Vestas 拉挤碳梁专利到期，碳纤维概念股渗透率加速提升
事件：2022 年7 月19 日，全球风电巨头Vestas 拉挤碳梁专利到期。该公司在2002 年7 月向中国、丹麦、欧洲等国家或国际性知识产权局申请了以碳纤维条为主要材料生产风电叶片的相关专利，限制了其他企业使用碳纤维主梁制作叶片，专利保护期为20 年。根据GWEC《全球风能报告2022》和广州赛奥《2021全球碳纤维复合材料市场报告》，2021 年全球风电新增装机93.6GW，碳纤维在风电叶片概念股中的应用量为3.3 万吨，意味着1GW 风电装机需要约353 吨碳纤维。
根据中国巨石的数据，1GW 风电装机需用玻纤1 万吨，可得当前碳纤维渗透率仅为3.5%左右。随着拉挤工艺普及，碳纤维在风电领域的渗透率将会加速提升。
风机大型化发展趋势明确，将驱动碳纤维需求大幅增长风机大型化是风电长期降本的有效途径，通过使用长叶片来扩大风轮的受风面积，有助于提高发电量及单机功率。大型化风机对于叶片提出了更高的要求，而碳纤维材料能够满足大型化所需轻量化、高强度、高模量的要求。传统的玻璃纤维叶片在长度超过一定阈值之后，质量过大导致性能降低，出现共振扭转等问题。
相较于玻纤，碳纤维的密度小30%，强度大40%，模量高3-8 倍。高性能碳纤维复合材料受到平面的冲击力时，内部纵横交错的碳纤维丝能够有效地分散受力，避免破裂的发生。兼顾强度、刚度的同时，材料密度越小单位体积质量越轻，一个直径为120 米的风机叶片使用碳纤维复合材料的情况下，质量可比完全使用玻纤减轻30%以上。2022 年以来，我国风电叶片长度不断刷新。5 月7 日，运达股份与中复连众合作制造的YD110 大型海上风电叶片（110 米）成功下线，融合了高强预埋叶根和拉挤碳梁等工艺。6 月23 日，亚洲最长抗台风型明阳智能111.5米叶片正式下线，该叶片使用碳纤维拉挤板、双轴碳布和碳玻混导流织物三款核心材料，续刷国内叶片长度记录。根据2020 年《风能北京宣言》，为达到碳中和目标，“十四五”期间要保证风电年均新增装机50GW 以上。渗透率与新增装机共振，碳纤维需求有望持续高增。
拉挤碳梁工艺普及，碳纤维头部企业持续受益需求增长面对下游需求旺盛局面，上海石化、吉林化纤、光威复材、吉林碳谷等国内企业开始布局大丝束产能。考虑到工艺难度大、生产各环节都存在壁垒，国内企业新建产能投放进度、产品验证周期将会有明显差异。龙头企业在工艺、技术等硬实力方面具有明显优势，有望成为风电装机提速、碳纤维渗透率提升所带来需求增长的最大受益者。其中，光威复材和吉林化纤还在额外加码碳纤维复材产能。目前，光威复材龙头股拥有拉挤碳梁产能10200 千米，在建产能1700 千米，预计2022 年内可投产；吉林化纤在2021 年9 月启动1.2 万吨碳纤维复材项目，包括1 万吨碳纤维、1.2 万吨拉挤碳板等，预计2022 年8 月可陆续开车投产。值得注意的是碳纤维价格仍处于相对高位，生产规模化、设备国产化是降本的关键所在，精功科技拥有千吨级大丝束碳纤维生产线整线供应和解决方案的能力，在技术和产品方面处于国内领先地位，也将持续受益。受益标的：光威复材、中复神鹰、上海石化、吉林碳谷、吉林化纤、精功科技、中简科技。
风险提示：技术突破不及预期；原材料龙头股价格波动；风电装机量不及预期
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