（报告出品方/作者：东北证券，濮阳、陶昕媛）1. 碳纤维性能优异，下游应用增势较强碳纤维是以经过特殊处理的高质量聚丙烯腈(PAN)为原料。
PAN 基碳纤维拥有 1000 至 48000 条碳丝，每条碳丝直径为 5-7μm，都是微晶石墨结构。
碳纤维通常与树脂 一起固化成复合材料。
由聚丙烯腈纤维原丝制得的高性能碳纤维，其生产工艺较 其他方法简单，产量约占全球碳纤维总产量的90%以上，其生产过程一般可分为聚 合、纺丝和碳化等部分。
碳纤维除了具有一般碳素材料耐高温，耐磨擦，导电，导热及耐腐蚀等特性，还 可以表现出稳定的化学性能以及物理性能。
在化学性能方面，碳纤维可加工成各 种织物，在要求高温、化学稳定性高的场合，碳纤维复合材料具有不可替代的优 势；在物理性能方面，其具有很强的抗拉力和纤维柔软可加工性，因此很多材料 都是应用了它的物理性质进行应用的。
碳纤维由于具备以上良好属性，可以称为 新材料之王。
按照原材料种类，碳纤维可分为 PAN 基碳纤维、沥青基碳纤维和粘胶基碳纤维。
其中，PAN 基碳纤维由于生产工艺相对简单，产品力学性能优异，用途广泛，自 20 世纪 60 年代问世以来，迅速占据主流地位，占碳纤维总量的 90%以上；沥青基、粘胶基的产量规模较小。
因此，目前碳纤维一般指 PAN 基碳纤维。
按照每束碳纤维中单丝根数，碳纤维可以分为小丝束和大丝束两大类别。
早期小 丝束碳纤维以 1K、3K、6K 为主，逐渐发展出 12K 和 24K。
小丝束碳纤维性能优 异但价格较高，一般用于航天军工等高科技领域，以及体育用品中产品附加值较 高的产品类别，主要下游产品包括飞机、导弹、火箭、卫星和钓鱼杆、高尔夫球 杆、网球拍等。
一般认为 40K 以上的型号为大丝束，包括 48K、50K、60K 等。
大 丝束产品性能相对较低但制备成本亦较低，因此往往运用于基础工业领域，包括 土木建筑、交通运输和能源等。
随着目前碳纤维制作工艺的提升及产品价格的下 降，小丝束在工业领域的运用已逐步拓宽。
按照力学性能，碳纤维可以分为通用型和高性能型。
通用型碳纤维强度为 1000MPa、模量为 100GPa 左右。
高性能型碳纤维又分为高强型（强度 2000MPa、 模量 250GPa）和高模型（模量 300GPa 以上）。
强度大于 4000MPa 的又称为超高 强型；模量大于 450GPa 的称为超高模型。
纺丝、碳化、复合三段工艺，原丝制作为技术核心。
原丝制备是碳纤维制备中技 术壁垒最高的环节，直接决定碳纤维产品的质量和成本。
原丝制备包括聚合和纺 丝两个环节，聚合是将丙烯腈单体聚合成纺丝液，纺丝决定了原丝的性能。
丙烯 腈聚合按工艺不同可分为一步法和二步法，一步法的聚合转化率高，工艺流程短，是小丝束主要采用的工艺，二步法适合生产大丝束。
得到原丝后，将卷绕好的聚 丙烯腈原丝进行退丝，预氧化，转化为耐热梯形结构的预氧丝（PANOF），再经 低温和高温碳化转化为具有乱层石墨结构的碳纤维（CF），上浆，经烘干得到碳 纤维产品。
2. 供给创造需求，行业蓝海激荡2.1. 全球碳纤维规模稳步增长，下游应用广泛2.1.1. 全球碳纤维规模稳步增长 ，产能首超美国2016 至 2019 年，全球碳纤维市场规模持续增长，2020 年全球碳纤维市场规模有所 下降，主要源于碳纤维价值量占比较高的航空航天领域受到新冠疫情影响，航空 复材领域需求大幅度降低，2021 年回升至 34.01 亿美元，同比增长 30.06%。
在产能方面，2021 年，中国大陆地区首次超过美国，成为全球最大产能国，运行 产能占比达 30.5%；美国以 23.5%的运行产能排在第二；日本第三，占比 12%。
碳纤维是目前世界上所有高性能纤维中比强度和比模量最高的纤维。
据统计， 2015-2021 年，全球碳纤维需求量稳中有升，从 5.3 万吨增长至 11.8 万吨，期间年 均复合增长率为 14.27%。
从国际碳纤维需求区域的总体分布情况来看，近年来世界碳纤维需求最多的地区 为北美，该地区需求量约占全球总需求量的 35.69%；其次是欧洲，需求量约占 26.64%；日本和亚洲其他国家分别占 19.74%和 17.93%。
2.1.2. 国际碳纤维下游应用领域前景可观全球风电叶片对碳纤维需求量最大，航空航天用碳纤维市场规模第一。
碳纤维下 游应用领域广阔，主要有风电叶片、航天航空、体育休闲等领域。
航空航天需求略有下降，预计未来平稳复苏。
2021 年全球航空航天领域中，商用 飞机对碳纤维的需求量最大，为 5800 吨，占比为 35.3%，其次是无人机以及军用 飞机。
受疫情影响，全球民用航空市场萎缩，对航空航天领域用碳纤维的需求端 造成不利影响。
根据国际航空运输协会（IATA）,全球航空客运量有望在 2023 年恢 复至疫情前水平，预计 2024 年以后将迎来明显恢复。
基于疫情恢复的节奏以及航 空航天认证周期较长本身提渗透率难度较大，因此航空航天需求复苏以平稳为主。
风电市场发展迅速，未来需求前景可观。
风力作为一种清洁能源，先于光伏发电 受到全球各国的青睐，近十几年以来经历了全球化的高速增长。
当前，随着风力 发电机率增大，特别是在海上风机的需求刺激下，全球风机大型化的趋势日益明 显。
根据全球风能理事会预测，未来五年全球风电新增装机将超过 300GW。
其中， 随着全球化的推进，海上风电正进入加速发展阶段，预计在未来五年会有 40GW的 新增装机。
风力发电行业及风电叶片用碳纤维的需求前景可观。
体育休闲领域需求略有下滑，预计未来回归正常水平。
2021 年全球体育休闲领域 碳纤维需求 1.85 万吨，其中钓鱼竿对碳纤维需求量最高，占比 35.14%，其次是高 尔夫和自行车，分别占比 22.16%和 19.46%。
运动健康理念的普及，以及人均消费 能力的提升，将驱动体育休闲市场长期平稳增长。
得益于欧洲体育产品特别是自 行车补贴政策的推动，以及其他体育用品制造国的生产能力原因，2021 年我国体 育休闲领域碳纤维的需求火爆。
2022 年，随着需求增长逐渐回归正常，上半年的 体育休闲领域碳纤维需求有所下降，且下半年有继续下滑的态势，但整体用量预 计将回归到 2020 年水平或略有下滑。
2.1.3. 全球碳纤维未来发展态势碳纤维下游应用领域广阔，近年来市场需求保持稳定增长。
2020 年全球碳纤维需求继续突破 10 万吨级，达到 10.69 万吨，预计 2025 年碳纤维市场需求 量将达到 20 万吨，年复合增速超过 10%。
航空航天、体育休闲等传统领域的需求稳步发展同 时，风电叶片、压力容器、碳/碳复合材料等新兴领域成为驱动市场的重要引擎。
从国内市场来看，2020 年，国内碳纤维需求达 4.88 万吨，同比增长达 29%，高于 全球平均水平，且进口产品依存度较高，主要源自日本、美国等国家的碳纤维龙 头企业。
未来随着航空航天、风电叶片、碳/碳复合材料等。
新兴产业的需求带动， 预计 2025 年国内碳纤维总需求将接近 14.95 万吨，国产碳纤维的市场占比也将逐 渐提高。
2.2. 国内需求强势增长，未来增量可期需求高增速态势维持，应用方向广泛发展。
中国碳纤维需求量自 16 年起进入快速 增长阶段，2016-2021 年复合增长率约 26.06%，占全球碳纤维需求比重逐年提升。
国内碳纤维以风电叶片，体育休闲为主要下游应用方向，21 年需求占比分别为 36.1%，28.1%。
碳纤维下游应用领域广泛，碳碳复材，航空航天，压力容器领域 需求量等均有快速增长。
国产自用占比提升显著，海外进口多点分散。
需求
