碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈市場分析報告

碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈市場分析報告2022年6月內(nèi)容目錄、碳纖維：性能優(yōu)勢突出，景氣度持續(xù)上行..............................................................................................................8、簡介：碳纖維性能優(yōu)勢突出.............................................................................................................................8、現(xiàn)狀：碳纖維景氣度上行，主要驅(qū)動力來自風電葉片與碳碳復材.................................................................13、需求：動力來自哪里？空間有多大？...................................................................................................................17、政策加碼利好發(fā)展，國產(chǎn)化替代前景廣闊.....................................................................................................17、雙碳戰(zhàn)略有望成為碳纖維行業(yè)需求增長的核心動力.......................................................................................19、商用航空靜待恢復，軍用航空及航天市場穩(wěn)定增長.......................................................................................28、體育休閑及汽車領域需求或穩(wěn)定增長，壓力容器有望保持較高景氣度..........................................................31、各領域應用性能要求存在差別，2025國內(nèi)市場空間有望達到億元........................................................35、供給：技術進步跨越低達產(chǎn)率階段，國內(nèi)頭部公司大規(guī)模擴產(chǎn)............................................................................38、跨越低達產(chǎn)率階段，國產(chǎn)碳纖維開啟產(chǎn)能擴張..............................................................................................39、規(guī)?；?、技術改進與設備國產(chǎn)化驅(qū)動成本優(yōu)化..............................................................................................41、如何看競爭要素與格局演變？........................................................................................................................44、龍頭企業(yè)經(jīng)營分析................................................................................................................................................50、精功科技：碳化設備龍頭，具備碳化線成套設備交鑰匙能力........................................................................50、光威復材：全產(chǎn)業(yè)鏈龍頭，碳纖維與碳梁業(yè)務同步擴產(chǎn)................................................................................51、中簡科技：專注航空航天，產(chǎn)品附加值高.....................................................................................................53、中復神鷹：干噴濕紡產(chǎn)業(yè)化，榮獲國家科技進步一等獎................................................................................55、吉林化纖：粘膠長絲龍頭依托一體化產(chǎn)業(yè)鏈大規(guī)模布局碳纖維復材..............................................................57、中航高科：碳纖維復材龍頭，遠期有望受益于國產(chǎn)商用大飛機放量..............................................................5941、碳纖維：性能優(yōu)勢突出，景氣度持續(xù)上行1.1、簡介：碳纖維性能優(yōu)勢突出碳纖維（CarbonFiber）是由聚丙烯腈（高溫環(huán)境下裂解碳化形成的含碳量高于90%的碳主鏈結(jié)構(gòu)無機纖維。碳纖維具備出色的力學性能和化學穩(wěn)定性，密度比鋁低、強度比鋼高，是目前量產(chǎn)的高性能纖維中具有最高的比強度和比模量的纖維，具有質(zhì)輕、高強度、高模量、導電、導熱、耐腐蝕、耐疲勞、耐高溫、膨脹系數(shù)小等一系列其他材料所不可替代的優(yōu)良性能，在航空航天、風電葉片、體育休閑、壓力容器、碳碳復合材料、交通建設等領域應用廣泛。表：碳纖維具備高的比強度和比模量g/cm3）熱傳導系數(shù)（W/m·K）抗拉強度（MPa）彈性模量（GPa）1.72.251853500～6000230600連續(xù)玄武巖纖維2.62.80.0310.0383000～484079.393.11.490.040.132900～340070140E2.52.60.0340.0403100～380072.575.5碳纖維可以按照原絲類型、形態(tài)、力學性能等不同維度進行分類，按照原絲種類分類聚丙烯腈（）基碳纖維占據(jù)主流地位，產(chǎn)量占碳纖維總量的以上。因此，目前碳纖維一般指基碳纖維?；祭w維的制備過程一般分為原絲制備和碳絲制備兩個階段，其中原絲制備包括聚合、紡絲工段，碳絲制備包括預氧化、碳化工段。圖：原絲生產(chǎn)工藝流程圖：碳絲生產(chǎn)工藝流程資料來源：中復神鷹招股書，市場研究部資料來源：中復神鷹招股書，市場研究部日本東麗作為全球唯一碳纖維產(chǎn)能超過2萬噸的企業(yè)，是全球碳纖維領域龍頭。業(yè)內(nèi)主要采用力學性能對碳纖維進行產(chǎn)品分類，分類標準主要參考日本東麗的牌號，并以此為基礎確定自身產(chǎn)品的牌號及級別。按表2分類，根據(jù)美日兩國目前的法令，除高強型外，其余產(chǎn)品型號均禁止對華出口。表：日本東麗與國內(nèi)主要公司產(chǎn)品型號日本東麗牌號中復神鷹牌號中簡科技牌號光威復材牌號GQ3522T300SYT45TZ300SYT45SSYT49、GQ4522T700SSYT49SZT7-3K/12KTZ700SQZ4526M35JSYM30SYM35QZ5026TZ800H高強中模型QZ5526T800SSYT55SZT8-6K/12KZT9-6K/12KTZ800SQZ6026T1000GSYT65TZ1000GQZ7026T1100GTZ1100GGM3040M40QM4035M40JSYM40ZM40J-6K/12KTZ40JQM4040TZ46J高強高模型QM4045M50JTZ50JQM4050M55JTZ55JQM3555M60JTZ60J資料來源：中簡科技公告，中復神鷹公告，日本東麗官網(wǎng)，光威復材官網(wǎng)，GB/T26752-2020碳纖維國家標準，市場研究部碳纖維按每束碳纖維含有原絲的數(shù)量可劃分為小絲束和大絲束。例如束碳纖維中含有12000根單絲的碳纖維。小絲束碳纖維通常小于，性能優(yōu)異但價格較高，主要應用于航天軍工、高端體育休閑等領域。大絲束碳纖維通常大于48K，產(chǎn)品性能相對較低但成本亦較低，主要應用于基礎工業(yè)等領域。表：小絲束碳纖維和大絲束碳纖維制備過程成本對比不同參數(shù)絲束規(guī)格大絲束碳纖維＞48K小絲束碳纖維148K小絲束成本高的原因純度要求一般，＜92%ANMA純度要求高，>92%ANMA(IA等)提純成本增加允許一定雜質(zhì)嚴格控制雜質(zhì)含量紡絲速度慢高重均分子量且分子量分布重均分子量適中聚合、紡絲成本增加

窄AN含量少使得氧化快、需控高AN含量致使氧化慢長時高能耗致使成本增加制放熱集中碳化溫度相對較低有時需要較高溫度非常關鍵、過程復雜周期長、認證昂貴標模碳纖維有大小絲束的區(qū)分，標模以上碳纖維以小絲束為主。據(jù)中國復合材料學會，截至2020年8月，標模碳纖維有大絲束與小絲束的區(qū)分，標模以上的碳纖維尚無大絲束出現(xiàn)。據(jù)SGL，其SIGRAFIL?CT50-4.8/280牌號大絲束碳纖維拉伸強度4800MPa，彈性模量280GPa，已滿足國標高強中模型QZ4526標準。未來國產(chǎn)大絲束有望向中模的方向發(fā)展，為航空航天、風電葉片和新能源汽車領域帶來更多輕量化應用。據(jù)賽奧碳纖維，年全球碳纖維需求中大絲束為43.6%，小絲束為6.66萬噸，占比56.4%。9圖：2021年碳纖維大小絲束全球需求結(jié)構(gòu)（萬噸）資料來源：賽奧碳纖維，市場研究部完整的碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈包含從一次能源到終端應用的完整制造過程。原油經(jīng)純化裂解后制取丙烯；丙烯經(jīng)氨氧化后得到丙烯腈，丙烯腈聚合和紡絲之后得到聚丙烯腈（）原絲，再經(jīng)過預氧化、低溫和高溫碳化后得到碳纖維，并可制成碳纖維織物和碳纖維預浸料，作為生產(chǎn)碳纖維復合材料的原材料；碳纖維經(jīng)與樹脂、陶瓷等材料結(jié)合，形成碳纖維復合材料，最后由各種成型工藝得到下游應用需要的最終產(chǎn)品。10圖：碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈與價值分配原絲制備美元氨美元/kg美元/kg美元聚合美元美元樹脂4美元/kg碳纖維制備/kg美元碳纖維復合末段制造中間級處理美元材料CFRP30美元美型3D美元美元美資料來源：ORNL，市場研究部國外碳纖維巨頭對國內(nèi)采取高端封鎖、低端傾銷策略，壓制國內(nèi)碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展。國外巨頭利用其技術壟斷和規(guī)?；a(chǎn)優(yōu)勢，對我國高端碳纖維領域采取技術封鎖策略，對原絲產(chǎn)品、核心技術和關鍵設備嚴格控制。在技術、人才、設備的三重嚴苛封鎖下，國內(nèi)主要依靠自力更生。在低端碳纖維領域國外巨頭采取低價傾銷的銷售策略，致使國內(nèi)大部分碳纖維生產(chǎn)企業(yè)技術水平落后，經(jīng)營業(yè)績長期處于虧損狀態(tài)?；祭w維復合材料的高成本主要集中在原絲的生產(chǎn)成本較高、生產(chǎn)流程長和復合材料制備成本高等方面，據(jù)《碳纖維低成本制備技術》基碳纖維原絲的成本約占總成本的51%。圖：年碳纖維各工藝流程成本（美元）原絲的質(zhì)量直接決定最終碳纖維產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量和生產(chǎn)成本?；祭w維原絲的生產(chǎn)過程中首先將丙烯腈單體聚合制成紡絲原液，然后紡絲成型。按照聚合工藝的連續(xù)性可以分為一步法和兩步法；按照紡絲工藝可以分為濕法和干噴濕紡法。聚合工藝的兩步法會加大生產(chǎn)成本，容易引入雜質(zhì)，且聚合物粒徑較大不易制得高性能原絲，較少用于小絲束碳纖維原絲生產(chǎn)。表：聚合工藝一步法二步法對比采用均相溶液聚合法，溶劑既是聚合單體的良溶劑，又是聚合物PAN的良溶劑，聚合液不需要分離就可以用來紡絲。一步法使用的聚合溶劑和紡絲溶劑相同，工藝流程短、工序少，有利于提高原絲的產(chǎn)品質(zhì)量。一步法的轉(zhuǎn)化率高，單體回收量小，聚合釜通常采用螺帶式攪拌器。采用非均相溶液聚合法，溶劑是聚兩步法原絲使用的聚合溶劑和紡絲溶劑不同，聚合釜的生產(chǎn)合單體的良溶劑，是聚合物PAN的能力較大，且聚合熱的移除效率也較高，適合生產(chǎn)大絲束。不良溶劑，在聚合過程中產(chǎn)生相分但是此方法聚合轉(zhuǎn)化率較低，聚合物的濃度也較低，且未聚離，聚合物PAN沉淀出來經(jīng)分離干單體的回收量較大。聚合過程中為防止聚合釜頻繁結(jié)巴，設燥后再溶于良溶劑中得到紡絲液用備材質(zhì)通常選用鋁合金。因攪拌速度對分子量影響較大，故通常采用漿葉式攪拌，嚴格控制攪拌速度。干噴濕紡具備紡絲速度快、碳纖維強度高等優(yōu)點，濕法紡絲可通過提高纖維與樹脂間的機械嚙合改善復材界面性能。干噴濕紡可實現(xiàn)高速紡絲，比濕法快2-8倍，制備的原絲密度較高且表面平整光滑，原絲的截面均一性明顯好于濕法紡絲，并且制備的碳纖維強度也較高。據(jù)《國產(chǎn)T800級碳纖維復合材料力學性據(jù)復合材料界面的粘結(jié)理論，碳纖維表面溝槽有利于提高纖維與樹脂間的機械嚙合作用，一定程度可以提高復合材料界面性能。12表：紡絲工藝濕法紡絲與干噴濕紡對比濕法紡絲隨著牽伸速度的提高，在噴絲孔處容易產(chǎn)生斷絲，故為了保證原絲的質(zhì)量，紡絲速度一直難以提高。并且濕法紡絲密度濕法紡絲為紡絲液從噴絲孔擠出較低，原絲表面有顯著的溝槽，有利之處在于紡絲和預氧化過程后直接進入凝固液的工藝技術。中單絲之間不易并絲，能夠提高制取的復合材料層間剪切強度，缺點是經(jīng)過預氧化和碳化熱處理這些溝槽將遺傳給碳纖維，導致碳纖維拉伸強度下降。干噴濕紡可實現(xiàn)高速紡絲比濕法快2-8倍，制備的原絲密度較高干噴濕紡為紡絲液從噴絲孔出來且表面平整光滑，原絲的截面均一性明顯好于濕法紡絲，并且制后先經(jīng)過干段空氣層或氮氣層后備的碳纖維強度也較高。干噴濕紡是近幾年發(fā)展起來的新型紡絲

才進入凝固液中進行凝固的工藝技術，已大量應用于工業(yè)生產(chǎn)。日本東麗公司的T700、T800、T1000等高性能碳纖維均使用干噴濕紡工藝生產(chǎn)的原絲制造。T800級碳纖維復合材料力學1.2、現(xiàn)狀：碳纖維景氣度上行，主要驅(qū)動力來自風電葉片與碳碳復材2015-2021年全球碳纖維需求年均復合增速達14.3%，中國碳纖維需求年均復合增速達。據(jù)賽奧碳纖維，2016-2019年全球碳纖維需求保持10%增長，在主要下游應用領域中，航空航天、體育休閑、汽車、混配模成型、壓力容器、建筑補強等領域增速較為穩(wěn)定，風電葉片、碳碳復材應用領域增長迅速。年受新冠疫情影響，航空復材領域需求大幅度降低，但風電葉片與碳碳復材領域碳纖維需求仍保持較高增速，整體碳纖維需求增速有所下滑，2021年風電、體育器材、碳碳復材及壓力容器成為碳纖維需求增長的主力，推動碳纖維行業(yè)需求增速回升至10%以上。國內(nèi)碳纖維需求從2015長至2021年的萬噸，全球占比從31.7%提升至52.9%，年均復合增速達24.5%。圖：全球碳纖維需求圖：中國碳纖維需求資料來源：Wind，賽奧碳纖維，市場研究部資料來源：Wind，賽奧碳纖維，市場研究部2020年全球碳纖維市場規(guī)模下降主要源于碳纖維價值量占比較高的航空航天領13域受到新冠疫情影響，航空復材領域需求大幅度降低，年市場規(guī)模上升幅度較大主要因為碳纖維供給不足，市場處于緊缺狀態(tài)，碳纖維價格持續(xù)上行。圖：全球碳纖維市場規(guī)模圖：中國碳纖維市場規(guī)模資料來源：賽奧碳纖維，市場研究部資料來源：賽奧碳纖維，市場研究部從需求結(jié)構(gòu)上看，2021年全球碳纖維需求量占比前三的領域依次是風電葉片28%、體育休閑16%、航空航天14%，國內(nèi)碳纖維需求量占比前三的領域依次是風電葉片36%、體育休閑28%、碳碳復材。圖10：2021年全球碳纖維需求結(jié)構(gòu)（萬噸）圖：2021年中國碳纖維需求結(jié)構(gòu)（萬噸）資料來源：賽奧碳纖維，市場研究部資料來源：賽奧碳纖維，市場研究部航空航天領域碳纖維附加值高，全球市場規(guī)模占比達，風電葉片與體育休閑領域碳纖維應用主要集中在中國。據(jù)賽奧碳纖維，2021年在航空航天領域應用的碳纖維價格為美元，體育休閑、電子電氣、船舶、電纜芯領域為27.6美元/kg，壓力容器、建筑領域為美元/kg，風電領域為美元/kg，碳碳復材、汽車、混配模成型為美元，以此計算全球與中國2021年市場結(jié)構(gòu)，可以看出航空航天領域碳纖維附加值較高，全球市場規(guī)模占比達35%。風電葉片2021年全球碳纖維市場規(guī)模達億美元，其中中國為億美元，占比達68.2%。體育休閑2021年全球碳纖維市場規(guī)模達億美元，其中中國為億美元，占比達94.6%。全球碳纖維市場中占比前三的領域依次是航空航天、風電葉片、體育休閑，國內(nèi)比前三的領域依次是體育休閑、風電葉片、14碳碳復材。圖12：2021年全球碳纖維市場結(jié)構(gòu)（億美元）圖13：2021年中國碳纖維市場結(jié)構(gòu)（億美元）資料來源：賽奧碳纖維，市場研究部資料來源：賽奧碳纖維，市場研究部維斯塔斯在風電領域創(chuàng)新性的使用大絲束碳纖維促進了風電領域碳纖維需求的快速增長。使用碳纖維材料的風電葉片具備剛度高、重量輕、抗疲勞能力強等一系列優(yōu)點。在2015年前，碳纖維應用在風電葉片的工藝主要采用預浸料或織物的真空導入，部分采用小絲束碳纖維，使用的碳纖維平均價格為23美元/kg，2016年維斯塔斯創(chuàng)新性地使用了大絲束碳纖維拉擠梁片，使用的碳纖維平均價格降低至14美元。使用碳纖維的平均價格降低使得風電葉片碳纖維復合材料制品價格大幅降價，風電葉片碳纖維用量急劇增長。2021年風電裝機報價的大幅下降疊加原材料成本上升擠壓了風電產(chǎn)業(yè)鏈的利潤，使得維斯塔斯及國內(nèi)外眾多計劃采用碳纖維的企業(yè)的需求有所放緩。維斯塔斯風電葉片用碳梁部分交由國內(nèi)的供應商光威復材和江蘇澳盛加工，有效帶動了國內(nèi)風電領域碳纖維需求，但目前國內(nèi)碳梁加工仍處于風電大絲束進口約85%，碳梁出口約這種兩頭在外的局面。圖14：2015-2021全球風電新增裝機量圖15：2015-2021全球風電葉片碳纖維需求資料來源：GWEC，市場研究部資料來源：CWEA，市場研究部15圖16：2015-2021中國風電新增裝機量圖17：2016-2021中國風電葉片碳纖維需求資料來源：Wind，奧賽纖維，市場研究部資料來源：Wind，奧賽纖維，市場研究部碳碳熱場部件需求高速增長驅(qū)動碳碳復材領域碳纖維需求上行。碳碳復材下游應用主要包括剎車盤市場、航天部件市場和碳碳熱場部件市場。剎車盤市場、航天部件市場保持平穩(wěn)發(fā)展。碳碳熱場部件主要為單晶硅爐內(nèi)的碳氈功能材料和坩堝、保溫桶、護盤等，受碳達峰、碳中和目標推動，光伏企業(yè)隆基、晶科、中環(huán)、晶勝機電、晶澳大量采購單晶硅爐推動碳纖維需求上行。圖18：2015-2021全球光伏新增裝機量圖19：2017-2021全球碳碳復材碳纖維需求資料來源：CPIA，市場研究部資料來源：CPIA，市場研究部16圖20：2015-2021中國光伏新增裝機量圖21：2016-2021中國碳碳復材碳纖維需求資料來源：Wind，市場研究部資料來源：Wind，市場研究部2、需求：動力來自哪里？空間有多大？2.1、政策加碼利好發(fā)展，國產(chǎn)化替代前景廣闊碳纖維是軍民兩用材料，高端碳纖維自力更生是唯一途徑。T800與M60J上規(guī)格碳纖維由于在國防軍工領域具有重要應用，美日對我國采取嚴格的軍事禁運，因此高性能碳纖維的國產(chǎn)自主化生產(chǎn)是唯一途徑。近年來，我國推出了諸多新政策以促進碳纖維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，并且開始為碳纖維產(chǎn)業(yè)配套專項扶持基金。2017年4月，國家科技部下發(fā)十三五材料領域科技創(chuàng)新專項規(guī)劃，規(guī)劃提出要以高性能纖維及復合材料、高溫合金為核心，突破結(jié)構(gòu)與復合材料制備及應用的關鍵共性技術，提升先進結(jié)構(gòu)材料的保障能力和國際競爭力。2021年3月，十三屆全國人大四次會議通過了《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035域加強碳纖維等材料的研發(fā)應用，各地政府密集出臺相關政策支持碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2021年9月，科技部擬推動建立碳纖維及其復合材料國家技術創(chuàng)新中心，在政府引導下，聯(lián)合碳纖維及復合材料企業(yè)、高校、科研院所，突破全產(chǎn)業(yè)鏈共性技術，突破關系國家長遠發(fā)展和產(chǎn)業(yè)安全的關鍵技術瓶頸，支持碳纖維及復合材料企業(yè)實現(xiàn)技術、技術裝備和產(chǎn)品創(chuàng)新。17表：2021年以來碳纖維產(chǎn)業(yè)政策密集出臺《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會2021年3加強碳纖維、芳綸等高性能纖維及其復合材料、生物基和

發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035月生物醫(yī)用材料研發(fā)應用

景目標綱要》2021年3月《吉林省國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標綱戰(zhàn)略性先進材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項中發(fā)展低成本碳纖維復合材料關鍵制造技術及其在汽車、軌道客車和風電葉片產(chǎn)品上的應用；在完善區(qū)域創(chuàng)新布局中著力在吉林市突破碳纖維等創(chuàng)新發(fā)展方向2021年4月提出發(fā)展壯大碳基新材料，推進碳基合成新材料和高端碳材料制備等關鍵核心技術持續(xù)創(chuàng)新,積極開展結(jié)構(gòu)材料等《山西省國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標綱下游領域的技術研發(fā)、產(chǎn)業(yè)化培育和市場化應用,家級碳基新材料研發(fā)制造基地。重點推進高端碳纖維千噸級基地等，打造國家級碳基新材料制造基地。重點發(fā)展高性能碳纖維技術，以及連續(xù)纖維增強預浸料及復合材料、樹脂基復合材料、注塑用纖維增強特種工程塑2021年6《浙江省新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展“月規(guī)劃》料復合材料等；突破纖維表界面成鍵化學的精準調(diào)控技術、高粘聚酯制備技術，多尺度、高精高效設計仿真技術，超高強度超高模量碳纖維等制備技術；圍繞高性能碳纖維、玄武巖纖維、玻璃纖維、復合材料預浸料等領域培育3-5家國內(nèi)領先的新材料企業(yè)。前沿新材料中將大力推動碳纖維T700T8002021年7《山東省十四五戰(zhàn)略性新興產(chǎn)極開展碳纖維T1000T1100、M60JM65JM40X月業(yè)發(fā)展規(guī)劃》關，將威海、濟寧、德州、泰安打造成為全國重要的碳纖維產(chǎn)業(yè)基地。資料來源：人民政府網(wǎng)，吉林省政府網(wǎng)，浙江省政府網(wǎng)，山西省政府網(wǎng)，山東科技咨詢協(xié)會，市場研究部碳纖維國產(chǎn)化占比逐年提升由2015年的15%上升至年的47%，主要受益于產(chǎn)能擴張與技術水平提升帶來的產(chǎn)能利用率增加。我國碳纖維行業(yè)前期“有產(chǎn)能，無產(chǎn)量”現(xiàn)象嚴重，產(chǎn)能利用率較低，雖然規(guī)劃及在建產(chǎn)能較大，但實際產(chǎn)量卻較少，主要由于涌入碳纖維行業(yè)的大多數(shù)企業(yè)在一些關鍵技術上無突破，生產(chǎn)線運行及產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定導致。但隨著碳纖維企業(yè)整體技術水平的不斷提升，產(chǎn)能利用率呈現(xiàn)出不斷增長的趨勢。2021年國內(nèi)達產(chǎn)率下滑或因吉林化纖、中復神鷹、新創(chuàng)碳谷的產(chǎn)能建設完成是在下半年或年底，正常生產(chǎn)時間不足。18圖22：碳纖維國產(chǎn)化率情況圖23：國內(nèi)碳纖維產(chǎn)能與達產(chǎn)率情況資料來源：Wind，賽奧碳纖維，市場研究部資料來源：賽奧碳纖維，市場研究部2.2、雙碳戰(zhàn)略有望成為碳纖維行業(yè)需求增長的核心動力雙碳戰(zhàn)略推動光伏風電裝機需求增長，風電葉片與單晶爐熱場碳纖維應用有望成為需求增長核心動力。2021年全球已有多個國家提出了“零碳或碳中和”氣候目標，雙碳目標下以光伏和風電為代表的清潔能源加速發(fā)展。據(jù)GWEC預測，2021-2026年全球風電新增裝機可達650.5GW，年均復合增長6.6%，其中海上風電新增裝機，占比達，中國風電新增裝機可達280GW，年均復合增長率。圖24：2021-2026全球風電裝機預計圖25：2021-2026中國風電裝機預計資料來源：GWEC，市場研究部資料來源：GWEC，市場研究部中電聯(lián)《2021-2022年度全國電力供需形勢分析預測報告》預測2022年國內(nèi)風電新增規(guī)模可達50GW，據(jù)國家能源局統(tǒng)計2021年海風新增裝機16.9GW，2022年第一季度風電新增裝機7.9GW，我們預計2021-2026年中國風電裝機19規(guī)模有望達到372GW，其中海上風電新增裝機；在此基礎上參考GWEC預測，我們預計2021-2026年全球風電新增裝機規(guī)模有望達到725.4GW，其中海上風電新增裝機規(guī)模160.7GW。圖26：2021-2026全球風電裝機預計圖27：2021-2026中國風電裝機預計資料來源：GWEC，人民資訊網(wǎng)，北極星電力網(wǎng)，國海證券研資料來源：GWEC，人民資訊網(wǎng)，北極星電力網(wǎng)，國海證券研究所究所據(jù)預測，2022-2025年全球光伏年均新增裝機可達232-286GW，中國光伏年均新增裝機可達83-99GW。參考中電聯(lián)《2021-2022年度全國電力供需形勢分析預測報告》預測2022年光伏新增規(guī)模有望達到90GW，國家能源局統(tǒng)計2022年一季度國內(nèi)光伏新增裝機13.2GW，我們預計未來全球及國內(nèi)光伏裝機量有望達到CPIA樂觀預期。圖28：2022-2030全球光伏裝機預計圖29：2022-2030中國光伏裝機預計資料來源：CPIA，市場研究部資料來源：CPIA，市場研究部維斯塔斯風電葉片巧用拉擠板拼粘工藝促進碳纖維大規(guī)模使用，拉擠碳梁主要原材料為樹脂及級24K、48K碳纖維。從風電葉片碳纖維發(fā)展歷史看，最早采用經(jīng)典的預浸料鋪放，由于成本太過昂貴，通常用真空袋工藝，因此出現(xiàn)了生產(chǎn)效率低下，產(chǎn)品性能差等問題。后來借鑒玻璃纖維的工藝方法，采用多層織物真空灌注，但是不同于單絲直徑較粗的玻纖的浸潤性，要想灌透多層20的碳纖維織物，織物本身必須留出樹脂的流道，這就導致織物需要特殊的技術，進而增加了成本，同時很難保證織物在樹脂的沖擊之下纖維的直線度，直接影響了復合材料的性能。當維斯塔斯采用了拉擠板拼粘方法后，無論性能還是成本都對預浸料鋪放和多層織物灌注工藝展現(xiàn)出了壓倒性的優(yōu)勢，碳纖維的用量飛速增長。據(jù)賽奧碳纖維，2019年風電葉片行業(yè)用碳纖維量超過2萬噸，其中80%就是用于生產(chǎn)拉擠碳梁片材。據(jù)光威復材投資者調(diào)研紀要，風電碳梁的主要原材料為樹脂及級24K、48K碳纖維。表：2014-2018年全球風電葉片用碳纖維年份碳纖維單價（美元/kg）制作單價（美元/kg）碳纖維用量（千噸）201423506201523501820161418182017141819.820181417.522圖30：拉擠成型一般過程圖31：拉擠成型工藝流程21維斯塔斯碳梁葉片制作技術核心專利年7月到期，其他廠商跟進有望提高碳纖維在葉片中滲透率。2002年7月19日維斯塔斯申請了《風力渦輪機葉片》專利（申請?zhí)朇N02814543.7方法，其葉片主體采用玻璃纖維增強復合材料，葉片大梁采用碳纖維增強復合材料，相比傳統(tǒng)制造技術有優(yōu)良硬度和高強度同時又易于制造和低成本。2020年其他風電巨頭如西門子歌美颯、Nordex等，均在新的機型中采用了碳纖維拉擠板制造與測試樣機。據(jù)光威復材投資者問答稱，專利保護的不是碳梁的制作，光威擁有碳梁自主專利技術，目前已開展對國內(nèi)風電葉片碳梁的應用推廣。圖32：維斯塔斯風電葉片主體結(jié)構(gòu)示意圖風機大型化推動碳纖維在葉片中滲透率不斷提高。據(jù)GWEC《全球葉片供應鏈報告》統(tǒng)計，2014-2019年全球平均風輪直徑尺寸持續(xù)在增加。2014年直徑為的風輪裝機量最高，占據(jù)全球市場份額的49.5%2019年該產(chǎn)品份額下降至10.7%，風輪直徑121m-140m成為主流產(chǎn)品，占全球市場份額的52.5%。驅(qū)動風輪直徑增長的動力主要是：風電主機廠不斷推出更大風輪直徑的產(chǎn)品以降低LCOE(平準化度電成本即對項目生命周期內(nèi)的成本和發(fā)電量先進行平準化，再計算得到的發(fā)電成本；陸上風電低風速區(qū)裝機需求增加需要更大的風輪直徑；以中國和歐洲為代表的風電葉片直徑大于的海上風電裝機需求增加。據(jù)艾朗科技招股書，維斯塔斯目前所有產(chǎn)品葉片大梁均采用碳梁；據(jù)明陽智能年報披露風機MYSE3.0-155開始在葉片中使用碳玻混合編織董事長薛忠民表示目前風電葉片主流的結(jié)構(gòu)材料還是玻璃纖維，正在開發(fā)的米海上風電葉片必須使用碳纖維。影響碳纖維在風電葉片應用滲透率的關鍵因素或為碳纖維價格。據(jù)連云港中復連眾復合材料集團有限公司專利《一種采用拉擠工藝制造的單向片材制造風機或輔梁可有效提高材料的拉伸強度和彈性模量，同時能夠減少葉片材料使用量,節(jié)約材料成本。據(jù)賽奧碳纖維，2022年3月，株洲時代最新發(fā)布的TMT185葉片長度達91米，全部使用玻璃纖維并適配4.5MW到6.5MW機型。風電葉片企業(yè)非常清晰碳纖維的減重優(yōu)勢及趨勢，年風電領域碳纖維需求同比增速放緩主要受制于成本。據(jù)北極星風力發(fā)電網(wǎng)預計，碳纖維降低到元下游廠商的接受度會比較高，有望迎來大規(guī)模應用。22圖33：2016-2021中國新增陸上和海上風電平均單機容量資料來源：CWEA，市場研究部圖34：陸地與海上風電2035年尺寸預計Expertelicitationsurveypredicts37%to49%declinesWindenergycosts2050》裝機增長疊加碳纖維滲透率提升，我們預計2026年國內(nèi)風電領域碳纖維需求有望達到12.69萬噸。結(jié)合前文對風電行業(yè)需求端的分析，我們基于以下假設1）參照《基于工程經(jīng)濟學評估的風力機葉片長度設計》擬合結(jié)果與明陽智能風機葉片參數(shù)，假設風電葉片重量與長度關系為?=0.527??2.4732）參考北極星風力發(fā)電網(wǎng)數(shù)據(jù)，主梁占葉片重量的1/3，拉擠工藝中主梁纖維含量為75%）根據(jù)風能吸收公式?=0.5??3??2，風力發(fā)電機功率P正比于風電葉片長度R4）假設陸風平均單???機容量按照每年0.5MW上升，海風平均單機容量按照每年6）據(jù)賽奧碳纖維估計年全球風電碳纖維用量中維斯塔斯2.5萬噸，國內(nèi)風電企業(yè)萬噸，歐美其他風電企業(yè)0.35萬噸，國內(nèi)碳纖維用量2.25萬噸，暫不考慮歐美其他風電企業(yè)國內(nèi)碳纖維用量，估計2021年維斯塔斯國內(nèi)碳纖維消耗預計，國外風電裝機月3.92%，假設維斯塔斯維持市占率不變。23表：中國風電領域碳纖維需求測算年份2021E2022E2023E2024E2025E2026E陸風總裝機功率（GW）485057.566.176.087.5陸風平均裝機功率（MW）3.13.64.14.65.15.6陸風葉片長度（）566064687275陸風葉片重量（噸）111316182123碳纖維主梁重量占比25%25%25%25%25%25%陸風每MW碳纖維需求（噸）2.682.782.872.953.023.09陸風碳纖維滲透率1%5%6%7%8%9%陸風碳纖維需求（萬噸）0.130.700.991.361.842.43海風總裝機功率（GW）21.18.712.513.524.531.4海風平均裝機功率（MW）5.66.67.68.69.610.6海風平均葉片長度（m）76838994100105海風葉片重量（噸）242934404652碳纖維主梁重量占比25%25%25%25%25%25%海風每MW碳纖維需求（噸）3.163.293.403.503.593.68海風碳纖維滲透率5%10%20%30%50%70%海風碳纖維需求（萬噸）0.330.290.851.424.408.08海外維斯塔斯需求（萬噸）1.801.871.942.022.102.18國內(nèi)風電碳纖維需求（萬噸）2.252.853.784.808.3412.69圖35：2021-2026年國內(nèi)風電領域碳纖維需求預計研究所雙碳目標推動光伏裝機增長，單晶爐碳碳熱場材料需求增長帶動碳纖維需求。光伏行業(yè)競爭激烈，成本壓力顯著，采用碳纖維制作的碳碳復合材料相比傳統(tǒng)石墨材料具有更優(yōu)異的保溫性能、更高的強度、更好的韌性，且不易破碎，可有效降低生產(chǎn)能耗、提升設備使用壽命，從而降低整個生產(chǎn)的成本。碳碳復合材料熱場部件主要包括坩堝、導流筒、保溫筒、加熱器等，是單晶拉制爐熱場系統(tǒng)的關鍵部件，在性價比方面相比傳統(tǒng)石墨材質(zhì)展現(xiàn)出了非常大的優(yōu)勢。受24雙碳目標推動光伏裝機增長，2021年碳碳復材領域碳纖維同比增長162%。圖36：碳碳復合材料預制體制造流程圖37：碳碳復合材料熱場部件在單晶爐中應用資料來源：金博股份招股書資料來源：金博股份招股書2021年碳碳復材領域碳纖維需求為8500噸，據(jù)全球碳纖維復合材料市場報告預測，未來4年碳碳復材領域全球碳纖維需求增速有望達到30%。圖38：全球碳碳復材領域碳纖維需求預測資料來源：賽奧碳纖維，市場研究部隨著光伏裝機增長以及碳碳熱場部件滲透率增加，我們預計年中國碳碳熱場領域碳纖維市場規(guī)模有望達到1）假設容配比為1.15據(jù)20202021年單晶硅片市占率情況，假設2022-2025年單晶硅片的市占率為98%）根據(jù)隆基股份2021年產(chǎn)能利用率情況，假設2022-2025晶硅片產(chǎn)能利用率分別為65%/60%/60%/60%）根據(jù)金博股份招股書，隨著單晶硅拉制爐容量的快速增大，熱場尺寸也隨之增大，假設2020年熱場尺寸為26英寸，直徑每年增加1英寸，坩堝密度和厚度不變，則坩堝重量隨直徑擴大而相應擴大，假設熱場其他部件重量同坩堝重量等比例擴大；（）由于熱場尺寸不斷增大，單晶爐產(chǎn)出提升，根據(jù)包頭美科二期建設數(shù)據(jù)，假設每GW所需單晶爐從2020年的約臺，逐年下降5臺，至2025年65）根據(jù)金博股份招股書，坩堝消耗量為2件年、導流筒消耗量為0.67件年、保溫筒消耗量為件年、加熱器消耗量為3件）根據(jù)金博股份招股書給出的252019與2020年各產(chǎn)品的測算滲透率，預計2020年碳碳復合材料坩堝滲透率為95%，并每年增加、導流筒滲透率為60%，并每年增加、保溫筒滲透率為，并每年增加、加熱器滲透率為5%，并每年增加1%）假設2021年存量硅片改造比例為20%，并每年減少2%9）根據(jù)奧賽纖維《美元千克，即14.36萬元10）根據(jù)金博股份招股書，假設碳碳復材中碳纖維占比90%。26表：中國碳碳熱場領域碳纖維市場規(guī)模測算2021E2022E2023E2024E2025E全球光伏新增裝機量(GW)1702402753003301.151.151.151.151.15單晶硅片市占率94.8%96.0%97.0%98.0%98.0%單晶硅片產(chǎn)能利用率70%65%60%60%60%中國單晶硅產(chǎn)能全球占比98%98%98%98%98%中國單晶硅片產(chǎn)量（GW）182260301331364中國單晶硅片產(chǎn)能（GW）259399501552607中國單晶硅新增產(chǎn)能（GW）711401025155每GW8580757065坩堝（千克/4346505357導流筒（千克/2223252728保溫筒（千克/75818793100加熱器（千克/3336394144單個熱場重量（千克/174187200214229/年）22222每年消耗量導流筒（件/保溫筒（件/0.670.670.670.670.670.670.670.670.670.67加熱器（件/3333396%97%98%99%100%碳碳復合材料滲透率65%60%70%75%80%85%65%70%75%80%6%7%8%9%10%坩堝（噸）249504371189204導流筒（噸）841821427687

保溫筒（噸）272591464250286

加熱器（噸）1228241316合計（噸）61713051002529592坩堝（噸）18272876366540764490導流筒（噸）207348470552639保溫筒（噸）6691130153518102106

加熱器（噸）133241348431522合計（噸）28364595601868697758坩堝（噸）138173239261245導流筒（噸）6987119131122保溫筒（噸）242303417458429

加熱器（噸）107134185203190合計（噸）5576989601053986中國碳碳復合材料需求（噸）40106598797984509336

中國碳碳復合材料領域碳纖維需求（噸）36095938718176058403

碳碳復材領域碳纖維單價（萬元/14.3614.3614.3614.3614.36

中國碳碳復合材料領域碳纖維市場規(guī)模（億元）5.188.5310.3210.9212.07資料來源：CPIA，隆基綠能公告，前瞻經(jīng)濟學人，大連連城數(shù)控機械有限公司官網(wǎng)，北極星太陽能光伏網(wǎng)，中國光伏（2021年版）產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖，金博股份公告，智研咨詢，市場研究部注：以1美元人民幣進行換算27圖39：2021-2025年國內(nèi)碳碳復材領域碳纖維需求預計資料來源：CPIA，隆基綠能公告，前瞻經(jīng)濟學人，大連連城數(shù)控機械有限公司官網(wǎng)，北極

星太陽能光伏網(wǎng)，中國光伏（2021年版）產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖，金博股份公告，智研咨詢，市場研究部2.3、商用航空靜待恢復，軍用航空及航天市場穩(wěn)定增長新冠疫情過后航空航天領域碳纖維需求有望恢復。航空航天領域碳纖維復合材料主要應用于飛機的結(jié)構(gòu)，除了通過減重顯著降低飛機的燃油成本，還能克服金屬材料易疲勞不耐腐蝕的缺點從而增強飛機的耐用性。航空航天領域碳纖維需求主要集中在商用飛機和公務機，受新冠疫情影響，商用飛機和公務機碳纖維用量由20191.86萬噸，占比下降至202148.1%，疊加波音787被查出存在生產(chǎn)缺陷并暫停交付影響，國際航空專家預測商用航空飛機需求2025年有望恢復。軍用飛機、直升機、無人機、通用飛機、航天領域仍保持穩(wěn)定增長。目前高性能大絲束已經(jīng)應用于航空航天市場，例如德國西格里的大絲束預浸料已經(jīng)開始在空客350上使用，成本的降低有助于需求的增長。28圖40：2021年全球航空航天碳纖維需求（噸）圖41：全球航空航天碳纖維需求預計資料來源：賽奧碳纖維，市場研究部資料來源：賽奧碳纖維，市場研究部圖42：復合材料在航空產(chǎn)品應用占比持續(xù)增長資料來源：中簡科技招股書，中航工業(yè)復合材料技術中心以碳纖維復材為主的復合材料在航空產(chǎn)品滲透率持續(xù)提升。據(jù)《新型碳纖維在戰(zhàn)斗機和直升機的機體，機翼、蒙皮和剎車片等。據(jù)《碳纖維復合材料的性能A380機身有大約的復合材料，其中碳纖維復合材料約22%。據(jù)中國商飛《復合材料在大飛機主承力結(jié)構(gòu)上的應用與發(fā)B787客機是世界上第一款將復合材料應用于機翼和機身主承力結(jié)構(gòu)的大型民機，復合材料單機用量約25噸，占全機結(jié)構(gòu)重量的50%左右，所用碳纖維為日本東麗研發(fā)的第三代增韌環(huán)氧復合材料T800S/3900-2B，據(jù)東麗產(chǎn)品手冊T800S碳纖維包含12K與兩種規(guī)格。29圖43：波音B787機身材料應用情況資料來源ExperimentalNumeriacalStudiesofIntralaminarCrackinginPerformanceComposites》隨著C919和C929的量產(chǎn)，我們預計2025年中國航空航天領域碳纖維需求有望達到3462噸，對應市場規(guī)模16.58億元。我們基于以下假設對中國航空航天1）根據(jù)奧賽纖維《全球碳纖維復合材料市場65%）參考航空航天碳纖維趨勢，假設每年需求增加）根據(jù)奧賽纖維《全球碳纖維復72美元4）據(jù)中國商飛預計，假設C919）據(jù)中航工業(yè)發(fā)展研究中心《民用飛機中國市場預測年報2021-2040》對需求的分析，我們預計年C929銷量有望達到406）據(jù)《軍機+航天航空+C919空重噸，碳纖維復材占比C929空重噸，復合材料占比50%，假設碳纖維復材占比47.5%。30表10：中國航空航天領域碳纖維市場規(guī)模測算2021E2022E2023E2024E2025E2026E單機重量（噸）424242424242碳纖維復材比例12%12%12%12%12%12%C919單機碳纖維消耗量3.283.283.283.283.283.28銷量（架）2050100100100100碳纖維需求量（噸）65.52163.80327.60327.60327.60327.60單機重量（噸）110110110110110110碳纖維復材比例47.5%47.5%47.5%47.5%47.5%47.5%C929單機碳纖維消耗量33.962533.962533.962533.962533.962533.9625銷量（架）0000040碳纖維需求量（噸）000001359中國民航碳纖維需求量（噸）65.5163.8327.6327.6327.61686.1中國軍用碳纖維需求（噸）193422342534283431343434航空航天碳纖維總需求（噸）200023982862316234625121航空航天碳纖維單價（萬元/47.8847.8847.8847.8847.8847.88中國航空航天碳纖維市場規(guī)模（億9.5811.4813.7015.1416.5824.52+航天航空+2021-2040飛，立鼎產(chǎn)業(yè)研究網(wǎng)，市場研究部注：以1美元人民幣進行換算圖44：2021-2026年國內(nèi)航空航天領域碳纖維需求預計+航天航空+（2021-20402.4、體育休閑及汽車領域需求或穩(wěn)定增長，壓力容器有望保持較高景氣度據(jù)賽奧碳纖維預計，體育休閑領域碳纖維需求有望保持年均復合增長率。體育領域碳纖維主要用于球桿球拍、滑雪桿、自行車及釣魚竿等，通常每年按31照4%-5%穩(wěn)定增長。年受疫情影響，群體運動器材大幅下滑，個人運動休閑器材有所上升，整體增速有所回落。2021年，部分國家開始放開群體運動，體育器材需求回升，全球需求由2020年的1.54萬噸增加至2021年1.85萬噸，同比增長20.13%。據(jù)賽奧碳纖維預計，后續(xù)有望保持年均復合增長。圖45：2021年全球體育休閑碳纖維需求圖46：全球體育休閑碳纖維需求預計（噸）資料來源：賽奧碳纖維，市場研究部資料來源：賽奧碳纖維，市場研究部雙碳目標促進汽車節(jié)能減排，據(jù)賽奧碳纖維預計汽車領域碳纖維需求有望達到10%年均復合增長。碳纖維復合材料應用于汽車領域具有質(zhì)量輕、強度高、抗沖擊性好、減震隔音性能高的優(yōu)勢。同時還可以提高汽車集成度，減少零部件，有助于降低汽車生產(chǎn)線投資規(guī)模。當前碳纖維復合材料在汽車領域應用進程緩慢的主要原因是成本較高。2021年的市場需求為9500噸，對比2020年的12500噸，降低3000噸，其主要原因是寶馬公司在2020年底停產(chǎn)復合材料車型I8，在年7月停產(chǎn)了。從全周期輕量化價值出發(fā)，碳纖維復材除了節(jié)能降本外，在綠色環(huán)保方面十分有優(yōu)勢，當前有從賽車、豪華車逐步擴大應用的趨勢。2020年推出的雪佛蘭C8車架部分采用了弧形拉擠的碳纖維復合材料。2021年3月，廊坊的飛澤復材為蔚來ES6（中國第一款批量采用碳纖維的車款）生產(chǎn)的5萬套碳纖維復材后地板開始下線。圖47：HCR碳纖維車身圖48：全球汽車碳纖維需求預計（噸）資料來源：蓋世汽車社區(qū)資料來源：奧賽碳纖維，市場研究部32據(jù)賽奧碳纖維預計，全球壓力容器領域碳纖維需求有望達到20%年均復合增長率。高壓氣態(tài)儲氫是目前唯一商用的儲氫技術，正不斷朝著輕質(zhì)高壓、高質(zhì)量/體積儲氫密度方向發(fā)展。為推進氫能技術產(chǎn)業(yè)化，2018-2020年國家重點研發(fā)計劃啟動實施“可再生能源與氫能技術”重點專項。其中科技部通過“可再生能源與氫能技術”重點專項部署了個氫能研發(fā)項目，研發(fā)經(jīng)費投入約5億元。年月，斯林達車用型儲氫瓶通過三新評審，成為國內(nèi)首家通過“三新”評審的車用壓縮氫氣塑料內(nèi)膽碳纖維全纏繞氣瓶制造廠家。根據(jù)相關政策以及預測，2022年，中國將至少新增輛氫能源車，據(jù)美國能源部測算，高壓氫氣瓶采用碳纖維要實現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟效益需要性能達到或以上的同時價格達到美元/kg。圖49：型碳纖維纏繞儲氫瓶結(jié)構(gòu)圖50：全球壓力容器碳纖維需求預計IV型儲氫瓶用復合材料及制備工藝》資料來源：奧賽碳纖維，市場研究部國內(nèi)壓力容器碳纖維年需求約3000噸，其中呼吸氣瓶用量約600噸，天然氣氣瓶約500噸，儲氫氣瓶約1900噸，氫氣瓶領域應用有望成為未來主要增長點。圖51：國內(nèi)壓力容器碳纖維需求結(jié)構(gòu)（噸）資料來源：賽奧碳纖維，市場研究部33截至2025年我國氫燃料電池汽車總計規(guī)劃推廣數(shù)量達6.6萬輛，有望全部落地助推氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。年8~12月，國內(nèi)五大氫燃料電池汽車示范城市群落地，山東省“氫進萬家”科技示范項目正式實施。從各個示范城市群的規(guī)劃目標來看，到年，預計可以推廣超3.8萬輛氫燃料電池汽車。據(jù)高工氫電統(tǒng)計，截至到2025年，我國氫燃料電池汽車總計規(guī)劃推廣數(shù)量可達萬輛。表：全國各地燃料電池汽車推廣規(guī)劃/輛《北京市氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展實施方案（2021-20252023202530007000《河北省氫能發(fā)展十四五”2022年10002025年9000《上海市加快新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展實施計劃（2021-20252025年10000《浙江省加快培有氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展實施方案》2025年4100《山東省氫能產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃(2020-2030)》2022年2025年30007000《天津市氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動方案（2020-2022)》2022年1000《重慶市氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展指導意見》2022年2025年800700《六安市氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2022-20252025年699《內(nèi)蒙古自治區(qū)十四五”氫能發(fā)展規(guī)劃》2025年5000《蘇州市氫能及燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》2025年3000《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2019-20302022年2025年30001000《佛山市南海區(qū)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2020-2035)》2025年6000《深圳市氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-20252025年1000資料來源：高工氫電、市場研究部燃料電池示范城市群落地促進氫氣瓶下游廠商備貨，重卡滲透率提升驅(qū)動單車氫氣瓶用量提升。據(jù)北極星儲能網(wǎng)2021年燃料電池汽車銷售1881輛，據(jù)高工氫電統(tǒng)計，2021年中國市場氫燃料電池車載儲氫系統(tǒng)出貨4129套，同比增長67.85%；車載儲氫瓶出貨量為30284支，同比增長122.43%，燃料電池示范城市群的落地促進了氫氣瓶下游廠商備貨，同時重卡滲透率提升驅(qū)動單車氫氣瓶用量提升，使得車載儲氫系統(tǒng)出貨量高于燃料電池汽車銷售量，車載儲氫瓶出貨量同比增速高于車載儲氫系統(tǒng)。據(jù)高工氫電預計，年國內(nèi)氫燃料電池汽車銷量在1.1萬輛，對應車載儲氫系統(tǒng)配套數(shù)量將達到1.1萬套。隨著燃料電池汽車滲透率提升，我們預計2025年中國壓力容器碳纖維需求有望達到7993噸。我們基于以下假設對中國壓力容器領域碳纖維需求進行測算：（1）參照賽奧碳纖維與寧波材料所數(shù)據(jù)，假設乘用車碳纖維用量約為75kg/輛，商用車碳纖維用量約為320kg/）據(jù)北極星儲能網(wǎng)，2021年燃料電池商用車銷售1881輛，截至2021年底累計銷售燃料電池商用車近90002022年3月日發(fā)改委發(fā)布《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021-2035年規(guī)劃2025年燃料電池汽車保有量達5）據(jù)高工氫電，到年我國氫燃料電池汽車總計規(guī)劃推廣數(shù)量達6.6萬輛，假設2022-2025年規(guī)劃燃料電池汽車推廣數(shù)量完全落地，對應2023-2025年燃料電池商用車銷量每年增5）考慮2022年434氫能版乘用車，假設2022-2025年在燃料電池汽車中銷量產(chǎn)比可達）據(jù)賽奧碳纖維，假設呼吸氣瓶及天然氣氣瓶碳纖維需求維持每年10%穩(wěn)定增長。表12：中國壓力容器領域碳纖維需求測算結(jié)果2021E2022E2023E2024E2025E188111000132001584019008燃料電池商用車銷量（輛）25.7%585%20%20%20%單量商用車儲氫碳纖維需求量（kg）320320320320320商用車儲氫纖維需求總量60235204224506960830500100020004000燃料電池乘用車銷量（輛）100%100%100%單量乘用車儲氫碳纖維需求量（kg）75757575750.0037.5075.00150.00300.00乘用車儲氫纖維需求總量（噸）19003558429952196383燃料電池車儲氫碳纖維需求總量（噸）11001210133114641611呼吸氣瓶及天然氣氣瓶碳纖維需求（噸）30004768563066837993中國壓力容器碳纖維需求（噸）壓力容器碳纖維價格（萬元/15.9615.9615.9615.9615.964.797.618.9910.6712.76壓力容器碳纖維市場（億元）資料來源：中國發(fā)展改革委員會，賽奧碳纖維，寧波材料所，國際氫能網(wǎng)，IT之家，高工氫電，北極星儲能網(wǎng)，市場研究部預測注：以1美元人民幣進行換算圖52：2021-2025年國內(nèi)壓力容器領域碳纖維需求預計資料來源：中國發(fā)展改革委員會，賽奧碳纖維，寧波材料所，國際氫能網(wǎng)，IT之家，高工氫電，北極星儲能網(wǎng)，市場研究部預測2.5、各領域應用性能要求存在差別，2025國內(nèi)市場空間有望達到230億元從下游應用看，不同領域?qū)μ祭w維的性能要求有一定區(qū)別，參考東麗產(chǎn)品應用領域，以T700級應用范圍最廣。35表13：東麗公司不同碳纖維型號應用領域產(chǎn)品型號航空航天城市空中交通汽車火車船舶壓力容器管道電纜醫(yī)療土木體育工程用品T300-1K√√√√T300T300-3K√√√√√√√T300-6K√T300B-1K√√√√T300BT300B-3K√√√√√√√T300B-6K√T400HBT400HB-3KT400HB-6K√√T700SC-6K√√T700SCT700SC-12K√√√√√√√√√√√√T700SC-24K√√√√√√√√T700GCT700GC-12K√√√T800SCT800SC-12KT800SC-24K√√√√√√√√√√√√T800GCT800GC-24K√√T800HBT800HB-6KT800HB-12K√√√√√√√T830HBT830HB-6K√√T1000GBT1000GB-12K√√T1100GCT1100GC-12K√√√T1100GC-24K√√√√√T1100SCT1100SC-12KT1100SC-24K√√M35JBM35JN-6K√M40JBM40JB-6KM40JB-12K√√√√√√√M46JBM46JB-6KM46JB-12K√√√√√√√√√√√√M50JBM50JB-6K√M55JBM55JB-6K√√√√M60JBM60JB-3KM60JB-6K√√√M30SCM30SC-18K√√資料來源：東麗官網(wǎng)，市場研究部結(jié)合前文對各個應用領域需求端的分析，我們基于以下假設對碳纖維具體空間進行測算：量的層面主要假設為：據(jù)賽奧碳纖維，混配模成型、建筑及其他領域有望維持10%年均復合增速。價的層面主要假設為：假設價格2022-2025年維持不變，據(jù)賽奧碳纖維，航空36航天、風電領域碳纖維單價分別為72美元，體育休閑及其他碳纖維單價為美元，建筑和壓力容器領域碳纖維單價為24美元，汽車、混配模成型和碳碳復材領域碳纖維單價為美元/kg。表14：國內(nèi)碳纖維市場測算2021A2022E2023E2024E2025E航空航天碳纖維需求（噸）20002398286231623462航空航天市場空間（億元）9.5811.4813.7015.1416.58風電葉片碳纖維需求（噸）2254628517378284801283359風電葉片市場空間（億元）

體育休閑碳纖維需求（噸）25.1931.8642.2653.6493.132692328269296833116732725體育休閑市場空間（億元）49.4151.8954.4857.2060.06汽車碳纖維需求（噸）24622708297932773605汽車市場空間（億元）3.543.894.284.715.18壓力容器碳纖維需求（噸）30004768563066837993壓力容器市場空間（億元）4.797.618.9910.6712.76混配模成型碳纖維需求（噸）46155077558461436757混配模成型市場空間（億元）6.637.298.028.829.71碳碳復材碳纖維需求（噸）36095938718176058403碳碳復材市場空間（億元）5.188.5310.3210.9212.07建筑碳纖維需求（噸）38464231465451195631建筑碳纖維市場空間（億元）6.146.757.438.178.99其他碳纖維需求（噸）50455550610467157386其他市場空間（億元）9.2610.1911.2012.3213.56總計碳纖維需求（噸）7404687455102506117883159320總計市場空間（億元）119.71139.49160.68181.60232.02CPIA，隆基綠能公告，前瞻經(jīng)濟學人，大連連城數(shù)

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空+2021-2040寧波材料所，國際氫能網(wǎng)，IT之家，高工氫電，北極星儲能網(wǎng)，賽奧碳纖維，市場研究部預測注：以1美元人民幣進行換算37圖53：2025年國內(nèi)碳纖維需求結(jié)構(gòu)預計（萬噸）圖54：2025年國內(nèi)碳纖維市場結(jié)構(gòu)預計（億元）極星風力發(fā)電網(wǎng)，，隆基綠能公告，前瞻經(jīng)濟學人，大連極星風力發(fā)電網(wǎng)，，隆基綠能公告，前瞻經(jīng)濟學人，大連連城數(shù)控機械有限公司官網(wǎng)，北極星太陽能光伏網(wǎng)，中國光伏（2021年版）產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖，金博股份公告，智研咨詢，《軍機+航天航空+中國市場預測（2021-2040中國發(fā)展改革委員會，寧波材料所，國際氫能網(wǎng)，IT之家，高連城數(shù)控機械有限公司官網(wǎng)，北極星太陽能光伏網(wǎng)，中國光伏（2021年版）產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖，金博股份公告，智研咨詢，《軍機+航天航空+中國市場預測（2021-2040中國發(fā)展改革委員會，寧波材料所，國際氫能網(wǎng)，IT之家，高工氫電，北極星儲能網(wǎng)，賽奧碳纖維，市場研究部工氫電，北極星儲能網(wǎng)，賽奧碳纖維，市場研究部圖55：2021-2025年國內(nèi)碳纖維需求預計圖56：2021-2025年國內(nèi)碳纖維市場規(guī)模預計北極星風力發(fā)電網(wǎng)，CPIA，隆基綠能公告，前瞻經(jīng)濟學人，北極星風力發(fā)電網(wǎng)，CPIA，隆基綠能公告，前瞻經(jīng)濟學人，大連連城數(shù)控機械有限公司官網(wǎng)，北極星太陽能光伏網(wǎng)，中國光伏（2021年版）產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖，金博股份公告，智研+航天航空+用飛機中國市場預測（2021-2040大連連城數(shù)控機械有限公司官網(wǎng)，北極星太陽能光伏網(wǎng)，中國光伏（2021年版）產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖，金博股份公告，智研+航天航空+用飛機中國市場預測（2021-2040研究網(wǎng)，中國發(fā)展改革委員會，寧波材料所，國際氫能網(wǎng)，IT之家，高工氫電，北極星儲能網(wǎng)，賽奧碳纖維，國海證券研究網(wǎng)，中國發(fā)展改革委員會，寧波材料所，國際氫能網(wǎng)，IT之家，高工氫電，北極星儲能網(wǎng)，賽奧碳纖維，國海證券研究所研究所3、供給：技術進步跨越低達產(chǎn)率階段，國內(nèi)頭部38公司大規(guī)模擴產(chǎn)碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展形成大絲束、小絲束兩種技術路線與標準模量、中高模量兩個割裂市場。國際碳纖維行業(yè)發(fā)展始于2060年代以日本和英國為主導的實驗室技術開發(fā)，至70年代應用于體育休閑與航空航天結(jié)構(gòu)件。在商業(yè)飛機領域應用實現(xiàn)重大突破，單線產(chǎn)能達到千噸每年，東麗公司開發(fā)完成了大部分現(xiàn)有產(chǎn)品型號。年代卓爾泰克開始研發(fā)并推進低成本大絲束在工業(yè)領域的應用，形成了高性能小絲束和低成本大絲束兩種技術路線，同時碳纖維行業(yè)開始了大規(guī)模并購整合，進入平穩(wěn)發(fā)展期，至21世紀年代碳纖維的應用急劇擴大，產(chǎn)業(yè)進一步整合。國內(nèi)碳纖維行業(yè)早期在實驗室進行技術研發(fā)產(chǎn)量較低，技術引進持續(xù)受到封鎖限制，一直未能實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，至20年代基本停滯。21世紀初歐美對中國以上采取禁運措施，國內(nèi)碳纖維企業(yè)大干快上，將實驗室技術簡單放大擴充產(chǎn)能，整體效果不佳。21世紀年代以來國內(nèi)碳纖維企業(yè)由40余家逐漸變?yōu)?0余家，具備核心工藝技術的企業(yè)獲得了較大的發(fā)展，形成了國內(nèi)中高模量產(chǎn)品自產(chǎn)，標準模量與國際巨頭充分競爭的市場格局。圖57：碳纖維行業(yè)發(fā)展史臺灣臺塑與英國皇家航空研究英國Hawker的鷂式Hitco公司合東麗研制成所研制出PAN基高飛機AV8B機翼與機美國使用碳纖維制作，進入碳纖功高強中模模量碳纖維身開始使用碳纖維碳纖維T800造高爾夫球桿維行業(yè)東麗研制成功中強高模碳纖維M60卓爾泰克與世界最大風電設備商維斯塔斯達成大絲束碳纖維長期供應協(xié)議空客A350交付卡塔爾航空，碳纖維復合材料占比53%19641969197219世紀80年代198419892007201419591962197019721975198219841986199420012014日本大阪工業(yè)試驗所近藤昭男發(fā)明PAN基碳纖維制備技術長春應用化學所開展聚丙烯腈基碳纖維的研制東麗碳纖維首次在Olympic公司使用民用貨機B707擾流東麗碳纖維制造魚板使用竿國防科委張愛萍主任主持7511會議，部署碳纖維研究工作，1981年建成碳纖維試制能力1.5～2.0噸/年東麗T300開始應用于B757、B767及航天飛機上海碳素廠試吉林化學工業(yè)卓爾泰克開始師昌緒先生給圖引進美國公司引進英國在大絲束領域江澤民主席寫Hitco碳化設RK公司年產(chǎn)開展研制開發(fā)了關于加速開備被美國國防100噸（12K）發(fā)高性能碳纖部否決的碳化線，維的請示報告1990年經(jīng)多次試車碳化爐仍無法開車東麗收購卓爾泰克，研制成功高強中模T1100G及其預浸料3.1、跨越低達產(chǎn)率階段，國產(chǎn)碳纖維開啟產(chǎn)能擴張國內(nèi)企業(yè)達產(chǎn)率已趨近國際水平，2021年經(jīng)產(chǎn)能擴張全球占比已達30.6%去中國碳纖維行業(yè)達產(chǎn)率低的現(xiàn)象比較嚴重，產(chǎn)能利用率遠低于國際水平，主要原因是核心工藝技術掌握不足，大部分企業(yè)尚達不到T300的水平，產(chǎn)品技術含量低、質(zhì)量較差。近些年隨著自主研發(fā)的突破產(chǎn)能利用率不斷上升，已經(jīng)從2015年的10.5%達到了2020年的，2021年達產(chǎn)率略有下滑主要系吉林化纖、中復神鷹、新創(chuàng)碳谷的產(chǎn)能建設完成是在下半年或年底，正常生產(chǎn)時間不足所致。從2020年來看，正常開車的企業(yè)達產(chǎn)率通常在65%以上，甚至有些企業(yè)已經(jīng)達到90%。在達產(chǎn)率方面已經(jīng)跨越了低達產(chǎn)率的歷史階段，趨近國際水平，經(jīng)2021年產(chǎn)能擴張全球占比已達30.5%。39圖58：中國碳纖維產(chǎn)能與全球產(chǎn)能占比圖59：中國碳纖維達產(chǎn)率不斷接近國際水平資料來源：賽奧碳纖維，市場研究部資料來源：賽奧碳纖維，市場研究部注：產(chǎn)能按照12K口徑統(tǒng)計，與實際產(chǎn)量存在一定誤差，但也能一定程度上反映產(chǎn)能利用率水平圖60：2021年碳纖維行業(yè)主要公司產(chǎn)能（萬噸）資料來源：賽奧碳纖維，市場研究部碳纖維景氣度走高，國際巨頭進行了一定的產(chǎn)能擴張。碳纖維行業(yè)目前產(chǎn)能集中度較高，2021年CR5為57.1%。在全球需求的持續(xù)增長下，國際巨頭也進行了一定的產(chǎn)能擴張。東麗旗下卓爾泰克繼2021年6月碳纖維產(chǎn)能由1張到1.3萬噸后，于月18日宣布注資1.3億美元擴張產(chǎn)能至2萬噸，計劃于2023年1月完成。2021年5月韓國曉星宣布新建一條年產(chǎn)噸碳纖維生產(chǎn)線，預計將于年建成投產(chǎn)達到噸總產(chǎn)能，遠期計劃年達到2.4萬噸總產(chǎn)能。國內(nèi)碳纖維企業(yè)持續(xù)擴產(chǎn)，或改變世界碳纖維產(chǎn)能格局。年國內(nèi)企業(yè)吉林化纖集團碳纖維產(chǎn)能增長近1.6萬噸含收購江城的產(chǎn)能)，常州新創(chuàng)碳谷新建產(chǎn)能6000噸，中復神鷹擴產(chǎn)80002000噸，整體擴產(chǎn)近3.2萬噸。40圖61：全球碳纖維產(chǎn)能及后續(xù)擴產(chǎn)計劃資料來源：賽奧碳纖維，市場研究部3.2、規(guī)?；?、技術改進與設備國產(chǎn)化驅(qū)動成本優(yōu)化碳纖維行業(yè)規(guī)模效應顯著，產(chǎn)能擴張可有效降低單位生產(chǎn)成本。碳纖維生產(chǎn)成本主要包括原絲生產(chǎn)成本和碳化成本，生產(chǎn)1kg碳纖維需要消耗2.1至2.2kg原絲。原絲生產(chǎn)成本主要包括原材料成本、能源成本、人工成本和制造成本，碳纖維生產(chǎn)成本構(gòu)成也類似。據(jù)《基碳纖維制備成本構(gòu)成分析及其控制探討》2010，某噸年原絲產(chǎn)線單位成本為4.784萬元噸，規(guī)模上升至3500噸/年時單位成本可下降至為3.807萬元噸。據(jù)《LowCostCarbonOverview》，碳纖維產(chǎn)線規(guī)?；梢允沟锰祭w維生產(chǎn)總成本降低2.03磅，規(guī)模化降本占原總成本比例可達21%。41圖62：某噸年原絲產(chǎn)線生產(chǎn)成本構(gòu)成（萬元噸）圖63：碳纖維規(guī)?；俺杀緲?gòu)成（美元磅）圖64：碳纖維規(guī)模化后成本構(gòu)成（美元磅）資料來源：ORNL，市場研究部資料來源：ORNL，市場研究部碳纖維工藝復雜生產(chǎn)壁壘高，技術優(yōu)化可有效降低單位生產(chǎn)成本。碳纖維生產(chǎn)主要分兩步：第一步是原絲的制備，包括聚合和紡絲；第二步是原絲的預氧化和高溫碳化，即碳纖維的制備。預氧化使得線性分子鏈轉(zhuǎn)化為耐熱的梯形結(jié)構(gòu)，使其在高溫碳化時不熔不燃和保持纖維形態(tài)；碳化則是形成碳纖維，若制備高模量石墨纖維還需在氬氣中對已碳化的碳纖維再進行高溫石墨化處理。碳纖維降本通常以新原料、新技術和新工藝為方向，新原材料主要探索聚丙烯腈以外的原絲來制作碳纖維，新工藝通過干噴濕紡與大絲束碳纖維的方式提高生產(chǎn)效率，新技術研究提高原液濃度、加快聚合及紡絲速度，降低預氧化與碳化能耗的方法。例如中復神鷹大規(guī)模應用的干噴濕紡工藝具有紡絲速度快、碳化時間短、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點，在高性能小絲束碳纖維生產(chǎn)方面有效降低了成本，榮獲2017年國家科技進步一等獎。42圖65：干噴濕紡工藝國內(nèi)碳纖維廠家及設備商逐漸掌握核心工藝技術，國產(chǎn)化有望降低設備投資。碳纖維進口設備價格通常為國產(chǎn)設備倍。絕大部分歐美設備廠家對碳纖維的工藝、生產(chǎn)與維護的理解并不深入，主要是因為碳纖維生產(chǎn)商在與設備商的合作中對技術保密，只對設備方提出基本要求，待設備交付后再根據(jù)自己的技術經(jīng)驗進行一定的改造，技術的核心部分通常會在改造上，所以國際碳纖維巨頭技術不斷地進步，而一些歐美廠家的設備卻極少有改進。國內(nèi)碳纖維廠家通過多年使用歐美設備，自行改造解決大量工藝適配性問題，有些逐漸成為了設備專家。據(jù)光威復材、精功科技公告，光威復材子全資公司光威精機具備成套生產(chǎn)設備的設計、制造和安裝以及生產(chǎn)線的建設的能力，可自產(chǎn)氧化爐、高溫碳化爐、低溫碳化爐、預浸料設備、涂膠機、混合反應釜等；精功科技通過與德國、意大利設備商合作和持續(xù)自主研發(fā)投入，已經(jīng)具備千噸級成套碳化線交鑰匙能力，2020年底交付吉林精功大絲束碳化線基本接近全國產(chǎn)，2020年初順利交付韓國2000噸級碳纖維生產(chǎn)線預氧爐設備，風速均勻性和溫度均勻性兩項關鍵技術指標達到國際一流水平。圖66：精功科技碳化線預氧爐圖67：精功科技碳化線低碳爐資料來源：精功科技官網(wǎng)資料來源：精功科