（報告出品方/作者：中信證券，李超、陳旺、張柯）

概況：輕量化、高性能、廣應用的新型材料

碳纖維具備無可比擬的材料優勢，應用領域及產業鏈覆蓋極廣

碳纖維是新一代輕量化高性能的軍民兩用技術密集型材料。碳纖維是單絲直徑為 5-10 微米、含碳量高于 90%、由碳主鏈構成的無機纖維，由片狀石墨微晶等有機纖維沿纖維軸 方向堆砌并在高溫環境下裂解碳化形成，既具有碳材料的固有本征特性，又兼備紡織纖維的 柔軟可加工性。其優良性能包括低密度、高軸向強度與比性能、高耐化學腐蝕性、無蠕變、 耐高低溫、低且各向異性熱膨脹系數、耐疲勞等，被譽為 21 世紀的“新材料之王”。

碳纖維大多作為增強材料與基體材料復合后以碳纖維復材的形式應用在輕量化/高強/ 高模/高韌性等領域。與基體材料（陶瓷、金屬、高分子等）復合后的碳纖維復合材料克服 了單一組分材料的缺點，提高了整體材料性能，其密度、拉伸強度、拉伸模量、比強度、比 模 量 范 圍 分別為 1.5-2g/cm3 、 3500MPa 、 230-430GPa 、 1750-2333MPacm3 /g 、 153-215GPacm3 /g。在相同尺寸的結構件中，用碳纖維分別代替鋁/鈦/鋼將減重約 35%/61%/77%，但其強度卻被提高至遠高于鋼材的水平（碳纖維復材的比強度、比模量分 別是結構鋼的 3-9 倍、65-86 倍），因此碳纖維及其復合材料被廣泛應運在能源裝備、航空 航天、國防軍事、土木工程、交通運輸、賽車運動以及其他體育休閑等領域中。

聚丙烯腈（PAN）基標模碳纖維是市場主流。碳纖維可以按照原絲類型、纖維形態、絲 束規格、生產工藝、力學性能等標準進行分類，其中常用的三大分類維度是原絲類型、絲束 規格和力學性能：1）按照原絲類型可分為聚丙烯腈（PAN）基、瀝青基、粘膠基等，其中 PAN 基碳纖維因生產工藝簡單、原料來源豐富及優越的拉伸強度迅速占據市場（產量占有 率約為 91%）；瀝青基碳纖維保持約 1000 噸年產量（日、美企業平分秋色）；粘膠基碳纖維 基本停產（有可能完全退出碳纖維市場）。2）碳纖維的應用形態是纖維狀絲束，按照絲束規 格可分為小、大、巨絲束，以一條絲束內碳纖維單絲的根數進行劃分，小絲束碳纖維包括 1K、3K、6K、12K、24K 等型號，大絲束碳纖維包括 48K、60K、80K 等型號（目前小、 大絲束需求相當），巨絲束包括 100K 及以上型號。3）按照力學性能可分為標模（拉伸模量 約 230-265GPa）、中模（拉伸模量約 270-315GPa）和高模（拉伸模量大于 315GPa）。

碳纖維產業鏈覆蓋廣，完整的碳纖維產業鏈包含從原油到終端應用的完整制造過程：上 游企業首先從石油、煤炭、天然氣等化石燃料中制得丙烯，并經氨氧化后得到丙烯腈；丙烯 腈經聚合和紡絲生成原絲之后，通過預氧化、低溫/高溫碳化等工藝步驟得到碳纖維；碳纖 維可隨后被制成碳纖維織物、碳纖維預浸料（中間料）、碳纖維復材制件；產業鏈下游應用 主要集中在風電、航空航天、體育休閑等領域。從全產業鏈來看，中游是核心環節，技術、 資金、設備、產品質量門檻高。

碳纖維產業鏈中游是核心環節，技術、資金、設備、產品質量門檻高

原絲是生產高品質碳纖維的關鍵，其成本約占碳纖維生產成本的 51%。通常碳纖維的 強度顯著依賴于原絲的微觀形態結構及其致密性，原絲品質缺陷（表面孔洞、沉積、刮傷以 及單絲間黏結等），在后續加工中很難消除。而原絲成本一般占碳纖維生產成本的 51%左右， 高質量原絲用量與碳纖維產出比約為 2.2:1，有效產率約為 45%，而低質量原絲用量與碳纖 維產出比約為 2.5:1，有效產率僅為 40%。低質量原絲必然增加碳纖維的生產成本，原絲制 備能力將直接影響未來碳纖維的競爭格局。

溶液紡絲法是原絲生產的大前提，不同環節多種細分工藝并存。按成纖高聚物的性質不 同，紡絲方法可分為熔體紡絲法和溶液紡絲法（即熔液紡絲法）兩大類及非常規的紡絲方法， 但由于聚丙烯腈（即 PAN）在 220-300C 時會軟化分解，在熔體紡絲過程中處于不穩定狀 態，因此溶液紡絲更適用于碳纖維原絲的生產，即將成纖高聚物溶解在某種溶劑中，制備成 具有適宜濃度的紡絲溶液，再將該紡絲溶液從微細的小孔吐出進入凝固浴或是熱氣體中，高 聚物析出成固體絲條，經拉伸——定型——洗滌——干燥等處理即可得到成品纖維。在溶液 紡絲法的制造大前提下，按照紡絲溶劑的選擇、聚合工藝的連續性、紡絲原液的凝固方式等， 可對溶液紡絲法進一步細分：紡絲溶劑：有機溶劑包括 DMSO（二甲基亞砜）、DMAc（N,N-二甲基乙酰胺）、 DMF（N,N-二甲基甲酰胺）；無機溶劑包括 NaSCN（硫氰酸鈉）等 ；聚合工藝的連續性：可以分為一步法、兩步法來制備紡絲溶液；紡絲原液的凝固方式：干法紡絲、濕法紡絲和干噴濕紡（即干濕法紡絲）。

原絲工藝壁壘在于聚合環節，一步法和兩步法各有優缺點。聚合物的分子量及其分布不 僅直接影響紡絲液的流變性和可紡性，還在一定程度上影響 PAN 原絲的性能和質量，具有 較高的分子量以及適合的分子量分布是生產優質 PAN 原絲的基本要求。一步法采用均相溶 液聚合工藝，聚合紡絲一條線，工序較少，操作性強，可控性好，產品起步性能高，但膠狀 PAN 不易保存，更適合連續平穩的生產，成本較高。兩步法生產工藝額外增加水洗過濾步 驟以去除聚合物中的雜質和各種金屬離子，進而提高紡絲原液聚合物分子量和濃度上限，其 粉末狀 PAN 純度較高且儲存周期長。兩步法聚合工藝可實現連續進料、耗時短，并且由于 聚合釜大（水相反應更均勻）能實現更大的產量，但產品起步性能低。因此，一步法與兩步 法不能簡單對比評價，聚合工藝的選擇需要綜合研判。

碳纖維生產流程復雜，技術關鍵點多，預氧化是核心。碳纖維生產全過程連續走絲，涉 及 3000 多個工藝點，任何一道工序出現些許問題都會影響生產的穩定性和最終產品的質量。原絲到碳纖維制成的中間環節包括預氧化、碳化、石墨化（非必要，制備高模碳纖維的額外 步驟）、表面處理、上漿、烘干等步驟：1）預氧化主要包含 PAN 分子鏈上的側基—C≡N 環 化交聯過程，即 PAN 分子鏈由原來的熱塑性線形結構轉變成非塑性耐熱梯形結構，同時抑 制熱解小分子的產生以提高碳纖維的性能和碳化收率，保證 PAN 原絲在預氧化過程中形成 合適的環化結構是獲得理想碳纖維的最基本因素；此外，預氧化時間占碳纖維總生產時間的 90%左右，極大程度上控制著碳纖維的質量和產量；2）預氧化和后續的碳化/石墨化環節是 制備高性能碳纖維的關鍵，直接決定碳纖維的強度和模量；3）表面處理影響碳纖維性能的 發揮；4）上漿可形成有機保護層，減少碳纖維起毛斷絲現象。

原絲和碳纖維生產設備要求高。原絲到碳纖維生產過程中用到的設備較多，主要有：原 絲設備（聚合釜、噴絲板等）、紡絲設備（碳纖紡絲機、蒸氣牽伸機、水洗機等）、預氧化設 備（預氧化爐、前期驅動裝置）、碳化爐（分為低溫和高溫碳化爐，與之配套的是非接觸式 迷宮密封裝置、加熱系統、廢氣排出和處理系統以及牽伸裝置）、石墨化爐等。整體來看，1） 原絲生產設備目前國產化程度低，碳纖維生產設備目前部分廠商仍然使用進口設備，進口設 備與國產設備在 T700 級別性能沒有明顯差異，真正差距在更高級別；2）原絲單萬噸設備 投資為 2.1-2.2 億，其中聚合釜占 1.5-1.6 億，碳纖維生產單萬噸設備投資（針對風電用碳 纖維）約為 7 億，其中爐體占 50%；3）設備部分進口、部分國產對產品的一致性有影響， 兼容設計需要運行經驗。

中游碳纖維制造廠商原絲及碳化工藝指標差距較大，東麗技術領先全行。目前，海內外 碳纖維重點企業均以自制原絲為主，以日本東麗為首的多數企業采用以 DMSO 為溶劑的一 步法聚合工藝。噴絲凝固工藝方面，干噴濕紡法較濕紡存在明顯的效率優勢，其中日本東麗 的干噴濕紡法紡速領先，達 700m/min，國內企業大多掌握干噴濕紡法，其中光威復材及中 復神鷹原絲紡速可超 500m/min。碳化階段，國內企業碳化線速約為 10-13m/min，碳化單線 產能最高達 3000 噸/年，接近日本東麗 4000 噸/年的單線產能。成型工藝方面，日本東麗公 司成型工藝儲備領先行業，能夠根據客戶需求開發成型工藝。國內企業對纏繞成型的掌握度 較高，熱壓成型、RTM、模壓成型技術亦逐漸成熟。

碳纖維復材成型工藝的選擇，必須同時滿足材料性能、產品質量和經濟效益等多種因素。碳纖維制品的制成一般會經歷原絲制備、碳纖維制造、（織物/預浸料）、復材制件生產三大 （或四大）環節。碳纖維（或織物）與樹脂、陶瓷等材料結合后，便可形成碳纖維復材，隨 后經成型工藝加工即可得到下游應用的最終產品。碳纖維復材成型工藝主要分為兩類：1） 預浸料鋪放成型，即生產預浸料后通過壓力罐或其他模具，在一定溫度和壓力下壓擠成型；2）不需要生產預浸料型，直接將碳纖維（或織物）和樹脂混雜在模具內成型。碳纖維復材 生產各種工藝的成本、用途均不同，但對設備投資要求較高，且與下游應用聯系深入，復材 生產設備包括熱壓罐、固化爐、復合材料數控下料銑、激光鋪層定位系統、自動鋪帶機、 RTM 成型設備、縫合設備以及無損檢測設備等，多由美國公司壟斷，國內部分企業在自動 化鋪放工藝的工程化應用方面取得了較大突破。

需求：風光氫合力推動碳纖維進入黃金發展期

我國碳纖維需求增速遠超全球，是全球最大需求市場。盡管疫情對航空業造成的打擊嚴 重影響了相關領域碳纖維的需求，2020、2021 年全球碳纖維的需求量仍然達 10.7 和 11.8 萬噸，市場規模分別為 26.2、34.0 億美元。2021 年我國碳纖維的需求量和市場規模分別為 6.2 萬噸和 15.9 億美元，同比增長 27.7%和 54.7%，而 2021 年全球碳纖維的需求量和市場 規模僅同比增長 10.4%和 30.1%。此外，2016-2021 年中國碳纖維的需求量和市場規模 CAGR 分別為 26.1%和 26.9%，遠超全球的 9.1%和 9.9%，作為碳纖維第一大需求國，中 國市場已然在全球占據舉足輕重的地位。

我國碳纖維應用分布具有本國特色，與全球差異較大，未來將持續朝航空航天邁進。全 球碳纖維前三應用領域涉及風電葉片、體育休閑和航空航天，而我國最大碳纖維需求端來源 于風電葉片，其 2021 年需求量為 2.25 萬噸，占我國碳纖維需求比例的 36.1%，第二、三 應用領域來源于體育休閑（28.1%）和碳/碳復材（11.2%），航空航天領域碳纖維需求（3.2%） 遠遠低于全球（14.0%），其主要原因是國內碳纖維生產技術有限，無法批量供應 T800 強度 以上的小絲束碳纖維。2016-2021《全球碳纖維復合材料市場報告》（廣州賽奧）顯示，2016 至 2021 年我國碳纖維需求量占全球比例分別為 26%/28%/33%/36%/46%/53%，而我國碳 纖維市場規模占全球比例分別為 23%/24%/28%/29%/39%/47%，低于碳纖維需求量占比， 表明目前我國碳纖維需求結構偏低端，產品均價較低，隨著未來我國碳纖維在航空航天等高 端領域的拓展，碳纖維需求結構將向高端化邁進。

風機大型化趨勢推動碳纖維復材滲透率提高

風電行業延續高景氣度，中國市場表現亮眼（新增裝機量占比約 50%）。全球低碳經濟 蓬勃發展，風電行業活躍度極高，2021 年全球風電新增裝機總量為 93.6GW，其中陸風和 海風新增裝機量分別為 72.5GW 和 21.1GW，海風增速達 208%；較于 2020 年全球 95.3GW 的新增裝機總量，同比下降 1.8%，主因是中國陸風搶裝結束，裝機量高位回落。我國在全 球風電市場表現亮眼，近三年新增裝機總量占全球比例 50%上下。我們預測 2025 年全球風 電新增裝機量有望達 136GW，陸風和海風分別為 100 和 36GW，其中中國市場將分別占據 57 和 17GW。

風機大型化兼備效率和經濟效益，是風電發展主流趨勢。風機大型化一方面可以增大掃 風面積，提高發電功率，另一方面，單機容量/功率的增長使得相同風力容量項目所需風機 臺數減少，有助于降低均攤建設成本以及后期運維成本。國際風力發電網 2021 年數據顯示， 以一個 100MW 中國陸地風場為例，單機功率從 2MW 上升到 4.5MW，靜態投資從 6449 元 /kW 下降到 5517 元/kW，項目全投資 IRR 上升 2.4%，LCOE 下降 13.6%。

具備高比強度、比模量的碳纖維復材在風機大型化發展中具有不可替代的優勢。在風機 大型化的主流趨勢下，利用碳纖維復材替代傳統材料的優勢在于：1）降低凈重（減小單位 功率重量），起到節約零部件采購成本的作用，推動風機降本（風機的主要成本來源于零部 件原材料，原材料的定價方式多數是以重量計價，而葉片原材料又在其中占比最大，達 23.3%）；2）提高風電葉片的彎曲剛度、緩解疲勞特性，更耐惡劣氣候條件；3）使離心風 機的功率更光滑更平衡，提高風力應用效率；4）利用碳纖維的導電性能防止雷擊對風機的 損害等。

Vestas 碳纖維主梁可運用于兆瓦級的葉片，不僅擴展了碳纖維的使用范圍，并且推動 了碳纖維風電葉片的低成本化。2015 年以前，風電葉片大梁所用碳纖維主要采用預制體/ 環氧樹脂灌注成型或預浸料鋪貼真空袋壓固化成型工藝，部分采用小絲束碳纖維，應用規模 相對較小且平均成本較高，因此碳纖維應用比例偏低。自 2016 年起，Vestas 拉擠梁片工藝 獲得突破，其設計理念是把整體化成型的主梁主體受力部分拆分為高效低成本高質量的拉擠 梁片標準件，再把標準件一次組裝整體成型。拉擠工藝大大提高了纖維體積含量（可達 69%）， 降低了主體承載部分的重量，并且通過標準件的生產方式提高了生產效率，降低生產和運輸 成本。Vestas 碳梁專利保護在 2022 年 7 月 19 日到期，這意味著其他風電葉片制造商將可 以不受限制地推出應用碳梁的風電葉片產品，風電用碳纖維（尤其是大絲束）有望開啟加速。

在以下假設下：1）CWEC《Global Offshore Wind Report 2021》顯示，2020 年陸風/海風單機的平均 功率為 2.5/6.0MW，鑒于風電機組逐漸大型化（即單機平均功率提升），且海風單機的功率、 尺寸通常大于陸風單機，結合《Expert elicitation survey predicts 37% to 49% declines in wind energy costs by 2050》（Ryan Wiser、Joseph Rand、Joachim Seel 等）預測的 2035 年陸風/海風單機的平均功率為 5.5/17.0MW，以 2020-2035 年 15 年陸風/海風單機容量提升 的 CAGR 分別為 5.40%和 7.19%為基準，我們預測 2025 年陸風/海風單機的平均功率分別 為 3.3/8.5MW；

2）據《國產碳纖維在風電葉片產業中的機會》（沈真），當風輪直徑大于 80 米（即單機 功率大于 1.8MW）時，使用碳纖維替代玻璃纖維才具有可行性，CWEC《Global Wind Report 2022》顯示全球風機平均風輪直徑自 2010 年起已達 82 米，且在 2020 年增至 120 米；

3）據 GWEC 數據，2020 和 2021 年全球陸風/海風新增裝機量分別為 88.4/6.9 和 72.5/21.1GW，而廣州賽奧統計的全球風電用碳纖維需求總量在 2020 和 2021 年分別為 3.06 和 3.30 萬噸，計算可得 1GW 陸風/海風裝機需要約 343/37 噸碳纖維。中科院寧波材料所錢鑫博士在《風電應用急劇增長致使中國成為碳纖維最大需求方，頻頻擴產將對日企構成威脅》 一文中估算認為至少需要 1 噸碳纖維才能制造足夠的風機葉片來產生 1MW 的功率，則 1GW 風電裝機對應 1000 噸碳纖維使用量，這意味著當前碳纖維在全球陸風/海風裝機中整體滲透 率僅為 34%和 4%左右。MAKE數據顯示 2015年 2.0-2.99MW 風機中碳纖維的滲透率為 16%， 而 4.0-8.0MW 風機中碳纖維滲透率為 0%，同時 MAKE 認為 2021 年 3.0-4.0MW 風機中碳 纖維滲透率可達 39%，8.0-10.0MW 風機中碳纖維滲透率可達 43%，因此我們假設 2020 年 碳纖維在陸風/海風裝機中整體滲透率分別為 35%和 5%，且由于海上風機面臨的惡劣天氣 情況更為顯著，而碳纖維具有良好的耐化學腐蝕性，因此碳纖維在海風裝機中滲透率的提升 會更快，假設陸風/海風滲透率將逐年分別提升 5/10pcts，并在 2025 年分別達 60%和 55%；

4）結合 3）中“至少需要 1 噸碳纖維才能制造足夠的風機葉片來產生 1MW 的功率”， 我們預計 2020 年陸風 2.5MW/海風 6.0MW 單臺風機的葉片碳纖維使用總量分別為 2.5/6.0 噸，隨著風機的大型化，預計單臺風機的葉片碳纖維使用總量在 2025 年分別達 3.3/8.5 噸；5）廣州賽奧數據顯示 2020、2021 年風電領域碳纖維均價分別為 14 和 16.8 美元/kg， 鑒于2022年碳纖維價格走勢，我們預計2022年T300級風電用碳纖維均價將下降5%左右， 而碳纖維擴產項目落地投產將帶來生產規模化效應，因此我們預計碳纖維單價將從 2023 年 起每年下行 7%，2025 年風電領域碳纖維均價將達 12.8 美元/kg；結合以上假設及陸風/海風新增裝機量數據，我們預計 2022-2025 年全球風電領域碳纖 維需求量分別為 4.0/5.0/6.5/8.0 萬噸，2022-2025 年需求量 CAGR 為 25.8%；我們預計 2025 年全球風電領域碳纖維市場規模可達 10.2 億美元，2022-2025 年市場規模 CAGR 為 17.0%。

性能優異的 IV 型儲氫瓶帶動碳纖維需求

氫燃料電池車的發展將帶動高壓儲氫瓶碳纖維需求的增長。高壓氣態儲氫（采用高壓將 氫氣壓縮到耐高壓的容器里）是目前最常用并且發展比較成熟的儲氫技術，根據安全制造材 質和工藝，氣瓶一般分為四型：I 型是金屬氣瓶；II 型是金屬內膽纖維環向纏繞氣瓶；III 型 是金屬內膽纖維全纏繞氣瓶；IV 型是非金屬類的纖維全纏繞氣瓶。當前市場氫燃料車的儲 氫瓶以 III 型和 IV 型為主，較于 III 型儲氫瓶，IV 型儲氫瓶具有輕量化、高儲氫密度等特點， 且體積容量多 10%，成本卻僅為 III 型的 63-67%，因此 IV 型未來有望取代 III 型儲氫瓶。而 IV 型儲氫瓶的碳纖維應用比例因高壓而高于 III 型，IV 型儲氫瓶的發展將進一步推升碳纖維 需求，而大絲束碳纖維的纏繞效率是小絲束的 3-4 倍，在大絲束性能有所突破的前提下，其 需求將同步提升，但當前以 T700 級小絲束為主。

在以下假設下：1）根據國家發展改革委編制的《氫能產業發展中長期規劃（2021-2035 年）》，2025 年氫燃料電池車保有量約 5 萬輛，基于此我們預測 2022-2025 年我國氫燃料電池車產量為 5000/8000/12000/16000 輛；2）當前氫燃料電池主要應用在商用車領域，2020 年我國商用/乘用車占氫燃料電池車 總量的 100%和 0%，高工氫電網數據顯示 2021 年我國商用/乘用車比例分別約為 99%和 1%， 鑒于乘用車氫燃料電車將逐步普及，我們假設乘用車占比以每年 1%的增速增長至 2025 年 的 5%，而商用車將逐年以 1%的減速降至 2025 年 95%的比例；3）廣州塞奧數據表明，商用車通常攜帶 6-8 個儲氫瓶，電池中國網數據表明，乘用車 通常攜帶 2-3 個儲氫瓶，我們假設商用/乘用車儲氫瓶平均數量分別為 7/2.5 個；4）每輛氫燃料電池汽車至少攜帶 5-6kg 氫氣，中國儲能網數據顯示，每 70MPa/5.6kg 的 IV 型儲氫瓶的碳纖維增強樹脂基復材用量為 62-72kg，在碳纖維占復材體積含量 60%（質量含量約為 66.7%）的前提下，單個儲氫瓶碳纖維平均用量約為 45kg；

5）氫智會、氫云鏈、中國汽車工業協會、韓國國土交通部、次時代自動車振興中心等 數據顯示，2019/2020/2021 年全球氫燃料電池車保有量分別為 24132/33398/49562 輛，可 得 2020/2021 年全球氫燃料電池車產量分別為 9266/16164 輛。中國汽車工業協會顯示我國 2020/2021 年氫燃料電池車產量分別為 1199/1777 輛，計算可得占全球比例分別為 12.9% 和 11.0%。鑒于我國積極推進氫能及氫燃料電池汽車產業發展并且在世界氫燃料電池車產業 中占據重要地位，我們樂觀推測我國燃料電池車占全球比例在 2022-2025 年分別為 19%/23%/27%/30%，2025 年占比僅同比提升 3pcts 是由于 2025 年我國新增氫燃料電池車 產量有所放緩；6）據廣州塞奧預測，2022 年儲氫瓶占壓力容器比例約為 63%，由于呼吸氣瓶和 CNG 氣瓶增長較為穩定，遠低于儲氫瓶增速，我們認為儲氫瓶占比會逐年提高，假設 2020-2025 年儲氫瓶占壓力容器比例分別約為 37%/50%/63%/68%/70%/72%；7）廣州賽奧數據顯示 2020、2021 年壓力容器領域碳纖維均價分別為 20、24 美元/kg， 鑒于 2022 年碳纖維價格走勢，我們預計 2022 年 T700 級碳纖維均價將下降 1%左右，而碳 纖維擴產項目落地投產將帶來生產規模化效應，但 T700 級碳纖維價格降幅會低于 T300 級 碳纖維，因此我們預計碳纖維單價將從 2023 年起每年下行 2%，2025 年壓力容器領域碳纖 維均價將達 22.4 美元/kg；結合以上數據及假設對商用/乘用車碳纖維需求進行求和，我們預計 2022-2025 年全球 儲氫瓶和壓力容器領域碳纖維需求量分別為 0.8/1.1/1.4/1.6 萬噸和 1.3/1.6/1.9/2.3 萬噸， 2022-2025 年需求量 CAGR 分別為 25.7%和 20.2%；我們預計 2025 年全球儲氫瓶和壓力 容器領域碳纖維市場規模分別可達 3.6 和 5.1 億美元，2022-2025 年市場規模 CAGR 分別 為 23.2%和 17.8%。

碳/碳復材作為熱場系統的主要耗材受益于光伏產業高景氣

碳基復合材料應用領域廣闊。先進碳基復材是指以碳纖維為增強體，以碳或碳化硅等為 基體，以化學氣相沉積或浸漬等工藝形成的復合材料，主要包括碳/碳復合材料產品和碳/ 陶復合材料產品等。除光伏熱場外，碳基復合材料還可應用于半導體熱場、剎車制動、密封 耐磨、耐腐蝕等領域應用，但在半導體熱場領域，碳基復材占比遠低于石墨。

光伏行業的快速發展推動碳/碳復材需求快速增長。全球光伏硅片產量持續增長，自 2013 年的 38.4GW 增長至 2021 年的 170GW，八年間 CAGR 為 20.4%。據 CPIA 預測， 2025 年全球光伏新增裝機量將在 270-330GW 之間，對應 2021-2025 年 CAGR 在 12.3%-18.0%之間。硅片可由單晶拉制爐、多晶鑄錠爐制造，碳/碳復材又是單晶拉制爐、 多晶鑄錠爐熱場系統的耗材，因此受益于光伏行業，碳/碳復材需求有望保持快速增長。

碳/碳復材在晶硅制造熱場系統中滲透率逐步提升，直拉單晶硅工藝目前是市場主流。光伏行業發展早期，即 2005 年之前，晶硅制造熱場系統（主要包括單晶拉制爐、多晶鑄錠 爐）部件主要是以等靜壓石墨等特種石墨為主，隨著 N 型電池的發展、N 型硅片需求的增 長，碳/碳復材產品因技術、性能、成本、供貨周期等優勢，在熱場系統中的滲透率逐步提 升，成為晶硅制造熱場系統的主要耗材。此外，單晶硅在與多晶硅競爭多年后，逐漸淘汰多 晶硅的市場，生產單晶硅的直拉單晶硅工藝已成為主流。

直拉單晶硅工藝對碳/碳復材的需求來自三方面。單晶拉制爐的主要消耗品部件為坩堝、 加熱器、導流筒、保溫筒等，其需求主要分為新增需求、替換需求和改造需求：1）新增需 求：新增單晶爐裝機帶來的需求；2）改造需求：通過熱場改造以提升原有設備生產效率來 適應硅片發展趨勢；3）替換需求：在單晶爐不更換的情況下，消耗件因使用壽命問題需定 期更換。

在以下假設下：1）光伏電站容配比：假設 2020-2025 全球光伏電站容配比為 1.2；2）新增產能中單晶硅片占比：據 CPIA 數據，2020 年全球新增硅片產能中單晶硅片占 比為 90%，單晶硅片滲透率呈逐年上升趨勢，假設 2021-2025 年單晶硅片占比分別為 95%/98%/100%/100%/100%；3）單晶硅片產能利用率：據 CPIA 數據，2020 年全球光伏硅片整體產能利用率為 68%， 且 2013-2020 年的整體產能利用率在 68%-86%之間浮動。我們預計 2020、2021 年單晶硅 片產量分別約為 140 和 194GW，而 CPIA 數據顯示 2020、2021 年單晶硅片產能為 199.8 和 339GW，由此測算 2020、2021 年單晶硅片產能利用率約為 70%和 57%。隨著硅片向大 尺寸迭代、新進入者入局帶動新一輪擴產，硅片環節競爭趨于激烈化，且由于疫情導致的全 球開工率不足、終端需求疲軟等因素，產能利用率可能進一步下降，我們預測未來幾年單晶 硅片產能利用率逐年降低 2pcts，到 2025 年降至 49%；

4）當年單晶硅片新增產能：當年單晶硅片總產能與去年單晶硅片總產能的差值；5）單晶硅片產能存量改造比率：鑒于單晶硅片產能中老產能可通過技改升級為兼容產 能，同時考慮到設備優化迭代放大新建產能成本優勢，我們假設 2021-2025 年單晶硅片產 能存量改造比率穩定在 10%；6）單 GW 所需單晶爐臺數：據金博股份關于向特定對象發行股票申請文件的審核問詢 函的回復，單 GW 產能所需單晶拉制爐約 75-80 臺，我們假設 2020 年單 GW 產能所需單 晶爐臺數為 80 臺，隨著技術的升級，我們預測單 GW 所需單晶爐臺數將逐年遞減，并在 2025 年達 65 臺；

7）新建單晶爐碳/碳復材需求：據金博股份關于向特定對象發行股票申請文件的審核問 詢函的回復，新建單晶拉制爐對碳基復材熱場部件的需求約為 270kg/臺；8）單晶爐替換碳/碳復材需求：在單晶拉制爐不更換的情況下，碳/碳熱場消耗件因使用 壽命問題需要定期更換，據金博股份關于向特定對象發行股票申請文件的審核問詢函的回復， 每臺單晶拉制爐對碳基復材熱場部件的替換性需求約為 225kg；9）光伏熱場碳/碳復材總需求：新增、改造、替換需求的總和；10）碳/碳復材碳纖維質量占比：《Electrical Behavior of Carbon Fiber/Phenolic Composite during Pyrolysis》（Williane Oliveira de Souza、Kledermon Garcia、Christian Frederico de Avila Von Dollinger 等）和《Effect of fiber weight fraction on mechanicalproperties of carbon–carbon composite》（Padmayya Shaniyara Naik、Surendranathan Attakuli Orangalu、Neelakantha V. Londhe）研究顯示碳纖維復材中碳纖維質量占比浮動范 圍為 30-73%，因此我們假設碳/碳復材中碳纖維質量占比為 65%；

11）據我們的產業調研，光伏熱場碳/碳復材占碳/碳復材比例在近年較高且逐年提升， 假設 2020-2022 年占比分別為 55%/65%/80%，但在航天、剎車盤碳/碳復材需求帶動下， 光伏熱場碳/碳復材占比將會在中長期降低，我們預測 2023-2025 年光伏熱場碳/碳復材占比 分別為 75%/70%/65%；12）碳/碳復材領域碳纖維均價：廣州賽奧數據顯示 2020、2021 年碳/碳復材領域碳纖 維均價分別為 18、21.6 美元/kg，鑒于 2022 年以來的碳纖維價格走勢，我們預計 2022 年 T700 級碳纖維均價將下降 1%左右，而碳纖維擴產項目落地投產將帶來生產規模化效應， 但 T700 級碳纖維價格降幅會低于 T300 級碳纖維，因此我們預計碳纖維單價將從 2023 年 起每年下行 2%，2025 年碳/碳復材領域碳纖維均價將達 20.1 美元/kg；結合以上數據及假設，我們預計 2022-2025 年全球光伏熱場和整體碳/碳復材領域碳纖 維需求量分別為 1.1/2.1/2.7/3.7 萬噸和 1.4/2.8/3.9/5.7 萬噸，2022-2025 年需求量 CAGR 分別為 48.2%和 58.8%；我們預計 2025 年全球光伏熱場和整體碳/碳復材領域碳纖維市場 規模分別可達 7.4 和 11.4 億美元，2022-2025 年市場規模 CAGR 分別為 45.2%和 55.6%。

航空航天領域軍民兩用需求持續釋放

碳纖維正推動航空航天邁入輕量化時代，減重兼備功能和經濟效益。碳纖維復材最大優 勢在于減重，軍用飛行器方面，減重一方面可以節省燃料，另一方面還可以提升飛行作戰半 徑，提高其戰場生存能力和戰斗能力；而民用飛行器方面，減重可以節省燃料，并提高航程 和載重能力，具有顯著的經濟效益。同時碳纖維復材還克服了金屬材料易疲勞和易腐蝕的缺 點，其良好的成型性促使結構設計和制造成本下行，是大型整體化結構的理想材料。碳纖維 復材在航空領域應用大致可分為三類：①應用在受力不大或非承力構件階段(如舵面、口蓋 等)；②應用在次承力或承力較大構件階段(如機翼等)；③應用在主承力構件或復雜受力構 件階段 (如機身、中央翼盒)等。2）航天領域應用主要涉及衛星、宇航器，航天動力系統等。航空航天領域對碳纖維的需求主要來自兩大方面，一是不斷提高的碳纖維復材的應用比例， 二是新增的飛機和導彈等訂單。

航空領域

軍機領域

碳纖維復材的應用程度是衡量軍機先進程度的重要指標之一，國內外軍機碳纖維復材應 用比例已大幅提升至近 30%及以上。碳纖維復材在軍機的應用研究始于上世紀 70 年代，以 美國軍機為例，Mirage-2000 戰機碳纖維復合材料用量僅 7%，到 F-22 和 F-35 為代表的第 四代戰斗機上碳纖維復合材料用量分別達 24%和 36%，目前國外軍機上碳纖維復材用量在 20%-50%之間。對比國內，以我國戰斗機殲系列為例，碳纖維復合材料用量從殲-8 的 1%， 逐漸擴大到殲-10 的 6%和殲-11 的 10%，殲-20 用量已高達 27%。

預計未來我國軍機至少還有 1 萬架上升空間，其中新增三代及以上殲擊機的需求在 3000-3500 架左右。《World Air Forces directory 2022》（FlightGlobal）數據顯示，2021 年 我國軍用飛機數量總數為 3285 架，相較于美國（13246 架）和俄羅斯（4173 架）具有一 定的差距，若看齊美國軍用飛機總數，我國至少有 1 萬架的上升空間。目前我國殲擊機以二 代和三代為主，而美國現役殲擊機以三代機和四代機結合為主。我國軍機正處于更新換代的 關鍵時期，老舊機型將逐漸退役，若對標美國，則未來我國新增三代及以上殲擊機的需求在 3000-3500 架左右。

預計未來我國三代及以上殲擊機帶來的新增碳纖維需求約 5000 噸。隨著國內軍機列裝 提速和單機碳纖維用量的提升，軍用碳纖維將成為未來空間較大的一部分。假設 1）未來我 國新增三代及以上殲擊機的需求中 45%來自于 J-10/J-11/J-16 機型，55%的需求來自于 J-20；2）J-16 的碳纖維復材比例介于 J-10 和 J-20 之間，約為 15%，則新增三代及以上殲擊機對 應碳纖維總需求量為 5082 噸。

民機領域

民用客機是航空領域碳纖維主需求端，預計全球使用碳纖維的商用飛機在未來 20 年還 有 4 萬余架上升空間。商用飛機碳纖維復材應用比例正逐漸增加，空客 A320、380 系列的 使用比例分別為 13-14%和 22%，在更為先進的 A350XWB 雙發寬體客機上已達 52%（民 機結構復材的使用量上限約為 60%）。廣州賽奧數據顯示 2021 年全球航空航天領域碳纖維 需求主要來源于商用飛機，其需求達 5800 噸，占比 35.3%。此外，《中國商飛市場預測年 報（2021-2040 年）》（中國商飛）預測未來 20 年全球將有超過 41429 架新機交付，價值約 6.1 萬億美元，其中 50 座級以上渦扇支線客機、120 座級以上單通道噴氣客機和 250 座級 以上雙通道噴氣客機分別為 7535、29482 和 4412 架。

預計未來 20 年全球和我國民用客機碳纖維總需求可分別達 47.8 和 11.2 萬噸，市場規 模分別為 318.9 和 74.7 億美元。根據《中國商飛市場預測年報（2021-2040 年）》（中國商 飛）預測的未來 20 年全球和我國客機交付數量，參考中國商飛 ARJ-21、C919 及 CR929 三種座級的客機的空重質量，我們預測渦扇支線/單通道噴氣/雙通道噴氣客機空重質量分別 為 25/50/150 噸，由于客機的碳纖維復材使用比例隨著客機的新型化而逐漸提升，我們預測 全球范圍內新增的渦扇支線/單通道噴氣/雙通道噴氣客機的碳纖維復材使用比例分別為 5%/15%/45%，因此我們預計未來 20 年用于全球和我國交付客機的碳纖維總需求分別為 47.8 和 11.2 萬噸，市場規模分別達 318.9 和 74.7 億美元。

C919 有望打開國產空間，未來 20 年我國 C919 客機碳纖維需求可達 1.12 萬噸，市場 規模 7.5 億美元。中國商飛 C919 大型客機副總設計師傅國華在 2017 年 C919 大型客機首 飛前集中采訪座談活動中表示 C919 國內需求保守估計 2000 架左右，約等于我國未來 20 年 120 座級以上單通道噴氣客機交付架數預測量（6295 架）的 1/3。根據中國商飛的規劃， C919客機將采取分步走的策略來提高復材使用比例：第一階段 10%-15%，第二階段 23%-25% （鳳凰新聞網
https://ishare.ifeng.com/c/s/7v4YEU7oBco），若每個發展階段各占據 10 年， 則第一階段平均比例為 12.5%，對應 900 架 C919，第二階段平均比例為 24%，對應 1100架 C919。我們預計第一、第二階段對應碳纖維需求分別為 0.33 和 0.78 萬噸，而生產規模 化效應預計會導致航空航天領域碳纖維均價每 5 年下降 3%左右，因此預計 10 年和未來 10-20 年市場規模分別為 2.2 和 5.2 億美金。綜上，預計未來 20 年用于 C919 客機交付的碳 纖維總需求為 1.12 噸，市場規模為 7.5 億美元。

無人機領域

民用及軍用無人機市場相繼放量，推動碳纖維需求增長。根據應用領域劃分，無人機分 為擁有物流運輸、地質測繪、空中攝影等功能的民用無人機以及承擔情報偵察、軍事打擊、 通信等功能的軍用無人機。碳纖維復材強度高、重量輕、抗腐蝕性能優越，能夠有效提升無 人機性能。Drone Industry Insight 公布的調研結果顯示，2020 年全球無人機復合材料市場 規模約為 12.24 億美元，并預計 2027 年全球無人機復合材料市場規模約為 32.22 億美元， 年復合增長率為 14.8%，上游碳纖維材料市場空間廣闊。

（1）民用領域：2025 年全球民用無人機碳纖維需求約為 5700 噸，2022-2025 年 CAGR 達 49.8%。航空工業集團發布的《通用航空產業發展白皮書（2022）》顯示，2021 年全球 民用無人機市場規模已超 1600 億元，預計 2025 年將達 5000 億元。另據《中國工業無人機 行業研究報告》（Frost & Sullivan，轉引自智研咨詢）披露，在工業級無人機市場高速增長 的推動下，2024 年我國民用無人機市場規模將達 2076 億元，年復合增長率達 31.74%。假設 1）消費級無人機平均重量為 2 千克，工業級無人機平均重量為 25 千克；2）碳纖維復合 材料在民用無人機領域應用比例較低、無人機領域碳纖維質量分數為 60%；3）航空航天領 域碳纖維均價在規模化效應下每 5 年降低 3pcts。我們預計中國和全球民用無人機碳纖維需 求將分別從 2022 年的 952 噸和 1705 噸增至 2025 年的 2979 噸和 5728 噸，對應 2022-2025 年 CAGR 分別為 46.3%和 49.8%。

（2）軍用領域：預計 2025 年全球軍用無人機碳纖維需求約為 9000 噸，2022-2025 年 CAGR 達 43.5%。由于軍用無人機對續航、重量等指標敏感，碳纖維復材被大規模運用 于新型軍用無人機機體，我國自主研發的彩虹系列、翼龍 I-D、云影、風影軍用無人機均主 要使用碳纖維復材制造。Drone Industry Insights 預計當前全球范圍內民用無人機占比約為 35%，假設 1）民用市場增速大于軍用市場，占比逐年提升 1%；2）航空航天領域碳纖維均 價在規模化效應下每 5 年降低 3pcts。我們預計全球軍用無人機和全球無人機碳纖維需求將 分別從 2022 年的 3032 噸和 4737 噸增至 2025 年的 8959 噸和 14687 噸，對應 2022-2025 年 CAGR 分別為 43.5%和 45.8%。

航天領域

高性能碳（石墨）纖維復材在航天領域的應用水平和規模已關系到武器裝備的跨越式提 升和型號研制的成敗。高性能碳（石墨）纖維復材可作為結構、功能或結構/功能一體化構 件材料應用在導彈、運載火箭和衛星主體上，如碳/碳和碳/酚醛是彈頭端頭和發動機噴管喉 襯及耐燒蝕部件等重要防熱材料，在美囯侏儒、民兵、三叉戟等戰略導彈上均已成熟應用， 如法國的阿里安-2 火箭改型、日本的 M-5 火箭等發動機殼體均采用碳纖維復材，碳（石墨） 纖維復材的發展推動了航天整體技術的發展。

航空航天領域碳纖維需求將持續增長，預計 2022-2025 年全球需求量 CAGR 將達 26.4%。據廣州賽奧《2021 全球碳纖維復合材料市場報告》，全球航空航天領域碳纖維需求 量從 2013 年開始快速增長，2020、2021 年商業航空受到疫情影響，波音及空客大幅削減 客機產量，2020、2021 年航空航天領域碳纖維需求均約 1.65 萬噸。疫情反復延遲了航空業 的復蘇，廣州賽奧預計航空航天領域碳纖維需求將在 2024 年恢復到疫情前水平，結合無人 機快速發展推升碳纖維需求，我們預計 2025 年全球航空航天領域碳纖維需求有望達 3.42 萬噸，2022-2025 年 CAGR 為 26.4%。

預計 2022-2025 年全球碳纖維需求 CAGR 將達 23.5%

輕量化高性能創造需求，2025 年全球碳纖維需求有望達 26 萬噸，2022-2025 年 CAGR 為 23.5%。對鋼鐵、鋁合金等傳統材料的輕量化替代，較于玻璃纖維、特種石墨等新型材料 更卓越的性能，是碳纖維應用拓展的主要推動力，目前已實現了對航空航天、風電、光伏熱 場、汽車、軌道交通、船舶、建筑補強、壓力容器瓶、混配模成型、電纜芯、體育休閑等領 域的全覆蓋。體育休閑、混配模成型等碳纖維市場將穩健增長，而風電、光伏熱場、儲氫瓶、 無人機等市場前景更為光明，結合我們的預測及廣州賽奧的統計數據，我們預計 2025 年全 球碳纖維需求將達到 26.0 萬噸，2022-2025 年 CAGR 為 23.5%；全球碳纖維市場規模將達 到 66.0 億美元，2022-2025 年 CAGR 為 20.4%。

供給：行業集中度高，我國產能擴張加速國產替代

2022 年碳纖維供需整體持平，預計 2025 年供需缺口 2.5 萬噸

全球碳纖維產能穩步擴張，2015-2021 年產能擴張 CAGR+7.5%。2015-2020 年全球 碳纖維產能利用率整體在 70%上下波動，但 2021 年過快的產能擴建速度致使產能利用率下 滑。廣州奧賽數據顯示，2020、2021 年全球碳纖維運行產能分別為 17.2 和 20.8 萬噸，同 比增幅達 21%，以 2015 年 13.5 萬噸的全球碳纖維運行總產能為基準，則 2015-2021 年 CAGR +7.5%，其中，2021 年全球十強廠家包含了吉林化纖集團、中復神鷹與寶旌三家中 國大陸企業。由于碳纖維基本需求面長期旺盛，相關制造商積極擴產，全球產能擴張節奏整 體穩健。

中長期碳纖維供需缺口仍將持續存在，預計 2025 年缺口 2.5 萬噸。2021 年起碳纖維 供需平衡的情況被打破，逐漸呈現供不應求的態勢，盡管目前碳纖維廠商紛紛公布擴產計劃， 但擴產計劃到項目建成落地之間仍有較多阻礙需要克服。結合各個廠商擴產的可行性與當前 進度，在以下前提下：①僅統計可行性高的擴產項目，可行性高項目指項目已開工并有望建 成投產；②項目建成與滿產之間需要爬坡，根據項目建成時間給予不同項目當年產能利用率 為 50%或 70%或 100%，我們預計 1）2022 年全球碳纖維需求和產量分別為 13.8 萬噸和 14.1 萬噸，整體呈現供需持平情況；2）較于 2021 年，2023 年將有較大產能集中投放，2023 年全球碳纖維產量將達 17.5 萬噸，略高于 16.6 萬噸的需求，碳纖維均價于 2023 年仍將走 低；3）2025 年全球碳纖維產量將達 23.5 萬噸，供需缺口達 2.5 萬噸，中長期維度碳纖維 賽道仍然景氣。

若統計包含可行性較高擴產項目，中長期維度碳纖維產量或將略高于需求。在以下前提 下①統計的擴產項目涵蓋可行性高和較高項目，可行性較高項目指項目已開工但產線開車需 要時間驗證，或廠商已具備成熟碳纖維生產經驗但目前僅公布相應碳纖維擴產規劃目標；② 項目建成與滿產之間需要爬坡，根據項目建成時間給予不同項目當年產能利用率為 50%或 70%或 100%，我們預計 1）可行性較高擴產項目將在 2023 年額外新增 0.20 萬噸產量，2023 年全球碳纖維產量將達 17.7 萬噸，高于 16.6 萬噸的需求；3）可行性較高擴產項目將在 2025 年額外新增 2.83 萬噸產量，2025 年全球碳纖維產量將達 26.3 萬噸，略高于 26.0 萬噸的需 求。

若統計包含所有碳纖維擴產項目，則 2025 年全球碳纖維產量將達 46.1 萬噸，或不能 真實反映產量趨勢。在以下前提下①統計的擴產項目涵蓋可行性高、較高及其余擴產項目， 其余擴產項目指廠商僅公布相應碳纖維擴產規劃目標，但未見項目開工，或廠商建設進程受 疫情或其他負面擾動較大，或廠商為新進入者；②項目建成與滿產之間需要爬坡，根據項目 建成時間給予不同項目當年產能利用率為 50%或 70%或 100%，我們預計 1）其余擴產項目 將在 2023 年額外新增 0.45 萬噸產量，2023 年全球碳纖維產量將達 18.2 萬噸，高于 16.6 萬噸的需求；3）其余擴產將在 2025 年額外新增 19.8 萬噸產量，2025 年全球碳纖維產量 將達 46.1 萬噸。但這些擴產項目的產業化進程仍需等待時間的驗證。

國產企業已打破日、美技術封鎖，布局碳纖維全序列產品

碳纖維產能分布不同，國際碳纖維市場及世界級碳纖維技術依然為日、美企業所壟斷。日本東麗（Toray）是高性能碳纖維研究與生產的“領頭羊”，東麗與卓爾泰克合并后，2021 年總運行產能在業內更是一枝獨秀達 5.75 萬噸。美國是繼日本之后掌握碳纖維生產技術的 少數幾個發達國家之一，也是世界上最大的 PAN 基碳纖維生產國和消費國之一。據《2021 全球碳纖維復合材料市場報告》（廣州賽奧），2021 年日、美碳纖維總運行產能為 7.37 萬噸， 占全球比例的 35.5%。中國化學纖維工業協會 2020 年數據顯示，日本企業在小絲束碳纖維 市場上占有絕對優勢，產能占比達 49%；在大絲束市場上，美、德企業處于明顯的主導地 位，產能占比達 89%。

我國企業崛起正當時，碳纖維產品已實現與日本東麗主要型號的對標，部分型號甚至性 能更優。2010-2020 年十年間我國碳纖維發展特點是“狂飆猛進”和“優勝劣汰”，大浪淘 沙下穩扎穩打的企業迎來了春天，例如中復神鷹、中簡科技、光威復材、原絲龍頭吉林碳谷 等。國產碳纖維型號覆蓋 T300 級至 T1100 級、M35 至 M65 級，產品性能指標實現了對日 本東麗主要碳纖維型號的對標，包括高強標模型、高強中模型、高強高模型等各類型碳纖維 品種，部分產品的性能甚至超越東麗同級別碳纖維產品，如中復神鷹 SYT55S（T800 級） 具有稍高的強度和模量優勢，如光威復材 TZ1100G（T1100 級）具有延伸率優勢，如恒神 股份 HM37（M40 級）的抗拉強度、拉伸模量、延伸率更高。

我國碳纖維 CR5 達 78.1%，高于全球行業集中度下實現碳纖維整體技術 T400 以上。2021 年全球前五大廠商的運行產能合計占有率為 57.0%，國內前五大廠商的運行產能合計 占有率為 78.1%，行業集中度超過全球。國內廠商中，2021 年吉林化纖、中復神鷹、寶旌 碳纖維的運行產能均超 1 萬噸，國產碳纖維行業整體達到 T400 的技術能力，部分企業實現 了 T700 碳纖維規模化生產，T800 已經進入了小批量試驗生產階段，但龍頭企業和國際巨 頭在產能和技術方面仍存在不小的差距，T1000、 T1100、M60、M65 級等碳纖維產品的 產業化技術攻關亟待解決。

2021 年我國首次超越美國成為碳纖維最大產能國，未來全球預計將迎來中國盛宴。廣 州賽奧數據顯示我國 2015-2021 年碳纖維運行總產能分別為 2.38/2.38/2.60/2.68/2.69 /3.62/6.34 萬噸，對應產能擴張 CAGR+17.7%，占全球比例分別為 17.6%/17.1%/18.0% /17.0%/17.3%/21.1%/30.5%。2015-2019 年期間我國碳纖維企業運行產能擴張緩慢，但國 內生產工藝及技術的突破使得我國從 2020 年起開啟產能的持續高速擴張，其同期運行產能 增速達 35%。2021 年隨著各企業擴產項目的落地投產，中國大陸地區更是首次超越美國， 以 6.34 萬噸的總運行產能占據全球 30.5%的比例，成為全球最大產能國。此外，中復神鷹、 光威復材、吉林化纖、上海石化、蘭州藍星、新創碳谷等廠商的萬噸級產線均處于規劃在建 途中，中國廠商的產能占比將在未來持續提高，較長期保持第一產能國的地位。

高壁壘下頭部玩家競爭將提升碳纖維綜合技術，國產全面替代指日可待

技術、設備、成本、資金和應用是碳纖維行業最為核心的競爭要素。碳纖維屬于技術密 集型產品，產業鏈長，產品系列眾多，生產技術繁雜，且研發周期長，資金投入量大，同時 對產品性能與質量穩定性要求嚴苛，種種因素共同鑄就了極高的行業壁壘。

我國碳纖維產業鏈中上游高集中，碳纖維頭部玩家的競爭有望進一步提升綜合能力。我 國丙烯腈、原絲及碳纖維產能集中度較高，CR5 在 2020 年和 2021 年均大于 75%，占據較 大市場份額，其中碳纖維生產原料丙烯腈主要集中于上海賽科、斯爾邦、吉林石化等，原絲 及碳纖維產能主要集中在吉林化纖、中復神鷹、寶旌碳纖維、恒神股份等制造商。據各家碳 纖維企業公布的擴產項目計劃，估算可得萬噸碳纖維原絲生產線投資范圍為 1-2 億，萬噸原 絲+碳纖維生產線投資范圍為 20-30 億，而萬噸航空航天極碳纖維生產線投資額更是超 100 億，資金壁壘使得大量企業較難進入到這一行業，頭部玩家之間的競爭更有利于其綜合能力 的多向提升。

碳纖維國產化正加速，2022H1 碳纖維進口量已同比下降 16%。根據中國海關數據，我 國大陸碳纖維進口來源主要是日本、中國臺灣、韓國、美國、墨西哥，占比達 88%。2021H1 受“東麗風波”事件影響，日本對中國大陸的出口量有所減少，2022H1 日本對我國大陸的 出口雖有所增長，但漲幅并不明顯，主要是受日本本土以及歐美需求增長的影響，日本出口 到我國市場的碳纖維依然緊缺。2022 年 1-6 月，我國進口碳纖維產品合計 14739 噸，較 2021 年同比下降 16%，原因一方面是波音、空客等歐美主要企業對碳纖維需求逐漸恢復，出口 到國內總量減少，另一方面也表明國產碳纖維供給逐步增加，市場份額正逐漸提高。

2021-2025 年碳纖維國產量 CAGR 有望達 42%。從進出口均價來看，國外企業嚴禁向 中國出口軍工級碳纖維，且東麗采取低價打壓國內企業的策略，使得碳纖維進口均價基本維 持在 20 美元/kg 以下；盡管由于出口數量較少導致出口均價波動幅度較大，但是出口均價 的中樞明顯高于進口均價，我們認為國內頭部企業的高端產品已實現出口，邁出國產替代的 關鍵一步。廣州賽奧統計數據顯示，2021 年我國碳纖維進口量為 3.31 萬噸，國產化率為 47%，同比提升 9pcts。隨著未來中國碳纖維廠商生產技術及產能持續提升，碳纖維國產化 進程有望加速，2022 年碳纖維國產量有望超過進口量，依據中國海關上半年數據，我們預 計 2022 年國產化率將達 56%，2025 年增至 75%。結合廣州賽奧對 2025 年中國碳纖維市 場銷售總量為 15.9 萬噸的預測，計算可得 2025 年碳纖維國產量為 11.9 萬噸，對應 2021-2025 年碳纖維國產量 CAGR 達 42%。

展望：2023 年我國碳纖維市場價將弱調整，T700 級及以上中小絲束供應 商凸顯比較優勢

2022 年國內外碳纖維市場價格高位走跌。1）2022 年 1-7 月，光伏熱場碳/碳復材和儲 氫瓶領域碳纖維需求增量大，而市場整體供應偏緊，因此 T700 級碳纖維價格高位守穩；而 T300 級碳纖維受疫情影響導致工廠庫存積壓，加之國內整體產量增加，但需求跟進不足， 價格普遍下調。2）2022 年 8-9 月中旬，T700 級碳纖維價格小幅走高，T300 級碳纖維價格 寬幅下降；3）2022 年 9 月下旬至今，供應端新裝置陸續投產，且 T700 及 T300 級各型號 碳纖維庫存均偏高，市場現貨供應略顯充足，持貨商出貨承壓；需求端受制于外圍經濟環境 影響，各地疫情反復，下游企業開工不足，且有一定庫存，整體采購偏弱，需求偏淡，因此 T700 及 T300 級碳纖維市場價格同步下滑。截至 2022 年 11 月 25 日，國產 T300（12K）、 T300（48/50K）、T300（24/25K）、T700（12K）市場價格較今年年初跌幅分別為 9.6%、 5.2%、4.9%、1.3%。

我們預計到明年年底國內碳纖維市場價格以區間內偏弱調整為主。碳纖維價格受多種因 素影響，包括原料成本、供應面、進出口面、需求面以及其他因素：

原料成本：預計未來一年丙烯腈市場價格將偏強盤整，價格波動空間為 500-1000 元/噸左右。丙烯腈仍有新產能投產預期，且部分裝置重啟恢復，供應量預期增加， 但同時下游行業開工率上調，在供需均有提升條件下，市場價格波動不大。在其他 成本變化有限的前提下，我們預計未來一年（即 2023 年）碳纖維成本面影響有限， 難以形成利好支撐。

供應面：2023 年底前國內各型號碳纖維供應料將保持較為充裕。國內碳纖維產能 持續擴張，據我們統計，2022、2023 年國內確定性高的新增碳纖維產能 投放分別約為 2 萬噸和 3 萬噸，且碳纖維裝置或將維持穩定運行為主，因此各型 號碳纖維供應將保持較為充裕。

進出口面：2022 年將成為國產比例大于進口比例的首年，未來碳纖維出口將增加。盡管我國部分產品型號仍需依賴進口，但在我國廠商積極擴產下，碳纖維產量正大 幅增加，我們預計 2022 年碳纖維國產量將大于進口量，且未來出口量將持續有所 增加。

需求面：2022 年需求小幅增加，中長期維度來看需求依舊旺盛。在以下領域 1） 風電葉片：未來會有較大的放量，但受制于碳纖維高價以及補貼退坡的影響，短期 需求增量有限；2）體育休閑：國內外疫情反復，影響下游接單情況；3）碳/碳復 材：整體需求表現較好，光伏熱場由于其他主體原料價格連續上漲，對碳纖維降本 需求較為突出，但鑒于光伏在我國能源比重較大，光伏熱場碳/碳復材應用前景依 然廣闊，且中長期維度會有碳/陶制動盤帶來的增量；4）壓力容器：儲氫瓶國內整 體需求受政策補貼影響大，量小但增速快；5）航空航天：受疫情影響較大，但無 人機作為新興力量將推動該領域碳纖維需求增量。總體而言，我們預計 2022 年碳 纖維市場需求小幅增加，但中長期來看，碳纖維需求將在 2023-2025 年有突出增 幅。

綜上，我們預計未來一年原料面給予碳纖維支撐不足，供應端較為充裕，而需求面增幅 有限，未來一年碳纖維價格區間將偏弱調整。我們預計未來一年（即 2023 年）碳纖維主流 市場參考價為：1）T300（12K）120-150 元/kg，降幅 4%；2）T300（24/25K）110-140 元/kg，降幅 7%；3）T300（48/50K）100-130 元/kg，降幅 7%；4）T700（12K）200-250 元/kg，降幅 2%。我國碳纖維擴產以大絲束為主，T700 級及更高性能的 12K 及以下絲束規格供應商發展 前景更廣闊。2021 年我國碳纖維 6.34 萬噸的總運行產能中，6.05 萬噸碳纖維的絲束規格分 布較為明確，在我國市場絲束規格劃分體系下，即 1/3/6K、12K、24/25/35/48/50K 分別屬 于小、中、大絲束，2021 年我國 6.05 萬噸運行產能中小/中/大絲束占比分別為 19%/13%/68%。在中長期維度下，2025 年新增產能（較于 2021 年）中，預計大 絲束占比將進一步被拉升至 67%，而小/中絲束占比分別為 25%/8%。大絲束過快的擴張或 將使供應大于需求，而 12K 及以下碳纖維不僅擴張速度較慢，且光伏、儲氫瓶、無人機等 下游需求增速快，結合上文我們對碳纖維價格的預判，我們認為在產能投放沖擊下，T700 級及更高性能的 12K 及以下絲束規格碳纖維供應商經營前景更廣闊。

（本文僅供參考，不代表我們的任何投資建議。如需使用相關信息，請參閱報告原文。）

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