报告出品方：华创证券
以下为报告原文节选
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一、钛合金，现代工业不可或缺的高性能金属
钛被誉为“太空金属”、“海洋金属”、“现代金属”和“战略金属”。钛在地壳中的储量非常丰富，仅次于铁、铝、镁，其熔点高（1668°C），属于难熔稀有轻金属，具有密度小、比强度高、导热系数低、耐高温低温性能好，耐腐蚀能力强等突出的特点，此外还具备形状记忆、超导和储氢三种特殊功能，被广泛用于航空航天、海洋工程、化工、石油、电力、建筑、生物医药、交通运输、体育、日用品等多个领域，被誉为“太空金属”、“海洋金属”、“现代金属”和“战略金属”。
按照下游领域，钛工业产业链有两条不同的分支：一是钛白粉工业，是钛矿最主要的消费领域，主要用于涂料、塑料和造纸等行业。二是钛材工业，从钛铁矿和金红石采选开始，制造海绵钛，然后制成各种金属产品，主要用于化工（50%）、航空航天（23%）、医药（4%）、电力（4%）、船舶（3%）、海洋工程（2%）等领域。
二、我国钛金属产业链完整，全球供需占比高
（一）钛矿：我国资源丰富，但高品位矿对外依赖度高
钛主要存在于钛铁矿（占比 93%）和金红石（占比 7%）中，其中金红石品位远高于钛铁矿，具备更高的稳定性和纯度、较高的折射率和介电常数以及较低的热传导，主要用于高端领域。2022 年全球钛铁矿资源储量 6.5 亿吨，主要分布在中国(29%)、澳大利亚( 25%)、印度( 13%)等地，中国钛铁矿资源集中在四川攀西、河北承德、广东兴宁等地区，四川（81%）为最大分布地；全球金红石资源储量 4900 万吨，主要分布在澳大利亚( 63%)、印度(15%)等地，中国金红石储量较少，湖北（38.4%）、云南（32.2%）等地存在少部分。
近年来全球钛铁矿产量稳定增长，金红石矿产量受资源枯竭逐步下滑。根据中国钛锆协会数据，2022 年全球钛铁矿产量 890 万吨，和 2021 年持平，并实现连续 5 年正增长，而金红石产量 59 万吨，同比减少 4.53%。
中国钛矿产量稳居世界之首（36%），预计 2023 年小幅增长。根据中国钛锆协会数据，2022 年中国钛矿产量 314.4 万吨，同比增长+10%，占比 36%，其次为莫桑比克（占比14%）、南非（占比 10%)。根据涂多多数据统计，2023 年，受钛矿需求大幅增加，四川地区钛矿产量增幅较大，受环保检查及检修影响，承德、云南因环保检查及检修钛矿开工受限，预计 2023 年中国钛矿产量同比增长 10%。
从企业看，当前钛矿产量分布较为集中，但新增产能有限，其中：
1）海外矿山增量减量并行，总量有限：主要钛矿生产商为力拓集团（英国）、Kenmare公司（爱尔兰）、Iluka 公司（澳大利亚）等，根据中国有色金属工业协会钛锆铪分会及各公司公告，2022 年力拓集团钛矿产量 108.6 万吨（TiO2），预计 23 年产量增量 1.4-31.4 万吨；Kenmare 2022 年钛铁矿 109 万吨，金红石 0.89 万吨，23 年钛铁矿 98.63 万吨（-10.2 万吨），金红石 0.84 万吨（-0.05 万吨）；Iluka 公司 2022 年钛铁矿 59 万吨，金红石 13.9 万吨，23 年钛铁矿减少 13 万吨，金红石减少 8.6 万吨；Base Resource 23 年钛铁矿减量 14 万吨，金红石减量 2.8 万吨，根据已有的 24 年指引，预计未来增量仍十分有限。
2）国内产量分布较为集中，增量有限：主要矿企龙头主矿区均集中在攀西地区，2022年攀钢集团、龙佰集团、安宁股份、重钢西昌四家企业合计钛精矿产能约 390 万吨，其中 2022 年龙佰集团收购丰源矿业，新增钛精矿 30 万吨。
我国是全球最大的钛资源需求国，对外进口依赖度高。2022 年中国钛矿进口量 346.5 万吨，中国钛矿产品对外依存度为 53%，整体依存度仍然较高。2023 年，中国钛矿进口量 427 万吨，同比增长 23%，进口来源国主要是莫桑比克（51%）、挪威（8%）、越南（7%）、美国（4%）等，可以看到目前高品位优质钛矿需求缺口仍需进口来弥补。
（二）钛白粉：国内产能稳步释放，行业供应整体呈宽松
钛白粉是钛矿最主要的下游领域（约占 8 成），是一种白色无机颜料，俗称钛白，又称为二氧化钛（TiO2）。钛白粉物理化学性质稳定，同时具有优良的光学、电学性能及颜料应用性能，被认为是目前性能最好的一种颜料，因此具有广泛的使用价值。涂料、化纤、造纸、塑料、油墨、搪瓷、电焊条、冶金、电子工业、日用品工业等都要使用钛白粉做原料。
全球钛白粉产能第一生产国中国（55%）的产能逐年增长。根据 iFinD 数据，2023 年全球钛白粉产能为 980 万吨，同比上升 4%，主要来自中国钛白粉产能增加。根据涂多多数据，2023 年中国产能占全球产能 55%，受国际市场需求及钛白市场行业运行情况影响，科慕、泛能拓部分产能退出，中国钛白粉产能份额继续扩大。
受进口钛白粉价格高位以及中国钛白粉产量提高的影响，国内钛白粉进口疲软，钛白粉出口稳中有升。根据海关数据，2023 年中国进口钛白粉累计约 8.45 万吨，同比减少31.4%，进口量减少 3.86 万吨，对外依赖度低，主要进口为高端。2023 年全年出口钛白粉约 164 万吨，同比增长 16.8%，出口量增加约 23.6 万吨，钛白粉出口市场占据国内产量占比不断增加，2023 年钛白粉出口量占全年总产量的 39.21%。
国内政策鼓励氯化法工艺，带动国内钛白粉产能扩张进行时。我国钛白粉生产包括硫酸法（80%）、氯化法（18%）和盐酸法（2%），近年来，国家出台了一系列相关行业政策，鼓励钛白粉行业优化硫酸法和氯化法产品结构，对此，企业积极调整产业结构，根据中国化信数据，共有 11 个钛白粉规划新建、扩建项目，共计产能 366 万吨/年，其中：氯化法 186 万吨/年，硫酸法 70 万吨/年，盐酸法 110 万吨/年（2025 年 60 万吨/年），带动了国内钛白粉产能持续扩张，根据涂多多预测，预计 2024 年国内钛白粉产能将达到600 万吨，月度产量将突破 50 万吨，预计钛白粉行业供给仍呈宽松格局。
（三）海绵钛：国内规模遥遥领先，优质产品进口依赖仍存海绵钛是钛矿第二大应用领域（8%），是制备钛加工材的原料。其呈现疏松多孔的海绵状，不能直接使用，需要经过熔铸加工成钛锭或者研磨加工成钛粉。根据纯度的不同来划分，海绵钛可以分为 WHTi0 至 MHTi4 五个等级，可分中高端和低端两种，其中中高端以航空航天、船舶、医疗、体育休闲等行业为主，主要产品为零级和 1 级海绵钛，低端以化工、制盐、冶金等行业为需求对象，主要产品为 2 级、3 级海绵钛。
海绵钛主流生产方法为镁热还原法，包括全流程和半流程两种工艺，其中半流程工艺成本高于全流程工艺，产能正逐步出清：1）全流程生产包括富钛料制备、氯化、四氯化钛精制、镁热还原蒸馏、氯化镁电解几个环节，企业将富钛料氧化和精制成四氯化钛，再用镁对四氯化钛还原得到海绵钛，还原过程中生成的氯化镁经过电解法还原为氯气和镁，以供循环使用，根据有色金属网数据，全流程企业生产 1 吨海绵钛仅需补充 0.15 吨镁锭；2）半流程工艺仅包括镁热还原蒸馏环节，其需要外购精制的四氯化钛，省略了氯化精制和镁电解流程，无法对镁进行循环，其成本一般高于全流程企业，根据有色金属网数据，半流程企业需要补充镁锭 1.1 吨左右。
假设全流程企业单吨海绵钛用高钛渣 2.62 吨，煅后焦 0.57 吨，液氮 1.08 吨，电耗28000 千瓦时，镁锭 70 千克，半流程企业单吨海绵钛电耗 7500 千瓦时，镁锭 1.2 吨，四氯化钛 4.42 吨，粗略计算全流程单吨海绵钛原料成本 3.9 万元/吨，而半流程单吨海绵钛成本 5.9 万元/吨，远高于全流程企业，半流程生产在当前海绵钛价格下难以为继。
受 2021 年下半年镁锭价格大幅上涨影响，国内半流程海绵钛企业由于成本与售价倒挂相继被迫减产、停产，进而开始推进全流程改造升级工程。至 2022 年年中，各家企业改造工程相继完工，我国全流程海绵钛产能占比提升至 85%以上。
中国是最大的海绵钛生产国（62.7%），海绵钛产量实现连续多年增长。2011 年以来，除 2014 年受海绵钛价格下滑和原材料采购紧张影响国内海绵钛产量下滑，其余年份均呈增长态势。2022 年全球海绵钛产量为 27.9 万吨，同比增长 14.6%。其中，中国海绵钛产量 17.5 万吨，占全球比例 62.7%，2015-2022 年均复合增速达到 16.80%，产量主要分布在辽宁、云南、新疆等地。根据涂多多数据，2023 年中国海绵钛产量 21.54 万吨，同比增长 21.72%，主要分布辽宁（28%）、云南（17%）、新疆（15%）等地。
国内供给集中度高，龙头企业产能持续扩张。根据中国有色金属工业协会钛锆铪分会，2021 年，我国海绵钛生产主要集中在湘润新材料、攀钢集团、双瑞万基、金达钛业等企业，前五大生产企业市占率达到 74%。截至 2023 年 1 月，根据钛合金在线不完全统计各企业 23 年增加的产能超 5.5 万吨。当前，中国海绵钛产能持续扩大，在全球产能占比逐步提升，2023 年中国产能占比全球产能的 63%，随着中国海绵钛新增产能陆续投产，2024 年产能占比将继增加。
伴随国内产能扩张，国内海绵钛进口依赖度减少，进口仅多集中在优质海绵钛。我国是海绵钛第一大生产国，但 2022 年之前几年国内海绵钛进口持续大于出口，2020 年由于国内大型海绵钛生产企业看好后市需求增长，不断兼并、重组和扩产，国内海绵钛产能快速增长。2023 年，受国内海绵钛产能陆续投产，国内海绵钛价格持续下滑及高端钛材需求有所减少的影响，我国进口海绵钛数量迅速减少，出口量大幅增加。但在单价上，进口单价整体高于出口单价，表明对海外进口集中在优质海绵钛。
（四）钛材：高端产品盈利能力强，和海外仍有差距
钛材即钛加工材，是指海绵钛经熔炼形成钛铸锭，再经锻造、轧制、挤压等塑性加工方法将铸锭加工成材，按照形态可分为棒材、丝材、管材、板材、异型材等；按照钛含量程度，分为纯钛材和钛合金材。
高端钛合金生产技术门槛高，固定资产投入较大，且需要长周期的研发和认证，产品销售阶段跟客户粘性比较强，存在较强的资质壁垒、技术经验壁垒、先入壁垒和资金壁垒。
受航空航天等军工领域对装备服役安全性寿命的高要求，其所用高端钛合金对工艺技术、过程控制技术、产品质量要求十分苛刻，技术研发周期长，且需要长期的生产数据统计分析持续改进，技术体系复杂，企业军工航空新材料的开发都是通过参与军工配套项目的形式进行，只有预先进行大量的研发投入，才有可能通过项目招标进入项目研制阶段，再先后通过工艺评审、材料评审、地面功能试验、地面静力试验、装机考核、装机评审等一系列程序后方能成为相关材料的合格供应商，一旦通过最终评审，双方就会形成长期稳定的合作关系。
中国是全球最大钛材生产国。2022 年，全球钛材产量约为 21.5 万吨，其中中国钛加工材产量 15.1 万吨，占比 70%，产量同比增长 11%，主要分布于陕西（44%）、新疆（14%）、江苏（11%）和湖南（11%）。
从竞争格局来看，国内高端钛材市场集中度高，盈利能力强。我国从事钛合金企业数量近千家，但行业集中度较高，目前大型的钛合金企业主要是宝钛股份、西部超导、西部材料、金天钛业等，根据中商产业研究院数据，2022 年这四家钛材市场份额占比达33.32%，其中宝钛股份市场份额为 21.55%，位居第一。但在高端钛材市场，西部超导和宝钛股份两家合计占据超过 95%以上的市场份额，已经形成较为稳固的双寡头竞争格局。2022 年，宝钛股份钛产品毛利率为 21.8%，高端应用为主的西部超导毛利率高达43.3%，聚焦军品和高端民品的行业新贵金天钛业钛产品毛利率也达到 33.8%，行业高端毛利率整体较强。
国内钛材市场出口量稳中向好，但高端产品和海外仍有差距。我国作为世界上最重要的钛材生产国之一，近年来出口量持续高于进口量，但产品结构上，根据海关总署、华经产业研究院数据，2022 年我国钛锻件进口量 820 吨，占全部钛加工材进口量的十分之一，但进口金额占到全部钛加工材的 54.4%，钛锻件的出口单价与进口单价比仅为 14%；钛条、杆、型材及异型材产品的进口单价也始终高于出口单价，进出口单价差价保持较高水平，截至 2023 年 12 月钛条、杆、型材及异型材出口均价不足进口均价的 50%。
三、航空航天需求蓬勃发展，水下船舶需求焕发新生，3D 打印带来新增量
（一）航空航天：军机升级换代叠加民机国产化，钛合金市场空间潜力大
钛是飞机机体和航空发动机最主要的结构材料之一。主要用于制造航空发动机的机匣、风机叶轮、机座、压气机匣、叶轮、集气管，飞机机身结构件、机翼结构件、高压油管、尾翼结构件、舱门、座椅导轮、起落架，以及航天火箭发动机叶轮、燃料箱、压力容器、火箭喷嘴套管、输送泵、星箭连接带，人造卫星外壳、天线，载人飞船船舱、起落架、推进系统等。相对其他材料，钛合金在用于航空航天时有能够减轻结构重量、提高结构效率、耐高温、高抗蚀性和寿命长等优势。
全球航空航天用钛占比 50%左右，国内 22 年仅为 23%，高端钛合金材料市场广阔。根据中国有色金属协会数据，全球钛在航空航天领域占比 50%左右，其中美、俄军事强国，航空钛材在整个钛合金应用市场占比超过了 70%。根据《2022 中国钛工业发展报告》，2022 年我国钛材需求量为 14.5 万吨，同比增长 17%，其中航空航天用钛 3.3 万吨，同比增长 50%，总量占比 23%，占比相比 2021 年提升 5pct，但航空航天领域钛材销量与全球乃至发达国家仍存在一定差距，随着国内军用飞机的升级换代和新增型号列装，以及商用飞机通过适航认证后的产能释放，未来高端钛合金材料市场空间广阔。
1、军机数量提升和更新换代并行，带动高端钛合金用量增长
目前，我国军机数量不足美国四分之一。根据 Flight global 发布的《World air forces2023》，截至 2022 年末，全球现役军用飞机总计 53265 架，其中，美国排名居前，拥有军用飞机 13300 架，我国拥有的各类军用飞机 3284 架，排在俄罗斯之后，位居世界第三。目前仅从飞机数量的角度考虑，中国军机数量不足美国的四分之一；此外随着近年来我国军用飞机的升级换代，国防军工对于高端钛合金的需求也会逐步稳定增长。
此外，国内军机升级换装需求推动钛合金需求增长。根据《World Air Force 2023》报告数据，美国现役战斗机已经实现了全三代以上，并开始加速列装 F-22、F-35 等四代战机。中国军机发展时间短，中国现役军用飞机数量少，且老旧型号战机的占比较高，军机补短板列装及升级换装的需求巨大。
先进军机对钛合金用量不断提升。钛合金对于减轻结构重量、提高结构效率、改善结构可靠性、提高机体寿命、满足高温及腐蚀环境等方面具有其他金属不可替代的作用，其应用水平成为衡量飞机结构选材先进程度的重要指标，是影响军用飞机性能的重要方面。
自 20 世纪 60 年代末以来，军用飞机的用钛量逐年增长，当前欧美设计的各种先进战斗机和轰炸机中钛合金用量已经稳定在 20%以上，例如世界上具有代表性的第四代战斗机美国 F-22 战斗机用钛量高达 41%。伴随新型战斗机用钛量不断提升，为高端钛合金材料带来巨大市场空间。
例如，在机体方面，以美国军用飞机为例，其战斗机单机机体钛用量占比从 F-16 的 2%增至 F-35 的 27%及 F/A-22 的 41%；轰炸机从 B-1 的 21%增至 B-2 的 26%；运输机从 C5 的 6%增至 C-17 的 10.30%。我国战斗机亦呈相同趋势，我国战斗机单机机体钛用量占比从 X-8 的 2%增至 X-20 的 20%及 X-31 的 25%。在发动机方面，美国军用飞机发动机单台钛用量占比从 F100 的 25%增至 F119 的 40%；我国军用飞机发动机单台钛用量占比从秦岭的 10%增至太行的 25%。
2、民用航空前景广阔，飞机国产化带动国内高端钛合金需求增长
中国民航运输市占率呈增长态势。伴随经济发展和人均收入水平提高，2011-2019 年，中国各类交通运输方式运输旅客公里数不断增长，运输业持续高速增长。2020 年，受疫情影响三类运输方式（航空、铁路、公路）旅客周转量均有所下滑，幅度达 40%-50%。
从主要交通运输方式来看，航空旅客周转量占比逐年增长，2021 年占比为 33.1%。
未来，民用航空前景广阔，中国有望成为全球最大的单一航空市场。根据中国商用飞机有限责任公司发布的《中国商飞公司市场预测年报（2022-2041）》，2041 年全球客机机队规模将达到 47,531 架，将有超过 42,428 架新机交付，价值约 6.4 万亿美元，用于替代和支持机队的发展，其中中国航空市场将成为全球最大的单一航空市场，预计未来 20年中国将接收其中 9284 架新机，市场价值约 1.5 万亿美元，中国有望成为全球最大的单一航空市场。根据中国产业信息网发布的研究数据，在民用航空飞机设备价值构成中，发动机占整架飞机价值的比例约为 27%，则按照此数据测算，预计未来 20 年我国商用飞机带动的航空发动机市场规模合计约 4050 亿美元，年均 202.5 亿美元。
国内通用航空飞机器增量空间广阔。近年来我国陆续出台一系列政策，积极促进通用航空业的发展。截至 2023 年底，美国通用航空飞行器保有量超过 21 万架，假设未来 20年我国通航产业经过配套基建和政策的完善后，飞行器数量达到美国数量的 30%，即约6.3 万架。粗略假设新增需求 6 万架，按照市场上飞行器结构测算单价 350 万美元，发动机占比约 27%测算，预计未来 20 年我国通用航空飞行器带动的航空发动机增量市场需求约为 567 亿美元，年均 28.35 亿美元。
民用飞机用钛量不断提升，带动对高端钛合金的需求不断增长。减轻飞机重量、增加运载能力、降低油耗是航空公司选择飞机的重要依据，提高钛材用量对于未来民用客机的开发具有重要意义。从两大国际飞机制造商的数据来看，波音和空客主要机型的用钛量逐步提高。从历史上的民用飞机发展来看，钛用量占比在过去半个多世纪里逐步提高，随着民用航空工业的发展，钛材将拥有越来越大的市场空间。
国内民用飞机关键材料国产化，国内高端钛合金材料企业有望受益。作为完全按照最新国际适航标准研制的单通道涡扇喷气客机，国产大飞机 C919 已于 2023 年 5 月 28 日开启商业运营，目前已交付东航第二架 C919 客机，9 月 28 日中国东航再次与中国商飞在沪签署 100 架 C919 增购机协议，全面开启了国产大型客机大规模、大机队商业运营，截至 2023 年底，C919 订单总数已超千架，预计未来五年内产能规划达 150 架。根据商飞网预测，C919 单机钛含量 3.92 吨，假设损耗率为 80%，粗略按照 1000 架订单量算，C919 将带来近 2 万吨的钛合金需求（不含发动机）。
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