2022年碳纖維市場供需分析及行業應用研究報告（34頁）.pdf

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1、2022 年深度行業分析研究報告 fXaXNAgVlXaZMBmNpOmM7NbP7NoMpPnPtReRmMpNlOsQnO9PrRzQMYpMnQvPoPwO碳纖維簡介0101碳纖維供需0202碳纖維應用0303碳纖維相關上市公司0404目錄目錄1.1. 碳纖維簡介碳纖維簡介- -具備出色的力學性能和化學穩定性的黑色黃金具備出色的力學性能和化學穩定性的黑色黃金 碳纖維碳纖維（CarbonCarbon FiberFiber）是由聚丙烯腈是由聚丙烯腈（PANPAN）（或瀝青或瀝青、粘膠粘膠）等有機等有機母體母體纖維纖維，在高溫環境下裂解碳化形成在高溫環境下裂解碳化形成碳主鏈結構碳主鏈結構，含碳

2、量含碳量高于高于9090% %的無機的無機高分子高分子纖維纖維。碳纖維具備出色的力學性能和化學穩定性，密度比鋁低、強度比鋼高，是目前已大量生產的高性能纖維中具有最高的比強度和最高的比模量的纖維，同時具有導電、導熱、耐腐蝕等一系列其他材料所不可替代的優良性能。碳纖維在航空航天、風電葉片、體育休閑、壓力容器、碳/碳復合材料、交通建設等領域廣泛應用。 碳纖維可以按照原絲種類碳纖維可以按照原絲種類、力學性能力學性能、絲束規格絲束規格、原絲制備工藝等不同維度進行分類原絲制備工藝等不同維度進行分類，不同類別的碳纖維分類標準如下：不同類別的碳纖維分類標準如下： 原絲種類原絲種類：分為PAN基碳纖維、瀝青基碳

3、纖維和粘膠基碳纖維。其中，PAN基碳纖維由于生產工藝相對簡單，產品力學性能優異，用途廣泛，自20世紀60年代問世以來，迅速占據主流地位，占碳纖維總量的90%以上。瀝青基、粘膠基的產量規模較小。因此，目前碳纖維一般指PAN基碳纖維。資料來源：高科技纖維與應用，國信證券經濟研究所整理表：碳纖維的主要性能特點表：碳纖維的主要性能特點性能特點性能特點簡介簡介強度高抗拉強度在3500MPa以上，是鋼的7-9倍模量高彈性模量在230GPa以上密度小，比強度高密度是鋼的1/4，是鋁合金的1/2比強度比鋼大16倍，比鋁合金大12倍耐超高溫在非氧化氣氛條件下，可在2000時使用，在3000的高溫下局部熔融軟化耐

4、低溫在-180低溫下，鋼鐵變得比玻璃脆，而碳纖維依舊具有彈性耐酸、耐油、耐腐蝕能耐濃鹽酸、磷酸等介質侵蝕，其耐腐蝕性超過黃金和鉑金，同時擁有較好的耐油性能熱膨脹系數小，導熱系數大可以耐急冷急熱，即使從3000的高溫突然降到室溫也不會炸裂 力學性能：力學性能：業內主要采用力學性能進行分類。企業產品分類主要參考日本東麗的牌號，并以此為基礎確定自身產品的牌號及級別。此外，按照現行聚丙烯腈基碳纖維國家標準GB/T 26752-2020的力學性能分類，PAN基碳纖維分為高強型、高強中模型、高模型、高強高模型四類。 絲束規格：絲束規格：按纖維數量不同可分為小絲束和大絲束，一般將絲束數量小于24K的碳纖維稱

5、為小絲束（1K代表一束碳纖維中有1000根絲），24K以上的為大絲束。小絲束碳纖維性能優異、產量低、價格較高，一般用于航空航天、國防軍工等高科技領域。大絲束產品性能相對較低、成本較低、生產控制難度大，廣泛運用于基礎工業、民用領域。 原絲制備工藝：原絲制備工藝：按照紡絲溶劑的選擇，聚合工藝的連續性，紡絲采用的工藝方法等，原絲制備可以分為不同的工藝類型。按照紡絲溶劑區分，包括DMSO（二甲基亞砜）、DMAC（ N,N 二甲基乙酰胺）、NaSCN（硫氰酸鈉）等不同的溶劑類別。按照聚合工藝的連續性，可以分為一步法、兩步法。按照紡絲工藝，可以分為濕法和干噴濕紡法。資料來源：公司官網，國信證券經濟研究所整

6、理表：日本東麗主要產品牌號的力學性能指標表：日本東麗主要產品牌號的力學性能指標表：國家標準表：國家標準GB/T 26752GB/T 26752- -20202020的力學性能分類的力學性能分類資料來源：公司官網，國信證券經濟研究所整理產品牌號產品牌號拉伸強度拉伸強度（MPa）拉伸模量拉伸模量（Gpa）拉伸斷裂度拉伸斷裂度（%）體密度體密度（g/cm3）T3003,5302301.51.76T700S4,9002302.11.8T800S5,88029421.8T1000G6,3702942.21.8T1100G7,00032421.79M35J4,510、4,7003431.31.75M40J

7、4,4003771.21.77M50J4,1204750.91.88M55J4,0205400.81.91M60J3,8205880.71.93力學性能分類及代號力學性能分類及代號拉伸強度分類及代號拉伸強度分類及代號拉伸彈性模量分類及代號拉伸彈性模量分類及代號力學性能分類力學性能分類表示表示拉伸強度范圍拉伸強度范圍/MPa表示表示拉伸彈性模量范圍拉伸彈性模量范圍/GPa表示表示高強型GQ3,5004,50035220260224,5005,00045高強中模型QZ4,5005,00045260350265,0005,500505,5006,000556,0006,500606,5007,000

8、657,0007,50070高模型GM3,0003,5003035040035高強高模型QM5,5007,00055350400354,0005,50040350400354004504045050045500550503,5004,000355506005560065060650700651.1. 碳纖維簡介碳纖維簡介- -具備出色的力學性能和化學穩定性的黑色黃金具備出色的力學性能和化學穩定性的黑色黃金 20世紀60年代，全球碳纖維行業開始取得技術突破，日本進藤昭男發明了以聚丙烯腈（PAN）纖維為原料制取碳纖維的方法，并取得了技術專利，為碳纖維工業化發展奠定了基礎。20世紀70年代，日本東麗

9、開發出高性能聚丙烯腈基碳纖維。 20世紀80年代，以日本東麗和美國赫氏為代表的公司，生產出高強度和高模量產品，碳纖維拉伸強度提升，使應用開發進入一個新的高水平階段。20世紀90年代，碳纖維的拉伸強度、模量進一步提升。 進入21世紀后，全球碳纖維市場平穩發展，中國奮起直追，逐漸建立起國產高強碳纖維產學研用的研發生產與應用體系。2010年，國產碳纖維產能達到7000余噸，生產量約1650噸，有效緩解了重大工程對國產高性能碳纖維的迫切需求，國產高強碳纖維進入快速發展階段。資料來源：中國化工新材料產業發展報告，公開發行說明書，國信證券經濟研究所整理圖：圖：國際碳纖維發展歷程國際碳纖維發展歷程以超高壓氣

10、瓶應用為主的需求牽引下，拉伸強度高7.06GPa 的新一代高強中模碳纖維實現規?；a相繼研發出拉伸模量450GPa、拉伸強度4.0GPa 以上的高性能碳纖維以民用航空的規?；瘧脼闋恳?，拉伸強度4.9-5.5GPa的新一代高強型碳纖維和高強中模碳纖維制備技術取得突破，并實現工業化。同時在高強基本型碳纖維的基礎上，發展了基本型高模碳纖維市場平穩發展；國內在以師昌緒先生為代表的材料界前輩強有力推進下，開展高強碳纖維的工程化研究，工信部、發改委等部委也先后立項支持工程化、產業化技術研究，逐漸建立起國產高強碳纖維的產學研用研發生產與應用體系2020世紀世紀6060年代年代突破了聚丙烯腈基碳纖維的連續

11、制備技術路線，為碳纖維從實驗室走向工業化奠定了技術基礎2020世紀世紀7070年代年代實現了強度為3.0GPa左右的高強基本型碳纖維工業化規模生產，推動了碳纖維在國防和工業領域的實用化進程2020世紀世紀8080年代年代2020世紀世紀9090年代年代2121世紀世紀0000年代年代2121世紀世紀1010年代年代應用端急劇擴大，產業進一步整合1.1. 碳纖維簡介碳纖維簡介- -發展史發展史1. 1. 碳纖維簡介碳纖維簡介- -行業相關政策行業相關政策 國務院、科技部等部分先后出臺多項碳纖維產業相關政策，明確高性能碳纖維行業發展重點和發展目標。此外，科技部、財政部等部位通過“973計劃”、“8

12、63計劃”、科技支撐計劃、國家重點研發計劃、國家高技術產業化示范工程等科技計劃，支撐高性能碳纖維相關的基礎研究、產業化及工程應用。資料來源：各部委官網，國信證券經濟研究所整理時間時間發布單位發布單位政策政策主要內容主要內容2015年國務院中國制造2025把新材料作為重點之一進行大力推動和發展，其中高性能結構材料、先進復合材料是新材料領域的發展重點2015年工信部中國制造2025重點領域技術路線圖明確了“高性能纖維及其復合材料”作為關鍵戰略材料；2020年的目標為“國產碳纖維復合材料滿足大飛機等重要裝備的技術要求”。2016年工信部石化和化學工業發展規劃（2016-2020年）加快發展高性能碳纖

13、維及復合材料，重點突破高強碳纖維低成本、連續穩定、規?；a技術，加快高強中模、高強高模級碳纖維產業化突破。2016年國務院“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃加強新材料產業上下游協作配套，在碳纖維復合材料等領域開展協同應用試點示范，搭建協同應用平臺。2017年工信部、發改委、科技部、財政部新材料產業發展指南提出了對高性能纖維及復合材料等關鍵戰略材料的發展方向，即“突破材料及器件的技術關和市場關，完善原輔料配套體系，提高材料成品率和性能穩定性，實現產業化和規模應用”2017年科技部“十三五”材料領域科技創新專項規劃提出以高性能纖維及復合材料、高溫合金為核心，突破結構與復合材料制備及應用的關鍵共

14、性技術，提升先進結構材料的保障能力和國際競爭力。2017年國家發改委增強制造業核心競爭力三年行動計劃（2018-2020年）重點發展包括高性能碳纖維、大絲束碳纖維、碳纖維預浸料，提升新材料產業發展水平。2018年工信部重點新材料首批次應用示范指導目錄（2018年版）提出關鍵戰略材料中包含高性能碳纖維等纖維材料2019年國務院2019年政府工作報告培育新一代信息技術、高端裝備、生物醫藥、新能源汽車、新材料等新興產業集群2020年國家發改委產業結構調整指導目錄（2019年本）將“高性能纖維及制品的開發、生產、應用”列為鼓勵類項目。表：碳纖維行業相關政策表：碳纖維行業相關政策 碳纖維生產工藝全流程：

15、 首先，產業鏈上游企業先從石油、煤炭、天然氣等化石燃料中制得丙烯丙烯，并經氨氧化后得到丙烯腈丙烯腈； 丙烯腈經聚合和紡絲之后得到聚丙烯腈聚丙烯腈（PANPAN）原絲原絲； 然后，產業鏈中下游企業再經過預氧化、低溫（90+%含碳量，1000-2000）和高溫石墨化后得到碳纖維碳纖維（99+%碳含量，2000-3000）； 碳纖維經過表面處理，可制成碳纖維織物碳纖維織物和碳纖維預浸料碳纖維預浸料； 碳纖維與樹脂、陶瓷等材料結合，可形成碳纖維復合材料碳纖維復合材料，最后由各種成型工藝得到下游應用需要的最終產品最終產品。資料來源：吉林碳谷公開發行說明書，國信證券經濟研究所整理圖：圖：碳纖維生產工藝全流

16、程碳纖維生產工藝全流程1.1. 碳纖維簡介碳纖維簡介- -生產流程生產流程 碳纖維的生產工藝包括原絲生產工藝和碳絲生產工藝流程。 原絲生產工藝原絲生產工藝：工藝分為一步法和兩步法。一步法含聚合、紡絲工段，兩步法則包含聚合、制膠、紡絲工段。 碳絲生產工藝：碳絲生產工藝：成品原絲經歷氧化、碳化等工序得到高強型碳纖維產品。 為進一步提升產品的彈性模量，將高強型、高強中模型碳纖維進行石墨化等工序處理，得到石墨纖維。資料來源：吉林碳谷公開發行說明書，國信證券經濟研究所整理圖：圖：原絲生產工藝流程原絲生產工藝流程圖：圖：碳絲生產工藝流程碳絲生產工藝流程資料來源：中復神鷹招股說明書，國信證券經濟研究所整理圖

17、：圖：高溫石墨化工藝示意圖高溫石墨化工藝示意圖資料來源：中復神鷹招股說明書，國信證券經濟研究所整理圖：圖：原絲生產工藝流程原絲生產工藝流程圖：圖：碳絲生產工藝流程碳絲生產工藝流程圖：圖：高溫石墨化工藝示意圖高溫石墨化工藝示意圖1.1. 碳纖維簡介碳纖維簡介- -生產流程生產流程 目前我國已形成了有機溶劑一步法、其他溶劑一步法或二步法濕法/干噴濕法紡絲工藝等碳纖維原絲制備國產化技術，我國PAN基碳纖維原絲的溶劑路線有DMSO法、DMF法、DMAC法和NaSCN法，聚合工藝有水相聚合、溶液間歇聚合和連續聚合，紡絲工藝有濕紡和干噴濕紡，生產工藝趨于多樣化。其中，吉林碳谷以DMAC為溶劑，采用水相聚合

18、濕法二步法工藝生產碳纖維原絲。上海石化與蘭州藍星自主研發出了NaSCN濕法工藝。光威復材、恒神股份、中簡科技中均采用DMSO為溶劑的一步法，濕紡或干噴濕紡工藝。中復神鷹則是DMSO一步法干噴紡絲。資料來源：公司官網，招股說明書，國信證券經濟研究所整理表：中國主要碳纖維企業生產工藝表：中國主要碳纖維企業生產工藝公司簡稱公司簡稱主要產品及技術指標主要產品及技術指標碳纖維生產工藝碳纖維生產工藝吉林碳谷產品碳化后可達到T400-T700水平DMAC為溶劑的兩步法；濕法紡絲上海石化高強度型，產品可達T300-T800水平NaSCN為溶劑的兩步法；濕法紡絲藍星纖維高強度高模量型NaSCN為溶劑的一步法光威

19、復材規?；aGQ3522（T300級）GQ4522（T700級）。形成高強、高強中模、高模、高強高模系列化產品DMSO為溶劑的一步法；濕紡、干噴濕法紡絲中復神鷹主要生產高強度型碳纖維，具備T300-T1000級、M30-M40級等不同級別碳纖維的工業化量產能力DMSO為溶劑的一步法；干噴濕法紡絲恒神股份部分碳纖維參數可達到T800 水平DMSO 為溶劑的一步法；濕紡、干噴濕法紡絲中簡科技部分碳纖維產品可達到T1100 級DMSO 為溶劑的一步法；濕紡、干噴濕法紡絲1.1. 碳纖維簡介碳纖維簡介- -生產工藝生產工藝 紡絲工藝可分為濕法紡絲和干噴濕紡法。 濕法紡絲。濕法紡絲為紡絲液從噴絲孔擠出

20、后直接進入凝固浴的工藝技術。隨著牽伸速度的提高，在噴絲孔處容易產生斷絲，故為了保證原絲的質量，此方法的紡絲速度一直難以提高，且濕法紡絲后的原絲表面有顯著的溝槽。雖然濕法紡絲在紡絲過程中需要調控的參數較多，但是殘留的溶劑量卻較少，可以紡出高強度、高取向度、高密度的優質原絲，適合于大規模生產，生產技術較成熟。但是由于濕法紡絲紡絲速度低、生產成本高的特點，使得濕法紡絲的發展受限。 干噴濕紡法即干濕法，是指紡絲液經噴絲孔噴出后，先經過空氣層或氮氣層(亦叫干段)，再進入凝固浴進行雙擴散、相分離和形成絲條的方法。經過空氣層發生的物理變化有利于形成細特化、致密化和均質化的絲條。相比較濕法紡絲，干噴濕紡可實現

21、高速紡絲，制備的原絲表面平整光滑，原絲的截面均一性也明顯好于濕法紡絲，并且采用干噴濕紡制備的碳纖維強度也較高、拉伸性能和復合材料加工工藝性能優異。干噴濕紡是近幾年發展起來的新型紡絲技術，已大量應用于工業生產。1.1. 碳纖維簡介碳纖維簡介- -生產工藝生產工藝優點優點缺點缺點濕法紡絲殘留的溶劑量較少紡絲速度慢且難以提高可以紡出高強度、高取向度、高密度的優質原絲生產的原絲表面有顯著溝槽生產技術成熟，適用于大規模生產干濕法紡絲可實現高速紡絲生產周期較長制備的原絲表面平整光滑，截面均一性較好成品在紫外線照射下容易性能退化制備的碳纖維強度較高，拉伸性能和復合材料加工工藝性能優異生產成本較高表：濕法紡絲

22、和干噴濕紡法對比表：濕法紡絲和干噴濕紡法對比資料來源：中復神鷹招股說明書，國信證券經濟研究所整理 原絲成本主要來自丙烯腈原料原絲成本主要來自丙烯腈原料。根據吉林碳谷2020年年報數據，2020年吉林碳谷單噸原絲收入為25358.0元，營業成本為16385.4元，毛利率為35.4%。其中，直接材料占比達77.9%，直接材料中，丙烯腈占營業成本的比值達40.7%，電力、蒸汽成本占比分別為5.2%、14.4%；直接人工、制造費用占營業成本的比值分別為3.4%、18.7%。 碳纖維生產能耗大碳纖維生產能耗大，成本主要來自制造費用成本主要來自制造費用。根據中復神鷹招股書數據，2020年，中復神鷹碳纖維產

23、量3777.2萬噸，碳纖維產品營業成本29991.2萬元，單噸碳纖維營業成本為79400.5元，毛利率為43.12。其中，直接材料占比為28.1%，直接人工占比為13.3%；制造費用占比較大，達57.5%，細分來看，折舊、電力、天然氣、蒸汽占營業成本的比例分別為13.7%、18.7%、0.1%、16.5%。生產碳纖維的直接材料和制造費用占營業成本比值較大，主要原因是碳纖維生產所需的原材料和能源消耗較多，且具有占地面積大、設備價值高的特點，導致折舊攤銷費用較大。1.1. 碳纖維簡介碳纖維簡介- -生產成本生產成本2020A2020A占比占比營業收入（萬元）58202.96 營業成本（萬元）376

24、08.55 原絲產量（噸）22952.50 單噸營業收入（元）25358.00單噸營業成本（元）單噸營業成本（元）16385.38 16385.38 直接材料（單噸）12757.66 77.86%丙烯腈（單噸）6676.13 40.74%電力（單噸）858.60 5.24%蒸汽（單噸）2366.83 14.44%其他（單噸）2856.10 17.43%直接人工（單噸）557.10 3.40%制造費用（單噸）3070.62 18.74%單噸毛利（元）8971.62毛利率(%)35.38%2020A2020A占比占比營業收入（萬元）52751.30 營業成本（萬元）29991.24 碳纖維產量（噸

25、）3777.21 單噸營業收入（元）139656.78單噸營業成本（元）單噸營業成本（元）79400.51 79400.51 直接材料（單噸）22329.58 28.12%直接人工（單噸）10577.30 13.32%制造費用（單噸）45631.80 57.47%折舊（單噸）10848.80 13.66%電力（單噸）14862.37 18.72%天然氣（單噸）23.24 0.03%蒸汽（單噸）13090.99 16.49%運輸費用（單噸）861.83 1.09%單噸毛利（元）60256.27 毛利率(%)43.15%表：吉林碳谷原絲成本分拆表：吉林碳谷原絲成本分拆表：中復神鷹碳纖維成本分拆表：

26、中復神鷹碳纖維成本分拆資料來源：吉林碳谷公開發行說明書，國信證券經濟研究所整理資料來源：中復神鷹招股書，國信證券經濟研究所整理 能夠提供預氧化爐的國外廠商有德國埃森曼、美國DESPATCH、美國LITZLER；能夠提供碳化爐的國外廠商有美國哈泊公司、德國埃森曼、美國LITZLER、臺灣聚川（聯川）有限公司等。 低溫碳化爐的爐溫一般設計在300-800，并且由低到高形成溫度梯度，使熱解過程循序漸進，可控可調。700左右是碳化轉化的敏感溫度，經過低溫炭化爐，大部分非碳元素將被驅除。 高溫碳化爐主要用于對碳化纖維進行高溫碳化處理，溫度一般在1000-1600。資料來源：生產碳纖維的關鍵設備碳化爐，國

27、信證券經濟研究所整理1.1. 碳纖維簡介碳纖維簡介- -生產設備生產設備圖：哈泊圖：哈泊(Harper)(Harper)公司碳纖維生產線流程示意圖公司碳纖維生產線流程示意圖圖：低溫碳化爐的結構示意圖圖：低溫碳化爐的結構示意圖資料來源：生產碳纖維的關鍵設備碳化爐，國信證券經濟研究所整理圖：高溫碳化爐的結構示意圖圖：高溫碳化爐的結構示意圖資料來源：生產碳纖維的關鍵設備碳化爐，國信證券經濟研究所整理 間歇式碳化爐專門設計應用于纖維材料在1150以下進行碳化之用，窯爐設計充分考慮和理解高性能纖維材料的制備工藝要求，盡可能滿足其重點特殊要求。充分融合了原絲碳化工藝，設計溫度在300-1150，并且由低到

28、高形成溫度梯度，使熱解過程循環漸進。 間歇式碳化爐根據材料的制備工藝要求獨立設計，采用異型整體石墨件加熱，輔以高純氮氣、內爐膛結構，保溫材料采用超輕質材料隔熱保溫。資料來源：日新高溫官網，國信證券經濟研究所整理1.1. 碳纖維簡介碳纖維簡介- -生產設備生產設備資料來源：日新高溫官網，國信證券經濟研究所整理圖：高溫碳化爐的結構示意圖圖：高溫碳化爐的結構示意圖圖：日新高溫生產的碳化爐技術指標圖：日新高溫生產的碳化爐技術指標設備型號設備型號高溫碳化爐高溫碳化爐低溫碳化爐低溫碳化爐最高溫度18001050工作溫度16501000爐膛有效寬度80-3000mm80-3000mm加熱區長度12000mm

29、12000mm升溫速率3-5/min3-5/min溫度均勻性33，5溫區個數3-5個5-10個發熱元件石墨KTL電阻絲爐內壓力測試點2個2個廢氣排放口1個1個溫度控制PID溫度控制表 原絲主要原材料為丙烯腈，丙烯腈主要用于合成聚丙烯腈纖維、ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯）/SAN（苯乙烯丙烯腈）樹脂、己二腈、丙烯酰胺等，近年來國內丙烯腈產能增加較快。 2017年至2021年，我國丙烯腈的產能、產量均快速增長，截至2021年年底，我國丙烯腈產能315.9萬噸，產量達261萬噸，產能利用率長期在80%以上。 我國2020年以前是丙烯腈的進口國，2021年起開始丙烯腈出口量首次超過進口量，2021年

30、我國丙烯腈出口21.0萬噸，同比增長188.7%，進口量20.4萬噸，同比減少33.5%。資料來源：卓創資訊，國信證券經濟研究所整理75.0%80.0%85.0%90.0%95.0%100.0%050010001500200025003000350020172018201920202021產量產能產能利用率資料來源：卓創資訊，國信證券經濟研究所整理圖：圖：20172017- -20212021年丙烯腈產能、產量（千噸）年丙烯腈產能、產量（千噸）圖：圖：20172017- -20212021年丙烯腈進出口數量（千噸）年丙烯腈進出口數量（千噸）1.1. 碳纖維簡介碳纖維簡介- -丙烯腈行業格局丙烯

31、腈行業格局圖：丙烯腈下游消費結構圖：丙烯腈下游消費結構40.0%26.0%20.0%5.0%4.0%3.0%2.0%ABS丙烯酰胺/聚丙烯酰胺腈綸丁腈膠乳其他聚醚POP丁腈橡膠資料來源：卓創資訊，國信證券經濟研究所整理 丙烯腈供需格局：丙烯腈供需格局： 未來兩年內，我國將有164萬噸新建丙烯腈產能投產，新建產能占2021年底國內產能的51.9%，國內丙烯腈供給將進一步改善，有利于下游聚丙烯腈-碳纖維行業發展； 2017年至2021年，我國丙烯腈表觀消費量逐年增長，截至2021年底，我國丙烯腈表觀消費量達260.7萬噸，同比增長7.1%，4年年均復合增長率5.6%。 2017年至今，丙烯腈均價維

32、持在12000-15000元/噸。資料來源：卓創資訊，國信證券經濟研究所整理圖：圖：20172017- -20212021年我國丙烯腈產量及表觀消費量（千噸）年我國丙烯腈產量及表觀消費量（千噸）企業企業在建產能在建產能投產時間投產時間利津煉化132022年2月天辰齊翔132022年2月中海油東方石化202022年11月遼寧寶來262022年12月連云港石化262022年12月揭陽煉廠132022年12月昊慶化工132023年1月山東裕龍石化262023年12月河南南浦化工142023年12月東華能源262024年12月合計合計164164圖：國內丙烯腈新建產能（萬噸圖：國內丙烯腈新建產能（萬噸

33、/ /年）年）資料來源：卓創資訊，國信證券經濟研究所整理1.1. 碳纖維簡介碳纖維簡介- -丙烯腈行業格局丙烯腈行業格局圖：圖：20172017- -20222022年丙烯腈價格圖（元年丙烯腈價格圖（元/ /噸）噸）資料來源：卓創資訊，國信證券經濟研究所整理05000100001500020000250002017年1月2018年1月2019年1月2020年1月2021年1月2022年1月0.0%1.0%2.0%3.0%4.0%5.0%6.0%7.0%8.0%05001000150020002500300020172018201920202021表觀消費量產量表觀消費量增長率2.2. 碳纖維供

34、需碳纖維供需- -全球供給全球供給 2020年全球碳纖維運行產能共計17.2萬噸，同比增長10.8%，增長部分主要來自卓爾泰克在匈牙利增加的5000噸，碳谷+寶旌（前精功碳纖維）增加的2000噸，中復神鷹增加的2000噸，光威增加的2000噸，曉星公司增加的2000噸。 從制造商看，2020年具有最大運行產能的是Toray+Zoltek（東麗和卓爾泰克）、共計約5.45萬噸，其次是SGL（德國西格里）1.5萬噸、MCCFC（三菱）1.43萬噸、Toho/Teijin（東邦/帝人）1.26萬噸、Hexcel（赫氏）1.02萬噸、FPC（臺塑）0.88萬噸。未來多家制造商預計擴產共計8.04萬噸。

35、 從區域看，美國具大的運行產能3.73萬噸，占比最大為21.7%；其次為中國大陸3.62萬噸，占比為21.1%；日本2.92萬噸，占比17%。同時，據中國化學纖維工業協會統計，2020年，在國際大絲束碳纖維市場中，美德企業市占率達到全球產能的89%以上，日本企業市占率約為10%。其中，碳纖維大絲束主要制造商為日本東麗、美國Hexcel、德國SGL、日本三菱、中國藍星等企業。資料來源：碳纖維產業“聚”變發展-2020全球碳纖維復合材料市場報告，國信證券經濟研究所整理圖：圖：20202020年年全球碳纖維全球碳纖維分制造商分制造商運行產能及擴產計劃（千噸）運行產能及擴產計劃（千噸）圖：圖：2020

36、2020年年全球碳纖維全球碳纖維分區域分區域運行產能（千噸）運行產能（千噸）資料來源：碳纖維產業“聚”變發展-2020全球碳纖維復合材料市場報告，國信證券經濟研究所整理0102030405060運行產能擴產產能美國, 37.3, 22%中國大陸, 36.15, 21%日本, 29.2, 17%匈牙利, 15.4, 9%墨西哥, 10, 6%中國臺灣, 8.8, 法國, 8.2, 5%韓國, 9.2, 6%德國, 5.1, 3%英國, 4, 2%土耳其, 3.6, 2%俄羅斯, 2, 1%西班牙, 0.6, 0%其他, 2.1, 1%2.2. 碳纖維供需碳纖維供需- -國內供給國內供給 2020

37、年中國碳纖維產能共計3.6萬噸、同比增長35.7%。2020年具有最大碳纖維運行產能的是碳谷+寶旌、共計0.85萬噸，0.55萬噸、中復神鷹0.35萬噸。同時，2020年具有最大碳纖維原絲產能的也是碳谷+寶旌，共計4萬噸、其次是中復神鷹2.125萬噸、江蘇恒神1.375萬噸。 國內公司產能特點：吉林碳谷以原絲生產為主；吉林寶旌和蘭州藍星以大絲束碳纖維生產為主，江蘇恒神和蘭州藍星兼備原絲生產和碳纖維生產能力；其他公司產能主要集中在高性能碳和小絲束碳纖維。 擴產計劃：國內的吉林化纖集團、中復神鷹、光威復材等公司均有碳纖維及碳絲的擴產計劃（詳見下表），吉林化纖：2021年1月宣布在“十四五”期間將完

38、成20萬噸原絲、6萬噸碳纖維及1萬噸復合材料。中復神鷹：預計2021年底，建成投產1萬噸碳纖維及配套原絲項目。新疆隆炬：2021年3月宣布建設年產5萬噸碳纖維碳化項目。國泰大成： 2021年3月宣布建設年產1萬噸碳纖維、2.5萬噸原絲項目。資料來源：碳纖維產業“聚”變發展-2020全球碳纖維復合材料市場報告，國信證券經濟研究所整理圖：圖：20202020年中國年中國碳纖維碳纖維分制造商分制造商運行產能運行產能圖：圖：20202020年年全球碳纖維全球碳纖維分區域分區域運行產能（千噸）運行產能（千噸）資料來源：碳纖維產業“聚”變發展-2020全球碳纖維復合材料市場報告，國信證券經濟研究所整理公司

39、公司現有產能現有產能新增產能新增產能新增碳纖維產能新增碳纖維產能絲束種類絲束種類寶旌+碳谷（25K）8500噸碳纖維中復神鷹（12K）3500噸碳纖維西寧年產1萬噸高性能碳纖維及配套原絲項目預計2021年底投產。12K光威復材（24K）1855噸碳纖維軍民融合高強度碳纖維高效制備技術產業化項目2000噸產能（T700S、T800S）預計2021年投產，內蒙古光威低成本碳纖維項目規劃產能1萬噸，其中在建產能4000噸預計2022年建成。12K，24K，36K，48K吉林化纖股份有限公司（1K、3K）600噸碳纖維（凱美克）2021 年1月吉林化纖集團宣布在“十四五”期間將完成20 萬噸原絲、6萬

40、噸碳纖維及1萬噸復合材料。國興碳纖維（25K）1萬噸碳纖維預計明年年中產能擴至1.5萬噸，2021年1月吉林化纖集團宣布在“十四五”期間將完成20萬噸原絲、6 萬噸碳纖維及1萬噸復合材料。蘭州藍星（50K）4000噸原絲，1500噸碳纖維恒神股份（24K）5000噸碳纖維上海石化（48K）3000噸原絲，1500噸碳纖維2.4萬噸原絲，1.2萬噸48K大絲束碳纖維項目；十四五”期間碳纖維產能有望擴張至3-4萬噸。40000212501375012750450037503125312515001250850085005500510018001500125012501100600500050001

41、000015000200002500030000350004000045000原絲碳纖維2.2. 碳纖維供需碳纖維供需- -國內碳纖維產能國內碳纖維產能 目前碳纖維行業的有效產能高度集中，主要來自吉林碳谷、中復神鷹、光威復材、中簡科技等。 基于碳纖維極高壁壘的行業屬性，其全球供應呈現明顯的壟斷格局。隨著產能利用率的提升以及對需求前景的看好，國內碳纖維企業開始新一輪產能擴張浪潮。未來幾年，我國多家碳纖維企業紛紛擴大產能，代表事件有中復神鷹投資50億元西寧建設20000噸碳纖維的重大擴建工程、光威復材將投資20億元在包頭建設“萬噸級碳纖維產業化項目”、上海石化投資35億元，建設24000噸原絲、1

42、2000噸大絲束碳纖維項目等。 預計2021年底，我國碳纖維產能達到4.4萬噸/年，未來將進一步快速增長，2025年或將達到26.0萬噸/年，2020年-2025年年均復合增長率達56%。圖：圖：20202020- -20252025年中國年中國碳纖維碳纖維分制造商分制造商產能產能（噸）（噸）202020202021E2021E2022E2022E2023E2023E2024E2024E2025E2025E上海石化5001500750075001350013500光威復材1855385578557855785513855中復神鷹3500950013500135001350023500中簡科技3

43、003001300130013002800恒神股份500050005000500050005000吉林化纖（包含吉林國興、吉林寶旌、凱美克）140002060041600506006060072600浙江寶旌（精功科技）1000100010001000100019000蘭州藍星200020002000200020002000新創碳谷000180001800018000新疆隆炬006000180003000050000國泰大成0030003000300010000廣東金輝000200002000020000杭州超探新材00250050001000010000合計產能合計產能28155281554

44、3755437559125591255152755152755185755185755260255260255資料來源：公司公告、公司官網，國信證券經濟研究所整理并預測2.2. 碳纖維供需碳纖維供需- -國內原絲產能國內原絲產能 根據我們統計，2020年我國原絲產能為4.96萬噸/年，隨著近年來多個企業拋出原絲擴產計劃，我國原絲產能將繼續提升，我們預計到2025年，我國碳纖維原絲產能將達到54.86萬噸/年，2020年-2025年年均復合增長率達56%。按照每生產一噸碳纖維需要耗費兩噸原絲計算，我國碳纖維原絲新增產能與碳纖維新增產能總體將保持匹配。 碳纖維需求受益于風電葉片大型化與軍機裝備先進

45、化保持高速增長，國內碳纖維加速擴產將促進上游原絲需求提升。目前碳纖維原絲行業的有效產能高度集中，主要來自吉林碳谷、中復神鷹、光威復材、中簡科技等，除吉林碳谷外，其他企業的碳纖維原絲產能多是碳纖維產能的配套項目，以各企業自用為主。吉林碳谷是碳纖維原絲龍頭企業，產能位于全國首位，隨擴產計劃逐步落地，吉林碳谷市場份額料將持續增加。資料來源：公司公告、公司官網，國信證券經濟研究所整理并預測202020202021E2021E2022E2022E2023E2023E2024E2024E2025E2025E上海石化1000300015000150002700027000光威復材37107710157101

46、57101571027710中復神鷹85002050028500285002850048500中簡科技433.5433.53433.53433.53433.56433.5恒神股份100001000010000100001000010000吉林化纖（包含吉林碳谷）2000050000100000150000200000200000浙江寶旌（精功科技）2000200020002000200062000蘭州藍星400040004000400040004000新創碳谷000380003800038000國泰大成0075007500750025000北京金輝000050000100000合計合計4964

47、3.549643.597643.597643.5186143.5186143.5274143.5274143.5386143.5386143.5548643.5548643.5圖：圖：20202020- -20252025年中國年中國碳纖維碳纖維原絲原絲分制造商分制造商產能產能（噸）（噸）2.2. 碳纖維供需碳纖維供需- -全球需求全球需求 2020年全球碳纖維需求為10.69噸、同比增長3.05%。 從應用領域看：2020年風電葉片領域是碳纖維最大的應用領域、需求量為3.06萬噸，占比為29%，該領域增長強勁，同比增20%。第二大應用領域是航空航天（需求量1.65萬噸，占比15%），需求量用

48、量急劇降低，同比減30%。第三大應用領域為體育休閑（需求量為1.54萬噸，占比14%），需求穩定增長，同比增2.67%。 從產品種類看：2020年標準模量大絲束產品占據碳纖維市場最大份額，占比為45.2%，同比提升3ppt。標模-大絲束占比提升來自風電市場驅動下的需求增長，小絲束市場在航空航天市場萎縮下的需求下滑，以及小絲束市場供給不足、使用大絲束替代的原因。資料來源：碳纖維產業“聚”變發展-2020全球碳纖維復合材料市場報告，國信證券經濟研究所整理圖：圖：20202020年全球碳纖維分應用需求（千噸）年全球碳纖維分應用需求（千噸）圖：圖：20202020年全球碳纖維分產品需求（千噸）年全球碳

49、纖維分產品需求（千噸）資料來源：碳纖維產業“聚”變發展-2020全球碳纖維復合材料市場報告，國信證券經濟研究所整理圖：圖：全球碳纖維分年份需求（千噸）全球碳纖維分年份需求（千噸）資料來源：碳纖維產業“聚”變發展-2020全球碳纖維復合材料市場報告，國信證券經濟研究所整理標模-大絲束, 48.3, 45%標模-小絲束, 43.7, 41%中模量, 14.2, 13%高模量, 0.7, 1%標模-大絲束標模-小絲束中模量高模量風電葉片, 航空航天, 16.45, 體育休閑, 汽車, 12.5, 12%混配模成型, 壓力容器, 8.8, 8%碳碳復材, 5, 5%建筑, 4.1, 4%電子電氣, 1

50、.5, 1%船舶, 1.2, 1%電纜芯, 1, 1%其他, 0.81, 1%36.4106.9200400050100150200250300350400450200820092010201120122013201420152016201720182019202020212022E2023E2024E2025E2026E2027E2028E2029E2030E2.2. 碳纖維供需碳纖維供需- -國內需求國內需求 2020年中國碳纖維的總需求量為4.9萬噸，同比增加29%；我國需求量占全球總需求量的45.7%。 從國產/進口看：2020年總需求量中的3.04萬噸（占比62%）來自于進口，進口量