碳纤维简介：

碳纤维是由聚丙烯腈（PAN，最主要的原材料）、沥青、粘胶等有机母体纤维，在 1000 摄氏度以上高温的惰性气体下碳化（高温分解法，去除碳以外绝大多数元素）制成的一种含碳量在 90%以上的无机高分子纤维。

碳纤维优点：

(资料图)

碳纤维具备优异力学性能和化学稳定性，相比传统材料最大的优势是其在具有所需强度的前提下具有最高的比模量（弹性模量与密度之比），同时具有导电、导热、耐高温、耐腐蚀等性能，是铝、镁合金等传统金属材料的优良替代品。

国产替代：

国际碳纤维生产起步于 20 世纪 50-60 年代，日本学者率先开发出 PAN 制备碳纤维技术，70 年代日本东丽就已开发完成目前绝大部分的产品型号。日美在 20 世纪 90 年度不断推出高性能 PAN 基碳产品，同时碳纤维行业开始了大规模并购整合，进入平稳发展期。

我国碳纤维工业的起步可以追溯到 1962年，总体上与日本同时起步，受制于各种条件，以及日、美等碳纤维企业严格的技术封锁和产品管制，我国碳纤维研究进展缓慢，严重依赖进口。新世纪以来，国家加大对碳纤维领域自主创新的支持力度，将碳纤维列为重点研发项目。技术上，我国分别实现了 T300 级、T700 级、T800 及以上产业化，当前国内行业处于整体优化阶段，行业内优胜劣汰形势显现。

目前国产化率接近50%。（ 目前还是供不应求，不用担心产能过剩 ）

碳纤维分类：

（1）从原丝类型划分，碳纤维可以分为 聚丙烯腈（PAN）基碳纤维 、沥青基碳纤维和粘胶基碳纤维三大类。聚丙烯腈（PAN）基碳纤维由于产品性能优异、工艺简单且无明显缺陷，逐步成为碳纤维市场主流，在碳纤维产品中产量占比达 91%。

（2）从丝束规格划分，根据每条碳纤维丝束中单丝数量，可划分为 1K-24K 的小丝束与 48K-80K 的大丝束。小丝束产品抗拉能力更强，生产成本更高，大多应用在国防军工以及体育用品中，而大丝束主要应用在工业、能源领域；

（3）从力学性能划分，根据聚丙烯腈基碳纤维国家标准 GB/T 26752-2020，可以分为高强型（GQ）、高强中模型（QZ）、高模型（GM）、高强高模型（QM），其中高强指拉伸强度大于 3,500 MPa，高模量指拉伸弹性模量大于 350 GPa。

碳纤维行业政策：支持

我国碳纤维产业起步较晚，但政府对碳纤维行业的发展也提供了较大力度的支持。在一系列政策支持下，我国碳纤维行业得到较大发展，未来国家也将持续推出鼓励政策，助力我国碳纤维产业稳步迈向国际先进水平。

碳纤维应用领域：

碳纤维的主要应用领域包括风电叶片、航空航天、体育休闲、碳碳复材、压力容器、汽车等领域。

碳纤维复材通常比较轻量化，其次耐疲劳及耐热性能好，可以用在飞机的一级结构材料（主翼、尾翼、机体）或者二级结构材料（副翼、方向舵、升降舵），也可以应用在刹车盘、刹车片中。隐形战斗机中，因为其耐磨损且导热性优，可以用作结构隐身材料；宇宙飞行器中，由于其轻量化以及尺寸稳定性的特征，可以用做卫星材料；体育休闲领域，因为其刚性和敏感性，可以用作钓具、球拍、高尔夫球杆以及自行车、赛车、赛艇等。

（1）风电叶片：

在风机大型化背景下，叶片轻量化是必然趋势。由于碳纤维具备高比强度及高比模量的特殊性能，其在叶片中的应用可以在保证叶片强度的同时降低重量，实现更大扫风面积和更小的机组负荷，提升机组的发电效率。因此相较于玻璃纤维，碳纤维是更为理想的叶片材料。

（2）碳碳复合材料：

单晶拉制炉热场系统是光伏、半导体行业中生产单晶硅的关键设备，单晶拉制法是在惰性气体保护下，在熔化的多晶硅料中引入籽晶，在单一方向上拉伸得到单晶产品。传统的大尺寸单晶拉制炉中使用的高纯石墨材料依赖进口，新型碳/碳复合材料逐渐开始替代高纯石墨在热场系统中的各种坩埚、板材、保温筒、导流筒、加热器、电极螺母等部件的应用。 相较传统石墨材料，碳/碳复合材料经过多次表面碳原子气相沉积，具有更高强度、更耐高温等特点。

（3）氢能源储氢瓶：

储氢瓶可以分为四类：I 型金属气瓶、II 型纤维缠绕金属钢内胆气瓶、III 型纤维缠绕金属钢/铝内胆气瓶、IV 型纤维缠绕塑料内胆气瓶。目前市场上主流的车载储氢瓶是 III 型和 IV 型，IV 型相比于 III型气瓶储氢密度高约 9 g/L，且承压能力更高、制造成本更低、不易疲劳失效，未来 IV 型储氢瓶渗透率有望持续提升。

目前车用高压储氢瓶的国际主流技术是采用铝合金/塑料内胆，外层用碳纤维进行包覆（即 III 型、IV 型瓶），以提升氢瓶的结构强度，并尽可能减轻整体质量。

（4）航空航天：

碳纤维材料由于自身结构轻量化、耐用性良好，被广泛运用在机翼、口盖、前机身、中机身、整流罩等。根据牟书香等《碳纤维增强复合材料在航空航天领域的应用》，飞行器每减少 1 kg 将带来 25 美元-30,000 美元的经济效益，尤其在飞行速率较大的飞行器中更为明显，因此采用先进轻量化材料是目前的有效方法之一。

（5）体育休闲：

体育休闲领域碳纤维主要应用在钓鱼竿、高尔夫、自行车、球拍等，其中钓鱼竿占比最高，2021年钓鱼竿碳纤维需求约为 6,500吨。广州赛奥预测 2025 年体育休闲碳纤维需求将达到 2.25 万吨，2022-2025 年 CAGR 为 5.2%。

（6）汽车

碳纤维增强复合材料有足够的强度和刚度，适于制造汽车车身、底盘等主要结构件。在新能源汽车上，碳纤维增强型复材（CFRP）电池外壳比传统的铝或钢制电池外壳轻 40%，具有高刚性，而且比铝的热导率低 200 倍。目前由于碳纤维成本过高，碳纤维增强复合材料在汽车中的应用仍然有限，仅在一些 F1 赛车、高级轿车、小批量车型上有所应用。

碳纤维市场空间：

根据《2021全球碳纤维复合材料市场报告》，全球碳纤维预计到2025年将达到24万吨的规模，到2030年可能达到40万吨，2021-2025年CAGR为19.5%，2021-2030年为14.5%。

竞争格局：

目前国内碳纤维主要生产商包括 中简科技、光威复材、中复神鹰 、上海石化、新疆隆炬、吉林国兴、吉林宝旌、恒神股份、新创碳谷等。其中，中简科技主要产品为 ZT7（即 T700 级别以上）高强度小丝束碳纤维，主要应用于航空航天领域；中复神鹰产品同样集中于 12/24K 小丝束产品，主要应用于碳-碳复材、体育休闲、风电、压力容器等领域；光威复材则目前为维斯塔斯在国内碳纤维拉挤板重要供应商之一，产品涵盖 T300-1000、M40J、M50J 级别，是国内碳纤维产品型号较为全面的厂商之一。

专攻大丝束碳纤维产品的国内厂商主要包括上海石化、新疆隆炬、吉林国兴、吉林宝旌、浙江宝旌、新创碳谷等。( 小丝束技术壁垒，利润更高 ）

碳纤维价格：

经历2022年8 -9月一轮下降后国产碳纤维价格表现稳定，9-12月碳纤维国产T300(12K)价格为 144 元/kg；T300(24/25K)为 135 元/kg；T300(48/50K) 为128元/kg；T700(12K) 为265元/kg，保持低位平稳。其中T700（12K）属于高强度小丝束碳纤维，因此价格相较低强度小丝束以及大丝束碳纤维较高。

进入2023年后，由于下游临近过年停产较多+碳纤维企业库存上升，成交量下降，导致2023年1月份碳纤维市场内价格产生进一步回落，T300(12K) 降至125元/kg；T300(24/25K) 降至125元/kg；T300(48/50K) 降至115元/kg；T700(12K) 降至225元/kg。

潜在风险：

原材料和能源价格波动风险

碳纤维生产的主要原材料和能源包括丙烯腈、天然气、电力、蒸汽等。丙烯腈为石油化工产品，市场价格受国际石油价格波动影响较大。如果未来行业主要原材料和能源价格大幅上升，可能会产生不利影响。

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