头豹词条报告系列：碳纤维

Leadleo.com 客服电话：400-072-5588 碳纤维头豹词条报告系列 黄鸿羽 2023-03-17未经平台授权，禁止转载版权有问题？点此投诉 制造业/化学纤维制造业/合成纤维制造/其他合成纤维制造 工业制品/工业制造 行业： 行业定义 碳纤维(CarbonFiber)由碳元素构成，且其含碳量在90%… AI访谈 行业分类 碳纤维复合材料由于合成基底物质的不同可以被分为多个… AI访谈 行业特征 中国碳纤维行业具有下游应用广泛、国产化水平较低、受… AI访谈 发展历程 碳纤维行业 目前已达到3个阶段 AI访谈 产业链分析 上游分析中游分析下游分析 AI访谈 行业规模 2016-2019年，由于各下游领域的需求尚少，我国碳纤… AI访谈数据图表 政策梳理 碳纤维行业相关政策6篇 AI访谈 竞争格局 从全国竞争格局上看，中国碳纤维行业目前受到技术限制… AI访谈数据图表 摘要近年来，碳纤维因其耐高温、耐腐蚀、低密度等优越特性，成为了航天航空、体育休闲、风电叶片等产业下游应用领域产品优化时的原料选择。现阶段，中国碳纤维产业发展呈快速增长趋势，国家多项政策鼓励支持，龙头企业积极发力。在产能上已实现年增1万吨以上，逐渐打破国外企业的垄断局面；在技术上逐个克服高性能碳纤维研发难点，国产化进程势不可挡。虽然该行业的顶级核心技术仍由日德美等入局较早国家的头部企业垄断，但我国碳纤维产业以其惊人的成长速度逐渐缩小与该产业领先国家的差距。 碳纤维行业定义 碳纤维(CarbonFiber)由碳元素构成，且其含碳量在90%以上，是一种具有高硬度、高强度、耐高温、耐腐蚀、轻质量等特性的新型纤维材料，它的耐高温性能居所有化纤材料之首。碳纤维细分产品数量众多，且因纤维种类、工艺、性能等不同被分成各个种类。根据合成方式的不同，碳纤维能够被分成四个类别，同时这四个分类下的碳纤维材料也可以通过不同的直径大小区分开来。据调查，市面上超过90%的碳纤维为聚丙烯腈(PAN)基碳纤维。[1] [1]1：知网 碳纤维行业分类[2] 碳纤维复合材料由于合成基底物质的不同可以被分为多个类型，其中主要有树脂基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料、橡胶基复合材料、碳碳复合材料五类。而树脂基碳纤维复合材料由于出色特性可实现显著减重同时降低能耗，在全球碳纤维复合材料市场需求规模中占比达到80%以上。 树脂基复合材 料 具有抗腐蚀、高强度、轻质量等特性 金属基复合材 料 具有高比模量、高比强度、耐冲击等特性 碳纤维分类 陶瓷基复合材 料 具有强韧性、耐高温等特性 橡胶基复合材 料 具有耐摩擦、热疲劳性改善等特性 碳碳复合材料 具有尺寸稳定、抗氧化、耐烧灼等特性 [2]1：知网 碳纤维行业特征[3] 中国碳纤维行业具有下游应用广泛、国产化水平较低、受到宏观政策支持等特征。 1下游应用广泛 碳纤维在风电设备/体育休闲/航空航天/汽车等领域均有广泛的需求 碳纤维下游应用领域广泛，此处仅选取部分具有代表性的应用领域举例，其中按2021全球碳纤维需求量占比来说，风电设备和体育休闲占据前两位，但由于航天航空碳纤维材料的技术要求标准及产品单价成本更 高，在加总后的产品需求总金额统计中独占鳌头。随着碳纤维在部分品牌汽车轻量化过程中的出现，庞大的汽车需求市场也将成为未来碳纤维应用的重要领域 2国产化水平较低 大部分高性能原材料仍依赖进口 从技术层面来说，中国碳纤维技术与日德美等国相比起步相对较晚，在核心技术和产能方面存在一定差距，出口需求量较小，部分高性能碳纤维产品仍依赖进口；从市场格局层面来说，碳纤维的市场集中度较高，且日美德企业垄断局势明显，美国赫氏、德国西格里、日本三菱三家企业瓜分了大丝束碳纤维全球市场共98%的份额，而小丝束碳纤维49%的产能也由日本的三家龙头企业东丽、东邦、三菱所贡献 3受到宏观政策支持 中国碳纤维市场需求大，且在关键领域受到日本等国家的原料制裁，因此国家需要从政策侧推进其产量和技术的增长 在十四五规划中，从大方向上指出攻关碳纤维等基础材料的技术对于国家需求的紧迫性，而后又发布多项指导性政策明确我国的碳纤维发展应实现关键技术突破和高效低成本生产两手抓，同时指出碳纤维对于风电等领域的重要应用意义 [3]1：https://news.bjx.c… 2：https://www.thepa… 3：赛奥碳纤维技术、北极… 碳纤维发展历程[4] 目前为止，我国碳纤维行业发展主要经历了三个阶段：从20世纪60年代至21世纪之前，行业处于萌芽期，技术攻坚遇到瓶颈，难以推进产量和质量的提升；2000年至2018年，行业处于启动期，受到国家重视和关键科研人员的带头，在技术上有了质的突破，也涌现出了一批优秀企业；2018年之后，我国陆续突破了多项碳纤维相关的关键技术，预计能够实现产量的规模化，逐渐降低生产成本，实现行业利润的提升。 萌芽期1965~1999 20世纪60年代中期，我国开始验证PAN基碳纤维；1974年7月，中国科学院山西煤炭化学研究所开 始设计我国第一条碳纤维生产线；70年代到21世纪到来之前，我国尝试了多次碳纤维质量和产量提升的方向研发，但均没有取得较突出的成就 该阶段中国需要投入较多财政资金用于基础设施建设，因此对于很多领域的支持力度不大；由于知识产权归属问题没有得到妥善解决，各研发部门的纠纷也阻碍了我国碳纤维研发的速度 启动期2000~2018 21世纪开始，由师昌绪院士牵头组织碳纤维产业的发展创新；2010年-2014年期间，我国碳纤维产 能从6445吨增至15000吨，产量也实现了巨大飞跃； 该阶段在国家各项扶持政策及科研人员努力下，碳纤维的产能、产量都有了巨大提升，涌现出了中复 神鹰、光威复材等产能千吨以上的企业，但由于单条线产能较低难以形成规模效应，整个行业依旧挣扎在盈利的及格线上 高速发展期2019~至今 19年开始，下游领域对碳纤维的需求激增，同时受到国际疫情环境及碳纤维行业大环境的影响，我国 碳纤维产业需求增长推动整个行业的前进 该阶段下我国碳纤维行业的国产技术被形势倒逼发展，在SYT49-24K(T700级)、CCF700G等多项关 键技术上有所突破，在该阶段有望实现碳纤维技术的低成本大批量生产 [4]1：https://baijiahao.b… 2：https://baijiahao.b… 3：https://m.thepape… 4：https://m.thepape… 5：https://m.thepape… 6：中国国际复合材料科技… 碳纤维产业链分析[5] 我国碳纤维产业上游参与者主要为丙烯腈供应商（宝丰能源、石油化工等企业）和碳纤维原丝供应商（吉林化纤、光威复合材料等企业）；中游参与者为碳纤维及相关复合材料生产商，龙头企业包括国外的东丽、三菱以及国内的中简科技、中复神鹰等企业；下游参与者涉及风电叶片、体育休闲、航天航空等领域，应用广泛，需求 量巨大。 我国碳纤维产业发展主要受到一些前端技术的限制，导致核心原料仍依赖进口，不过在2022年，在技术研发方面，中复神鹰、光威复材等企业实现SYT49-24K(T700级)、CCF700G等多项关键技术的突破进展，这让我们看到了中国碳纤维产业自给的可能性；在产能增长方面，多个万吨级别项目启动，为中国碳纤维产品供给提供保障；同时，多家企业开始利用规模化优势降低生产成本，从产量上看，我国国产化趋势在以极快的速度增长：据2021年的中国碳纤维需求来源统计，国产份额已达到46.9%。近年来，碳纤维的国产份额持续增长，从2008年2.4%的国产份额，碳纤维几乎完全依赖进口，到2017年的31.5%，2021年的46.9%，如今，我国已达成接近 上 一半的碳纤维自给率，国产化进程不断加速。未来中国碳纤维企业应保持产能增长趋势，同时在核心技术上取得突破，全力推动碳纤维国产化趋势。 生产制造端 丙烯腈供应商 上游厂商 查看全部 宁夏宝丰能源集团股份有限公司 天茂实业集团股份有限公司 中国石油化工集团有限公司 产业链上游说明 从原材料类型来看，根据中国化学纤维工业协会数据，聚丙烯腈基碳纤维在中国碳纤维市场的份额占比高达91%，表明丙烯腈是碳纤维原丝最主要的原材料。中国丙烯腈供应充足，2019年，中国丙烯腈产能约225万吨，占全球产能的30%左右。在材料供应方面，中国的丙烯腈已全面国产替代进口，且部分产品已走出国门，实现产品出口。江苏斯尔邦、上海东营石化、中国石油大庆石化、中化、抚顺石化等大型石油化工集团均可提供高质量、高纯度的丙烯腈产品。 生产制造端 碳纤维原丝 上游厂商 吉林化纤股份有限公司 查看全部 中复神鹰碳纤维股份有限公司 威海光威复合材料股份有限公司 产业链上游说明 从对中下游的影响价值来看，原丝制备是碳纤维制备的重要环节，不仅影响碳纤维的生产成本，且决定了碳纤维品质的高低，业界认为碳纤维90%的性能取决于原丝，原丝品质不佳在后续加工中很难消除，因此拥有高品质原丝的生产技术对生产厂家来说尤为重要。从成本上看，碳纤维生产企业多通过布局碳纤维原丝生产来降低其原材料成本，因而均具备碳纤维原丝的生产能力。但绝大多数碳纤维及其复合材料生产企业所生产的碳纤维原丝仅为自用用途，仅吉林化纤旗下的吉林碳谷对外销售，其是全球唯一对外销售碳纤维原丝的企业，因而其溢价能力高，处于碳纤维产业链话语权顶端。但受下游碳纤维碳价格已趋于稳定影响及其利润处于低位（中国碳纤维产能低，但其前期设备投资高，且设备 产业链上游 工艺技术更新换代快，需频繁进行设备投资，因而其利润微薄，处于制造成本微利状态）影响，中国碳纤维原丝的涨价空间有限，其利润空间基本位于3,000-9,000元区间。 品牌端 碳纤维及相关复合材料生产商 中游厂商 中简科技股份有限公司江苏恒神股份有限公司 查看全部 浙江精功科技股份有限公司 产业链中游说明 行业集中度上来说，日美德等国家研发较早，产量和技术仍占据领先地位，全球碳纤维产能相对集中，2021年产能CR3和CR5分别为44%和58%；中国碳纤维企业数量较少，产能主要集中在头部企业，2021年产能CR3和CR5分别高达60%和79%，相较国际格局集中度更高。从盈利因素上考量，根据在碳纤维头部企业工作15年的专家表示，综合碳纤维原丝、碳纤维和碳纤维复合材料的成本分析，可知碳纤维及其复合材料的生产需要耗费大量的电和天然气，电气费用在全产业链各环节中的占比均处于较高位置。因此，选择具备电费与天然气费优势的建厂地点是有效降低碳纤维及其复合材料制造费用的重要手段之一，这也是当前主要碳纤维及其复合材料生产厂家新建工厂呈现明显往西北地区偏移的主要原因。 中 下 产业链中游 渠道端及终端客户 风电叶片 渠道端 东方电气股份有限公司 查看全部 中材科技风电叶片股份有限公司 浙江运达风电股份有限公司 产业链下游说明 从需求上看，现状下玻璃纤维在主梁叶片的原料供给上仍占主要地位，但碳纤维性能在大型叶片的应用上拥有绝对优势。根据美国Sandia国家实验室的数据，在2021年，10MW以上机型100%使用碳 产业链下游 渠道端及终端客户 体育用品 渠道端 查看全部 捷安特（中国）有限公司 尤尼克斯（上海）体育用品有限公司 威海光威户外装备有限公司 产业链下游说明 从应用场景看，2021年，全球体育休闲领域碳纤维需求总量为1.85万吨，其中钓鱼竿占比35.14%，需求量最大，高尔夫和自行车的需求量紧随其后。疫情之下，群体运动的碳纤维器材需求量，如曲棍球杆、滑雪杆等，有较大幅度的下滑；而个人体育休闲的器材包括高尔夫球杆，自行车及钓鱼竿等需求量反而上升。从市场体量上看，中国作为体育用品制造大国，在2021年体育休闲领域上的碳纤维用量为2.69万吨，约占全球使用量的94%。在2016~2021年间，中国在体育休闲领域碳纤维需求量稳步上涨，复合增速达12.53%。随着运动健康理念的普及以及人均消费能力的持续提