二、投资前瞻:黑马初具雏形
依据高空发电系统核心部件的构成,我们认为,其中的几项关键环节存在产业化前景,且有可能在 A 股出现投资机会。其中一是发电机制造,二是特种缆绳制造,三是提供整体解决方案的风电运营。
发电机
高空风能发电机与传统风能发电机并无本质的差别。传统风能发电机经过改装可用于高空风能发电。国内上市公司中,东 方电气(SH.600875)是我国最大的发电设备制造企业之一,主要从事水力发电机组、燃煤发电机、燃气发电机、核电汽轮发电机和交直流电机及控制装置的生产及销售。
2010 年 3 月,广东高空风能与东 方电气集团签署“合作研发高空风电产业化样机”协议。据报道,广东高空风能与德阳将联合开发10 兆瓦级基本机型,东 方电机负责地面设备,广东高空风能负责天上设备。虽然后续合作无实质性进展,但当初高空风能公司选择与东 方电气合作,显示东 方电气发电机产品是可以改装后适用于高空风能发电系统的。
特种缆绳
为了把风筝凭借风力送上天,至少需要 100 吨的拉力。如果用钢铁做绳子,如此远的距离,钢绳连自己的重力都无法承受,因此必须采用比重极轻的材料。同时具备高强度、耐腐蚀的特点。
超高分子量聚乙烯纤维(UHMWPE),强度是同等截面钢丝的 15 倍,密度约 0.97 ~0.98g/cm3,密度轻到可以浮在水面,还具有耐切割性,因此 UHMWPE 成为高空风能发电系统用缆绳的较优选择。
超高分子量聚乙烯纤维作为三大高科技纤维之一,是密度最小(0.97g/cm3)的高性能纤维,也是目前发展最快的品种。若按纺织单位计,其强度(37.8cN/dtex)冠于一切纤维,而模量(1765cN/dtex)位居第二位;然而若以工程单位计,上述 2 品种的强度和模量3.7GPa 和 175GPa 左右,模量不及 T300 碳纤维,但其比强度和比模量甚高,不足的是长期使用温度为 130°C左右,蠕变相对较大,而且与树脂的粘合性较差,需要进行低温等离子表面处理或在纤维中加少许碳纳米管等加以改善。UHMWPE 纤维可广泛应用于航空航天、军工、通讯、医疗、体育器材、建筑和海洋渔业等领域。
UHMWPE 纤维研发时间较晚,但发展速度极快。UHMWPE 纤维是在 20 世纪70 年代首先研制成功,当时所用的聚乙烯分子量只有 10 万。此后荷兰 DSM 公司发明了凝胶纺丝法,制备出了 UHMWPE 纤维,并实现了工业化生产。超高分子量聚乙烯纤维生产技术曾经被几个国家所垄断,如:荷兰、美国两个国家具有完全自主知识产权,因此,也就垄断了该行业。如今我国东华大学的化学纤维研究所已经能够成功研制 UHMWPE纤维并投产,并且在 2000 年由宁波大成联合科研院实现了产业化。
在国外,目前欧美和日本在 UHMWPE 纤维的用途结构上有一定差异。欧美主要用于防弹衣和武器装备,占总量的 60%-70%,其次为:绳缆为 20%,渔网等占 5%,劳动防护占 5%。日本主要用于绳缆、渔网、防护类特别是防切割手套等,在汽车生产涂漆工序中的使用已达到 UHMWPE 纤维总需求量的 1/4。
在国内,UHMWPE 纤维旺盛的需求主要得益于下游产品——防弹无纬布的销售带动。UHMWPE 纤维的无纬布材料加工利润实际占其企业初期总利润的70%以上。同时,UHMWPE 纤维的应用领域很多,预计国内缆绳行业的纤维材料年需求量在 3000 吨以上。根据对超高分子量聚乙烯纤维及无纬布的国内市场预测,近几年国内纤维需求量应该在 8600 吨以上。
UHMWPE 纤维全球生产集中于荷兰、美国和日本,产能达1.4 万吨。目前,国外UHMWPE 纤维主要生产商为荷兰帝斯曼(DSM)、美国霍尼韦尔(HONEYWELL)和日本东洋纺(TOYOBO)等 3 家公司,2011 年这三大主要生产厂商产能已达到年产 14000 吨。
现阶段我国的 UHMWPE 纤维生产厂商已发展至 20 家左右,2010 年总产能达到 1.7 万吨。目前国内生产 UHMWPE 纤维的企业主要有北京同益中、湖南中泰、宁波大成、中石化仪征化纤、上海斯瑞聚合体科技、山东爱地高分子材料等。
在已上市公司中,中纺投资(600061.SH)全资控股的子公司北京同益中具备每年 1200吨 UHMWPE 纤维的产能。由中纺投资 2013 年报可知,北京同益中特种纤维技术开发有限公司为公司全资子公司,主要从事高强 PE 纤维及复合材料研究、开发及生产,注册资本 8000 万元。本报告期末,资产总额 28528 万元,净资产 21754 万元。
风电运营
风电运营厂商提供高空风能发电技术研发/发电系统设计和高空风能发电站建造等综合业务。
国内上市公司中,中路股份(SH.600818)对广东高空风能技术有限公司以人民币 3000万元进行增资入股,并占增资扩股后高空风能 16.073%股权。高空风能是目前国内唯一从事 300-10000米高空风能发电技术研发、发电系统设计和高空风能发电站建造等业务的企业,其开发应用最新的发电技术—— “天风”风电技术。目前高空风能研发的最新产品-2.5 兆瓦双轴异步双传动高空风能发电机组。首台机组年内将在安徽芜湖安装,将会是世界上首台实用性大功率高空风能发电系统。