玻纤行业20年持续成长,我国这条护城河,如今用智能制造启未来

百材号角 2023-06-02
3232 字丨阅读本文需 8 分钟

玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料,具备绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好、机械强度高等优点。过去二十年,全球玻纤产量从 2000 年的 200 万吨 出头增加至 2021 年的 950 万吨,其中我国玻纤产量从 2000 年的 21.5 万吨增加至 2022 年的 687 万吨,二十年来行业成长未止。在我国有这样一条玻纤“护城河”,它就是中国巨石,今天就从全球玻纤成长入手,谈谈这条护城河的玻纤智能制造。


玻璃纤维——高性能无机非金属材料

玻纤高性能材料,应用范围广泛。玻璃纤维诞生于二十世纪30年代,是以叶腊石、石英砂、石灰石、白云石、硼钙石、硼镁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,具有质量轻、强度高、耐高低温、耐腐蚀、隔热、阻燃、吸音、电绝缘等优异性能以及一定程度的功能可设计性,是一种优良的功能材料和结构材料。

玻纤按产品用途基本上可以分为四大类:增强热固性塑料用玻纤增强材料、增强热塑性玻纤增强材料、增强沥青用玻纤增强材料及玻纤纺织材料。近几年玻纤热塑性增强材料发展迅猛,玻纤增强建材、短纤维及长纤维直接增强材料等新型产品成为玻纤行业发展的新亮点,玻纤应用已从建筑建材、电子电器、轨道交通、石油化工、汽车制造等传统工业领域扩展到航天航空、风力发电、过滤除尘、环境工程、海洋工程等新兴领域。

玻纤生产池窑为主,坩埚拉丝逐步退出市场。玻璃纤维生产工艺主要有两种,分别为两次成型-坩埚拉丝法和一次成型-池窑拉丝法。

玻纤未来的成长性?

二十年来我国玻纤成长未止,过去十年国内玻纤需求复合增速超 10%,其中交通、风电、 电子电器领域需求增长较快。未来除“三架马车”外,光伏迎来材料变革且建筑处于早 期阶段,成长潜力较大,玻纤作为增强新材料的成长之路还很长。我们认为 2023 年是 玻纤复合材料在光伏领域应用的元年,百万吨市场规模可期,将复制风电的中期成长。

二十年来我国玻纤成长未止

过去二十年、十年国内玻纤需求复合增速超 10%。全球玻纤产量从 2000 年的 200 万吨 出头增加至 2021 年的 950 万吨,其中我国玻纤产量从 2000 年的 21.5 万吨增加至 2022 年的 687 万吨,产量复合增速为 17%,二十年来行业成长未止。聚焦过去十年(2012- 2022 年),我国玻纤产量复合增速约 9%,国内产量在全球的占比维持 60%左右,若将 国内产量-净出口量作为国内玻纤需求,则过去十年国内玻纤需求增速复合增速约 11%。热塑、风电、电子需求成长较快。以泰山玻纤为例,2013 年以来公司收入复合增速约 16%,其中交通、风电、电子电器领域收入复合增长更快(26%、33%、17%)。这些领 域均是大客户采购模式,目前玻纤龙头企业以大客户为主的直销收入占比在 80%以上。

玻纤纱增速快于玻纤复合材料增速,热塑性复合材料占据半壁江山。2022 年我国玻纤 复合材料产量达到 641 万吨,过去十年产量复合增速约 5%,较玻纤纱的产量复合增速 更慢,或主要源于玻纤纱在复合材料的用量占比提升。其中玻纤热塑性复合材料产量占 比接近 50%,近几年渗透率提升放缓,主要源于风电拉动热固性复合材料快速增长。

从全球复合材料看玻纤成长

参考全球复合材料行业组织 JEC,2022 年全球复合材料产量约 1270 万吨,2018-2022 年产量复合增速约 3%,亚洲为产量增长最快的地区,亚洲地区占全球复合材料的产量 接近 50%,过去十年呈提升趋势。其中,中国市场的全球产量占比约 28%,但产值占 比约 22%,产品均价较低不仅源于生产成本较低,也源于高端市场应用有待开拓。

全球复合材料以玻纤增强为主,以建筑、交通、电子、能源等需求为主。从产品结构看, 玻纤增强复合材料长期产量占比约 95%左右,近两年碳纤维的应用比例有所提升。从需 求结构看,全球复合材料中,建筑和交通需求占据近 50%,电子电器需求占比近 20%, 能源环保需求占比明显提升(2022 年为 14%),消费品领域占比稳定(2022 年为 8%), 船舶需求占比 2022 年约 3%。热塑性增强材料产量占比快速提升后,近五年占比趋于 稳定,主要源于全球风电市场迎来较快增长,拉动热固性复合材料的增长。

玻纤需求相对分散且产品非标,玻纤复合材料环节先天较分散。玻纤下游需求相对分散, 且产品应用形态多样,使得玻纤制品环节较分散。从复合材料的生产工艺看,只有部分 领域的工艺较为标准,比如风电叶片通常使用树脂注入及缠绕工艺、汽车零部件通常使 用注塑工艺、覆铜板通常使用半固化(PP)片工艺等,诞生的制品龙头也较大。

中国玻纤护城河——巨石

复盘过往:规模扩张、成本下降、结构优化的铿锵之路。2007 年中国首超美国成为全球 玻纤第一生产大国,中国玻纤产能急剧扩张带来全球玻纤产业的转移。公司自 2007 年 进入快速发展期,玻纤产能从 2007 年的 50 万吨扩至目前的 261 万吨,年复合增速约 12%,2007-2022 年十五年间公司销量复合增速约 11%,收入复合增速约 13%,十五 年间净利润复合增速约 23%(2022 年公司贵金属处置收益为 25.7 亿元,若剔除这一影 响,则净利润复合增速近 20%),由于行业成本曲线下移,同一系列产品均价下降,但 公司不断升级技术降低成本且优化产品结构,最终盈利能力中枢提升并与同行拉开差距。

展望未来:十四五迈入二次成长阶段。2018 年起中国巨石开启第二成长曲线,电子布 产能快速扩张,电子纱及电子布的单位价值量较高,意味着公司高端产品占比提升,因 此单位售价和盈利均显著提升。随着电子布的盈利占比提升,中国巨石的盈利周期不再 是单一的粗纱周期。展望十四五后半程,中国巨石的成长性显著增强。

展望未来:全球市场竞争力不断增强。中国巨石全球化战略发展顺利,2022 年公司海 外收入占比约 43%,回归到正常的出口水平。可以看到,海外市场产品均价更高,盈利 能力也更高,一方面源于海外市场售价较高,欧美市场中高端市场应用更成熟;另一方 面源于巨石生产成本显著低于海外龙头。值得说明的是,公司玻纤纱在征收高额税率(反补贴+反倾销税率+关税-出口补贴税)1后,在海外市场上仍保持优异的性价比优势;随 着公司在海外建工厂,产能以外供外后2,海外市场的竞争力开始凸显,近几年巨石埃及 公司净利率基本在 20%左右,巨石美国公司从净利率亏损迅速提升到 2022 年的 15%。

智能制造助力中国玻纤走向全球

中国巨石四分厂是专业生产电子级玻璃纤维纱、电子级玻璃纤维布的智能工厂。在拉丝环节,记者看到,自动化拉丝机将高温状态下的矿石岩浆拉成纤纤细丝。它们是玻璃纤维生产的初级产品——原丝。

拉丝工艺采用行业首创的多分拉工艺,可实现玻璃纤维高流量连续生产。制作出的原丝还会经过自动卷绕成筒、自动卸筒、智能烘制、智能检测等处理环节,借助多种自动化、智能化技术,目前工厂的人均生产效率高出行业平均水平。

在捻线工序,拉丝出产的原丝经过加捻机变成管纱,捻线区开发应用了多项行业内领先的智能控制技术,比如恒温恒湿热风系统、单纱张力动态寻优系统、锭子转速实时适配系统、探尾自停机系统以及集中控制系统等,可以实现机台与锭子的运行状态实时联动和最佳组合,保证了电子纱的加捻品质。

作为全球最大的玻璃纤维生产商,目前中国巨石已建成玻璃纤维大型池窑拉丝生产线20多条,玻璃纤维年产能超260万吨,产品种类覆盖3000多个规格品种,远销全球100多个国家和地区,市场占有率超全球四分之一。

这些成绩,得益于数字化、智能化改革带来的红利。“在玻纤制造业转型升级的过程中,中国巨石抓住先机,牢牢把握新一轮科技革命和产业变革的大势,向数字化、智能化方向优化升级。”中国巨石副总裁、巨石集团总裁杨国明谈到,中国巨石推动数字技术+制造技术融合发展,深化产业大脑+未来工厂建设,运用了一系列高精尖智能装备和控制系统,以智能制造引领玻纤工业数字化变革。

据介绍,经过近5年的建设,中国巨石智能制造基地去年圆满落成,占地1000多亩。公司获评2022年度“智能制造示范工厂”和浙江省首批“未来工厂”。与此同时,中国巨石实现了热固粗纱、热塑性增强玻纤、电子基布产品多项生产技术指标均位列玻纤行业世界第一的目标。如今,中国巨石的智能制造玻纤生产技术已从浙江桐乡总部推广至四川成都、江西九江,在国外已推广至埃及苏伊士以及美国南卡罗莱纳州。

2019年,中国巨石被确定为国有企业混合所有制改革试点企业。“中国巨石在智能制造等方面的优异表现,离不开公司建立的混合所有制体制机制。”杨国明表示,中国建材集团注重发挥企业家精神,给予公司充分信任,保障其经营自主权,创造了有利于专注事业发展的良好环境,有效释放企业家精神对企业发展的正向作用,助推了公司快速发展。

杨国明透露,今年2月,中国巨石在江苏淮安启动建设全球首个玻纤零碳智能制造基地,将为助力“双碳”目标落地,引领玻纤工业高质量发展作出更多贡献。

文章来源: 科技日报,认是,远瞻智库

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