低空+航天双重驱动，碳纤维复材顺势起飞
核心内容
碳纤维复合材料在eVTOL（电动垂直起降飞行器）和商业航天领域具有重要地位，因其具备“轻量、两高、两耐”等优势，成为提升飞行器性能的关键材料。同时，随着政策支持和产业链发展，碳纤维产业正经历从“量增价减”到“高端化”发展的阶段。
主要观点
- 材料需求高：eVTOL对材料有极致轻量化、高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀等要求，碳纤维复合材料是主要选择。
- 产业链布局：我国碳纤维产业链逐步完善，从上游石化原材料到下游应用，形成完整的产业生态。
- 政策推动：国家出台多项政策支持低空经济与商业航天，推动碳纤维材料在eVTOL和航天领域应用。
- 国产替代加速：随着技术突破和产能扩张，我国碳纤维产业实现从进口依赖向自主可控转变。
- 市场前景广阔：eVTOL和无人机等低空经济领域及商业航天产业将带动碳纤维需求快速增长。
关键信息
eVTOL对材料的需求
| 核心要求 |
意义 |
具体要求内容 |
| 极致轻量化 |
提升续航与效率 |
可减重30%-40%，带来约20%航程提升，降低能耗与单位飞行成本 |
| 高强度与高可靠性 |
安全飞行的基础保障 |
需承受复杂载荷与循环应力，保持稳定力学性能 |
| 耐环境与耐服役性 |
适应复杂飞行条件 |
需在-70°C至500°C之间保持性能稳定，满足多次服役需求 |
| 结构设计性与制造产业化 |
规模化应用的前提 |
需支持复杂结构设计与成熟工艺，满足商业化运营需求 |
碳纤维材料分类
| 分类 |
原料 |
全球产量占比 |
密度 (g/cm³) |
拉伸强度 (MPa) |
拉伸模量 (GPa) |
主要特点 |
应用领域 |
| PAN基碳纤维 |
聚丙烯腈 |
90%以上 |
1.76-1.94 |
2500-3100 |
207-345 |
工艺成熟、性能优异、成本较低 |
航空航天、风电、汽车、体育 |
| 沥青基碳纤维 |
石油/煤沥青 |
约8% |
1.7-1.8 |
1600 |
379 |
导热导电性好、热膨胀系数低 |
军工航天、精密仪器 |
| 粘胶基碳纤维 |
粘胶纤维 |
<1% |
2 |
2100-2800 |
414-552 |
耐烧蚀、隔热性好、生物相容性好 |
医疗器械、耐烧蚀材料 |
碳纤维丝束规格
| 类别 |
定义/型号 |
主要特性 |
应用场景 |
| 小丝束碳纤维 |
24K及以下 |
性能优异、力学性能高 |
航空航天、军用装备、eVTOL |
| 大丝束碳纤维 |
48K及以上 |
成本低、性价比高 |
工业、风电、汽车、建筑等 |
产业链与工艺流程
- 原丝制备：聚合+纺丝，分为一步法（小丝束）和两步法（大丝束）。
- 碳丝制备：预氧化+碳化+石墨化（可选）。
- 预浸料制备：碳纤维与树脂结合，采用热熔法或溶液浸渍法。
- 复合材料成型：热压罐、RTM、模压成型等，影响最终性能与成本。
供给端情况
- 产能扩张：2019-2024年，我国碳纤维产能从1.20万吨增至6.76万吨，成为全球最大生产地。
- 结构分化：高端（T800/T1000）产能不足，低端（T300）产能过剩。
- 价格下行：2022年后，大丝束和小丝束价格持续下降，但高端产品仍保持较高价值。
国内主要厂商
| 公司 |
现有产能 |
扩产计划 |
产品类型及市场定位 |
| 中复神鹰 |
2.85万吨（碳丝） |
3万吨中高端产品 |
T700/T800/T1000，高模，用于航空航天、风电叶片 |
| 光威复材 |
7685吨（碳丝） |
2600吨原丝+6000吨碳丝 |
T700S/T800S，用于航空航天、国防军工 |
| 吉林化纤 |
22万吨（原丝） |
1.2万吨复材 |
大丝束，低成本工业级，用于风电叶片、体育休闲 |
| 中简科技 |
2800吨（碳丝） |
2000吨扩产 |
小丝束，高端军用，用于航空航天（军用） |
市场空间与需求预测
eVTOL市场
| 年份 |
需求量(架) |
碳纤复材新增需求(吨) |
新增市场规模(亿元) |
单机碳纤复材用量(kg) |
单机价值量(万元) |
| 2026 |
500 |
347 |
6.2 |
693 |
124.74 |
| 2027 |
800 |
554 |
10.0 |
693 |
124.74 |
| 2028 |
1200 |
832 |
15.0 |
693 |
124.74 |
| 2029 |
1800 |
1247 |
22.5 |
693 |
124.74 |
| 2030 |
2500 |
1733 |
31.2 |
693 |
124.74 |
| 5年总计 |
6800 |
4712 |
85 |
693 |
124.74 |
无人机市场
| 年份 |
消费级需求(万架) |
工业级需求(万架) |
碳纤复材新增需求(吨) |
新增市场规模(亿元) |
| 5年总计 |
850 |
150 |
1063 |
16 |
商业航天市场
| 年份 |
小型卫星发射(颗) |
单星碳纤复材用量(kg) |
航天级高模碳纤复材市场价格(万元/kg) |
新增需求(吨) |
新增市场规模(亿元) |
| 2026 |
1800 |
150 |
1.00 |
270 |
27.0 |
| 2027 |
1900 |
150 |
0.95 |
285 |
27.1 |
| 2028 |
2000 |
150 |
0.90 |
300 |
27.0 |
| 2029 |
2100 |
150 |
0.85 |
315 |
26.8 |
| 2030 |
2200 |
150 |
0.80 |
330 |
26.4 |
| 5年总计 |
- |
- |
- |
1425 |
110.4 |
风险提示
- 市场竞争与产能过剩风险：低端产能过剩，可能导致价格竞争激烈。
- 技术壁垒与研发投入风险：高端碳纤维研发难度高，需持续投入研发资源。
- 原材料价格波动风险：PAN等原材料价格波动可能影响碳纤维成本。
- 下游新兴市场商业化不及预期：eVTOL与商业航天应用可能受技术、法规等影响，出现商业化延迟。
