碳纤维行业专题报告之一：黑色黄金大放异彩，国产布局迎来良机-20220225-西部证券-44页_1mb

黑色黄金大放异彩，国产布局迎来良机

核心内容

碳纤维被誉为“新材料之王”，因其优异的力学性能（如高比强度、高比模量）、低密度、耐腐蚀、耐高温、抗疲劳等特性，在航空航天、军工、能源、体育、汽车等多个领域具有广泛应用。当前，PAN基碳纤维占据市场主流地位，其生产工艺复杂、设备壁垒高，且在复合材料中发挥着关键作用。

我国碳纤维行业近年来快速发展，2020年需求量达4.9万吨，预计2025年将增长至15万吨，全球需求占比有望从46%提升至75%。然而，我国碳纤维需求结构仍以风电叶片和体育休闲为主，合计占比达71%，而高端航空航天、汽车等领域需求占比不足10%，存在结构性改善机遇。

全球碳纤维需求持续增长，2020年达10.7万吨，预计2025年将达20万吨，年复合增长率（CAGR）为13.3%。其中，风电叶片、航空航天、体育和汽车是主要应用领域。风电叶片需求量最大，但单价较低；航空航天领域虽需求占比不高，但单价高、附加值高。

我国碳纤维行业长期存在“有产能，无产量”的现象，主要受限于核心技术匮乏和进口设备适配性不足。随着政策扶持和国产化率提升，我国有望成为全球碳纤维产能增长的主要贡献者，预计2025年产量将达8.3万吨，国产化率提升至55%。

主要观点

• 碳纤维性能优越：碳纤维是当前可量产材料中性能最佳的，具有高比强度、高模量、低密度、耐高温、耐腐蚀、抗疲劳等特性。
• 全球需求增长显著：过去十年全球碳纤维需求年均复合增长率达10%，预计2025年将达20万吨，年均复合增长率13.3%。
• 我国需求结构待优化：我国碳纤维需求集中于中低端领域，风电和体育休闲占主导，高端航空航天和汽车领域仍有较大发展空间。
• 国产替代加速推进：随着技术突破和政策支持，我国碳纤维产业正逐步实现提质、增量、降本，未来产能增量将主要由国内厂商贡献。
• 风电叶片大型化推动碳纤维渗透率提升：海上风电发展迅速，风机单机容量和叶片长度不断增大，推动碳纤维在风电叶片中的应用比例上升。
• 军民两用特性推动需求增长：碳纤维在军用飞机中应用广泛，性能提升显著，同时在民用飞机中逐步扩大应用比例。

关键信息

全球碳纤维需求

• 2020年全球碳纤维需求量为10.7万吨，预计2025年将达20万吨，年均复合增长率13.3%。
• 全球碳纤维下游应用主要集中在风电叶片（29%）、航空航天（15%）、体育（14%）和汽车（12%）。
• 以金额计，航空航天产业需求最大，占比38%，风电叶片虽用量大，但单价较低，金额占比仅16%。

我国碳纤维需求

• 2020年我国碳纤维需求量达4.9万吨，预计2025年将达15万吨，年均复合增长率25%。
• 我国碳纤维需求结构以风电叶片（41%）和体育休闲为主，合计占比71%，航空航天等高端领域需求占比不足10%。
• 我国碳纤维进口来源主要为日美企业，进口量持续增长，供需缺口扩大。

产品分类与性能

• 按原料分类：PAN基（≥90%）、沥青基（6%~8%）、粘胶基（≤1%）。
• 按丝束大小分类：小丝束（≤24K）和大丝束（≥48K），小丝束用于高端领域，大丝束用于工业领域。
• 按力学性能分类：通用型（1000MPa/100GPa）、高强型（2000MPa/250GPa以上）、高模型（300GPa以上）。

成本与价格

• 原丝成本约占碳纤维总成本的51%，丙烯腈价格波动对成本影响显著。
• 2020年碳纤维价格持续上涨，预计2025年风电叶片碳纤维均价将降至100元/千克。

风电叶片应用

• 风机单机容量提升带动叶片大型化，2025年海上风机平均单机容量预计达15-17MW。
• 碳纤维在风电叶片主梁中的应用可有效降低叶片重量（约28%）和成本（约9%）。
• 维斯塔斯等国际厂商的专利将于2022年7月到期，将推动碳纤维叶片技术在国内的普及。

航空领域应用

• 碳纤维复合材料已广泛应用于飞机结构，如机身、机翼、发动机部件等。
• 大型民用飞机中，碳纤维复合材料用量已超50%，如波音B787和空客A350。
• 我国C919大型客机碳纤维复合材料用量已超12%，预计后期将提升至25%。

产业政策与技术突破

• 我国出台多项政策支持碳纤维产业发展，如“十四五”规划。
• 国内碳纤维专利申请量快速增长，核心技术逐步突破。
• 国产设备整线供应商如精功科技、中复神鹰等在产业链中占据重要地位。

未来增长点

• 风电叶片、航空航天、汽车、体育休闲等领域将成为我国碳纤维需求的主要增长点。
• 随着风机大型化、航空轻量化、新能源汽车发展，碳纤维市场空间广阔。

相关公司推荐

• 吉林化纤：民品碳纤维产能即将释放，转型前景良好。
• 精功科技：碳化线整线设备核心供应商，国产替代需求加速释放。
• 中复神鹰：国内碳纤维民品龙头，产品升级与扩产前景可期。
• 光威复材：国产碳纤维行业龙头，军民双轮驱动，发展潜力大。
• 中简科技：专注军工领域，具备碳纤维核心技术。

风险提示

• 原材料价格大幅波动风险；
• 下游需求不及预期；
• 产能建设进度不及预期；
• 关键生产设备及技术受限进口；
• 产能投放过于集中导致短期供给过剩。

图表与数据摘要

• 图1-5：展示碳纤维生产工艺流程及产品图示；
• 图6-11：全球及我国碳纤维需求结构、单价、用量及CAGR趋势；
• 图12-30：碳纤维在风电叶片、航空航天、汽车等领域的应用情况及成本分析；
• 表1-12：碳纤维分类、性能对比、需求测算等关键数据。

结论

碳纤维作为“新材料之王”，其在多个领域应用广泛，未来需求将持续增长。我国碳纤维行业正处于国产替代的关键阶段，随着技术突破和政策扶持，行业有望迎来快速发展，成为全球碳纤维市场的重要力量。