20170920-申万宏源-新材料系列报告之一：碳纤维：高性能碳纤维及下游高端工业应用逐步成熟，碳纤维国产化曙光已现_43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材料，因其轻质和优异的力学性能，被称为“21世纪的黑色黄金”。它广泛应用于航空航天、汽车轻量化、风电叶片等领域。随着国内技术的不断进步和产业链的逐步完善，碳纤维国产化进程正在加速。

主要观点

• 市场前景广阔：全球碳纤维需求持续增长，预计2020年将达到11.2万吨，年复合增长率约为11.6%。
• 技术瓶颈突破：国内企业如中复神鹰、恒神股份、中安信等已掌握干喷湿法原丝制备工艺，实现T700/T800级高性能碳纤维的稳定量产。
• 成本控制关键：原丝是决定碳纤维质量和成本的关键环节，占PAN基碳纤维成本的51%。干喷湿纺工艺相比湿法纺丝，具有更高的效率和性能优势。
• 产业链重要性：完整的碳纤维产业链包括原丝生产、氧化碳化、中间材料和复合材料制造，每个环节对产品质量和成本都有重要影响。
• 下游应用增值：碳纤维在产业链下游的附加值显著，如预浸料、复合材料等，每级深加工都有大幅增值。

关键信息

全球市场现状

• 市场集中度高：全球碳纤维市场由五家企业（东丽、卓尔泰克、西格里、三菱、东邦）占据约58%的产能。
• 小丝束集中于日本：小丝束碳纤维主要由日本企业生产，而大丝束集中于欧美。
• 产能利用率低：2016年我国碳纤维理论产能达2.4万吨，但有效产出仅3600吨，产能利用率仅为15%。

国内发展情况

• 进口依赖度高：我国碳纤维需求量由2011年的0.93万吨增长至2016年的1.96万吨，年复合增速为16%。
• 国产化趋势形成：随着技术突破，国产碳纤维逐步进入高端工业应用，如航空航天、新能源汽车等。
• 政策支持明显：国家出台多项政策支持碳纤维行业发展，如《中国制造2025》、《“十三五”国家战略性新兴产业发展加强新材料产业上下游协作配套》等。

下游应用领域

• 航空航天：碳纤维复合材料在飞机机身、机翼等关键部位应用广泛，预计2020年需求量将增长至2.03万吨。
• 汽车轻量化：碳纤维在汽车上的应用显著提升，如宝马、日产、丰田等车企已大量使用碳纤维复合材料。
• 风电叶片：大型化趋势推动碳纤维在风电叶片中的应用，预计2020年需求量将达到1.1万吨。
• 体育休闲：碳纤维在高尔夫球杆、自行车、钓鱼竿等产品中广泛应用，需求较为平稳。
• 一般工业：碳纤维用于建筑物补强、压力容器等，预计2020年需求量将达到18500吨。

投资建议

• 行业评级：给予碳纤维行业“看好”评级。
• 重点推荐企业：
  • 光威复材：近期登陆A股市场，是最纯正的碳纤维标的。
  • 康得新：在汽车轻量化领域全面布局，未来碳纤维及复合材料业务有望注入上市公司。
  • 国恩股份：定增切入玻纤/碳纤复合材料领域，具备改性塑料优势。
  • 中简科技：IPO申请中，具备盈利能力。
  • 恒神股份：新三板企业，具备碳纤维生产技术。
  • 金发科技：在碳纤维复材领域布局多年。

风险提示

• 下游需求不及预期：若下游行业增长不及预期，将影响碳纤维市场需求。
• 高性能碳纤维产能释放不及预期：若产能无法稳定释放，将影响行业整体发展。

图表与数据

• 图1：PAN基碳纤维占比超90%。
• 图2：碳纤维根据性能分为通用型和高性能型。
• 图3：碳纤维及其复合材料生产过程。
• 图4：原丝残留溶剂量越低，碳纤维拉伸强度越大。
• 图5：PAN原丝生产工艺流程图。
• 图6：原丝生产的工艺方法划分标准。
• 图7：湿法和干喷湿法纺丝示意图。
• 图8：主要中间体及成型方法。
• 图9：碳纤维到碳纤维复合材料制品的形式分布及用量情况。
• 图10：树脂基复合材料占碳纤维复合材料市场份额的69%。
• 图11：C/C复合材料的制造工艺流程图。
• 图12：C/C复合刹车副。
• 图13：碳纤维生产线设备图。
• 图14：DESPATCH氧化炉采取中央到两端的吹风方式来保证温度和气流均匀。
• 图15：Eisenmann碳化炉。
• 图16：手工铺层最大好处是树脂和纤维含量可控。
• 图17：热压罐加压固化后层间结合紧密，机械强度优。
• 图18：RTM工艺量产车顶。
• 图19：克莱斯玛菲公司生产的HP-RTM生产装置。
• 图20：全球碳纤维市场发展历经四个时期。
• 图21：2016年全球碳纤维需求7.65万吨，预计2020年为11.2万吨。
• 图22：2016年全球碳纤维应用领域分布。
• 图23：2016年中国碳纤维需求1.96万吨，预计2020年为3.08万吨。
• 图24：2016年中国碳纤维需求以休闲体育为主。
• 图25：国外商用飞机碳纤维复合材料应用占比。
• 图26：2016年航空航天领域商用飞机对碳纤维需求占70%。
• 图27：2013-2033全球将新增36770架客机。
• 图28：宝马采用碳纤维复合材料的量产车型。
• 图29：碳纤维复材在宝马汽车零部件的应用比例。
• 图30：德国SGL是宝马碳纤维材料的核心供应商。
• 图31：预计2020年汽车对碳纤维需求量将达到1.1万吨。
• 图32：风机组组正朝着大型化发展，叶片越来越长。
• 图33：风机叶片长度超过40m后采用碳纤维更为经济。
• 图34：碳纤维在风机叶片中的主要应用部位。
• 图35：风电新增装机容量仍将平稳增长。
• 图36：14-18年风电碳纤维需求复合增速达到16%。
• 图37：碳纤维高尔夫球杆。
• 图38：碳纤维自行车备受专业车手的喜爱。
• 图39：碳纤维用于建筑物补强。
• 图40：单个压缩气罐碳纤维用量为10-20Kg。
• 图41：单线产能超过1000t是碳纤维生产的“经济区”。
• 图42：沥青基碳纤维生产成本更低。
• 图43：德国SGL已经建立起完整的碳纤维产业链。
• 图44：全球碳纤维产能前十企业（千吨）。
• 图45：全球小丝束企业集中在日本。
• 图46：全球大丝束企业集中在欧美。
• 图47：碳纤维企业三大梯队。
• 图48：台塑和Aksa碳纤维具备价格优势。
• 图49：国内碳纤维产能前十企业（千吨）。
• 图50：日本东丽碳纤维产品。
• 图51：2011年后日本东丽碳纤维复合材料业务收入快速增长。
• 图52：2016年碳纤维复合材料收入占比8.0%。
• 图53：2011年后日本东丽碳纤维复合材料业务营业利润快速增长。
• 图54：2016年碳纤维复合材料营业利润占比14.2%。

表格与数据

• 表1：碳纤维成本拆分。
• 表2：预氧化和碳化工艺对比。
• 表3：热固性和热塑性树脂复合材料性能对比。
• 表4：碳纤维产业链越到下游附加值越高。
• 表5：碳纤维及复合材料生产主要设备。
• 表6：Eisenmann的低温碳化炉技术指标。
• 表7：自动化水平的提高降低了制造过程的成本。
• 表8：保守估计2018年民用客机对碳纤维需求将增加6429吨以上。
• 表9：碳纤维在汽车上的应用实例。
• 表10：采用碳纤维制作风机叶片可以有效降低叶片自重。
• 表11：碳纤维产业政策。
• 表12：国内主要碳纤维企业原丝、碳纤维产能及技术水平。

总结

碳纤维作为21世纪的“黑色黄金”，具有广泛的应用前景和显著的市场增长潜力。尽管目前全球市场仍由外资企业主导，但随着国内技术突破和政策支持，国产化进程正在加速。投资建议关注具备全产业链布局、技术优势和成本控制能力的企业，如光威复材、康得新、国恩股份等。同时，需注意下游需求不及预期和高性能碳纤维产能释放不及预期等风险。