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1、高性能碳纤维预浸料全景调研与发展战略研究一、 政策大力推进碳纤维行业发展近年来，我国陆续出台了一系列鼓励政策对碳纤维行业的发展给予了巨大的政策支持。一方面，中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要关于扩大战略性新兴产业投资培育壮大新增长点增长极的指导意见等长期统筹规划的出台，明确了碳纤维的重要战略地位和发展方针，为碳纤维行业的发展提供了长期驱动力。另一方面，如原材料工业三品实施方案关于化纤工业高质量发展的指导意见等政策持续引导并进一步提升碳纤维材料重点品种的关键生产和应用技术，促进碳纤维及其复合材料的开发，提升行业产业化水平，拓宽材料应用领域。由于我国碳纤维相关
2、技术起步晚于国外等因素，长期以来，国内碳纤维市场中进口碳纤维的供给量远超国产碳纤维。2020年以来受全球新冠疫情的影响，全球贸易整体受到较大冲击，国外碳纤维出口国内的难度加大，国内碳纤维市场整体呈现供不应求的局面。随着我国碳纤维技术水平的提高，我国逐渐打破日本、美国的市场垄断，国产化进一步推进。2021年碳纤维国产化率水平已达47%，较2020年提升9个百分点。预计未来将加快国产化脚步，降低对外依赖程度。二、 碳纤维下游需求占比从碳纤维下游需求量来看，2021年我国对碳纤维需求占比较高的领域是风电叶片与体育休闲，需求量占比分别是36%、28%，在航空航天领域占比仅为3%。未来随着我国碳纤维技术
3、的提升以及航空航天的发展，碳纤维需求量将会进一步扩大。三、 疫情迫使碳纤维加速发展国外碳纤维产业受疫情的影响较大，而我国却迎来大发展的机遇，在当前严峻的国际形势下，迫使我国加速碳纤维全产业链的发展，在稳定产品质量的基础上，开发针对不同应用领域的量身定制系列产品，并使产业布局更趋合理，在此基础上做大做强，预期到2030年前我国有望发展成为全球最大的碳纤维生产国和消费国。国内碳纤维龙头大规模扩产，将改变世界碳纤维产能格局。从全球碳纤维企业的后续扩产计划来看，碳纤维产能扩张主要以中国企业为主。未来几年国内碳纤维企业扩产计划总量预计接近30万吨，但需关注各企业的项目落地性以及落地时间和实际产能，在供给
4、短缺的背景下，率先实现项目落地和产能扩大，并稳定生产的企业将具备明显的先发优势，抢占更多的市场份额。四、 碳纤维复合材料行业特点（一）碳纤维复合材料技术密集碳纤维复合材料行业的技术难点主要体现在配方研发、结构设计和工艺技术积累等方面。在复合材料配方研发方面，复材产品定制化程度较高，不同部件通常需单独研发，随着下游应用领域的不断拓展，复合材料制造厂商必须通过持续的研发创新，以满足客户在产品性能、成本、轻量化等方面的需求；在结构设计和工艺技术方面，复合材料制品整体制造方案的设计依赖于企业自身长期的工艺摸索和经验积累，不是短期的大额资本投入所能弥补。（二）碳纤维复合材料集中度低从全产业链看，制造碳纤
5、维产品的上游碳纤维材料和中游复合材料均是产业链的核心环节，全环节技术壁垒较高。其中，上游碳纤维生产流程复杂、前期投入巨大，从全球范围及国内市场来看均呈现集中度较高的竞争格局；碳纤维最主要的应用形式是形成碳纤维复合材料进行实际应用，由于终端应用场景丰富，聚焦于中游碳纤维复合材料开发及下游应用的厂商众多，碳纤维复材制品行业整体集中度较低，呈现分散化特点。根据公开披露信息，目前碳纤维复合材料制品相关收入规模均较小，处于小企业、大市场的发展阶段，在交通装备、医疗健康、体育健康、民用航空等领域具有一定先发优势，随着行业的进一步发展扩大，行业未来将拥有充足的市场空间。五、 风电将带动碳纤维持续发展根据相关
6、数据显示，2021年，我国市场风电用碳纤维为225万吨，为国内碳纤维最大应用领域，占比达到了全球风电用碳纤维的68%。随着国内碳纤维快速扩张并持续降本增效、维斯塔斯拉挤工艺专利到期、风机大型化趋势及海上风电快速渗透等多重利好因素叠加，预计国内风电用碳纤维将获得更大发展空间，持续带动国内碳纤维需求增长。六、 碳纤维产业迎来大规模发展碳纤维是制造先进复合材料的重要增强材料，强度高、抗摩擦、耐腐蚀，可广泛应用于航空航天、能源装备、交通运输、体育休闲等领域。自诞生以来，高端碳纤维复合材料技术长期掌握在发达国家手中。为了摆脱核心技术受制于人的局面，我国在2000年后开始大力发展碳纤维产业，并将其列为国家
7、重点发展的战略性新兴产业之一，十四五规划和2035年远景目标纲要更是将在碳纤维复合材料领域开展协同应用试点示范和加强碳纤维及其复合材料的研发应用列入其中。在双碳目标引领下，碳纤维产业将迎来大规模发展，市场应用不断拓展。根据赛奥碳纤维20162021全球碳纤维复合材料市场报告，我国碳纤维需求量从2016年的196万吨增至2021年的624万吨，年均复合增长率为2606%，2021年同比增速达2769%，预计2025年国内需求量为1593万吨。七、 中国碳纤维行业市场回顾碳纤维是含碳量在90%以上的高强度高模量纤维，在可量产纤维材料中性能最佳，是目前工程上可以大规模应用的比强度最高的材料，其具有优
8、异的物理、化学性能，在及民用领域都有着广泛的应用，被称为21世纪的黑色黄金。2022年，在国内新冠疫情反弹、国际地缘冲突等背景下，发展面临的风险挑战不断，原油价格高位大幅波动，下游需求持续低迷，化纤行业总体生产经营形势严峻。碳纤维产业受下游需求稳定增长支撑，在风电、光伏、氢能储运等领域应用不断拓展，行业整体保持较好发展。八、 碳纤维行业产能不断扩张，国产化进程持续加快碳纤维上游为原油化工行业，需从石油、煤炭、天然气等化石燃料中提取制备丙烯，然后通过氨氧化后得到丙烯腈。碳纤维企业以丙烯腈为原材料进行聚合反应生成聚丙烯腈，再以其纺丝获得聚丙烯腈原丝，进行加工生产后得到碳纤维。2022年以来，受俄乌
9、政策冲突等因素影响，全球能源供应偏紧，为了保障我国能源供应安全，国家及企业不断加大石油天然气勘探开发力度。2022年，我国生产原油204667万吨，同比增长29%；生产天然气21779亿立方米，同比增长64%，我国能源供应整体安全稳定。2022年，利华益集团、江苏斯尔邦、辽宁金发等企业相继扩产，我国丙烯腈新增产能52万吨，产能同比增长165%。随着产品产能不断增加，丙烯腈产量也在不断增加。2022年我国丙烯腈产量约300万吨，同比增长1481%，行业供给充足。从丙烯腈市场价格走势看，2022年上半年，受多地疫情反复及国际地缘冲突等因素影响，原油价格高位大幅波动，叠加疫情对物流供需影响，丙烯腈市
10、场价格震荡下行。其中，山东市场价格从年初的133万元/吨下降至6月底的108万元/吨，跌幅达到1880%。2022年下半年，丙烯腈市场价格呈先涨后降态势。受上半年长时间亏损使得丙烯腈工厂采取限制措施，产品供给相对减少，丙烯腈市场价格有所回升。进入11月，多地扩能项目相继投产，行业供应增加，下游市场需求整体平稳，丙烯腈市场价格持续下降。对碳纤维生产企业来说，行业原材料采购成本相对下滑。2015年以来，我国出台了多项推动碳纤维行业发展相关政策，鼓励上海、江苏、浙江等地区加快发展碳纤维及其复合材料。在相关政策推动下及风电、光伏等新能源产业快速发展带动下，我国碳纤维市场需求快速增长，国内中复神鹰、光威
11、复材、中简科技等多家企业相继宣布扩产，产品产能随之逐步扩大。2022年我国碳纤维产量及需求量分别为443万吨和775万吨，同比分别增长772%和242%。据不完全统计，2022年我国碳纤维相关企业宣布计划投产产能累计59万吨。其中，新增的产品产能主要为大丝束碳纤维，其主要应用在风电、汽车领域。未来，随着新增产能项目逐步投产，我国碳纤维产能或将达到11万吨，将超过日本在全球的市场份额。整体来看，虽然产品供给能力不断提升，但仍无法满足下游市场需求，行业供需缺口较大。受国外对我国碳纤维行业技术、设备封锁，长期以来国内碳纤维产品主要依赖进口。随着碳纤维相关技术不断创新升级，我国碳纤维生产能力不断提高，
12、国内碳纤维产品出口数量大幅提升。根据海关数据，2022年我国碳纤维进出口数量分别为1031922吨和170965吨，同比分别增长7818%和26385%，进出口差额达到860956吨。从进口源看，日本、韩国、墨西哥、中国台湾和美国是我国碳纤维的重点进口地区。2022年我国分别从日本、韩国、墨西哥、中国台湾和美国进口碳纤维243473吨、201493吨、182549吨、143919吨和119076吨，分别占总进口比重2359%、1953%、1769%、1395%和1154%，前五名地区合计占比863%。受日本本地及欧美市场需求上涨，叠加东丽风波事件影响，日本对我国出口的碳纤维产品数量相对减少。从
13、国内主要进口省市看，进口碳纤维前三名地区分别是江苏省、广东省和上海市，进口占比分别为4397%、2735%和1276%，进口前三名地区合计占比达到8408%。由于进口的碳纤维由于品质较好，企业将进口碳纤维主要用于体育用品及风电叶片领域。随着国家将碳纤维及其复合材料列入科技创新2030重大工程以来，国家及企业持续加大其关键技术研发，行业相关工艺、技术、设备也取得了多项突破，国内碳纤维及其复合材料产量持续增长，产品国产化进程加快。近年来，在政策发力和企业努力下，我国不断取得碳纤维及其复合材料生产制备和关键技术攻关，产品产能规模也不断扩大，碳纤维国产化进程持续加快。2018-2022年，我国碳纤维国
14、产化占比不断提升。2022年以来，多家碳纤维龙头企业不断扩大产品产能，加快产品技术创新，我国碳纤维产品国产率从2018年的2903%逐步提升至2022年的5716%，5年间产品国产率扩大2813个百分点，提高了近一倍。未来，随着国内碳纤维相关技术不断创新，产品产能规模持续扩大，预计到2025年，我国碳纤维国产化进程将提升至62%以上。碳纤维是制造先进复合材料的重要增强材料，强度高、抗摩擦、耐腐蚀，可广泛应用于航空航天、能源装备、交通运输、体育休闲等领域。正因其具备十分优异的特殊性能，自研发以来，碳纤维及其复合材料研发技术长期被发达国家掌握，也是国外对外我国进行技术封锁和产品垄断的重要物质。为了
15、摆脱核心技术受制于人的局面，我国自2000年开始大力发展碳纤维产业，并将其列为国家重点发展的战略性产业。碳纤维制造难度较高，工艺流程复杂。经过多年经验积累及技术创新，目前国内主要有湿法纺丝和干喷湿法两种生产方法，由于干喷湿纺工业技术难度较大，国内仅有少数企业掌握该技术工艺，国内大部分企业仍采用湿法纺丝生产碳纤维。资料显示，碳纤维生产成本中，原丝、氧化及碳化成本较高，其中原丝成本占比达51%，是决定碳纤维性能的关键环节，也是企业未来实现降本增效的重要领域。按丝束规格不同，可以将碳纤维分为大丝束碳纤维和小丝束碳纤维。其中大丝束碳纤维的碳纤维根数在48K及以上，小丝束碳纤维根数则在48K以下。与小丝
16、束碳纤维相比大丝束受到制作工艺的限制其模量与强度稍显逊色，但是制作成本与售价具备高性价比，在工业领域尤其是风电领域得到了广泛应用。九、 国内企业大规模扩产，碳纤维行业迎来爆发期国内碳纤维龙头大规模扩产，将改变世界碳纤维产能格局。从全球碳纤维企业的后续扩产计划来看，碳纤维产能扩张主要以中国企业为主。未来几年国内碳纤维企业扩产计划总量预计接近30万吨，但需关注各企业的项目落地性以及落地时间和实际产能，在供给短缺的背景下，率先实现项目落地和产能扩大，并稳定生产的企业将具备明显的先发优势，抢占更多的市场份额。碳纤维行业属于国家战略性新兴产业，在轻量化市场具有广阔的发展前景，在国防安全、航空航天等板块具有不可替代的优势。我国碳纤维市场规模一直保持增长趋势，从2017年的381亿元增长至2021年的1064亿元，年均复合增长率达293%，预计2023年中国碳纤维市
