新三板主题报告：碳纤维，十年磨一剑，高性能材料国产替代持续推进-20210516-安信证券-40页_2mb

碳纤维：高性能材料国产替代持续推进

核心内容概述

碳纤维是一种高性能材料，具有轻质、高强度、高弹性模量、耐高低温、耐腐蚀、耐疲劳等优异特性，广泛应用于航空航天、国防、交通、能源、体育休闲等领域。近年来，随着技术进步和国家政策支持，国内碳纤维产业快速追赶，国产替代进程持续推进。

主要观点

• 性能与成本驱动应用：碳纤维在航空航天领域以性能为核心，而在风电、汽车等领域以性价比为主要考量。国产碳纤维在性能提升和成本降低方面均有较大发展空间。
• 技术差距与替代进程：目前，国内碳纤维产品主要集中在T300和T400级别，部分企业可实现T700级别批量生产，T800及以上仍处于研发阶段，但已在部分领域实现国产替代。
• 政策与市场支持：国家对碳纤维产业高度重视，出台多项政策鼓励发展，国内龙头企业如光威复材、中简科技、中复神鹰、上海石化和吉林碳谷等已实现盈利，进入良性发展阶段。
• 产业链壁垒与技术突破：碳纤维产业链各环节均存在较高技术壁垒，尤其是高端设备和工艺。国内在原丝、碳纤维、复合材料等方面的技术逐步突破，但与国际领先企业相比仍有差距。
• 市场前景广阔：预计2019—2025年全球碳纤维需求年复合增长率（CAGR）可达13%，中国市场需求增速更快，国产碳纤维CAGR可达27.8%。

关键信息

碳纤维的性能与应用

• 性能优势：碳纤维密度仅为钢材的1/4，抗拉强度是钢材的7倍以上，比强度和比模量在现有结构材料中居于前列。
• 应用领域：包括航空航天、国防、交通、能源、体育休闲等，其中航空航天和风电领域需求增长最快。

分类与技术进展

• 按原丝种类分类：PAN基、沥青基、粘胶基，其中PAN基占据90%以上市场份额。
• 按力学性能分类：高强型、高强中模型、高模型、高强高模型，对应不同的强度和模量指标。
• 按丝束大小分类：小丝束（<48K）用于高端领域，大丝束（≥48K）用于工业领域。
• 技术突破：国内碳纤维已实现T400和T700级别产品的稳定批量生产，T800进入小批量试验阶段。

国内外发展对比

• 国际领先企业：日本东丽、东邦、三菱在小丝束领域占据主导地位，美国Hexcel、德国SGL在大丝束领域优势明显。
• 国内发展现状：国内碳纤维企业数量从高峰期的40余家减少至10余家，主要集中在中低端产品，高端产品仍需突破。
• 专利与技术壁垒：全球碳纤维专利前10名中，日本企业占据80%，国内高校和部分企业专利数量有限，技术积累不足。

产业链与成本结构

• 产业链环节：包括原丝、碳纤维、复合材料及最终产品，各环节均存在较高技术壁垒。
• 原丝成本占比：原丝成本占碳纤维生产总成本的50%以上，直接影响终端产品性能。
• 生产成本：随着技术进步和规模扩大，原丝和碳纤维的生产成本逐步下降，但与国际领先企业相比仍有差距。

市场需求与增长

• 全球市场：2019年需求量为10.4万吨，预计2025年达到21.7万吨，6年CAGR为13%。
• 中国市场：2019年需求量为3.78万吨，预计2019—2025年复合增速达20.66%，国产碳纤维增速更快，可达27.8%。
• 重点领域需求：航空航天、风电、汽车等领域需求增长迅速，其中风电受益于碳中和政策，应用渗透率持续提升。

风电领域

• 大型化趋势：风电叶片向大型化发展，碳纤维因其轻质和耐疲劳性成为首选材料。
• 成本下降：拉挤工艺的应用大幅降低碳纤维叶片成本，推动其在风电领域的渗透率提升。
• 国内进展：明阳智能等企业正在研发中，未来有望形成新的增量。

汽车领域

• 轻量化需求：碳纤维在汽车轻量化方面具有显著优势，有助于节油、减排和提升驾驶性能。
• 应用现状：主要应用于高端车型，如宝马i3、i8，国内车企如长城华冠、一汽红旗S9等也有应用。
• 成本限制：目前碳纤维价格较高，限制其在大众化车型中的应用，但随着技术进步，成本有望进一步降低。

航空航天领域

• 应用需求：碳纤维在飞机机身、机翼、整流罩等部位广泛应用，减重效果显著。
• 国内发展：国产C919客机碳纤维使用量达12%，未来有望进一步提升。
• 技术瓶颈：T800以上碳纤维仍依赖进口，制约了国内航空航天领域的应用。

风险提示

• 技术研发进度不及预期：可能影响国产替代进程。
• 行业竞争加剧：随着市场扩大，竞争压力可能增加。

总结

碳纤维作为一种高性能材料，具有广阔的应用前景。尽管国内企业在技术上仍与国际领先企业存在差距，但随着国家政策支持和技术突破，国产替代进程正在加速。未来，碳纤维在航空航天、风电、汽车等领域的应用将进一步扩大，市场需求持续增长，国内企业有望通过技术进步和成本控制，实现更大市场份额。