1.“萬能金屬”——鈦
1.1 物化性質優良,高端領域應用廣泛
鈦(Ti),元素周期表第四周期 IVB 族元素,是一種銀白色過渡金屬。優良物化性質使其被廣 泛應用于航空航天(機身和發動機)、石油化工(冷凝器、換熱管)、國防軍工(導彈火箭) 以及醫療生物(人造骨頭)等高端領域。鈦物化性質中最為突出的特點包括:
熔點高、比強度大。鈦密度為4.51 g/3,僅為鐵的57%。熔點為1668℃,比鐵高138℃。鈦的比強度(強度/表觀密度)是常用工業合金中最大的,常用 TC4 型號鈦合金(Ti-6Al- 4V)的比強度是不銹鋼的 3.5 倍,所以鈦是一種高強度且低質量金屬。
耐蝕性強、良好的生物相容性。鈦的核外電子結構排列為122226 32 36 32 42,由于外層價 電子4和3電離勢較小,較易失去,易與氧氣反應生成一層致密且惰性大的氧化膜,從 而保證鈦合金本體免受大部分有機酸的腐蝕。此外,鈦安全無毒,具備良好的生物相容性,可以用來制作手術刀、人造骨頭等醫療用具。
在逆全球化、大國博弈趨勢日益加劇以及“十四五”戰略規劃明確指引的大背景下,中國國 防軍隊現代化建設進入關鍵時期,軍工裝備將加速更新換代。我們認為,未來 3-5 年,中國 軍工產業將迎來持續的高景氣周期。鈦,作為主流的軍工新材料,隨著新式戰機殲-20、運- 20 以及配套導彈的加速列裝,有望進入高速發展機遇期,需求增速將加速增長。
1.2 高壁壘決定高利潤,重點關注高端鈦材制造
鈦產業鏈主要分為有色金屬和化工涂料兩條,有色金屬鏈為:鈦精礦→四氯化鈦→海綿鈦→ 鈦錠/鈦合金→鈦材,化工涂料鏈為:鈦精礦→四氯化鈦→鈦白粉。兩個領域上游共用鈦鐵礦、 金紅石等資源,全球 90%以上的鈦精礦用于生產鈦白粉,僅 5%的鈦精礦用來制造海綿鈦。每噸海綿鈦生產大約需要消耗 5.3 噸鈦精礦(品位 50%),每噸鈦白粉需要 2.3 噸鈦精礦。通過 Wind 數據測算,中國近年鈦精礦的需求結構呈現:海綿鈦:鈦白粉=7:93。綜合來看, 鈦精礦的價格主要由鈦白粉的產量價格以及下游化工涂料等行業景氣程度決定。
對于鈦有色產業鏈來說,上游鈦精礦資源儲量相對豐富,核心壁壘更多集中在中游高端鈦材 的研發以及制造工藝。鈦材制造流程是利用鈦精礦還原的海綿鈦,通過電爐熔鑄得到鈦錠, 再經過多次的鍛造、軋制、從而得到最終的板材、棒材等多種型材。主要壁壘體現在資金設 備、研發技術、生產資質三大方面:
資金設備壁壘:用于熔鑄鈦錠的真空自耗電弧爐、電子束冷床爐以及萬噸快鍛機等一系 列生產設備價格昂貴,且軍品業務的特性決定業務收入回款周期較長。尤其是某些特定 型號的軍工鈦材產品,從最初設計研制到最終批量生產通常需要 5-10 年的時間,對公 司流動資金要求較高。
研發技術壁壘:航空航天、軍工裝備等高端領域對鈦材性能要求嚴格。加工企業通常采 用“以銷定產”的生產模式,在訂單量大、加工時間短的客觀條件下,企業需要強大的 研發能力來保障按照客戶要求、按時保質地完成訂單。同時軍品鈦材從第一步的合金鑄 錠,到后續反復的塑性加工、精密鑄造,如何保證多批次產品質量的均一穩定在中國乃 至全球都是一項技術挑戰,這是中國目前中低端產能過剩,高端產能缺失的根本原因。
生產資質壁壘:高端鈦材通常應用至軍事戰機、民航飛機等關鍵領域,企業如需對下游 相關配套企業供貨必須事先取得完整的軍工三證或者國際航空 公司質量體系認證,而這 些資質認證難度大且時間長,行業新進入者短期難以撼動現有市場競爭格局。
多重壁壘造就高端鈦材制造環節的高利潤。軍品鈦材的塑性加工通常多達 10-20 次,加工難 度大,其售價一般高達 30 萬元/噸-40 萬元/噸,毛利率達 35%-40%,顯著高于民品鈦材,行 業利潤十分可觀,值得重點關注。
1.3 鈦產業回顧:新一輪洗牌來臨,高端化趨勢顯著
作為鈦材的重要原料,海綿鈦價格和產量一定程度上能反映出行業景氣程度。從全球視角來 看,90%的鈦材應用至航空航天和工業領域。鈦產業發展與宏觀經濟,尤其是航空產業密切 相關。回顧歷史,國際海綿鈦的產能大約每經過 5-10 年就會經歷一輪新周期,每輪周期的開 始總是伴隨著全球經濟復蘇以及航空航天業發展。2020 年在新冠疫情沖擊以及逆全球化趨 勢的影響下,全球航空業遭受沉重打擊。世界知名航空公司波音更是因為安全性問題,訂單 數量急劇下滑,部分小型航空公司也在疫情期間入不敷出相繼破產。以史為鑒,全球鈦產業 極有可能處于短暫蕭條期。
與全球鈦產業不同,國產大飛機 C919 仍處于高強度試飛階段,中國尚不具備量產民航飛機 的能力,21 世紀初期中國的鈦材需求結構主要集中在石油化工領域。自 2018 年以來,隨著 國防軍隊現代化建設加速,鈦材在新式軍工裝備用量占比不斷提升,尤其以新式戰機殲 -20、 運-20 的核心結構件最為突出。近幾年來中國鈦產業與傳統化工行業發展有所脫鉤,并逐步 接軌于軍工行業,重點聚焦于軍用戰機以及導彈火箭領域。21 世紀以來,中國鈦產業的發展 可以分為五個階段:
量價雙低期(2000 年-2003 年):21 世紀初期,中國經濟快速發展,優異的性能令鈦受 到航空航天、石油化工領域的青睞,但由于技術和生產設備的限制,中國海綿鈦產能相 對較低。2003 年中國的海綿鈦產能僅為 4000 噸,價格區間維持在每噸 5 萬元/噸-6 萬 元/噸。
急劇擴張期(2004 年-2006 年):全球經濟強勁復蘇,中國經濟消費結構升級換代,大 量基礎設施建設帶動石化工業的快速發展,導致中國海綿鈦供需缺口逐漸加大。海綿鈦 價格應聲上漲,最高上漲至 30 萬元/噸。這也導致大批海綿鈦生產廠商擴產擴能,2006 年底海綿鈦總產能已達 3 萬噸。
嚴冬期(2007 年-2015 年):前期過熱投資導致需求增速遠不及產能,市場供過于求, 海綿鈦價格大幅跳水,2009 年 8 月探底 4.5 萬元/噸。此后在四萬億政策刺激下,價格 雖短暫回暖至 12 萬元/噸,但因有效需求不足,最終再次回落至低位。此間八年是中國 鈦產業的“嚴冬期”——高產能、低需求、微利潤。
產能出清期(2016 年-2019 年):2016 年起,在供給側改革指引下,落后產能逐步關停 淘汰,產業集中度持續提高。2019 年起,中國軍工裝備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升,產業結構從過去的中低端逐步向高端轉移。同時受到環保風暴的影響,原料成本的上升助力海綿鈦價格反彈,2019 年底價格回升 至 8.1 萬元/噸。
新一輪洗牌期(2020 年-):2019 年價格的高漲幅吸引大批鈦企擴產擴能,2019 年底海 綿鈦總產能已達 15.2 萬噸,同比大幅增長 42%,但全年產量僅為 8.6 萬噸,產能利用 率下降至五年新低 56%。2020 年受疫情沖擊,化工民品鈦材需求下滑嚴重,海綿鈦價 格跳水至 5.2 萬元/噸,幾乎貼近于成本線。但隨著國內疫情的逐步控制,2021 年一季 度化工鈦材需求出現補償性增長,且軍品鈦材需求持續火熱,海綿鈦價格已回升至 6.8 萬元/噸。
我們認為,新冠疫情的來襲將在產業掀起來新一輪的洗牌。短期來看,海綿鈦過剩產能處于 緩慢消化階段,其價格將受到一定壓制,中短期繼續下跌空間和可能性相對較小;中長期來 看,化工鈦材需求逐步恢復,軍品鈦材放量趨勢明晰,需求結構進一步優化,軍品小顆粒海 綿鈦供給偏緊有望助力價格觸底反彈,預計未來 2-3 年,海綿鈦的價格區間將維持在 6 萬元 /噸—7.5 萬元/噸。
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