20170914-中泰证券-碳纤维系列报告之一：行业风口即将到来（行业简介及中国市场分析）_44页_2mb

碳纤维行业分析报告总结

核心内容

碳纤维是一种高性能的结构材料，具有高比强度、高比模量、抗蠕变、导电、导热等优异性能，是航空航天、汽车、风电、体育休闲等多个领域的重要材料。碳纤维的生产过程复杂，涉及多个技术环节，且产业链中各环节附加值高，尤其在原丝制备、碳纤维生产、复合材料加工等环节占据产业链利润的85%。目前，我国碳纤维产业仍主要依赖进口，但随着技术突破和下游需求增长，行业有望迎来快速发展。

主要观点

• 性能优势：碳纤维具有强度比钢大、密度比铝小、耐腐蚀、耐高温等特性，是理想的轻量化材料。
• 应用广泛：碳纤维在航空航天、汽车、风电、体育休闲、土木建筑、石油工业和输电线路等多个领域都有广泛应用。
• 产业链复杂：从原丝到最终复合材料制品，每个环节都有技术壁垒，一体化全产业链布局的企业更具竞争力。
• 成本与能耗：碳纤维生产过程高投入、高能耗，但随着技术进步和规模化生产，成本有望下降。
• 技术封锁：国外对我国碳纤维行业存在严格的技术和产品封锁，限制了我国的自主发展。
• 市场需求增长：预计到2020年，全球汽车碳纤维需求将增长至23000吨，成为仅次于航空航天的第二大市场。

关键信息

1. 碳纤维的性能与分类

• 碳纤维含碳量超过90%，具有优异的物理化学性能。
• 按原丝、性能、功能分类，主要包括聚丙烯腈（PAN）基、沥青基、粘胶基三种。
• PAN基碳纤维是目前应用最广、产量最大的碳纤维类型，其抗拉强度和模量为三种类型之首。
• 碳纤维复合材料（CFRP）是碳纤维的典型应用形式，具有轻量化、高强度、高模量等优点。

2. 碳纤维生产工艺与技术难点

• 碳纤维生产工艺包括原丝制备、碳化、石墨化等环节，其中原丝生产和碳纤维成型是技术难点。
• PAN基碳纤维的生产流程包括聚合、纺丝、预氧化、碳化、石墨化等步骤。
• 沥青基碳纤维生产成本低，但其强度不如PAN基碳纤维。
• 粘胶基碳纤维主要用于耐烧蚀和隔热材料，产量仅占全球1%左右。

3. 碳纤维复合材料成型工艺

• 主要成型工艺包括预浸料热压罐工艺、树脂传递模塑（RTM）工艺、模压、搓卷等。
• RTM工艺适用于汽车部件生产，具有低成本、高效率、高质量等优点。
• HP-RTM工艺是RTM的升级版，能够实现大批量、短周期、高质量的生产。

4. 碳纤维的应用领域

• 航天航空：用于卫星、运载火箭、精密支撑结构等，可减重30%左右，提高性能和效率。
• 汽车工业：用于新能源汽车轻量化，可显著降低整车重量，提高燃油效率和续航能力。宝马I3电动车是碳纤维在汽车上应用的典型代表。
• 风电工业：用于制造大功率风力发电机组的叶片，提高刚性和承载能力。
• 体育休闲工具：用于高尔夫球杆、自行车、球拍等，提升产品性能和轻量化水平。
• 土木建筑：用于加固钢筋混凝土结构，提升建筑的耐冲击性和施工效率。
• 氢罐压力容器：用于燃料电池车的储氢系统，提高安全性和可靠性。
• 石油工业：用于制造特种抽油杆，提高效率和耐用性。
• 输电线路：用于制造ACCC碳纤维复合芯导线，提升导线的载流量和节能效果。

5. 世界碳纤维产业化格局

• 技术垄断：目前碳纤维技术主要由日本、美国等发达国家掌握，形成技术壁垒。
• 主要企业：东丽、东邦、三菱人造丝、卓尔泰克、赫氏、西格里等企业在全球碳纤维市场中占据主导地位。
• 产能分布：小丝束碳纤维产能主要集中在日本和美国，大丝束碳纤维则以美国为主。

6. 我国碳纤维产业发展情况

• 进口依赖：我国是碳纤维消费大国，但目前仍主要依赖进口，国产碳纤维处于初级阶段。
• 技术发展：自70年代起，我国逐步开展碳纤维研究，2007年实现T300级碳纤维的量产，应用于军用领域。
• 产业布局：国内布局碳纤维行业的企业包括康得新、光威复材、恒神股份、中复神鹰、中简科技等，其中部分企业已实现盈利。
• 未来前景：随着新能源汽车、风电、航空航天等下游需求增长，我国碳纤维行业有望迎来快速发展。

7. 国内主要碳纤维企业

• 康得新：布局全产业链，重点发展新能源汽车领域，与宝马合作，推动碳纤维在汽车行业的应用。
• 光威复材：国内少数实现盈利的碳纤维企业，主要产品包括碳纤维、预浸料等，具备规模化生产能力。
• 恒神股份：具备碳纤维及其制品全产业链布局能力，应用于高速列车、航空航天等领域。
• 中复神鹰：专注于高性能、低成本碳纤维生产，已实现PAN基碳纤维原丝和碳纤维的生产。
• 中简科技：专注于航空航天领域的高性能碳纤维研发与生产，产品性能达到国际先进水平。

风险提示

• 碳纤维下游行业需求不达预期。
• 技术壁垒高，国产碳纤维仍需突破技术瓶颈。
• 国际技术封锁和价格竞争可能影响行业发展。

图表目录（摘要）

• 图表1：碳纤维编织布
• 图表2：碳纤维物理化学性能优异
• 图表3：碳纤维主要的物理性能
• 图表4：几种主要材料的物理性能对比
• 图表5：碳纤维的分类
• 图表6：PAN基碳纤维是主要的碳纤维品种
• 图表7：几种碳纤维的主要性能指标
• 图表8：碳纤维产业链
• 图表9：碳纤维产业链利润构成
• 图表10：生产碳纤维的能耗及排放气体量与其他材料的比较
• 图表11：碳纤维生产成本
• 图表12：几种碳纤维的生产工艺差别
• 图表13：PAN碳纤维制备流程
• 图表14：碳纤维原丝生产和碳纤维成型是难点
• 图表15：沥青基碳纤维制备流程
• 图表16：中国企业布局的沥青基碳纤维情况
• 图表17：粘胶基碳纤维制备过程
• 图表18：主要的CFRP成型工艺特点
• 图表19：庞巴迪CRJ系列副翼和襟翼采用RTM工艺制造
• 图表20：HP-RTM工艺流程
• 图表21：碳纤维应用进化史
• 图表22：全球碳纤维市场需求预测
• 图表23：全球碳纤维市场需求预测
• 图表24：2020年碳纤维细分领域需求
• 图表25：碳纤维性能优异应用在各领域
• 图表26：碳纤维结构汽车较钢结构汽车减重超过50%以上
• 图表27：汽车上的碳纤维制品
• 图表28：不同等级汽车对碳纤维的需求量
• 图表29：宝马I3及碳纤维车体
• 图表30：宝马碳纤维的生产模式
• 图表31：汽车行业企业与碳纤维公司合作布局碳纤维汽车
• 图表32：空客飞机交付数量增长
• 图表33：航空航天碳纤维需求逐年增长
• 图表34：波音787飞机材料的构成
• 图表35：V-22鱼鹰式倾转旋翼机制造材料构成
• 图表36：世界风力发电机组装机容量及增长率
• 图表37：世界风力发电向大功率、长叶片方向发展
• 图表38：各大厂商在大功率叶片中采用碳纤维叶片
• 图表39：中国风电工业用碳纤维4年内实现倍增
• 图表40：自行车用碳纤维需求量
• 图表41：ACCC导线的性能优势
• 图表42：碳纤维关键技术发展的四个阶段
• 图表43：小丝束碳纤维行业集中度
• 图表44：大丝束碳纤维行业集中度
• 图表45：世界小丝束碳纤维区域集中度
• 图表46：大丝束碳纤维区域集中度
• 图表47：09-14年我国碳纤维需求量（吨）和增速
• 图表48：我国碳纤维逐月进口量（吨）
• 图表49：我国碳纤维用在部分军机上及其应用比例
• 图表50：我国主要的碳纤维生产企业
• 图表51：国内T700S级以上等级碳纤维核心技术被国外封锁
• 图表52：目前我国碳纤维产品结构
• 图表53：07-14年我国碳纤维产量统计
• 图表54：日本T700价格
• 图表55：碳纤维三大应用领域国内、国际成熟度对比
• 图表56：康得新与控股集团共同布局碳纤维全产业链
• 图表57：正在建设的碳纤维车体设计项目
• 图表58：光威复材股权结构
• 图表59：光威复材经营情况
• 图表60：光威复材产品业务收入占比
• 图表61：公司发展历程
• 图表62：恒神全产业链布局碳纤维
• 图表63：500公里高速列车车头罩
• 图表64：500公里高速列车车头罩
• 图表65：中简科技经营情况
• 图表66：中简科技业务收入占比
• 图表67：公司碳纤维产品的发展历程
• 图表68：中复神鹰的PAN基碳纤维原丝和碳纤维

投资要点

• 碳纤维行业将迎来发展春天，主要受益于新能源汽车、风电等下游需求增长。
• 布局碳纤维企业众多，一体化全产业链布局的企业更具优势。
• 康得新、光威复材、恒神股份、中复神鹰、中简科技等是国内碳纤维行业的代表企业。
• 碳纤维行业存在技术壁垒和成本壁垒，需持续投入研发和生产。

评级与分析师

• 评级：增持（维持）
• 分析师：王席鑫、肖晴
• 执业证书编号：S0740517010008、S0740517020005
• 联系方式：电话021-20315135，邮箱wangxx@r.qlzq.com.cn、xiaoqing@r.qlzq.com.cn