本文内容均为个人记录，不构成对任何人的投资建议一、行业基本情况（一）概念、用途及分类 1、概念 碳纳米管（粉体）：英文 Carbon Nanotube，缩写 CNT，是单层或多层石墨片围绕中心轴并按一定的螺旋角卷曲而成的无缝纳米级管，是一种纳米级的新型材料。1吨粉体大概可以生产15吨浆料或10吨导电母粒。 碳纳米管导电浆料：由于碳纳米管粉体导电效果并不理想，在此基础上，通过使用包括高速分散机、胶体磨、均质机、超声设备等多种分散设备，遴选出合适的分散剂、分散方法和设备，将碳纳米管粉体与分散溶剂等其他原材料混合搅拌、研磨而制成导电浆料并导入锂电池，从而实现其优秀的导电特质。 碳纳米管导电母粒：导电塑料是将树脂和导电物质混合，用塑料的加工方式进行加工的功能型高分子材料，从而具备了金属的导电性和塑料的特性。塑料本身并不具备导电性，只充当了结构材料的作用。导电性主要是通过混合在其中的导电的物质获得。通过碳纳米管进行导电填料的物质就是碳纳米管导电母粒。 天奈科技的主导产品是导电浆料，已经大批量出货；导电母粒已完成部分客户认证并开始小量供货。 2、用途 作为一种新型材料，碳纳米管自被发现以来就因为其优异的电学、力学、化学等性能，在多项领域中显示出巨大的应用潜能。
3、分类 碳纳米管导电浆料按主要原料分类，可以分为纯碳纳米管导电浆料和石墨烯复合导电浆料，主要区别在于是否加入石墨烯材料。纯碳纳米管导电浆料全部由碳纳米管粉体与分散溶剂等其他原材料混合搅拌、研磨而制成，其主要应用于三元锂电池领域；而石墨烯复合导电浆料按配比7:3（天奈科技的配方）添加碳纳米管粉体、石墨烯与分散溶剂等其他原材料混合搅拌、研磨而制成，其主要应用于磷酸铁锂锂电池领域，两块业务公司都有。 碳纳米管按照结构分类，一般分为单壁碳纳米管、多壁碳纳米管，其模拟结构示意图以及透射电子显微镜图如下：
单壁碳纳米管可被视为单层石墨烯片卷起来形成的无缝空心圆柱筒；多壁碳纳米管可视为多层石墨烯片无缝卷起成管状，即单壁碳纳米管的同心排列。单壁相较于多壁具备以下性能优势：导电性能更强，添加量更少，安全性更好，更适合硅基负极电池。 （二）产业链
二、下游需求根据华经产业研究院的数据，从下游需求结构来看，2021年锂电池和导电塑料的结构占比分别为86%和14%。 （一）锂电池 1、碳纳米管在锂电池导电剂中的渗透率会提升 基于锂电池能力密度提升和800V快充的要求，“高镍正极+硅碳负极”基本已成必然趋势，宝马入局4680便是最有力的证明，更强导电性的碳纳米管导电剂必然成为了电池性能提升的刚需。 从正极材料的角度看：磷酸铁锂为橄榄石结构，锂离子呈现一维运动，此结构使锂离子的嵌入和脱出受到一定影响；而三元材料为层状结构，锂离子具有二维的扩散通道。因此从结构上来看，磷酸铁锂导电性差于三元材料。从三元材料的元素构成上来看，Ni元素可以提升比容量，Co元素主要提升导电性和倍率性能。三元高镍化趋势带来Co元素含量的降低，从而导致高镍三元材料导电性较差。所以，正极材料中，磷酸铁锂路线和高镍三元路线都决定了碳管用量必将提升。 从负极材料的角度看：硅基负极未来大概率要替换石墨负极，一个是导电性更好，另一个是对石墨膨胀的抑制，同样决定了未来负极材料中碳管用量必将提升。 根GGII的数据显示，2019年中国锂电池用导电剂粉体出货量为8278吨，其中常碳纳米管粉体为1432吨，折合CNT导电浆料3.58万吨（以4%固含量折算），渗透率为17.3%；2020年国内锂电池用导电剂粉体出货量为1.02万吨，其中碳纳米管粉体出货量为1935吨，折合CNT导电浆料4.84万吨，渗透率为18.9%；2021年国内锂电池用导电剂粉体出货量为2.1万吨，其中碳纳米管粉体出货量为0.45万吨，折合碳纳米管导电浆料达9万吨，CNT渗透率为21%。行业交流中提到，最新的渗透率应该是在30%左右，预计到2025年，碳纳米管导电浆料在动力电池领域渗透率有望达到60%，也有说法会到80%。 2、锂电池需求量将持续增长 （1）动力电池 根据亿欧智库数据显示：2020、2021年全球新能源汽车销售量分别为312、650 万辆，预估到 2025年全球新能源汽车销售将达到 2580 万辆（渗透率30%），2020-2025年期间5年复合增速为42%。 2021年全球动力电池装机量297GWh，平均单车装机量 45.7KWh。预计 2025年全球动力电池装机量将达到1485GWh，平均单车装机量达到57.6KWh。2020-2025年期间5 年复合增速为47%。 （2）储能电池 据高工产研锂电研究所(GGII)统计数据显示，2020、2021年全球储能锂离子电池出货量分别为27GWh、66GWh。根据莫尼塔研究数据，预计2025年全球储能锂电池装机规模需求有望达174GWh，2020-2025年期间5 年复合增速为45%。 （3）消费电池 据高工产研锂电研究所(GGII)统计数据显示，2020、2021年全球消费电子电池出货量分别为61GWh、72GWh，预计到 2025 年，全球消费电子电池出货量规模将达到200GWh以上，2020-2025年期间5 年复合增速为26%。 综上所述： ① CNT所需电池总量 2021年全球动力、储能、消费电池合计装机（出货）量为435GWh，2025年将达到1859GWh，复合增长率34%。 根据CNT导电剂在动力电池和消费电池及储能领域渗透率分别为60%、40%，可以算出对应的需求分别是：891GWh、150GWh，合计1040GWh。 ② 正负极材料需求量 根据上市公司数据披露：1GWh磷酸铁锂电池大约需要2200-2500吨正极材料，三元锂为1500-1800吨。按照6:4的磷酸铁锂与三元锂的份额比，大约需要1040*0.6*（2200+2500）/2+1040*0.4*（1500+1800）/2=215万吨的正极材料。 同时，根据璞泰来的数据，1GWh电池大约需要1200吨负极材料，可以算出对应的负极材料需求在1040*1200=125万吨的负极材料。 ③ CNT导电剂总量 根据公司的调研信息，传统炭黑导电剂在正极材料中的添加量一般为 3%，碳纳米管导电剂因其高效的导电性能，一般可将添加量降低至 0.5%-1.0%。同时，正负极材料用量有差异，磷酸铁锂和三元锂用量也有差异。这里假设正极材料与负极材料中用的CNT导电剂量均为0.5%，算出正负极材料对CNT碳纳米管的需求分别为1.08万吨和0.63万吨，合计1.71万吨，折合CNT导电浆料43万吨（以4%固含量折算），2020-2025年期间5 年复合增速为55%，市场规模在200亿左右。 据高工产研锂电研究所（GGII）预测，2025年中国碳纳米管导电浆料出货量将突破32万吨， 2020-2025年期间5 年复合增速为46%。如果以5%固含量折算，则1.71万吨粉体对应的导电浆料需求为34万吨，两者就基本一致了。下图是东方证券的测算，差距有点大：
（2）导电塑料 由于碳纳米管具备良好的性能参数，可以应用于超级电容器、航空航天、国防、芯片、抗静电涂料、静电喷涂聚合物等领域。公司的塑料母粒主要应用于半导体的封装、生产等环节，用于做防静电材料。 目前国内做该种材料的公司极少，公司正积极和 SABIC公司、Total（道达尔）、Clariant（科莱恩）等国际知名化工企业展开合作，公司生产的碳纳米管导电母粒产品已完成部分客户认证并开始小量供货，该系列产品将有望成为公司未来重要的利润增长点。按照华经产业14%的结构占比，这块业务2021年大概500吨粉体的量，未来成长性应该还是不错的，但考虑到市场整体规模有限且相关数据太少，这里暂且先不考虑。 综上所述，至2025年，碳纳米管导电剂业务规模大约200亿，CAGR＞45%，行业成长性非常好。个人预期，碳纳米管导电剂这个细分将成为未来几年，动力电池产业链中成长性最好的分支之一。 三、行业供给（一）工艺及技术路径
目前主要碳纳米管生产企业均采用了基于化学气相沉积法批量制备碳纳米管的工艺。化学气相沉积法又包括流化床工艺、固定床工艺、移动床工艺、浮游催化剂法等。具体而言： 1、天奈科技 公司采取的是CVD的流化床工艺，截至2021年底，公司以二代产品销售为主，三代产品快速放量中，四代产品可以量产正在推广中，第五代正处于中试阶段。 清华大学“基于纳米聚团流化原理的高纯度碳纳米管批量制备基础研究”，从理论层面提供了碳纳米管连续化宏量制备的相关方。公司通过独占许可的方式取得上述相关发明专利的独占许可使用权，该独占许可权为不可撤销，授权期限至最后一项许可专利权失效时。 同时双方约定在独占许可专利基础上自行改变、修改、改善或衍生的全部知识产权，归公司唯一且独占所有。清华大学授权公司使用的技术为公司第一代碳纳米管产品产业化的相关基础理论，公司在其基础上实现了第一代催化剂及碳纳米管产品的产业化，并掌握了相关产业化技术。 基于清华大学层状载体催化剂的概念，公司自主开发了第二代碳纳米管催化剂并自主实现第二代碳纳米管产品的产业化，并具有自主知识产权；公司掌握具有自主知识产权的第三代催化剂及碳纳米管产品的技术；公司掌握具有自主知识产权的碳纳米管复合产品的技术。 但按照20年的专利保护期看，天奈科技第一代产品的技术基础已经到期或即将到期：
2、道氏技术 道氏技术的技术来源于复旦大学的董安钢团队，但具体采取的是什么工艺，公开信息没有查到。从董安刚教授的履历看，他肯定是国内碳纳米管领域的顶级专家。 公司宣称第一代到第四代导电剂均已实现量产，第五代单壁碳纳米管导电剂，已完成实验室样品制备，预计在第四季度中试。从这个角度看，天奈科技在时间上是领先道氏技术的。 （二）竞争格局
1、天奈科技（SH.688116） 公司于2019年在科创板上市，在国内企业中率先打破国外锂电池导电剂的技术垄断，将碳纳米管通过浆料形式导入锂电池并最早成功商业化，系国内最大的碳纳米管生产企业。据高工产研锂电研究所（GGII）统计分析，最近两年天奈科技碳纳米管导电浆料产品销售额及出货量均稳居行业首位，2021年市场份额占比43.4%。 公司招股说明书中明确，上市前粉体和浆料产能分别是750吨、11000吨。公司于2019年IPO募集9.3亿，募投项目是：1、镇江基地粉体3000吨+浆料8000吨；2、常州基地粉体3000吨+浆料10000吨+CNT导电母粒2000吨。后续产能进展如下： 2020 年 12 月 2 日，公司将两个募投项目再次变更后的计划是，项目一：300 吨纳米碳材+2,000吨导电母粒+ 8,000吨导电浆料；项目二：6,000 吨碳纳米管+900吨副产物氢+10,000吨导电浆料。预计完工时间为2022 年 12 月，运营主体分别是镇江新纳和江苏天奈。 2021 年 2 月 24 日，公司公告10亿投建碳纳米管复合产品项目，包括50000 吨的导电浆料+5000 吨导电塑料母粒+3000 吨碳管纯化。项目已于2022 年初完成主体结构封顶，预计2023 年底完成一期建设，2025年底完成二期建设，运营主体是常州天奈。 2021 年 2 月 24 日，公司公告3.25亿投建年产 8000 吨碳纳米管导电浆料生产线项目，运营主体是美国天奈。 2022 年 5 月 9 日，公司公告30亿投建西部基地项目，包括一期、二期和成都研发中心。一期是10,000 吨多壁碳纳米管+1600 吨氢气（副产）；二期是10,000 吨碳纳米管及相关复合产品生产项目。预计 2024年底完成一期建设，2026年底完成二期建设，运营主体是成都天奈。 2022 年 6 月 25 日，公司公告12亿投建450 吨单壁碳纳米管项目，项目计划分三期建设，每期建设年产 150 吨单壁碳纳米管，合计年产 450 吨单壁碳纳米管。预计2024年底完成一期建设，2026年底完成二期建设，2028年底完成全部建设；运营主体是江苏天奈。 2022 年 6 月 25 日，公司公告20亿投建眉山基地项目，包括一期和二期项目。一期拟12亿建设年产 60,000 吨导电浆料生产基地（含 9,300 吨多壁碳纳米管纯化单元、200 吨单壁碳纳米管纯化单元）。二期拟8亿建设年产 60,000 吨导电浆料生产基地（含 5,700 吨多壁碳纳米管纯化单元、300 吨单壁碳纳米管纯化单元）。预计 2024年底完成一期建设，2026年底完成二期建设，运营主体是眉山天奈。 整理如下： （1）现有产能 江苏天奈：2000吨CNT粉体 + 30000吨导电浆料。 注：这个数据是公司在2021年9月份的调研信息中告知的，产能在镇江青龙山路，与2021年13亿的营收是能匹配上的。但这个数据与公司的招股说明书上披露的750+11000差了一倍多，除非IPO募投的两个项目都已经投产，数据才能对得上。但根据2022年中报，募投的两个项目还在建设中，那上述多出来的产能什么时候扩建的呢，华创证券2022年3月份在研报中提到，公司还有个二期项目，但我没找到具体来源，这个还需要求证。） （2）中期产能 A. 【IPO募投项目一】：300 吨石墨烯+ 2,000 吨导电母粒+ 8000吨导电浆料。运营主体是镇江新纳，地址在镇江新区，总投资4.5亿，完工期是2022年底，生产期前两年分别达到设计产能的 50%、80%，第三年完全达产。 B. 【IPO募投项目二】：6000 吨碳纳米管+10000 吨导电浆料。运营主体是江苏天奈，地址在镇江新区新材料产业园，总投资10亿，完工期是2022 年底，生产期前三年分别达到设计产能的 40%、60%和 80%，第四年完全达产。 C. 【碳基导电材料复合产品项目】：50000吨导电浆料 + 5000 吨导电塑料母粒 + 3,000 吨碳管纯化。运营主体是常州天奈，地址在常州市西太湖科技产业园，总投资10亿，完工期是2023年底。 D. 【8000 吨碳纳米管导电浆料项目】：8,000 吨碳纳米管导电浆料。运营主体是美国天奈，总投资3.5亿，预计完工期是2023年底，但尚未动工。 IPO的两个募投项目，从2022H1来看，极有可能可以在年底完工，与项目的初始计划是大致同步的。那么按照计划来看，从完工到完全达产还需要3-4时间，从2023-2026年会逐年放出量来。假设统一按照4年满产算（40%、60%、80%、100%），2023年-2026年，新增产能情况大约分别为：2500、1300、1200、1300吨。 可转债募投项目，如果按照计划，2023年完工，按4年爬坡来算，2024-2027年，产能情况大约分别为：1200、600、600、600。 从而可以推算出，2023-2026年，IPO募投和可转债两大项目带动下，公司碳管粉体年新增产能将分别达到2500、2500、1800、1900吨，公司产能将迎来密集投放期，至少能满足公司2026年15万吨导电浆料的生产需求。2022中报9亿收入，以此可以推算公司2022年浆料产能大概为5万吨，对应粉体产能大约3000吨，从而推算 2023-2026的产量增长如下：
（3）远期产能 A. 【西部基地项目】：2万吨多壁碳纳米管 + 1600吨氢气。运营主体是成都天奈，地址在彭州市，总投资30亿，完工期是2025年。 B. 【眉山基地项目】：12万吨导电浆料 + 1.55万吨碳管纯化(含500吨单壁碳管纯化)生产基地项目。运营主体是眉山天奈，地址在彭山区，总投资20亿，完工期是2025年。 C. 【450吨单壁CNT项目】：450吨单壁CNT。运营主体是江苏天奈，地址在镇江新区，总投资12亿，完工期是2029年。 这三个项目不仅规模大，而且时间久远，姑且作为2025年以后成长性的预期吧。 2、青岛昊鑫 道氏技术将集团的碳材料业务统一整合到了格瑞芬平台，格瑞芬作为公司碳材料业务板块的运营平台，下属子公司包括青岛昊鑫、江门昊鑫、江门道氏、赣州昊鑫、兰州格瑞芬，即青岛、江门、龙南、兰州四大生产基地。产能如下： 青岛：2万吨浆料，已投产； 江门：2万吨浆料+1000吨粉体，已投产；另外2000吨粉体预计2022年底投产。 龙南：1000吨粉体+3000吨NMP回收，已投产；另外2000吨粉体预计2022年底投产。 兰州：5000吨碳纳米管粉体+3万吨碳纳米管浆料+ 15万吨硅碳、石墨负极材料及石墨化加工生产项目。其中项目一期7万吨石墨化负极材料，总投资19亿，计划2022 年 5 月底开工，计划建设周期 16 个月；项目二期5 万吨硅碳负极材料（含5 万吨石墨化加工）+5,000 吨碳纳米管粉体+5,000 吨碳纳米管纯化+5,000 吨碳纳米管高温纯化+ 3 万吨碳纳米管浆料，总投资33亿，计划 2024年 1 月底开工，计划建设周期 14 个月。 由于兰州基地的碳纳米管项目要2024年之后才开工，所以公司的碳管弹性，短中期主要看点就是青岛、江门和龙南基地中尚未投产的4000 吨碳纳米管。按照4年爬坡期算，2023-2026年，公司粉体产能新增分别为：1600、800、800、800。后续产能增长如下：
3、其他 黑猫股份2022年4月公告称，拟出资4500万元投资新建“年5000吨碳纳米管粉体及配套产业一体化项目”，项目预计投资总额6.8亿元，分三期建设，其中一期二期三期分别建设500吨、2500吨、2000吨的碳纳米管粉体产能，分别于2022年、2024年和2026年底建成投产。 莱尔科技于2022年8月25日公告，公司拟在四川省眉山市投资年产3800吨碳纳米管及3.8万吨碳纳米管导电浆料项目，总投资 10-15 亿元人民币，项目预计2024年底建成投产。 德方纳米于2021年3月发布公告称，公司拟将碳纳米管导电液业务转让给实控人名下的飞墨科技，产能大约13000吨。 集越纳米公司于2014 年在惠州成立。公开数据显示，2021年市场份额超过15%，CNT导电浆料产能12000吨。天奈科技调研时提到：集越纳米主要做低端的3C电池，数据待核实。 卡博特于2020年以1.15亿美元收购深圳三顺纳米，公开数据显示，其当前产能大概在1.3万吨。天奈科技调研时提到：三顺纳米的产品全部销售给国轩，数据待核实。 无锡东恒成立于2013年，公开资料显示，2021年市占率5.2%，换算后大约4000吨浆料，貌似宁德时代有入股。金百纳、纳米港、宁德时代入股的捷邦科技（瑞泰）等国内非上市公司和LG 化学、Nanocyl SA、0CSiAl等国外化学巨头的数据均有待核实。 （三）产能统计（粉体单位：万吨）
按照目前的数据看，2025年的粉体产能至少是3万吨了，如果单靠导电剂的需求，可能会出现供大于求的格局。
四、行业上游情况（一）成本结构 公司在招股说明书中对该业务的成本构成披露如下：
成本构成中，最主要的一项是原材料，最近三年均超过65%。 其中，原材料占比中，NMP占比最重，最近三年均超过67%，即NMP占成本将近一半，如下所示：
所以，天奈科技（新纳环保）和道氏技术都专门规划了NMP的回收工序。 （二）原材料获取 1、主要原材料——NMP【0.43】 从华经产业研究院提供的2020年NMP的成本结构看，NMP的主要原材料为 BDO（1,4-丁二醇），大致占了NMP成本的49%，其次分别是甲胺（13.5%）和丁内酯（10.8%），如下图所示：
（1）丁二醇（BDO）【0.21】 从供给端看，国内BDO主流路线是通过电石生产，过去两年受上游原料电石价格波动，BDO价格同样呈现出较大波动，但从2013年至今，除去最近这一次波动，价格区间大致在【8000，14000】，整体还是比较稳定的。
截至2020年末，国内 BDO 产能已经达到 223 万吨，而产量刚超过150 万吨，行业开工率在 70%左右。按照目前规划，到 2023 年国内 BDO 产能将达到 253 万吨，到2026年国内BDO产量有望达到300万吨左右，BDO产能是比较充裕的。 从需求端看，BDO传统的下游产品主要是PTMEG（50%）、PBT（24%）、GBL-PVP（17%），分别对应氨纶、改性塑料、化妆品行业。新兴下游产品主要是GBL（NMP）和PBAT/PBS，分别对应锂电池材料、可降解材料行业。 传统下游大概率只能维系平稳增长，如果不考虑新兴应用，BDO产能大概率过剩，然而电动车行业的爆发和“限塑令”的刺激促使新兴应用快速发展，有望彻底逆转 BDO 的行业趋势。据估计，国内在建和规划的 PBAT 产能已经达到 450 万吨以上，如果全部达产，将新增至少 270 万吨的BDO 需求，甚至超过了国内 BDO的总产能。 综合供给端和需求端看：BDO本身是处于平稳的，但上游电石的供需错配导致过去两年包括下游NMP在内的整个产业链的价格大幅波动，但这不是常态，预计价格中枢缓慢上移，整体价格维持平稳。 2、其他 一甲胺（MMA）/丁内酯/丙烯/液氮/分散剂等这几种化学原料，成本系数都在0.05左右，单项影响不大，但加起来影响还是不小。个人预计这些原料的国内获取难度不大，但价格波动比较难把握。这个问题短期内没有能力解决，只能逐步深入了解。 五、行业前景判断从下游需求看，受益于新能源汽车行业发展的带动，未来五年复合增速大于45%，需求非常旺盛； 从行业供给看，现有参与者较少，但新的参与者开始逐步入场，规划的远期产能充足，低代的碳管竞争格局不一定好，但是高代特别是单壁的供给大概率紧缺； 从上游原料供应看，主要是基础的化工原料，价格偶尔会因阶段供需错配出现波动，但整体供给充裕，不存在原料稀缺卡脖子的情况。 综上所述，行业上游供给充足，中游产能要分情况，下游需求旺盛，行业中的个别细分是有大机会的。 $天奈科技(SH688116)$ $道氏技术(SZ300409)$ |
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