重庆国际、山东玻纤、长海股份分别累计投产 30.3、53.6、15.0、3.0 万吨。 几大龙头同步投产,实现了池窑在中国的快速普及,并完成了中国玻纤行业在全球的弯道超车。国 内经过池窑的快速普及,单位制造成本快速下降,玻纤行业完成了第一轮降本增量。制造成本下降 是第一轮降本增量的标志。

降成本第二步:产能冷修升级换代、产业链向上游延伸,降低生产成本

冷修技改带动第二次降本周期,各巨头通过冷修技改增加总产能:第一阶段投产的池窑产线生产周 期约为 8-10 年,从 2011 年开始,初代产线逐渐进入冷修阶段。2012-2021 年,中国巨石通过冷修技 改累计增加产能 23.5 万吨,泰山玻纤通过厂区搬迁累计增加 43.3 万吨;重庆国际、山东玻纤、长海 股份分别增加产能 4.5、12.0、6.0 万吨。

经过第一轮产能冷修改造,全行业单线规模有所提升;龙头吨成本有所下降,材料成本下降是重要 标志:从 2011 年到 2021 年,中国巨石单线规模从 7.5 万吨提升到 11.0 万吨,提升幅度为 3.5 万吨; 泰山玻纤、重庆国际、山东玻纤、长海股份在这 10 年期间单线规模也分别提升了 2.9、0.9、4.2、3.8 万吨;行业平均单线规模从 5.3 万吨提升至 7.5 万吨。通过冷修技改产线更新,单线规模增大,寿命 延长,效率提升,降低了单吨生产消耗的燃料与材料,降低了平均折旧。到冷修周期结束时,单吨 生产成本进一步降低。2015-2020 年,中国巨石无碱粗纱吨成本降幅 430 元/吨,泰山玻纤降幅 1,138 元,其他龙头也有较为可观的降幅。本轮成本下降通过冷修技改进行,同时主要体现为材料成本的 下降。行业龙头在铂铑合金、浸润剂、叶蜡石粉等上游领域均有相应的降本措施。材料成本下降是 第二轮降本增量的重要标志。

中国巨石铂铑合金损耗量更小,具有成本优势:中国巨石采用两种办法降低铂铑合金损耗的成本。 第一方面,同样是产业链向上延伸,中国巨石在控股桐乡磊石的同年,控股了桐乡金石贵金属设备 有限公司,主要为公司生产玻纤纱专用的铂铑合金,这样既可以有铂铑合金定制性提高生产效率, 又可以由上市公司赚到铂铑合金的毛利部分。第二方面,中国巨石配套设计了拉丝作业专用的漏 斗,并且在铂铑合金出现问题时及时更换,由桐乡金石负责将铂铑合金回收重铸,这样大大节省了 铂铑合金的成本。2021 年,铑粉均价同比上涨 68.3%,玻纤企业纷纷出售贵金属资产,获取了高额 的处臵收益。据中国巨石公告,2021 年公司通过技术创新降低漏板中铑粉使用量,出售部分贵金属 资产,实现处臵收益 6.9 亿元。据中材科技及长海股份年报,其 2021 年固定资产处臵收益分别为 6.8 亿元和 7,500 万元,均显著高于 2020 年水平,主要均为出售铑粉获益。

龙头自产浸润剂降低生产成本:浸润剂是用于在玻纤生产过程中涂覆在玻纤表面的涂层,可以改变 玻纤材料的强度和性能。浸润剂对玻璃纤维产品性能影响较大,浸润剂生产属于技术密集型与人力 密集型,研发费用和研发难度较高。中小厂商多选择外购,而龙头则倾向于自产。据公司公告,中 国巨石已实现浸润剂的自研国产替代,成功使玻纤吨成本降低 400-500 元;泰山玻纤正在转型自产 一般浸润剂;长海股份则收购了天马集团专门供应浸润剂。浸润剂自产,进一步降低了玻纤生产成 本,并且能够实现随着玻纤生产需要变化随时改变浸润剂供应。

控股上游原料厂商,向产业链上游延伸,龙头企业成本进一步下降:玻璃纤维主要原材料有叶腊 石、生石灰、其他石粉等,其中叶腊石占比最高。为了降低原料成本,提高矿石原料的质量,控股 上游原料厂商成了玻纤企业的共同选择。中国巨石 90%的叶腊石采购来自控股子公司桐乡磊石微粉 有限公司,叶腊石采购量随着产能规模的扩大而逐渐扩大。2016 年,巨石在桐乡投资 3.19 亿元建设 年产 60 万吨叶腊石微粉项目,充分满足了巨石产能扩张对叶腊石需求的增量。泰山玻纤的叶腊石 微粉则全部由其全资子公司泰安华泰非金属微粉有限公司采购,2018 年,华泰非金属微粉有限公司 的年产 43 万吨粉料加工线投产,公司叶腊石粉料采购量下降,改为采购叶腊石块,采购单价明显 下降。山东玻纤通过子公司沂水热电生产叶腊石粉。多买石块、少买石粉、控股加工成了三家公司 的共同选择。(报告来源:未来智库)

降成本第三步:智能制造提高人均生产效率

第三阶段降本,智能制造提高人均生产效率:智能制造是玻纤行业发展的大趋势,中国巨石已经迈 出了坚实的一步。目前,中国巨石拥有桐乡与成都两个智能制造基地,桐乡基地规划六条智能制造 产线,设计总产能 60 万吨粗纱,18 万吨(后改为 22 万吨)电子纱,预计于 2022 年全部投产;成都 基地拥有年产 25 万吨智能制造生产线,已于 2020 年 11 月全面投产。此外,中国巨石已公告了九江 智能制造基地的产能建设计划,预计共计 40 万吨无碱纱产能,将于 2024 年建成投放。智能制造产 线有望进一步扩大池窑生产规模,预计未来智能制造产线将达到 15 万吨单线产能,从而进一步发 挥规模效应。

智能制造升级的标志是人工成本降低:据中国巨石业绩发布会介绍,经过智能制造升级后的产能人 均年生产效率为 400 吨,目前海外水平为 200 吨,未来随着智能制造升级的进一步深化,公司计划 将人均年产量提升到 600 吨的水平。当前人工成本逐步提升,智能制造有效提升人均效率,减少人 力资源浪费。据中国巨石公告,智能制造产线的人均生产效率将提升 14%,吨制造成本下降 5.5%, 高端产品比例达到 90%以上。智能制造作为降本的第三阶段,以降低人工成本为标志,未来拥有较 高确定性。

玻纤行业三阶段降本路径清晰:第一阶段池窑普及,规模化生产降低折旧和人工;第二阶段冷修降 低单位能耗和原料,二阶段冷修技改的同时,龙头企业选择控制上游原料与铂铑合金耗材,自产浸 润剂的方式进一步降低成本;第三阶段智能制造化生产进一步提升产线规模,降低人工劳动费用, 是玻纤行业降低成本的脉络。

来源:每日财报,未来智库,中银证券,新思界网

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