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1、 行業評級：看好2024年8月5日分析師邱世梁分析師王華君分析師吳天佑郵箱郵箱郵箱證書編號S1230520050001 證書編號S1230520080005證書編號S1230524010002證券研究報告碳纖維復材：低空經濟“起飛”的關鍵材料低空經濟系列報告之七添加標題95%碳纖維復合材料：低空經濟碳纖維復合材料：低空經濟“起飛起飛”的關鍵材料的關鍵材料 2低空經濟為碳纖維復材帶來新的增長驅動力，在eVTOL結構中的使用占比遠超傳統飛行器1）碳纖維復合材料是一種低密度、高強度、高模量的輕量化材料，在同等重量下拉伸強度可達到鋼、鋁合金、鈦合金的9倍以上，彈性模量可以達到鋼、鋁合金、鈦合金的5倍以

2、上，使用碳纖維復合材料可以大量減少飛行器的重量，并且增強結構的強度和安全性，因而廣泛應用于航空航天領域。2）低空經濟的飛行器主要有小型無人機、直升機、固定翼輕型飛機和eVTOL（電動垂直升降飛行器）等。由于eVTOL是由電機驅動，對輕量化的要求更高，因此碳纖維復合材料在eVTOL中的使用占比遠超傳統航空器，占到機身結構重量的70%以上。當前，低空經濟被定義為國家大力發展的新質生產力，有望在持續的政策驅動下加速產業化。我們預測，若eVTOL在政策催化下加速落地，到2030年，航空航天領域碳纖維需求中來自eVTOL的部分，占比將超過24.2%，eVTOL將成為航空航天碳纖維需求量的重要來源。碳纖維

3、生產流程復雜、技術壁壘高，目前我國已打破美日壟斷，實現了工藝的完全國產化碳纖維下游應用廣闊，國產替代空間大，航空航天將成為其未來幾年最重要的一條賽道1）2023年，不同于往年的全球10%的增長規律，碳纖維全球需求為11.5萬噸，對比2022年的13.5萬噸同比降低了14.8%。需求結構中，最大的變化是22年排第一的風電葉片占比由25.7%下滑到17.4%，下滑為第二應用，絕對值由3.5萬噸下滑至2萬噸，同比下降42.4%。體育休閑用品由第二應用下滑為第三，絕對值由2.4萬噸下滑至1.9萬噸，同比下降21.7%。2)航空航天軍工是全球需求較大的應用領域之一，占比為19.1%，絕對值同比增加9.5

4、%。預計隨著低空經濟、國產航空飛機、全球商用航天及宇航探索活動的繁榮發展，有望加速增長。若風電葉片的需求情況沒有好轉，航空航天有望占據更重要的地位。3）2023年，中國碳纖維的總需求為6.9噸，對比2022年的7.4萬噸同比降低了7.2%。中國市場需求歷年增長率：2015(13.4%),2016（16.5%）,2017（20%）,2018（32%）,2019(22%),2020(29%),2021(27.7%),2022(19.3%),2023(-7.2%)。市場第一次出現負增長。其中，國產碳纖維由4.5萬噸增加至5.3萬噸，同比增長17.8%，進口碳纖維由2.9萬噸大幅下滑至1.6萬噸，同比

5、下滑45.4%，國產化率由60.5%提升至76.7%?？梢哉f雖然短期行業總的需求下滑，但國產化率持續不斷提升，表明隨著成本、性能持續優化，國產碳纖維競爭力不斷加強，有望不斷取得更高的市場份額。雖然增速下滑至2017年水平，但仍不低。4）近年來國內碳纖維企業不斷擴產，2023年，國內運行產能達到14.1萬噸，同比增長了25.7%，是當年總需求6.9萬噸的接近兩倍，短期已經產能過剩。8XbUfVeUaVeZbZaY6MaO7NsQnNnPrNiNpPzRlOoOrO7NqQzQwMsRnOMYmRqQ5）國內碳纖維廠商應放緩產能建設，避免過度內卷、盲目擴張。但產能的提升有望進一步加強規模效應，碳纖

6、維成本、價格的不斷下降有望打開許多新的下游市場，如汽車、軌道交通、深海油田、各種拉索、各類高速旋轉件、高速往復零件等。同為輕質化材料，玻璃纖維每年的市場容量為1000萬噸，鋁合金的市場容量為7000多萬噸，木材的用量數億噸，塑料用量也是數億噸。如此紛繁復雜的產業體系中，有太多可以采用碳纖維復合材料的領域。6）航空航天領域使用的碳纖維復合材料在價值量上遠超其它領域，由于安全性要求高、技術壁壘深、認證周期長等特點，航空航天碳纖維相對獨立，不太受”量升價降“的影響。我國當前航空航天領域碳纖維的應用與全球相比仍有巨大差距。隨著低空經濟、國產大飛機、衛星互聯網的發展以及國產碳纖維成本、性能的優化，國產替

7、代空間巨大。低空經濟eVTOL的發展有望帶動航空航天碳纖維需求據StratviewResearch預測，eVTOL行業對復合材料的需求將在未來六年內大幅增長，預計將從2024年的約110萬磅（約500噸）激增至2030年的2590萬磅（約11750噸），增長幅度約22.5倍，年化增長率69%。我們預測，若eVTOL在政策催化下加速落地，到2030年，航空航天領域碳纖維需求中來自eVTOL的部分，占比將超過24.2%，eVTOL將成為航空航天碳纖維需求量的重要來源。碳纖維價格去年一路下探，年初觸底反彈，當前已企穩。碳纖維行業格局有望不斷優化，頭部公司的盈利能力有望逐漸回升。建議關注光威復材、中復

8、神鷹、吉林化纖。風險提示低空經濟政策落地不及預期；碳纖維的國產替代不及預期；國產碳纖維性能提升不及預期；國內碳纖維廠商繼續盲目擴產，毛利率大幅下滑34低空經濟帶來碳纖維新的增長極0203碳纖維：輕量高強高模的“黑色黃金”碳纖維下游應用廣闊，國產替代空間巨大01目錄C O N T E N T S04投資建議與風險提示低空經濟帶來碳纖維新的增長極01Partone5碳纖維復合材料是航空航天飛行器實現輕量化的關鍵材料6碳纖維是一種含碳量在90%以上的纖維結構材料，具有密度低、比強度大、比模量大等諸多特性，在同等重量下拉伸強度可達到鋼、鋁合金、鈦合金的9倍以上，彈性模量可以達到鋼、鋁合金、鈦合金的4倍

9、以上。這些優點使得碳纖維成為航空航天飛行器輕量化的理想選擇。通過將碳纖維復合材料應用于制造飛行器的機身結構和內部零部件，可以有效減輕機身重量，降低能耗，同時增強結構強度和安全性。將碳纖維復合材料用于打造eVTOL，能夠幫助機身整體重量減少30%-40%。資料來源：復材應用技術網；中國復材工業協會；浙商證券研究所碳纖維復合材料在C919結構上的應用低空經濟為碳纖維復合材料帶來新驅動*資料來源：東華經緯新材料研究院，中國國際復合材料展覽會，復合材料前沿，StratviewResearch，浙商證券研究所7復合材料在eVTOL結構占比在70%以上，遠高于傳統飛行器由于eVTOL、小無人機、部分輕型飛

10、機是由電機驅動，因此對輕量化的要求更高。碳纖維復合材料在eVTOL的結構、部件中占比遠超傳統航空器。民機領域，波音787的結構中有約50%是由復合材料制成。而據StratviewResearch數據，復合材料占eVTOL機身結構使用的全部材料的占比高達70%以上。復合材料中90%以上使用碳纖維增強，大約10%采用玻璃纖維增強?？赏扑愕玫?，碳纖維復合材料在eVTOL的材料中占到63%以上。eVTOL使用的復合材料中，約有75%-80%將應用于結構部件和推進系統，有12%-14%在內部結構應用，如橫梁、座椅結構等；剩余的8%-12%在電池系統、航空電子設備和其他小型應用。eVTOL中復合材料應用情

11、況各代航空飛行器復合材料使用比例情況碳纖維復材在主流eVTOL機型上有大量應用8當前國內eVTOL最主流的的三家廠商為億航智能、小鵬匯天、峰飛航空，這三家旗下設計參數較為公開的機型是億航智能的EH216-S、小鵬匯天的旅航者X2和峰飛航空的盛世龍。對于傳統商用客機，最大起飛重量=空機重量+燃料重量+最大載荷，由于eVTOL是純電驅動，因此，最大起飛重量=空機重量+最大載荷。我們可以由公布的最大起飛重量減去最大載荷得到空機重量。根據披露，旅航者X2的人均最大載荷=（560-360）/2=100公斤。又由中國恒瑞HRC公司披露，小鵬匯天X2機身部分由HRC獨家承制，其碳纖維部分重量僅為85KG?？?/p>

12、計算得碳纖維復材的占比=85/360=23.6%。假設億航智能和峰飛航空的eVTOL使用碳纖維占比也為23.6%。資料來源：億航智能、峰飛航空官網，汽車之家，中國恒瑞HRC，浙商證券研究所碳纖維復材在主流eVTOL機型上有大量應用9資料來源：億航智能、峰飛航空官網，小鵬匯天公眾號，汽車之家，浙商證券研究所機型主要參數最大人均載荷（KG）空機重量（KG）碳纖維復材占機身重量的比例復材用量（KG）（計算結果）億航智能EH216-S兩座，最大起飛重量：650KG；機身高度：1.86m，寬度：5.63m；長度：5.63m。最大航程：30KM；最大航時：25分鐘；最大飛行速度：130km/h110430

13、假設均為23.6%101小鵬匯天旅航者X2兩座，最大起飛重量：560KG；最大續航：35分鐘最大飛行速度：130km/h10036085峰飛航空盛世龍五座，最大起飛重量：2000KG；最大載荷：350KG最大航程：250KM最大航速：200km/h701650390eVTOL將成為航空航天領域碳纖維的新增長極10據StratviewResearch預測，eVTOL行業對復合材料的需求將在未來六年內大幅增長，預計將從2024年的約110萬磅（約500噸）激增至2030年的2590萬磅（約11750噸），增長幅度約22.5倍，年化增長率69%。而據賽奧碳纖維預測，航空航天碳纖維需求量將從2023年

14、的22000噸增長到2030年的48635噸，年化增長率為12%，其中尚且未考慮今年政策加大支持力度將對eVTOL行業發展帶來的促進作用，若參照上述兩個靜態預測計算，2030年，航空航天領域碳纖維需求中來自eVTOL的部分，占比為24.2%，若eVTOL在政策催化下加速落地，占比未來會更高，可以看出eVTOL將成為航空航天碳纖維需求量的重要來源。資料來源：中國復材，StratviewResearch，賽奧碳纖維，浙商證券研究所碳纖維：輕量高強高模的“黑色黃金”02Partone11碳纖維復合材料：以基體分類，不同基體不同用途12碳纖維復合材料是指以樹脂、金屬、陶瓷和橡膠等材料為基體，以碳纖維為

15、增強材料，經過復合制成的結構或功能材料。根據基體材料的不同，碳纖維復合材料可分為樹脂基復合材料、金屬基復合材料、陶瓷基復合材料和橡膠基復合材料。樹脂基復合材料主要應用于建筑、化學、交通、醫療和航空航天等領域；金屬基復合材料主要應用于航空、航天、汽車和體育用品等領域；陶瓷基復合材料主要應用于發動機高溫部件等領域；橡膠基復合材料主要應用于管材、耐磨襯輪和特殊密封件等領域。碳纖維復合材料分類及用途資料來源：賽奧碳纖維，浙商證券研究所02添加標題碳纖維分類：以拉伸強度和彈性模量分類13彈性模量指的是材料在拉伸時的彈性程度，其數值表示單位長度材料在拉伸時所需的力與其橫截面積的比值（以 M 值表示）。拉伸

16、彈性模量越大，表明材料對拉伸的抵抗能力越強，即在外力作用下，材料的形狀不易改變，能夠承受更大的拉伸力，因此抗拉性能越好。拉伸強度則是在拉伸試驗中，樣品承受的最大拉伸應力，通常以 MPa（T 值）表示，直至樣品發生斷裂為止。國內碳纖維技術升級主要集中在更高強度（如 T1100 級別）和更高模量（如 M55 級別）碳纖維制備工藝的研發和工程化應用。碳纖維力學性能分類中國企業碳纖維產品力學性能對標日本東麗資料來源：中復神鷹科技招股說明書、浙商研究所資料來源：中復神鷹科技招股說明書、浙商證券研究所02添加標題14碳纖維分類：大絲束成本較低，小絲束性能更優碳纖維根據纖維數量的不同可分為小絲束和大絲束。小

17、絲束碳纖維力學性能等指標已經達到很高水平，制法工藝難、成本高。主要應用于航天軍工等高科技領域以及體育用品中附加值較高的產品類別，如飛機、導彈、火箭、衛星、釣魚桿、高爾夫球桿和網球拍等。相反，大絲束碳纖維性能相對較低，但制備成本也較低，因此通常用于基礎工業領域，包括風電葉片、建筑補強、汽車和儲氫瓶等。相對于小絲束，大絲束碳纖維的主要優勢在于可以在相同的生產條件下大幅提高碳纖維的單線產能，進而降低生產成本。其在復合材料制備中的鋪層效率也更高，生產成本降低約30%以上，這有助于克服碳纖維高價限制應用領域的局限，為碳纖維復合材料的更廣泛應用打下基礎。大絲束碳纖維作為原料成本降下來后，下游制作加工終端產

18、品時，加工成本也就降下來了，盈利能力上去了，所以大絲束碳纖維上下游產業鏈的競爭優勢就在于此。小絲束碳纖維大絲束碳纖維 絲束數量24k48K拉伸強度3500-7000MPa3500-5000MPa拉伸模量230-680GPa230-290GPa價格較高一般應用領域國防軍工、航空航天工業領域大絲束和小絲束碳纖維性質對比資料來源：國產聚丙烯腈基大絲束碳纖維發展現狀與分析，浙商證券研究所添加標題 大絲束碳纖維小絲束碳纖維小絲束成本高的原因聚合組分純度要求一般純度要求高提純成本增加原絲純度允許一定雜質嚴格控制雜質含量紡絲速度慢原絲性能重均分子量適中高重均分子量且分子量分布窄聚合、紡絲成本增加氧化過程AN

19、含量少使得氧化快、需控制放熱集中高AN含量致使氧化慢長時間高耗能致使成本增加碳化工藝碳化溫度相對較低有時需要較高溫度，石墨化溫度高能耗高產品認證相對簡單非常關鍵、過程復雜周期長、認證昂貴大絲束成本更低，小絲束工藝更復雜0215碳纖維生產工藝流程長且復雜。碳纖維生產過程總體分為四步，原絲制備（包括聚合與紡絲）、預氧化、碳化/石墨化及表面處理/上漿。簡單來講，碳纖維的生產過程是將丙烯腈單體聚合制成紡絲原液，然后將原液紡絲成型制成原絲，制成的原絲為碳纖維的前驅體；原絲經過氧化爐，在空氣氣氛下反應得到預氧絲，預氧絲在氮氣保護下，分別經過低溫碳化、高溫碳化得到碳絲；為了更好地制成碳纖維復合材料，此時還需

20、經過表面處理、上漿，最后烘干得到碳纖維。碳纖維工藝流程：聚合-紡絲-預氧化碳化-表面處理碳纖維生產工藝流程資料來源：中簡科技招股說明書、浙商證券研究所02添加標題原絲制備：聚合工段一步法、兩步法各有優勢16一步法&兩步法當下碳纖維企業通常用一步法或兩步法來表明自己的技術路線。事實上一步法或兩步法是根據聚合反應的連續性來區分，一步法是采用溶液聚合直接制備PAN紡絲原液；而兩步法工藝相對比較復雜，要先通過水相沉淀聚合得到PAN固體粉料，然后經過粉碎、烘干等工序，最后利用有機溶劑溶解PAN粉末來生產紡絲原液。一步法&兩步法原絲制備過程 一步法二步法特點均相溶液聚合工藝，流程較短，工序較少，操作性強，

21、可控性好，利于獲得高質量的PAN原絲。溶劑介質既能溶解單體又能溶解聚合體，聚合紡絲一條線工藝相對復雜，水相沉淀聚合得到PAN固體粉末后粉碎、烘干等之后再進行溶解產生原液。水相聚合可以獲得溶液聚合不能得到的高分子量PAN，溶解得到的原液可用于紡絲的范圍廣，提高了原液聚合物分子量和濃度上限溶劑DMSO、DMF、DMAC、NaSCN、ZnCl2DMSO、DMF、DMAC主要廠商東麗、中簡科技、光威復材、恒神股份、中復神鷹陶氏、三菱麗陽、吉林碳谷優點工藝流程短、工序少，可控性好，產品起步性能高，目前主要用于小絲束碳纖維產品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

22、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。粉末狀PAN更好保存，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，更適合生產大絲束碳纖維產品。缺點膠狀聚丙烯腈不易保存，成本較高產品起步性能低一步法與兩步法對比資料來源：吉林碳谷公開發行說明書、浙商證券研究所02添加標題原絲制備：紡絲工段濕法和干噴濕法為主流17目前，商業級的碳纖維主要為PAN基碳纖維，原絲主要采用濕法和干噴濕紡工藝兩種技術制備，開展低成本原絲制備技術研究是行業正在攻克的重點方向。濕法紡絲將紡絲原液經過濾、脫泡，通過計量泵從噴絲頭擠出，在凝固浴的作用下，原液細流凝固形成一層膜，凝固劑擴散

23、到細流內部，而細流中的溶劑也通過皮層擴散到凝固浴中，經過雙擴散成型，適當的噴絲頭拉伸形成初生纖維，濕法成本較低，但紡速較慢。干噴濕法紡絲干噴濕紡結合了干法和濕法的技術優勢，在操作流程上和濕法更相似。紡絲液經過濾和脫泡后至噴絲頭。溶液細流從噴絲孔中垂直向下噴出,先經過一段高度約幾厘米至(十幾厘米)的氣體(空氣或惰性氣體)層,然后進人凝固浴,絲條經脫溶劑和固化后卷繞成筒。該法噴絲頭溫度不受凝固浴溫度的制約特別適于用高分子量、高濃度、高黏度的聚合物溶液的紡絲。資料來源：碳纖維生產技術，復材云集，百度百科，搜狗百科、知乎，浙商證券研究所干噴濕法紡絲示意圖濕法紡絲示意圖02添加標題碳絲生產：預氧化聯結P

24、AN原絲和碳纖維的紐帶18預氧化提高原絲熱穩定性，為碳化鋪墊預氧化處理又被稱為熱穩定化或不熔化處理，通常是指在空氣氣氛中200300C下對PAN原絲進行的熱處理，處理過程中需對PAN原絲施加一定的張力，阻礙大分子鏈段的解取向運動，從而減少纖維的收縮。該過程的目的是使線性的PAN大分子鏈轉化為耐熱的含氮梯形結構，這種梯形結構可以使PAN原絲在后續的碳化過程中不熔不燃，并且保持纖維形態，從而得到高質量的碳纖維。預氧化關鍵設備氧化爐預氧化爐大致可分為兩大類型，一是外熱式預氧化爐，二是內熱式預氧化爐。所謂外熱式預氧化爐是指爐內溫度主要靠加熱元件直接加熱為主，熱空氣加熱為輔，而內熱式預氧化爐的爐膛內溫度

25、完全靠循環的熱空氣維持。這兩類爐型各有利弊，但目前大工業裝置主要是熱循環內熱式預氧化爐。預氧化爐大體分為3個板塊，一是加熱系統，二是送風和排風系統，三是牽伸系統。三者有效組合，構成一個完整的預氧化爐。時間、溫度和牽伸張力是關鍵 預氧化處理是碳纖維制備過程中至關重要的一步，是聯結PAN原絲和碳纖維的紐帶，起到承上啟下的作用，預氧化爐爐溫的調校和標定、預氧化爐溫度的控制、停留時間的控制、過程中靜電的處理、氧化爐內部風速的控制、牽伸速度的控制等都對預氧絲的性能有非常大的影響。外放式預氧化爐結構示意圖內熱式預氧化爐熱空氣循環使用示意圖資料來源：生產碳纖維的關鍵設備預氧化爐（賀福、李潤民），浙商證券研究

26、所02添加標題碳絲生產：碳化/石墨化去除非碳元素，形成碳纖維19預氧絲碳化得到碳絲碳化是在高純惰性氣體中對預氧絲進行進一步的熱處理，一般包括3001000C的低溫碳化和10001600C的高溫碳化兩個階段。在這個過程中，預氧絲中的直鏈狀分子和環狀分子進一步交聯、環化和縮聚，非碳元素（H、O、N）從穩定的聚合物中裂構出來，非碳元素含量減少，C含量不斷增加。預氧化形成的梯形結構逐步向亂層石墨結構轉化，最終生成含碳量在90%以上的碳纖維，強度和模量大幅提高。要制備高模量的石墨纖維，則要在氬氣氣氛中對已經碳化的碳纖維進一步進行超高溫石墨化處理，約在2600-3000。序號影響因素影響機理1原絲差異性碳

27、纖維原絲和絲束的直徑差別會影響碳化進程和成品質量。不同結構樣品的拉伸強度下降的碳化溫度拐點不同，纖維內部結構規整度越高，形成的碳纖維的強度和模量也提高2碳化溫度碳纖維材料在高溫碳化過程中的碳化溫度決定了碳纖維的強度、模量、線密度等重要性能指標3碳化時間碳化時間的延長，可使石墨化度升高、石墨片層間距增加、片層增大和堆疊厚度降低，從而提高碳纖維力學性能和密度4碳化張力/牽伸在碳化過程的不同階段施加適當的正負牽伸，能夠提高碳纖維的力學性能。隨高溫碳化負牽伸率的降低，高溫碳化張力逐漸增大。在一定的張力范圍內，隨著高溫碳化張力的增加，纖維的取向度提高，彈性模量增大;當張力增大到一定值時，繼續增加張力會引

28、起纖維結構的破壞，引起軸向、徑向的裂紋或斷絲，從而降低拉伸強度，但是碳纖維的模量卻隨著負牽伸率的增大而升高。對于不同結構的碳纖維原絲，存在不同的最優牽伸率。5其他碳化過程的升溫速率很大程度上決定了碳纖維的性能，升溫速率過高易導致缺陷含量增大，而升溫過慢又導致早期碳元素的過渡損失，因此應合理控制不同溫度的變化快慢。資料來源：聚丙烯腈基碳纖維的制備，碳纖維材料高溫碳化過程研究進展概述，浙商證券研究所碳化過程影響因素分析02碳化爐核心在于溫度梯度控制20碳化關鍵設備碳化爐低溫碳化爐的爐溫一般設計在300800 C。在這溫區預氧絲結構發生了劇烈變化，約有30%40%的質量（相對于預氧絲）要熱解逸走，是

29、結構轉化的關鍵階段。700 C左右是碳化轉化的敏感溫度。低溫碳化爐的設計重點在于溫度梯度、非接觸迷宮密封裝置（與碳化爐配套使用，碳化爐中對惰性氣體純度的要求非常嚴格，密封效果直接影響到碳纖維的質量）、廢氣排出口及處理裝置（低溫碳化過程中產生大量廢氣及焦油）、牽伸機構（由于在低溫碳化區，纖維質量大量熱解而是的原有的取向發生解取向，導致纖維力學性能降低，為了抑制熱解而產生的亂向，需要靠牽伸機組實施正牽伸）。高溫碳化爐的溫度一般在10001600 C，多用石墨發熱體作為熱源，用低電壓大電流變壓器實施調控。對于高強級碳纖維生產線，不能采用窄口碳化爐，一般采用寬口在1 m以上，以實現不收幅、不擴幅的大通

30、道生產方式。高溫碳化爐結構示意圖低溫碳化爐結構示意圖資料來源：生產碳纖維的關鍵設備碳化爐（賀福、李潤民），浙商證券研究所02表面處理制成復合材料的必要步驟2102n 表面處理是碳纖維制成復合材料的必要步驟碳纖維因其高比強度、比模量、耐腐蝕、耐磨損等性能被廣泛研究與開發，但碳纖維很少單獨使用，通常作為增強體來制備碳纖維增強樹脂基復合材料(CFRP)。上漿法是最常用的碳纖維表面處理方法，具有簡單、快速、高效以及適合工業化應用等優點。原理是上漿劑的存在可以提高碳纖維表面的極性，同時通過對纖維上漿引入過渡層來減小纖維和樹脂間的表面能差異，有利于增強纖維/樹脂復合材料的界面粘結力。碳纖維增強樹脂基復合材

31、料界面示意圖資料來源：復材知道，浙商證券研究所22碳纖維原絲低成本化大絲束方案帶動性價比提升大絲束碳纖維更具性價比目前，降低PAN基碳纖維成本的有效方法之一是發展大絲束碳纖維。在相同生產條件、相同時間內，采用大絲束（48K及以上）的PAN原絲生產碳纖維，可大幅提高PAN基碳纖維的產量，從而大幅降低其生產成本。大絲束碳纖維與小絲束碳纖維相比，具有更高的性價比，是未來碳纖維發展的重要方向。以美國Zoltek公司生產的PANEX33-0048型大絲束碳纖維和日本東麗公司生產的T300-12000型小絲束碳纖維為例，對其性能價格進行對比，用來說明使用低成本的大絲束民用PAN纖維作為碳纖維原絲的可行性。

32、大絲束碳纖維的優勢在于性價比。如圖所示，兩種碳纖維的各項性能指標相差無幾，如拉伸強度、拉伸模量、密度、比強度和比模量等。但是PANEX33-0048（48K）每公斤的價格只有T300-12K的一半。從制備難度來看，小絲束到大絲束技術難度逐步遞增，48K或以上的大絲束甚至巨絲束，無論是聚合紡絲，還是氧化碳化，主要由于高通量導致很多復雜的技術與工程問題。企業選擇大絲束品種重要的目標是追求低成本和大規模工業應用。大絲束與小絲束價格對比項目PANEX 33-0048T300-12000拉伸強度/MPa36003530拉伸模量/GPa228230密度/（g/cm3）1.781.76比強度*10-7/（m

33、2*s-2）2.032比模量*10-9/（m2*s-2）1.281.28價格/（$*kg-1)17.6433.07單位美元強度/（Mpa*$-1)205107單位美元模量/（Gpa*$-1)137單位美元比強度*10-7/（m2*s-2*$-1)0.110.06單位美元比模量*10-9/（m2*s-2*$-1)0.070.04資料來源：大絲束碳纖維產業發展現狀及面臨的問題、浙商證券研究所碳纖維主要應用領域性能要求應用領域強度Gpa絲束類型類比等級備注飛機3.5小絲束/中小絲束T300/T700/T800主要運用于機身、機翼、整流罩、地板、地板梁等軍工3.5小絲束/中小絲束T300以上運用于裝備

34、的不同部位汽車3.5小絲束-大絲束T300-T700主要運用于車身、地盤、保險杠、電池、氫氣燃料罐等風電3.5大絲束T300以上主要運用于葉片、梁軌道交通3.5大絲束T300以上主要為車體建筑3.5小絲束-大絲束T300以上應用于大型建筑物增加建筑物的強度、耐腐蝕性體育3.5小絲束-大絲束T300以上用于高檔體育器材資料來源：吉林碳谷公開發行說明書、浙商證券研究所02國內外碳纖維代表性企業技術路徑總結對比23碳纖維國內外公司技術對比公司簡稱經營模式主要應用領域與市場定位主要技術及水平日本東麗各類纖維的生產與銷售應用比例最高是航空領域，其他工業領域也應用廣泛T700、T800 和 T1000 采

35、用干噴濕法紡絲，其他為濕法紡絲。行業技術龍頭，2014年碳纖維產品即達到T1100水平日本東邦碳纖維及其材料的生產與銷售優勢在于機械臂、高速回轉體、鐵道車輛等ZnCl2為溶劑的一步法；濕法紡絲部分碳纖維產品可達到 T700以上水平三菱麗陽合成纖維、合成樹脂領域的生產與銷售航空航天、工業領域、體育休閑DMF為溶劑的一步法、DMAC為溶劑的兩步法；濕法紡絲部分碳纖維產品參數可匹敵東麗T1100SGL碳纖維及其材料的生產與銷售主要是汽車領域碳纖維產品參數為 T400-T700赫氏(Hexcel)碳纖維及其材料的生產與銷售主要是國防軍工及航空航天領域，風電葉片和汽車等工業領域硫氰酸鈉為溶劑的一步法陶氏

36、碳纖維及其材料的生產與銷售風電、軌道交通領域DMAC為溶劑的兩步法臺灣臺塑塑膠類、纖維類及電子控制類的生產與銷售主要是體育休閑、風電葉片等工業領域部分碳纖維參數可達T800級別光威復材碳纖維及其材料的生產與銷售主要是國防軍工，工業領域(風電葉片)DMSO為溶劑的一步法；濕紡、干噴濕法紡絲部分碳纖維產品可達到 T1000級恒神股份碳纖維及其材料的生產與銷售重大設備、體育休閑等領域DMSO為溶劑的一步法；濕紡、干噴濕法紡絲部分碳纖維參數可達到 T800水平中簡科技碳纖維及其材料的生產與銷售航空航天DMSO為溶劑的一步法；濕紡、干噴濕法紡絲部分碳纖維產品可達到 T1100 級中復神鷹碳纖維及相關產品

37、的生產與銷售航天航空、風電葉片等領域DMSO為溶劑的一步法、干噴濕法紡絲；具備T800級碳纖維產品向市場供貨能力吉林碳谷碳纖維原絲的生產與銷售風電、軍工等領域DMAC為溶劑的兩步法；濕法紡絲產品碳化后可達到T400-T700資料來源：吉林碳谷公開發行說明書、浙商證券研究所碳纖維企業技術路徑差異明顯碳纖維生產技術路線多樣化；事實上，各家企業技術路線（主要集中在原絲的生產）也呈多樣化趨勢，在聚合階段的溶劑使用、聚合反應的連續性、紡絲技術的選擇等均有所差異。02中國企業從兩頭向外，到已打破日美壟斷24我國碳纖維工業總體上與日本碳纖維的研發同步進行，經歷了長期低水平徘徊、技術轉型和快速發展3個階段。依

38、靠長期自主研發，打破了國外技術裝備封鎖，碳纖維產業化目前取得長足進步。2008年組織技術鑒定，中復神鷹千噸級 T300 碳纖維項目建成并穩定生產，全部裝備實現了國產化，打破了國外技術和裝備封鎖，綜合技術達到國際先進水平。于 2015年在國內率先突破了千噸級碳纖維原絲干噴濕紡工業化制造技術，建成了國內首條千噸級干噴濕紡碳纖維產業化生產線。2018年，上海石化成功開發大絲束碳纖維的聚合、紡絲、氧化炭化工藝技術；同年，聚丙烯腈（PAN）基大絲束原絲及碳纖維技術及工藝包開發項目通過鑒定，意味著我國正式突破大絲束瓶頸。碳纖維發展歷史資料來源：賽奧碳纖維，東方財富網，中國新聞網，浙商證券研究所02碳纖維下

39、游應用廣闊，國產替代空間巨大03Partone252023年碳纖維全球市場增長放緩，航空航天重回龍頭應用26 2023年，不同于往年的全球10%的增長規律，碳纖維全球需求為11.5萬噸，對比2022年的13.5萬噸同比降低了14.8%。需求結構中，最大的變化是22年占比排第一的風電葉片由25.7%下滑到17.4%，下滑為第二大應用，絕對值由34.7千噸下滑至20.0千噸，同比下降42.4%。體育休閑用品由第二應用下滑為第三，絕對值由24千噸下滑至18.80千噸，同比下降21.7%。航空航天軍工則重回龍頭應用，占比為19.1%，絕對值同比增加9.5%。風電葉片領域需求量的下滑系風電裝機量的放緩以

40、及出于成本考慮碳纖維復材的應用不及預期。體育休閑市場近幾年呈現了過山車一樣的變化：歷史上，該市場是平穩增長的規律，疫情開始，出現了大幅上漲，比如，2022年對比2021年的增幅達到29.7%，除了疫情刺激大眾的消費，更多原因是疫情導致的國家海運市場紊亂等因素，導致西方分銷商大量庫存，2023年全球逐步恢復到正常狀態，大量的庫存使得銷售狂降，對比2022年，2023年的體育休閑降低了21.7%。航空航天軍工作為碳纖維曾經的第一大應用領域，未受外部環境影響，保持穩定增長。預計隨著低空經濟、國產航空飛機、全球商用航天及宇航探索活動的繁榮發展，有望增長加速。若風電葉片的需求情況沒有好轉，有望維持第一大

41、應用地位。資料來源：賽奧碳纖維，浙商證券研究所032023年碳纖維市場增長放緩，但國產化率進一步提高27 2023年，中國碳纖維的總需求為6.9萬噸，對比2022年的7.4萬噸同比降低了7.2%。中國市場需求歷年增長率：2015(13.4%),2016（16.5%）,2017（20%）,2018（32%）,2019(22%),2020(29%),2021(27.7%),2022(19.3%),2023(-7.2%)。市場第一次出現負增長。其中，國產碳纖維由4.5萬噸增加至5.3萬噸，同比增長17.8%，進口碳纖維由2.9萬噸大幅下滑至1.6萬噸，同比下滑45.4%，國產化率由60.5%提升至7

42、6.7%?？梢哉f雖然短期行業總的需求下滑，但國產化率持續不斷提升，表明隨著成本、性能持續優化，國產碳纖維競爭力不斷加強，有望不斷取得更高的市場份額。雖然增速下滑至2017年水平，但仍不低。23年下游需求格局仍維持不變，體育休閑是第一大應用，第二、第三是風電葉片、航空航天軍工。體育休閑占比由30.9%下滑至26.1%，下滑明顯，主要系疫情影響。風電葉片領域需求絕對值由17.5千噸下降至17千噸，變化不大，說明碳纖維在風電葉片上的應用未如期推進。航空航天軍工領域需求絕對值變化不大，預計由于低空經濟、國產大飛機的產業化推進，未來將實現可觀增長。資料來源：賽奧碳纖維，浙商證券研究所03添加標題45,0

43、0029,42928公司截至年底運行產能（賽奧碳纖維數據）產能建設進展與規劃工藝主力產品 20192020202120222023 中復神鷹原絲13760噸碳絲5500噸原絲21250噸碳絲8500噸原絲28750噸碳絲11500噸原絲29000噸碳絲14500噸原絲62700噸碳纖維28500噸西寧2.5萬噸項目已投產，2023年初又宣布了在連云港新的3萬噸擴產計劃DMSO（二甲基亞砜）一步法全線產品干噴濕紡T700、T800，T1100、M35X、M40X光威復材原絲7750噸碳絲3100噸原絲12750噸碳絲5100噸原絲12750噸碳絲5100噸原絲12750噸碳絲5100噸原絲112

44、20噸碳絲5100噸內蒙古光威低成本碳纖維項目規劃產能 1 萬噸，2023年安裝了新的碳化線，有望在2024年實現生產DMSO（二甲基亞砜）一步法GQ3522（T300級，濕法工藝）GQ4522（T700級，濕法工藝/干濕法工藝）QZ5526（T800級，濕法工藝/干濕法工藝）QZ6026（T1000級，濕法工藝）QM4035（M40J級，濕法工藝）QM4050（M55J級，濕法工藝）T700S，T800S中簡科技原絲3125噸碳絲1250噸原絲3125噸碳絲1250噸原絲3125噸碳絲1250噸原絲3125噸碳絲1250噸原絲6160噸碳絲2800噸2023年增長了1,500噸產能DMSO（

45、二甲基亞砜）一步法濕紡+干噴濕紡 ZT7H，ZT9H,ZM40X 恒神股份原絲11625噸碳絲4650噸原絲13750噸碳絲5500噸原絲13750噸碳絲5500噸原絲13750噸碳絲5500噸原絲10400噸碳絲4600噸2022年4月份恒神對外宣布在陜西榆林投資建設2萬噸/年高性能碳纖維生產基地，一期擬先建設5,000，包括一條干噴濕紡碳化線及一條大絲束碳化線PAN/DMSO（二甲基亞砜）一步法建成年產量達 5000 噸的干噴濕紡原絲生產線，目前對外銷售產品大部分為濕法產品T1100，M40X吉林化纖集團原絲18000噸碳絲6500噸原絲40000噸碳絲8500噸原絲60000噸碳絲160

46、00噸原絲110000噸碳絲42000噸原絲160000噸碳絲49000噸2023年完成了5萬噸原絲的擴產，產能達到16萬噸，碳絲產能增加到4.9萬噸，世界排名第二。2024年將建設1.5萬噸的干噴濕法原絲及相關碳化建設以競爭高性能市場 DMAC 為溶劑的濕法兩步法原絲生產、PAN基碳纖維制備方法T300,T40024K，25K、碳纖維原絲上海石化原絲1250噸碳絲500噸原絲3750噸碳絲1500噸原絲3750噸碳絲1501噸原絲15000噸碳絲7500噸原絲27000噸碳絲7500噸完成了2.4萬噸大絲束原絲及相關的6千噸碳化的建設，正在穩步提升纖維的性能，有望在2024年規模生產T700

47、性能的48K大絲束纖維 NASCN濕法工藝 為溶劑的濕法兩步法生產T300,48K國內供給：近幾年眾多企業大幅擴產03資料來源：賽奧碳纖維，巨潮資訊，上海市金山區人民政府網，浙商證券研究所短期供大于求，期待成本進一步下降打開需求空間29 2023年，國內運行產能達到14.1萬噸，同比2022年的11.2萬噸增長了25.7%，是當年總需求6.9萬噸的接近兩倍。其中，新增產能的貢獻者為：中復神鷹增長14,000噸，吉林化纖集團增長7,000噸，曉星中國新增2,500噸，中簡科技增長了1,500噸，等等。產能持續提升，需求階段放緩，短期供大于求。國內碳纖維廠商或需放緩產能建設，避免過快擴張。但產能的

48、提升有望進一步加強規模效應，碳纖維成本、價格的不斷下降有望打開許多新的下游市場，如汽車、軌道交通、深海油田、各種拉索、各類高速旋轉件、高速往復零件等。同為輕質化材料，玻璃纖維每年的市場容量為1000萬噸，鋁合金的市場容量為7000多萬噸，木材的用量數億噸，塑料用量也是數億噸。如此紛繁復雜的產業體系中，有很多可以采用碳纖維復合材料的領域。資料來源：賽奧碳纖維，浙商證券研究所03航空航天將是未來碳纖維最重要的賽道之一30航空航天領域使用的碳纖維復合材料在價值量上遠超其它領域。由于安全性要求高、技術壁壘深、認證周期長等特點，軍品的航空航天碳纖維相對獨立，不太受”量升價降“的影響。我國當前航空航天領域

49、碳纖維的應用與全球相比仍有巨大差距。隨著低空經濟、國產大飛機、衛星互聯網的發展以及國產碳纖維成本、性能的優化，國產替代空間巨大。資料來源：賽奧碳纖維，浙商證券研究所03投資建議04Partone31投資建議042023年，中國碳纖維的總需求為6.9萬噸，同比減少7.2%；國內運行產能達到14.1萬噸，同比增加了25.7%，是當年總需求的接近兩倍。短期供大于求嚴重。但國產碳纖維由4.5萬噸增加至5.3萬噸，同比增長17.8%，增速依然不低。國產化率由60.5%提升至76.7%，隨著成本、性能持續優化，國產碳纖維競爭力不斷加強，有望不斷取得更高的市場份額。低空經濟eVTOL的發展有望帶動碳纖維下游

50、需求。據StratviewResearch預測，eVTOL行業對復合材料的需求將在未來六年內大幅增長，預計將從2024年的約110萬磅（約500噸）激增至2030年的2590萬磅（約11748噸），增長幅度約22.5倍，年化增長率69%。我們預測，若eVTOL在政策催化下加速落地，到2030年，航空航天領域碳纖維需求中來自eVTOL的部分，占比將超過24.2%，eVTOL將成為航空航天碳纖維需求量的重要來源。碳纖維價格去年一路下探，年前觸底反彈，當前已企穩。碳纖維行業格局有望不斷優化，頭部公司的盈利能力有望逐漸回升。建議關注光威復材、中復神鷹、吉林化纖。風險提示低空經濟政策落地不及預期、產業化

51、不及預期；碳纖維的國產替代不及預期；國產碳纖維性能提升不及預期；國內碳纖維廠商繼續盲目擴產，毛利率大幅下滑。04點擊此處添加標題添加標題點擊此處添加標題點擊此處添加標題點擊此處添加標題點擊此處添加標題點擊此處添加標題添加標題點擊此處添加標題點擊此處添加標題添加標題點擊此處添加標題添加標題95%行業評級與免責聲明行業評級與免責聲明 34行業的投資評級以報告日后的6個月內，行業指數相對于滬深300指數的漲跌幅為標準，定義如下：1、看好 ：行業指數相對于滬深300指數表現10%以上；2、中性 ：行業指數相對于滬深300指數表現10%10%以上；3、看淡 ：行業指數相對于滬深300指數表現10%以下。

52、我們在此提醒您，不同證券研究機構采用不同的評級術語及評級標準。我們采用的是相對評級體系，表示投資的相對比重。建議：投資者買入或者賣出證券的決定取決于個人的實際情況，比如當前的持倉結構以及其他需要考慮的因素。投資者不應僅僅依靠投資評級來推斷結論 行業評級與免責聲明行業評級與免責聲明35法律聲明及風險提示本報告由浙商證券股份有限公司（已具備中國證監會批復的證券投資咨詢業務資格，經營許可證編號為：Z39833000）制作。本報告中的信息均來源于我們認為可靠的已公開資料，但浙商證券股份有限公司及其關聯機構（以下統稱“本公司”）對這些信息的真實性、準確性及完整性不作任何保證，也不保證所包含的信息和建議不

53、發生任何變更。本公司沒有將變更的信息和建議向報告所有接收者進行更新的義務。本報告僅供本公司的客戶作參考之用。本公司不會因接收人收到本報告而視其為本公司的當然客戶。本報告僅反映報告作者的出具日的觀點和判斷，在任何情況下，本報告中的信息或所表述的意見均不構成對任何人的投資建議，投資者應當對本報告中的信息和意見進行獨立評估，并應同時考量各自的投資目的、財務狀況和特定需求。對依據或者使用本報告所造成的一切后果，本公司及/或其關聯人員均不承擔任何法律責任。本公司的交易人員以及其他專業人士可能會依據不同假設和標準、采用不同的分析方法而口頭或書面發表與本報告意見及建議不一致的市場評論和/或交易觀點。本公司沒

54、有將此意見及建議向報告所有接收者進行更新的義務。本公司的資產管理公司、自營部門以及其他投資業務部門可能獨立做出與本報告中的意見或建議不一致的投資決策。本報告版權均歸本公司所有，未經本公司事先書面授權，任何機構或個人不得以任何形式復制、發布、傳播本報告的全部或部分內容。經授權刊載、轉發本報告或者摘要的，應當注明本報告發布人和發布日期，并提示使用本報告的風險。未經授權或未按要求刊載、轉發本報告的，應當承擔相應的法律責任。本公司將保留向其追究法律責任的權利。聯系方式聯系方式36浙商證券研究所 上?？偛康刂罚簵罡吣下?29號陸家嘴世紀金融廣場1號樓25層北京地址：北京市東城區朝陽門北大街8號富華大廈E座4層深圳地址：廣東省深圳市福田區廣電金融中心33層郵政編碼：200127 電話：(8621)80108518 傳真：(8621)80106010