化工新材料之一：碳纤维行业深度报告-风电拉动碳纤维需求，大丝束产品空间广阔_47页_3mb

碳纤维行业深度报告总结

核心观点

• 民用风电叶片是推动碳纤维需求增长的主要引擎。
• 2021年全球碳纤维需求约为11.8万吨，预计未来十年年均复合增长率约为15%。
• 风电叶片用碳纤维需求预计2025年达8.06万吨，CAGR为25%。
• 中国碳纤维产业已实现“从无到有”，2021年理论产能达6.34万吨，成为全球最大产能国，未来将向“从有到优”迈进。
• 风电叶片、体育休闲和碳/碳复材是当前国内碳纤维需求的主要领域。

碳纤维性能与应用

碳纤维是一种轻质、高强度、高模量的材料，广泛应用于航空航天、风电叶片、体育休闲、压力容器和碳/碳复合材料等领域。

• 制造原料：分为聚丙烯腈（PAN）基、沥青基、黏胶基碳纤维，其中PAN基碳纤维占全球高性能碳纤维的90%以上。
• 丝束分类：
  • 小丝束（<24K）：用于航空航天等高端领域，强度>2000MPa，模量>250GPa。
  • 大丝束（≥24K）：用于工业和民用领域，强度1000MPa，模量100GPa。
• 应用领域：
  • 航空航天：使用碳纤维比例逐步提升，如C919达到12%，CR929预计达51%。
  • 风电叶片：碳纤维比玻璃纤维轻20%-30%，成为主流材料。
  • 体育休闲：占据全球90%市场份额，产品包括高尔夫球杆、网球拍等。
  • 压力容器：用于氢燃料车储氢罐，预计在“十五五”期间成为碳纤维需求新引擎。
  • 碳/碳复合材料：用于刹车盘、热场部件，预计2025年市场空间达73.9亿元，CAGR达33%。

碳纤维产业链与技术壁垒

碳纤维产业链包括从原油到终端应用的全过程，技术壁垒高，尤其是大丝束产品。

• 产业链环节：
  1. 原料制备：丙烯腈生产。
  2. 原丝生产：技术壁垒高，占生产成本的50%以上。
  3. 碳化工艺：投资壁垒高，设备定制化程度高，单吨投资约12亿元。
• 技术壁垒：
  • 原丝环节：湿法纺丝适合大丝束生产，干喷湿纺适合小丝束。
  • 碳化环节：氧化炉和碳化炉是关键设备，对工艺要求高。
  • 大丝束碳纤维：成本低，但生产控制难度大，需优化工艺和成本控制。

全球碳纤维行业格局

全球碳纤维行业呈现美日引领、欧洲紧随、中国追赶的局面。

• 发展历程：
  • 1959-1989：实验室研发阶段。
  • 1990-1999：并购与扩张阶段。
  • 2000至今：应用拓展与技术突破阶段。
• 主要企业：
  • 日本东丽、东邦、三菱。
  • 美国赫氏、卓尔泰克、氰特。
  • 德国西格里。
• 中国现状：
  • 2021年理论产能6.34万吨，占全球30.5%，成为全球最大产能国。
  • 2021年进口量3.3万吨，超过国产供应，说明国内产能仍需提升。
  • 国内前三大企业为吉林化纤集团、中复神鹰、宝旌，合计产能占全球60%。

国内企业布局碳纤维行业

吉林化纤

• 公司概况：粘胶长丝龙头，拥有8万吨/年产能，全球占比30%。
• 碳纤维布局：
  • 凯美克：300吨/年小丝束碳纤维产能，正在调试另一条线。
  • 吉林宝旌：8000吨/年大丝束碳纤维产能，计划2025年形成1.2万吨产能。
  • 国兴碳纤维：1万吨/年大丝束碳纤维产能，正在建设5000吨产能。
• 发展趋势：公司计划在2022年完成1.2万吨碳纤维拉挤板材项目，未来有望注入上市公司。

吉林碳谷

• 公司概况：原为吉林奇峰化纤子公司，现为全球大丝束碳纤维原丝龙头，具备4.5万吨/年柔性产能。
• 发展历程：
  • 2008-2016年：主要研发小丝束原丝。
  • 2016年至今：逐步实现大丝束原丝规模化生产。
• 技术突破：
  • 2018年实现24K规模化生产。
  • 2019年实现48K规模化生产。
• 未来计划：未来2-3年新增15-20万吨原丝产能，继续扩大市场份额。
• 财务表现：
  • 2021年实现归母净利润3.15亿元，同比增长126.09%。
  • 原丝毛利率达41.42%，预计未来继续提升。

上海石化

• 公司概况：中石化旗下炼化一体化企业，具备原油—丙烯腈—原丝—碳纤维—复合材料的全产业链优势。
• 碳纤维布局：
  • 1500吨/年碳纤维二期项目已投产。
  • “2.4万吨原丝、1.2万吨48K大丝束碳纤维项目”已开工，计划2024年全部投产。
• 优势：
  • 全产业链一体化，成本优势明显。
  • 原丝产能约12万吨/年，具备较强市场竞争力。

风险提示

• 风电新增装机不及预期。
• 碳纤维行业需求增长不及预期。
• 产品价格大幅下行。
• 公司项目进展不及预期。