2022年 新能源汽车专题之十：导电炭黑国产化元年碳系材料平台精细化之路【以黑猫股份为例页】

新能源汽车专题之十导电炭黑国产化元年，碳系材料平台精细化之路——以黑猫股份为例jichengwei@请注意，陈子坤并非香港证券及期货事务监察委员会的注册持牌人，不可在香港从事受监管活动。核心观点： 碳纳米管的国产化技术红利转移至导电炭黑的国产化技术红利和一体化碳纳米管企业成本管理下的降本空间。纳米管等产品线，纵向延伸白炭黑、油系铯类精细化工、气凝胶等产业链。公司对标全球炭黑龙头卡博特探索循环经济大化工。风险提示。新能源汽车销量不及预期；投产进度不及预期；原材料价格波动风险。相关研究：新能源汽车专题之九:经济性助推产业化，换电重卡开启新能源汽车专题之八:三元材料资源化的分2022-08-132022-07-162022-07-13 5 5 9 5 5 6 6 6 9 5 7 9 一、导电剂：炭黑国产元年，碳管降本破局导电剂是锂电池辅材，涂覆于正极材料和负极材料。在极片制作时会加入一定量的导电剂，用于增加电子和锂离子的导电性，通过在活性物质表面形成导电网络表1：主流导电剂性能比较传统导电剂大低正极活性物质占比小大新型导电剂VGCF（气相生长碳纤维）碳纳米管（CNT）小石墨烯小数据来源：天奈科技招股说明书，广发证券发EPS阻抗(Ω)炭黑SP炭黑KS-6碳纳米管石墨烯SP+碳纳米管SP+石墨烯碳纳米管+石墨烯SP+碳纳米管+石墨烯2018年粉体价格（万元/吨）2022年8月粉体价格（万元/吨）0碳纳米管导电炭黑科琴黑导电石墨石墨烯镍钴镍钴锰锂等原材料正极材料正极材料导电剂其他材料其他材料(铜铝箔、粘合剂等) 锂离子电池动力电池电力储能电池电力储能电池通信储能电池家庭储能电池便携式储能电池消费电池小动力电池电动工具电动工具新能源汽车储能储能3C消费电动两轮车0储能电池（储能电池（GWh，左轴）动力电池（GWh，左轴）动力电池出货量同比（%，右轴）储能电池出货量同比（%，右轴）201720182010石墨烯（吨，左轴）碳纳米管粉体（吨，左轴）20162017201820求空间迎来重塑。性能优势将加速碳管渗透率上行同时带动炭黑添加比例下行，单壁碳管量产后碳管添加量呈下降趋势，假设2022-2025年表2：全球锂电池导电剂市场空间测算YOYYOY全球动力电池需求量（GWh）YOY碳纳米管添加比例碳纳米管全球渗透率硅基负极全球渗透率动力电池导电剂需求量（万吨）YOY全球储能电池需求量（GWh）储能电池导电炭黑需求量（万吨）碳纳米管添加比例碳纳米管全球渗透率储能电池碳纳米管需求量（万吨）储能电池导电剂需求量（万吨）YOY全球消费电池需求量（GWh）碳纳米管添加比例碳纳米管全球渗透率YOY碳纳米管添加比例碳纳米管全球渗透率YOY碳纳米管添加比例碳纳米管全球渗透率YOY全球锂电池导电剂需求量（万吨）YOY全球锂电池导电炭黑需求量（万吨）YOYYOY碳管浆料单价（万元/吨）导电炭黑市场规模（亿元）YOYYOY 透率逐渐上行。未来导电剂行业的核心利润将从碳纳米管的国产化技术红利转移至导电炭黑的国产化技术红利和一体化碳纳米管企业成本管理下的降本空间。次出现了负增长。前半周期国家侧供给改革叠加环保监管趋严，且国际原油价格暴行业去产能成果显著，供需格局得到改善。表3：国家对炭黑产业发展的具体指导政策政策具体内容不再新建5万吨以下炭黑厂、不再建设产能2万吨以下的炭黑生产装置；立即淘汰年产能在1.5万吨以下的干法造粒炭黑生产装置；限期淘汰总年产能在5万吨以下、技术装备落后、能耗高、排放超标以及作《产业结构调整指导目录（2019年本）》《炭黑行业准入技术规范》产企业开发应用更高效的炭黑生产过程余热回收利用鼓励企业对低滚动阻力、高安全性橡胶用炭黑的开发，数据来源：联科科技招股说明书，广发证券发0市场价(平均价):碳黑(N330):华东地区市场价(平均价):碳黑(N220):华南地区2020年6月起炭黑价格持续上涨锂电导电炭黑核心品控指标：吸油值和金属杂质含量。炭黑导电性一般用吸油拥有较好的吸油值和最小的比表面积，是三类中兼具导电性能和分散性最佳的导电高温隔绝空气下进行裂解，再经过冷却、收集、造粒得到的。不同于油炉法制备，产。因疫情和原油价格上涨导致海外进口导电炭黑价格上涨，叠加下游需求旺盛导致行业供需紧张大背景下，部分电池厂选择价格更友好的乙炔黑作为暂时替代品。在导电炭黑国产化趋势叠加海外弹性产能逐步落地后，我们认为电池厂将重新选择导电性能更佳、更高端的油炉法炭黑。02022年7月价格（万元/吨）不均匀，最高温度段偏离喉口区，高温气流对原料油裂解不充分使得炭黑无法满足高吸油值和低金属杂质含量指标，因此需重新设计反应炉和配套设计去金属离子方设工厂，只能通过海外工厂生产，海运进口。短期内海外进口价格有上涨趋势，主 0全球疫情反复，BDI指数回归2020年前水全球疫情反复，BDI指数回归2020年前水0期货结算价(连续):布伦特原油原油价格持续高位震荡原油价格持续高位震荡邻卡博特目前在中国天津的炭黑和色母粒工厂。据卡博特披露，公司将对收购产线炭黑需要更高的吸油值和更低的金属杂质含量，黑猫股份青岛研究院和股份公司专家委员会聚焦于导电炭黑的生产研究，现已研发出新型油炉法和后处理法两种能满42%，因此国产导电炭黑对供需两侧均受益。图12：2017-2021年国内龙头炭黑企业炭黑201220132014国内主流采用化学气相沉淀法制碳纳米管。目前已开发出化学气相沉积法（CVD）、石墨电弧法、激光蒸发法、水热法等多种碳纳米管制备方法。相较于其他制备方法，化学气相沉积法具备反应过程易于控制、反应温度相对较低、产品纯公司碳纳米管的纯化方法及其装置一种锂离子二次电池正极、负极材料导电剂碳纳米管纯化系统碳纳米管改性的电池负极碳纳米管提纯方法青岛昊鑫成立，主要产品：石墨烯导电剂、碳纳米管导电剂三顺纳米成立，主要产品：碳纳米管粉体、碳纳米管导电浆料金百纳成立，主要产品：碳纳米管粉体、碳纳米管导电浆料集越纳米成立，主要产青岛昊鑫成立，主要产品：石墨烯导电剂、碳纳米管导电剂三顺纳米成立，主要产品：碳纳米管粉体、碳纳米管导电浆料金百纳成立，主要产品：碳纳米管粉体、碳纳米管导电浆料集越纳米成立，主要产品：碳纳米管导电浆料美国天奈（天奈科技子公司）成立，国内CNT企业出海2019年成立，主营产品：碳纳米管粉体、碳纳米管导电浆料2007年2012年2013年无锡东恒成立，主要产品：锂电池碳负极材料及碳纳米管导电剂、导电浆料等纳米港成立，主要产品：碳纳米管粉体、碳纳米管导电浆料、纳米晶石墨等天奈科技科创板上市，成为首家碳纳米管上市公司2001年2011年无锡东恒成立，主要产品：锂电池碳负极材料及碳纳米管导电剂、导电浆料等纳米港成立，主要产品：碳纳米管粉体、碳纳米管导电浆料、纳米晶石墨等天奈科技科创板上市，成为首家碳纳米管上市公司北京天奈（江苏天奈前身）龙头企业引领行业降本增效。碳纳米管行业龙头企业天奈科技、道氏技术已布通过自研催化剂自制粉体、自营纯化酸化业务、基地西迁降高温氧化电费打造低能源工厂、回收并自产NMP等产业链各环节多途径实现降本增效。CVD法产导电浆料三大核心品控环节：粉体制备、粉体纯化、浆料分散。不同的催化剂能催化出径长比不同的碳纳米管。催化剂包括铁系、钴系、镍系的选 铁系 钴系 铁系 钴系 镍系选择 共沉淀法 共沉淀法催化剂 浸渍法 浸渍法 无定形结构 微米层状结构 尖晶石复合结构 流化床技术 生产工艺移动床技术 适用于不同场景的多品种碳纳米管，业内龙头企业均投入研发自研催化剂和碳反应的自研自制，具备碳管粉体自产能力，青岛昊鑫在碳管粉体自制有研发储备。表5：碳纳米管龙头企业催化剂专利情况研发方向公司催化剂催化剂催化剂催化剂化：碳纳米管与高温空气发生氧化反应，将碳管含有的杂碳氧化成二氧化碳，去除此碳管企业以浆料形式售出。纯化粉碎后得到的碳纳米管粉体和分散剂、溶剂混合溶解、分散、研磨，最后得到碳纳米管浆体。碳纳米管粉体在浆料中的分散性将直分散方案需时间和经验沉淀。分散方案涉及分散设备的选取采购、分散剂的使且筛选设备匹配分散方案耗时。以三顺纳米募投项目为例，据招股说明书披露，10000吨产能碳管导电浆料计划购入30台单价110万元研磨机，共计3300万元，假设以10年为折旧年限，年限平均法为折旧方法，折合单吨330元分散设备摊销。天乙烯和丙烯酰胺共聚物的分散剂。2007年公司资产收购20吨/年的煤焦油处理装置，主营业务增加焦油精制产品。自规模优势稳坐国内炭黑龙头。行业去产能、国家侧供给改革、中美贸易摩擦、新冠疫情、环保限产等多重考验下，历经行业周期，黑猫股份凭借规模优势稳坐国0行业开工率低迷20032004200520062007入极冷水在反应室内的位置及水压等直接影响炭黑的品种和品质。国内现有普通炭黑生产反应炉因量级较大、设计较粗糙无法充分裂解炭黑以达到吸油值和金属杂质标准。卡博特收购的东海炭素炭黑工厂无法直接生产导电炭黑，需要对产线进行技还研发出第二条工艺路线后处理法。后处理法是对已制备完成的高纯炭黑进行氧化处理，通过增加炭黑表面含氧官能团的种类和数量，提高表面活性和极性，增加已科琴黑对原料纯度和工艺要求更严苛，在该品类生产上黑猫股份的优势在于：公司低多环芳烃含量炉法炭黑生产方法及色素炭黑产品后处理生产工艺后处理氧化装置后处理生产工艺后处理氧化装置表7：锂电池国产导电炭黑成本拆分单价（元/)原料油+燃料油（煤焦油）t表面活性剂9极冷水m³m³电人工费用折旧摊销公路运费假设售价(元/吨）单吨毛利(元/吨）数据来源：欧励隆环评报告，百川盈孚，国家电网，广发证券发深加工企业、焦化企业和单炭黑业务公司。据各公司年报统计，焦化企业业收入占比均不超过10%，新型单业务公司有联科科炭黑煤焦油深加工精细化工产品焦化产品其他黑猫股份龙星化工永东股份金能科技年投资4.2亿元建设年产5万吨导电炭黑项0201520162017是否已具备特种炭黑产能精细化工产品√√√√√√√√√√金能科技√√√√√√√√√√表9：黑猫股份年产5000吨碳纳米管粉体项目具体内容预计投产时间数据来源：黑猫股份对外投资公告，广发证券发获取成本低。碳纳米管产区位于江西景德镇，厂区所在地有多家包含公司大股东景德镇市焦化煤气总厂在内的焦化企业。焦化企业炼焦制备焦炭过程中会产生副产物公司可在当地低价外购副产物焦炉煤气提纯制得甲烷作为碳纳米管粉体的原料气。理技术，经过多年探索开发出一种设备投资少、运行费用低的处理沉淀白炭黑的工表10：黑猫股份碳纳米管粉体成本拆分（元/吨）/t行业平均成本催化剂ttt电水t折旧摊销粉体总成本数据来源：江门道氏环评报告，百川盈孚，广发证券发低成本产品。公司同时具备导电炭黑和碳纳米管的量产能力，打造国内导电剂碳材（三）加快精细化及新能源产业升级步伐投资建设特种高纯炭黑项目，有效优化产品结构。2019年与安徽时联合资成立乌海拓新材料板块”差异化竞争的战略布局。污染天气重点行业应急减排措施制定技术指南》的日趋严格，区域内的化工排污企布局。现阶段将进一步优化公司产能布局，主要就国内优势产地做产能强化，近2年只有朝阳和乌海两个工厂新增普通炭黑年产能1表11：近4年黑猫股份关于主业炭黑的扩产项目投资主体投资内容投资金额公告日期新建2×6万吨炭黑生产线及配套汽拖机组项目新建1*4万吨/年硬质炭黑生产线数据来源：黑猫股份扩产公告，广发证券发专业生产经营颜料特种炭黑的国家高新技术企业，拥有二十项发明专利及实用新型专利授权，以第一起草人身份主导制定四项炭黑国家标准和数项地方标准。强强联合，优势互补，有利于优化国内特种炭黑行业格局。公司计划五年内建成国家级特新成立的安徽黑猫与合肥新站高新技术产业开发区签署投资合作协议，特种炭黑总5050万吨以上 剂行业的专业制造商安徽时联特种溶剂股份有限公司合资成立环保科技主营酚钠盐废水分离和酚盐合成业务，生产形成了较酚萘蒽多系产品的精细化工深加工能力。山东时联黑猫新材料主营粗酚精制业务。打造新的利润增点。循环经济体内外延酚类精制产业链可发挥表12：公司与安徽时联合资投资情况合资公司公司持股比例投资项目现有业务能力保科技数据来源：安徽时联公司官网，黑猫股份公司扩产公告，广发证券发展告与联创股份合资成立乌海设立内蒙古联和氟碳新材料有限公司，拟规划新建项目为5万吨/年PVDF及配套产业链项目。联创股份深耕氟化工领域，拥有以PVDF为主的含氟化学品产业链最完整的产线优势和较强的成本优势。公司2017年成立青岛研大化工自身工艺优势打造行业低成本新型导电剂碳纳米管粉体，丰富公司新材料产三、以卡博特为镜，资源整合构建循环经济大化工（一）卡博特：以合资与收购迈向全球龙头有36家生产企业，炭黑年产能超200万吨。起步于炭黑制造，目前拥有三大主要事胶炭黑和特种炭黑、甲酸铯盐水及精细铯化学品、活性炭、气凝胶、气相金属氧化物、石墨烯、喷墨色浆、色母粒和导电复合物。快速扩张-业务平台化拓展-高端产品优化结构-绿色材料转型”，现为全球领先特殊化学品和高性能材料公司。1988年卡博特以股权占比70%与上海焦化有限公司合资合资设厂，炭黑产能扩张合资设厂，炭黑产能扩张与上海焦化成立合资公司，在上海建立第一家开发改性炭黑产品，形成新业务；在加拿大建设精细铯化学品工厂；在美国得克萨斯州的休合资扩产气相二氧化硅产能扩大上海炭黑产能、在江西合资建设一家气相二氧化硅工厂，巩固在华领导合资扩产气相二氧化硅产能新增石墨烯产品，天津工厂成为全球第一家完全整合母料与炭黑生产的推出锂电导电炭黑产品，收购墨西哥炭黑工厂，全球版图继续扩展合资设厂，炭黑产能扩张合资或收购行业龙头，强强联手丰富在华产品矩阵。1988年与上海焦化合资设立在华第一家炭黑工厂，上海焦化是上海市最大城市煤气生产企业，约占全市供应蓝星是中国化工集团有限公司旗下专业公司，是一家以材料科学、生命科学、环境科学为主导业务的先进化工材料和特种化学品公司。2011年与旭阳集团合资建设炭购尼铁隆（江苏）炭黑、三顺纳米、东海碳素（天津）三家业内优秀公司，扩张特种炭黑和导电炭黑在华产能，新增碳纳米管业务，打通原料到产品到应用端的全产成功的集导电炭黑、碳纳米管、碳纳米结构和分散能力的高性能碳材料供应商。合作企业设立方式新公司名称合资设，至2004年实现年总产15万吨炭黑合资（江西）合资世界上单线生产能力最大的炭黑生产基地合资（天津）合资（天津）合资合资（徐州）有年产能5万吨特种炭黑（珠海）碳纳米管占全球业务的25%。中国已超过美国成为卡博特在全球最大的单一市场。据经济观20112012201320142015主要下游为轮胎行业，主营产品普通炭黑具备周期性，2011-2021年历经加固材料高性能化学品净化解决方案专业液体其他总营业2011