鈦合金產業鏈中遊包括中航重機、三角防務、派克新材、航宇科技(jì)等航空航天鍛造企業。原材料(liào)仍是產業鏈中(zhōng)遊企業成本的(de)最(zuì)大(dà)組成部分(fèn),如三角防務模(mó)鍛件業務直(zhí)接材料成(chéng)本占 比為 70.45%,航宇科技航空鍛件業務原材料成(chéng)本占比為 83.28%。由於三角防務(wù)的模鍛件主要為機身鍛件,采用鈦合金的比重更(gèng)高,而航宇科技主做航發環鍛件,因此其高溫合(hé)金的成本占比或高(gāo)於鈦合金。
從西部超導(dǎo)單(dān)季度(dù)毛利率水平可以看出,上(shàng)遊原(yuán)材料漲(zhǎng)價的影響暫未體現(xiàn)在公司利潤表層麵,或是由於公司對原材料成本的計(jì)價采用了移動加權平均法,我們判斷22年一季度和二季度可能會受到(dào)海綿鈦成本上升(shēng)帶來的短期毛(máo)利(lì)率承壓,全年來看隨著上遊軍品海綿鈦企業產能擴充及全流程海綿鈦產線的完善,軍用海綿鈦價格有望見頂(dǐng)回落,公司全年毛利率或成先低後高的形態。
鈦合金(jīn):性質優良的“萬(wàn)能金屬”,軍民需求快速增(zēng)長(zhǎng)
高性能航空(kōng)耗材,形成(chéng)“一超多強”格局
鈦金屬具有低比重和高比強度的特性,其合金在航(háng)空航天領域對(duì)於提升飛行器推重比有重 要意義,近年來受到廣泛使用。除軍工、航空航天領域(yù)之外,鈦(tài)合金還較多應用於(yú)化工、 冶金、醫療、體育休閑等領(lǐng)域。
鈦產業鏈主要分為有色金屬和化工塗料兩(liǎng)條,有色金屬(shǔ)鏈為:鈦精礦→四氯(lǜ)化鈦→海綿鈦 →鈦錠/鈦合金(jīn)→鈦材,化工塗料鏈為:鈦精礦→四(sì)氯化鈦→鈦(tài)白粉。兩個領域上遊共用鈦 鐵礦、金紅石等資源。
全球鈦材消費量與航空航天業的發展息息相關。自 2000 年以來,我國鈦材需求主要集中在 中低端的(de)石油化工領(lǐng)域,隨著 2016 年中國“十三五(wǔ)”規劃的製定以及國防軍(jun1)隊現代化的“三 步走”戰略的更新,航空航天領域用鈦量不斷提升。對於軍用鈦材而言,由於軍工行業的(de) 特殊性,需接受國防科工局監管(guǎn),采用嚴格的行政許可(kě)製度,對產(chǎn)品質量的要(yào)求更苛刻, 在鈦材“高均勻(yún)性、高純淨性(xìng)、高穩定性”方麵提出更高的要求。2020 年中國鈦材總消費量達(dá) 9.4 萬噸,其中航空航天用鈦量約為 1.7 萬噸,占總消費量的 18.4%,根據公司年報/ 鈦工業發展(zhǎn)報(bào)告,公司 2020 年鈦材產量為 4877/4139 噸(dūn),市占率約為 26.5%(取(qǔ)兩種披 露口徑平均值)。我(wǒ)們認(rèn)為,雖然近年來中國航空航天、船(chuán)舶製造、海洋工程等高端用鈦占 比持(chí)續優化,但是與全(quán)球鈦材需(xū)求結構相比,高端用鈦占比(bǐ)依舊(jiù)偏低,未來增量空間廣闊。
2021 年起中國“十四五”規劃和軍隊現代化建設正式進入加速期,航空航天、軍工裝備等高端領域用鈦大幅提(tí)升,2020 年(nián)中國鈦材總產量為 9.7 萬噸,同比增長 28.9%。從產品組 成上來看,板材為主要產品,產量達 5.7 萬噸,同比增加 47.5%,占據鈦(tài)材產量的 59.4%。從供給結(jié)構來看,中國鈦材製造企業(yè)呈現一超多強的局麵。“一超”為(wéi)中國鈦企(qǐ)龍頭寶鈦股 份(600456 CH),“多強”包括西部超導(688122 CH)、西部材料(002149 CH)等(děng)公司。雖然中國高端鈦(tài)材製造能力近年來高速發展,但仍無法完全滿足下遊軍品鈦材的旺(wàng)盛需求,部分鈦材仍需從烏克(kè)蘭、哈薩克斯坦等國進口。2020 年中國鈦材總進口量達 6139 噸,其中技術要求(qiú)較高的薄(báo)鈦板、片、帶常年處於淨(jìng)進口狀態,2020 年淨進口 1997 噸,較 2019 年增長 9.5%。
軍用市場:新機置(zhì)換進行時,高端鈦材市場廣闊(kuò)
目前中國軍品鈦材主要應用在軍事戰機(jī),軍用(yòng)戰機(jī)中鈦合金主要應用於兩個部位:
1)航(háng)空發動機:作為飛機的心髒,發動機不僅要承受極大的應力和高(gāo)溫,同時還要保證高 推重比(推力/質量)。發(fā)動機壓氣(qì)機盤、葉片(piàn)、高壓壓氣機轉子(zǐ)、壓氣機機匣等部件均采用 鈦合金材料。
2)飛(fēi)機機體及緊固件:鈦(tài)在中等溫度下高強度、耐腐蝕、質量輕等特性完美滿足機身用料的(de)要求,起落架部件、大型鍛造機(jī)翼結構件、機身蒙皮、隔熱罩等均采用(yòng)鈦合金製造。同時飛機上采用許(xǔ)多碳纖維(wéi)複合材(cái)料,鈦合(hé)金與碳纖維增強的複合材料彈性模量匹配(pèi)、熱膨脹係數相近;並具有很好的(de)化學相容性,不易發(fā)生電位腐蝕。
我國軍(jun1)機在數(shù)量上與美國存(cún)在較大差距,具有顯著的總量提升需求。軍用飛機(jī)是直接參加戰鬥、保障戰鬥行動(dòng)和軍事訓練的飛機的總稱(chēng),是航空兵的主要技術裝備。據《World Air Forces 2021》統計,截至 2020 年美國現役軍機總數為(wéi) 13232 架,在全球現役軍機中(zhōng)占比(bǐ) 為 25%,而我國現役軍機總數為 3260 架,在全球現役軍機中占比僅為 6%。按各個細分機 型來看(kàn),戰鬥機是我國軍機中的主力軍,總數為 1571 架,但數量(liàng)不到(dào)美國同期的 60%,且其他機型的數量都遠落(luò)後於美國(guó),具有(yǒu)顯著的總量提升需求。
我(wǒ)國空軍目前正在向戰略空軍轉型,預計未來 10 年帶來軍機需求(qiú)較大。根據華泰(tài)軍工組此(cǐ)前發表報告《航天軍工:大國複蘇,軍工崛起》(2021 年 3 月 5 日),我國(guó) 2021-2030 年新增軍機合計(jì)約 4940 架(jià)。
新戰機(jī)用鈦含量更(gèng)高。根據(jù)《航(háng)空用鈦合金研究進展》(金和喜等,2014 年 12 月,航空用 鈦合金研究進展),相比三代機 J-10、J-11 係(xì)列含鈦量為 4%,四代(dài)機 J-20 鈦合金用量(liàng)達 20%。隨(suí)著新機置換的逐(zhú)步推進,單機(jī)高端(duān)鈦合金使用占比將顯著提升(shēng)。
由(yóu)於高端軍品(pǐn)鈦合金在材料後端損耗(hào)率高、成材率低,鈦原材料需求量比實際飛機上用量 更高。這主要來源於:(1)原材(cái)料在後(hòu)期(qī)鍛(duàn)壓或熱處理過程中出現力學(xué)性能不達標,造成 報廢(成材(cái)率(lǜ));(2)後期材料加工過程中因切割、深衝(chōng)等工藝形成邊(biān)角料,邊角料可能出 現應力(lì)集中或形狀和尺寸不(bú)合適,無(wú)法繼續(xù)使用(損(sǔn)耗率)。雙重因(yīn)素導(dǎo)致單(dān)位(wèi)重量的軍品(pǐn) 鈦材相較民用鈦材有著更高的鈦坯材需求。根據智研谘(zī)詢,殲-10、殲-11、殲-15、殲-16 等三代機單重為 10 噸,鈦合金質量占比分別為 4%、4%、15%、15%。同時,殲 20 為代 表的四代機鈦合金占比提升明顯,約為 20%,飛機單重約(yuē)為 18 噸。作戰支援飛機、大型運 輸(shū)機、武裝直升機、通用(yòng)直升機的鈦合金占比也(yě)分別達到了 5%、10%、5%、10%。結合 智研谘詢對 2021-2030 年軍(jun1)機增量的預測,以及(jí)考慮到高性能鈦合金 10%左右的成材率和 70%左右的損耗率,我們預計 2021-2030 年中國(guó)軍用戰機更新換代將釋放 216857 噸左右的機體鈦材需求。
航空鈦合金的主要需求(qiú)還來自於航空發動機(jī)的定期維修換新。目前發動(dòng)機中鈦合金主要用 在中溫區(qū)(低溫區部分使用陶瓷基複合材料(liào),高溫區使用鎳(niè)基或鈷基高溫合(hé)金),質量占比大約(yuē)為(wéi) 30%。此外我們假設發動機的裝配比 1:1.5,即需要 50%的備用發動機。根據(jù)《World Air Forces 2021》中對我國 2020 年存量軍用飛機的統計,疊加智(zhì)研(yán)谘詢對我國 2021-2030 年新增軍機數量預測,我們預計到 2030 年我國戰鬥機保有量(liàng)約為 8305 架。
根據相關機構對鈦合金占發動機 30%左右比重的統計,假設發動(dòng)機維修換新兩年進行一次(cì),年均維修次數 0.5 次,我們預計 2030 年我國軍機數量穩定後,每年軍用航空發動 機的鈦合金總需求量大約在 55049 噸。除(chú)軍機機身、航空發動機外,還有導彈等軍用裝備使用鈦合金,其用鈦量不易預測,但我們認為在軍機數量增加的前提下,其攜帶導彈需求 很可能也相應提高,預計其他領域裝備用鈦總需(xū)求(qiú)量也將出現增(zēng)長。
根據中國有色金屬工業協會鈦鋯鉿分會公開(kāi)數據,2020 年航空鈦材(cái)需求量約為 1.7 萬噸。同時結合上文(wén)上測(cè)算,2020-2030 年我國軍用飛機機體鈦材需求總量約為 216857 噸,我們假設新增軍機數量每年一致,那麽2030 年機(jī)體鈦材需求為(wéi) 21686 噸。2030 年我國軍機數 量(liàng)穩定後,航空鈦(tài)合金市場主要來自發動機維修需求,按照發動機兩年一維修估算,2030 年發動機維修所需鈦合金 55049 噸,2030 年我國航空鈦合金(jīn)總需求量約為(wéi) 7.7 萬噸。2021-2030 年我國航空高端(duān)鈦材需求量(liàng) CAGR 約為 16.3%。
民用市場:亞太地區需求強勁(jìn),C919 放量在即
全球客機市場空(kōng)間廣闊,中國及亞太地區交付預計快(kuài)速增長。根據中國(guó)商飛公司市場預測 年報(2020-2039),2019 年全球噴氣(qì)式機隊共有客機共 23856 架。從全球曆史交(jiāo)付量而言,以空(kōng)客為(wéi)主的歐洲市場和以波音為主的北美(měi)市場占總(zǒng)市場的份(fèn)額較大,分別占比全球 總(zǒng)份額的 20.27%和(hé) 27.99%。中國和亞太地區(qū)(除中國)分別占比 16.62%和 16.02%,中 國已成為(wéi)亞太地區接近半數以上的客機交(jiāo)付國家。預計 2020-2039 年中國及亞太地(dì)區將在 民航領域(yù)快速發展,占據全球約 41.6%的客機交付量。
據中國商飛預測,2020-2039 年全球將有 40664 架(jià)新機交付,價值約 5.96 萬億美元,用於替代和支持(chí)機隊的發展。其中,渦扇支線客機交付量為 4318 架,價值約為 0.23 萬億美元;單通道(dào)噴氣(qì)客機交付量為 29127 架,其占交付總量三分之二以上,價值約為 3.44 萬億美元;雙通道噴氣客機交付量將達 7219 架,總價(jià)值約為 2.30 萬億美元。到 2039 年,預計全球客 機機隊規模將達 44400 架,是現有機隊的 1.86 倍。
麵對波音、空客公司高度占(zhàn)據市場的既(jì)有格局,受益(yì)於本(běn)土較大的需求(qiú)空間,預計未來 C919、ARJ21 等機型將保持(chí)一定的追趕態(tài)勢。根據中國商飛公司市場預測年報(2020-2039),預 計 2020-2039 年中國將累計交付 8725 架新機,其中雙通道客機占 21.41%,共計 1868 架;單通道客機占比(bǐ)高達(dá) 68.05%,共計 5937 架;餘下 10.54%為(wéi) 920 架支線客機。2020-2039 年,C919 和 ARJ21 機型市(shì)場總規模達到 7320 億美元,約合人民幣超 4 萬億元(yuán)。
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