2022年碳纤维行业发展现状及细分产业分析.docx

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1、2022年碳纤维行业发展现状及细分产业分析1、碳纤维具备战略地位，我国仍处于追赶阶段1.1.1、 碳纤维及其性能特点碳纤维：由聚丙烯腈（PAN）（或沥青、粘胶）等有机母体纤维采用高温分解法在1,000摄氏度以上高温 的惰性气体下裂解碳化（去除碳以外绝大多数元素）形成碳主链机构制成的无机纤维，是一种含碳量在 90%以上的无机高分子纤维。性能特点：出色的力学性能和化学稳定性，高性能纤维中具有最高的比强度和最高的比模量的纤维，具 有低密度、耐腐蚀、耐高温、耐摩擦、抗疲劳、震动衰减性高、电及热导性高、热及湿膨胀系数低、X光 穿透性高、非磁体但有电磁屏蔽效应等特点。1.1.2、碳纤维是重要战略物资碳纤维

2、是发展国防军工与国民经济的重要战略物资，应用于国防工业以及高性能民用领域。应用领域：军工、航空航天、海洋工程、体育用品、汽车工业、新能源装备、医疗器械、工程机械、交 通运输、建筑及其结构补强等。1.2、碳纤维的分类原丝种类：聚丙烯腈（PAN）基、沥青基、粘胶基。力学性能：通用型（强度/1000MPa、模量/100GPa ）、高性能型（高强型：强度2000MPa、模量 250GPa；高模型模量300GPa）。PAN基碳纤维国标：高强型、高强中模型、高模型、高强高模型。1.3、碳纤维产业链条长且技术复杂，下游价值逐级放大单体聚合纺丝预氧化碳化/石墨化表面处理及上浆制备环节工艺流程复杂，原丝质量决定

3、碳纤维性能高低，氧化碳化工艺决定碳纤维最终力学性能。下游价值逐环放大：原丝(40元/公斤)碳纤维(180元/公斤)预浸料(600元/公斤)(民用/ 1,000元/公 斤) 汽车( 3,000元/公斤)军工、航空( 8,000元/公斤)2、我国碳纤维技术水平逐渐缩短与国际差距，但在应用技术开发及产业链生态上仍较为薄弱2.1、国际碳纤维企业进入成熟发展阶段国际发展：1880年代碳丝发现1950年代美国/日本制备技术路线1960年代实验室技术1970年代工程 化技术1980年代工业化技术及应用拓展1990年代并购潮21世纪之后应用拓展及进一步整合。2.2、我国制备技术自主研发缩窄差距，产业链生态尚未

4、成熟国内发展：1960起步1970年代举国技术攻关1980年代依赖引进1990年代停滞2000年代欧美禁运 背景下重大专项技术突破和大规模投资2010年代优胜劣汰21世纪之后需求走向供不应求和整合扩产 。制备技术通过自主研发缩窄差距。国内主要企业碳纤维基本实现了对T300级至T1000级、M40级别的产 品覆盖，相关产品性能指标与对应的日本东丽产品相当。国际发展历史启示：由于应用领域的发展材支撑了碳纤维技术的不断进步，而在此过程中工艺、产品无 法适应相关应用领域的企业，也会最终被淘汰出局，碳纤维材料的发展离不开高端应用支撑的产业链与 生态。国外已经形成设计、制造、分析及验证、应用牵引系统化的碳

5、纤维复合材料体系，而国内大部分 碳纤维复合材料企业技术尚不成熟，缺乏相应的研发及工艺支持，未能形成体系化、系列化的碳纤维产 业链发展模式。3、体育休闲维持稳定增长，关注新兴产业应用增长点3.1、2021年全球碳纤维需求恢复至正常增长水平2021年全球碳纤维需求量11.8万吨，同比增长10.38%，恢复至长期年均复合增速水平。根据广东奥赛预 计2025/2030全球碳纤维需求将分别达到20万吨和40万吨，5年年均复合增长分别为11.13%和14.9%。3.2、2021年我国碳纤维需求快速增长，国产自给率加快提升2021年中国碳纤维需求量6.24万吨，同比增长27.7%。根据广东赛奥预计至2023

6、/2025国内碳纤维需求年 均复合增长分别为25.8%和20.6%。2021年国产碳纤维销量增速58.1%，远高于进口增速9.15%。国内碳纤维需求自给率继续加快提升 （37.87%46.89%）。3.3、我国碳纤维需求结构存在差异2021年全球碳纤维需求主要用于风电、航空航天、体育休闲和汽车。2021年我国碳纤维需求主要用于风电、体育休闲、碳碳复材、压力容器。3.4、碳纤维是航空航天领域不可替代的轻量化材料碳纤维因其轻量化特性广泛应用于商用飞机、军机、直升机和无人机等航空航天领域。碳纤维复合材料在结构轻量化中无可替代的材料性能，在军用航空是生产武器装备的重要材料。在战斗 机和直升机上碳纤维复

7、合材料应用于战机主结构、次结构件和战机特殊部位的特种功能部件。F14A战 机/1%F-22和F35/24%和 36%, B-2隐身战略轰炸机上，碳纤维复合材料占比更是超过了50%。3.4.1、军用航空：我国军费持续增长，军费向装备倾斜近两年军费支出增长有所回升，自 2016 年以来，我国国防预算增长率维持在 6.6%-8.1%之间，根据2022 年政府预算草案，2022年军费支出增速预计增长7.1%。据新时代的中国国防，2010-2017 年我国国防费中装备费从 1774 亿元增至 4288 亿元，年均增速 13.44%，在国防费中占比从 33.2%增至 41.1%，军费支出向装备倾斜。3.4

8、.2、军工航空：我国航空航天装备投入仍将处于较快增长据新时代的中国国防，2012-2017年我国国防费占 GDP 的平均比重为 1.3%，我国国防费占财政支出 的平均比重为5.3%，低于美、俄、印等国，我国防投入不足与我国经济地位不加匹配。3.4.3、军用航空：我国在先进装备上与国外有较大差距我国不仅在航空装备数量上与其他大国有差距，而且在先进装备结构上也有较大差距。 根据World Air Forces 2021数据，美国军机数量约 1.3 万架，我国仅 3000 余架。从结构上看，美国战斗机以三、四代机为主，我国战斗机中二代机尚占据半壁江山。3.4.4、军用航空：我国航空航天装备投入仍将处

9、于较快增长“十四五规划”提出，要“加快国防和军队现代化，实现富国和强军相统一” 、 “提高国防和军队现代 化质量效益” 、 “促进国防实力和经济实力同步提升” ，而航空航天装备已成为现代战争制胜的关键要 素，未来我国航天航空投入仍将处于较快增长。3.4.5、军用航空：未来军机碳纤维需求总量将达到万吨根据沈阳所扬州院对国产战机未来数量的预测，未来15年国产战机的数量将达到美国 的七成左右，2035年将达到6500架左右。其中战斗机将达到2100架，大型飞机达到1000 架，教练机1000架，直升机2400架。3.4.6、民用航空：国际航空器市场复苏有所延迟波音：2021年飞机交付量增长主要是窄体

10、飞机，宽体客机787飞机交付量却大幅下滑，2021全年交付14架， 仅为2020年交付量的26.4%；777系列飞机的交付量也有了小幅下滑，由26架减少到24架。777系列飞机新 增订单由去年的13架增加到53架（777F飞机42架，777X飞机11架），增长幅度超过了3倍。但787飞机新 增订单由29架下滑到21架。3.4.7、民用航空：国产大飞机C919订单有望释放碳纤维长期需求据中国商飞2015年公布的C919订单信息显示，C919国内外用户达到28家，订单总数达 到815，2018年海航集团有限公司与中国商用飞机有限责任公司签署战略合作框架协议， 计划未来逐步引进并运营200架C919

11、大型客机，我国C919意向订单有望突破1000架。3.5、风电领域：2021年需求有所降速2021年全球风电领域碳纤维需求增长7.84%，较2020年回落12.16个百分点。2021年我国风电领域碳纤维需求增长12.5%，较近年高增长有明显降速。3.5.1、风电领域：碳纤维在高功率和大机组更具优势碳纤维作为大功率机组叶片材料更具综合成本优势，风电机组大型化大容量发展趋势将拓展其应用空间。出于经济性考虑，当前主流的叶片为玻璃钢材质（GFRP），但随着低速风机和海上风机的不断发 展，叶片长度的不断增加，部分结构使用碳纤维或碳纤/玻纤混合材料在综合成本上将更具优势。3.5.2、风电领域：双碳背景下新

12、能源发展提供长期碳纤维需求空间双碳”国家战略提升风电发展天花板，中长期将持续驱动碳纤维需求空间。 根据广东奥赛预测，2025年全球风电领域碳纤维需求将达到9.34万吨，年均复合增速将达到25%。3.6、体育休闲：保持对碳纤维的稳定需求2021年全球和中国体育休闲领域碳纤维需求分别为1.85万吨和1.75万吨，同比增长分别为20.13%和 19.86%。2020年疫情之下，群体运动的碳纤维器材有较大幅度的下滑，2021年疫情防控放开直接带来了体育器材 的较高速的增长。 根据广东奥赛预测，2025年全球体育休闲领域碳纤维需求将达到1.97万吨，年均复合增速5%。3.7、压力容器：储氢气瓶是未来增长

13、点2021年全球压力容器领域碳纤维需求大幅增长25%，储氢气瓶是增长看点。政策支持：2022年三月，发改委发布了氢能产业发展中长期规划（2021-2035 年）。根据相关政策以及预测，2022年，中国将至少新增10,000辆氢能源车，主要在物流车、重卡和大巴领 域。2023年开始至2025年，物流车以及大巴车的示范加大和重卡的逐渐推广。重卡领域碳纤维用量大约1700-1900吨。加上其他物流车、客车领域的用量，氢燃料电池汽车预计总量 能到使用到2500吨以上；加上呼吸气瓶及天然气气瓶维持低速的增长，预计碳纤维用量能够达到3600- 3800吨。3.8、碳碳复材：受益光伏市场有望保持对碳纤维需求

14、高增2021年全球碳碳复材领域碳纤维需求高增长，受国内光伏行业高速发展支撑。硅片大型化及硅片技术由P型向N型迁移，带动C/C热场部件对等静压石墨替代。硅料扩产有望加快，根据隆基股份可转债募集书，2020年全球多晶硅产能60万吨，未来扩产产能超过 200万吨，C/C复材需求有望持续高速增长。4、行业持续扩产，全球格局巨头垄断仍存压力4.1、碳纤维全球供给状况2021年，全世界主要增加的产能是：吉林化纤集团增长近16,000吨(含收购江城的产能)；常州新创碳谷新入 行，新建产能6,000吨；卓尔泰克在墨西哥增加的3,000吨；中复神鹰增加的8,000吨（老厂有产能调整），宝 旌增加2,000吨， 东邦增加1,900吨。4.2、碳纤维全球供给格局全球碳纤维市场格局仍由国际巨头垄断，小丝束产品主要集中在日本企业，大丝束产能则主要在欧美。小丝束：日本企业在全球小丝束碳纤维市场份额占到约58%，其中日本东丽占比27%、日本东邦占 比18%、日本三菱占比13%。大丝束：大束丝碳纤维市场集中度更高，基本被美国Zoltek和德国SGL两家控制，Zoltek全球占比 49%，德国SGL全球占33%。报告节选：