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1. 碳纖維的介紹（略）
碳纖維（carbon fiber 簡稱 CF）是一種高強度、高模量的高性能纖維材料，含碳量 90%以上。具有耐高溫、抗摩擦、導電、導熱及耐腐蝕等特性。外形呈纖維狀、柔軟、可加工成各種織物，由於其石墨微晶結構沿纖維軸擇優取向，因此沿纖維軸方向有很高的強度和模量。碳纖維的主要用途是作為增強材料與樹脂、金屬、陶瓷及炭等複合，製造先進複合材料。
2. 碳纖維的生產工藝（略）
完整的碳纖維產業鏈包含一次能源到終端應用的全部過程。從石油、 煤炭、天然氣均可以得到丙烯，經氨氧化後得到丙烯腈，丙烯腈聚合和紡絲之後得到聚丙烯腈（PAN）原絲， 再經過預氧化、低溫和高溫碳化後得到碳纖維。碳纖維可製成碳纖維織物和碳纖維預浸料， 可作為生產碳纖維複合材料的原材料；碳纖維與樹脂、陶瓷等材料結合，可製成碳纖維複合材料，再經各種成型工藝得到下游應用需要的最終產品。
生產路徑方面，聚丙烯腈（PAN）基碳纖維的生產主要分為三步，第一步是將聚丙烯腈單體和引發劑、鏈轉移劑混合，在溶液中發生聚合反應，得到聚丙烯腈原液，稱為碳纖維原絲紡絲原液；第二步是聚丙烯腈原液通過溼法紡絲或幹噴溼紡法進行紡絲，得到碳纖維原絲；第三步是原絲經過上油、後拉伸等處理後，送入氧化爐製得預氧化纖維（俗稱預氧絲），預氧絲進入碳化爐製得碳纖維，碳纖維經表面處理、上漿即可得到碳纖維產品。
3. 全球下游市場持續增長，碳纖維產品主要為美日公司壟斷
3.1. 全球需求: 碳纖維市場保持穩定增長
碳纖維具有出色的力學性能和化學穩定性，是發展國防軍工與國民經濟的重要戰略物資， 廣泛應用於軍工、航空航天、體育用品、汽車工業等多個領域。近年來，隨著這些領域的不斷髮展，也拉動了全球碳纖維需求的增長。全球碳纖維總需求已從 2008 年 3.64 萬噸，增長到 2019 年的 10.19 萬噸，CAGR 為 9.81 ，預計 2020 年全球總需求將達到 11.24 萬噸
應用領域中，風電葉片，航天航空及體育休閒領域對碳纖維需求較大
碳纖維材料由於其優良的材料性能，已經被廣泛的應用於航空航天（國防）、風電葉片、汽車、船舶、壓力容器、建築、等不同行業。2019 年全球碳纖維需求量最大的三個行業分別是風電葉片、航天航空及體育休閒，分別佔比為 24%、22%和 15%。
2018 年，全球碳纖維市場規模為 25.71 億美元，其中航空航天領域佔比最大，達到 49%， 其次是體育休閒與風電葉片領域，佔比分別為 13%和 12%。
3.2. 全球供給：全球產能持續增長，供應商多為美日企業
在下游需求拉動下，全球碳纖維產能保持了穩定的增長態勢，全球產能已由 2008 年的 6.2萬噸，增長到 2019 年的 17.4 萬噸，CAGR 為 9.83 ，預計 2020 年有望超過 18 萬噸。
由於碳纖維生產工藝流程複雜、研發投入巨大、研發週期較長，使得國際上真正具有研發和生產能力的碳纖維公司屈指可數。美國注重原始創新，日本擅長精細化生產，在碳纖維產業發展中各具優勢。
2018 年全球碳纖維產能為 16.5 萬噸。根據賽奧碳纖維測算，2018 年中美日三國合計理論產能佔比達到全球的 60 ，其中美國佔比約為 24 ，日本佔比約為 19%，中國約為 17%，儘管中國理論產能佔比為世界第三，但主要是以生產低端性能碳纖維為主，高端性能碳纖維生產被美日兩國壟斷。
從供應商角度來看，全球碳纖維供應市場被日本東麗、日本東邦、日本三菱及美國 Hexcel 等少數幾個公司所壟斷。日本東麗和美國 Hexcel 是全球經營最為成功的碳纖維生產企業， 主要壟斷航空航天高性能碳纖維市場，日本東邦和日本三菱也在高性能碳纖維領域佔據了一席之地；其他重點企業也各具特色，在原料多元化、合成體系、紡絲技術、絲束規格等方面具備各自的優勢。
隨著碳纖維的不斷髮展，碳纖維在工業領域和航空航天領域的應用範圍不斷擴大，國外主要廠商也在部署未來產能擴建計劃，部分廠商的產能計劃如下：
4. 下游市場增長+國產替代+政策支持，我國碳纖維行業迎來發展良機
4.1. 需求端：我國碳纖維需求穩步增長，航天航空及汽車領域市場存在較大發展空間
中國碳纖維總需求已從 2008 年 8.2 千噸，增長到 2019 年的 34.7 千噸，CAGR 為 14.01 ， 高於全球平均水平。2019 年中國碳纖維總需求佔全球總需求 34%，預計 2020 年中國總需求將達到 38.94 千噸。
中國體育休閒領域對碳纖維的應用需求最大，佔比高達 43.6
對比我國碳纖維需求行業分佈與全球碳纖維需求行業分佈，可以發現我國當前碳纖維應用主要還是集中在體育休閒領域，佔比達 43.6 ，而在航空航天與汽車領域結構佔比要遠低於全球相應部分碳纖維使用佔比，佔比為 3.2 和 2.6%。與全球相比，我國航天航空及汽車領域碳纖維市場存在較大發展空間.
中國市場規模達 5.68 億美元，其中近 77 來源於進口，國產化率較低
中國碳纖維市場及中間材料規模已經達到 5.68 億美元，其中中國國產規模達 1.62 億美元，佔中國市場規模的 23 。從而，中國近 77 的市場規模來源於進口。日本碳纖維國產金額最高，為 2.3 億美元，佔比 32%。我國碳纖維國產化率較低，未來隨國產替代推進，行業將進一步發展。
4.2. 供給端：國產化程度較低且以低端產品為主，國產替代將推動行業發展
隨著我國國民經濟的發展以及國防工業戰略地位的進一步提升，國內碳纖維產業取得了重大突破，產能從 2006 年的 1,330 噸增長至 2018 年的 26,800 噸，年複合增長率達 28.43 。在 2018 年全球理論產能排名中，中國位列第三，但碳纖維行業目前仍處於初級階段，國產廠商主要以生產 T300 和通用型碳纖維等低端性能碳纖維為主，高性能碳纖維研發生產方面的穩定性、產品離散度等指標與國外優勢企業相比存在一定差距.
國產碳纖維廠商主要有中簡科技，光威復材，江蘇恆神及中復神鷹等。從 2018 年碳纖維國產廠商理論產能上看，中復神鷹理論產能為全國第一，為 6000 噸；江蘇恆神緊隨其後，其理論產能為 4650 噸，上市公司光威復材及中簡科技的理論產能分別為 3100 噸和 1250 噸。另外，我國部分碳纖維企業已實現 T700 級、T800 級高性能碳纖維技術突破，部分產品可對標日本東麗生產的高性能碳纖維產品，各公司產品與東麗公司產品對標情況如下表所示。
隨著我國國民經濟的發展以及國防工業戰略地位的進一步提升，未來幾年我國碳纖維需求量將進入一個快速增長的時期，為了滿足國內碳纖維的需求，國內供應商正在加速碳纖維產業的佈局。中簡科技已募投 6.83 億元發展 1000 噸/年國產 T700 級碳纖維擴建項目；中復神鷹擬投資金額為 50 億元，建設年產 2 萬噸高性能碳纖維及配套原絲項目；上海石化擬投資 35 億元人民幣，建設 2.4 萬噸/年原絲、1.2 萬噸/年 48K 大絲束碳纖維項目；光威復材擬投資 20 億元，分三期投入，第一期投入 5 億元，建設 2000 噸/年碳纖維生產線 1 條。隨著國產廠商不斷髮展，我國碳纖維行業將步入發展快車道。
4.3. 國家政策加碼碳纖維行業，行業迎來發展良機
碳纖維產業是國家鼓勵的基礎性戰略性新興產業，為實現軍事和民用重大裝備的自主保障， 近年來國家和地方政府出臺多項產業政策，支持碳纖維產業的發展。我們預計未來在下游 市場增長、相關企業技術進步及相關行業政策的扶持下，中國碳纖維行業還將持續發展。
5. 碳纖維的應用
5.1. 碳纖維的應用概況
碳纖維具有耐高溫，耐磨，導電，導熱和一般碳材料的耐腐蝕性的特點，且比重小而柔軟， 可以加工成各種紡織品，並與樹脂和金屬等基材混合，也可以用作結構材料。目前，碳纖維的主要應用領域有航空航天、汽車製造、體育休閒、建築和工業機械、風電葉片、壓力容器等領域。其中以航空航天領域市場最大，單價最高，對碳纖維各項性能的要求也最高。
不同碳纖維型號對應的下游應用如表所示。其中應用在汽車領域的主要強度為通用型，模量為通用型的碳纖維，對應碳纖維型號為 T300 等；應用在壓力容器領域的主要是高強型， 模量為通用型的碳纖維，對應碳纖維型號為 T700 等；應用在體育用品領域的主要是強度為通用型、高強型，模量為通用型、標模型的碳纖維，對應碳纖維型號為 T300、T700；應用在工業領域的主要是強度為通用型、高強型、超高強型，模量為通用型、標模型、高模型的碳纖維，對應碳纖維型號為 T300、T700、M40 等；應用在航空航天領域的主要是強度為高強型、超高強型，模量為中模型、高模型的碳纖維，對應碳纖維型號為 T700、T800、M40 等。
5.2. 碳纖維複合材料的應用概況
5.2.1. 航天航空領域
在航天領域，碳纖維複合材料不僅符合航天技術對結構材料減輕質量的要求，還符合對結構材料具有高比模量和高比強度的要求，具有性能和功能的可設計性，在軍民航空及國防航天領域發揮著無可替代的作用。航空飛機中使用碳纖維可在不降低強度的條件下有效降低結構質量，實現更高的飛行性能，主要用於機翼、口蓋、前機身、中機身、整流罩等部件的生產中。未來國產大飛機的量產及國防軍機的更新換代，將推動碳纖維的市場需求上行。
回顧 2018 年全球碳纖維需求市場，航天航空無疑佔據重要部分，根據賽奧碳纖維統計，2018 年全球需求總量為 9.26 萬噸，航空航天領域碳纖維的需求量為 2.1 萬噸，佔據總體的23%，較 2017 年增長約 9.38 。國內需求 0.1 萬噸，增長 11.11 。航空航天領域所運用到的碳纖維質量要求較高，整體價格昂貴，18 年全球碳纖維的銷售金額為 25.71 億美元，其中航空航天領域為 12.6 億美元，佔比 49%，較 17 年增長 9.56 。由於碳纖維最早應用於航天航空高科技領域，因此全球碳纖維在航天航空領域的需求量整體變化幅度較為平穩，處於穩健上升趨勢。
2018 年中國碳纖維應用的總量為 3.1 萬噸，而航空航天領域應用佔比為 0.1 萬噸，佔比約3.2。在 2015 年工信部發布的《中國製造 2025 重點領域技術路線圖》中，重點強調了“將國產碳纖維複合材料作為新興關鍵材料運用到大飛機航空航天等重要領域”作為 2020 年目標，因此未來幾年國產碳纖維在航天航空領域的應用市場有望進一步增長。
商用飛機碳纖維市場未來可期
碳纖維複合材料在商用飛機上的應用將拉昇全球碳纖維的需求。波音 B787 和空客 A350 生產複合材料商用飛機機身結構複合材料用量均超過 50 。2018 年波音的復材飛機 B787 交付 145 架，較 17 年增長了 6.6%，空客的復材飛機 A350XWB 交付了 93 架。在飛機的各部分中，主要運用碳纖維複合材料的部位有：主機身，機翼，垂直尾翼，發動機及發動機風扇機匣等。
國產大飛機的量產將拉動國產碳纖維的用量。商飛的 C919 是國內首個使用 T800 級高強碳纖維複合材料的民機，目前 C919 用到的複合材料佔到其機身結構重量的 12%，其尾翼主盒段和後機身前段使用了先進的第三代中模高強碳纖維複合材料。據 C919 的副總設計師傅國華的預計，未來 C919 的國內保守估計為 2000 架，而中國商飛預測 C919 的市場空間將超過 1000 億美元。而目前 C919 用到的碳纖維複合材料佔到其機身結構重量的 12%。
將複合材料用於製造 C919 的成功經驗無疑給下一代 C929 飛機的生產帶來了更大的想象， C929 將由中國商飛（COMAC）與俄羅斯聯合航空製造集團（UAC）的合資企業：中俄國際商用飛機有限責任公司（CRAIC）進行研製生產，據俄羅斯聯合航空製造集團總裁斯柳薩里介紹，未來 C929 飛機的複合材料比重將超過 50%。據前瞻產業研究院預測，未來 20 年國內航空運輸市場對複合材料的需求為 5 萬噸，年均需求接近 2500 噸，其中碳纖維需
求量約為 1250 噸。工信部發布的《中國製造 2025 重點領域技術路線圖》中，將國產碳纖維材料作為國產大飛機的戰略材料。隨著未來國產大飛機不斷放量，兼國家政策予以支持， 商用飛機碳纖維市場未來可期。
以主機結構和發動機結構為例，碳纖維材料在商用飛機中的應用如下：
碳纖維復材主機身提升飛行安全。
大型客機一般要飛行 6 萬個起落，每個起落都是一次機身的疲勞過程，這使得金屬機身耐疲勞性能大幅降低，也會加速機身金屬結構的老化，影響飛行安全。對於採用 CFRP 整體成型構造的機身的而言，它使得機身相對於金屬機身段而言減少了近 1500 個左右的鋁合金板件和 4 萬到 5 萬個鉚釘等緊固件，整個飛機的零部件減少了近 1/2，簡化了製造工藝與減輕飛機重量的同時，也增強了機身的耐腐蝕性。
以波音公司的 787 客機為例，B787 的機身在製作使用了大量的碳纖維複合材料，由於複合材料單位體積的重量只有鋁合金的一半，鋼的 1/5，大幅度地減輕飛機重量，與相近的熱銷機型相比要減重 2500kg，使波音 787 飛機節省 20 的燃油中,其中複合材料機身的貢獻率達 3%。另外，據原陝飛副總工程師楊超凡研究員稱，波音 787 機體大約重 50 噸，其中約 25 噸是用複合材料製造的，在這 25 噸複合材料中，主要是碳纖維增強樹脂複合材料。B787 的機身採用有日本東麗和美國 HEECEL 的 T700、T800 型號、IM7、IM8 型號的碳纖維材料，包括：6k、12k 和 24k 以及標準模量 12k 碳纖維布。
碳纖維復材發動機為飛機“減重”。
發動機是飛機的核心部分，發動機的風扇葉片也是發動機最重要的部件之一。一般而言， 推力越大的發動機質量越重，風扇段的質量約佔發動機質量的 30-35%。發動機若使用碳纖維、複合材料設計製造的風扇葉片能直接大幅降低了發動機風扇組件的重量，而複雜的葉片結構也能讓發動機可以更好地承受鳥擊損害，使得葉片更輕、更瘦、更堅韌、也更高效，因此採用含碳纖維的複合材料葉片也成為發展趨勢。國外飛機發動機制造商如 GE 等大部分製造商採用的都是由 Hexcel 供應的 IM7/8551-7、IM7/M91 級別的預浸料作為複合材料風扇葉片的增強材料
軍用碳纖維未來需求不容小覷。
碳纖維複合材料在結構輕量化材料特性在軍用航空的應用領域發揮了無可替代作用。軍用飛機將碳纖維複合材料用於機翼、口蓋、前機身、中機身、整流罩等主要部件，減輕飛機的重量，增加其有效載荷。
以軍事強國美國為例，其最初的 F14A 戰機碳纖維複合材料用量僅有 1%，到美國 F-22 和F35 為代表的第四代戰鬥機上碳纖維複合材料用量達到 24 和 36%，而 B-2 隱身戰略轟炸機上，碳纖維複合材料佔比更是超過了 50%，在軍用航空領域碳纖維供應商主要是美國的Hexcel,主要的碳纖維型號為較高端的 AS4、IM7、IM8、IM10 等。
因高強高模碳纖維在國防領域具有重要意義，外企在高強高模碳纖維製備技術上一直對國內封鎖，其產品也對國內禁運。我國前幾年碳纖維材料級別一直處於較低的 T300 級別， 難以用於軍用飛機領域。隨著近年來技術的創新，我國軍用飛機的碳纖維複合材料應用也呈現逐年遞增的趨勢。目前我國軍機保有量與世界主要大國仍有較大的差距，智研諮詢發佈的《2017-2023 年中國航空發動機市場分析調研及發展趨勢研究報告》顯示，截至 2016 年我國擁有各型軍用飛機共計2942 架，僅為美軍的1/5，且我國軍用戰機以老式戰機為主，約 60%的軍機將面臨退役，未來將以三代、四代戰鬥機為主，這將為我國軍用飛機制造業提供了難得的發展機遇，從而拉動對高端碳纖維複合材料的需求。預測未來 10 年，中國新增三代及四代戰機的需求預計在 1000-1500 架左右，碳纖維的年需求量約為 200 噸。國產軍用碳纖維以中復神鷹、中簡科技、光威復材生產的 T700 級別以上產品為主。
5.2.2. 體育休閒
在體育用品的生產領域中，碳纖維可代替傳統木材作為生產原材料。並因具備更輕，更堅硬，更耐用，更具吸收性衝擊和振動的優點，在運動領域得到了用武之地，主要用於製造高爾夫球杆、球拍、自行車等運動器械。隨著市場對體育用品質量越來越高的要求，體育用品對應的碳纖維市場規模還將進一步增長。
體育用品對應碳纖維需求穩定上行
2018 年，在體育用品生產領域，全球碳纖維需求量為 14,300 噸，佔同年碳纖維市場總需求量的 15%，較上年增量 1,100 噸，增幅 8.3%；全球體育用品領域碳纖維市場規模為 3.29億美元，同比增長 8.22 。同年，在體育用品製造領域中，中國碳纖維需求量達到 13,500 噸，佔國內碳纖維市場需求量的 43.6%，較上年增量 1500 噸，增幅 12.5%,國內體育領域銷售規模為 87.58 億元。
體育用品板塊中，碳纖維的供應商有日本東麗、光威復材、魯晨新材料科技有限公司、江蘇恆神科技股份有限公司。日常體育器材生產使用到的碳纖維型號包括 T300、M46J 等； 專業體育器材生產使用到的碳纖維型號還包括 T700、T800 等。其下游客戶包括羽毛球拍製造商 Victor、Witess、尤尼克斯，乒乓球拍製造商紅雙喜、李寧，自行車生產商捷馬、英利達、上海永久、捷安特和釣具製造商光威戶外等。
生產技術：成型技術多樣化，碳纖維可有效提高體育用品質量
在體育用品生產過程中，通過使用碳纖維複合材料使體育器材成型的技術主要包括纏繞成型技術、模壓成型技術、RTM 成型技術和拉擠成型技術。
碳纖維的加入可提高體育器材質量，滿足群眾對個人體育器材高質量的要求，也可以為公共健身器材安全、衛生提供保障。隨著國民經濟實力的發展和“全民健身”倡議的普及， 群眾有能力參與的體育項目逐漸多樣化，健身房的市場規模也逐步擴大，消費者對體育用品的質量要求進一步提升。我們預計在體育產業上行的背景下，體育用品對應的碳纖維市場還將進一步增長。
5.2.3. 汽車製造
碳纖維具有比模量和比強度高、減重潛力大、安全性好等突出優點，幾乎可以用於汽車的各個部件，例如外觀組件，電池盒，動力總成、剎車系統等，是汽車輕量化的最佳選擇。18 年全球汽車領域碳纖維市場規模為 1.94 億美元，同比增長 10.22 ；全球汽車碳纖維用量為 1.08 萬噸，同比增長 10.20 ，佔全球碳纖維總用量比例與 2017 年基本持平。國內汽車領域碳纖維銷售額為 4.61 億元，碳纖維用量為 800 噸，同比增長 33.33 。目前各大型 汽車公司都在不斷嘗試使用碳纖維來提高車輛的性能，隨著新能源汽車的發展，預計未來 碳纖維在汽車領域的需求將進一步快速增長。碳纖維在汽車製造領域的主要應用有電池盒、剎車系統、CFRP 輕量化組件等。
電池盒
隨著全世界新能源汽車的普及以及燃油車銷量的逐漸下滑，歐盟 2030 年禁售燃油車方案的提出，電動車勢必成為未來汽車發展的主流。電池作為電動車的動力核心及重要的部件之一，將成為車企研發的重點。碳纖維布及碳纖維蓋板在電池盒領域擁有廣泛的應用，不僅可以減輕整車重量，節能減排，還具有良好的防火性能，能夠切實保護駕乘人員的安全。因碳纖維用於電池殼成本相對較高，且在 2015 年以前電動車銷量較少，難以通過擴大規模來降低成本，碳纖維在電動車中的普及率一直較低。隨著燃油車逐漸退出市場，汽車品牌效應提高，人們更願意為高價的電動車買單，對應汽車部件得以大量生產，碳纖維的成本可通過規模效應實現降低。預計未來碳纖維在電動車領域的應用市場還將進一步快速增長。
剎車系統
汽車的剎車功能與汽車的安全性能息息相關。電動汽車的加速性能遠遠優於燃油車，因此電動汽車性能的提高對剎車系統提出了更高的要求，碳纖維與陶瓷組成的剎車系統具有熱穩定性、耐磨性等多種優勢。不過目前碳纖維剎車系統價格十分高昂，在技術沒有突破以實現成本降低的前提下，難以大規模量產。
CFRP 輕量化組件
碳纖維材料具有優異的疲勞強度、高耐化學性、耐腐蝕性能，適合作為汽車外觀及內飾組件，以減輕整車重量，實現節能減排的目標。在環保政策趨嚴的形式下，輕量化組件的應用將日益廣泛。此外，輕量化組件對技術及材質要求較低。在製作時，可以通過短切碳纖維、磨碎碳纖維進行混配模成型加工，來降低碳纖維材料的成本，從而擴大碳纖維在輕量化組件市場的規模。
5.2.4. 風電葉片
風電葉片是風力機用於發電的重要組成部件。因碳纖維質量輕，風電葉片中部分結構使用碳纖維或碳纖／玻纖混合材料在性能及綜合成本上將更具優勢。根據測算，40m 以上的風電葉片中關鍵結構如梁帽、主樑使用碳纖維複合材料一方面可使葉片自重減少 38％，成本降低 14％；另一方面可以提高葉片抗疲勞性能，提高輸出功率。未來風力發電將向大功率、長葉片、輕量化方向邁進，當風力機超過 3MW、葉片長度超過 40 米時，碳纖維己成為必然選擇。
風電葉片領域應用概況
風電葉片是風力機用於發電的重要組成部件，是利用風力帶動風電葉片旋轉，將風能轉換為機械功，機械功帶動轉子旋轉，最終輸出交流電的電力設備。碳纖維在風電葉片的生產製造過程中可有效減輕葉片質量、提高葉片強度與剛性，滿足葉片長度增加的設計需求。2017 年，低風速風場和海上風電共同推進了葉片的大型化發展，碳纖維在風電領域持續高速增長，預計將於 2020 年將達到 3.1 萬噸。
在風電葉片的生產製造中，碳纖維可運用於主樑帽、蒙皮表面、葉片根部、防雷系統和靠近葉尖部分，其作用分別如下：
① 應用於主樑帽上，使葉片的重量明顯降低，並且提升葉片的剛度。
② 應用於蒙皮表面，有利於提高葉片抗壓力和拉力的能力。
③ 應用於葉片根部，能夠提升根部材料的斷裂強度和承載強度，降低根部螺栓的壓力； 使螺栓數量增多，鞏固葉片與輪轂連接處的性能，提升靜態強度和疲勞強度。
④ 應用於防雷系統，葉片前後緣經過特殊設計，使葉片有效避免雷擊，保障葉片相關性能。
⑤ 應用於靠近葉尖部分，能夠降低重量，降低輪轂上的負載；通過相關方法與措施，可以使葉片振動方向和強度得到保證。
下游需求：裝機產能增長，風電葉片領域碳纖維市場需求持續上行
2018 年，在風電葉片製造領域，全球碳纖維需求量為 22,000 噸，佔同年碳纖維市場總需求量的 23.8%，較上年增量 2,200 噸，增幅 11.11 ；同年，風電葉片製造領域中，中國碳纖維需求量達到 7,000 噸，佔國內碳纖維市場需求量的 22.6 ，較上年增量 3940 噸，增幅 129 。
2018 年我國風電葉片製造領域所使用的碳纖維均為進口。據彭博新能源統計，2018 年全球海上風電新增裝機容量為 4.3GW，中國市場新增裝機容量為 1.7GW；同年全球陸上風電新增裝機容量為 45.4GW，中國市場新增裝機容量為 19.3GW。目前全球和中國的風電裝機容量均處於上行階段，預計將利好對應碳纖維需求市場。
市場格局方面，就板塊拆分來看，風電葉片可主要分為陸上風電和海上風電。生產陸上風電葉片所需的碳纖維型號主要為 T300 級碳纖維、碳纖維增強材料與碳纖維複合材料，其下游客戶主要有 Vestas、GE、Siemens Gamesa、金風科技、遠景能源等。海上風電葉片所需的碳纖維型號主要為日本東麗 T620s 級碳纖維、T700 級碳纖維、T300 級碳纖維和美國卓爾泰克 P35 碳纖維。其供應商主要為日本東麗，國內的光威復材、恆神科技等，下游客戶主要有 Siemens Gamesa、vestas 等。目前，VESTAS 基本掌握了全球最低成本的碳纖維資源（大約 13-14 美元/公斤），已經成為全球碳纖維產業最大的用戶，且增長迅猛。
目前環境汙染帶來的危害與影響已擴散至全球，火電煤燃燒發電對大氣環境造成的汙染推進更加環保的發電設備應用進程，風電葉片在未來具備極大的發展潛力。同時，海上風電面臨海上風力大、葉片易受磨損等問題，因此對葉片強度、耐久度提出了更高的要求。碳纖維的加入可以提升葉片的強度以及耐久度，適用於海上風電葉片製造，預計未來對應市場需求將進一步提高。此外，我國碳纖維國產化率較低，未來在風電葉片領域中，我國在研發大絲束碳纖維等可替代進口碳纖維方向上仍有較大提升空間。
5.2.5. 壓力容器
碳纖維複合材料由於其密度低質量輕，較高的比強度和比剛度，使得容器可以在不增加壁厚的情況下達到抗高壓的效果，提高儲存氣體密度，廣泛應用在儲氫罐、氧氣罐、壓力罐、拖車長管方向。我國壓力容器行業碳纖維需求量佔世界需求量 17%，但是受限於國內工藝水平，壓力容器用碳纖維主要依靠進口。
壓力容器：碳纖維主要應用纏繞成型工藝，T700s 型號應用廣泛
壓力容器是指是指盛裝氣體或者液體，承載一定壓力的密閉設備，廣泛於工業、民用、軍工等領域。碳纖維具有輕質量、高強度、高比模量的特性，可以使碳纖維纏繞增強材料應用於壓力容器後的重量減輕，同時提升容器抗爆破性能，拉伸強度，拉伸模量等力學性質。
碳纖維應用在壓力容器細分領域當中均採用纏繞成型工藝，即連續纖維或布帶經過樹脂膠液浸漬，按一定規律纏繞到芯模上，然後固化、脫模成為複合材料製品。碳纖維纏繞成型後，可充分發揮其高比強度、高比模量以及低密度的優勢。T1000G 型號的碳纖維主要運用與衛星壓力罐的製造，而其他產品製造主要用到 T700s 型號。
壓力容器：國產替代空間大，氫能計劃拉昇需求上行
根據賽奧碳纖維統計，2018 年，全球碳纖維需求總量為 9.26 萬噸，壓力容器碳纖維需求總量為 6200 噸，佔全球碳纖維總需求量的 6.7%。相比較於 2017 年，壓力容器碳纖維用量需求增長了 600 噸，增幅 10.7 ，全部市場持續增長。國內市場方面，2018 年，中國市場壓力容器碳纖維需求 1200 噸，相比較於 2017 年，需求增長 200 噸，增幅 20 。
壓力容器具體細分領域包括：1、服務於石油儲存運輸業的天然氣汽車儲罐，其下游客戶主要為埃克森美孚、殼牌。2、應用於急救安全器材領域的氧氣罐，其下游客戶主要為 3M 和霍尼韋爾。3、服務於下游航空航天領域的衛星壓力罐，下游客戶主要為 NASA 等航天機構。
在壓力容器碳纖維領域，國產碳纖維還處於試驗階段，主要供應商還以三井物產、日本東麗等為主。行業所需碳纖維基本依賴於美國、日本進口，國產替代空間較大。
2019 年，工信部對外表示，將會大力推進我國氫能產業發展，隨著國家“氫能”計劃的逐步落實，按照計劃，2030 年燃料電池汽車數量和加氫站數量將會比 2020 年翻十倍。該計劃對氫的存儲和運輸的高壓壓力容器提出了巨大的需求。未來氫存儲運輸壓力容器的增長， 有望帶動在氫存儲運輸相關碳纖維材料需求上行。
5.2.6. 建築
碳纖維高強度、高韌性的優點，因此在橋面加固、樓板加固、抗震加固等工程中普遍使用碳纖維加固技術。其下游客戶主要為房屋、橋樑施工單位，如中國鐵路總公司，美國橋樑公司等。主要供貨廠商主要為日本東麗、中國建材集團等碳纖維製造企業。所用碳纖維產品型號主要為東麗 TL520（碳纖維層壓板），東麗 UT70-20（T700SC 碳纖維布）等。隨著我國“舊房改造”政策的支持，舊房改造市場將進一步提升，從而推動建築碳纖維材料市場規模的擴大。
2018 年全球在建築領域的碳纖維用量為 3500 噸，同比上漲 9.38 ，建築領域碳纖維用量佔全球總用量 4%，較 2017 年上漲了 0.2 個百分點；2018 年全球在建築領域的碳纖維市場為 7 千萬美元，同比上漲 12.5%。2018 年中國在建築領域的碳纖維用量為 2000 萬噸，同比上漲 11.11 ；建築領域碳纖維用量佔全國總用量比例為 6.5%，同比下降 1.2 個百分點。整體來看，建築領域碳纖維的銷量有所上升，價格較為穩定。
性能優勢：強度高，施工難度低
在建築加固補強方面，東麗層壓板的拉伸強度是 2,400N/mm2，是鐵板拉伸強度的 10 倍； 同樣體積的碳纖維重量僅為鐵的 1/5，且不增加死負荷。耐久性方面，鐵易生鏽，碳纖維不會生鏽，碳纖維的耐久性顯著優於鐵。同時，碳纖維層壓板的加工方法較為簡單，無需重型機械，可進行線裝施工。碳纖維板本身的彎曲補強效果顯著，經過 2 塊東麗層壓板補強的後的鋼筋，負重極限可達 100KN，未經過層壓板補強的鋼筋，負重僅為 40KN。經過碳纖維板補強後，鋼筋的彎曲耐力也能得到顯著的改善。補強後的短期允許耐力是補強前短期允許彎度耐力的 2 倍。可有效改善對應建築體力學性能。
建築用碳纖維下游分類應用：舊房改造、橋樑維修將提升下游市場
碳纖維用於建築領域主要可分為舊房改造、橋樑維修及經營場所改造等領域，其中舊房改造和橋樑維修市場增速及增長空間較大，預計拉昇對應市場上行。
舊房改造：政策支持，舊房改造將會成為建築碳纖維市場的增量市場
對於本身承載力較差的房屋，使用鋼筋混凝土進行加固會使整體結構承受較大的壓力，反而不利於房屋的加固補強。在這種情況下，重量輕、強度高的碳纖維將會成為重要的加固材料，得到廣泛的應用。“舊房改造”政策與居民生活水平的不斷提高，都會促進舊房改造市場的擴大，從而提高建築碳纖維材料的需求量。
政策方面，2019 年 12 月 10 至 12 日在北京舉行的中央經濟工作會議就提出：要加大城市困難群眾住房保障工作，加強城市更新和存量住房改造提升。消費能力方面，我國居民收入不斷提高，居民對居住環境的要求也在不斷提高。2010 年我國住宅建築面積翻新率為18.3%，2012 年增長至 23.6%，從縱向上反映出我國住宅平均裝修更新週期的縮短；與美國橫向對比，當前美國住宅建築面積翻新率已經超過 50%，說明我國未來翻新率仍會有可觀的提升。
總體來看，政策的支持與居民生活水平的提高將會極大促進舊房改造市場的發展，從而推動建築碳纖維材料市場規模的擴大。
橋樑維修：橋樑、隧道量大幅上升，維護橋隧將提高碳纖維用量
碳纖維在橋樑補強方面的應用由來已久，目前主要是通過使用碳纖維織物及樹脂，對老危建築進行現場粘貼的方式，或者用碳纖維層壓板現場夾固的方式來實施。2000 年以來我國公路橋隧及鐵路運營里程都有大幅增長，而我國橋樑隧道的設計使用年限在 100-120 年。在設計使用年限內，橋樑隧道都有大量的維護需求。隨著橋樑的老化，維護工程量將大幅上升，建築碳纖維市場的規模也將隨之擴大。
經營場所改造：施工不影響經營，優勢顯著
碳纖維層壓板及織布在施工時粉塵、建築垃圾較少，不影響正常的生產經營，在維修經營性場所時有獨特的優越性。碳纖維板材重量較輕，強度高，體積小，修補斷面後厚度僅增加 2-5mm，不會佔用過多空間。對於時間成本高、空間狹小的店鋪、工廠，碳纖維板材將成為其首選。
6. 國內上市公司
6.1. 光威復材
光威復材，碳纖維國產化事業先行者。公司成立於 1992 年，是一家專業從事碳纖維及其複合材料的研發、生產與銷售的高新技術企業。公司佈局碳纖維全產業鏈，業務涵蓋碳纖維、經編織物和機織物、系列化的樹脂體系、各種預浸料、複合材料構製件和產品的設計開發、裝備設計製造等。碳纖維主要產品包括 GQ3522（T300 級，溼法工藝）、GQ4522（T700 級，溼法工藝/乾溼法工藝）、QZ5526（T800 級，溼法工藝/乾溼法工藝）、QZ6026（T1000 級，溼法工藝）、QM4035（M40J 級，溼法工藝）、QM4050（M55J 級，溼法工藝）等系列化的碳纖維、經編織物和機織物等。其產品廣泛應用於國防軍工板塊中的航空航天、電子通訊、兵器裝備等領域，民用板塊應用涉及風電葉片、核電裝備、船舶製造、重大基礎設施建設、軌道交通、汽車零部件、醫療器械、高端體育休閒用品等領域。
2019 年公司實現營業收入 17.15 億元，同比增長 25.77 ；實現歸母淨利潤 5.22 億元，同比增長 38.56 。分產品來看，實現碳纖維及織物收入 7.98 億元，同比增加 32.33 ，毛利6.33 億元，同比增加 31.18 ；碳梁收入 6.73 億元，同比 29.24 增加 ，毛利 1.47 億元，同比增加 28.87 ；預浸料收入 1.77 億元，同比減少 3.38 ，毛利 0.25 億元，同比減少 15.80 。2019 年實現生產碳纖維 73.56 萬公斤，碳纖維織物 54.88 萬平米，碳梁 697.88 萬米，預浸料 692.10 萬平米。
光威復材作為碳纖維行業的龍頭企業，借力軍標體系提升管理效率，堅持軍民融合助力業績穩定增長。目前公司多個募投項目正加快建設，其中高強高模型碳纖維產業化項目已建設完成達到預定可使用狀態，先進複合材料研發中心項目和軍民融合高強度碳纖維高效製備技術產業化項目分別預計於 2020 年 6 月和 12 月達到預定可使用狀態。募投項目投產有望進一步擴大公司產能，提升公司業績和規模。
6.2. 中簡科技
中簡科技，國內高性能碳纖維產業化領域的領先者。公司成立於 2008 年，是一家專業從事高性能碳纖維及相關產品研發、生產、銷售和技術服務的高新技術企業。2011 年公司完成 T700 級碳纖維工程產業化，目前已成為國內航空航天領域 ZT7 系列（高於 T700 級）碳纖維產品的批量穩定供應商。公司具備高強型 ZT8 系列（T800 級）、ZT9 系列（T1000/T1100 級）碳纖維和高模型 ZM40J（M40J 級）石墨纖維工程產業化能力，ZM55J（M55J 級）和ZM60J（M60J 級）石墨纖維已實現關鍵技術突破。當前公司生產的高性能碳纖維主要為ZT7 系列（高於 T700 級）碳纖維，產能 100 噸。公司產品主要應用於航空航天領域，實現在國內航空航天高端領域八大型號產品的全面應用。
2019 年，公司實現營業收入 2.34 億元，同比增長 10.28 ，實現歸母淨利潤 1.37 億元，同比增長 13.36 。分產品來看，實現碳纖維收入 1.78 億元，同比減少 5.73 ，毛利 1.45 億元， 同比減少 3.36 ；碳纖維織物收入 0.53 億元，同比增加 127.22 ，毛利 0.44 億元，同比增加 143.29 。
公司已成為國內高性能碳纖維行業的領軍者，在產品研發、技術等級、應用水平、盈利能力等方面表現出較強的核心競爭力。公司目前批量生產的 ZT7 系列碳纖維拉伸模量均高於日本東麗 T700 級碳纖維並優於國內各生產廠商產品，2018 年公司軍品銷售收入佔營業收入比重為 99.77 ，產品性能優異性和高附加值特性使得公司的盈利能力顯著高於國內行業水平。公司 1000 噸/年國產 T700 級碳纖維擴建項目預計將於 2020 年 3 月末達到預定可使用狀態，該項目投產有助於擴大公司產能，進一步提升公司產品市場佔有率，實現業績騰飛。
6.3. 恆神股份
恆神股份，戰略轉型，減虧顯現。公司成立於 2007 年 8 月，是一家集碳纖維及其複合材料設計、研發、生產、銷售、技術應用服務為一體的國家高新技術企業。公司沿襲了世界一流碳纖維企業的發展模式，是一家擁有自原絲、碳纖維、上漿劑、織物、樹脂、預浸料到複合材料製品的全產業鏈企業。公司主要生產 3K，6K，12K 碳纖維產品，碳纖維年產能4,500 噸，織物和預浸料 1,500 萬平米，複合材料製件 5,000 噸，能夠實現的碳纖維及複合材料製件規模化生產。當前公司產品主要定位於重大裝備和高端工業裝備領域，依託公司雄厚的技術開發實力和全產業鏈優勢，公司產品已成功在重大裝備、軌道交通、新能源等領域得到廣泛應用。
2018 年公司實現營業收入 1.68 億元，同比下降 17.97 ，歸母淨利潤-2.26 億元，同比上年減虧 32.07 ，毛利-0.15 億元。分產品來看，實現碳纖維預浸料收入 0.92 億元，同比增長38.12 ；碳纖維收入 0.45 億元，同比減少 58.05 ；碳纖維織物收入 0.14 億元，同比增長18.66 。
2018 年，公司積極尋求戰略轉型，提高產品附加值，客戶及市場結構實現較上年同期優化， 公司在防務、航空、航天等領域的高附加值項目和收入實現大幅增長，助力公司激發利潤增長點，實現利潤減虧。2018 年，陝煤注資恆神，成為公司第一大股東及控股股東，為公司未來發展給予雄厚支持，有助於改善公司基本面，提升公司長期發展潛力。背靠陝煤， 公司不斷落實戰略轉型目標，提高產品附加值，後期隨公司進一步釋放產能及盈利能力提升，有望改善公司經營狀況，扭虧為盈。
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（報告觀點屬於原作者，僅供參考。報告來源：天風證券）
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