全球碳纖維市場穩步擴容：根據賽奧碳纖維《全球碳纖維復合材料市場報告》，2022年全球碳纖維市場需求量13.5萬噸，同比 +14.4%，市場規模43.86億美元，同比+29.0%，應用領域持續拓寬下碳纖維需求穩步增長，2008-2022年間需求量CAGR達9.8%。2022年增量主要來自體育器材和壓力容器，航空航天需求逐步回暖：從細分市場來看，2022年體育器材和壓力容器增長亮眼， 需求量分別同比增長29.7%和34.5%，民用航空逐漸走出疫情影響，航空航天2022年碳纖維需求量同比+22.2%。　

需求端：

全球最大消費市場，國內需求增速快于全球

中國碳纖維需求量全球居首，國內需求增速高于全球：根據賽奧碳纖維《全球碳纖維復合材料市場報告》，2022年國內碳纖維 需求量約7.44萬噸，同比+19.3%，2008-2022年間需求量CAGR達17.1%，增速顯著高于海外9.8%的復合增速。2022年國內碳纖維需求占全球比值約55.1%，較早期約兩成的占比提升顯著，已成為全球第一大碳纖維消費市場。國產替代提速，2022年國產超越進口：隨著國內碳纖維企業新增產能落地及技術迭代，碳纖維國產替代不斷提速，2022年國內 7.44萬噸碳纖維需求量中，國產碳纖維約4.5萬噸，占比較21年提升13.6pct至60.5%，首次超越進口碳纖維比重。

供給端：

國內產能突破十萬噸，全球第一大生產國

國內產能突破10萬噸：根據百川盈孚，截至2023年3月，國內碳纖維年產能達10.32萬噸，較2021年末的6.27萬噸增加約65%。按照運行產能來計算，2022年中國大陸運行產能11.2萬噸，占全球運行產能約43.3%，遠超美國的4.8萬噸。吉林系、中復神鷹、新創碳谷產能規模已破萬噸，規模優勢領跑國內。

供給端：

2022年新增產能集中釋放

2021年市場延續供不應求趨勢：2021年雖然國內產能提升至6.27萬噸，但主要新增產能集中在21H1釋放，吉林化纖、中復神鷹、新創碳谷的新建產能建設于下半年或21年年底完成，正常生產時間不足，2022年得到充分釋放。2022年消化前期產能的同時，仍有新建產能落地，22H2供需矛盾開始顯現：2022年在消化21H2落地產能的同時，仍有大量產能建成，2022年5月至23Q1建成的新建產能合計約4.05萬噸，而2022年實際產量僅4.74萬噸，2020年行業高景氣帶來的擴產高峰逐漸落地，行業供需矛盾加劇?！　?/span>

價格端：

短期供給過剩帶來庫存激增+價格承壓

22H2庫存壓力激增，持續至23Q1：碳纖維較高的生產成本和單價限制其拓展下游應用領域，尤其針對成本較為敏感的民用工 業領域。作為碳纖維第一大市場的風電，2022年風電裝機不及預期，且招標價格明顯下降、整機廠降本訴求上升，嚴重限制 碳纖維滲透率提升。市場主力需求萎縮疊加新增產能集中釋放，產能消化難度提升，22H2行業庫存快速攀升，23Q1庫存水平 仍然較高。庫存積壓拖累價格表現：復盤20年以來碳纖維價格走勢，20-22H1價格持續走高，2022年5月一度漲至186元/千克（大絲束145元/千克，小絲束225元/千克），較20年年初價格上漲68.2%。22H2以來價格持續下降，截至23年3月碳纖維均價137元/千克，基本降至20年末的水平?！　?/span>

如何走出困境：

平價化加速下游領域滲透

22Q3碳纖維價格持續走弱，但23年以來降價對量的促進效果不明顯，我們認為主要為兩方面博弈：1）短期博弈：下游需求修 復不及預期，客戶仍存壓價情緒；2）中期博弈：本輪價格下降表現為階梯式下降，而碳纖維滲透新的下游應用領域，并實現 進入供應鏈批量供貨仍需驗證周期。行業短期進入量價博弈階段，中長期仍需通過降本實現平價以加速對下游應用領域的滲透：碳纖維中長期市場空間廣闊，黃金 賽道成長確定性較強，我們測算至2025年我國碳纖維需求量有望達13.5萬噸，2021-2025年CAGR有望達21.3%?！　?/span>

風電：

大絲束核心需求來源

2022年海風國補退坡，搶裝退潮后有望進入成長時代：2021年為海風補貼末年，搶裝潮下當年海風新增吊裝容量14.48GW， 同比大增276.6%，占當年全國新增裝機量的25.9%，2022年海風新增吊裝容量同比下降64.4%至5.16GW，剔除周期性因素， 同比2020年的3.85GW仍有30%以上的增長。海風加速向深遠海發展成長性強勁：從2007年至今十余年間我國潮間帶和近海風電場技術已不存在技術限制，隨著近海資源 開發趨近飽和，從海上風電由近海走向深遠海是發展所趨。一般認為水深大于50米為深海風電，場區中心離岸距離大于70千 米為遠海風電，浮式海上風電平臺憑借可擺脫海底地質條件束縛、不受水深限制等優勢，將成為深遠海海上風電發展的重要方向。

碳/碳復材：

光伏裝機高增驅動熱場需求增長

碳/碳復材性能優異，主要應用于剎車盤 、航天部件以及光伏用單晶硅片拉制爐的熱場系統：碳/碳復材是由碳纖維及其織物增強碳基體所形成的高性能復合材料，由于比重輕、熱膨脹系數低、耐高溫、耐腐蝕、摩擦系數穩定、導熱導電性能好等優良性能，主要應用于高溫熱場部件和摩擦部件。當前碳/碳復材三大市場為剎車盤市場、航天部件以及熱場部件?！　?/span>

光伏高速發展驅動熱場部件需求，進而帶動碳纖維在碳/碳復材領域需求高增：熱場系統是制備硅片的關鍵設備與耗材，可用石 墨或碳/碳復材 ，但碳/碳復材具備優異的性能和性價比，契合熱場大尺寸化趨勢。根據金博股份招股說明書，2016年以來碳基復材在光伏單晶拉制爐熱場中滲透率不斷提升，2019年碳基復材坩堝、導流筒產品的市占率已超過等靜壓石墨產品，保溫筒中碳基復材的滲透率也已超過45%。　　

壓力容器：

政策驅動下市場前景廣闊

政策積極推動氫能產業發展：氫能是氫與氧進行化學反應所釋放出的化學能，是一種來源廣泛、清潔無碳、應用場景豐富的可 再生能源。“雙碳”戰略下，政策密切出臺支持氫能產業發展，2022年3月《氫能產業發展中長期規劃（2021-2035年）》出 臺，成為氫能產業頂層政策設計?！　?/span>

儲氫屬于產業鏈上游：氫能產業鏈主要包括上游制氫儲氫、中游燃料電池和下游應用三個環節，上游儲運環節根據氫能儲運狀 態不同可分為高壓儲氫、固態儲氫、液態儲氫和高壓液態儲氫四種形式，下游交通運輸是目前氫能產業主流發展方向。

體育休閑：

碳纖維傳統領域，需求品類廣泛

體育休閑是碳纖維傳統應用領域，是碳纖維需求壓艙石：碳纖維高比強度、高比模量和低密度的特性與體育器材專業性、輕量 化需求適配，主要運用于釣魚竿、高爾夫球桿、自行車等群體或個人運動領域的專業運動器材。需求品類廣泛，涵蓋高性能碳纖維和通用級碳纖維：根據中復神鷹公告，體育器材對碳纖維的需求品類包含T300級、T700級， 以及少量T800級和高模量M40J產品，規格以3K、12K等小絲束為主。

航空航天：

高附加值領域，國產大客機加速行業擴容

碳纖維是航空航天飛行器輕量化理想材料，軍用+民用飛機復材滲透率不斷提升：航空航天領域對碳纖維的應用主要包括次承 力構件和主承力構件，碳纖維的使用能使在保證強度的前提下使飛機結構材料減重20%至40%，從而使飛機整體重量減輕6% 至12%，顯著降低飛機的燃油成本，提升飛行器的性能和經濟效益。C919碳纖維復合材料占整機重量的12%，此外，航空航天領域中的噴管、喉襯、鼻錐、剎車盤等也廣泛使用碳纖維復合材料?！　?/span>

2020-2021年疫情顯著影響民航產業發展，2022年全球商用飛機交付有所修復：2020和2021年兩年間波音和空客商用飛機交 付量顯著下降，其中復材飛機787僅為53和14架，A350為59和53架，較疫情前每年超百架的交付顯著下降，導致碳纖維需求 量出現階段性收縮。2022年空客和波音交付量均呈持續修復態勢，商用航空回暖較為明顯，有望帶動碳纖維需求量繼續擴容?！　?/span>

交通建設：

汽車輕量化遠期空間大

碳纖維在交通建設領域的應用主要包括建筑補強、汽車、船舶、軌道交通：建筑補強為碳纖維應用較早的下游應用領域，主要 包括橋梁加固、管道修補、房屋加固等，主要應用中間產品有碳纖維編織布（單向布）、拉擠碳板等。2022年國內建筑領域 碳纖維用量約3000噸，占比僅為4.2%，而船舶、軌道交通目前碳纖維用量相對較小，占比不足1%，主要應用于競賽類船舶、 超豪華游艇、高速客船以及軍事用途的船舶。　　

限制碳纖維在交通建設領域滲透率提高的主要因素為成本，汽車輕量化遠期市場空間較大：汽車行業對碳纖維的應用較早，需 求主要來源于汽車輕量化，但受制于成本因素，目前主要應用于價格敏感度較低的高端車型，根據中復神鷹公告，汽車碳纖維 應用部件包括汽車車身、制動器襯片、燃料儲罐、傳動軸、輪轂等?！　?/span>

其他新領域：

3C帶來碳纖維新的增量

逆勢增長的折疊屏手機，22年出貨量高增：根據艾瑞咨詢， 智能手機由于硬件配置和功能體驗陷入發展瓶頸，換機周 期不斷拉長，而折疊屏手機由于設計新穎、攜帶便捷、大 屏體驗更佳等技術進步，有望成為手機行業發展新契機。我國智能手機出貨量自2018年呈現收縮趨勢，而2022年折 疊屏手機出貨量超360萬臺，逆勢同比增長超150%，華為、 三星、oppo是主要玩家?！　?/span>

滲透率提升必經之路：

持續降本實現平價

 

01

生產流程：原絲制備和碳化是核心

 

碳纖維生產過程涵蓋從原材料丙烯腈到最終成品碳纖維或石墨纖維的各個環節，原絲制備和碳化是核心環節 。原絲生產主要包括丙烯腈的聚合和紡絲環節。碳化主要包括原絲的預氧化、碳化、上漿、石墨化等步驟；在制備過程中，使用外加牽引力的方式將纖維絲束按照一定速度通過各處理環節，單套碳纖維產線生產效率取決于牽伸速度、絲 束大小和絲束數量。絲束大小代表了單股碳纖維所包含的碳纖維根數，常用K（千根）表示，而絲束數量代表了單套產線的最大 并行纖維絲束量，一般來說小絲束纖維工藝水平要求更高，牽伸速度更低，單位能耗更高，設備折舊額更高，導致整體成本更高。　　

02

成本拆分

 

碳纖維生產成本——主要為原絲成本、能耗成本以及設備折舊。按照生產流程各環節拆分：前驅體、預氧化以及碳化處理成本較高，其中前驅體主要包含丙烯腈等原材料成本與原絲制造成本， 成本占比最高，而預氧化與碳化處理需要高溫和高能耗，因此成本也較高。按照成本構成類型拆分：能源、原材料、設備成本較高，占比分別約34.0%、19.2%和18.2%。碳纖維生產大量使用原材料丙烯腈，根據吉林碳谷年報，每噸原絲需要約0.95-1.0噸丙烯腈；同時生產線設備價值高，能耗大，因此相應的設備成本和能源成本高?！　?/span>

03

規模效應：顯著降低固定成本和流動成本

 

規模效應降本：隨著生產規模擴大，原絲與碳絲單位生產成本均呈下降趨勢。碳纖維規模效應明顯，主要體現在對固定資產和人員成本的攤?。禾祭w維設備價值高導致前期固定資產投入較大，在碳纖維生 產制備過程中，即使產線規模處于早期較小狀態，其輔助工程、生產裝備甚至生產人員需一次配齊，規模擴大有利于固定資產 及人員成本攤薄?！　?/span>

04

能耗：低電價地區+新能源配套降低電力成本

 

能耗降本：電力成本占比較高，低電價區域比較優勢+新能源配套降低電力成本 碳絲企業制造費用占比最高：根據中復神鷹成本拆分，以丙烯腈為主的直接材料成本占比約30%，而制造費用占比約50%，是 公司營業成本的核心構成；制造費用中電力占比最高，折舊次之：細拆制造費用，其中電力成本占比最高，約占總成本的15-19%，其次折舊成本占比約為 總成本的12-14%?！　?/span>

05

技術迭代升級：增加單線產能、提高產能利用率

 

工藝降本：增加單線產能，降低噸折舊、噸能耗、噸人工 。碳纖維生產線單線年產能與紡絲速度、生產線幅寬、良品率相關，具體計算公式為：單線產量(t)=生產線錠數×紡速×線密度 ×年運行時間 ×良品率。提升幅寬、紡速可以提升單線年產量，以降低單位能耗等成本：生產線的紡速與產品品類和生產工藝等有關，精功科技年產 1500噸生產線幅寬跨度在0.5-3m之間，紡絲速度在6-12m/min，中復神鷹已實現單線年產3000噸高性能碳化生產線的設計和運 行，單線產能國內居首。提升幅寬和紡絲速度會影響纖維質量和良品率，以及能耗情況，所以如何協調爐寬、運行線速度、良品率等方面以達到生產線穩定運行是設備調試的核心壁壘?！　?/span>

滲透率提升必經之路：

投資分析

 

01

主線1：通用級與高性能競爭分化，高性能韌性強

 

產能階段性過剩主要集中在T300等通用級碳纖維領域。高性能碳纖維技術門檻較高，新增產能主要集中在通用級碳纖維領域：2020年以來碳纖維行業高景氣刺激國內碳纖維企業產能 擴張，大多集中在門檻相對較低的通用級碳纖維領域，導致目前T300級碳纖維產能階段性過剩，根據百川盈孚，截至23Q1國 內總產能10.32萬噸，23Q1新增1.4萬噸均為T300級，T300級合計占比達72.9%，而T700/T800產能占比僅為21.5%。高性能碳纖維價格韌性高于通用級：從價格表現來看，T700級碳纖維價格降幅也明顯低于T300級碳纖維?！　?/span>

02

主線2：龍頭競爭優勢突出，兩大龍頭競爭市場有所差異

 

龍頭在規模及技術方面優勢領先，在行業景氣下行期保持競爭優勢。碳纖維是技術和資金密集型行業，面臨著配方、工藝、工程等進入壁壘。龍頭企業在產能規模和工藝技術成熟度方面已經構筑 堅實的競爭壁壘，形成產品性能和生產成本兩方面競爭優勢，短期難以被超越：1）規模方面，我們在2.3.1部分詳述了規模效 應帶來的成本節降，此外產能規模的提升促進產量和銷量的提升，進而提高市占率；2）技術方面，工藝技術的領先使得龍頭 在高性能碳纖維領域實現突破和量產，搶占市占率的同時也通過產能利用率的提高、幅寬及紡速的提升帶來成本的節降。

03

主線3：原絲競爭環境或優于碳絲

 

原絲壁壘高于碳絲，碳絲擴產高增+配套原絲較慢，原絲或存缺口。原絲工藝及設備壁壘較高：原絲壁壘來自于生產工藝，如聚合、制膠、紡絲等過程，而碳化壁壘來自于設備，如氧化爐和碳化 爐。目前碳化設備基本實現國產替代，但原絲設備僅吉林碳谷有望先行實現國產替代；擴產高峰下，原絲放量或慢于碳絲，供給或存缺口：根據我們在《吉林碳谷：低估的原絲龍頭，供給缺口+價格支撐，成長性無虞》中的測算，2025年我國碳纖維產能有望達到31.9萬噸/年，而僅吉林碳谷、浙江寶旌、中復神鷹、上海石化等公司公布了原絲擴產或配套計劃，在未考慮國內原絲出口、部分企業采購原絲但碳化后性能不及預期不納入碳纖維產量的情況下，“十四五”期間我國原絲供應缺口或仍存缺口，整體原絲供需趨緊。