2023年中国碳纤维行业报告
导语
碳纤维材料概念与产品分类
性能优异的“黑色黄金”
碳纤维发展历程
碳纤维长期被日美欧企业垄断，中国企业取得长足进步
碳纤维产能扩张加速
多家碳纤维制造企业宣布扩产
碳纤维产业链
碳纤维产业链长，技术壁垒高
碳纤维竞争格局
碳纤维上中游行业集中度较高
我国丙烯腈、原丝及碳纤维产能集中度较高，2020年和2021年CR5产能集中度均大于75%。碳纤维生产原料丙烯腈主要集中于上海赛科、斯尔邦、吉林石化等，原丝及碳纤维产能主要集中在吉林化纤、中复神鹰、宝旌碳纤维、恒神股份等制造商，资金壁垒与技术壁垒使大量企业难以进入。
碳纤维产业链利润分配
下游碳纤维制品附加值高
在碳纤维产业链中，下游环节（碳纤维制品、碳纤维复材）附加值更高，以工业领域高端应用的碳纤维产业链为例，上游碳纤维产品平均价格为80~140元/千克，预浸料平均价格为120~200元/千克，而下游碳纤维制品平均价格为500~1000元/千克。
从头部企业毛利率来看，从碳纤维、预浸料到碳纤维制品，产品毛利率逐渐提高。
大丝束开启产业化布局
大丝束成本低、生产技术难度大，国产企业开始布局
碳纤维拥有高研发壁垒
工艺技术革新与规模生产是降本增效重要举措
碳纤维属于技术密集型产品，产业链长，产品系列众多，生产技术繁杂，且研发周期长，同时对产品性能与质量稳定性要求严苛。只有具备生产线长周期连续稳定运行的技术水平及管理能力，才能保证产品质量的稳定性。
工艺技术革新与规模生产是碳纤维降本增效的两大重要举措：1)在生产过程中通过对工艺技术和设备进行不断优化改进使得资源的综合利用率有效提高，从而实现生产成本的降低。例如，在给定单丝密度、丝束大小和碳化时间的条件下，碳化炉幅越宽，则丝束数量越多、碳化线产能越大；氧化线越宽，氧化环节的单位能耗越低。2）原丝及碳纤维生产规模的扩大将降低原料采购成本并摊薄固定资产折旧费用，带动成本下降。
碳纤维拥有高资金壁垒
碳纤维行业初始投入/生产环节投入/研发费用高
碳纤维行业初始投入高：碳纤维属于重资产行业，各公司固定资产占比总资产比例高，固定资产中设备涉及到反应釜、牵引设备、氧化炉、碳化炉等核心设备。从各碳纤维头部企业生产线投入成本来看，每万吨投资额在20-100亿元。
碳纤维生产环节投入高：碳纤维生产原材料聚丙烯腈、衣康酸等共聚单体等需要大量成本，且碳纤维企业属于高能耗企业，能耗成本占生产成本比例较高。
碳纤维研发费用高：从头部企业研发费用来看，光威复材始终保持高研发费用投入，而中复神鹰与中简科技自2018年起持续增加研发投入。
国产碳纤维已实现工艺技术的突破，
产品性能对标国际先进企业
干喷湿纺可实现高速纺丝，碳纤维密度较高；国外先进企业以干喷湿纺工艺为多。我国虽起步较晚，但中复神鹰、光威复材、中简科技、恒神股份等企业已实现干喷湿纺工艺技术的突破。
国产碳纤维型号已覆盖 T300 级至 T1100 级、M35 至 M65 级。碳纤维产品已实现与国际头部企业（日本东丽）主要型号的对标，部分型号甚至性能更优。如中复神鹰SYT55S（T800 级）具有更高的强度和模量优势；光威复材 TZ1100G（T1100 级）具有延伸率优势；恒神股份HM37（M40 级）的抗拉强度、拉伸模量、延伸率更高。
碳纤维下游需求
受益于宽应用领域，碳纤维需求实现多点开花
风电叶片
风机大型化推动碳纤维替代趋势
全球低碳经济蓬勃发展，风电行业活跃度极高，中国新增装机量保持高占比。2022 年全球风电新增装机总量为 97GW，中国新增装机量占比为 55.7%。
风机大型化能提高效率和经济效益，是风电发展主流趋势。风机大型化一方面可以增大扫风面积，提高发电功率，另一方面，单机容量/功率的增长使得相同风力容量项目所需风机台数减少，有助于降低均摊建设成本和后期运维成本。
具备高比强度、比模量的碳纤维复材在风机大型化发展中具有不可替代的优势。风机的主要成本来源于零部件原材料，叶片在风机零部件成本中占比最大，为23.3%。使用碳纤维复材替代传统材料能够降低净重，减小单位功率重量，起到节约零部件采购成本的作用，推动风机降本。碳纤维在风电叶片中的主要应用部位为主梁，与同级别高模玻纤主梁相比，采用碳纤维可实现减重20-30%。
光伏
碳碳复材在光伏热场渗透率持续攀升
体育休闲
高端市场为主力，需求持续增长
在全球范围内，体育领域碳纤维主要用于钓鱼竿、高尔夫和自行车，三者占比分别为35%、22%和20%。中国体育休闲领域碳纤维用量约占全球的94.6%。目前，国内需求以 T300、T700 级为主，包括少量 T800 级和高模量。规格上以3K、12K 等小丝束为主。
随着各国防控措施优化，各国开始放开群体运动，体育器材需求回升，2022年需求量达到1.95万吨。根据赛奥碳纤维技术预测，预计到2025 年体育休闲领域碳纤维需求量将达到 2.25 万吨，复合增长率为 5%。
未来发展趋势
国产碳纤维成本有进一步下降空间
