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碳纖維是國(guó)際認(rèn)可的現(xiàn)代高科技領(lǐng)域的戰(zhàn)略新材料，被譽(yù)為“黑色黃金”。碳纖維是一種含碳量在90%以上，具有高強(qiáng)度和高模量的新型纖維材料。

國(guó)務(wù)院、科技部等部門先后出臺(tái)多項(xiàng)碳纖維產(chǎn)業(yè)相關(guān)政策，明確高性能碳纖維行業(yè)發(fā)展重點(diǎn)和發(fā)展目標(biāo)。此外，科技部、財(cái)政部等部門通過"973計(jì)劃”、"863計(jì)劃”、科技支撐計(jì)劃、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范工程等科技計(jì)劃，支撐高性纖維相關(guān)的基礎(chǔ)研究、產(chǎn)業(yè)化及工程應(yīng)用。

對(duì)于國(guó)內(nèi)企業(yè)而言，由于美、日在技術(shù)領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位，同時(shí)日本東麗、美國(guó)赫氏這類老牌企業(yè)由于產(chǎn)線折舊等方面壓力較小，成本端亦存在極大優(yōu)勢(shì)，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)企業(yè)面臨巨頭價(jià)格打壓、產(chǎn)品傾銷，生存空間緊張。

2019年以來，企業(yè)紛紛宣布擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃，我們預(yù)計(jì)產(chǎn)能將在未來幾年逐步釋放，中國(guó)碳纖維有望真正走進(jìn)低成本時(shí)代。

撰寫：李俊杰

編輯：張展

01 碳纖維概覽

基礎(chǔ)概況

碳纖維十大新材料之一

碳纖維是國(guó)際認(rèn)可的現(xiàn)代高科技領(lǐng)域的戰(zhàn)略新材料，被譽(yù)為“黑色黃金”。碳纖維是一種含碳量在90%以上，具有高強(qiáng)度和高模量的新型纖維材料。

它是由片狀石墨微晶等有機(jī)纖維沿纖維軸方向堆砌后，經(jīng)碳化及石墨化而得到的微晶石墨材料。

碳纖維同時(shí)具有柔軟輕質(zhì)和強(qiáng)度極高的特點(diǎn)；此外，還具有高模量、耐高溫、耐腐蝕等諸多優(yōu)良性質(zhì)，使其在一眾材料之中脫穎而出，被譽(yù)為“新材料之王”。

因此，近年來碳纖維在航空航天、汽車工業(yè)、風(fēng)電行業(yè)、建筑結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域都得到了廣泛的運(yùn)用。

性能特點(diǎn)

碳纖維性能特點(diǎn)圖

產(chǎn)品比較

碳纖維與其他常見材料性能比較

產(chǎn)品分類

按照原材料不同，碳纖維主要可以分為聚丙烯腈基(PAN-CF)、粘膠基(Rayon-CF)、瀝青基碳纖維(Pitch-CF)等，其中瀝青基碳纖維又可以分為通用級(jí)和高性能級(jí)。

三類原材料各有其優(yōu)點(diǎn)和不足，因此有著不同的應(yīng)用方向。但由于PAN基生產(chǎn)工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，產(chǎn)品力學(xué)性能優(yōu)異，用途廣泛，占據(jù)了碳纖維產(chǎn)量九成以上。而瀝青基、粘膠基的產(chǎn)量規(guī)模相對(duì)較小。因此，目前市面上的碳釬維一般指PAN基碳纖維。

按照力學(xué)性能(即拉伸強(qiáng)度和拉伸模量)可以將碳纖維分為通用型和高性能型，其中，高性能型又可以細(xì)分為高強(qiáng)型、高模量型、超高強(qiáng)型以及超高膜型。業(yè)內(nèi)通常采用日本東麗(TORAY)公司制定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類。

發(fā)展歷程

18世紀(jì)中，英國(guó)人斯旺和美國(guó)人愛迪生利用竹子和纖維素等經(jīng)過一系列后處理制成了最早的碳纖維，將其用作燈絲并申請(qǐng)了專利。

20世紀(jì)50年代，美國(guó)開始研究粘膠基碳纖維，1959年生產(chǎn)出品名“Thormei-25”的粘膠基碳纖維。同年日本進(jìn)藤昭男首先發(fā)明了聚丙烯腈(PAN)基碳纖維。

1962年日本東麗公司開始研制生產(chǎn)碳纖維的優(yōu)質(zhì)原絲，在1967年成功開發(fā)出T300聚丙烯腈基碳纖維。1966年，英國(guó)皇家航空研究所的Watt等人改進(jìn)技術(shù)，開創(chuàng)了生產(chǎn)高強(qiáng)度、高模量PAN基碳纖維的新途徑。

1969年，日本東麗公司成功研究出用特殊單體共聚而成的聚丙烯腈制備碳纖維的原絲，結(jié)合美國(guó)聯(lián)合碳化物公司的碳化技術(shù)，生產(chǎn)出高強(qiáng)高模碳纖維。

國(guó)內(nèi)：2005年共有10家企業(yè)，占世界總產(chǎn)能的1%，2008年開始，在建低端產(chǎn)能過剩，2016年到2020年，十三五期間，需求增速一直維持在兩位數(shù)以上。

東麗2021年碳纖維產(chǎn)品已推出了三十余款型號(hào)，覆蓋領(lǐng)域已從航空航天延伸至了交通軌道、海洋、壓力容器、醫(yī)療、土木、電子電力等領(lǐng)域。

應(yīng)用領(lǐng)域

應(yīng)用方向：小絲束碳纖維通常運(yùn)用于航天軍工等高科技領(lǐng)域和高爾夫球桿、網(wǎng)球拍等體育休閑領(lǐng)域。

大絲束碳纖維則在以風(fēng)電葉片為代表的能源領(lǐng)域、交通建設(shè)、碳碳復(fù)材等領(lǐng)域得到廣泛運(yùn)用。

由于性能和生產(chǎn)技術(shù)的差異，小絲束碳纖維價(jià)格通常高于大絲束碳纖維價(jià)格，這也導(dǎo)致不同應(yīng)用領(lǐng)域的碳纖維價(jià)格存在差異。

以中復(fù)神鷹公司的產(chǎn)品為例，由于航空航天和體育休閑領(lǐng)域使用小絲束碳纖維，相比于其他使用大絲束碳纖維的領(lǐng)域(如風(fēng)電葉片、交通建設(shè)等)，其對(duì)應(yīng)的碳纖維產(chǎn)品價(jià)格更高。

各下游應(yīng)用碳纖維單噸價(jià)格對(duì)比(元/公斤)

02 產(chǎn)業(yè)鏈綜述

產(chǎn)業(yè)鏈

完整的碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈包含從一次能源到終端應(yīng)用的完整制造過程。

上 游

碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈上游主要以石油化工行業(yè)為主，通過原油煉制、裂解、氨氧化等工序獲得丙烯腈：碳纖維企業(yè)通過對(duì)以丙烯腈為主的原材料進(jìn)行聚合反應(yīng)生成聚丙烯腈，再以其紡絲獲得聚丙烯腈原絲，對(duì)原絲進(jìn)行預(yù)氧化、碳化等工藝制得碳纖維。

以最常見的聚丙烯腈基碳纖維為例，其制備過程主要分為兩個(gè)環(huán)節(jié)：原絲環(huán)節(jié)和碳絲環(huán)節(jié)。

在原絲環(huán)節(jié)中，原油經(jīng)過精煉、裂解等工藝得到丙烯，再通過氨氣氧化得到丙烯腈，丙烯腈經(jīng)過聚合、紡絲之后得到碳纖維原絲。這一階段的技術(shù)壁壘和工藝差別主要集中在紡絲環(huán)節(jié)，即濕法紡絲和干噴濕法紡絲的工藝。

在碳絲環(huán)節(jié)中，原絲經(jīng)過預(yù)氧化、低溫和高溫碳化、表面處理得到聚丙烯腈基碳纖維，再經(jīng)收絲、包裝即可得到碳纖維成品。第二階段最關(guān)鍵的則是預(yù)氧化爐和碳化爐。

中 游

中游：工藝設(shè)備及規(guī)模是其成本控制的核心

碳纖維產(chǎn)品制備環(huán)節(jié)，按照生產(chǎn)流程來看，根據(jù)產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)數(shù)據(jù)，原絲制備環(huán)節(jié)成本占比最高，達(dá)到51%，其次是碳化，成本占比約為23%。按照成本要素來看，原材料及燃料成本占比均達(dá)到了30%。

碳纖維復(fù)合材料制備環(huán)節(jié)，不同階段產(chǎn)品價(jià)格大幅增值，同一品種原絲的售價(jià)約40元/公斤，碳纖維約180元/公斤，預(yù)浸料約600元/公斤，民用復(fù)合材料約在1000元以下/公斤，汽車復(fù)合材料約3000元/公斤，航空復(fù)合材料約8000元/公斤，每一級(jí)的深加工都有大幅度的增值。

從國(guó)內(nèi)上市公司報(bào)表角度，原絲端以主營(yíng)碳纖維原絲的吉林碳谷為例。吉林碳谷在招股書中指出公司主要產(chǎn)品碳纖維原絲生產(chǎn)過程中直接材料占比最大，材料中以丙烯腈及油劑為主，丙烯腈及油劑成本占總材料成本的90%左右。

制造費(fèi)用方面，根據(jù)中復(fù)神鷹招股說明書披露，制造費(fèi)用高主因在于碳纖維生產(chǎn)所需設(shè)備價(jià)值較高，折舊金額較大，一般通過工藝改進(jìn)、規(guī)模效應(yīng)來盡可能降低成本。對(duì)于規(guī)模效應(yīng)而言，生產(chǎn)1kg碳纖維需要消耗2.2kgPAN原絲，即生產(chǎn)500t碳纖維需配備1100tPAN原絲生產(chǎn)能力。

在碳纖維生產(chǎn)制備過程中，即使規(guī)模很小，其輔助工程、生產(chǎn)裝備也必須齊全，因而規(guī)模效益在碳纖維生產(chǎn)制備過程中顯得異常突出。

工藝設(shè)備方面，工藝沒有絕對(duì)的優(yōu)劣之分，吃透工藝原理、設(shè)備才能掌控定價(jià)主動(dòng)權(quán)。碳纖維原絲制備及碳纖維制備方法多種多樣，每一種工藝均存在優(yōu)劣勢(shì)，如何合理的規(guī)避工藝、設(shè)備的缺點(diǎn)成為關(guān)鍵。

以近期上市的中復(fù)神鷹為例，工藝方面，招股書披露，公司“干噴濕紡千噸級(jí)高強(qiáng)/百噸級(jí)中模碳纖維產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”成果榮獲2017年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng)，為國(guó)內(nèi)碳纖維領(lǐng)域唯一獲得該項(xiàng)殊榮的企業(yè)，奠定了公司在國(guó)內(nèi)碳纖維領(lǐng)域的技術(shù)領(lǐng)先地位。

下 游

下游：從結(jié)構(gòu)來看，碳纖維下游應(yīng)用多元，風(fēng)電行業(yè)為主要增量

碳纖維很少直接應(yīng)用，大多是經(jīng)過深加工制成中間產(chǎn)物或復(fù)合材料使用。碳纖維以其質(zhì)輕、高強(qiáng)度、高模量、耐高低溫和耐腐蝕等特點(diǎn)最早應(yīng)用于航天及國(guó)防領(lǐng)域，如大型飛機(jī)、軍用飛機(jī)、無人機(jī)及導(dǎo)彈、火箭、人造衛(wèi)星和雷達(dá)罩等，且航空航天領(lǐng)域用碳纖維的性能等級(jí)相對(duì)而言是最高的。

近些年，隨著風(fēng)電行業(yè)的迅猛發(fā)展，大葉風(fēng)電葉片對(duì)碳纖維的需求激增，形成了航空航天驅(qū)動(dòng)與風(fēng)電用驅(qū)動(dòng)的雙引擎驅(qū)動(dòng)模式。

碳纖維復(fù)合材料在航空領(lǐng)域的應(yīng)用大致可分為1、應(yīng)用在受力不大或非承力構(gòu)件階段(如舵面、口蓋等)；2、應(yīng)用在次承力或承力較大構(gòu)件階段(如機(jī)翼等)；3、應(yīng)用在主承力構(gòu)件或復(fù)雜受力構(gòu)件階段(如機(jī)身、中央翼盒)等；

碳纖維下游應(yīng)用分散多元，包括風(fēng)電葉片、體育休閑、航空航天等領(lǐng)域，但不論從全球范圍還是單就國(guó)內(nèi)市場(chǎng)而言，風(fēng)電葉片和體育休閑都占據(jù)了主要地位。

碳纖維可有效降低風(fēng)電葉片重量，促進(jìn)風(fēng)力發(fā)電向大功率方向發(fā)展。風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)主要由發(fā)電機(jī)、葉片、塔架和控制系統(tǒng)組成。其中，復(fù)合材料葉片是發(fā)電機(jī)的核心部件之一，葉片成本約占發(fā)電機(jī)系統(tǒng)成本的18%-22%。

由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的電能與葉片長(zhǎng)度成正比，故此為提高發(fā)電功率需要增加葉片長(zhǎng)度，葉片重量也隨之增加，為更好地平衡葉片重量與長(zhǎng)度，碳纖維復(fù)合材料成為風(fēng)電葉片的理想選擇。

近年來，風(fēng)力發(fā)電機(jī)功率日益增大的需求促使風(fēng)機(jī)葉片日益大型化、輕質(zhì)化發(fā)展；傳統(tǒng)葉片材料玻璃纖維無法滿足這一需求，而碳纖維因其強(qiáng)高質(zhì)輕的優(yōu)點(diǎn)逐漸取代玻璃纖維，成為風(fēng)機(jī)葉片的主要材料。

2020年，全球碳纖維市場(chǎng)中風(fēng)電葉片占比約為29%，同比增長(zhǎng)20%；而國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額則約為40.9%，同比增長(zhǎng)45%。由此可見，風(fēng)電葉片不僅是碳纖維產(chǎn)業(yè)最主要的下游應(yīng)用，更是國(guó)內(nèi)碳纖維廠商的發(fā)展機(jī)遇所在。

03 行業(yè)分析

國(guó)家政策

國(guó)務(wù)院、科技部等部門先后出臺(tái)多項(xiàng)碳纖維產(chǎn)業(yè)相關(guān)政策，明確高性能碳纖維行業(yè)發(fā)展重點(diǎn)和發(fā)展目標(biāo)。

此外，科技部、財(cái)政部等部門通過"973計(jì)劃”、"863計(jì)劃”、科技支撐計(jì)劃、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范工程等科技計(jì)劃，支撐高性纖維相關(guān)的基礎(chǔ)研究、產(chǎn)業(yè)化及工程應(yīng)用。

我國(guó)近年促進(jìn)碳纖維行業(yè)發(fā)展的相關(guān)政策

市場(chǎng)結(jié)構(gòu)

2021年，我國(guó)碳纖維需求為6.24萬噸，較2020年增長(zhǎng)27.7%，遠(yuǎn)超同期全球市場(chǎng)10.4%的增幅。

一方面因?yàn)槿蝻L(fēng)電葉片對(duì)碳纖維需求大幅增長(zhǎng)，國(guó)際風(fēng)電葉片代工由歐洲轉(zhuǎn)向國(guó)內(nèi)，帶來國(guó)內(nèi)該領(lǐng)域的碳纖維需求激增；另一方面，國(guó)內(nèi)民航領(lǐng)域的需求占比遠(yuǎn)小于全球民航領(lǐng)域需求占比，因此受疫情負(fù)面影響相對(duì)較小。

從碳纖維供應(yīng)來看，日本和韓國(guó)仍為我國(guó)主要碳纖維進(jìn)口地區(qū)。2021年，我國(guó)從日本、中國(guó)臺(tái)灣、美國(guó)、墨西哥等地區(qū)的碳纖維進(jìn)口量均有不同程度的降低，尤其日本與韓國(guó)，進(jìn)口量占比從2020年的15%降至11%。

除了日本對(duì)中國(guó)碳纖維出口管制的原因，碳纖維國(guó)產(chǎn)化步伐的加快也是關(guān)鍵的因素。由于國(guó)內(nèi)進(jìn)口小絲束主要供應(yīng)商為日本東麗和韓國(guó)曉星，2020年8月日本開始限制出口，韓國(guó)進(jìn)口量增長(zhǎng)較大，占比從2020年的5%增長(zhǎng)至8.5%。

我國(guó)軍機(jī)單機(jī)重量和碳纖維復(fù)合材料含量同步提升，放量后將產(chǎn)生乘數(shù)效應(yīng)。據(jù)《復(fù)合材料在航空戰(zhàn)機(jī)上的應(yīng)用》表述，以殲擊機(jī)為例，我國(guó)殲-7空重5.3噸，碳纖維復(fù)材含量約2%，新一代戰(zhàn)機(jī)空重17噸，碳纖維復(fù)合材料含量約25-30%，相比老舊機(jī)型，新機(jī)型單機(jī)重量與碳纖維復(fù)材含量均顯著提升，未來將產(chǎn)生乘數(shù)效應(yīng)支撐碳纖維需求增長(zhǎng)。

2019年，全球陸上風(fēng)電新增裝機(jī)容量為54.2GW，同比增長(zhǎng)17%；累計(jì)裝機(jī)規(guī)模邁過600GW這一新的里程碑，達(dá)到621GW。其中，我國(guó)陸上風(fēng)電新增并網(wǎng)容量為23.8GW，占全球比重44%，累計(jì)并網(wǎng)容量達(dá)到230GW。

2019年，全球海上風(fēng)電新增裝機(jī)容量超過6GW，是有史以來表現(xiàn)最好的一年。其中，我國(guó)的新增規(guī)模達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的2.3GW，居全球第一。英國(guó)的新增規(guī)模接近1.8GW，依然是全球重要的海上風(fēng)電市場(chǎng)。德國(guó)的新增規(guī)模超過1.1GW，居全球第三。

市場(chǎng)規(guī)模

2019年全球碳纖維需求首次突破10萬噸。據(jù)《2019全球碳纖維復(fù)合材料市場(chǎng)報(bào)告》測(cè)算，2019年全球碳纖維需求總量達(dá)10.4萬噸，同比增長(zhǎng)12%，金額達(dá)到28.7億美元，同比增幅11.6%。2008-2019年全球碳纖維需求量CAGR為10%。

這是全球碳纖維發(fā)展60余年來需求量首次突破10萬噸大關(guān)，其直接反映了碳纖維下游需求的持續(xù)擴(kuò)張。

隨著各國(guó)對(duì)碳纖維投入加大，核心技術(shù)將不斷突破，當(dāng)絕大部分核心技術(shù)被掌握后，下一個(gè)10萬噸需求增長(zhǎng)的用時(shí)間將急劇縮短，據(jù)《2019全球碳纖維復(fù)合材料市場(chǎng)報(bào)告》預(yù)測(cè)，2025年全球碳纖維需求量將達(dá)到20萬噸，2030年將達(dá)到40-50萬噸。

從需求情況來看，2020年，國(guó)內(nèi)風(fēng)電葉片碳纖維需求約20000噸，約占總需求的40.9%，為第一大需求板塊。

從國(guó)內(nèi)外對(duì)比來看，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)增長(zhǎng)明顯高于國(guó)際增長(zhǎng)。2017-2020年中國(guó)僅風(fēng)電葉片碳纖維用量分別為0.3、0.8、1.4、2.0萬噸，四年間的復(fù)合增長(zhǎng)率為88%。同時(shí)，國(guó)內(nèi)風(fēng)電碳纖維需求占全球需求量比例由15%提升至65%，證明了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)增速顯著高于國(guó)際市場(chǎng)。

風(fēng)電：2025年全球風(fēng)電領(lǐng)域碳纖維復(fù)材市場(chǎng)空間約140億元規(guī)模

由于輕質(zhì)和高強(qiáng)度的特點(diǎn)，碳纖維復(fù)合材料是目前滿足風(fēng)電葉片性能要求的最佳選擇之一。傳統(tǒng)風(fēng)電葉片廣泛采用的玻璃纖維復(fù)合材料，其抗拉強(qiáng)度為1000～2000MPa，密度在2.5g/cm3左右，性能已經(jīng)趨于極限。相對(duì)之下，碳纖維復(fù)合材料抗拉強(qiáng)度高達(dá)3000～5000MPa,密度僅有1.6g/cm3。除了輕質(zhì)和高強(qiáng)度外，碳纖維復(fù)材還具有高彈性模量、耐高低溫、耐腐蝕、耐疲勞等優(yōu)異特性。

此外，通過采用氣動(dòng)效率更高的薄翼型和增加葉片長(zhǎng)度，能提高風(fēng)能利用率和年發(fā)電量，從而降低綜合使用成本。尤其是近年來碳纖維行業(yè)采用大絲束碳纖維拉擠梁片工藝以降低成本，大絲束碳纖維及其復(fù)合材料價(jià)格下降，使得碳纖維在風(fēng)電葉片領(lǐng)域用量急劇增加。

碳纖維復(fù)合材料較多應(yīng)用在風(fēng)電葉片的關(guān)鍵部位，如主梁帽、蒙皮表面、葉片根部等。由于碳纖維價(jià)格比較高，考慮到葉片的制造成本，碳纖維只應(yīng)用到葉片的一些關(guān)鍵部位。其中，主梁帽是風(fēng)電葉片主承力結(jié)構(gòu)的重要組成，將碳纖維應(yīng)用于此可以最大限度的發(fā)揮其高剛性的特點(diǎn)，最大限度地減重而不過多地增加成本；蒙皮表面整體使用碳纖維，可以降低作用在內(nèi)支撐梁上的受力和扭矩；碳纖維應(yīng)用于葉片根部時(shí)，不僅可以提高根部材料的斷裂強(qiáng)度和承載強(qiáng)度，使施加在螺栓上的動(dòng)態(tài)載荷減少，還可以增加根部法蘭處的螺栓數(shù)量，從而增加葉片和輪轂連接處的靜態(tài)強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度。目前24K及以上的碳纖維已經(jīng)部分應(yīng)用于葉片梁帽、葉根、蒙皮全表面，未來碳纖維及其復(fù)合材料在風(fēng)電葉片領(lǐng)域必將廣泛使用。

2025年，全球風(fēng)電行業(yè)碳纖維復(fù)材市場(chǎng)空間預(yù)計(jì)約140億元規(guī)模。全球迫切降低碳排放量前提下，風(fēng)能將成為全球最大清潔能源之一。疊加風(fēng)機(jī)葉片大型化、輕量化的趨勢(shì)，全球風(fēng)電行業(yè)碳纖維市場(chǎng)空間仍將保持較快增長(zhǎng)。目前碳纖維復(fù)材在風(fēng)電行業(yè)使用滲透率約在25%，隨著滲透率的逐步提升，疊加全球風(fēng)電裝機(jī)量高速增長(zhǎng)。到2025年，預(yù)計(jì)全球風(fēng)電行業(yè)碳纖維復(fù)材市場(chǎng)空間預(yù)計(jì)將達(dá)20.7億美元，對(duì)應(yīng)約140億人民幣市場(chǎng)規(guī)模。

軍機(jī)迭代將新增8210噸碳纖維需求，市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到328億元。

我國(guó)軍機(jī)總數(shù)僅為美國(guó)四分之一，高端戰(zhàn)機(jī)占比不足，軍機(jī)迭代迫在眉睫。據(jù)《WorldAirforces2020》統(tǒng)計(jì)，2019年我國(guó)軍機(jī)總量為3210架，雖位列世界第三但僅為美國(guó)的四分之一。目前我國(guó)以殲-7、殲-8為代表的二代戰(zhàn)斗機(jī)仍是主力，占比達(dá)到58%，四代機(jī)占比僅為1%，而美軍現(xiàn)役已無二代戰(zhàn)斗機(jī)，其三、四代機(jī)型占比分別為87%和13%。我們認(rèn)為，未來我國(guó)軍機(jī)升級(jí)換代將是大勢(shì)所趨。

我國(guó)軍機(jī)單機(jī)重量和碳纖維復(fù)合材料含量同步提升，放量后將產(chǎn)生乘數(shù)效應(yīng)。據(jù)《復(fù)合材料在航空戰(zhàn)機(jī)上的應(yīng)用》表述，以殲擊機(jī)為例，我國(guó)殲-7空重5.3噸，碳纖維復(fù)材含量約2%，新一代戰(zhàn)機(jī)空重17噸，碳纖維復(fù)合材料含量約25-30%，相比老舊機(jī)型，新機(jī)型單機(jī)重量與碳纖維復(fù)材含量均顯著提升，未來將產(chǎn)生乘數(shù)效應(yīng)支撐碳纖維需求增長(zhǎng)。

04 相關(guān)公司

國(guó)際市場(chǎng)

美、日幾乎壟斷全球碳纖維市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)領(lǐng)域面臨極大競(jìng)爭(zhēng)壓力。據(jù)《碳纖維產(chǎn)業(yè)釋放良機(jī)2019》統(tǒng)計(jì)，2019年全球碳纖維運(yùn)行產(chǎn)能約為15.5萬噸，其中日本碳纖維產(chǎn)能約為2.9萬噸，占全球產(chǎn)能的18.8%；美國(guó)產(chǎn)能約為3.7萬噸，占全球產(chǎn)能的24.1%。

日本是全球最大的碳纖維生產(chǎn)國(guó)，日本東麗、日本東邦和日本三菱麗陽擁有全球丙烯腈基碳纖維50%以上市場(chǎng)份額，掌握世界頂尖碳纖維生產(chǎn)技術(shù)，產(chǎn)品的質(zhì)與量均處于世界領(lǐng)先地位，而美國(guó)是繼日本之后掌握碳纖維生產(chǎn)技術(shù)的少數(shù)國(guó)家之一，同時(shí)又是世界上最大的丙烯腈基碳纖維消費(fèi)國(guó)，約占世界總消費(fèi)量的1/3。

據(jù)中國(guó)化學(xué)纖維工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，在小絲束碳纖維市場(chǎng)，日本企業(yè)所占全球產(chǎn)能的49%；在大絲束碳纖維市場(chǎng)上，美國(guó)企業(yè)所占全球產(chǎn)能的89%左右。

國(guó)內(nèi)市場(chǎng)

國(guó)內(nèi)企業(yè)主要通過擴(kuò)充產(chǎn)能提升規(guī)模效應(yīng)以應(yīng)對(duì)激烈的競(jìng)爭(zhēng)

對(duì)于國(guó)內(nèi)企業(yè)而言，由于美、日在技術(shù)領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位，同時(shí)日本東麗、美國(guó)赫氏這類老牌企業(yè)由于產(chǎn)線折舊等方面壓力較小，成本端亦存在極大優(yōu)勢(shì)，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)企業(yè)面臨巨頭價(jià)格打壓、產(chǎn)品傾銷，生存空間緊張。

無論是傳統(tǒng)民用市場(chǎng)（包含航空航天），還是具有大規(guī)模需求潛力的市場(chǎng)，如風(fēng)電、汽車、軌道交通等，價(jià)格和性價(jià)比始終是企業(yè)考慮的首要因素，由此催生出各具商業(yè)價(jià)值的碳纖維品種。

2019年以來，企業(yè)紛紛宣布擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃，我們預(yù)計(jì)產(chǎn)能將在未來幾年逐步釋放，中國(guó)碳纖維有望真正走進(jìn)低成本時(shí)代。

風(fēng)險(xiǎn)揭示

政策變動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)

碳纖維制造行業(yè)屬于新材料領(lǐng)域，對(duì)國(guó)家相關(guān)戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要支撐作用。近年來，國(guó)家不斷出臺(tái)產(chǎn)業(yè)政策、技術(shù)扶持政策，對(duì)該行業(yè)的發(fā)展起到了積極的引導(dǎo)作用。但不排除未來國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策發(fā)生重大不利變化，而對(duì)碳纖維行業(yè)的市場(chǎng)空間及發(fā)展前景帶來嚴(yán)重影響的風(fēng)險(xiǎn)。此外，碳纖維生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)會(huì)帶來大量廢棄物，包括廢氣和廢渣。不排除國(guó)家可能采用更嚴(yán)格的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，從而導(dǎo)致碳纖維生產(chǎn)企業(yè)在環(huán)境方面產(chǎn)生額外支出的風(fēng)險(xiǎn)。

原材料和能源價(jià)格大幅波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)

碳纖維生產(chǎn)的主要原材料和能源包括丙烯腈、天然氣、電力、蒸汽等。丙烯腈為石油化工產(chǎn)品，市場(chǎng)價(jià)格受國(guó)際石油價(jià)格波動(dòng)影響較大。因此不排除原材料和能源價(jià)格大幅上述，從而導(dǎo)致碳纖維行業(yè)成本增加的風(fēng)險(xiǎn)。以中復(fù)神鷹公司為例，該公司2018-2021年間丙烯腈采購單價(jià)大幅波動(dòng)，分別為1.37萬元/噸、1.06萬元/噸、0.77萬元/噸、1.28萬元/噸，對(duì)其主營(yíng)業(yè)務(wù)利潤(rùn)產(chǎn)生重大影響。

關(guān)鍵原材料及設(shè)備進(jìn)口受限風(fēng)險(xiǎn)

目前國(guó)內(nèi)企業(yè)的原材料(原油等)和主要設(shè)備(預(yù)氧化爐、碳化爐等)的供應(yīng)仍在一定程度上依靠進(jìn)口。一方面，在當(dāng)下新冠疫情和國(guó)際關(guān)系日益嚴(yán)峻的背景下，不能排除一些重大突發(fā)事件可能造成的原材料和主要設(shè)備供應(yīng)的中斷，從而對(duì)國(guó)內(nèi)碳纖維行業(yè)生產(chǎn)帶來的重大風(fēng)險(xiǎn)。另一方面，一般而言，國(guó)內(nèi)企業(yè)收入以人民幣計(jì)價(jià)，而采購國(guó)外原材料及設(shè)備則以外幣計(jì)價(jià)。不排除未來人民幣可能貶值而來帶的成本增加風(fēng)險(xiǎn)。

下游需求項(xiàng)目進(jìn)展不及預(yù)期風(fēng)險(xiǎn)

國(guó)內(nèi)碳纖維行業(yè)下游應(yīng)用主要包括風(fēng)電葉片、航天航空和體育休閑。在疫情背景下，航空領(lǐng)域、風(fēng)電領(lǐng)域難免遭受沖擊，帶來碳纖維需求下降風(fēng)險(xiǎn)。