碳纖維行業框架報告：雙碳戰略推動碳纖維景氣度上行技術進步產能擴張降本可期-220527（64頁）.pdf

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1、 國海證券研究所 請務必閱讀正文后免責條款部分 2022 年年 05 月月 27 日日 行業行業研究研究 評級：推薦評級：推薦(首次首次) 研究所 證券分析師： 楊陽 S0350521120005 證券分析師： 李永磊 S0350521080004 雙碳戰略推動碳纖維景氣度上行雙碳戰略推動碳纖維景氣度上行，技術進步產技術進步產能擴張能擴張降本可期降本可期 碳纖維碳纖維行業行業框架報告框架報告 最近一年走勢 相對滬深 300 表現 表現 1M 3M 12M 化工 -4.1% -13.3% 3.8% 滬深 300 -4.2% -14.2% -23.0% 相關報告 投資要點：投資要點： 碳纖維性

2、能優勢突出碳纖維性能優勢突出，景氣度持續上行景氣度持續上行。碳纖維是目前已大量生產的高性能纖維中具有最高的比強度和比模量的纖維，相對玄武巖纖維、玻璃纖維等材料性能優勢較大，限制應用推廣的主要因素是價格。政策持續支持碳纖維行業發展，2021 年來碳纖維產業政策密集出臺，多省將碳纖維產業發展納入十四五規劃。2015-2021 年碳纖維全球需求年均復合增速 14.3%，中國需求年均復合增速 24.5%。雙碳戰略推動碳纖維需求增長，據北極星風力發電網預計，碳纖維降低到 80 元/kg 下游風電葉片廠商的接受度會比較高，有望迎來大規模應用。據賽奧碳纖維，東麗旗下卓爾泰克大絲束碳纖維在13美元/Kg 的售

3、價時仍有不錯的毛利率，因此我們基于碳纖維未來成本下降能夠滿足風電大規模應用的假設，預計國內風電領域 2025 年碳纖維需求有望達到 8.34 萬噸，2021-2025 年 CAGR 達 39%；碳碳復材領域 2025 年碳纖維需求有望達到 8403 噸，2021-2025 年 CAGR 達 24%；航空航天領域 2025 年需求有望達到 3462 噸，2021-2025 年 CAGR 達 15%；壓力容器領域 2025 年需求有望達到7993 噸，2021-2025 年 CAGR 達 28%；基于 2021-2025 年體育休閑和汽車領域碳纖維需求保持 5%/8%年均復合增速，混配模成型、建筑

4、及其他領域維持 10%年均復合增速，我們預計 2025 年國內碳纖維需求有望達到 15.9 萬噸，對應市場空間 232 億元。 國內碳纖維國內碳纖維行業行業隨隨技術進步技術進步已已跨越低跨越低達產率階段，頭部公司大規模達產率階段，頭部公司大規模擴產有望重塑競爭格局擴產有望重塑競爭格局。碳纖維按照標準模量和中高模量形成了兩個割裂市場，中高模量面臨國外技術封鎖與禁售，標準模量面臨國外巨頭激烈競爭。碳纖維行業目前產能集中度較高，2021 年 CR5為 57%，國際巨頭進行產能擴張，韓國曉星和東麗旗下卓爾泰克分別計劃于 2022年與 2023年擴產至 0.65/2萬噸。國內企業達產率從2015 年的

5、10.5%上升至 2020年的 51.2%，已趨近國際水平，2020年國內多家龍頭企業達產率超90%，產能擴張技術條件成熟，2021年國內多家碳纖維龍頭企業開啟產能擴張，截至 2021 年底國內碳纖維企業產能合計全球占比已達 30.6%。據賽奧碳纖維統計，2022-2025 年國內碳纖維產能擴張計劃達 9 萬噸，考慮碳纖維工藝復雜，生產壁壘高，新建產能的產品達標周期主要由公司的系統工程能力決定，且國內絕大部分碳纖維企業均經歷過長期處于試生產與穩定期產品難以達標的階段，甚至有 7 年虧完所有固定資產的案例，我們更看好龍頭企業擴產，基于擴產順利同時降本速度較快能夠滿足風電等領域大規模應用的假設，我

6、們預計 2022-2025 年碳纖維供需或較為平衡。 規?；?、技術改進規?；?、技術改進、設備國產化設備國產化、產業鏈一體化有望、產業鏈一體化有望驅動驅動國內國內碳纖碳纖維維企業企業成本優化成本優化，競爭要素方面航空航天等，競爭要素方面航空航天等高附加值高附加值領域或為性領域或為性能、標準模量領域或為成本能、標準模量領域或為成本。碳纖維行業規模效應顯著，產能擴張 -0.2684-0.12750.01330.15420.29500.435921/5 21/6 21/7 21/8 21/9 21/1021/12 22/1 22/2 22/3 22/4 22/5化工滬深300證券研究報告 請務必閱讀正

7、文后免責條款部分 2 可有效降低單位生產成本，設備國產化及工藝改進有望帶來成本端的持續優化，以風電拉擠板為例，碳纖維與復材制造一體化有望節省卷繞及放卷工序成本。目前國內航空航天等高附加值領域主要碳纖維需求有望由高強型為主升級至高強中模型為主，不同耐溫級別及韌性的復合材料依賴于樹脂基體研發，相應碳纖維及復合材料的競爭要素或為性能；其中碳纖維性能的關注指標主要包括拉伸強度、彈性模量、差異系數、斷裂伸長率、樹脂親和性等，或與公司產品一致性、碳纖維漿料與上漿工藝、表面改性處理能力相關；對比東麗與 SGL，具備高性能碳纖維復材制備能力或需具備優秀的樹脂體系。標準模量碳纖維領域主要競爭要素或為成本，基于腈

8、綸工業基礎的大絲束或為主要降本技術路線。據 ORNLLow cost textile-grade carbon-fiber epoxy composites for automotive and Wind energy applications2020，由紡織級聚丙烯腈原絲制成的巨絲束（450-600k）碳纖維成本可達每公斤 11 美元左右，因此我們判斷國產碳纖維降本可期。據 SGL，其 SIGRAFIL C T50-4.8/280牌號50K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，因此我們判斷國產大絲束未來性能有望提升至 T700 以

9、上，或會在性能要求相對不高但成本敏感的小絲束應用領域形成競爭。 行業評級及投資策略行業評級及投資策略 碳纖維行業國產化率由 2015 年 15%逐漸提升至 2021 年 47%，生產企業通過不斷的技術探索與工藝優化艱難度過了“有產能，無產量”階段，毛利率逐年上升，據各公司公告，精功科技具備千噸級碳化線成套設備交鑰匙能力，已成功交付使用 9 套碳化線；光威復材具備碳纖維生產線及關鍵設備、預浸料生產線以及復合材料成型設備等自主設計與制造能力；中簡科技生產設備 98%以上為自主研發設計和國內制造，ZT7 系列產品各項指標優于東麗T700；中復神鷹建成了國內首條千噸級干噴濕紡碳纖維產業化生產線；吉林化

10、纖業務擴張大規模布局原絲碳化與碳纖維復材；碳纖維復材龍頭中航高科有望受益于國產商用大飛機放量。自2021年國內碳纖維行業開啟大規模擴產，若碳纖維成本下降則有望持續推動各下游領域需求高景氣，疊加進口替代邏輯，我們認為碳纖維行業的收入與利潤有望增長，給予“推薦”評級。 重點重點關注關注個股個股 我們看好碳纖維產業鏈，重點關注：碳化線設備制造【精功科技】 ；全產業鏈龍頭【光威復材】 ；軍用高端碳纖維【中簡科技】 ；民用高性能碳纖維【中復神鷹】 ；粘膠長絲龍頭，依托一體化產業鏈大規模布局碳纖維復材【吉林化纖】 ；碳纖維復材龍頭【中航高科】 ，并持續關注恒神股份、上海石化等。 風險提示風險提示 風電葉片

11、大型化不及預期；碳纖維碳碳熱場材料應用增長不及預期，航空航天領域碳纖維需求不及預期；碳纖維產能擴張進度不及預期；碳纖維規?；当静患邦A期；碳纖維應用推廣不及預期；行業競爭加??；因環境不同難以復制國外巨頭成長路徑；測算具有主觀性，僅供參考；重點關注公司業績不及預期。 mX8XsMoNrMmRrQtNnO9P9R9PnPrRpNsQlOpPmRiNpMqQ6MmNqQwMsOmQMYrQmM證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 3 重點關注公司及盈利預測重點關注公司及盈利預測 重點公司重點公司 股票股票 2022-05-25 EPS PE 投資投資 代碼代碼 名稱名稱 股價股價 2021 2

12、022E 2023E 2021 2022E 2023E 評級評級 300699.SZ 光威復材 53.02 1.46 1.87 2.36 57.74 - - 未評級 300777.SZ 中簡科技 44.30 0.50 1.12 1.60 122.98 39.59 27.63 未評級 688295.SH 中復神鷹 32.72 0.35 0.58 0.86 - 56.17 38.07 未評級 000420.SZ 吉林化纖 - -0.03 0.05 0.17 -100.35 75.39 19.57 未評級 002006.SZ 精功科技 24.44 0.24 1.22 1.68 113.45 20.0

13、4 14.56 未評級 600862.SH 中航高科 24.15 0.42 0.57 0.75 84.23 42.29 32.06 未評級 資料來源：Wind 資訊，國海證券研究所 注：吉林化纖 2021 年 EPS 和 PE 為預測數據，未評級公司盈利預測來自萬得一致預期，股價取自 5 月 25 日收盤。 證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 4 內容目錄內容目錄 1、 碳纖維：性能優勢突出，景氣度持續上行 . 8 1.1、 簡介：碳纖維性能優勢突出 . 8 1.2、 現狀：碳纖維景氣度上行，主要驅動力來自風電葉片與碳碳復材 . 13 2、 需求：動力來自哪里？空間有多大？ . 17

14、2.1、 政策加碼利好發展，國產化替代前景廣闊 . 17 2.2、 雙碳戰略有望成為碳纖維行業需求增長的核心動力 . 19 2.3、 商用航空靜待恢復，軍用航空及航天市場穩定增長 . 28 2.4、 體育休閑及汽車領域需求或穩定增長，壓力容器有望保持較高景氣度 . 31 2.5、 各領域應用性能要求存在差別，2025 國內市場空間有望達到 230 億元 . 35 3、 供給：技術進步跨越低達產率階段，國內頭部公司大規模擴產 . 38 3.1、 跨越低達產率階段，國產碳纖維開啟產能擴張 . 39 3.2、 規?；?、技術改進與設備國產化驅動成本優化 . 41 3.3、 如何看競爭要素與格局演變？.

15、 44 4、 碳纖維行業推薦標的 . 50 4.1、 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 4.2、 光威復材：全產業鏈龍頭，碳纖維與碳梁業務同步擴產 . 51 4.3、 中簡科技：專注航空航天，產品附加值高 . 53 4.4、 中復神鷹：干噴濕紡產業化，榮獲國家科技進步一等獎 . 55 4.5、 吉林化纖：粘膠長絲龍頭依托一體化產業鏈大規模布局碳纖維復材. 57 4.6、 中航高科：碳纖維復材龍頭，遠期有望受益于國產商用大飛機放量. 59 5、 行業評級及盈利預測 . 61 6、 風險提示 . 62 證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 5 圖表目錄圖表目錄

16、圖 1：原絲生產工藝流程 . 8 圖 2：碳絲生產工藝流程 . 8 圖 3：2021 年碳纖維大小絲束全球需求結構（萬噸） . 10 圖 4：碳纖維產業鏈與價值分配 . 11 圖 5：2011 年碳纖維各工藝流程成本（美元/kg） . 12 圖 6：全球碳纖維需求 . 13 圖 7：中國碳纖維需求 . 13 圖 8：全球碳纖維市場規模 . 14 圖 9：中國碳纖維市場規模 . 14 圖 10：2021 年全球碳纖維需求結構（萬噸） . 14 圖 11：2021 年中國碳纖維需求結構（萬噸） . 14 圖 12：2021 年全球碳纖維市場結構（億美元） . 15 圖 13：2021 年中國碳纖維

17、市場結構（億美元） . 15 圖 14：2015-2021 全球風電新增裝機量 . 15 圖 15：2015-2021 全球風電葉片碳纖維需求 . 15 圖 16：2015-2021 中國風電新增裝機量 . 16 圖 17：2016-2021 中國風電葉片碳纖維需求 . 16 圖 18：2015-2021 全球光伏新增裝機量 . 16 圖 19： 2017-2021 全球碳碳復材碳纖維需求 . 16 圖 20： 2015-2021 中國光伏新增裝機量 . 17 圖 21：2016-2021 中國碳碳復材碳纖維需求 . 17 圖 22：碳纖維國產化率情況 . 19 圖 23：國內碳纖維產能與達產

18、率情況 . 19 圖 24：2021-2026 全球風電裝機預計 . 19 圖 25：2021-2026 中國風電裝機預計 . 19 圖 26：2021-2026 全球風電裝機預計 . 20 圖 27：2021-2026 中國風電裝機預計 . 20 圖 28：2022-2030 全球光伏裝機預計 . 20 圖 29：2022-2030 中國光伏裝機預計 . 20 圖 30：拉擠成型一般過程 . 21 圖 31：拉擠成型工藝流程 . 21 圖 32：維斯塔斯風電葉片主體結構示意圖 . 22 圖 33：2016-2021 中國新增陸上和海上風電平均單機容量 . 23 圖 34：陸地與海上風電 20

19、35 年尺寸預計 . 23 圖 35：2021-2026 年國內風電領域碳纖維需求預計 . 24 圖 36：碳碳復合材料預制體制造流程 . 25 圖 37：碳碳復合材料熱場部件在單晶爐中應用 . 25 圖 38：全球碳碳復材領域碳纖維需求預測 . 25 圖 39：2021-2025 年國內碳碳復材領域碳纖維需求預計 . 28 圖 40：2021 年全球航空航天碳纖維需求（噸） . 29 圖 41：全球航空航天碳纖維需求預計 . 29 圖 42：復合材料在航空產品應用占比持續增長 . 29 圖 43：波音 B787 機身材料應用情況. 30 圖 44：2021-2026 年國內航空航天領域碳纖維

20、需求預計 . 31 證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 6 圖 45：2021 年全球體育休閑碳纖維需求 . 32 圖 46：全球體育休閑碳纖維需求預計（噸） . 32 圖 47：HCR 碳纖維車身 . 32 圖 48：全球汽車碳纖維需求預計（噸） . 32 圖 49：IV 型碳纖維纏繞儲氫瓶結構 . 33 圖 50：全球壓力容器碳纖維需求預計 . 33 圖 51：國內壓力容器碳纖維需求結構（噸） . 33 圖 52：2021-2025 年國內壓力容器領域碳纖維需求預計 . 35 圖 53：2025 年國內碳纖維需求結構預計（萬噸） . 38 圖 54：2025 年國內碳纖維市場結構預

21、計（億元） . 38 圖 55：2021-2025 年國內碳纖維需求預計 . 38 圖 56：2021-2025 年國內碳纖維市場規模預計 . 38 圖 57：碳纖維行業發展史 . 39 圖 58：中國碳纖維產能與全球產能占比 . 40 圖 59：中國碳纖維達產率不斷接近國際水平 . 40 圖 60：2021 年碳纖維行業主要公司產能（萬噸） . 40 圖 61：全球碳纖維產能及后續擴產計劃 . 41 圖 62：某 1100 噸/年原絲產線生產成本構成（萬元/噸） . 42 圖 63：碳纖維規?；俺杀緲嫵桑涝?磅） . 42 圖 64：碳纖維規?；蟪杀緲嫵桑涝?磅） . 42 圖 65

22、：干噴濕紡工藝 . 43 圖 66：精功科技碳化線預氧爐 . 43 圖 67：精功科技碳化線低碳爐 . 43 圖 68：2021 年丙烯腈下游應用占比 . 44 圖 69：一種油槽浸漬法上油控制系統 . 44 圖 70：國內碳纖維產業鏈 . 45 圖 71：高強中模與高強型碳纖維環氧樹脂基復合材料力學性能對比 . 46 圖 72：高強中模與高強型碳纖維雙馬樹脂基復合材料力學性能對比 . 46 圖 73：中簡科技 ZT7 系列拉伸強度離散系數對比 . 47 圖 74：中簡科技 ZT7 系列彈性模量離散系數對比 . 47 圖 75：碳纖維采用 E100 上漿與 PA6 復合微觀結構 . 47 圖

23、76：碳纖維采用 T140 上漿與 PA6 復合微觀結構 . 47 圖 77：Solvay 公司 PRISM EP2410 樹脂體系加工工藝 . 48 圖 78：SGL SIGRAFIL系列碳纖維 . 48 圖 79：碳纖維供需測算. 49 圖 80：精功科技營業收入構成 . 50 圖 81：精功科技營業收入情況 . 51 圖 82：精功科技歸母凈利潤情況 . 51 圖 83：光威復材營業收入構成 . 52 圖 84：光威復材營業收入情況 . 52 圖 85：光威復材歸母凈利潤情況 . 52 圖 86：光威復材各業務毛利率情況 . 53 圖 87：中簡科技營業收入構成 . 54 圖 88：中簡

24、科技營業收入情況 . 54 圖 89：中簡科技歸母凈利潤情況 . 54 圖 90：中簡科技各業務毛利率情況 . 55 證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 7 圖 91：中復神鷹營業收入及毛利率 . 56 圖 92：中復神鷹營業收入情況 . 56 圖 93：中復神鷹歸母凈利潤情況 . 56 圖 94：吉林化纖營業收入構成 . 57 圖 95：吉林化纖粘膠長短絲產量情況 . 57 圖 96：吉林化纖營業收入情況 . 58 圖 97：吉林化纖歸母凈利潤情況 . 58 圖 98：吉林化纖營業毛利率情況 . 58 圖 99：粘膠長絲市場價情況 . 58 圖 100：粘膠短纖市場價情況 . 58

25、圖 101：中航高科營業收入構成 . 59 圖 102：中航高科營業收入情況 . 60 圖 103：中航高科歸母凈利潤情況 . 60 圖 104：中航高科復合材料毛利率 . 60 表 1：碳纖維具備高的比強度和比模量 . 8 表 2：日本東麗與國內主要公司產品型號 . 9 表 3：小絲束碳纖維和大絲束碳纖維制備過程成本對比 . 9 表 4：聚合工藝一步法二步法對比 . 12 表 5：紡絲工藝濕法紡絲與干噴濕紡對比 . 13 表 6：2021 年以來碳纖維產業政策密集出臺 . 18 表 7：2014-2018 年全球風電葉片用碳纖維 . 21 表 8：中國風電領域碳纖維需求測算 . 24 表 9

26、：中國碳碳熱場領域碳纖維市場規模測算 . 27 表 10：中國航空航天領域碳纖維市場規模測算 . 31 表 11：全國各地燃料電池汽車推廣規劃 . 34 表 12：中國壓力容器領域碳纖維需求測算結果 . 35 表 13：東麗公司不同碳纖維型號應用領域 . 36 表 14：國內碳纖維市場測算 . 37 表 15：2020 年國內丙烯腈產能分布 . 45 表 16：高性能碳纖維企業設備供應情況 . 46 表 17：碳纖維產能建設周期 . 49 表 18：精功科技碳化線重大合同統計 . 50 表 19：光威復材產能建設情況 . 53 表 20：中簡科技產能及銷售情況統計 . 55 表 21：中復神鷹

27、產能及銷售情況統計 . 56 證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 8 1、 碳纖維：性能優勢突出，景氣度持續上行碳纖維：性能優勢突出，景氣度持續上行 1.1、 簡介：碳纖維簡介：碳纖維性能優勢突出性能優勢突出 碳纖維（Carbon Fiber）是由聚丙烯腈（PAN） （或瀝青、粘膠）等有機纖維在高溫環境下裂解碳化形成的含碳量高于 90%的碳主鏈結構無機纖維。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，是目前量產的高性能纖維中具有最高的比強度和比模量的纖維，具有質輕、高強度、高模量、導電、導熱、耐腐蝕、耐疲勞、耐高溫、膨脹系數小等一系列其他材料所不可替代的優良性能，在航

28、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。 表表 1：碳纖維具備高的比強度和比碳纖維具備高的比強度和比模量模量 纖維材料 密度（g/cm3） 熱傳導系數（W/mK） 抗拉強度（MPa） 彈性模量（GPa） 碳纖維 1.72.2 5185 35006000 230600 連續玄武巖纖維 2.62.8 0.0310.038 30004840 79.393.1 芳綸纖維 1.49 0.040.13 29003400 70140 E 級玻璃纖維 2.52.6 0.0340.040 31003800 72.575.5 資料來源： 連續玄武巖纖維與碳纖維、芳綸、玻璃纖維

29、的對比及其特性概述 ，國海證券研究所 碳纖維可以按照原絲類型、形態、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（PAN）基碳纖維占據主流地位，產量占碳纖維總量的 90%以上。因此，目前碳纖維一般指 PAN 基碳纖維。 PAN 基碳纖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。 圖圖 1：原絲生產工藝流程原絲生產工藝流程 圖圖 2：碳絲生產工藝流程碳絲生產工藝流程 資料來源：中復神鷹招股書，國海證券研究所 資料來源：中復神鷹招股書，國海證券研究所 日本東麗作為全球唯一碳纖維產能超過 2 萬噸的企業，是全球碳纖維領域龍頭。

30、業內主要采用力學性能對碳纖維進行產品分類，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品的牌號及級別。按表 2 分類，根據美日兩國目前的法令，除高強型外，其余產品型號均禁止對華出口。 證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 9 表表 2：日本東麗與國內主要公司產品型號日本東麗與國內主要公司產品型號 國標分類 國標型號 日本東麗牌號 中復神鷹牌號 中簡科技牌號 光威復材牌號 高強型 GQ3522 T300 SYT45 TZ300 GQ4522 T700S SYT45S、SYT49、SYT49S ZT7-3K/12K TZ700S 高強中模型 QZ4526 M35J SYM30、SY

31、M35 QZ5026 TZ800H QZ5526 T800S SYT55S ZT8-6K/12K、ZT9-6K/12K TZ800S QZ6026 T1000G SYT65 TZ1000G QZ7026 T1100G TZ1100G 高模型 GM3040 M40 高強高模型 QM4035 M40J SYM40 ZM40J-6K/12K TZ40J QM4040 TZ46J QM4045 M50J TZ50J QM4050 M55J TZ55J QM3555 M60J TZ60J 資料來源：中簡科技公告，中復神鷹公告，日本東麗官網，光威復材官網，GB/T 26752-2020 碳纖維國家標準，國

32、海證券研究所 碳纖維按每束碳纖維含有原絲的數量可劃分為小絲束和大絲束。例如 12K 指單束碳纖維中含有 12000 根單絲的碳纖維。小絲束碳纖維通常小于 48K，性能優異但價格較高，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，產品性能相對較低但成本亦較低，主要應用于基礎工業等領域。 表表 3：小絲束碳纖維和大絲束碳纖維制備過程成本對比小絲束碳纖維和大絲束碳纖維制備過程成本對比 不同參數絲束規格 大絲束碳纖維48K 小絲束碳纖維 148K 小絲束成本高的原因 聚合組分 純度要求一般，92%AN，MA等 純度要求高，92%AN，MA(IA等) 提純成本增加 原絲純度 允許

33、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 含量少使得氧化快、需控制放熱集中 高 AN 含量致使氧化慢 長時高能耗致使成本增加 碳化工藝 碳化溫度相對較低 有時需要較高溫度 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 資料來源： 國產聚丙烯腈基大絲束碳纖維發展現狀與分析 ，賽奧碳纖維，國海證券研究所 標模碳纖維有大小絲束的區分，標模以上碳纖維以標模碳纖維有大小絲束的區分，標模以上碳纖維以小小絲束為主。絲束為主。據中國復合材料學會，截至2020年8月，標模碳纖維有大絲束與小絲束的區分，標模

34、以上的碳纖維尚無大絲束出現。據 SGL，其 SIGRAFIL C T50-4.8/280 牌號 50K 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。未來國產大絲束有望向中模的方向發展，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。據賽奧碳纖維， 2021年全球碳纖維需求中大絲束為 5.14 萬噸，占比 43.6%，小絲束為 6.66 萬噸，占比 56.4%。 證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 10 圖圖 3：2021 年年碳纖維大小絲束全球需求結構碳纖維大小絲束全球需求結構（萬噸）（萬噸） 資料來源：賽奧碳纖維，國海

35、證券研究所 完整的碳纖維產業鏈包含從一次能源到終端應用的完整制造過程。原油經純化裂解后制取丙烯；丙烯經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（PAN）原絲，再經過預氧化、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，作為生產碳纖維復合材料的原材料；碳纖維經與樹脂、陶瓷等材料結合，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品。 證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 11 圖圖 4：碳纖維產業鏈碳纖維產業鏈與與價值分配價值分配 原油0.72美元/kg丙烯1.25美元/kg丙烯腈2.2美元/kgPAN原絲3-6美元/kg天然氣0.36美元/kg

36、氨0.86美元/kg精煉裂解聚合&紡絲預處理原絲制備氧化低溫碳化高溫碳化表面處理上漿纏繞氨氧化碳纖維制備航空航天 113美元/kg汽車 25美元/kg風電 27美元/kg壓力容器 30美元/kg樹脂4美元/kg中間級處理末段制造碳纖維復合材料CFRP雙向紡織單向紡織3D紡織預浸料模塑化合物高壓釜手工鋪疊真空袋壓成型樹脂傳遞模塑成型真空輔助樹脂傳遞模塑成型樹脂膜熔滲透壓模成型纖維纏繞成型等航空航天 332美元/kg汽車 100美元/kg風電 97美元/kg壓力容器 102美元/kg 資料來源：ORNL，國海證券研究所 國外碳纖維巨頭國外碳纖維巨頭對國內采取高端封鎖對國內采取高端封鎖、低端傾銷策略

37、低端傾銷策略，壓制國內碳纖維產業發壓制國內碳纖維產業發展。展。國外巨頭利用其技術壟斷和規?；a優勢，對我國高端碳纖維領域采取技術封鎖策略，對原絲產品、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，致使國內大部分碳纖維生產企業技術水平落后，經營業績長期處于虧損狀態。PAN 基碳纖維復合材料的高成本主要集中在原絲的生產成本較高、生產流程長和復合材料制備成本高等方面，據碳纖維低成本制備技術2011，PAN 基碳纖維原絲的成本約占總成本的 51%。 證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 12 圖圖 5：20

38、11 年年碳纖維各工藝流程成本碳纖維各工藝流程成本（美元（美元/kg） 資料來源： 碳纖維低成本制備技術 ，國海證券研究所 PAN 原絲的質量直接決定最終碳纖維產品質量、產量和生產成本。PAN 基碳纖維原絲的生產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成本，容易引入雜質，且聚合物粒徑較大不易制得高性能 PAN 原絲，較少用于小絲束碳纖維原絲生產。 表表 4：聚合聚合工藝工藝一步法二步法對比一步法二步法對比 聚合工藝 原理 特點 一步法 采用均相溶液聚合法，溶劑既是聚合單體的

39、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品質量。一步法的轉化率高，單體回收量小，聚合釜通常采用螺帶式攪拌器。 二步法 采用非均相溶液聚合法，溶劑是聚合單體的良溶劑，是聚合物 PAN 的不良溶劑，在聚合過程中產生相分離，聚合物 PAN 沉淀出來經分離干燥后再溶于良溶劑中得到紡絲液用來紡絲。 兩步法原絲使用的聚合溶劑和紡絲溶劑不同，聚合釜的生產能力較大，且聚合熱的移除效率也較高，適合生產大絲束。但是此方法聚合轉化率較低，聚合物的濃度也較低，且未聚單體的回收量較大。聚合過程中為防止聚合釜頻繁結巴，

40、設備材質通常選用鋁合金。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。 資料來源： 碳纖維生產工藝技術 ， 碳纖維及石墨纖維 ，國海證券研究所 干噴濕紡具備紡絲速度快干噴濕紡具備紡絲速度快、碳纖維強度高碳纖維強度高等優點等優點，濕法紡絲，濕法紡絲可通過可通過提高纖維與提高纖維與樹脂間的機械嚙合樹脂間的機械嚙合改善改善復材界面性能。復材界面性能。干噴濕紡可實現高速紡絲，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。據國產T800級碳纖維復合材料力學性能 ，濕法紡絲工藝條件下原絲成型過程中會形成軸向溝槽并

41、遺傳給碳纖維，根據復合材料界面的粘結理論，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。 證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 13 表表 5：紡絲工藝紡絲工藝濕法紡絲與干噴濕紡對比濕法紡絲與干噴濕紡對比 紡絲工藝 原理 特點 濕法紡絲 濕法紡絲為紡絲液從噴絲孔擠出后直接進入凝固液的工藝技術。 濕法紡絲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，紡絲速度一直難以提高。并且濕法紡絲密度較低，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，缺點是經過預氧化和碳化熱處理這些溝

42、槽將“遺傳”給碳纖維，導致碳纖維拉伸強度下降。 干噴濕紡 干噴濕紡為紡絲液從噴絲孔出來后先經過干段空氣層或氮氣層后才進入凝固液中進行凝固的工藝技術。 干噴濕紡可實現高速紡絲比濕法快 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。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。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的原絲制造。 資料來源： 碳釬維及石墨纖維 ， 碳纖維生產工藝技術 ， 高性能碳纖維原絲與干噴濕紡 ， 國產 T800 級碳纖維復合材料力學性能 ，國海證券研究所

43、1.2、 現狀：現狀：碳纖維碳纖維景氣度上行景氣度上行，主要驅動力來自，主要驅動力來自風電葉片與碳碳復材風電葉片與碳碳復材 2015-2021 年全球碳纖維需求年全球碳纖維需求年均年均復合增速復合增速達達 14.3%，中國中國碳纖維需求碳纖維需求年均復年均復合增速達合增速達 24.5%。據賽奧碳纖維，2016-2019 年全球碳纖維需求保持 10%以上增長，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定，風電葉片、碳碳復材應用領域增長迅速。2020 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，

44、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，推動碳纖維行業需求增速回升至 10%以上。國內碳纖維需求從 2015 年的 1.68 萬噸增長至 2021 年的 6.24 萬噸，全球占比從 31.7%提升至 52.9%，年均復合增速達24.5%。 圖圖 6：全球碳纖維需求全球碳纖維需求 圖圖 7：中國碳纖維需求中國碳纖維需求 資料來源：Wind，賽奧碳纖維，國海證券研究所 資料來源：Wind，賽奧碳纖維，國海證券研究所 2020 年全球碳纖維市場規模下降主要源于碳纖維價值量占比較高的航空航天領證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 14 域

45、受到新冠疫情影響，航空復材領域需求大幅度降低，2021 年市場規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，碳纖維價格持續上行。 圖圖 8：全球碳纖維市場規模全球碳纖維市場規模 圖圖 9：中國碳纖維市場規模中國碳纖維市場規模 資料來源：賽奧碳纖維，國海證券研究所 資料來源：賽奧碳纖維，國海證券研究所 從需求結構上看，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 11%。 圖圖 10：2021 年年全球碳纖維需求結構（萬噸）全球碳纖維需求結構（萬噸）

46、 圖圖 11：2021 年年中國碳纖維需求結構（萬噸）中國碳纖維需求結構（萬噸） 資料來源：賽奧碳纖維，國海證券研究所 資料來源：賽奧碳纖維，國海證券研究所 航空航天領域碳纖維附加值高，全球市場規模占比達航空航天領域碳纖維附加值高，全球市場規模占比達 35%，風電葉片與體育休，風電葉片與體育休閑領域碳纖維應用主要集中在中國閑領域碳纖維應用主要集中在中國。據賽奧碳纖維，2021 年在航空航天領域應用的碳纖維價格為 72 美元/kg，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 24 美元/kg，風電領域為 16.8 美元/kg，碳碳復材、汽車、混配模成型為 2

47、1.6 美元/kg，以此計算全球與中國 2021 年市場結構，可以看出航空航天領域碳纖維附加值較高，全球市場規模占比達 35%。風電葉片 2021 年全球碳纖維市場規模達 5.54 億美元，其中中國為 3.78 億美元，占比達 68.2%。體育休閑 2021 年全球碳纖維市場規模達 5.11 億美元，其中中國為 4.83 億美元，占比達 94.6%。全球碳纖維市場中占比前三的全球碳纖維市場中占比前三的領域領域依次是航依次是航空航天、風電葉片、體育休閑，國內比前三的空航天、風電葉片、體育休閑，國內比前三的領域領域依次是體育休閑、風電葉片、依次是體育休閑、風電葉片、證券研究報告 請務必閱讀正文后免

48、責條款部分 15 碳碳復材。碳碳復材。 圖圖 12：2021 年年全球碳纖維市場結構（億美元）全球碳纖維市場結構（億美元） 圖圖 13：2021 年年中國碳纖維市場結構（億美元）中國碳纖維市場結構（億美元） 資料來源：賽奧碳纖維，國海證券研究所 資料來源：賽奧碳纖維，國海證券研究所 維斯塔斯在風電領域創新性的使用大絲束碳纖維維斯塔斯在風電領域創新性的使用大絲束碳纖維促進了風電領域碳纖維需求的促進了風電領域碳纖維需求的快速增長?？焖僭鲩L。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

49、纖維，使用的碳纖維平均價格為 23 美元/kg，2016 年維斯塔斯創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/kg。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業鏈的利潤，大幅下降疊加原材料成本上升擠壓了風電產業鏈的利潤，使得使得維斯塔斯維斯塔斯及及國內國內外眾多計劃采用碳纖維的企業外眾多計劃采用碳纖維的企業的的需求需求有所有所放緩。放緩。維斯塔斯風電葉片用碳梁部分交由國內的供應商光威復材和江蘇澳盛加工，有效帶動了國內風電領域碳纖

50、維需求，但目前國內碳梁加工仍處于風電大絲束進口約 85%，碳梁出口約 85%這種兩頭在外的局面。 圖圖 14：2015-2021 全球風電新增裝機量全球風電新增裝機量 圖圖 15：2015-2021 全球風電葉片碳纖維需求全球風電葉片碳纖維需求 資料來源：GWEC，國海證券研究所 資料來源：CWEA，國海證券研究所 證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 16 圖圖 16：2015-2021 中國風電新增裝機量中國風電新增裝機量 圖圖 17：2016-2021 中國中國風電葉片碳纖維需求風電葉片碳纖維需求 資料來源：Wind，奧賽纖維，國海證券研究所 資料來源：Wind，奧賽纖維，國海證券

51、研究所 碳碳熱場部件需求碳碳熱場部件需求高速增長高速增長驅動驅動碳碳復材碳碳復材領域領域碳纖維碳纖維需求需求上行上行。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發展。碳碳熱場部件主要為單晶硅爐內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，光伏企業隆基、晶科、中環、晶勝機電、晶澳大量采購單晶硅爐推動碳纖維需求上行。 圖圖 18：2015-2021 全球光伏新增裝機量全球光伏新增裝機量 圖圖 19： 2017-2021 全球碳碳復材碳纖維需求全球碳碳復材碳纖維需求 資料來源：CPIA，國海證券研究所 資料來源：CPI

52、A，國海證券研究所 證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 17 圖圖 20： 2015-2021 中國光伏新增裝機量中國光伏新增裝機量 圖圖 21：2016-2021 中國碳碳復材碳纖維需求中國碳碳復材碳纖維需求 資料來源：Wind，國海證券研究所 資料來源：Wind，國海證券研究所 2、 需求：需求：動力來自哪里？空間有多大？動力來自哪里？空間有多大？ 2.1、 政策加碼利好發展，國產化替代前景廣闊政策加碼利好發展，國產化替代前景廣闊 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 及以上規格碳纖維由于在國防

53、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自主化生產是唯一途徑。近年來，我國推出了諸多新政策以促進碳纖維產業的發展，并且開始為碳纖維產業配套專項扶持基金。2017 年 4 月，國家科技部下發“十三五”材料領域科技創新專項規劃，規劃提出要以高性能纖維及復合材料、高溫合金為核心，突破結構與復合材料制備及應用的關鍵共性技術，提升先進結構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濟和社會發展第十四個五年規劃和 2035 年遠景目標綱要 ，綱要中提出要在高端新材料領域加強碳纖維等材料的研發應用，各地政府密集出臺相關政策

54、支持碳纖維產業發展。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新中心，在政府引導下，聯合碳纖維及復合材料企業、高校、科研院所，突破全產業鏈共性技術，突破關系國家長遠發展和產業安全的關鍵技術瓶頸，支持碳纖維及復合材料企業實現技術、技術裝備和產品創新。 證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 18 表表 6：2021 年以來碳纖維產業政策密集出臺年以來碳纖維產業政策密集出臺 時間 政策文件 主要內容 全國性 2021 年 3月 中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和 2035 年遠景目標綱要 加強碳纖維、芳綸等高性能纖維及其復合材料、生物基和生物醫用材料研發

55、應用 地方 2021 年 3月 吉林省國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和 2035 年遠景目標綱要 戰略性先進材料產業發展專項中發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品上的應用；在完善區域創新布局中著力在吉林市突破碳纖維等創新發展方向 2021 年 4月 山西省國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和 2035 年遠景目標綱要 提出發展壯大碳基新材料，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創新, 積極開展結構材料等下游領域的技術研發、產業化培育和市場化應用, 打造國家級碳基新材料研發制造基地。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

56、。 2021 年 6月 浙江省新材料產業發展“十四五”規劃 重點發展高性能碳纖維技術，以及連續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料復合材料等；突破纖維表界面成鍵化學的精準調控技術、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 家國內領先的新材料企業。 2021 年 7月 山東省“十四五”戰略性新興產業發展規劃 前沿新材料中將大力推動碳纖維 T700、T800 的產業化，積極開展碳纖維 T1000、T1100、M60J、M65J、M40X 的技術攻關，將威

57、海、濟寧、德州、泰安打造成為全國重要的碳纖維產業基地。 資料來源：人民政府網，吉林省政府網，浙江省政府網，山西省政府網，山東科技咨詢協會，國海證券研究所 碳纖維國產化占比逐年提升碳纖維國產化占比逐年提升由由 2015 年的年的 15%上升至上升至 2021 年的年的 47%，主要主要受受益于產能擴張與益于產能擴張與技術水平技術水平提升帶來的產能利用率增加提升帶來的產能利用率增加。我國碳纖維行業前期“有產能，無產量”現象嚴重，產能利用率較低，雖然規劃及在建產能較大，但實際產量卻較少，主要由于涌入碳纖維行業的大多數企業在一些關鍵技術上無突破，生產線運行及產品質量不穩定導致。但隨著碳纖維企業整體技術

58、水平的不斷提升，產能利用率呈現出不斷增長的趨勢。2021 年國內達產率下滑或因年國內達產率下滑或因吉林化纖、中復神鷹、新創碳谷的產能建設完成是在下半年或年底，正常生產吉林化纖、中復神鷹、新創碳谷的產能建設完成是在下半年或年底，正常生產時間不足。時間不足。 證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 19 圖圖 22：碳纖維國產化碳纖維國產化率情況率情況 圖圖 23：國內國內碳纖維產能與達產率碳纖維產能與達產率情況情況 資料來源：Wind，賽奧碳纖維，國海證券研究所 資料來源：賽奧碳纖維，國海證券研究所 2.2、 雙碳雙碳戰略戰略有望成為有望成為碳纖維碳纖維行業行業需求增長需求增長的核的核心動力

59、心動力 雙碳戰略雙碳戰略推動光伏風電裝機需求增長推動光伏風電裝機需求增長，風電葉片與單晶爐熱場，風電葉片與單晶爐熱場碳纖維應用碳纖維應用有望有望成為成為需求增長需求增長核心動力核心動力。2021 年全球已有 130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展。據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111.7GW，占比達17.2%，中國風電新增裝機可達 280GW，年均復合增長率 11.3%。 圖圖 24：2021-2026 全球風電裝機預計全球風電裝機預計 圖圖 25

60、：2021-2026 中國風電裝機預計中國風電裝機預計 資料來源：GWEC，國海證券研究所 資料來源：GWEC，國海證券研究所 中電聯2021-2022年度全國電力供需形勢分析預測報告預測 2022年國內風電新增規?？蛇_ 50GW，據國家能源局統計 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 年中國風電裝機證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 20 規模有望達到 372GW，其中海上風電新增裝機 111.2GW；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模有望達到725.4GW，

61、其中海上風電新增裝機規模 160.7GW。 圖圖 26：2021-2026 全球風電裝機預計全球風電裝機預計 圖圖 27：2021-2026 中國風電裝機預計中國風電裝機預計 資料來源：GWEC，人民資訊網，北極星電力網，國海證券研究所 資料來源：GWEC，人民資訊網，北極星電力網，國海證券研究所 據 CPIA 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年光伏新增規模有望達到90GW，國家能源局統計2022 年一季度國內光伏新增裝機 13.2GW，

62、我們預計未來全球及國內光伏裝機量有望達到 CPIA 樂觀預期。 圖圖 28：2022-2030 全球全球光伏光伏裝機預計裝機預計 圖圖 29：2022-2030 中國中國光伏光伏裝機預計裝機預計 資料來源：CPIA，國海證券研究所 資料來源：CPIA，國海證券研究所 維斯塔斯維斯塔斯風電葉片巧用拉擠風電葉片巧用拉擠板板拼粘拼粘工藝促進碳纖維大規模使用工藝促進碳纖維大規模使用，拉擠碳梁主要拉擠碳梁主要原材料為原材料為樹脂樹脂及及 T300 級級 24K、48K 碳纖維碳纖維。從風電葉片碳纖維發展歷史看，最早采用經典的預浸料鋪放，由于成本太過昂貴，通常用真空袋工藝，因此出現了生產效率低下，產品性能

63、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，要想灌透多層證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 21 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出了壓倒性的優勢，碳纖維的用量飛速增長。據賽奧碳纖維，2019 年風電葉片行業用碳纖維量超過 2 萬噸， 其中 80%就是用于生產拉擠碳梁片材。據光威復材投資者調研紀要，風電碳梁的主要原材料為樹脂

64、及 T300 級 24K、48K 碳纖維。 表表 7：2014-2018 年年全球全球風電葉片用碳風電葉片用碳纖維纖維 年份 碳纖維單價（美元/kg） 制作單價（美元/kg） 碳纖維用量（千噸） 2014 23 50 6 2015 23 50 18 2016 14 18 18 2017 14 18 19.8 2018 14 17.5 22 資料來源： 國產碳纖維在風電葉片產業中的機會 ，國海證券研究所 圖圖 30：拉擠成型一般過程拉擠成型一般過程 資料來源： 風電葉片用碳梁的生產技術及性能研究 圖圖 31：拉擠成型工藝流程拉擠成型工藝流程 資料來源： 國產碳纖維在風電葉片主梁上的應用研究 證券

65、研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 22 維斯塔斯維斯塔斯碳梁葉片制作技術碳梁葉片制作技術核心專利核心專利 2022 年年 7 月到期，其他廠商跟進有望提月到期，其他廠商跟進有望提高高碳纖維在葉片中滲透率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（申請號 CN02814543.7） ，提出了一種采用預制條帶制造風電葉片的方法，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，相比傳統制造技術有優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、GE-LM、Nordex 等，均在新的機型中采用了碳纖維拉擠

66、板制造與測試樣機。據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，目前已開展對國內風電葉片碳梁的應用推廣。 圖圖 32：維斯塔斯風電葉片主體結構示意圖維斯塔斯風電葉片主體結構示意圖 資料來源： 國產碳纖維在風電葉片產業中的機會 風機大型化推動碳纖維在葉片中滲透率不斷提高風機大型化推動碳纖維在葉片中滲透率不斷提高。據 GWEC2020 全球葉片供應鏈報告統計，2014-2019 年全球平均風輪直徑尺寸持續在增加。2014 年直徑為91m-110m的風輪裝機量最高，占據全球市場份額的49.5%。在2019年該產品份額下降至 10.7%，風輪直徑 121m-140m 成為

67、主流產品，占全球市場份額的 52.5%。驅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品以降低 LCOE(平準化度電成本,即對項目生命周期內的成本和發電量先進行平準化，再計算得到的發電成本)；陸上風電低風速區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 150m 的海上風電裝機需求增加。據艾朗科技招股書，維斯塔斯目前所有產品葉片大梁均采用碳梁；據明陽智能年報披露風機MYSE3.0-155開始在葉片中使用碳?；旌暇幙棽牧?；據央視財經萬噸碳纖維生產基地投產“黑黃金”價值凸顯 ，中材科技董事長薛忠民表示目前風電葉片主流的結構材料還是玻璃纖維，正在開發的110

68、 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影響碳纖維在風電葉片應用滲透率的關鍵因素因素或為碳纖維或為碳纖維價格價格。據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葉片主梁或輔梁的方法 ，玻纖使用拉擠成型工藝制備得到的鋪設片材鋪設主梁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,節約材料成本。據賽奧碳纖維，2022 年 3 月，株洲時代最新發布的 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。風電葉片企業非常清晰碳纖維的減重優勢及趨勢，2021 年風電領域碳纖維需求同比增速放

69、緩主要受制于成本。據北極星風力發電網預計，碳纖維降低到 80 元/kg 下游廠商的接受度會比較高，有望迎來大規模應用。 證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 23 圖圖 33：2016-2021 中國新增陸上和海上風電平均單機容量中國新增陸上和海上風電平均單機容量 資料來源：CWEA，國海證券研究所 圖圖 34：陸地與海上風電陸地與海上風電 2035 年年尺寸尺寸預計預計 資料來源： Expert elicitation survey predicts 37% to 49% declines in Wind energy costs by 2050 裝機增長疊加碳纖維滲透率提升，裝機增長

70、疊加碳纖維滲透率提升，我們預計我們預計 2026 年年國內國內風電領域碳纖維需求風電領域碳纖維需求有望達到有望達到 12.69 萬噸萬噸。結合前文對風電行業需求端的分析，我們基于以下假設對風電領域碳纖維需求進行測算： （1）參照基于工程經濟學評估的風力機葉片長度設計擬合結果與明陽智能風機葉片參數，假設風電葉片重量與長度關系為 = 0.527 2.473； （2）參考北極星風力發電網數據，主梁占葉片重量的1/3，拉擠工藝中主梁纖維含量為 75%； （3）根據風能吸收公式 = 0.532，風力發電機功率 P 正比于風電葉片長度 R的平方。 （4）假設陸風平均單機容量按照每年 0.5MW 上升，海風

71、平均單機容量按照每年 1MW 上升。 （5）假設碳纖維成本逐漸下降能夠滿足風電大規模應用。 （6）據賽奧碳纖維估計 2021年全球風電碳纖維用量中維斯塔斯 2.5 萬噸，國內風電企業 0.45 萬噸，歐美其他風電企業0.35萬噸，國內碳纖維用量2.25萬噸，暫不考慮歐美其他風電企業國內碳纖維用量，估計2021年維斯塔斯國內碳纖維消耗1.8萬噸，參考GWEC預計，國外風電裝機 CAGR 月 3.92%，假設維斯塔斯維持市占率不變。 證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 24 表表 8：中國中國風電領域碳纖維需求風電領域碳纖維需求測算測算 年份 2021E 2022E 2023E 2024E

72、 2025E 2026E 陸風總裝機功率（GW） 48 50 57.5 66.1 76.0 87.5 陸風平均裝機功率（MW） 3.1 3.6 4.1 4.6 5.1 5.6 陸風葉片長度（m） 56 60 64 68 72 75 陸風葉片重量（噸） 11 13 16 18 21 23 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） 2.68 2.78 2.87 2.95 3.02 3.09 陸風碳纖維滲透率 1% 5% 6% 7% 8% 9% 陸風碳纖維需求（萬噸） 0.13 0.70 0.99 1.36 1.84 2.43 海風總裝機功率

73、（GW） 21.1 8.7 12.5 13.5 24.5 31.4 海風平均裝機功率（MW） 5.6 6.6 7.6 8.6 9.6 10.6 海風平均葉片長度（m） 76 83 89 94 100 105 海風葉片重量（噸） 24 29 34 40 46 52 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） 3.16 3.29 3.40 3.50 3.59 3.68 海風碳纖維滲透率 5% 10% 20% 30% 50% 70% 海風碳纖維需求（萬噸） 0.33 0.29 0.85 1.42 4.40 8.08 海外維斯塔斯需求（萬噸） 1

74、.80 1.87 1.94 2.02 2.10 2.18 國內風電碳纖維需求（萬噸） 2.25 2.85 3.78 4.80 8.34 12.69 資料來源： 基于工程經濟學評估的風力機葉片長度設計 ，北極星風力發電網，國海證券研究所 圖圖 35：2021-2026 年年國內國內風電領域碳纖維需求風電領域碳纖維需求預計預計 資料來源： 基于工程經濟學評估的風力機葉片長度設計 ，北極星風力發電網，國海證券研究所 雙碳目標推動雙碳目標推動光伏裝機增長，光伏裝機增長，單晶爐碳碳熱場材料單晶爐碳碳熱場材料需求增長需求增長帶動碳纖維需求帶動碳纖維需求。光伏行業競爭激烈，成本壓力顯著，采用碳纖維制作的碳碳

75、復合材料相比傳統石墨材料具有更優異的保溫性能、更高的強度、更好的韌性，且不易破碎，可有效降低生產能耗、提升設備使用壽命，從而降低整個生產的成本。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的關鍵部件，在性價比方面相比傳統石墨材質展現出了非常大的優勢。受證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 25 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%。 圖圖 36：碳碳復合材料預制體制造流程碳碳復合材料預制體制造流程 圖圖 37：碳碳復合材料熱場部件在單晶爐中應用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：

76、金博股份招股書 2021年碳碳復材領域碳纖維需求為8500噸，據2021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%。 圖圖 38：全球全球碳碳復材領域碳纖維需求預測碳碳復材領域碳纖維需求預測 資料來源：賽奧碳纖維，國海證券研究所 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 2025 年年中國中國碳碳碳碳熱場熱場領域碳纖維領域碳纖維市場規模市場規模有望達到有望達到 12 億元億元。 （1）假設容配比為 1.15； （2）根據 2020 年和 2021 年單晶硅片市占率情況，假設 2022

77、-2025 年單晶硅片的市占率為 98%； （3）根據隆基股份 2021 年產能利用率情況，假設 2022-2025 年單晶硅片產能利用率分別為 65%/60%/60%/60%； （4）根據金博股份招股書，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； （5）由于熱場尺寸不斷增大，單晶爐產出提升，根據包頭美科二期建設數據，假設每 GW 所需單晶爐從 2020 年的約 90 臺，逐年下降 5 臺，至 2025 年 65 臺； （6）根據

78、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 0.67 件/年、加熱器消耗量為 3 件/年； （7）根據金博股份招股書給出的證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 26 2019與2020年各產品的測算滲透率，預計2020年碳碳復合材料坩堝滲透率為95%，并每年增加 1%、導流筒滲透率為 60%，并每年增加 5%、保溫筒滲透率為 55%，并每年增加 5%、加熱器滲透率為 5%，并每年增加 1%； （8）假設2021年存量硅片改造比例為 20%，并每年減少 2%； （9）根據奧賽纖維2021全球碳纖維復合材料市場報告 ，假設碳碳熱場領域碳纖維單價

79、為 21.6 美元/千克，即 14.36 萬元/噸； （10）根據金博股份招股書，假設碳碳復材中碳纖維占比 90%。 證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 27 表表 9：中國中國碳碳熱場碳碳熱場領域碳纖維領域碳纖維市場規模測算市場規模測算 年份 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E 全球光伏新增裝機量(GW) 170 240 275 300 330 容配比 1.15 1.15 1.15 1.15 1.15 單晶硅片市占率 94.8% 96.0% 97.0% 98.0% 98.0% 單晶硅片產能利用率 70% 65% 60% 60% 60% 中國單晶硅產能全球占比

80、98% 98% 98% 98% 98% 中國單晶硅片產量（GW） 182 260 301 331 364 中國單晶硅片產能（GW） 259 399 501 552 607 中國單晶硅新增產能（GW） 71 140 102 51 55 每 GW 組件需求單晶爐數量 85 80 75 70 65 單件重量 坩堝（千克/件） 43 46 50 53 57 導流筒（千克/件） 22 23 25 27 28 保溫筒（千克/件） 75 81 87 93 100 加熱器（千克/件） 33 36 39 41 44 單個熱場重量（千克/件） 174 187 200 214 229 每年消耗量 坩堝（件/年） 2

81、 2 2 2 2 導流筒（件/年） 0.67 0.67 0.67 0.67 0.67 保溫筒（件/年） 0.67 0.67 0.67 0.67 0.67 加熱器（件/年） 3 3 3 3 3 碳碳復合材料滲透率 坩堝 96% 97% 98% 99% 100% 導流筒 65% 70% 75% 80% 85% 保溫筒 60% 65% 70% 75% 80% 加熱器 6% 7% 8% 9% 10% 新增需求 坩堝（噸） 249 504 371 189 204 導流筒（噸） 84 182 142 76 87 保溫筒（噸） 272 591 464 250 286 加熱器（噸） 12 28 24 13 1

82、6 合計（噸） 617 1305 1002 529 592 替換需求 坩堝（噸） 1827 2876 3665 4076 4490 導流筒（噸） 207 348 470 552 639 保溫筒（噸） 669 1130 1535 1810 2106 加熱器（噸） 133 241 348 431 522 合計（噸） 2836 4595 6018 6869 7758 改造需求 坩堝（噸） 138 173 239 261 245 導流筒（噸） 69 87 119 131 122 保溫筒（噸） 242 303 417 458 429 加熱器（噸） 107 134 185 203 190 合計（噸） 55

83、7 698 960 1053 986 中國碳碳復合材料需求（噸） 4010 6598 7979 8450 9336 中國碳碳復合材料領域碳纖維需求（噸） 3609 5938 7181 7605 8403 碳碳復材領域碳纖維單價（萬元/噸） 14.36 14.36 14.36 14.36 14.36 中國碳碳復合材料領域碳纖維市場規模（億元） 5.18 8.53 10.32 10.92 12.07 資料來源：CPIA，隆基綠能公告，前瞻經濟學人，大連連城數控機械有限公司官網，北極星太陽能光伏網，中國光伏（2021 年版）產業發展路線圖，金博股份公告，智研咨詢，國海證券研究所 注：以 1 美元=6

84、.65 人民幣進行換算 證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 28 圖圖 39：2021-2025 年國內年國內碳碳復材碳碳復材領域碳纖維需求領域碳纖維需求預計預計 資料來源：CPIA，隆基綠能公告，前瞻經濟學人，大連連城數控機械有限公司官網，北極星太陽能光伏網，中國光伏（2021 年版） 產業發展路線圖，金博股份公告，智研咨詢，國海證券研究所 2.3、 商用航空靜待恢復商用航空靜待恢復，軍用軍用航空航空及及航天市場穩航天市場穩定定增長增長 新冠疫情過后航空航天新冠疫情過后航空航天領域碳纖維領域碳纖維需求有望恢復需求有望恢復。航空航天領域碳纖維復合材料主要應用于飛機的結構，除了通過減重顯

85、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 2019 年的 1.86 萬噸，占比 79.2%下降至 2021 年的 0.79 萬噸，占比48.1%，疊加波音 787 被查出存在生產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、航天領域仍保持穩定增長。目前高性能大絲束已經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開始在空客 350 上使用，成本的降低有助于需求的增長。 證券研究報告 請務必閱讀正

86、文后免責條款部分 29 圖圖 40：2021 年全球年全球航空航天碳纖維需求航空航天碳纖維需求（噸）（噸） 圖圖 41：全球全球航空航天碳纖維需求預計航空航天碳纖維需求預計 資料來源：賽奧碳纖維，國海證券研究所 資料來源：賽奧碳纖維，國海證券研究所 圖圖 42：復合材料在航空產品應用復合材料在航空產品應用占比持續增長占比持續增長 資料來源：中簡科技招股書，中航工業復合材料技術中心 以碳纖維以碳纖維復材復材為主的為主的復合材料復合材料在航空產品在航空產品滲透率滲透率持續持續提升提升。據新型碳纖維在軍事領域中的應用研究 ，軍用飛機的結構大部分由碳纖維復合材料制成，比如戰斗機和直升機的機體，機翼、蒙

87、皮和剎車片等。據碳纖維復合材料的性能分析及與航空應用 ，民用飛機 A380 機身有大約 25% 的復合材料，其中碳纖維復合材料約 22%。據中國商飛復合材料在大飛機主承力結構上的應用與發展趨勢 ，波音 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構的大型民機，復合材料單機用量約 25 噸，占全機結構重量的 50% 左右，所用碳纖維為日本東麗研發的第三代增韌環氧復合材料所用碳纖維為日本東麗研發的第三代增韌環氧復合材料 T800S/3900-2B，據東據東麗產品手冊麗產品手冊 T800S 碳纖維碳纖維包含包含 12K 與與 24K 兩種規格兩種規格。 證券研究報告 請務必閱讀正文

88、后免責條款部分 30 圖圖 43：波音波音 B787 機身材料應用情況機身材料應用情況 資料來源： Experimental and Numeriacal Studies of Intralaminar Cracking in High Performance Composites 隨著隨著 C919 和和 C929 的量產，的量產，我們預計我們預計 2025 年年中國航空航天中國航空航天領域碳纖維領域碳纖維需求有需求有望達到望達到 3462噸，對應噸，對應市場規模市場規模 16.58億元億元。我們基于以下假設對中國航空航天領域碳纖維需求進行測算： （1）根據奧賽纖維2021 全球碳纖維復合材

89、料市場報告 ，假設碳纖維在樹脂基碳纖維復材中占比為 65%； （2）參考航空航天碳纖維趨勢，假設每年需求增加 300 噸； （3）根據奧賽纖維2021 全球碳纖維復合材料市場報告 ，假設航空航天領域碳纖維單價為 72 美元/千克； （4）據中國商飛預計，假設 C919 銷量如下表所示； （5）據中航工業發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 2026年C929銷量有望達到 40 架； （6）據軍機 + 航天航空 + 風電，讓碳纖維派上大用場 ，C919 空重 42 噸，碳纖維復材占比 12%，C929 空重 110 噸，復合材料占比50%，假設碳纖維復

90、材占比 47.5%。 證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 31 表表 10：中國航空航天中國航空航天領域碳纖維領域碳纖維市場規模測算市場規模測算 年份 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E 2026E C919 單機重量（噸） 42 42 42 42 42 42 碳纖維復材比例 12% 12% 12% 12% 12% 12% 單機碳纖維消耗量 3.28 3.28 3.28 3.28 3.28 3.28 銷量（架） 20 50 100 100 100 100 碳纖維需求量（噸） 65.52 163.80 327.60 327.60 327.60 327.60 C92

91、9 單機重量（噸） 110 110 110 110 110 110 碳纖維復材比例 47.5% 47.5% 47.5% 47.5% 47.5% 47.5% 單機碳纖維消耗量 33.9625 33.9625 33.9625 33.9625 33.9625 33.9625 銷量（架） 0 0 0 0 0 40 碳纖維需求量（噸） 0 0 0 0 0 1359 中國民航碳纖維需求量（噸） 65.5 163.8 327.6 327.6 327.6 1686.1 中國軍用碳纖維需求（噸） 1934 2234 2534 2834 3134 3434 航空航天碳纖維總需求（噸） 2000 2398 2862

92、 3162 3462 5121 航空航天碳纖維單價（萬元/噸） 47.88 47.88 47.88 47.88 47.88 47.88 中國航空航天碳纖維市場規模（億元） 9.58 11.48 13.70 15.14 16.58 24.52 資料來源： 軍機 + 航天航空 + 風電，讓碳纖維派上大用場 ， 民用飛機中國市場預測（2021-2040） ，賽奧碳纖維，中國商飛，立鼎產業研究網，國海證券研究所 注：以 1 美元=6.65 人民幣進行換算 圖圖 44：2021-2026 年國內年國內航空航天航空航天領域碳纖維需求領域碳纖維需求預計預計 資料來源： 軍機 + 航天航空 + 風電，讓碳纖維

93、派上大用場 ， 民用飛機中國市場預測（2021-2040） ，賽奧碳纖維，中國商飛，立鼎產業研究網，國海證券研究所 2.4、 體體育休閑育休閑及汽車領域及汽車領域需求需求或穩定增長或穩定增長，壓力壓力容器有望容器有望保持較高景氣度保持較高景氣度 據賽奧碳纖維據賽奧碳纖維預計預計，體育體育休閑休閑領域碳纖維需求領域碳纖維需求有望有望保持保持 5%年均年均復合增長復合增長率率。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，通常每年按證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 32 照 4%-5%穩定增長。2020 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

94、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%。據賽奧碳纖維預計，后續有望保持 5%年均復合增長。 圖圖 45：2021 年全球年全球體育休閑體育休閑碳纖維需求碳纖維需求 圖圖 46：全球全球體育休閑碳纖維需求預計（噸）體育休閑碳纖維需求預計（噸） 資料來源：賽奧碳纖維，國海證券研究所 資料來源：賽奧碳纖維，國海證券研究所 雙碳目標促進汽車節能減排，雙碳目標促進汽車節能減排，據賽奧碳纖維預計據賽奧碳纖維預計汽車領域碳纖維汽車領域碳纖維需求需求有望達到有望達到10%年均年均復合增長復合增長。

95、碳纖維復合材料應用于汽車領域具有質量輕、強度高、抗沖擊性好、減震隔音性能高的優勢。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線投資規模。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 年底停產復合材料車型 I8，在 2021 年 7 月停產了 I3。從全周期輕量化價值出發，碳纖維復材除了節能降本外，在綠色環保方面十分有優勢，當前有從 F1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

96、。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）生產的 5 萬套碳纖維復材后地板開始下線。 圖圖 47：HCR 碳纖維車身碳纖維車身 圖圖 48：全球全球汽車碳纖維需求預計（噸）汽車碳纖維需求預計（噸） 資料來源：蓋世汽車社區 資料來源：奧賽碳纖維，國海證券研究所 證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 33 據賽奧碳纖維預計據賽奧碳纖維預計，全球，全球壓力容器領域碳纖維需求有望達到壓力容器領域碳纖維需求有望達到 20%年均年均復合增長復合增長率率。高壓氣態儲氫是目前唯一商用的儲氫技術，正不斷朝著輕質高壓、高質量/體積儲氫密度方向發展。為推進氫能技術產

97、業化，2018-2020 年國家重點研發計劃啟動實施“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 27 個氫能研發項目，研發經費投入約 5 億元。2020 年 12 月，斯林達車用 IV 型儲氫瓶通過“三新”評審，成為國內首家通過“三新”評審的車用壓縮氫氣塑料內膽碳纖維全纏繞氣瓶制造廠家。根據相關政策以及預測，2022 年，中國將至少新增 10,000 輛氫能源車，據美國能據美國能源部測算，高壓氫氣瓶采用碳纖維要實現規模經濟效益需要性能達到源部測算，高壓氫氣瓶采用碳纖維要實現規模經濟效益需要性能達到 T700 或或以上的同時價格達到以上的同時價格達到

98、12.6 美元美元/kg。 圖圖 49：IV 型型碳纖維碳纖維纏繞纏繞儲氫瓶儲氫瓶結構結構 圖圖 50：全球全球壓力容器壓力容器碳纖維需求預計碳纖維需求預計 資料來源： IV 型儲氫瓶用復合材料及制備工藝 資料來源：奧賽碳纖維，國海證券研究所 國內壓力容器碳纖維 2021 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。 圖圖 51：國內壓力容器碳纖維國內壓力容器碳纖維需求結構（噸）需求結構（噸） 資料來源：賽奧碳纖維，國海證券研究所 證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 34 截至截至 2025年

99、我國氫燃料電池汽車總計規劃推廣數量達年我國氫燃料電池汽車總計規劃推廣數量達 6.6萬輛萬輛，有望全部落地，有望全部落地助推氫能產業發展助推氫能產業發展。2021 年 812 月，國內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劃目標來看，到 2025 年，預計可以推廣超 3.8 萬輛氫燃料電池汽車。據高工氫電統計，截至到 2025 年，我國氫燃料電池汽車總計規劃推廣數量可達 6.6 萬輛。 表表 11：全國各地燃料電池汽車推廣規劃全國各地燃料電池汽車推廣規劃 地區 文件名稱 時間段 規劃量/輛 北京 北京市氫能產業發展實施方案（2021-202

100、5 年） 2023 年前 3000 2025 年前 7000 河北省 河北省氫能發展“十四五”規劃 2022 年 1000 2025 年 9000 上海市 上海市加快新能源汽車產業發展實施計劃（2021-2025 年） 2025 年 10000 浙江省 浙江省加快培有氫燃料電池汽車產業發展實施方案 2025 年 4100 山東省 山東省氫能產業中長期發展規劃(2020-2030 年) 2022 年 3000 2025 年 7000 天津市 天津市氫能產業發展行動方案（2020-2022 年) 2022 年 1000 重慶市 重慶市氫燃料電池汽車產業發展指導意見 2022 年 800 2025

101、年 700 六安市 六安市氫能產業發展規劃(2022-2025 年 2025 年 699 內蒙古 內蒙古自治區“十四五”氫能發展規劃 2025 年 5000 蘇州 蘇州市氫能及燃料電池產業發展規劃 2025 年 3000 廣州 氫能產業發展規劃（2019-2030 年） 2022 年 3000 2025 年 1000 佛山 佛山市南海區氫能產業發展規劃（2020-2035 年) 2025 年 6000 深圳 深圳市氫能產業發展規劃（2021-2025 年） 2025 年 1000 資料來源：高工氫電、國海證券研究所 燃料電池示范城市群落地促進燃料電池示范城市群落地促進氫氣瓶氫氣瓶下游廠商備貨，

102、重卡滲透率提升驅動單車下游廠商備貨，重卡滲透率提升驅動單車氫氣瓶用量提升。氫氣瓶用量提升。據北極星儲能網 2021 年燃料電池汽車銷售 1881 輛，據高工氫電統計，2021 年中國市場氫燃料電池車載儲氫系統出貨 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動單車氫氣瓶用量提升，使得車載儲氫系統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。據高工氫電預計，2022 年國內氫燃料電池汽車銷量在 1.1 萬輛，對應車載儲氫系統配套數量將達到 1.1

103、萬套。 隨著燃料電池汽車隨著燃料電池汽車滲透率提升，滲透率提升，我們預計我們預計 2025 年年中國壓力容器中國壓力容器碳纖維需求有碳纖維需求有望達到望達到7993噸噸。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據，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/輛； （2）據北極星儲能網，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 9000 輛； （3）據2022 年 3 月 24 日發改委發布氫能產業發展中長期規劃（2021-2035 年） ，規劃 2025 年燃料電池汽車保

104、有量達 5 萬輛； （4）據高工氫電，到 2025 年我國氫燃料電池汽車總計規劃推廣數量達 6.6 萬輛，假設 2022-2025 年規劃燃料電池汽車推廣數量完全落地，對應 2023-2025 年燃料電池商用車銷量每年 20%增長； （5）考慮 2022 年 4 月長安汽車發布了全新數字化純電品牌“深藍” ，包括證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 35 氫能版乘用車，假設 2022-2025 年在燃料電池汽車中銷量產比可達 11%； （6）據賽奧碳纖維，假設呼吸氣瓶及天然氣氣瓶碳纖維需求維持每年 10%穩定增長。 表表 12：中國壓力容器中國壓力容器領域領域碳纖維需求測算結果碳纖維需求

105、測算結果 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E 燃料電池商用車銷量（輛） 1881 11000 13200 15840 19008 同比 25.7% 585% 20% 20% 20% 單量商用車儲氫碳纖維需求量（kg） 320 320 320 320 320 商用車儲氫纖維需求總量 602 3520 4224 5069 6083 燃料電池乘用車銷量（輛） 0 500 1000 2000 4000 同比 100% 100% 100% 單量乘用車儲氫碳纖維需求量（kg） 75 75 75 75 75 乘用車儲氫纖維需求總量（噸） 0.00 37.50 75.00 150.00

106、 300.00 燃料電池車儲氫碳纖維需求總量（噸） 1900 3558 4299 5219 6383 呼吸氣瓶及天然氣氣瓶碳纖維需求（噸） 1100 1210 1331 1464 1611 中國壓力容器碳纖維需求（噸） 3000 4768 5630 6683 7993 壓力容器碳纖維價格（萬元/噸） 15.96 15.96 15.96 15.96 15.96 壓力容器碳纖維市場（億元） 4.79 7.61 8.99 10.67 12.76 資料來源：中國發展改革委員會，賽奧碳纖維，寧波材料所，國際氫能網，IT 之家，高工氫電，北極星儲能網，國海證券研究所預測 注：以 1 美元=6.65 人民幣

107、進行換算 圖圖 52：2021-2025 年國內年國內壓力容器壓力容器領域碳纖維需求領域碳纖維需求預計預計 資料來源：中國發展改革委員會，賽奧碳纖維，寧波材料所，國際氫能網，IT 之家，高工氫電，北極星儲能網，國海證券研究所預測 2.5、 各領域應用各領域應用性能要求性能要求存在差別，存在差別，2025 國內國內市市場空間場空間有望達到有望達到 230 億元億元 從下游應用看，不同領域對碳纖維的性能要求有一定區別，參考東麗產品應用領域，以 T700 級應用范圍最廣。 證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 36 表表 13：東麗公司不同碳纖維型號應用領域東麗公司不同碳纖維型號應用領域 產品

108、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 醫療 土木工程 體育用品 T300 T300-1K T300-3K T300-6K T300B T300B-1K T300B-3K T300B-6K T400HB T400HB-3K T400HB-6K T700SC T700SC-6K T700SC-12K T700SC-24K T700GC T700GC-12K T800SC T800SC-12K T800SC-24K T800GC T800GC-24K T800HB T800HB-6K T800HB-12K T830HB T830HB-6K T1000GB T1000

109、GB-12K T1100GC T1100GC-12K T1100GC-24K T1100SC T1100SC-12K T1100SC-24K M35JB M35JN-6K M40JB M40JB-6K M40JB-12K M46JB M46JB-6K M46JB-12K M50JB M50JB-6K M55JB M55JB-6K M60JB M60JB-3K M60JB-6K M30SC M30SC-18K 資料來源：東麗官網，國海證券研究所 結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： 量量的層面主要假設的層面主要假設為為：據賽奧碳纖維，混配模成型、建筑及其

110、他領域有望維持10%年均復合增速。 價的層面主要假設價的層面主要假設為為：假設價格 2022-2025 年維持不變，據賽奧碳纖維，航空證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 37 航天、風電領域碳纖維單價分別為 72、16.8 美元/kg，體育休閑及其他碳纖維單價為 27.6美元/kg，建筑和壓力容器領域碳纖維單價為 24美元/kg，汽車、混配模成型和碳碳復材領域碳纖維單價為 21.6 美元/kg。 表表 14：國內國內碳纖維市場測算碳纖維市場測算 2021A 2022E 2023E 2024E 2025E 航空航天碳纖維需求（噸） 2000 2398 2862 3162 3462 航空航

111、天市場空間（億元） 9.58 11.48 13.70 15.14 16.58 風電葉片碳纖維需求（噸） 22546 28517 37828 48012 83359 風電葉片市場空間（億元） 25.19 31.86 42.26 53.64 93.13 體育休閑碳纖維需求（噸） 26923 28269 29683 31167 32725 體育休閑市場空間（億元） 49.41 51.89 54.48 57.20 60.06 汽車碳纖維需求（噸） 2462 2708 2979 3277 3605 汽車市場空間（億元） 3.54 3.89 4.28 4.71 5.18 壓力容器碳纖維需求（噸） 3000

112、 4768 5630 6683 7993 壓力容器市場空間（億元） 4.79 7.61 8.99 10.67 12.76 混配模成型碳纖維需求（噸） 4615 5077 5584 6143 6757 混配模成型市場空間（億元） 6.63 7.29 8.02 8.82 9.71 碳碳復材碳纖維需求（噸） 3609 5938 7181 7605 8403 碳碳復材市場空間（億元） 5.18 8.53 10.32 10.92 12.07 建筑碳纖維需求（噸） 3846 4231 4654 5119 5631 建筑碳纖維市場空間（億元） 6.14 6.75 7.43 8.17 8.99 其他碳纖維需求

113、（噸） 5045 5550 6104 6715 7386 其他市場空間（億元） 9.26 10.19 11.20 12.32 13.56 總計碳纖維需求（噸） 74046 87455 102506 117883 159320 總計市場空間（億元） 119.71 139.49 160.68 181.60 232.02 資料來源： 基于工程經濟學評估的風力機葉片長度設計 ，北極星風力發電網，CPIA，隆基綠能公告，前瞻經濟學人，大連連城數控機械有限公司官網，北極星太陽能光伏網，中國光伏（2021 年版）產業發展路線圖，金博股份公告，智研咨詢， 軍機 + 航天航空 + 風電，讓碳纖維派上大用場 ，

114、民用飛機中國市場預測（2021-2040） ，中國商飛，立鼎產業研究網，中國發展改革委員會，寧波材料所，國際氫能網，IT 之家，高工氫電，北極星儲能網，賽奧碳纖維，國海證券研究所預測 注：以 1 美元=6.65 人民幣進行換算 證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 38 圖圖 53：2025 年年國內碳纖維需求結構預計（萬噸）國內碳纖維需求結構預計（萬噸） 圖圖 54：2025 年年國內碳纖維市場結構預計（億元）國內碳纖維市場結構預計（億元） 資料來源： 基于工程經濟學評估的風力機葉片長度設計 ，北極星風力發電網，CPIA，隆基綠能公告，前瞻經濟學人，大連連城數控機械有限公司官網，北極星

115、太陽能光伏網，中國光伏（2021 年版）產業發展路線圖，金博股份公告，智研咨詢，軍機 + 航天航空 + 風電，讓碳纖維派上大用場 ， 民用飛機中國市場預測（2021-2040） ，中國商飛，立鼎產業研究網，中國發展改革委員會，寧波材料所，國際氫能網，IT 之家，高工氫電，北極星儲能網，賽奧碳纖維，國海證券研究所 資料來源： 基于工程經濟學評估的風力機葉片長度設計 ，北極星風力發電網，CPIA，隆基綠能公告，前瞻經濟學人，大連連城數控機械有限公司官網，北極星太陽能光伏網，中國光伏（2021 年版）產業發展路線圖，金博股份公告，智研咨詢，軍機 + 航天航空 + 風電，讓碳纖維派上大用場 ， 民用飛

116、機中國市場預測（2021-2040） ，中國商飛，立鼎產業研究網，中國發展改革委員會，寧波材料所，國際氫能網，IT 之家，高工氫電，北極星儲能網，賽奧碳纖維，國海證券研究所 圖圖 55：2021-2025 年年國內國內碳纖維需求碳纖維需求預計預計 圖圖 56：2021-2025 年年國內國內碳纖維市場規模碳纖維市場規模預計預計 資料來源： 基于工程經濟學評估的風力機葉片長度設計 ，北極星風力發電網，CPIA，隆基綠能公告，前瞻經濟學人，大連連城數控機械有限公司官網，北極星太陽能光伏網，中國光伏（2021 年版）產業發展路線圖，金博股份公告，智研咨詢， 軍機 + 航天航空 + 風電，讓碳纖維派上

117、大用場 ， 民用飛機中國市場預測（2021-2040） ，中國商飛，立鼎產業研究網，中國發展改革委員會，寧波材料所，國際氫能網，IT 之家，高工氫電，北極星儲能網，賽奧碳纖維，國海證券研究所 資料來源： 基于工程經濟學評估的風力機葉片長度設計 ，北極星風力發電網，CPIA，隆基綠能公告，前瞻經濟學人，大連連城數控機械有限公司官網，北極星太陽能光伏網，中國光伏（2021 年版）產業發展路線圖，金博股份公告，智研咨詢， 軍機 + 航天航空 + 風電，讓碳纖維派上大用場 ， 民用飛機中國市場預測（2021-2040） ，中國商飛，立鼎產業研究網，中國發展改革委員會，寧波材料所，國際氫能網，IT 之家

118、，高工氫電，北極星儲能網，賽奧碳纖維，國海證券研究所 3、 供給：供給：技術進步跨越低達產率階段，技術進步跨越低達產率階段，國內國內頭部頭部證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 39 公司大規模擴產公司大規模擴產 碳纖維產業發展形成碳纖維產業發展形成大絲束大絲束、小絲束兩種技術路線小絲束兩種技術路線與與標準模量標準模量、中高模量兩個中高模量兩個割裂市場割裂市場。國際碳纖維行業發展始于 20 世紀 60 年代以日本和英國為主導的實驗室技術開發，至 70 年代應用于體育休閑與航空航天結構件。80 年代碳纖維在商業飛機領域應用實現重大突破，單線產能達到千噸每年，東麗公司開發完成了大部分現有產品

119、型號。90 年代卓爾泰克開始研發并推進低成本大絲束在工業領域的應用，形成了高性能小絲束和低成本大絲束兩種技術路線，同時碳纖維行業開始了大規模并購整合，進入平穩發展期，至 21 世紀 10 年代碳纖維的應用急劇擴大，產業進一步整合。國內碳纖維行業早期在實驗室進行技術研發產量較低，技術引進持續受到封鎖限制，一直未能實現大規模工業化生產，至20 世紀 90 年代基本停滯。21 世紀世紀初初歐美對中國歐美對中國 T300 以上采取禁運措施，國以上采取禁運措施，國內碳纖維內碳纖維企業大干快上企業大干快上，將實驗室技術簡單放大將實驗室技術簡單放大擴充產能，整體擴充產能，整體效果不佳效果不佳。21世紀 10

120、年代以來國內碳纖維企業由 40余家逐漸變為 10余家，具備核心工藝技術的企業獲得了較大的發展，形成了國內中高模量產品自產，標準模量與國際巨頭充分競爭的市場格局。 圖圖 57：碳纖維行業發展史碳纖維行業發展史 資料來源：賽奧碳纖維， 美國卓爾泰克公司炭纖維的發展 ，國海證券研究所 3.1、 跨越低達產率階段，國產碳纖維開啟產能擴跨越低達產率階段，國產碳纖維開啟產能擴張張 國內企業達產率已趨近國際水平，國內企業達產率已趨近國際水平，2021年經年經產能擴張產能擴張全球占比已達全球占比已達 30.6%。過去中國碳纖維行業達產率低的現象比較嚴重，產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

121、，大部分企業尚達不到T300的水平，產品技術含量低、質量較差。近些年隨著自主研發的突破產能利用率不斷上升，已經從2015年的 10.5%達到了 2020年的 51.2%，2021年達產率略有下滑主要系吉林化纖、中復神鷹、新創碳谷的產能建設完成是在下半年或年底，正常生產時間不足所致。從 2020 年來看，正常開車的企業達產率通常在 65%以上，甚至有些企業已經達到 90%。在達產率方面已經跨越了低達產率的歷史階段，趨近國際水平，經 2021 年產能擴張全球占比已達 30.5%。 1959日本大阪工業試驗所近藤昭男發明PAN基碳纖維制備技術1964英國皇家航空研究所研制出PAN基高模量碳纖維197

122、0東麗碳纖維首次在民用貨機B707擾流板使用1969英國Hawker的鷂式飛機AV8B機翼與機身開始使用碳纖維1972Olympic公司使用東麗碳纖維制造魚竿1972美國使用碳纖維制造高爾夫球桿1962長春應用化學所開展聚丙烯腈基碳纖維的研制1975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19821984上海碳素廠試圖引進美國Hitco碳化設備被美國國防部否決1986吉林化學工業公司引進英國RK公司年產100噸（12K） 的碳化線，1990年經多次試車碳化爐仍無法開車198

123、4東麗研制成功高強中模碳纖維T8001989東麗研制成功中強高模碳纖維M601994卓爾泰克開始在大絲束領域開展研制開發19世紀80年代臺灣臺塑與Hitco公司合作，進入碳纖維行業2001師昌緒先生給江澤民主席寫了關于加速開發高性能碳纖維的請示報告2007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議2014東麗收購卓爾泰克，研制成功高強中模T1100G及其預浸料2014空客A350交付卡塔爾航空，碳纖維復合材料占比53%證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 40 圖圖 58：中國碳纖維產能中國碳纖維產能與全球產能占比與全球產能占比 圖圖 59：中國碳纖維達產率不斷接近

124、國際水平中國碳纖維達產率不斷接近國際水平 資料來源：賽奧碳纖維，國海證券研究所 資料來源：賽奧碳纖維，國海證券研究所 注：產能按照 12K 口徑統計，與實際產量存在一定誤差，但也能一定程度上反映產能利用率水平 圖圖 60：2021 年年碳纖維行業主要公司產能碳纖維行業主要公司產能（萬噸）（萬噸） 資料來源：賽奧碳纖維，國海證券研究所 碳纖維景氣度走高，國際巨頭進行了一定的產能擴張碳纖維景氣度走高，國際巨頭進行了一定的產能擴張。碳纖維行業目前產能集中度較高，2021 年 CR5 為 57.1%。在全球需求的持續增長下，國際巨頭也進行了一定的產能擴張。東麗旗下卓爾泰克繼 2021年 6月碳纖維產能

125、由 1萬噸擴張到 1.3萬噸后，于 11月 18日宣布注資 1.3億美元擴張產能至 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 2500 噸碳纖維生產線，預計將于 2022 年建成投產達到 6500 噸總產能，遠期計劃 2028 年達到 2.4萬噸總產能。 國內國內碳纖維企業碳纖維企業持續持續擴產擴產，或改變世界碳纖維產能格局，或改變世界碳纖維產能格局。2021 年國內企業吉林化纖集團碳纖維產能增長近 1.6 萬噸(含收購江城的產能)，常州新創碳谷新建產能 6000 噸，中復神鷹擴產 8000 噸（含老廠產能調整） ，浙江寶旌擴產 2000 噸，整體擴

126、產近 3.2 萬噸。 證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 41 圖圖 61：全球碳纖維產能及后續擴產計劃全球碳纖維產能及后續擴產計劃 資料來源：賽奧碳纖維，國海證券研究所 3.2、 規?；幠；?、技術改進、技術改進與與設備設備國產化國產化驅動成本優驅動成本優化化 碳纖維碳纖維行業行業規模效應顯著，產能擴張可有效降低單位規模效應顯著，產能擴張可有效降低單位生產生產成本成本。碳纖維生產成本主要包括原絲生產成本和碳化成本，生產1kg碳纖維需要消耗2.1至2.2kg原絲。原絲生產成本主要包括原材料成本、能源成本、人工成本和制造成本，碳纖維生產成本構成也類似。據PAN 基碳纖維制備成本構成分析及

127、其控制探討2010，某 1100 噸/年原絲產線單位成本為 4.784 萬元/噸，規模上升至 3500 噸/年時單位成本可下降至為 3.807 萬元/噸。據 ORNLLow Cost Carbon Fiber Overview2011，碳纖維產線規?；梢允沟锰祭w維生產總成本降低2.03美元/磅，規?；当菊荚偝杀颈壤蛇_ 21%。 證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 42 圖圖 62：某某 1100 噸噸/年原絲產線生產成本構成（萬元年原絲產線生產成本構成（萬元/噸）噸） 資料來源： PAN 基碳纖維制備成本構成分析及其控制探討 ，國海證券研究所 圖圖 63：碳纖維規?；俺杀緲嫵?/p>

128、（美元碳纖維規?；俺杀緲嫵桑涝?磅磅） 圖圖 64：碳纖維規?；蟪杀緲嫵桑涝祭w維規?；蟪杀緲嫵桑涝?磅磅） 資料來源：ORNL，國海證券研究所 資料來源：ORNL，國海證券研究所 碳纖維碳纖維工藝復雜工藝復雜生產壁壘高生產壁壘高，技術優化技術優化可有效降低單位可有效降低單位生產生產成本成本。碳纖維生產主要分兩步：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 PAN 線性分子鏈轉化為耐熱的梯形結構，使其在高溫碳化時不熔不燃和保持纖維形態；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

129、碳纖維降本通常以降本通常以“新原料新原料”、“新技術新技術”和和“新工藝新工藝”為方向為方向，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。例如中復神鷹大規模應用的干噴濕紡工藝具有紡絲速度快、碳化時間短、生產效率高等優點，在高性能小絲束碳纖維生產方面有效降低了成本，榮獲 2017 年國家科技進步一等獎。 證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 43 圖圖 65：干噴濕紡工藝干噴濕紡工藝 資料來源： 高性能碳纖維原絲與干噴濕紡 國內國內碳纖維廠家碳纖維廠家及設備商逐漸

130、掌握及設備商逐漸掌握核心核心工藝技術，工藝技術，國產化國產化有望有望降低設備投資降低設備投資。碳纖維進口設備價格通常為國產設備 3-5 倍。絕大部分歐美設備廠家對碳纖維的工藝、生產與維護的理解并不深入，主要是因為碳纖維生產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自己的技術經驗進行一定的改造，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。國內碳纖維廠家通國內碳纖維廠家通過多年使用歐美設備，過多年使用歐美設備，自行改造解決自行改造解決大量工藝適配性大量工藝適配性問題，有些逐漸問題，有些逐漸成為了設成為了設備專家備

131、專家。據光威復材、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設備的設計、制造和安裝以及生產線的建設的能力，可自產氧化爐、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自主研發投入，已經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，2020 年初順利交付韓國2000噸級碳纖維生產線預氧爐設備，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。 圖圖 66：精功科技碳化線預氧爐精功科技碳化線預氧爐 圖圖 67：精功科技碳化線低碳爐精功科技碳化線低碳爐 資料來源：精功科技官網 資料來源：精功

132、科技官網 以風電拉擠板為例，碳纖維與復材制造以風電拉擠板為例，碳纖維與復材制造一體化有望一體化有望節省節省卷繞及放卷工序成本卷繞及放卷工序成本。據賽奧碳纖維分析，碳纖維生產與后續應用過程中會經歷卷繞與放卷的過程，放卷過程中絲束在紗錠上往復行走會造成預浸料制備過程中分絲梳上的毛絲與毛團間隙、疊絲以及絲束預浸帶的絲寬變化等問題。在風電領域用量足夠時可證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 44 采取定制化風電拉擠板碳化生產線，原絲碳化后直接進行拉擠板生產，不僅可以節省卷絲和放卷的成本，而且絲束沒有經歷收卷與放卷過程的傷絲，能夠使力學性能達到最好的狀態。 丙烯腈丙烯腈為大宗化工原料為大宗化工原料

133、，油劑已實現國產化，油劑已實現國產化，碳纖維生產無碳纖維生產無原材料進口依賴原材料進口依賴。生產碳纖維原絲所用原材料主要是丙烯腈和油劑。2020 年全球碳纖維需求10.686 萬噸，按照丙烯腈生產碳纖維比例 2.2：1 計算，僅占全球丙烯腈產能788.4 萬噸的 2.98%。碳纖維原絲的工藝主要分為紡絲原液的聚合和原絲的紡制過程，其中油劑使用在紡絲上油過程中。油劑質量和上油工序直接影響原絲和碳纖維的質量，據索式萃取法測定聚丙烯腈原絲的含油率測量，碳纖維原絲的油劑重量占比約 1.2%。 缺陷是制約拉伸強度的主要因素，缺陷是制約拉伸強度的主要因素，油劑和合理的上油工序有助于油劑和合理的上油工序有助

134、于防止防止表面缺陷表面缺陷。碳纖維的各類缺陷中其表面缺陷約占 90%。質量好的油劑和合理的上油工序是防止產生表面缺陷的有效手段，對提高碳纖維強度的貢獻率為 0.51GPa，東麗在 T1000 的 8 項授權專利中紡絲油劑的占了 5 項。國內 2000 年以后才開展了大量碳纖維油劑的研究，但是截至目前能批量應用的油劑體系與國外仍有一定差距。據中復神鷹公告，中復神鷹自主研發油劑與上油工藝，具備多項相關專利，與油劑供應商連云港長運紡織材料有限公司簽訂了戰略協議。據 “高性能碳纖維用油劑和，上漿劑研究開發及應用項目”通過鑒定 ，2019 年 4 月 26日吉林化工學院與吉林乾仁新材料有限公司聯合開展的

135、“高性能碳纖維用油劑和上漿劑研究開發及應用項目”在吉林通過中國紡織工業聯合會組織的鑒定。由中國科學院趙東元院士、陳小明院士、江雷院士以及中國工程院孫晉良院士等組成的鑒定委員會認為，該項目總體技術達到國際同類先進水平，有望解決中國碳纖維生產助劑依賴進口的局面。 圖圖 68：2021 年年丙烯腈下游應用占比丙烯腈下游應用占比 圖圖 69：一種一種油槽浸漬法上油控制系統油槽浸漬法上油控制系統 資料來源：華經產業研究院，國海證券研究所 資料來源： 全流程角度探討 PAN 基碳纖維油劑的開發及應用 ，國海證券研究所 3.3、 如何看如何看競爭要素與競爭要素與格局格局演變？演變？ 碳纖維上游原料丙烯腈碳纖

136、維上游原料丙烯腈生產裝置主要集中在中石化和中石油所屬企業生產裝置主要集中在中石化和中石油所屬企業，碳纖維，碳纖維證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 45 企業就近建設有利于降低運輸成本企業就近建設有利于降低運輸成本。據華經情報網，中石化的丙烯腈產能合計為 86 萬噸，全國占比約 34.8%；中石油的產能為 70 萬噸，全國占比約 28.3%；民營企業江蘇斯爾邦石化、山東海江化工和浙江石化，丙烯腈生產能力分別為52 萬噸、13 萬噸和 26 萬噸，合計全國占比約 36.8%。工業用丙烯腈為易燃、劇毒危險品，據以積極的態度解決丙烯腈的運輸問題 ，以丙烯腈為主要原料的腈綸廠約有 85%與上游

137、石化的丙烯腈生產廠建在一起，便于運輸的同時可有效節省運輸成本。從碳纖維產能分布來看，吉林化纖集團所在的吉林市有丙烯腈年產能 42 萬噸，中復神鷹所在的連云港市有丙烯腈年產能 52 萬噸，上海石化計劃擴產大絲束所在地上海有丙烯腈年產能 52 萬噸，中復神鷹西寧碳纖維擴產項目原料來自同屬甘河工業園的青海大美煤業的丙烯腈項目。 圖圖 70：國內碳纖維產業鏈國內碳纖維產業鏈 原料設備丙烯腈中石油中石化江蘇斯爾邦石化浙江石化山東海江化工原絲預氧化爐意大利MAE日本川崎重工德國埃森曼美國DESPETCH美國LITZLER臺灣聚川威海拓展中復神鷹中簡科技精功科技碳纖維原絲中間材料復合材料下游應用光威復材中簡

138、科技恒神股份中復神鷹吉林化纖吉林國興浙江寶旌光威復材中簡科技恒神股份中復神鷹浙江寶旌碳纖維織物預浸料光威復材中簡科技恒神股份江蘇奧盛光威復材恒神股份江蘇奧盛碳化爐德國埃森曼德國音斯楚特美國哈泊美國LITZLER臺灣聚川威海拓展中復神鷹中簡科技精功科技中航高科威海光威中復神鷹江蘇恒神新萬興山東江山浙江寶旌航空航天風電中國商飛中航工業維斯塔斯TPI中材科技時代新材明陽風電中復連眾重通葉片壓力容器中復科金浙江凱博江蘇中盛上海高壓南京寶色山東環日碳碳熱場金博股份中天火箭隆基股份體育休閑威海光威飛鴿車業喜德盛李寧上海永久 資料來源：新材料在線，國海證券研究所 表表 15：2020 年國內丙烯腈產能分布年

139、國內丙烯腈產能分布 公司名稱 產能（萬噸） 裝置地點 中石化上海賽科石油化工有限責任公司 52 上海市金山區 江蘇斯爾邦石化有限公司 52 江蘇省連云港市 中石油吉林石化公司丙烯腈廠 42 吉林市吉林市 浙江石油化工有限公司 26 浙江舟山 中石化安慶石化腈綸有限公司 21 安徽省安慶市 中石化山東科魯爾 13 山東省東營市 山東海江化工有限公司 13 山東省淄博市 中石油撫順石油化工公司 9 遼寧省撫順市 中石油大慶石化分公司 8 黑龍江省大慶市 中石油大慶煉化分公司 8 黑龍江省大慶市 中石油蘭州石化分公司 3 甘肅省蘭州市 合計 247 資料來源：華經情報網，國海證券研究所 高性能碳纖維

140、企業通常覆蓋設備、原絲、碳纖維、中間材料等多個產業環節。高性能碳纖維企業通常覆蓋設備、原絲、碳纖維、中間材料等多個產業環節。世界領先的碳纖維企業在設備端通常采用自主設計、委托加工，或者購買標準設備、自行改造的模式，歐美絕大多數設備廠家對碳纖維的工藝、生產和維護證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 46 理解并不深入，同時由于碳纖維用途及客戶的敏感性，國外對中國進行了嚴格的技術封鎖，碳纖維高端生產設備的進口也受到嚴格限制，國內國內具備高性能碳具備高性能碳纖維生產能力的企業纖維生產能力的企業通常走通常走設備自制設備自制路線路線。 表表 16：高性能高性能碳纖維碳纖維企業企業設備供應情況設備供

141、應情況 公司 主要產品等級 設備供應情況 光威復材 T300、T700、T800 全資子公司光威精機 中簡科技 T700 聚合釜、紡絲機等核心工藝設備由關聯方江蘇鷹游獨供 中復神鷹 T700 98%以上為自主研發設計和國內制造 資料來源：光威復材公告，中簡科技公告，中復神鷹公告，國海證券研究所 當前當前國內國內航空航天航空航天復合材料主要以高強型碳纖維復合材料主要以高強型碳纖維應用為主，應用為主，未來未來有望有望升級至升級至高高強中模碳纖維強中模碳纖維為主為主，不同耐溫級別及韌性的復合材料或依賴于不同耐溫級別及韌性的復合材料或依賴于樹脂基體樹脂基體研發研發。據航空工業復合材料技術中心國產高強中

142、模碳纖維及其增強高韌性樹脂基復合材料研究進展 ，20 世紀 90 年代以后發展的新機型（如 F-22，F-35，B-2，CH-53K，B777，B787，A380，A400M，A350 等）主要應用高強中模碳纖維，高強型碳纖維應用在一些次承力結構中，國內應用的航空航天復合材料主要以高強型碳纖維增強復合材料為主，未來相當長一段時間內高強中模碳纖維將在航空結構復合材料中占據絕對主導的地位。以耐溫級別為標準，航空碳纖維增強樹脂基復合材料可分為中溫、中高溫和高溫復合材料，主要對應的為環氧、雙馬、聚酰亞胺樹脂基體等熱固性樹脂。以復合材料的沖擊后壓縮強度（CAI）為劃分標準，航空碳纖維復合材料可分為基礎型

143、、第一代韌性復合材料、第二代韌性復合材料和第三代韌性復合材料，如高溫固化環氧樹脂基復合材料就經歷了基礎型、第一代韌性、第二代韌性和第三代韌性樹脂基體的發展過程。 圖圖 71：高強中模與高強型碳纖維環氧樹脂基復合材高強中模與高強型碳纖維環氧樹脂基復合材料力學性能對比料力學性能對比 圖圖 72：高強中模與高強型碳纖維雙馬樹脂基復合材高強中模與高強型碳纖維雙馬樹脂基復合材料力學性能對比料力學性能對比 資料來源： 國產高強中模碳纖維及其增強高韌性樹脂基復合材料研究進展 資料來源： 國產高強中模碳纖維及其增強高韌性樹脂基復合材料研究進展 航空航天等航空航天等高附加值領域碳纖維高附加值領域碳纖維性能或為主

144、要競爭要素性能或為主要競爭要素。據中簡科技招股書，核心客戶 A 和核心客戶 B 進行型號應用評價主要涉及拉伸強度、拉伸模量、斷裂伸長率、面密度及上述指標相應的離散系數，與國產樹脂基體的復合性等。據碳纖維復絲拉伸強度穩定性評價指標研究 ，使用碳纖維制作筒體復合材料時，其強度最小值的點會成為復合材料的最薄弱點，在受到載荷時最先發生破證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 47 壞，因此碳纖維的離散系數或對復合材料的性能有較大影響。據碳纖維表面改性技術研究進展 ，碳纖維的表面光滑且無活性基團，呈現出物理與化學惰性，進而導致碳纖維增強復合材料界面結合力弱，發生界面脫粘和纖維拔出現象，導致復合材料實

145、際應用強度遠低于理論強度，通?？刹捎猛繉痈男?、氧化改性、聚合改性等方式，提高碳纖維的樹脂親和性。 圖圖 73：中簡科技中簡科技 ZT7 系列拉伸強度離散系數對比系列拉伸強度離散系數對比 圖圖 74：中簡科技中簡科技 ZT7 系列彈性模量離散系數對比系列彈性模量離散系數對比 資料來源：中簡科技招股書 資料來源：中簡科技招股書 據 SGL，碳纖維使用其研發的 T140 上漿劑與 PA6 樹脂結合的緊密性較使用E100 上漿劑有明顯改善。 圖圖 75：碳纖維采用碳纖維采用 E100 上漿與上漿與 PA6 復合微觀結構復合微觀結構 圖圖 76：碳纖維采用碳纖維采用 T140 上漿與上漿與 PA6 復合

146、微觀結構復合微觀結構 資料來源：SGL 資料來源：SGL 對比東麗與對比東麗與 SGL，開展高性能碳纖維復材業務開展高性能碳纖維復材業務或需具備優秀的樹脂體系?；蛐杈邆鋬炐愕臉渲w系。據中國商飛官網披露，波音 787 所用日本東麗研發的第三代增韌環氧復合材料T800S/3900-2B，其碳纖維 T800S與基材 3900-2B均為東麗自研。據中科院寧波材料所特種纖維事業部，2019年 12月 Solvay公司和德國碳纖維制造商 SGL宣布達成聯合開發協議，將第一批 50k 大絲束、中等模量的碳纖維復合材料推向民用航空市場，其中碳纖維采用 SGL 公司提供的大絲束中等模量碳纖維和Solvay 公

147、司所提供的樹脂體系。 證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 48 圖圖 77：Solvay 公司公司 PRISM EP2410 樹脂體系加工工藝樹脂體系加工工藝 資料來源：Solvay 標準模量碳纖維標準模量碳纖維領域領域主要競爭要素主要競爭要素或為或為成本成本，大絲束或為主要降本技術路線，大絲束或為主要降本技術路線。據賽奧碳纖維，以目前技術水平看大絲束(巨絲束) 是主要的降本思路，東麗旗下 ZOLTEK 的碳纖維在售價 13 美元/公斤時依然可以有不錯的毛利，據 ORNLLow cost textile-grade carbon-fiber epoxy composites for a

148、utomotive and Wind energy applications2020，由紡織級聚丙烯腈原絲制成的巨絲束（450-600k）碳纖維成本可達每公斤11美元左右。因此我們判斷國產碳纖維降本可期，有望通過降本滿足風電領域的大規模應用，據 SGL，其 SIGRAFIL C T50-4.8/280 牌號 50K 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，因此我們判斷國產大絲束未來性能有望提升至 T700 以上，或會在性能要求相對不高但成本敏感的小絲束應用領域形成競爭。 圖圖 78：SGL SIGRAFIL系列碳纖維系列碳纖維 資

149、料來源：SGL 腈綸工業基礎是發展腈綸工業基礎是發展大絲束大絲束碳纖維碳纖維的前提，國內的前提，國內具備腈綸工業基礎的具備腈綸工業基礎的主要有吉主要有吉林化纖和上海石化兩家。林化纖和上海石化兩家。大絲束產業鏈方面原絲設備有較多進口，國內企業會參與前期設計、設備生產及后端安裝、調試全流程，且設備中多數組件在國內企業加工，2016 年 5 月，國產 48K 大絲束原絲工業化試驗正式開展，到 2018年 3 月，我國成功試制出 48K 大絲束碳纖維，并掌握工藝全流程。 證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 49 產能擴張產能擴張方面我們認為方面我們認為產品達標周期產品達標周期或為或為關鍵關鍵要

150、素要素。據賽奧碳纖維，建設一條完整的 12K年產 1600噸碳纖維產線需要投入 2.5億元。碳纖維產能建設主要經歷 5 個階段，分別是建設期、試生產、穩定期、達標期、滿意期，各個階段不同廠家建設周期不同，各個周期之間產品售價也有一定差異。建設周期不同的主要原因是廠家的系統工程能力不同，主要體現在整線工藝布置的合理性與設備的穩定性。工藝和設備的整改會消耗大量時間，尤其是解決工藝和設備的適配性問題，通常國際水平是 1214 個月進入達標期，滿足 A等品超過 90%和生產成本達標。國內絕大部分碳纖維企業均經歷過長期處于試生產與穩定期產品難以達標的痛苦時期，甚至有 7 年虧完所有固定資產的案例，因此我

151、們更看好因此我們更看好具備核心工藝技術的廠家擴產具備核心工藝技術的廠家擴產。 表表 17：碳纖維產能建設周期碳纖維產能建設周期 名稱 描述 周期（月） 成本 收益 建設期 廠房建設、安裝調試 5-15 人工+折舊 無 試生產 投料、工藝設備調整 3-6 全成本 90-200 噸等外品，無法銷售 穩定期 生產正常，主要性能達標，但品質穩定性差 6-24 全成本 全產能 B/C 等品，B 等 80 元/kg、C 等50 元/kg 達標期 工藝性能積累提升 24-36 全成本 全產能 A 等品，110 元/kg 滿意期 客戶滿意愿意支付好價格 長期 全成本 最好收益，120 元/kg 資料來源：賽奧

152、碳纖維，國海證券研究所 擴產與降本均順利條件下，未來幾年碳纖維供需或擴產與降本均順利條件下，未來幾年碳纖維供需或較為較為平衡平衡。據賽奧碳纖維，2022 年已經宣布并在進行中的擴產中，計劃 2022 年完成的包括吉林化纖集團2.7 萬噸、新創碳谷 1.2 萬噸、光威包頭 4000 噸, 計劃 2023 年完成的包括浙江寶旌 2.1 萬噸，中復神鷹 1.4 萬噸,上海石化 1.2 萬噸，即 2022 年計劃完成擴產4.3 萬噸，2023 年計劃完成擴產 4.7 萬噸。暫不考慮 2024 年的擴產，考慮到從試生產到穩定期時間不確定，若擴產順利同時降本速度較快能夠滿足風電等領域大規模應用，則整體供需

153、或較為平衡，但需關注國際巨頭在標準模量領域的競爭。 圖圖 79：碳纖維供需測算碳纖維供需測算 資料來源：賽奧碳纖維，國海證券研究所 證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 50 4、 碳纖維行業推薦標的碳纖維行業推薦標的 4.1、 精功科技：碳化設備龍頭，具備碳化線成套精功科技：碳化設備龍頭，具備碳化線成套設備交鑰匙能力設備交鑰匙能力 精功科技精功科技為為民營民營碳纖維碳化設備龍頭碳纖維碳化設備龍頭，自2013年啟動碳纖維生產線項目，通過與歐洲設備商合作，集成意大利和德國核心設備的方式，于2015年推出千噸以上 12K 和 24K 原絲碳化線，在實控人精功集團全資子公司浙江精業新興材料（現

154、歸屬寶武鋼鐵）實現了碳化線銷售。目前公司已成功交付使用 9 套碳化線，并在韓國 2000 噸級碳纖維生產線上實現了預氧爐設備的出口。 表表 18：精功科技碳化線重大合同統計精功科技碳化線重大合同統計 公告時間 2015.10.29 2017.2.17 2017.11.29 2020.4.3 2020.12.19 2020.12.19 2021.10.9 2021.10.16 合同金額 2.59 億 2.25 億 2.25 億 1.83 億 6.5 億 0.3 億 3.3 億 6.5 億 簽約對象 浙江精業新興材料 吉林精功碳纖維 吉林精功碳纖維 吉林精功碳纖維 吉林國興碳纖維 - 新疆隆炬新材

155、料 吉林國興碳纖維 交付內容 1 套千噸碳化線 1 套大絲束碳化線 1 套大絲束碳化線 1 套大絲束碳化線 4 條碳化線 1 條碳化線 2 套碳化線 4 套大絲束碳化線 交付情況 已交付 已交付 已交付 已交付 已交付 已交付 實施中 實施中 資料來源：精功科技公告，國海證券研究所 圖圖 80：精功科技營業收入構成精功科技營業收入構成 資料來源：Wind，國海證券研究所 證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 51 圖圖 81：精功科技精功科技營業收入情況營業收入情況 圖圖 82：精功科技歸母凈利潤情況精功科技歸母凈利潤情況 資料來源：Wind，國海證券研究所 資料來源：Wind，國海證券

156、研究所 吉林化纖、浙江寶旌與新疆隆炬擴產吉林化纖、浙江寶旌與新疆隆炬擴產有望有望提供超提供超 20 億元市場空間。億元市場空間。精功科技2021 年碳纖維成套生產線營收達 7.49 億元，同比增長 261.13%。2021 年主要毛利潤來自碳纖維碳化線的 2.42 億元，2021 年公司累計完成 6 條碳纖維生產線交付，簽署了 10 條碳纖維生產線的銷售合同（目前正在履行中） ，產品得到市場的高度認可，并正在逐步“進口替代”。精功科技長期合作方吉林化纖與浙江寶旌計劃擴產 7.8萬噸，以及新疆隆炬計劃擴產 5萬噸碳化產能（正在實施 2套碳化線合同） ，按照 2020 年精功科技大絲束 2500

157、噸年產能碳化線 1.65 億元合同額計算，具備 20 億元以上市場空間。 4.2、 光威復材：光威復材：全產業鏈龍頭，全產業鏈龍頭，碳纖維碳纖維與碳梁業與碳梁業務同步擴產務同步擴產 光威復材為光威復材為民營民營碳纖維全產業鏈龍頭碳纖維全產業鏈龍頭，具備碳纖維生產線及關鍵設備、預浸料生產線以及復合材料成型設備等自主設計與制造能力，主要產品包括碳纖維及織物、預浸料、碳梁等，軍品方面光威復材具有日本東麗性能相當的碳纖維產品，民品方面以碳梁為主，占維斯塔斯份額約 30%。目前光威復材正在擴充碳纖維與碳梁產能，有望在需求高景氣中進一步成長。 證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 52 圖圖 83：

158、光威復材營業收入構成光威復材營業收入構成 資料來源：Wind，國海證券研究所 圖圖 84：光威復材光威復材營業收入情況營業收入情況 圖圖 85：光威復材歸母凈利潤情況光威復材歸母凈利潤情況 資料來源：Wind，國海證券研究所 資料來源：Wind，國海證券研究所 證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 53 表表 19：光威復材產能建設情況光威復材產能建設情況 產品 當前產能（年） 2021 年產能利用率 在建產能 投產情況 碳梁 10200 千米 83.14% 1700 千米 預計 2022 年投產 預浸料 1375 萬平方米 58.42% 85 萬平方米 已經建設完成，待驗收后投入使用

159、碳纖維 2655 噸 78.41% 5030 噸 內蒙古光威低成本碳纖維項目規劃產能 1 萬噸，一期在建產能 4000 噸，預計 2022 年建成投產; 高性能碳纖維產業化項目在建 M55J 級纖維產能 30噸； 公司原有實驗線，用于“軍民融合高強度碳纖維高效制備技術產業化項目”募投項目技術論證和優化，將通過改造，用于生產 T700G/T800H 級碳纖維產品。 資料來源：光威復材 2021 年年報，國海證券研究所 光威復材光威復材 2021 年產能年產能利用率較高，公司利用率較高，公司適時擴產適時擴產。目前光威復材產能主要為高性能小絲束，碳梁業務采用購買碳纖維加工的方式，軍品碳纖維方面需求增

160、長穩定，公司 “軍民融合高強度碳纖維高效制備技術產業化項目”將通過改造用于生產 T700G/T800H 級碳纖維產品。據光威復材披露，產線改造完成后如果生產 T800H 級約有 700-800 噸的產能，如果生產 T700G 約有 1000 噸的產能。低成本碳纖維方面公司在內蒙古包頭九園工業區計劃建設 1 萬噸產能，生產包括 24k 在內的高級別碳纖維產品，定位主要是中高端市場氣瓶、熱場、建筑補強領域。據光威復材披露，包頭電價為 0.26 元/kwh，較威海電價 0.6-0.7元/kwh，在能源成本方面有較大節省空間，同時使用自供碳纖維毛利率有望提升。 圖圖 86：光威復材各業務毛利率情況光威

161、復材各業務毛利率情況 資料來源：Wind，國海證券研究所 4.3、 中簡科技中簡科技：專注：專注航空航天航空航天，產品附加值高，產品附加值高 中簡科技主營業務為軍用高性能碳纖維及織物，產品以中簡科技主營業務為軍用高性能碳纖維及織物，產品以 ZT7 系列（高于系列（高于 T700級）為主級）為主。據中簡科技公告，公司技術團隊核心成員具有公司控制權，均來自證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 54 山西煤化所，包含多名經實驗室研發、中試放大和工程化生產一線鍛煉成長起來的博、碩士和工程技術人員，2010 年 8 月建成的 50 噸/年（3K）高性能碳纖維生產線，公司生產設備 98%以上為自主研

162、發設計和國內制造。2012 年至2014 年，公司 ZT7 系列碳纖維通過航空航天產品定型轉入批量供貨，2015 年8 月，國內率先研制成功 ZT9 系列（T1000/T1100 級別）高強中模型碳纖維，2018 年 5 月 M55J 高強高模碳纖維通過科技部組織的課題驗收。 圖圖 87：中簡科技中簡科技營業營業收入構成收入構成 資料來源：Wind，國海證券研究所 圖圖 88：中簡科技中簡科技營業收入情況營業收入情況 圖圖 89：中簡科技中簡科技歸母凈利潤歸母凈利潤情況情況 資料來源：Wind，國海證券研究所 資料來源：Wind，國海證券研究所 證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 55

163、 表表 20：中簡科技產能及銷售情況統計中簡科技產能及銷售情況統計 2016 2017 2018 2019 2020 2021 產能(噸) 50 50 50 100 未提及 未提及 產量(噸) 68 63.29 45.29 90.61 114.08 未提及 銷量(噸) 71.18 56.31 44.37 79.86 116.16 156.06 產能利用率 90.58% 126.58% 136% 90.61% - - 銷售單價（萬元/噸） 2113.30089 3002.40013 4792.01345 2935.82269 3353.26618 211.3 300.2 479.2 293.6

164、335.3 263.9 資料來源：中簡科技招股說明書，國海證券研究所 注：產能為 3K 口徑，銷售單價按營收/銷量估算 中簡科技中簡科技上市募投的上市募投的300噸噸3K小絲束小絲束碳纖維產能建設碳纖維產能建設已已達到預達到預定定可使用狀態可使用狀態，后續幾年將根據不同市場的需求逐步滿產。據中簡科技投資者調研紀要，公司已掌握干噴濕紡和濕紡工藝，產業化選擇的是濕法紡絲。公司業務聚焦于軍用及民用高端碳纖維，具有產量低、單價高、毛利率高的特點。2021 年公司主營業務毛利率小幅下降，主要系公司與主要客戶經協商對產品價格下調所致。 圖圖 90：中簡科技各業務毛利率情況中簡科技各業務毛利率情況 資料來源

165、：Wind，國海證券研究所 4.4、 中復神鷹中復神鷹：干噴濕紡產業化，榮獲國家科技：干噴濕紡產業化，榮獲國家科技進步一等獎進步一等獎 中復神鷹中復神鷹屬于中國建材集團，以民品屬于中國建材集團，以民品 3K 至至 24K 小絲束小絲束碳纖維生產銷售為主碳纖維生產銷售為主，2020 年國內碳纖維產量國內占比達 20.98%，位居第二。公司碳纖維生產設備主要向關聯方江蘇鷹游定制采購，采用提出核心設備工藝技術要求，鷹游集團進行裝備設計制造的模式。2013 年，公司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，并放棄了濕法 T300 碳纖維生產

166、路線，目前已實現了干噴濕紡 400 米/分鐘產業化。公司碳纖維產品涵蓋了高強型、高強中模型、高強高模型等，已基本實現對行業龍頭日本東麗的主要碳纖維產品的對標，計劃研發下一代 T1100 級證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 56 碳纖維，拓展國內碳纖維航空航天領域市場，進一步提升公司經營業績。 圖圖 91：中復神鷹營業收入及毛利率中復神鷹營業收入及毛利率 資料來源：Wind，國海證券研究所 圖圖 92：中復神鷹營業收入情況中復神鷹營業收入情況 圖圖 93：中復神鷹歸母凈利潤情況中復神鷹歸母凈利潤情況 資料來源：Wind，國海證券研究所 資料來源：Wind，國海證券研究所 表表 21：中

167、復神鷹產能及銷售情況統計中復神鷹產能及銷售情況統計 2018 2019 2020 產能(噸) 3500 3500 3500 產量(噸) 2979.89 3342.15 3777.21 銷量(噸) 2734.94 3422.48 3761.14 產能利用率 85.14% 95.49% 107.92% 銷售單價（萬元/噸） 11.09 12.01 14.03 資料來源：中復神鷹招股書，國海證券研究所 中復神鷹毛利率的提升中復神鷹毛利率的提升或或主要受益于銷售單價上升主要受益于銷售單價上升與與單位成本下降單位成本下降。銷售方面，碳纖維市場需求快速增長產品供不應求，公司產品量價齊升；成本方面，主要原材

168、料丙烯腈的市場價格降幅較大，且產量提高有效地降低了單位產品分攤的證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 57 固定成本。另一方面按照連云港市大氣污染防治行動要求，2019 年來公司不再使用鍋爐自產蒸汽，改為對外直接采購蒸汽，對外采購的主要能源結構和種類發生變化，單位產品能源成本有一定增加。隨著全資子公司神鷹西寧擴產的萬噸碳纖維項目陸續投產，公司業績有望放量。 4.5、 吉林化纖：吉林化纖：粘膠長絲粘膠長絲龍頭龍頭依托一體化產業鏈依托一體化產業鏈大規模大規模布局碳纖維復材布局碳纖維復材 吉林化纖為全球粘膠吉林化纖為全球粘膠長絲龍頭，業務擴張大規模布局原絲碳化與碳纖維復材長絲龍頭，業務擴張大規

169、模布局原絲碳化與碳纖維復材，實控人為吉林市國資委。公司主營業務為粘膠長、短絲，俗稱人造絲和人造棉，業務模式為購買長絲棉漿粕與短絲漿粕原料，經粘膠制備、紡絲、后處理、后加工過程生產成品并銷售。2020 年吉林化纖粘膠長絲銷售收入 17 億元，粘膠短纖銷售收入 6.94 億元，合計占總收入 95.76%。2020 年粘膠長絲全球產能約21 萬噸/年左右，國內吉林化纖產能 8 萬噸/年（1 萬噸/年產能建設中） ，新鄉化纖產能 8 萬噸/年，宜賓絲麗雅產能約 5 萬噸/年，其他化纖企業因產能落后和環保等原因，已陸續退出了市場，未來也難有新進入者，競爭格局穩定。 2016 年至 2020 年吉林化纖持

170、續擴張粘膠長、短絲產能，2019 年前主要生產粘膠長絲，2020 年 12 萬噸粘膠短纖建成投產。公司持續籌資擴產，2019 年財務費用較 2018 年增長 8931 萬元，在收入增長的同時歸母凈利潤同比下降 31.3%。2020 年受新冠疫情因素影響，下游開工率嚴重不足，訂單減少需求大幅下滑，造成粘膠纖維價格探底，公司凈利潤大幅下降。隨著疫情得到控制，粘膠長絲市場價回暖，長期看粘膠長絲市場前景良好長期看粘膠長絲市場前景良好。粘膠短纖行業隨著近年來下游紡織出口需求下滑，供需嚴重失衡，處于產能過剩狀態，景氣度持續下行，2020年部分企業開始停產觀望，至四季度國內全面復工復產，市場開始反轉，粘膠短

171、纖行業周期上行延續到今年一季度。今年二季度后紡織市場轉淡，粘膠短纖價格有所下滑。公司粘膠短纖毛利率較低，今年上半年為 11.41%。 圖圖 94：吉林化纖營業吉林化纖營業收入構成收入構成 圖圖 95：吉林化纖粘膠長短絲產量情況吉林化纖粘膠長短絲產量情況 資料來源：Wind，國海證券研究所 資料來源：Wind，國海證券研究所 證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 58 圖圖 96：吉林化纖吉林化纖營業收入情況營業收入情況 圖圖 97：吉林化纖歸母凈利潤情況吉林化纖歸母凈利潤情況 資料來源：Wind，國海證券研究所 資料來源：Wind，國海證券研究所 圖圖 98：吉林化纖吉林化纖營業營業毛利

172、率毛利率情況情況 圖圖 99：粘膠長絲市場價情況粘膠長絲市場價情況 資料來源：Wind，國海證券研究所 資料來源：Wind，國海證券研究所 圖圖 100：粘膠短纖市場價情況粘膠短纖市場價情況 資料來源：Wind，國海證券研究所 證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 59 吉林化纖依托吉林市大絲束碳纖維產業鏈布局，大規模布局原絲碳化與碳纖維復材，2021年 10月 28 日，子公司吉林凱美克年產 600 噸 1K、3K碳纖維生產線開車成功。2021 年 11 月 4 日吉林化纖公告計劃通過非公開發行的方式募資12 億元用于 1.2 萬噸碳纖維復材項目的建設，產品主要用于風電葉片的生產，運用

173、路徑為碳纖維-拉擠成型-碳板，之后直接進入葉片的大總成的環節。公司預計該項目建成達產后，將形成年營業收入 15.4 億元，且毛利率有望高于光威復材外購碳纖維生產碳梁所獲得的 21%毛利率。定增完成后公司資產負債率會由 64.91%下降至 57%，同時有望在碳纖維行業獲得第二增長曲線。 4.6、 中航高科：碳纖維復材龍頭，遠期有望受益中航高科：碳纖維復材龍頭，遠期有望受益于國產于國產商用大飛機商用大飛機放量放量 中航高科中航高科是中國航空工業集團有限公司旗下上市公司，主要業務分為“航空新是中國航空工業集團有限公司旗下上市公司，主要業務分為“航空新材料”和“高端智能裝備”兩大板塊材料”和“高端智能

174、裝備”兩大板塊。公司擁有航空工業復材等 6 家子公司，業務涵蓋航空新材料、高端智能裝備、軌道交通零部件、汽車零部件、醫療器械等應用領域。其中，復合材料業務營業占比較高并呈現逐漸上升趨勢，2021實現營業收入 36.12 億元，占總營業收入達 95%。 圖圖 101：中航高科營業中航高科營業收入構成收入構成 資料來源：Wind，國海證券研究所 證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 60 圖圖 102：中航高科中航高科營業收入情況營業收入情況 圖圖 103：中航高科歸母凈利潤情況中航高科歸母凈利潤情況 資料來源：Wind，國海證券研究所 資料來源：Wind，國海證券研究所 聚焦新材料生產交付

175、和生產經營，聚焦新材料生產交付和生產經營，航空復合材料航空復合材料運營能力穩步提升運營能力穩步提升。公司全資子公司航空工業復材作為航空復合材料專業化供應商，在航空復合材料領域具有較強的核心競爭力和領先的行業地位。2021 年航空工業復材預浸料生產計劃完成率超過 97%，全年預浸料產品生產和交付量創歷史新高。公司復合材料毛利率整體呈上升趨勢，2021 年復合材料毛利率達 30.9%，復合材料業務增長拉動公司業績整體增長，2021 年公司總營業收入達 38.08 億元，同比增長30.77%；2021 年實現歸母凈利潤 5.91 億元，同比增長 37.56%。 圖圖 104：中航高科復合材料毛利率中

176、航高科復合材料毛利率 資料來源：Wind，國海證券研究所 參與參與CR929研發工作，拓展航空復合材料研發工作，拓展航空復合材料應用應用領域。領域。公司多次獲得國家級及省部級科技進步獎、國防科技進步獎，在航空復合材料領域具有較強的核心競爭力和穩固的行業地位。公司成功入選中國商飛 CR929 前機身工作包唯一供應商，2021 年按進度完成了 CR929 前機身研發攻關任務，協同開展了 C919 項目尾翼優化設計，配合完成了垂直安定面詳細設計工作，突破了 AG600 復合材料關鍵技術并持續推進預浸料、蜂窩等材料在民用航空領域應用，未來隨著 C919證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 61

177、及 CR929 的量產，公司有望受益。 5、 行業評級行業評級及盈利預測及盈利預測 碳纖維行業國產化率由 2015 年 15%逐漸提升至 2021 年 47%，生產企業通過不斷的技術探索與工藝優化艱難度過了“有產能，無產量”階段，毛利率逐年上升，據各公司公告，精功科技具備千噸級碳化線成套設備交鑰匙能力，已成功交付使用 9 套碳化線；光威復材具備碳纖維生產線及關鍵設備、預浸料生產線以及復合材料成型設備等自主設計與制造能力；中簡科技生產設備 98%以上為自主研發設計和國內制造，ZT7 系列產品各項指標優于東麗 T700；中復神鷹建成了國內首條千噸級干噴濕紡碳纖維產業化生產線；吉林化纖業務擴張大規模

178、布局原絲碳化與碳纖維復材；碳纖維復材龍頭中航高科有望受益于國產商用大飛機放量。自2021年國內碳纖維行業開啟大規模擴產，若碳纖維成本下降則有望持續推動各下游領域需求高景氣，疊加進口替代邏輯，我們認為碳纖維行業的收入與利潤有望增長，給予“推薦”評級。 我們看好碳纖維產業鏈，重點關注：碳化線設備制造【精功科技】 ；全產業鏈龍頭【光威復材】 ；軍用高端碳纖維【中簡科技】 ；民用高性能碳纖維【中復神鷹】 ；一體化產業鏈大規模布局碳纖維復材【吉林化纖】 ；碳纖維復材龍頭【中航高科】 ，并持續關注恒神股份、上海石化等。 重點關注公司及盈利預測重點關注公司及盈利預測 重點公司重點公司 股票股票 2022-0

179、5-25 EPS PE 投資投資 代碼代碼 名稱名稱 股價股價 2021 2022E 2023E 2021 2022E 2023E 評級評級 300699.SZ 光威復材 53.02 1.46 1.87 2.36 57.74 - - 未評級 300777.SZ 中簡科技 44.30 0.50 1.12 1.60 122.98 39.59 27.63 未評級 688295.SH 中復神鷹 32.72 0.35 0.58 0.86 - 56.17 38.07 未評級 000420.SZ 吉林化纖 - -0.03 0.05 0.17 -100.35 75.39 19.57 未評級 002006.SZ

180、 精功科技 24.44 0.24 1.22 1.68 113.45 20.04 14.56 未評級 600862.SH 中航高科 24.15 0.42 0.57 0.75 84.23 42.29 32.06 未評級 資料來源：Wind 資訊，國海證券研究所 注：吉林化纖 2021 年 EPS 和 PE 為預測數據，未評級公司盈利預測來自萬得一致預期，股價取自 5 月 25 日收盤。 證券研究報告 請務必閱讀正文后免責條款部分 62 6、 風險提示風險提示 1）風電葉片大型化不及預期； 2）碳纖維碳碳熱場材料應用增長不及預期； 3）航空航天領域碳纖維需求不及預期 4）碳纖維產能擴張進度不及預期；

181、 5）碳纖維規?；当静患邦A期； 6）碳纖維應用推廣不及預期； 7）行業競爭加??； 8）因環境不同難以復制國外巨頭成長路徑； 9）測算具有主觀性，僅供參考； 10）重點關注公司業績不及預期。 國海證券股份有限公司 國海證券研究所 請務必閱讀正文后免責條款部分 【公共事業【公共事業與中小盤與中小盤小組介紹】小組介紹】 楊陽，中央財經大學會計碩士，湖南大學電氣工程本科，5 年證券從業經驗，現任國海證券公用事業和中小盤團隊首席，曾任職于天風證券、方正證券和中泰證券。獲得 2021 年新財富分析師公用事業第 4 名，21 世紀金牌分析師和 Wind 金牌分析師公用事業行業第 2 名，21 年水晶球公用

182、事業入圍，2020 年 wind 金牌分析師公用事業第 2,2018 年新財富公用事業第 4、水晶球公用事業第 2 核心成員。 【化工小組介紹】【化工小組介紹】 李永磊，天津大學應用化學碩士，化工行業首席分析師。7 年化工實業工作經驗，7 年化工行業研究經驗。 【分析師承諾】【分析師承諾】 楊陽, 李永磊, 本報告中的分析師均具有中國證券業協會授予的證券投資咨詢執業資格并注冊為證券分析師，以勤勉的職業態度，獨立，客觀的出具本報告。本報告清晰準確的反映了分析師本人的研究觀點。分析師本人不曾因，不因，也將不會因本報告中的具體推薦意見或觀點而直接或間接收取到任何形式的補償。 【國海證券投資評級標準】

183、【國海證券投資評級標準】 行業投資評級 推薦：行業基本面向好，行業指數領先滬深 300 指數； 中性：行業基本面穩定，行業指數跟隨滬深 300 指數； 回避：行業基本面向淡，行業指數落后滬深 300 指數。 股票投資評級 買入：相對滬深 300 指數漲幅 20%以上； 增持：相對滬深 300 指數漲幅介于 10%20%之間； 中性：相對滬深 300 指數漲幅介于-10%10%之間； 賣出：相對滬深 300 指數跌幅 10%以上。 【免責聲明】【免責聲明】 本報告的風險等級定級為R3，僅供符合國海證券股份有限公司（簡稱“本公司” ）投資者適當性管理要求的的客戶（簡稱“客戶” ）使用。本公司不會因

184、接收人收到本報告而視其為客戶?？蛻艏?或投資者應當認識到有關本報告的短信提示、電話推薦等只是研究觀點的簡要溝通，需以本公司的完整報告為準，本公司接受客戶的后續問詢。 本公司具有中國證監會許可的證券投資咨詢業務資格。本報告中的信息均來源于公開資料及合法獲得的相關內部外部報告資料，本公司對這些信息的準確性及完整性不作任何保證，不保證其中的信息已做最新變更，也不保證相關的建議不會發生任何變更。本報告所載的資料、意見及推測僅反映本公司于發布本報告當日的判斷，本報告所指的證券或投資標的的價格、價值及投資收入可能會波動。在不同時期，本公司可發出與本報告所載資料、意見及推測不一致的報告。報告中的內容和意見僅

185、供參考，在任何情況下，本報告中所表達的意見并不構成對所述證券買賣的出價和征價。本公司及其本公司員工對使用本報告及其內容所引發的任何直接或間接損失概不負責。本公司或關聯機構可能會持有報告中所提到的公司所發行的證券頭寸并進行交易，還可能為這些公司提供或爭取提供投資銀行、財務顧問或者金融產品等服務。本公司在知曉范圍內依法合規地履行披露義務。 【風險提示】【風險提示】 市場有風險，投資需謹慎。投資者不應將本報告為作出投資決策的唯一參考因素，亦不應認為本報告可以取代國海證券股份有限公司 國海證券研究所 請務必閱讀正文后免責條款部分 自己的判斷。在決定投資前，如有需要，投資者務必向本公司或其他專業人士咨詢

186、并謹慎決策。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。投資者務必注意，其據此做出的任何投資決策與本公司、本公司員工或者關聯機構無關。 若本公司以外的其他機構（以下簡稱“該機構” ）發送本報告，則由該機構獨自為此發送行為負責。通過此途徑獲得本報告的投資者應自行聯系該機構以要求獲悉更詳細信息。本報告不構成本公司向該機構之客戶提供的投資建議。 任何形式的分享證券投資收益或者分擔證券投資損失的書面或口頭承諾均為無效。本公司、本公司員工或者關聯機構亦不為該機構之客戶因使用本報告或報告所載內容引起的任何損失承擔任何責任。 【鄭重聲明】【鄭重聲明】 本報告版權歸國海證券所有。未經本公司的明確書面特別授權或協議約定，除法律規定的情況外，任何人不得對本報告的任何內容進行發布、復制、編輯、改編、轉載、播放、展示或以其他任何方式非法使用本報告的部分或者全部內容，否則均構成對本公司版權的侵害，本公司有權依法追究其法律責任。