碳纤维：高成长、广空间的优质赛道

原创杉再起万杉深处响流泉

作者：高杉、小易、曹锋等

碳纤维被誉为“新材料之王”，属于高性能复合材料的一种。

它是由有机纤维（粘胶基、沥青基、聚丙烯腈基纤维等）在高温环境下裂解碳化形成碳主链机构、含碳量高于90%的无机纤维，属于高性能复合材料。具有质轻、高强度、高模量、导电导热、耐高温、耐腐蚀、抗冲刷及溅射以及良好的可设计性、可复合性等其他材料不可替代的优良性能，是尖端防务装备必不可少的战略新兴材料。

碳纤维复合材料被广泛应用于航空航天、风电叶片、汽车、体育休闲、混配模成型、电缆芯、建筑建材、压力容器、船舶、碳碳复材、电子电器等多个领域。

碳纤维材料从最初的原丝到最终的复合材料产品，需要经过多个加工步骤，可以作为中间品出售给下游的主要有三种产品：碳纤维及织物、预浸料、复合材料。

相关统计数据显示，2020年，全球碳纤维运行产能约为17.17万吨。从区域角度来看，美国是产能最多的国家，运行产能达3.73万吨，占2020年全球碳纤维运行产能的22%；中国大陆位居第二，运行产能为3.62万吨，占比为21%；日本位列第三，运行产能为2.92万吨，占比为17%。

在需求方面，全球碳纤维的需求2020年为10.69万吨，同比增长3%。不过，考虑到存在新冠疫情的冲击，潜在需求增速远高于这一水平。

具体而言，2020年全球碳纤维需求量最大的领域为风电叶片，需求量为3.06万吨，较2019年增长20%，保持快速增长趋势，2020年需求量占比达29%。其次是航空航天，需求量为1.65万吨，较2019年下降30%，2020年需求量占比为15%。需求量排名第三的领域为体育休闲。

不过，在碳纤维行业的技术方面，日本、美国处于领先地位。其中，日本三大巨头强势垄断，美、德紧随其后。日本东丽一直以来是全球碳纤维制造的霸主，垄断波音公司碳纤维的供应，2020年，东丽与东邦、三菱在全球丙烯腈基碳纤维销量市占率达50%以上。

而我国碳纤维研究虽然起步较早（20世纪60年），但由于工艺基础薄弱、装备技术落后等原因，碳纤维质量低下、性能稳定性差，聚丙烯腈基碳纤维国产化技术长期徘徊在较低水平。步入21世纪后，我国碳纤维产业得到了较快发展，涌现出一批优秀企业，实现了技术突破。

国家政策也正成为产业发展的催化剂。近年来，国家持续发布相关政策推动碳纤维健康有序发展，计划形成若干家家具有国际竞争力的碳纤维大型企业集团及若干创新能力强、特色鲜明、产业链完善的碳纤维及其复合材料产业集聚区。未来随政策的支持，我国碳纤维行业相关技术将接近国际水平。

由于碳纤维性能优异，具备广泛的使用范围，近年来，我国碳纤维的需求量呈现波动增长的态势。

中金公司统计，2008~2020年全球碳纤维市场保持增长，中国占全球需求近50%且增速较快，其中2020年总需求为48851吨（对应市场规模10.27亿美元），较2019年37840吨同比增长29%，而且进口依赖度下降，国产碳纤维实现连续3年超30%的增长，我们预计在2025年前国产将首次超过进口量。

全球范围内，风电叶片（按量占比29%，下同）、航空航天（占比15%）是主流应用领域，且航空航天领域价值量较高，按金额占比约38%。而我国现阶段主要应用于风电叶片（占比41%）、体育休闲（占比30%），结构优化空间大。

而回顾全球的碳纤维市场发展趋势，碳纤维曾主要以航空航天应用为主，但随着技术进步，成本降低，应用领域不断拓展，大丝束越发得到市场认可。同时，在碳中和的发展趋势下，各国在风力发电、光伏、氢能、新能源汽车、碳基新材料等多领域制定产业政策目标，这也对碳纤维产业发展起到拉动作用。

我国特种领域空间较大，未来5年碳纤维复合材料市场规模约745亿元。十四五期间，我国正处于新式航空装备上量阶段。据中金航空航天科技行业组测算，到十四五末我国航空装备领域碳纤维复材市场规模约745亿元，碳纤维需求量超过千吨。其中，未来20年商用飞机领域碳纤维市场空间广阔，全球约1.65万亿元，中国约3938亿元。

未来20年（2020~2039）全球商用飞机及航空复材市场空间

风力作为清洁能源的代表之一，全球风电装机量保持增长，2020年全球新增装机量较2019年增加了53%，其中中国领跑全球。而碳纤维复材在风电叶片领域应用前景较好，维斯塔斯走在行业前列。随着风电新增装机量维持高位，以及叶片大型化趋势下碳纤维使用渗透率提升，预计2025年全球风电叶片碳纤维需求量超过9万吨，中国需求超过5万吨。