应流股份:“两机”铸造龙头,核电重启开启高景气

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一、深耕铸造二十三载,成为高端铸造龙头

1、发展历程:从普通铸件到“两机”高端铸造

公司是专用设备零部件生产领域内的领先企业,主要产品为泵及阀门零件、机械 装备构件,应用在航空航天、核电、油气、资源及国防军工等高端装备领域。公 司前身安徽霍山应流铸造有限公司,成立于 2000 年。2000-2003 年间,陆续与 艾默生、卡特彼勒、泰科等全球领先的客户建立合作关系,供应阀门零件、机械 装备构件等产品。2009 年公司成为同行业首批获得国家核安全局颁发的《民用 核安全设备制造许可证》的企业之一,成功进入核电领域。2014 年,公司成功 登录上交所主板,首发募投高温合金和高性能零部件热处理工艺(热等静压)技 术改造项目,不断推进铸件高端化。2015 年 6 月,与中国工程物理研究院核物 理与化学研究所合资设立应流久源,从事中子吸收材料产业化及相关材料和产品 的滚动开发。2015 年 7 月,设立应流航源,从事航空发动机零部件、燃气轮机 零部件、飞机零部件的研发、生产和销售。2016 年,首次定增募投航空发动机 及燃气轮机零部件智能制造生产等项目。2019 年,二次定增募投高温合金叶片 精密铸造等项目。目前形成“瞄前沿、补短板、重创新、上高端”的发展理念,“两机两业”(航空发动机、燃气轮机、航空航天产业、核能海洋产业)的发展 方向。

2、主营业务:立足高端装备零部件,积极开拓“两机两业”

立足高端装备零部件,积极开拓“两机两业”。公司主营业务主要分为三大块: 高端装备零部件业务主要为油气钻采设备、炼油石化设备、大型火电机组、大型 矿山机械、工程和运输设备、医疗设备、自动控制系统和节能环保装备等提供零 部件,该业务 2022 年的营收占比达到 53%;航空航天新材料及零部件业务,即 “两机”业务,主要为航空发动机和燃气轮机提供高温合金叶片、机匣等核心零 部件,该业务 2022 年的营收占比达到 28%;核能新材料零部件业务主要为核能 核电行业提供核岛、常规岛设备以及核级材料,该业务 2022 年的营收占比达到 15%。

绑定国内外顶尖客户。公司成立之初就与艾默生、卡特彼勒、泰科等国际知名企 业建立战略合作关系。当前,公司产品出口以欧美为主的 40 多个国家、近百家 客户,其中包括通用电气、西门子、卡特彼勒、斯伦贝谢等十余家世界 500 强企 业。国内方面,公司产品服务于国家重大装备骨干集团,完成多种首台套国产化 核心产品,核心客户包括中国航发、中核集团、中广核上海电气东方电气等。

产业链不断延伸,打通材料、铸造、加工全流程。应流股份是同行业具备材料熔 炼、铸造成形、精加工和模块化制造完整产业链的领先企业。(1)材料熔炼:公司是国内能使用精炼技术生产超级奥氏体不锈钢、双相不锈钢产品应用于高效清 洁电站设备和大型石化设备的少数企业之一,2022 年公司攻克了母合金等关键 技术,累计已完成品种开发接近 40 个,通过了 GE、罗罗、商发、上海能源等 国内外优秀客户审核,大部分新产品开发实现了母合金的“本土化”。(2)铸造 成形:公司是国内同行业极少数同时具备五种铸造工艺并全套引进 IMF 树脂砂铸 造生产线的生产企业,2022 年公司攻克了陶瓷型芯等关键技术,全年累计开发 49 项陶芯项目,具备批产条件 30 项。(3)精加工:公司大量采用高效率、高精 度的数控加工设备。(4)模块化制造:公司拥有焊接机器人、数控等离子等各种 先进技术装备。

价值链不断拓展,开拓更高附加值下游行业。公司成立之初从事油气装备、泵阀 流体行业零部件的制造,到 2005 年进入特种工矿行业,2008 年进入核能核电领 域,2014 年突破“两机”业务,不断迈向价值链高端并实现长期稳定发展。

3、股权结构:杜应流先生为公司实控人

公司创始人、董事长兼总经理杜应流先生深耕铸造行业 40 年,荣获 2021 年中 国铸造行业终身成就奖。杜应流先生曾任第十二、十三届全国人大代表、长三角 企业家联盟副主席,荣获全国劳动模范、全国优秀企业家、装备中国功勋企业家、全国军地两用人才先进个人,在行业能享有较高威望。截至 2023 年 6 月 30 日,杜应流直接持有公司 1.63%的股份,间接控制公司 32.83%的股份,合计控制公 司 34.46%的股份,是公司的实控人。

4、财务分析:营收稳健增长,“两机”业务打开利润空间

高端装备零部件、核能新材料零部件、航空航天新材料及零部件三级火箭推动公 司收入稳步提升。2012 年以前,公司受益于油气装备、矿山工程机械等下游行 业的发展,营业收入稳步增长。2012-2016 年由于下游行业需求走弱,公司收入 一直维持在 13 亿元左右。随着核电机组批复重启叠加公司在“两机”领域的突 破,2017 年以来公司收入实现快速增长,2017-2022 年公司营业收入复合增速 9.84%,其中“两机”业务复合增速 68.18%。

“两机”业务的快速增长以及在收入中占比的提升,带动公司归母净利润回升,并提高公司整体盈利能力。2017-2022 年,代表“两机”业务的航空航天新材料 及零部件收入从 4654 万元增长至 6.26 亿元,复合增速 68.18%,增长迅速。“两 机”业务在公司营收中的占比也从 2017 年的 3.39%提升至 2022 年的 28.50%。毛利率方面,“两机”业务毛利率在 45%左右,远高于公司整体毛利率的 36% 左右。“两机”业务的快速发展不仅带动了公司整体毛利率水平的提升,还带动 了近年来归母净利润的快速增长。

期间费用率呈下降趋势,研发费用维持稳定高水平。2017-2022 年,公司期间费 用率整体保持下降趋势,主要得益于公司收入的提升带来的规模效应影响。2018-2022 年,公司研发费用率一直保持在 12%左右,保持了公司在技术上的 领先优势,公司在研项目包括高精密重型燃汽轮机镍基高温合金叶片、单晶及定 向叶片的制壳系统技术、国产大推力航空发动机高温合金薄壁机匣、航天发动机 复杂结构导向器整体精铸、大飞机发动机复杂型腔薄壁机匣等。

资本开支高峰已过,折旧收入比出现拐点。为了“两机”业务的研发与生产,公 司在 2015-2020 年进行较大规模的投入,导致固定资产和在建工程规模不断上 升,进而导致折旧费用的快速上升。但随着“两机”业务的放量与产能利用率的 提升,固定资产折旧/营业收入在 2017 年到达顶峰,随后逐年下降,归母净利率 和 ROE 等盈利能力指标开始逐渐提升。

二、熔模铸造市场广阔,高端铸件壁垒高

1、全球熔模铸造市场规模 160 亿美元,航空占约 40%

熔模铸造为最精密的铸造工艺之一,主要用于生产具有优质表面的高精密度及复 杂产品。熔模铸造产品广泛用于各类关键任务部件的终端市场,如航空、国防、医疗、汽车、农业机械、工程机械、液压设备等。根据罗兰贝格报告,熔模铸造 市场的全球销售额从 2011 年的 114 亿美元增长到 2018 年的 142 亿美元,复合 增速 3.3%。根据 http://ResearchAndMarkets.com 的数据,2022 年熔模铸造全球市 场规模为 160 亿美元,受 COVID-19 影响,2020 年出现负增长,2019-2022 年 复合增速仅为 1.5%。

航空业占熔模铸造下游约 40%比重,中国市场高附加值应用占比仅 13%,但增 长迅速。根据罗兰贝格报告,全球航空领域的熔模铸造销售额按 4.5%年复合增 长率由 2011 年的 42 亿美元增长至 2018 年的 56 亿美元,该增长率略高于全球 飞机生产,原因为飞机生产过程中更广泛应用熔模铸造。2018 年航空业占熔模 铸造下游的约 40%。北美及欧洲主要集中于航空、军事、医疗等行业的高附加值 产品,且为超过其他地区的最大市场。另一方面,中国主导亚洲市场,2018 年超过亚洲总市场份额 60%,主要受汽车与航空推动。尽管中国高附加值应用 2017 年仅占中国熔模铸造市场总份额 13%,但预期其将随着自主研发商用飞机需求的 不断增加而进一步增长。

2、高温合金铸件,铸造业“皇冠上的明珠”

高温合金是 20 世纪 40 年代发展起来的一种新型航空金属材料,是指能在 600-1200℃的高温下抗氧化、抗腐蚀、抗蠕变,并能在较高的机械应力作用下 长期工作的合金材料。按照制造工艺划分可以分为变形高温合金、铸造高温合金、粉末冶金高温合金、发散冷却高温合金等;按照基体元素种类可以分为铁基高温 合金、镍基高温合金和钴基高温合金等;按照强化方式可以分为固溶强化高温合 金、时效强化高温合金、氧化物弥散强化高温合金等。高温合金主要用于航空发 动机的热端部件,同时也是航天、能源、交通运输和化学工业中广泛应用的材料。

高温合金精密铸造技术以熔模铸造工艺为主,发展形成了等轴晶类型、定向柱晶 与单晶类型的精密铸造形式。等轴晶铸造高温合金问世于 20 世纪 40 年代,最 早由英国人发明,形成了以 Nimocast 80 为代表的 Nimocast 系列等轴晶铸造高 温合金。等轴晶铸造高温合金的典型组织特点是凝固过程中无定向散热和结晶,因而铸件的晶粒三维方向尺寸相差不大。定向凝固柱晶高温合金是通过定向凝固 工艺使晶粒沿凝固方向呈柱状晶排列的铸造高温合金,简称定向合金。20 世纪 60 年代美国普惠公司首先采用定向凝固技术研制出定向柱晶涡轮叶片,与等轴 晶铸造高温合金相比,由于消除了与主应力轴相垂直的横向晶界,不仅具有良好 的中、高温蠕变强度和塑性,而且具有优异的热疲劳性能在航空发动机上广泛用 作涡轮工作叶片和导向叶片。单晶高温合金是采用定凝固和选晶(籽晶)技术制 造的、按照预定方向生长且具有单一柱状晶组织的铸造高温合金。70 年代未美 国成功研制出承温能力比第一代定向凝固柱晶高温合金高 25-50 度的第一代单 晶高温合金 PWA1480。单晶高温合金不含或少含晶界强化元素,消除了晶界,与定向高温合金相比,单晶高温合金的热强性能显著提高综合性能优异。

高温合金下游应用广泛。从高温合金应用领域来看,继高温合金在民用工业的一 些领域,如柴油机增压涡轮、烟气轮机叶片和盘、冶金轧钢加热炉垫块、内燃机 排气阀座等方面得到应用后,近年来,高温合金应用面不断扩大,特别是耐高温耐腐蚀合金在石油化工、玻璃和玻纤以及机械制造等行业的应用有明显的进展。而在军工领域,目前镍基高温合金是现代航空发动机、航天器和火箭发动机以及 舰船和工业燃气轮机的关键热端部件材料(如涡轮叶片、导向器叶片、涡轮盘、燃烧室等),也是核反应堆、化工设备、煤转化技术等方面需要的重要高温结构 材料。

高温合金在航空发动机中大量应用,是推动航空发动机发展最为关键的结构材料。新型的先进航空发动机中,高温合金用量占发动机总重量的 40%-60%以上,主 要用于燃烧室、导向器、涡轮叶片和涡轮盘四大热端部件,此外还用于机匣、环 件、加力燃烧室和尾喷口等部件。

燃气轮机与航空发动机结构相似,需要用到大量高温合金零部件。燃气轮机是以 连续流动的气体为介质带动叶轮高速旋转,将燃料的能量转变为有用功的内燃式 动力机械,是一种旋转叶轮式热力发动机。燃气轮机主要用于地面发电机组和船 舶动力领域,工作环境需要承受高硫燃气和海水盐分的腐蚀,工作寿命要求达到 50,000-100,000 小时。涡轮盘在工作时转数接近 10,000 转/分钟,要求材料耐用 温度达到 600℃以上,因此设备部件材料必须使用具有耐高温、较高蠕变强度的 高温合金材料,目前国内外主要采用镍基高温合金进行制造。在核电装备制造业中,高温合金材料因其具有的耐高温、耐高强度等优异特性,具有难以替代的作用,主要应用于承担核反应工作的核岛内。核电装备中主要使 用高温合金的部件包括燃料机组、控制棒驱动机构、压力容器、蒸发器以及堆内 构件、燃料棒定位格架、高温气体炉热交换器等,这些部件在工作时需要承受600-800℃的高温,需要较高的蠕变强度,必须采用高温合金材料。

三、“两机”行业空间广阔,零件国产化率提升

1、重型燃气轮机处于国产化突破前夜

燃气轮机是一种以连续流动的气体作为工质,将热能转换为机械能的旋转式动力 机械。燃气轮机主要由压气机、燃烧室和涡轮三大部件组成,还包括起动装置、燃料系统、润滑系统、空气滤清器、进气和排气等附属系统。压气机连续地从大 气中吸入空气并将其压缩,压缩后的空气进入燃烧室,与喷入的燃料混合后燃烧,成为高温燃气,随即进入涡轮膨胀做功,推动涡轮叶轮带着压气机叶轮一起旋转; 加热后的高温燃气做功能力显著提高,因而燃气涡轮在带动压气机的同时,尚有 余功作为燃气轮机的输出机械功。燃气轮机的工作过程除了简单循环外,还有回 热循环和复杂循环。燃气轮机的工质来自大气,最后又排至大气,属于开式循环,此外还有工质被封闭循环使用的闭式循环。燃气轮机与其他热机相结合的称为复 合循环装置。

燃气轮机可按结构、功率、燃烧室温度等标准分类: 1、按结构,可分为轻型和重型燃气轮机。其中,轻型燃气轮机可由航空发动机 改制而成,采取轴向装配设计,仅局部静子水平中分,转子用滚动轴承支承。其 轻质设计使其能够在高热应力梯度下有效运行,能在基本负荷和频繁启停时均保 持高效稳定运行,功率通常在 50MW 以内,可用于工业发电、船舶动力、管道 增压、坦克机车、分布式发电及热电联供等。重型燃气轮机继承了发电和工业驱 动设备的特点,工况稳定,维护间隔长。其机组静子水平中分,转子用滑动轴承 支承功率通常在 50MW 以上。主要用途如城市电网等。2、按功率,可分为大中型、小型、微型燃气轮机。大中型燃气轮机功率大于 20MW,可用于发电和大型舰船驱动;小型燃气轮机功率范围在 0.3 至 20MW 之间,可 用于工业发电和油田运作;微型燃气轮机功率低于 300KW,可用于建设分散式 发电装置,也可作为飞机的辅助推进装置。3、按燃烧室温度,燃气轮机可分为 E、F、G、H、J 等级别。E 级燃气初温 1150℃ -1250℃;F 级燃气初温 1300℃-1450℃;G/H 级燃气初温 1500℃-1600℃;J 级燃气初温 1600℃以上。其中,F 级是目前在役的主流机型。燃气轮机的能源 利用效率和功率随级别而上升。D 级和 E 级燃气轮机功率通常在 75–110MW;F级在 170-230MW;G、H 和 J 级则在 275–350 MW。

实现能量转换,叶片构成燃气轮机核心组件。叶片运用在压气机和涡轮两大部件 上。1)在轴流式压气机中,一个压力级包括一组动叶片及一组静叶片。压气机 吸入的空气先经过动叶片,再经过静叶片,而后进入下一级,气体压力逐级递增。随后,气体进入燃烧室。2)另一种常见的压气机是离心式压气机。空气首先通 过漩涡叶片和导向叶片组成的进气装置进入叶轮,而后由叶轮的工作叶片进行压 缩,随后进入燃烧室。3)涡轮也具有静、动叶片。从燃烧室排出的高温气体进 入涡轮的同时发生膨胀,并经过静叶片加压加速,从而使动叶片旋转,由此驱动 压缩机将更多空气吸入燃烧室并驱动发电机发电。

燃气轮机下游以发电、油气行业为主。燃气轮机最主要的下游应用领域为发电行 业,占比达到 32%;占比第二为油气行业,占比 29%。在发电领域,燃气轮机 可用于热电联产、废热发电等;在油气行业,燃气轮机可用于大型裂解装置、化 肥装置、LNG 压缩和存储装置和自备电站等;除此之外,燃气轮机还可充当动 力来源,用于大型船舶、需要大功率输出的重型车辆或低温环境下工作的车辆等 载具。

发达国家垄断燃气轮机市场,行业集中度高。2022 年,全球燃气轮机市场规模 为 244.7 亿美元,中国市场规模达到 91.69 亿美元,占全球市场规模的 37.47%。当前,全球燃气轮机市场主要被西门子、通用、三菱、安萨尔多等公司占据。前 四大厂商市场份额达到 91.50%,仅西门子一家就占 30%,头部效应明显。中国 燃气轮机市场也基本被上述公司占据,前三家共占有燃气轮机市场份额约 88%,其中通用电气市场占有率约 53%,西门子市占率约 27%,三菱市占率约 8%。

从合作到自研,国产实现 0 到 1 突破。二十一世纪初,我国以“打捆招标、市场 换技术”的方式,共引进了 E、F 级重型燃气轮机 50 多套,引进公司主要为美 国通用电气公司、日本三菱公司和德国西门子公司。由哈汽—美国通用电气、东 汽—日本三菱、上汽—德国西门子、南汽—美国通用电气四个联合体进行国产 化制造。由于未引进燃气轮机的整机设计技术、热端关键件制造技术和控制系统 技术,国内重型燃气轮机市场仍被国外企业垄断。2014 年,上海电气收购意大 利安萨尔多 40%的股份,成立了上海电气燃气轮机有限公司和上海安萨尔多燃气 轮机科技有限公司两家合资公司,引进了重型燃气轮机的设计研发、制造和服务 技术。近年来,具有自主知识产权的重燃产品开始出现。2022 年 11 月 25 日,国内首台自研 F 级 50MW 重型燃气轮机完工发运。2023 年 6 月 4 日,中国航发 “太行 110”(AGT-110)在深圳通过产品验证鉴定,填补了国内 110MW 级产品 的空白。

以应用推动研发,示范项目促进燃机技术创新。2019 年 7 月,国家能源局公示 了第一批燃气轮机创新发展示范项目。第一批项目共涵盖微型至大中型燃气轮机 22 型、燃机运维服务 2 项。项目旨在完善国产燃机轮机产业链、促进国内企业 掌握燃机核心技术,从而缓解进口依赖。项目预计将实现重型燃气轮机透平和燃 烧室等高温部件制造技术突破、F 级燃气轮机国产化率预期达 90%、H 级燃气轮 机国产化率达 50%、中小型燃气轮机基本自主化制造。目前,部分项目已经取得 研发成果,如东方电气集团已实现 G50 燃气轮机独立自主设计研制。

预计 2027 年,中国燃气轮机市场规模可达 124.21 亿美元,重型燃气轮机市场 达到 8.47 亿美元。根据 Precedence Research、前瞻产业研究院和中商产业研究院数据,2015-2022 年,全球燃气轮机市场规模从 160 亿美元增长至 244.7 亿美元,CAGR 为 6.26%。根据智研咨询的数据,2022 年中国燃气轮机市场规 模为 616.69亿元人民币,按国家统计局公布的年平均汇率折算为 91.69 亿美元,占全球市场 37.47%。假设全球燃气轮机市场保持 6.26%的年平均增长率,且中 国市场占比不变,我们预计至 2027 年,全球燃气轮机市场规模达 331.5 亿美元,中国燃气轮机市场规模约 124.2 亿美元。根据 MMR 和智研咨询数据,2022 年 重型燃气轮机市场占全球燃气轮机市场总规模的 13.24%,占中国市场总规模的 6.82%。假设上述比例不变,我们预计至 2027 年,全球重型燃气轮机市场规模 达 43.89 亿美元,中国重型燃气轮机市场规模达 8.47 亿美元。

2、航空发动机市场持续恢复

航空发动机是为航空器提供飞行所需动力的发动机,共有 3 种类型:活塞式航空 发动机、燃气涡轮发动机和冲压发动机。1)活塞式航空发动机用于带动螺旋桨 或旋翼,小功率的活塞式航空发动机广泛用于直升机及轻型、超轻型飞机。2)燃气涡轮发动机又分为涡扇、涡轴、涡桨、涡喷四种。涡扇发动机主要用于速度 高于 800km 的飞机;涡轴发动机主要用于直升机;涡桨发动机用于时速小于 800 km 的飞机;涡喷发动机则主要用于超音速飞机。3)冲压发动机仅用于在导弹和 空中发射的靶弹。

涡轮航空发动机的原理类似燃气轮机,主要由压气机、燃烧室、涡轮构成。压气 机包括风扇叶片和整体叶盘,用于提高进入发动机内的空气压力,要求气动效率 高、重量低、耐撞击。压气机以一组转子、定子为一级,逐级加压,总级数由所 需的空气量和压力决定;燃烧室用于将高压空气与燃料混合并进行燃烧,要求容 热强度高、抗氧化;涡轮包括涡轮叶片和涡轮环,用于带动压气机转动,要求耐 高温性能强、离心载荷、热负荷和振动负荷承受能力高。涡轮机的一级由一排固定叶片或喷嘴及其后的一排旋转叶片组成。在某些型号的涡轮发动机中,涡轮级 可多达 5 个。

中国民航业稳步扩张,2020 年后全球引擎市场触底回升。2002-2022 年,中国 民航飞机在册数量平稳增长,CAGR 达到 10.15%。2020 年后,新冠疫情期间 中国民航飞机数量增速下跌至 5%以下,预期 2023 年增速将会恢复。2020 年,全球商用航发出货量同比下降超过 50%。2021 年,随着疫情缓解,航发出货出 现修复,2021 年出货同比增长 31.88%。伴随着民航客机和发动机市场的恢复,航发零部件铸造厂商有望迎来新一轮下游需求的扩张。

民用航发市场竞争格局清晰,四大厂商占据全部市场份额。航空发动机是飞机核 心部件,民用航空发动机制造行业技术壁垒、资金壁垒明显,潜在进入者威胁较 小,形成了寡头垄断格局,市场集中度高。2017 年以来,CFM、P&W、Rolls Royce 和 GE 四大厂商所占市场份额始终在 75%以上,至 2020 年占据全部市场份额。其中,CFM 是 GE 和赛峰航空发动机各出资 50%设立的合资公司。民用航发市 场基本被西方厂商掌握,而中国国产民用航发仍处研究阶段,尚未大规模投入商 用。

装配国产大飞机,LEAP 系列航发加速出货。LEAP(Leading Edge Aviation Propulsion)系列航空发动机是 CFM 的高涵道比涡扇发动机产品。LEAP 系列发 动机于 2016 年开始出货,当年 8 月开始投运。该系列共设计有三款推力不同的 型号,能够装配 Airbus A320neo、Boeing 737 MAX 和 COMAC C919 三款客机。相比其前身 CFM56 引擎,LEAP 系列的燃油消耗量降低了 15%,并具有噪音和 污染物排放更低的特点。在新冠疫情以前,LEAP 系列出货同比增速保持在 55% 以上。2023Q1/Q2,LEAP 系列出货量分别为 366/419 台,同比增速明显修复,达到 53%/85%。

民用航发国产化取得初步进展,规模化商业运营仍需时日。中国航发商发目前正 研制 CJ500\CJ1000\CJ2000 三款发动机。CJ1000 是一款高涵道比先进涡扇发 动机,从 2011 年开始研发,中国航发商发计划 2025 年完成该发动机的认证工 作。CJ1000 未来有望成为 LEAP-1C 的替代品,装配 COMAC C919。CJ2000 是为宽体客机 CR929 配套研制的新型大涵道比涡扇发动机,设计最大推力可达35 吨,目前仍在研发中。此外,芜湖钻石航发研制的重油活塞发动机和中国航 发研制的涡轴发动机均已研发成功。未来,随着国产民用航发的加速推进,国内 配套企业有望获益。

我国军机数量提升空间大,军用航发前景广阔。2022 年,中国共有各类军机 3284 架,占全球比重仅 6%,明显低于美国、俄罗斯。根据世界银行数据,2022 年,中国 GDP 占全球 17.86%,人口占全球 17.74%。中国军机保有数量与当前的经 济发展水平和人口规模严重不符。按军机类型比较,中国战斗机数量略高于俄罗 斯,但仍远低于美国;除此之外,中国各类军用飞机数量均远低于美俄两国。因 此,中国军用航空发动机市场将有着广阔的空间。

预计到 2041 年全球民用航发市场规模达到 1139.36 亿美元,中国市场规模达 262.05 亿美元。根据 COMAC 公布的预测数据,2022 至 2041 年间,在现役机 队替换需求和航空市场新增需求的推动下,全球预计将交付约 42428 架喷气客 机,价值 64002 亿美元;预计将有 9284 架飞机交付中国市场,交付价值 14699 亿美元,占全球总交付价值的 23%。假设中国占全球客机交付量比重保持不变,全球民用航发市场线性增长,假设航空发动机占民用飞机价值量的 27%,并结合 COMAC 以五年为周期的民航客机交付架数预测,可得全球民用航发市场规模在 2027 年将达到 870.13 亿美元,中国市场规模达到 200.13 亿美元。2041 年,全 球和中国市场规模分别达到 1139.36 亿美元和 262.05 亿美元。

3、“两机”行业高壁垒,应流股份具备较强竞争优势

“两机”行业壁垒高,后发企业切入难度大。“两机”业务壁垒主要体现在技术、生产组织能力、先发优势、市场准入、资金规模五个方面。1)技术方面,燃气 轮机和航发零部件必须能够承受高温、高压,部件制造大量采用高蠕变强度的高 温合金材料,其制备工艺复杂、加工难度高。2)生产组织能力方面,要获得高 质量的先进金属材料产品,需要对整个生产过程进行高水平精细化管理。3)先 发优势方面,“两机”用户对供应商有严格的评定程序,供应商变更存在较高风 险。因此,在产品质量稳定的前提下,用户不会轻易更换供应商。4)市场准入 方面,供应商必须取得相应资质和认证,而认证时间漫长。军品领域,航空发动 机用高温合金材料及其部件的制造需要通过严格审查取得相关资格;民品领域,企业取得第三方质量体系认证为航空产品供方市场准入的先决条件。5)资金规 模方面,“两机”领域先进生产设备的购置成本高,且先进金属材料研发需要持 续资金投入,而新产品的认证周期较长。这对企业的流动资金提出了一定的要求。由于壁垒较高,国内“两机”行业仅有应流股份、江苏永瀚、万泽股份等少数厂 商具有供应能力。

公司自身技术实力领先,市场竞争力强。除了较高的行业壁垒外,应流股份本身 相比于其他业内公司也有较强的优势。1)产业链完善:2022 年,公司攻克了母 合金制备技术,完善了产业链布局,有利于提高原材料供应的稳定性并降低成本。2)生产设备先进:公司拥有国内最大规格、综合性能国际领先的大型热等静压 设备;砂铸工艺全套引进意大利 IMF 包括制芯、混砂、造型、合箱、浇注等生 产线,消失模技术生产的重达 3 吨的核级叶轮达到了世界领先水平。3)国际认 可度高:应流股份产品得到了全球头部厂商认可,进入通用电气等巨头的供应链,持续多年供货,形成了长期稳定的合作关系。

四、核电建设提速,核能材料应用广阔

1、“十四五”期间中国核电设备投资年均市场空间约 600 亿

核电设备处于核电产业链中游,约占核电投资成本的 40%。核电产业链上游主 要是核燃料的开采、加工、浓缩以及核燃料组件的制造;中游是核电设备,包含 核岛设备、常规岛设备和辅助设备;下游是核电站的建设与运营、乏燃料后处理 和核反应堆退役处理。根据《华龙一号核电工程造价及控制措施研究》,在华龙 一号的造价中,设备占比为 38.6%,这与《我国核电站项目设备供应商管理研究》中核电设备投资占比 40%相吻合。

“十四五”期间,年均核电投资规模将达千亿,核电设备年投资额约 506-675 亿元。根据中国核能行业协会《中国核能年度发展与展望(2020)》,“十四五” 期间,核电建设有望达到每年 6-8 台机组,在运核电装机达到 7000 万千瓦。根 据中国核电 2022 年年报,目前在建的 14 个机组平均每个机组的装机容量大约 为 1200MW,单个机组造价为约 211 亿元,如果按照每年 6-8 台机组的建设规 模,每年核电投资将达到 1266-1688 亿元,设备按照 40%成本占比计算,年均 核电设备投资将达到 506-675 亿元。

2、公司供应核电设备核心铸件,核电、核级材料双驱动

应流股份生产核电设备核心部件,有望充分收益核电建设加速。在核能核电领域,应流股份主要生产核岛主设备金属保温层、核岛主设备支撑件、乏燃料贮存格架、核岛核一级主泵关键件、核级泵、核级阀组件、海水循环泵叶轮、中子吸收材料、复合屏蔽材料、柔性屏蔽材料等产品。截至 2022 年底,国内目前在建的 23 个 机组中,有 15 个机组采用我国自主研发的 CAP1000、CAP1400 和 HPR1000 (华龙一号)机组,其中应流股份为 CAP1000 和 CAP1400 供应主泵泵壳,公 司还是华龙一号主泵泵壳唯一国产化制造商。预计随着在建核电机组数量的提升,公司营收增速也将回升。

除了核电设备外,公司研发的核级材料未来或将形成新的增长点。公司研发的核 级材料包括中子吸收材料、复合屏蔽材料、柔性屏蔽材料和碳化硼陶瓷等,下游 将不光用于民用核电站,还将广泛应用于先进核能、核动力船舶、核技术以及核 医学当中。

五、海外对标,力做中国的 PCC

美国精密铸件公司(Precision Castparts Corp., PCC)是一家世界领先的复杂 金属产品生产商,公司生产用于航空航天、工业燃气轮机和国防工业的熔模铸件 (Investment Cast Products)、锻造部件(Forged Products)、金属部件(Metal Products)和机身产品(Airframe Products)。熔模铸件业务包括 PCC 结构件和 PCC 翼型两家子公司。PCC 结构件专注于航 空航天、陆基涡轮机、医疗和其他应用领域的镍基高温合金、钛、不锈钢和铝熔 模铸件。PCC 翼型生产热部件,包括叶片、轮叶、护罩、隔热罩和整流罩。锻造部件业务主要由子公司惠曼-戈登开展。该业务为航空航天、工业燃气轮机 和通用工业市场生产镍基、钛和钢合金部件,为能源市场生产挤压无缝管,还为 航空航天和其他应用领域提供镍合金等产品。金属部件业务由 TIMET、特殊金属和 PCC 能源集团构成。TIMET 是研磨和熔化 产品的行业领导者,供应全球近五分之一的钛。特殊金属在高性能合金的发明、生产和供应方面处于世界领先地位,可适应严苛的工作环境。PCC 能源集团整 合行业领先专业知识,为石油和天然气、加工和精炼、发电和通用工业提供定制 化的高性能合金解决方案。机身产品业务包括 PCC 紧固件和 PCC 航空结构两家子公司。PCC 紧固件提供 业界最广泛的航空航天紧固件和精密部件,如螺栓、螺母、销钉、螺钉等。PCC 航空结构为全球航空航天市场制造世界一流的组件和部件,如钣金和结构件。

铸件起家,成功切入两机市场。PCC 的历史可追溯到 1947 年约瑟夫·B·考克 斯成立的小型熔模铸造工厂。1953 年,PCC 正式成立。1962 年,PCC 开始承 接大型飞机发动机铸件业务。1967 年开始为通用电气提供 TF39 发动机部件。1968 年公司上市。1981 年,普惠公司开始在波音 757 的 PW2037 发动机上使 用 PCC 铸件。1987 年开始为罗罗公司提供发动机大型复杂铸件,并开始供应工 业燃气轮机市场。至此,三大主要航空发动机厂商均需要从 PCC 处采购关键零 部件。2016 年,伯克希尔哈撒韦公司以 372 亿美元完成对 PCC 的收购。这是 伯克希尔哈撒韦史上最大手笔的交易,收购价格比 PCC 交易价格高超过 20%,相当于 17.5 倍动态市盈率。

并购促进发展,补齐业务体系。1)熔模铸件业务方面,1986 年从 TRW 收购 翼型件业务。该公司是飞机发动机高温涡轮部分所用熔模铸造叶片的领先生产商。2)锻造部件业务方面,1999 年公司收购全球领先的航空航天锻件制造商惠曼戈登,并以之为平台开展锻造部件业务。2009 年收购卡尔顿,为航空航天、燃 气轮机等生产无缝轧制环和模锻件。3)金属部件业务方面,2006 年公司收购特 种金属,后者为惠曼-戈登提供 70% 以上的坯料,保证了锻造业务的类似镍基独 立性。2007 年公司收购 Caledonian,该公司专精于回收金属、制造组件,降低 了原材料成本。4)机身产品业务方面,2003 年公司收购 SPS 技术,生产航空 航天关键紧固件。

航空航天成熟配套企业,业绩高度挂钩行业走势。1999-2010 年,公司营收和净 利润随全球航空业新增喷气式飞机数量共同波动,于 2002、2008 年附近出现局 部高点。2011-2019 年,航空业新增飞机数稳步提升,CAGR 为 2.05%;公司业 绩随之同步上扬,营收 CAGR 达 6.51%,净利润 CAGR 更是达到 7.66%。2020 年至今,受新冠疫情影响,公司业绩均有所下降。2022 年营收和净利润降至 2019 年的 72.82%/65.54%。随着航空航天行业需求复苏和公司产能扩张,未来业绩 有望提升。与 PCC 不同,应流股份市场份额较小,业绩表现与行业整体需求水 平关联度低,整体营收和“两机”业务收入、归母净利润在 2020-2022 年间分 别实现 CAGR 达 9.49%/39.71%/41.15%,处于快速增长区间。

2007 财年后 PCC 航空航天业务营收占比不断提升,盈利能力明显改善。2000 财年以来,航空航天领域销售收入比重逐渐企稳,2007 财年后占比开始上升,到 2015 财年航空航天收入占比已达到 70%。公司客户结构逐渐清晰,航空航天 领域占据主导地位。与此同时,公司整体毛利率逐渐上升,从 2007 财年的 27.42% 升至 2015 财年的 32.51%。营业利润率和净利润率均随着航空航天销售收入比 重提升而提升,至 2015 年分别达到 26.07%和 15.29%。

锻造业务营收比重明显提升,各业务利润率整体改善。2000 财年以来,熔模铸 件业务营收占比逐渐下降,但营业利润率不断提升,成为公司营业利润率最高的 业务。公司机身产品和锻造部件业务营收比重先后出现多次跃升,原因在于多次 收购活动。1999 年,公司收购航空航天锻件制造商惠曼-戈登,开展锻造部件业 务;2003 年,公司收购 SPS 技术,生产航空航天关键紧固件,带动机身产品 营收比重迅速提高;2009 年,公司收购卡尔顿,为生产无缝轧制环和模锻件,锻造部件营收占比再次大幅提高。PCC 业务迅速发展可归功于多次成功的收购 行动。熔模铸件、机身产品和锻造部件业务营业利润率整体呈现上升趋势。

绑定优质客户,通用电气贡献 10%以上营收份额。2015 年,PCC 对通用电气销 售额占总营收比重达 13%。除此之外,联合技术公司、罗罗公司等主流航空发动 机制造企业也都是 PCC 的大客户。PCC 与大客户建立了长期的合作关系,客户 面临较高的转换成本。这构成了 PCC 的业绩保障和竞争优势,也是伯克希尔哈 撒韦收购 PCC 的一大原因。与 PCC 类似,应流股份也供应通用电气、西门子. 艾默生、赛莱默卡特彼勒等众多国际客户,十余家世界五百强企业。

对标 PCC,应流股份打通铸造产业链。PCC 和应流股份都为航空发动机、燃气 轮机等产品提供铸造件,在业务上有相似之处。PCC 通过并购特种金属和 Caledonia 等公司改善了原材料供应,能够独立自主生产其他业务所需的合金原 料。应流股份也致力于为铸造业务提供可靠的原材料,但采取了自主研发的方式,现已取得一定成果。2022 年,应流在保持铸造产能优势的前提下,继续加强全 产业链能力建设,攻克了母合金、陶瓷型芯等关键制造技术。高温合金母合金厂 累计已完成品种开发接近 40 个,通过了 GE、罗罗、商发、上海能源等国内外 优秀客户审核,大部分新产品开发实现了母合金的“本土化”。这有利于降低公 司的原材料成本和供应链风险。应流股份多次开展外延并购,迅速补齐业务体系。PCC 在发展历程中多次进行 收购,完善了四大业务条线。应流股份近年来也积极开展收购。2016 年,公司 收购德国 SBM 公司 100%股权,获得 SJ-A 发动机项目和 RT-216 直升机项目相 关的全部知识产权和制造许可,并投资共同开发涡轴发动机和直升机项目。同年,应流股份收购霍山嘉远,利用后者厂房、设备和基础设施,以较低成本实施“船 舶和海洋工程装备关键设备高温合金及耐腐蚀合金部件产业化项目”、“航空发动 机高温合金零部件产业化能力提升项目”,缩短项目建设周期;同时有利于提升高端零部件数控和智能加工技术水平,补充产能缺口。2018 年,公司还收购了 天津航宇 60%股权,新增了高端铝合金铸件生产能力,能满足航空航天和新能源 汽车行业客户对高端轻量化零件的需求。

着重发展航空航天业务,改善盈利能力。应流股份“两机”业务营收比重从 2017 年的 3.42%提升至 2022 年的 28.49%,成长迅速。该项业务毛利率在公司内居 于首位,2022 年达到 45.61%。借鉴 PCC 发展历史,航空航天业务收入比重的 提升伴随着盈利能力的改善。若应流股份继续深耕航空航天领域,预计将能推动 公司盈利水平再上新台阶。

应流股份“两机”业务具备高成长性,前景广阔。PCC 已是通用、普惠、罗罗 等大型航发企业的成熟供应商,本身具有世界领先的铸造、锻造工艺。由于市场 份额大,PCC 营收和净利润明显受到世界航空、电力等行业影响。行业波动明 显影响公司绩效。应流股份“两机”业务在全球范围内的市场份额较小,伴随新 产品的突破和“两机”国产化趋势,公司相较于 PCC 具备高成长性。

对标 PCC,应流股份“两机”业务潜力巨大。在中国“两机”铸造领域,应流 股份最有望成为“中国的 PCC”:1)相似的发展理念,都经历了价值量从低到 高的拓展,进入航空航天产业,并且都通过内部拓展和外延并购实现“两机”铸 造全产业链的布局。2)市场化竞争的考验,两家公司都通过自身实力进入全球 龙头客户的供应链,并且在竞争激烈的民用领域经受住市场竞争的考验。3)相 似的国内地位,两家公司在各自的国家都是产业链中的核心公司,其中应流股份 承担国家“两机”重大专项,是我国攻克高温合金部件“卡脖子”技术的核心企 业,将充分受益“两机”国产化的浪潮。#应流股份# $应流股份(SH603308)$

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03-24 21:12

应流与航发精铸、江苏永瀚比较,产品质量技术水平领先吗? Ws 15的叶片是谁做的?C j 1000的叶片是应流独家供应吗?