20200419-天风证券-有色金属行业深度研究_碳纤维_科技强国+国产替代_黑色黄金迎来行业风口_36页_3mb

报告摘要

碳纤维行业分析总结

核心内容

碳纤维是一种高性能纤维材料，具有高强度、高模量、低密度、耐高温、耐腐蚀等优良性能，被广泛应用于航空航天、汽车制造、体育休闲、风电叶片、压力容器等多个领域。目前，碳纤维的全球市场主要由美日企业主导，而中国作为全球最大的碳纤维需求国，其市场增速高于全球平均水平，且国产替代进程加快，政策支持力度不断加大，行业迎来发展机遇。

主要观点

碳纤维性能优异：碳纤维的比强度和比模量远高于钢、铝合金、钛合金、玻璃纤维等材料，是国防军工与国民经济的重要战略物资。
技术壁垒主要在纺丝原液聚合：国内企业在碳纤维纺丝原液聚合过程中，分子量和分子分布水平较低，与国际先进水平存在差距，是制约高性能碳纤维发展的关键。
全球市场稳步增长：2008年至2019年，全球碳纤维总需求从3.64万吨增长至10.19万吨，CAGR为9.81%，主要由美日企业主导，2018年其理论产能占比达43%。
国内需求增长迅速：中国碳纤维需求从2008年的8.2千吨增长到2019年的34.7千吨，CAGR为14.01%，占全球需求的34%。但国产化率较低，2018年仅为28.52%。
国产替代加速：国内厂商如光威复材、中简科技、恒神股份等已研发出可对标国际龙头的高性能碳纤维产品，未来有望进一步提升市场份额。
政策支持推动行业发展：国家出台多项政策支持碳纤维产业发展，包括《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》、《“十三五”国家科技创新规划》、《中国制造2025》等，推动技术突破和产业集中度提升。
行业投资建议：建议关注中简科技、光威复材、恒神股份等国内碳纤维企业，其在高性能碳纤维生产方面具备一定优势。

关键信息

碳纤维材料特性

密度不到钢的1/4，强度是钢的5-7倍。
具有耐高温、耐摩擦、导电、导热、耐腐蚀等特性。
碳纤维表面活性由边缘碳原子决定，影响其反应活性和最终性能。

碳纤维生产工艺

丙烯腈聚合：PAN基碳纤维的生产主要通过丙烯腈聚合、纺丝、预氧化、碳化、石墨化等步骤完成。
纺丝工艺：包括湿法纺丝和干喷湿纺两种，其中干喷湿纺更适合高性能碳纤维的生产，但对设备、环境、操作要求更高。
预氧化和碳化：预氧化温度为200-280°C，碳化分为低湿碳化（300-700°C）和高温碳化（1300-1600°C），是碳纤维性能提升的关键环节。

全球市场现状

2019年全球碳纤维需求达10.19万吨，航空航天领域占比最高（22%），其次是风电叶片（24%）和体育休闲（15%）。
全球碳纤维产能从2008年的6.2万吨增长到2019年的17.4万吨，CAGR为9.83%。
美日企业占据全球碳纤维市场主导地位，2018年其理论产能占比达60%，中国占比17%，但主要生产低端产品。

国内行业现状

2019年国内碳纤维需求为34.7千吨，占全球需求的34%，但国产化率仅为28.52%，高端产品仍依赖进口。
国内企业如光威复材、中简科技、恒神股份等已实现高性能碳纤维的生产，部分产品性能可与日本东丽、美国赫克塞尔等国际巨头对标。
国内企业正在加速产能扩张，如中简科技计划建设1000吨/年T700级碳纤维生产线，光威复材计划建设2000吨/年碳纤维生产线，中复神鹰计划建设年产2万吨高性能碳纤维项目。