2022年中国碳纤维行业供给需求增长及国产替代趋势分析报告（38页）.pdf

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1、2022 年深度行业分析研究报告 目目 录录 1.碳纤维性能优异，下游应用增势较强碳纤维性能优异，下游应用增势较强.5 2.供给创造需求，行业蓝海激荡供给创造需求，行业蓝海激荡.7 2.1.全球碳纤维规模稳步增长，下游应用广泛.7 2.1.1.全球碳纤维规模稳步增长，产能首超美国.7 2.1.2.国际碳纤维下游应用领域前景可观.9 2.1.3.全球碳纤维未来发展态势.10 2.2.国内需求强势增长，未来增量可期.11 2.2.1.风电需求持续增长，成本降低成为核心关键.12 2.2.2.体育休闲全球集中度维持高位，需求增量明显.19 2.2.3.航空航天需求稳增，国产大飞机 C919投产拉动需

2、求.20 2.2.4.多项应用领域综合发力，助力碳纤维需求再上高点.21 3.碳纤维产能扩张，国产替代正当时碳纤维产能扩张，国产替代正当时.23 3.1.碳纤维产能扩张，中国贡献主要增量.23 3.1.1.全球产能高增，区域分布失衡.23 3.1.2.中国快速放量，产能利用率仍需提升.25 3.2.技术+成本双轨齐驱，国产替代正当时.26 3.2.1.小丝束：技术突破干喷湿纺.26 3.2.2.大丝束：成本先行实现规模效应.28 3.2.3.国产替代加速进行中.30 3.3.优质赛道，碳纤维长期向好.30 3.3.1.政策加码助力碳纤维成长.31 3.3.2.布局打造一体化产业链.32 3.3

3、.3.国资控股多重受益，碳纤维时代难没落.33 4.主主要公司介绍要公司介绍.34 4.1.吉林碳谷正在崛起的大丝束碳纤维原丝龙头.35 4.2.吉林化纤大丝束+民品是重点.35 4.3.光威复材军品小丝束佼佼者，价格波动小，长协有优势.36 4.4.中复神鹰高端民品+军品小丝束领军企业.37 4.5.中简科技军品龙头助力超高盈利能力.38 图表目录图表目录 图图 1：聚丙烯腈：聚丙烯腈(PAN)基碳纤维生产工艺示意图基碳纤维生产工艺示意图.5 图图 2：碳纤维按照力学性能分类：碳纤维按照力学性能分类.6 图图 3：聚丙烯腈（：聚丙烯腈（PAN）基碳）基碳纤维行业产业链纤维行业产业链.7 图图

4、 4：2015-2021 年全球碳纤维市场规模（亿美元）及增速年全球碳纤维市场规模（亿美元）及增速.8 QVjXdUmUzW9UtYoVbR8QaQsQqQoMoMeRoPqQlOpOqMbRmNoONZmNsPuOmNtR 图图 5：2021 年全球碳纤维运行产能区域年全球碳纤维运行产能区域.8 图图 6：2015-2021 年全球碳纤维需求量（万吨）及增速年全球碳纤维需求量（万吨）及增速.9 图图 7：近年国际碳纤维需求区域分布：近年国际碳纤维需求区域分布.9 图图 8：2020 年世界各国现役军机数量（架）年世界各国现役军机数量（架）.10 图图 9：2016-2022E 中国碳纤维需求

5、量（吨）及增速中国碳纤维需求量（吨）及增速.11 图图 10：2021 中国碳纤维各领域需求情况（吨）中国碳纤维各领域需求情况（吨）.12 图图 11：2021 碳纤维需求量全球分布情况（吨）碳纤维需求量全球分布情况（吨）.12 图图 12：2015-2021 年中国风电累计装机走势（年中国风电累计装机走势（GW）.13 图图 13：2016-2021 年中国风电年度新增装机情况（年中国风电年度新增装机情况（GW）.14 图图 14：我国陆上风电风机平均报价（元：我国陆上风电风机平均报价（元/千瓦）千瓦）.15 图图 15：2010-2020 年中国陆上与海上风电机组平均单机容量（年中国陆上与

6、海上风电机组平均单机容量（MW）.16 图图 16：风电叶片长度发展情况：风电叶片长度发展情况.16 图图 17：2010-2020 年中国陆上与海上风电新增装机容量占比年中国陆上与海上风电新增装机容量占比.17 图图 18：拉挤碳板工艺介绍：拉挤碳板工艺介绍.17 图图 19：2020，2021 年体育休闲下游主要应用领域碳纤维需求量（吨）年体育休闲下游主要应用领域碳纤维需求量（吨）.19 图图 20：2016-2021 年中国体育休闲领域碳纤维需求量占全球比例（吨）年中国体育休闲领域碳纤维需求量占全球比例（吨）.20 图图 21：2016-2021 年中国体育休闲碳纤维需求量（吨）年中国体

7、育休闲碳纤维需求量（吨）.20 图图 22：2016-2021 年中国及全球航空航天领域碳纤维需求量（吨）年中国及全球航空航天领域碳纤维需求量（吨）.21 图图 23：2017-2021 年中国及全球碳碳复材领域碳纤维需求量及占比（吨）年中国及全球碳碳复材领域碳纤维需求量及占比（吨）.22 图图 24：2017-2021 年中国氢气产量及增速（万吨）年中国氢气产量及增速（万吨）.22 图图 25：2016-2021 年中国及全球压力容器领域碳纤维需求及占比（吨）年中国及全球压力容器领域碳纤维需求及占比（吨）.23 图图 26：全球碳纤维生产重要节点：全球碳纤维生产重要节点.24 图图 27：全

8、球碳纤维产能（万吨）：全球碳纤维产能（万吨）.24 图图 28：全球碳纤维产能分布：全球碳纤维产能分布.25 图图 29：中国碳纤维产能（万吨）：中国碳纤维产能（万吨）.25 图图 30：中国碳纤维产量（万吨）：中国碳纤维产量（万吨）.25 图图 31：中国碳纤维产能分布：中国碳纤维产能分布.26 图图 32：国内大小丝束价格（元：国内大小丝束价格（元/千克）千克）.27 图图 33：丙烯腈价格：丙烯腈价格.29 图图 34：碳纤维生产流程：碳纤维生产流程.32 图图 35：碳纤维企业实际控制人：碳纤维企业实际控制人.33 图图 36：吉林系公司股权关系：吉林系公司股权关系.36 图图 37：

9、中简科技近五年毛：中简科技近五年毛利率与净利率利率与净利率.38 表表 1：碳纤维复合材料与其他材料主要性能特点比较：碳纤维复合材料与其他材料主要性能特点比较.5 表表 2：碳纤维各分类及优劣：碳纤维各分类及优劣.6 表表 3：2021-2025 年风电年风电、碳碳复材等下游领域增长显著、碳碳复材等下游领域增长显著.10 表表 4：双碳计划相关政策：双碳计划相关政策.13 表表 5：碳纤维复合材料在风电叶片的具体应用：碳纤维复合材料在风电叶片的具体应用.14 表表 6：2009-2020 年中国风电上网电价情况年中国风电上网电价情况.15 表表 7：各企业碳纤维应用情况：各企业碳纤维应用情况.

10、18 表表 8：风电碳纤维需求测算表风电碳纤维需求测算表.18 表表 9：“十四五十四五”期间民航局航空航天领域相关政策汇总期间民航局航空航天领域相关政策汇总.21 表表 10：干喷湿纺与湿法对比：干喷湿纺与湿法对比.27 表表 11：企业干喷湿纺技术对比：企业干喷湿纺技术对比.28 表表 12：日本东丽与国内企业产：日本东丽与国内企业产品对比品对比.28 表表 13：大小丝束对比：大小丝束对比.29 表表 14：原丝生产消耗能源：原丝生产消耗能源.30 表表 15：企业未来产能扩张预期：企业未来产能扩张预期.30 表表 16：碳纤维政策：碳纤维政策.31 表表 17：各企业针对领域与主要技术

11、：各企业针对领域与主要技术.34 表表 18：中复神鹰在研项目：中复神鹰在研项目.34 表表 19：一步法与两步法对比：一步法与两步法对比.35 表表 20：光威复材新签订单：光威复材新签订单.36 表表 21：中复神鹰核心技术：中复神鹰核心技术.37 1.碳纤维性能优异，下游应用增势较强碳纤维性能优异，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 5-7m，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

12、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。图图 1：聚丙烯腈聚丙烯腈(PAN)基碳纤维生产工艺示意图基碳纤维生产工艺示意图 数据来源：东北证券，中简科技招股说明书 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。表表 1：碳纤维复合材料与其他材料主要性能特点比较碳纤维

13、复合材料与其他材料主要性能特点比较 密度密度（g/cm3）抗拉强度抗拉强度（MPA）弹性模量弹性模量（GPA）比强度比强度 比模量比模量 耐腐蚀性耐腐蚀性 减 重 率减 重 率（%）高强度钢高强度钢 7.80 1000 214000 1.3 0.27 一般 15-25 铝合金铝合金 2.80 420 71000 1.5 0.25 较强 40-50 镁合金镁合金 1.79 280 45000 1.6 0.25 差 55-60 钛合金钛合金 4.50 942 112000 2.1 0.25 强 40-50 玻璃纤维复玻璃纤维复合材料合材料 2.00 1100 40000 5.5 0.25 强 25

14、-35 碳纤维复材碳纤维复材（高强度）（高强度）1.50 1400 130000 9.3 0.25 非常强 55-60 碳纤维复材碳纤维复材（高模量）（高模量）1.60 1100 190000 6.2 0.25 非常强 55-60 数据来源：东北证券，当代石油石化碳纤维复合材料在汽车轻量化中的应用 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。表

15、表 2：碳纤维各分类及优劣：碳纤维各分类及优劣 分类分类 原材料原材料 优势优势 劣势劣势 应用现状应用现状 PAN 基基 PAN纤维 生产工艺较为简单，产品综合性能优异-碳纤维主流 沥青基沥青基 可纺沥青 原料丰富，理论成本低，在碳化阶段产率较高 纤维强度较低，产品重复性差、稳定性不好 规模较小 粘胶基粘胶基 纤维素 力学性能较高，耐高温性能好 对设备和工艺技术的要求都很高，制备成本较高 主要应用于耐烧蚀材料、隔热材料，军工应用占比大 数据来源：东北证券，新材料在线，赛瑞研究 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

16、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。按照按照力学性能，碳纤维可以分为通用型和高性能型。力学性能，碳纤维可以分为通用型和高性能型

17、。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。图图 2：碳纤维按照力学性能：碳纤维按照力学性能分类分类 数据来源：东北证券，中简科技招股说明书 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，

18、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。图图 3：聚丙烯腈（：聚丙烯腈（PAN）基碳纤维行业产业链）基碳纤维行业产业链 数据来源：东北证券，光威复材招股说明书 2.供给创造需求，行业蓝海激荡供给创造需求，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

19、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%。图图 4：2015-2021 年全球碳纤维市场规模年全球碳纤维市场规模（亿美元）（亿美元）及增速及增速 数据来源：东北证券，赛奥碳纤维，华经产业研究院整理 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%。图图 5：2021 年全球碳纤维运行产能区域年全球碳纤维运行产能区域 数据来源：东北证券，赛奥碳纤维

20、，华经产业研究院整理 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%。图图 6：2015-2021 年全球碳纤维需求量年全球碳纤维需求量（万吨）（万吨）及增速及增速 数据来源：东北证券，赛奥碳纤维，华经产业研究院整理 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%。近年来国际碳纤维需

21、求区域总体分布图如下：图图 7：近年国际碳纤维需求区域分布近年国际碳纤维需求区域分布 数据来源：东北证券，光威复材招股说明书 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。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

22、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。图图 8：2020 年世界各国现役军机数量（架）年世界各国现役军机数量（架）数据来源：东北证券，2021世界空军报告 风电市场发展迅速，未来需求前景可观。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

23、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。表表 3：2021-2025 年风电、碳碳复材等下游领域增长显著年风电、碳碳复材等下游领域增长显著 需求（吨）需求（吨）2025 年年 2021 年年 CAGR 体育休闲体育休闲 22487 18500 5.00%风电叶片风电叶片 80566 33000 25.00%建筑建筑 6149 4200 10.00%压力容器压力容器 22810 11000 20.00%混配模成型混配模成型 15519 10600 10.00%航空

24、航天航空航天 20635 16450 5.83%碳碳复材碳碳复材 24277 8500 30.00%电子电气电子电气 2928 2000 10.00%汽车汽车 12645 9500 7.41%电缆芯电缆芯 1611 1100 10.01%船舶船舶 2196 1500 10.00%数据来源：东北证券，2021年全球碳纤维复合材料市场报告 体育休闲领域需求略有下滑，预计未来回归正常水平。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%

25、。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

26、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

27、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。图图 9：2016-2022E 中国碳纤维需求量中国碳纤维需求量（吨）（吨）及及增速增速 数据来源：东北证券，2021 全球碳纤维复合材料市场报告 图图 10：2021 中国碳纤维中国碳纤维各领域各领域需求情况需求情况（吨）（吨）数据来源：东北证券，2021 全球碳纤维复合材料市场报告 国产自用占比提升显著，海外进口多点分散。需求来源方面国产碳纤维市场份额不断攀升，2

28、019-2021 国产需求占比分别为 31.7%，38%，46.9%，市场份额增速显著，但同时需求端进口依存度仍存在。21 年进口需求略超 50%，日本，中国台湾进口占比超 10%，美国，韩国市场份额超 5%，呈现海外多地区进口的态势。其中从日本，韩国进口以小丝束为主，欧洲及北美地区以大丝束为主。图图 11：2021 碳纤维碳纤维需求量全球分布需求量全球分布情况情况（吨）（吨）数据来源：东北证券，2021 全球碳纤维复合材料市场报告 2.2.1.风电需求持续增长，成本降低成为核心关键 新能源政策利好频频，风电领域装机步入平价年后仍有十足动力。近年我国双碳计划相关政策频繁出台，强调风电领域发展在

29、双碳计划实施中的重要性。在“十四五”规划指出应保证每年新增装机量 5000 万千瓦以上，到 2030 年总装机容量至少达到 8亿千瓦，2060 年达到 30亿千瓦。表表 4：双碳计划相关政策双碳计划相关政策 发布部门发布部门 发布时间发布时间 文件名称文件名称 文件内容文件内容 国务院国务院 2021 年 2 月 关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见 十四五期间，单位国内生产总值二氧化碳排放降低 18%的目标，落 实 2030 年应对气候变化国家自主贡献目标，锚定努力争取 2060 年 前实现碳中和。全国人大，全国人大，全国政协全国政协 2021 年 3 月 中华人民共和国国民经

30、济和社会发展第十四个五年规划和 2035 年远景目标纲要 到 2025 年，产业结构、能源结构、运输结构明显优化，绿色产业比 重显著提升，主要污染物排放总量持续减少，碳排放强度明显降低，生态环境持续改善，市场导向的绿色技术创新体系更加完善，法律 法规政策体系更加有效，绿色低碳循环发展的生产体系、流通体系、消费体系初步形成。国务院国务院 2021 年 10 月 2030 年碳达峰行动方案的通知 提出要把碳达峰、碳中和纳入国资央企发展全局，加快央企绿色低碳转型和高质量发展。发改委发改委 2021 年 12 月 关于推进中央企业高质量发展做好碳达峰碳中和工作指导意见 明确了“十四五”与“十五五”期间

31、推进碳达峰行动的主要目标，明确重点实施能源绿色低碳转型行动、节能降碳增效行动、工业领域碳达峰行动、城乡建设碳达峰行动、交通运输绿色低碳行动、循环经济助力降碳行动、绿色低碳科技创新行动、碳汇能力巩固提升行动、绿色低碳全民行动、各地区梯次有序碳达峰行动等“碳达峰十大行动”。国务院国务院 2021 年 12 月 国务院关于印发“十四五”节能减排综合工作方案的通知 加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系，推进经济社会发展全面绿色转型。数据来源：东北证券，公开数据 我国近年来风力发电装机容量随着风力发电补贴的深入高速增长。2021 年是风电退补的第一年，装机增量略有放缓后但依然超预期，2020/2021

32、年风电新增装机量分别为 7167/4757 万千瓦。预计后续随着我国机械制造水平不断提升，电价体系不断优化风电装机仍将持续制造惊喜。图图 12：2015-2021 年中国风电累计装机走势（年中国风电累计装机走势（GW）数据来源：东北证券，Wind 图图 13：2016-2021 年中国风电年度新增装机情况（年中国风电年度新增装机情况（GW）数据来源：东北证券，Wind 碳纤维作为优质的轻量化材料，在风电叶片中有广泛应用。大丝束碳纤维增强的复合材料与玻璃纤维材料相比有着密度较小，耐腐蚀，强度高等优势，主要用于主梁帽，叶片根部及蒙皮等部位，可有效提升叶片刚度及疲劳强度。对某国产风电叶片对检测显示：

33、采用纤维灌注工艺的玻璃纤维 0拉伸与压缩模量分别为54GPa、52GPa;碳纤维则为 120GPa、115GPa，强度提升近 1 倍，可有效提高风电叶片使用年限。碳纤维的轻量优势在叶片制备中得到体现，采用高模玻璃纤维灌注主梁的重量为 3.6 吨而采用碳纤维拉挤主梁的重量仅为 1.4 吨，整支叶片重量从13.5吨降低至 11.8 吨，减重比例达 12.59%，有望降低后续发电成本。表表 5：碳纤维复合材料在风电叶片的具体应用碳纤维复合材料在风电叶片的具体应用 应用部位应用部位 应用效果应用效果 主染帽主染帽 使叶片的重量明显降低，井目提升叶片的刚度 蒙皮表面蒙皮表面 提高叶片抵抗压力和拉力的能力

34、，缓解环境对叶片的腐蚀 叶片根部叶片根部 1.提升根部材料的断裂强度和承载强度，降低根部螺栓的压力 2.使螺栓数量增多，环固叶片与轮毂连接处的性能，提升静态强度和疲劳强度 防雷系统防雷系统 叶片前后缘经过特殊设计，使叶片高效避免留击，保障叶片相关性能 氧近叶尖部分氧近叶尖部分 1.降低重量，降低轮毂上的负载 2.过相关方法与措施，可以使叶片振动方向和强度得到保障 数据来源：东北证券，公开信息 成本+上网电价制约使得碳纤维在风电领域的应用有一定局限。碳纤维虽在性能上具有显著优势，但其在风电领域的应用受到高成本的制约，尤其是在目前上网电价走低的大背景下风电叶片碳纤维渗透率不确定性进一步增加。小型发

35、电机组（叶片长度小于 100m）采用玻纤材料更具性价比，而大型风电机组（叶片长度大于 100m）使用碳纤维可在保持叶片强度大前提下减轻重量约 20%，但成本上升约80%。目前我国风电处于高速发展阶段，总装机量以小型机组为主碳纤维应用较少，2020年陆上风电主流机型单机容量 2.0MW-2.9MW(最大为 5MW);海上风电主流机型单机容量达 5.0MW(最大为 10MW)，21 年风电叶片碳纤维渗透率约 4.7%。表表 6：2009-2020 年中国风电上网电价情况年中国风电上网电价情况 I 类陆上风电类陆上风电 II 类陆上风电类陆上风电 III 类陆上风电类陆上风电 IV 类陆上风电类陆上

36、风电 近海海上风电近海海上风电 2009.8-2014 年标杆电价年标杆电价 0.51 0.54 0.58 0.61 2015 年年标杆电价年年标杆电价 0.49 0.52 0.56 0.61 2014.6-2017 年标杆电价年标杆电价 0.85 2016-2017 年标杆电价年标杆电价 0.47 0.5 0.54 0.6 2018 年年标杆电价年年标杆电价 0.4 0.45 0.49 0.57 0.85 2019 年指导价年指导价 0.34 0.39 0.43 0.52 0.8 2020 年指导价年指导价 0.29 0.34 0.38 0.47 0.75 数据来源：东北证券，中国能源网 风

37、电整机价格走低，成本向上传导。自 2020 年底开始，风电整机领域出现“降价潮”。目前，陆上风机的价格最低报价已降至 2050 元/千瓦左右，海上风机价格跌破 4000 元/千瓦，其价格相比抢装时的历史高点均已“腰斩”。在这样背景下，产业降本压力势必沿着产业链传导至上游叶片环节。图图 14：我国陆上风电风机平均报价（元我国陆上风电风机平均报价（元/千瓦）千瓦）数据来源：东北证券，北极星风力发电网 叶片大型化、海风快速发展，为碳纤维替代传统玻纤提供应用市场。我国目前风机大型化趋势愈发明显。2021 年，中国新增装机的风电机组平均单机容量为 3514千瓦，同比增长 31.7%，其中，陆上风电机组平

38、均单机容量同比增长 20.7%，海上风电机组同比增长 13.9%。海上风电机组单机容较陆上更大，所需叶片长度也更长，碳纤维复合材料优势得到凸显。随着我国风电建设能力的提升，海风发展近年来步入快车道，碳纤维在我国风电叶片领域的应用有望实现较大增量。图图 15：2010-2020 年中国陆上与海上风电机组平均单机容年中国陆上与海上风电机组平均单机容量量（MW）数据来源：东北证券，2021 北京国际风能大会暨展览会专刊 风电回顾与展望 2021 图图 16：风电叶片长度发展情况：风电叶片长度发展情况 数据来源：东北证券，IPCC 海风新增装机占比维持高位，助力近年风电叶片碳纤维需求增长。2020/2

39、021 年我国风电叶片碳纤维需求量分别为 20000/22500 吨，21 年同比增长 12.5%，风电叶片需求占总需求份额同比下降 4.8pct 至 36.1%。2020年底我国海上风电累计装机达到 1087 万千瓦，占风电装机总量3.86%，未来有望进一步提升装机比例带动碳纤维需求走高。图图 17：2010-2020 年中国陆上与海上风电新增装机容量占比年中国陆上与海上风电新增装机容量占比 数据来源：东北证券，2021 北京国际风能大会暨展览会专刊 风电回顾与展望 2021 外部限制因素逐步淡化，技术提升+成本降低助力碳纤在风电中的应用拓展。我国风电领域碳纤维成型方法有预浸料工艺、灌注工艺

40、和拉挤工艺三种。其中拉挤法将拉挤碳板用到了风电叶片并降低了对于碳纤原料的要求，在生产较长尤其是百米以上尺寸叶片时具有工艺简化降低成本，成品质量稳定的优势，适合进行大批量生产。此前拉挤工艺预制条带的设计专利为维斯塔斯公司（Vestas）所有，使得国内企业在生产成本上处于劣势，制约了中国碳纤维叶片的发展空间。22 年 7 月19 日该专利 20 年保护期限到期后拉挤工艺将不再有专利限制，有望助力我国叶片企业在技术层面上进行成本优化，进一步提升碳纤维在风电领域渗透率。图图 18：拉挤碳板工艺介绍拉挤碳板工艺介绍 数据来源：东北证券，复材应用技术 已有众多企业开始使用碳纤维叶片，专利到期后市场需求提升

41、在即。已有众多企业开始使用碳纤维叶片，专利到期后市场需求提升在即。由于碳纤维叶片具备多方位优势，目前全球已经有众多企业开始在应用碳纤维叶片，包括Gamesa、LM、Nordex、中材科技等。根据2020 全球碳纤维复合材料市场报告，2020年全球风电叶片碳纤维用量约 3.1万吨，维斯塔斯占有的市场份额超过 80%。后续随着维斯塔斯专利到期，应用碳纤维的企业数量将进一步增加，碳纤维市场需求将进一步提升。表表 7：各企业碳纤维应用情况各企业碳纤维应用情况 企业名称企业名称 叶片尺寸叶片尺寸/机组功率机组功率 部位部位 应用形式应用形式 Gamesa 42.5m/2MW 44m/2MW,62m 梁帽

42、 预浸碳纤维与预浸玻璃纤维交替 LM 61.5m/5MW 梁帽/后缘 碳纤维和玻璃纤维混合 Vestas 44m/3MW 梁帽 全碳纤维 GEC 48.5m 梁帽 全碳纤维 Nordex 44m/2.5MW 56m/5MW 梁帽 全碳纤维 NEG 40m/1.5MW 梁帽 木质材料和碳纤维混合 Dewind 40m/2MW 梁帽 全碳纤维 Repower 40m/2MW 梁帽 碳纤维和玻璃纤维混合 GmbH 56.5M/5MW 梁帽/叶根 全碳纤维 MTorres 40m 梁帽 全碳纤维预浸料 美国能源部美国能源部 9m 蒙皮全表面 碳纤维和玻璃纤维混合 南通东泰南通东泰 2MW 梁帽 全碳纤

43、维 中材科技中材科技 56m/3MW 梁帽 全碳纤维 中复连众中复连众 39.2m/2MW 梁帽 全碳纤维 数据来源：东北证券 风电领域碳纤维需求有望快速释放，2025 年或达到 6 万吨。根据过去风电装机情况，我们对未来装机情况以及相关参数进行以下假设：1、陆风平均单机容量每年上升 0.4MW，海风平均单机容量每年上升 0.8MW；2、叶片平均长度按照下表长度增长；3、叶片长度与重量关系按照 y（重量）=0.527*x2.473公式计算；（公式来源：基于工程经济学评估的风力及叶片长度设计）4、根据北极星电力网以及公开资料收集整理，假设碳纤维占叶片重量的 1/4；5、海外方面：2021年国内维

44、斯塔斯碳纤维用量 1.8万吨左右，参考 GWEC数据，假设其增长率维持 4%左右。表表8：风电碳纤维需求测算表风电碳纤维需求测算表 2022 2023 2024 2025 陆风平均装机功率陆风平均装机功率（MW）3.5 3.9 4.3 4.7 叶片长度叶片长度（m）60 64 66 68 陆风装机总功率（陆风装机总功率（GW）50 56.89 60.50 64.22 叶片重量叶片重量（吨）（吨）11.35 13.29 14.32 15.40 碳纤维主梁重量占比碳纤维主梁重量占比 1/4 1/4 1/4 1/4 陆风每兆瓦碳纤维需求陆风每兆瓦碳纤维需求（吨）（吨）2.43 2.56 2.50 2

45、.46 陆风碳纤维渗透率陆风碳纤维渗透率 4.5%5.0%5.5%6.0%陆风碳纤维总需求陆风碳纤维总需求（吨）（吨）5474.5 7268.8 8312.9 9471.9 海风平均装机功率海风平均装机功率（MW）6.4 7.2 8 8.8 叶片长度叶片长度（m）83 88 93 98 海风装机总功率（海风装机总功率（GW）10 13 16.5 21 叶片重量叶片重量（吨）（吨）25.04 28.87 33.04 37.53 碳纤维主梁重量占比碳纤维主梁重量占比 1/4 1/4 1/4 1/4 海风每兆瓦碳纤维需求海风每兆瓦碳纤维需求（吨）（吨）2.93 3.01 3.10 3.20 海风碳纤

46、维渗透率海风碳纤维渗透率 10%20%30%45%海风碳纤维总需求海风碳纤维总需求（吨）（吨）2934.2 7820.2 15331.3 30230.1 海外维斯塔斯需求海外维斯塔斯需求（吨）（吨）18720 19468.8 20247.552 21057.454 合计合计（吨）（吨）27128.6 34557.8 43891.7 60759.4 数据来源：东北证券，公开资料整理 随着碳纤维制造成本逐渐减低，维斯塔斯专利问题得到解决，碳纤维在风电尤其是大叶片制造领域全面替代玻纤的将成为现实。预计 2022 年我国风电领域碳纤维需求同比 2021年增长 20%，按照上表测算在 2025年我国风电

47、领域碳纤维需求量达到 6.08 万吨，符合增长率接近 30%。若碳纤维制造成本逐渐降低，碳纤维风电领域需求释放节奏将进一步加快。2.2.2.体育休闲全球集中度维持高位，需求增量明显 碳纤维替代进程顺利，高端产品需求增加。碳纤维在体育器材领域的应用已经过半世纪的发展，凭借其轻量，高刚度的优势已成为高端器材的最优选择，渗透率不断提高。碳纤维具体在高尔夫，自行车，球拍，钓鱼竿等领域有着集中应用，其中钓鱼竿碳纤维替代时间进程较短在 21 年引来高增量，同比碳纤维需求增长85%，未来需求值得期待。图图 19：2020，2021 年体育休闲下游主要应用领域碳纤维需求量（吨）年体育休闲下游主要应用领域碳纤维

48、需求量（吨）数据来源：东北证券，2021 全球碳纤维复合材料市场报告 代工效应集中，需求放眼世界。中国体育休闲类碳纤维产品的生产以代工形式为主，即从海外进口大丝束碳纤维进行加工后销往海外的经营模式。近年产业集中效应维持高位，2021 年全球超 90%体育休闲领域碳纤维需求量集中在中国，在海外疫情影响削弱的大背景下需求有望形成新增量。图图 20：2016-2021 年中国体育休闲领域碳纤维需求量占全球比例（吨）年中国体育休闲领域碳纤维需求量占全球比例（吨）数据来源：东北证券，2021 全球碳纤维复合材料市场报告 海外疫情影响减弱，2022 年体育休闲领域需求有望突破 2 万吨。2020 年受全球

49、疫情肆虐影响，户外体育运动受限导致全球范围体育休闲器材需求增量放缓。2021年伴随海外疫情管控措施放宽，疫情影响进一步减弱，带动全球范围体育器材需求量上升。我国 2021 年碳纤维需求量 17500 吨，同比增长约 20%，过去五年复核增长率接近 10%，由于疫情的逐步放松，且民品碳纤维产能释放价格下降，预计2022 年我国体育休闲领域碳纤维需求量增速为 15%达到 20125 吨，继续冲击需求新高点。图图 21：2016-2021 年中国体育休闲碳纤维需求量（吨）年中国体育休闲碳纤维需求量（吨）数据来源：东北证券，2021 全球碳纤维复合材料市场报告 2.2.3.航空航天需求稳增，国产大飞机

50、 C919投产拉动需求 国家层面高度重视，助力航空航天持续高速发展。据2021 中国的航天白皮书，中国始终把发展航天事业作为国家整体发展战略的重要组成部分。民航局于“十四五”期间陆续出台相关政策规划引导行业健康有序发展，以追求高质量、可靠性为坚定目标。表表 9：“十四五”期间民航局航空航天领域相关政策汇总“十四五”期间民航局航空航天领域相关政策汇总 文件名称文件名称 发文时间发文时间 主要内容主要内容“十四五”通用航“十四五”通用航空发展专项规划空发展专项规划 2022 年 6 月 牢牢把握“五个相结合”。一是目标引领和问题导向相结合，二是政府引导和市场主导相结合，三是安全底线与可持续发展相结

51、合，四是试点先行和整体推进相结合，五是行业政策资源供给与地方承担发展和安全监管双重主体责任的实际需求相结合。“十四五”航空运“十四五”航空运输 旅 客 服 务 专 项 规输 旅 客 服 务 专 项 规划划 2022 年 4 月 大力推动新技术在民航服务领域的深度应用，扩大数字化智能化服务覆盖范围，为旅客提供便捷随心、健康安心、快乐舒心、温暖贴心的“四心”服务，满足旅客“人享其行”的智慧出行需求。“十四五”航空物“十四五”航空物流发展专项规划流发展专项规划 2022 年 2 月 推进“十四五”时期航空物流发展，要坚持市场主导、安全可靠、系统观念、平急结合、创新融合五项工作原则。“十四五”民用航“

52、十四五”民用航空发展规划空发展规划 2022 年 1 月 提出以服务国家战略和满足人民需要为目标，构建运输航空和通用航空一体两翼、覆盖广泛、多元高效的航空服务体系。数据来源：东北证券，公开数据 碳纤维性能优势明显，替代进程步入快车道。小丝束碳纤维在航空航天端的替代使用具有天然优势，作为新型复合材料对比铝合金等传统材料有密度低，硬度高，耐腐蚀，性质稳定等优势。碳纤维复合材料较强的耐蠕变性能和耐高温性能有利于在太空中维持形状，使其得以广泛应用于航天领域，用以制备载人航天器及绕地卫星。碳纤维轻量优势在民用飞机制备过程中得到体现，飞机整体减重可有效降低成本，飞机减重 300 千克每年可增加 1000

53、万美元净收益，运营成本优势进一步推动碳纤维替代进程。全球航空需求回落，把握机遇迎头赶上。伴随疫情对航空业的严重影响，20 年全球航空航天碳纤维用量回落明显，同比下降约 30%，低于 2016 年需求量，21 年与20 年需求保持低位未有明显增量。与此同时我国航天航空领域碳纤维用量继续增长，21 年同比增长 17.65%，2016-2021 复合增长率达 37.97%，虽占全球需求总量比重仍较低，但碳纤维替代发展趋势持续向好。我国在战机及民用飞机含碳量与海外成熟机型仍有20%左右的差距，伴随技术进步碳纤维替代用量有望进一步提升。图图 22：2016-2021 年中国及全球航空航天领域碳纤维需求量

54、（年中国及全球航空航天领域碳纤维需求量（吨）吨）数据来源：东北证券，2021 全球碳纤维复合材料市场报告 2.2.4.多项应用领域综合发力，助力碳纤维需求再上高点 光伏产业迅速发展，热场替代进程顺利。近年我国光伏产业迅速发展，据国家能源局数据，2020/2021 年我国光伏新装机容量分别为 4820/5493 万千瓦时，2019-2021 复合增长率 22.38%。碳碳复材在光伏热场制备领域具有较强替代优势，与传统材料等静压石墨相比，优势集中体现在制备大尺寸热场原材料损耗减少，热性能更优秀等方面。替代成本较低有力推动了碳纤维在光伏热场中的渗透进程，碳碳复材需求全球占比同步提升。图图 23：20

55、17-2021 年中国及全球碳碳复材领域碳纤维需求量及占比（吨）年中国及全球碳碳复材领域碳纤维需求量及占比（吨）数据来源：东北证券，2021 全球碳纤维复合材料市场报告 氢气产量增加，储氢瓶迎来快速增长阶段。近年我国氢气产量逐年上升，2016-2021 复合增长率约 14.57%，带动储氢瓶行业快速发展。得益于密度小，力学性质稳定的特点，小丝束碳纤维广泛应用于储氢瓶的制备，用于改善内衬的受压状态，降低内衬层的应力，从而提高缠绕纤维的利用效率，提高压力容器的抗疲劳性能。21 年全国压力容器碳纤维需求量同比增长 50%，占全球需求比重逐年提升发展步入快车道。图图 24：2017-2021 年中国氢

56、气产量及增速（万吨）年中国氢气产量及增速（万吨）数据来源：东北证券，中商情报网 图图 25：2016-2021 年中国及全球压力容器领域碳纤维需求及占比（吨）年中国及全球压力容器领域碳纤维需求及占比（吨）数据来源：东北证券，2021 全球碳纤维复合材料市场报告 供给创造需求供给创造需求需求增速有望持续高增。需求增速有望持续高增。航天、碳碳热场、压力设备相关领域的碳纤维需求处于高速增长期，同时碳陶刹车盘等领域需求也在快速释放，但是由于以上领域占比相对较小，我们给予整体增速假设，预计除风电、体育领域2022 年需求整体增长率为 35%，达到 30240 吨。故故 2022 年我国碳纤维需求量为年我

57、国碳纤维需求量为77494吨，与吨，与2021年同比增长年同比增长24.2%。且预计我国碳纤维需求增速有望持续保持高位。3.碳纤维产能扩张，国产替代正当时碳纤维产能扩张，国产替代正当时 3.1.碳纤维产能扩张，中国贡献主要增量 3.1.1.全球产能高增，区域分布失衡 追本溯源，工艺研发突破产能从无到有。自 1860 年斯旺制作碳丝灯泡打开碳纤维的大门，经过一个多世纪的发展，碳纤维行业一路高歌猛进。1950 年，美国Wright-Patterson 空军基地开始研制粘胶基碳纤维，初代碳纤维工艺基本确立；1959 年，日本大阪工业试验所发明了用聚丙烯腈纤维制造碳纤维的新方法(PAN 基碳纤维)，对

58、传统粘胶基碳纤维发起挑战；1963 年，英国航空研究所在预氧化过程中施加张力，打通了制造高导热 PAN 基碳纤维的技术路线，奠定了现代生产 PAN 基碳纤维的工艺基础；1970 年，日本吴羽化学工业公司生产的通用级沥青基碳纤维上市，三大不同原丝类碳纤维均已落地实现生产，现代碳纤维雏形基本形成。图图 26：全球碳纤维生产重要节点全球碳纤维生产重要节点 数据来源：东北证券，公开资料整理 精耕细作，技术变革实现产能高速增长。近半个世纪以来，碳纤维技术更新迭代加快，老牌碳纤维名企不断更新工艺、提高产量；同时全球各国涌现出更多的新兴企业投身于碳纤维事业，不断向着具有高模量、高强度、高导热、耐腐蚀等特点的

59、产品进发，并应用至各个领域。时至今日，碳纤维行业发展欣欣向荣。2021年全球碳纤维行业有效产能 20.76万吨，同比 2020年 17.17万吨上升 20.91%，相比2015 年 11.75 万吨上升 76.68%。近年来，全球碳纤维产能快速扩张、企业高速发展，碳纤维行业充满活力。图图 27：全球碳纤维产能全球碳纤维产能（万万吨）吨）数据来源：东北证券，中商情报网 三足鼎立，全球产能分布严重不均。受碳纤维行业发展历史与技术沿革创新的问题，目前全球范围内碳纤维产能分布严重失衡。2021 年全球前三大碳纤维产能国分别中国、美国、日本，合计运行产能达到 13.71万吨，占全球运行产能的 66.04

60、%，几乎垄断全球碳纤维接近三分之二的供应。全球剩余产能零星散落在匈牙利、墨西哥、法国、韩国等世界各地，占比均为 5%左右。在碳纤维生产企业中，全球前五大碳纤维生产企业均来自中美日。其中，日本东丽为全球碳纤维产能龙头公司，2021 年运行产能达 5.75 万吨。产能分布不均衡的局面已持续多年，在技术等硬性要求下短期内难以发生较大改变。05101520252015201620172018201920202021 图图 28：全球碳纤维产能分布全球碳纤维产能分布 数据来源：东北证券，中商情报网 3.1.2.中国快速放量，产能利用率仍需提升 产能产量实现双增。中国碳纤维行业发展起步于 1962 年，与

61、日本等碳纤维大国起步时间相差无几。但由于技术研发等重重阻碍，中国碳纤维生产长时间没有实质性进展。2010 年之后，新资本与企业涌入，行业加速出清，碳纤维企业数量由 40多家锐减至 10 家左右。在淘汰战中存活下来的优质企业迎来发展春天，辅以政策支持与技术驱动，中国碳纤维行业迅速崛起。2021 年中国碳纤维产能为 6.34 万吨，去除折算产能 1 万吨，仍有 5.34 万吨扎实产能。相较 2020 年 3.62 万吨运行产能，同比增长 47.72%。产量方面，根据赛奥碳纤维，2021 年中国碳纤维产量达到 2.43万吨，较 2017 年 0.74万吨有显著增长，年复合增长率达到 26.85%。图

62、图 29：中国碳纤维产能中国碳纤维产能（万吨）（万吨）图图 30：中国碳纤维产量中国碳纤维产量（万吨）（万吨）数据来源：东北证券，中商情报网 数据来源：东北证券，中商情报网 0%20%40%60%80%100%20172018201920202021美国日本中国匈牙利墨西哥其他01234562015201620172018201920202021中国碳纤维产能（万吨）00.511.522.53201620172018201920202021 图图 31：中国碳纤维产能分布中国碳纤维产能分布 数据来源：东北证券，2021 全球碳纤维复合材料市场报告 产能利用率仍有待提高。高产能、低产量的背后，部

63、分是由于一些产线于 2021 下半年建成，计入产能远大于实际产量。如常州新创碳谷新建产能 6000 吨；吉林化纤集团增长近 16000 吨；中复神鹰增加 8000 吨等大部分产线于 2021 年下半年建成投产。此外，在产能统计口径上也会出现偏差。例如生产 12K 的小丝束产线，在实际生产中可能只生产 1K、3K 等小丝束碳丝，由此导致了产能产量间的差距。产能利用率的问题也同样不可忽视。按照此口径我国 2021/2020 碳纤维产能利用率为45.51/51.10%，虽较之前有所提高，但与日本美国等发达国家65-85%的水平仍有差距。因此，要实现碳纤维行业质的提升，还需加速淘汰落后产能，提高产能利

64、用率，向美国、日本等高端碳纤维大国看齐。3.2.技术+成本双轨齐驱，国产替代正当时 自 2020 年新冠疫情爆发以来，全球物流紧张，运输效率下降，中国碳纤维进口也受到很大程度影响；叠加日本等碳纤维大国对我国颁布出口限制条令，碳纤维国产化已推上日程。2021年我国碳纤维总需求为 62379吨，进口量为 33129吨，国产碳纤维供应量为 29250 吨。总体中国市场的情况仍是供不应求。但国产碳纤维市场份额从 2019 年的 31.7%，2020 年的 38%，继续攀升到 2021 年的 46.9%，充分表现了国产碳纤维的巨大进步。然而，我国作为世界碳纤维产能头号大国，在国产市场份额方面与美日等还存

65、在一定差距，这也深刻反应出我国碳纤维产品核心竞争力较弱、关键技术仍未突破的现状。面对疫情持续不减与发达国家封锁对中出口的局面，未来关于碳纤维的布局与改进，应朝着技术迭代驱动产品质量提高的方向前进，加速推进实现国产替代。3.2.1.小丝束：技术突破干喷湿纺 根据新思界产业研究中心发布的20212026 年中国小丝束碳纤维行业市场深度调研及发展前景预测报告显示，在全球中，小丝束碳纤维市场主要被日企占据，日本东丽、东邦、三菱三家企业占据全球 50左右的市场份额，其中日本东丽占据全球小丝束碳纤维总产能的 25以上。我国小丝束碳纤维生产的企业有中复神鹰、光威复材、中简科技、吉林化纤等，合计运行产能约 2

66、 万吨。小丝束产品主要应用于国防军工、航空航天等高附加价值领域。相较大丝束而言，高附加值高性能的小丝束价格也更高，在盈利上更有优势。截止 2022 年 9 月 9 日，国内小丝束020004000600080001000012000140001600018000吉林化纤中复神鹰新创碳谷光威复材太钢钢科兰州蓝星上海石化 平均价格为 208元/千克，远高于国内大丝束 133 元/千克。其中，t700、12k的小丝束价格更是高达 270 元/千克。图图 32：国内大小丝束价格国内大小丝束价格（元（元/千克）千克）数据来源：东北证券，百川 小丝束干喷湿纺具备产品强度高、纺丝速度快等优点。和湿法工艺相比

67、，干喷湿纺丝的分子排列更加整齐，最终可以拉出质地更均匀，表面更光滑，强度更高的纤维材料。纺丝速度方面，干喷湿纺比湿法要快 34倍。国内企业中，中简科技目前的湿法纺速是 130 米/分钟；吉林碳谷是经历了一个持续不断提升的过程，目前100 米/分钟，后续还有提升空间；对于干喷湿纺，中复神鹰目前是 400 米/分钟，西宁二期产线预计能够提升到 500 米/分钟；光威复材虽然批量更小，但是纺速达到了 500 米/分钟的级别。相较于日本东丽 700 米/分钟的纺速还存在一定差距，这也是还需持续不断的去提升工艺的空间。表表 10：干喷湿纺与湿法对比干喷湿纺与湿法对比 干喷湿纺干喷湿纺 湿法湿法 纺丝速度

68、纺丝速度(米米/分钟分钟)400-500 米 100-130 米 分子排列程度分子排列程度 分子排列紧密 分子排列较松散 喷丝孔径喷丝孔径(mm)0.1-0.3 0.05-0.07 纤维形态纤维形态 质地均匀、表面光滑 表面粗糙 强度强度 超高强度 高强度 数据来源：东北证券，公开资料整理 而干喷湿纺的一个劣势在于工艺极难掌握，技术要求高，目前国内能够规模化生产的企业并不多；此外，由于粘稠的纺丝液容易在空气段的时候粘在一起，所以纺丝板本身喷丝的时候，孔径应该会更大一些，相应的孔和孔之间的距离会更远一点，这样同样面积的纺丝板上干喷湿纺的孔会更少一点，以致于很难形成大通量大丝束。面对小丝束生产的困

69、难与不完备的地方，我们仍需继续加大研发投入，不断完成工艺更新迭代，实现技术沉淀与突破。100120140160180200220240碳纤维小丝束国内碳纤维大丝束国内 表表 11：企业干喷湿纺技术对比企业干喷湿纺技术对比 公司公司 干喷湿纺技术水平及对应产业化水平干喷湿纺技术水平及对应产业化水平 中复神鹰中复神鹰 在国内率先实现了千吨级干喷湿纺关键技术突破，建成了国内首条千吨级干喷湿纺碳纤维产业化生产线，已实现成熟的干喷湿纺碳纤维工业化生产，产品覆盖T700、T800、T1000、M30、M35、M40 级别，报告期内对外销售碳纤维均为干喷湿纺产品 光威复材光威复材 2020 年度实现了干喷湿

70、纺原丝线全方位高速运行，对外销售干喷湿纺碳纤维产品主要为 T700 级别。中简科技中简科技 目前规模化生产产品为 ZT7 系列湿法产品，曾受让取得山西煤化所“干喷湿纺高性能 CCF-3 制备技术”恒神股份恒神股份 已掌握碳纤维原丝干喷湿纺产业化技术，建成年产量达2200吨的干喷湿纺原丝生产线，目前对外销售产品大部分为湿法产品 数据来源：东北证券，中复神鹰招股说明书 对还未掌握干喷湿纺技术的企业来说，核心任务是突破干喷湿纺这样的一种“低成本、高质量”的工艺方法，提高小丝束生产效率和产品性能；对已掌握干喷湿纺的企业来说，未来需要向更高强度的方向拓展，努力实现 T1100的超高强度碳纤维生产，扩大

71、T700、12K 的高强度高模量的碳纤维规模化生产，并在未来尝试将干喷湿纺应用在大丝束生产。目前，我国企业持续推进技术升级，已突破多重技术门槛。例如，中复神鹰首次实现干喷湿纺单线年产 3000 吨高性能碳化生产线，实现 T700、T800 碳纤维万吨规模化生产。相较于日本东丽世界龙头小丝束碳纤维生产企业，我们目前还存在一定差距，今后仍需继续努力，提高产品拉伸强度与拉伸模量。表表 12：日本东丽与国内企业产品对比日本东丽与国内企业产品对比 日本东丽日本东丽 中复神鹰中复神鹰 光威复材光威复材 中简科技中简科技 牌号牌号 拉伸强度（MPa）拉伸模量（GPa）牌号 拉伸强度（MPa）拉伸模量（GPa

72、）牌号 拉伸强度（MPa）拉伸模量（GPa）牌号 拉伸强度（MPa）拉伸模量（GPa）T300 3530 230 SYT45 4000 230 TZ300 3530 230 T700S 4900 230 SYT45S 4500 230 TZ700S 4900 230 ZT7 4900 235-265 SYT49 4700 230 TZ700G 4900 255 SYT49S 4900 230 TZ800S 5880 294 T800S 5880 294 SYT55S 5900 295 TZ800H 5490 294 ZT8 5500 29010 T1000G 6370 294 SYT65 64

73、00 295 TZ1000G 6370 294 ZT9 5800 33010 M35J 4510、4700 343 SYM35 4900 340 M40J 4400 377 SYM40 4700 375 TZ40J 4410 377 ZM40J 4400 38010 数据来源：东北证券，中复神鹰招股说明书 3.2.2.大丝束：成本先行实现规模效应 受下游风电与汽车等需求的牵引，大丝束的生产应用日益火爆。据赛奥碳纤维，2021 年全球碳纤维需求中大丝束为 5.14 万吨，占比 43.6%。大丝束碳纤维制备属于低成本生产技术，其售价只有小丝束碳纤维的 50-60%。大丝束的制备难度较高，国内外生产

74、差距较大。日本东丽在收购卓尔泰克后，成为世界最大的大丝束生产企业，大丝束产能达到 2.84 万吨；同时还有德国 SGL、日本三菱等知名大丝束生产企业。国内方面，大丝束供应主要以吉林化纤为主，目前产能约为 2.2 万吨；此 外，上海石化、新创碳谷等也逐步实现大丝束碳纤维的达产，大丝束碳纤维产能紧张的情况得到缓解。大丝束碳纤维的制备也面临多种挑战。大丝束的生产并没有明确的标准。在凝固成型、牵伸、预氧化、碳化、上浆等的均匀性难度极大。主要存在丝束均匀度不稳定、毛丝占比高和碳化环节毛丝凸显等问题。因此，大丝束碳纤维的离散系数一般较大。此外，在大丝束碳纤维应用方面也存在诸多技术问题，其中亟待解决的主要是

75、展纱的工艺和浸润的效果。由于丝束较大、易于集聚，因此展纱效果不好，进而造成树脂对大丝束纤维束内部浸润性较差，丝束间容易产生孔隙且容易造成树脂相的富集与分离等缺陷。另外，在大丝束碳纤维展纱过程中会出现毛丝甚至断纱，导致纤维破损和混乱，影响预浸料的制备工艺性，材料性能得不到有效转换，从而导致产品性能不稳定，进一步增加了大丝束碳纤维应用难度。表表 13：大小丝束对比大小丝束对比 丝束数量丝束数量 价格价格 应用领域应用领域 小丝束小丝束 24K 较高 国防军工、航空航天 大丝束大丝束 24K 一般 工业领域 数据来源：东北证券，吉林碳谷招股说明书 规模效应与持续降本成为大丝束未来发展方向。面对大丝束

76、生产的难点，我国企业研究最佳碳化温度与时间并改进大丝束碳纤维浸润与扩展设备，积极谋求降本增效新通路。第一条通路是降低原丝成本。第一条通路是降低原丝成本。在碳纤维生产过程中，原丝成本占比较高，约占总生产成本的50%。原丝生产过程是将丙烯腈单体聚合制成纺丝原液，然后纺丝成型。丙烯腈价格受原油与供需关系影响，未来随着原油价格下降与供需关系调整，原丝价格有下降趋势。此外，随着聚合、原液、纺丝三大生产环节技术提升，丙烯腈及油剂等原材料消耗量将减少，原丝生产效率提高。图图 33：丙烯腈价格丙烯腈价格 数据来源：东北证券，百川 第二条通路是提高碳化效率。第二条通路是提高碳化效率。目前，我国大多数碳纤维企业原

77、丝与碳丝的转化比约为 2.2：1，少数优质企业 2：1。公司大量投入研发打磨技术，未来朝着更低的转化比前进。原丝与碳丝转化比的极限值约为 1.35：1，各企业深耕技术升级，最终有望实现 1.5：1 的超高转化效率。转化效率微小的提升带来的是大幅减少原丝的高额采购成本。此外，碳化过程中需要通过高温烧到 3000，需要消耗大量能0500010000150002000025000 源。由于转化效率提高，单位能耗也相应下降。目前生产 1 吨碳丝大约需花费 2 吨电，随着技术升级，能源耗费的成本也有望下降。表表 14：原丝生产消耗能源原丝生产消耗能源 主要能源主要能源 2021H1 2020 2019

78、水 采购金融（万元）548.87 943.25 583.19 采购量（万吨）680.42 1185.41 797.78 采购单价（元/吨）0.81 0.8 0.73 电 采购金融（万元）1370 1967.6 1339.83 采购量（万度）2395.38 3230.66 1953 采购单价（元/度）0.57 0.61 0.69 气 采购金融（万元）4213.98 5686.97 4056.45 采购量（万吨/万立方）1236.99 1581.02 1192.13 采购单价（元/吨/立方）3.41 3.6 3.4 数据来源：东北证券，吉林碳谷招股说明书 第三条通路是实现生产设备国产化。第三条通路

79、是实现生产设备国产化。目前，我国碳化设备基本依靠国外进口，而国外进口设备价格昂贵，国产设备普遍比进口设备价格低 30%-50%。未来伴随技术升级我们将实现设备国产化，从而降低资本性支出并摊薄折旧费用。大丝束性能通常会弱于小丝束，但是由于其大通量，可以提高碳纤维的单线产能来降低单位成本。随着众多企业大丝束碳纤维产能落地投产，远期有望可加速规模效应。3.2.3.国产替代加速进行中 国企扩产计划明确，未来碳纤维产量将高位增长。大丝束方面，吉林国兴碳纤维目前产能 1.5 万吨，预计明年项目投产可达 2.5 万吨，2025 年达 6 万吨；吉林宝旌目前产能 8000 吨，预计 2025 年可达 1.2

80、万吨；上海石化目前产能 1500 吨，1.2 万吨大丝束项目正抓紧建设中，预计今年投产 6000 吨，2024 年底产能全部释放。小丝束方面，吉林凯美克于 2022 年 6 月完成 1K、3K 碳纤维第二条生产线开车，目前产能 600 吨；中复神鹰西宁一期项目 1.1 万吨产能已投产，加连云港原有产能3500 吨以及 200 吨航空航天高性能碳纤维项目于 7 月开车，今年合计产能约为14700吨；光威复材当前产能 2655吨，预计今年有一条 T700/T800的产线可投产，预计产能可达 3585 吨；此外，预计包头项目一期 4000 吨产能将于 2023 年年初建成；二期 6000 吨产能会在

81、一期投产后启动建设，由于一期很多附属设施已经建好，预估二期建设周期会比一期快一些，2023/2024 预期产能分别为 7585/13585 吨。原丝方面，吉林碳谷目前产能4.5万吨，十四五期间完成 20 万吨原丝的计划正稳步推进，预计今年产能可达 8.5 万吨以上。表表 15：企业未来产能扩张预期：企业未来产能扩张预期 2021 2022E 2023E 2024E 2025E 吉林国兴吉林国兴 12000 15000 25000 60000 吉 林 宝 旌（权 益 产吉 林 宝 旌（权 益 产能）能）4000 6000 吉林凯美克吉林凯美克 300 600 600 600 600 上海石化上海

82、石化 1500 7500-13500 中复神鹰中复神鹰 11500 14700 28700 光威复材光威复材 2655 3585 7585 13585 数据来源：东北证券，公司公告投资者关系 3.3.优质赛道，碳纤维长期向好 3.3.1.政策加码助力碳纤维成长 拥有高强度高模量等一系列优势、被誉为“新材料之王”的碳纤维备受国家重视。近年来，国家出台了众多政策，支持碳纤维生产制备，推动碳纤维行业发展。在十四五规划和 2035 年远景目标纲要中，国家提出要加强碳纤维等高性能纤维及其复合材料的研发应用。此外，工业和信息化部、国家发展改革委联合印发关于化纤工业高质量发展的指导意见，到 2025 年，规

83、模以上化纤企业工业增加值年均增长 5%，化纤产量在全球占比基本稳定。形成一批具备较强竞争力的龙头企业，构建高端化、智能化、绿色化现代产业体系，全面建设化纤强国。政策大力扶持为我国碳纤维行业的发展添砖加瓦。表表 16：碳纤维政策碳纤维政策 发布时间发布时间 发布单位发布单位 政策名称政策名称 主要内容主要内容 2022.4 工业和信息化部 国家发展和改革委员会 关于化纤工业高质量发展的指导意见 提出到 2025 年，规模以上化纤企业工业增加值年均增长5%，化纤产量在全球占比基本稳定。创新能力不断增强，行业研发经费投入强度达到 2%，高性能纤维研发制造能力满足国家战略需求。数字化转型取得明显成效，

84、企业经营管理数字化普及率达 80%，关键工序数控化率达80%。绿色制造体系不断完善，绿色纤维占比提高到 25%以上，生物基化学纤维和可降解纤维材料产量年均增长20%以上，废旧资源综合利用水平和规模进一步发展，行业碳排放强度明显降低。形成一批具备较强竞争力的龙头企业，构建高端化、智能化、绿色化现代产业体系，全面建设化纤强国。2021.9 江苏省科技厅 江苏省“十四五”科技创新规划 聚焦了先进碳材料板块。其中在高性能碳纤维领域，将以提升高强碳纤维技术成熟度为主要方向，重点支持优化PAN 原丝提纯、连续聚合、纺丝等关键工艺，开展高强高模 T1100 级及以上、M50J 级及以上碳纤维制备技术研发及规

85、模量产，加快推进高强高模碳纤维的更新迭代。2021.7 山东省发改委 山东省“十四五”战略性新兴产业发展规划的通知，在山东省“十四五”战略性新兴产业发展规划 提出聚焦新一代信息技术、高端装备、新能源新材料、现代海洋、医养健康等“五强”新兴产业，加快高端化、智能化、绿色化步伐，推动产业加速崛起、扩容倍增，推动形成战略性新兴产业发展主体力量。其中在新能源新材料中前沿新材料板块，将大力推动碳纤维 T700、T800 的产业化，积极开展碳纤维 T1000、T1100、M60J、M65J、M40X 的技术攻关，将威海、济宁、德州、泰安打造成为全国重要的碳纤维产业基地。2021.6 浙江省经信厅 浙江省新

86、材料产业发展“十四五”规划 指出将重点发展高性能碳纤维等，以及连续纤维增强预浸料及复合材料、树脂基复合材料、注塑用纤维增强特种工程塑料复合材料等；拟重点突破的关键技术中，突破纤维表界面成键化学的精准调控技术、高粘聚酯制备技术，多尺度、高精高效设计仿真技术，超高强度超高模量碳纤维等制备技术，复合材料量产制造及装备技术；在领军骨干企业重点培育领域，围绕高性能碳纤维、玄武岩纤维、玻璃纤维、复合材料预浸料等领域培育 35 家国内领先的新材料企业。2021.4 山西省政府 山西省国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035 年远景目标纲要 抢占先机发展新材料中提出发展壮大碳基新材料。推进碳基合成新材料和

87、高端碳材料制备等关键核心技术持续创新,积极开展结构材料等下游领域的技术研发、产业化培育和市场化应用,打造国家级碳基新材料研发制造基地。延伸焦化产品链,制备高性能沥青基碳纤维等高附加值碳基材料。在报告提出的 14 个战略性新兴产业集群：碳基新材料产业中，重点推进高端碳纤维千吨级基地等，打造国家级碳基新材料制造基地。2021.3 十三届全国人大四次会议 中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035 年远景目标纲要 提出要加强碳纤维等高性能纤维及其复合材料的研发应用，用未来碳纤维行业的技术进步提供良好的政策环境 2021.3 吉林省人民政府 吉林省国民经济和社会发展 第 十 四 个

88、五 年 规 划 和2035 年远景目标纲要 在该规划推进关键核心技术突破专栏战略性先进材料产业发展专项中发展低成本碳纤维复合材料关键制造技术及其在汽车、轨道客车和风电叶片产品上的应用；在完善区域创新布局中着力在吉林市突破碳纤维等创新发展方向；在培育新兴产业中未来产业新兴产业重点项目中涉及吉林化纤 20 万吨碳纤维全产业链，建设年产 15 万吨碳纤维原丝、年产万吨碳纤维碳丝、年产万吨碳纤维复合材料制品生产厂房及装置；吉林精功 8000 吨大丝束碳纤维，建设条大丝束碳纤维生产线，形成年产大丝束碳纤维 8000 吨生产规模；吉林国家碳纤维产业园，建设万吨碳纤维生产线及配套设施。2020.9 国家发改

89、委、科技部、工信部、财政部 关于扩大战略性新兴产业投资培育壮大新增长点增长极的指导意见 要求重点聚焦重点产业投资领域，加快新材料产业强弱项。围绕保障打飞机、微电子制造、深海采矿等重点领域产业链供应链稳定，加快在光刻胶、高纯靶材、高温合金、高性能纤维材料、高强高导耐热材料、耐腐蚀材料、大尺寸硅片、电子封装材料等领域实现突破 2019.11 工信部 重点新材料首批次应用示范 指 导 目 录（2019年版）将应用于航空、航天、轨道交通、海工、风电装备、压力容器等领域的高强型、高强中模型、高模型等碳纤维列入关键战略材料 数据来源：东北证券，公开资料整理 3.3.2.布局打造一体化产业链 碳纤维全产业链

90、可分为原丝制造、碳纤维生产、复合材料产出等三大阶段。在原丝制造中，首先要从石油等原燃料中提取丙烯，经氨氧化后得到丙烯腈；丙烯腈经聚合和纺丝之后得到聚丙烯腈（PAN）原丝；再经过预氧化、低温和高温碳化后得到碳纤维；碳纤维可制成碳纤维织物和碳纤维预浸料；碳纤维与树脂、陶瓷等材料结合，可形成碳纤维复合材料，最后由各种成型工艺得到下游应用需要的最终产品。图图 34：碳纤维生产流程碳纤维生产流程 数据来源：东北证券，中复神鹰招股说明书 一体化布局优势互补，打造全产业链势在必行。整体来看，各生产步骤相辅相成，各环节核心技术相通，合理进行一体化布局，有望加深企业对各步骤技术理解、提高生产效率。同时，在充分了

91、解上游原丝供给与下游产品需求后，企业可根据不同需求更好完成原丝配备，整体生产节奏更加紧凑。各环节来看，原丝制备中 实现公司自产，有效减少采购成本；碳化环节实现原丝自供，大幅降低运输成本，并且对原丝了解程度更深，预氧化及碳化技术能充分发挥应用；复材环节可根据不同需求定制化产品，实现精准把控，且下游产品附加值高，可提升盈利能力。一体化产业链布局需要企业在各个环节攻克核心技术，实现完整全产业链落地投产，则有望大幅增加企业在各生产制造环节话语权与定价能力；同时提升企业综合知名度，有望逐步扩大市场份额成为国内业界龙头，并最终“走出去”，扩大海外出口，增强在全球碳纤维领域的竞争力。3.3.3.国资控股多重

92、受益，碳纤维时代难没落 在我国众多碳纤维企业中，大多都是国资控股。吉林化纤实际控制人为吉林市国有资产监督管理委员会，中复神鹰实际控制人为中国建材集团有限公司，上海石化实际控制人为国务院国有资产监督管理委员会。国资控股会站在更长远的角度，以产业长期繁荣兴盛为目标，不会局限于一时的向好而造成短视行为。国企遵循公司与行业内在发展逻辑，尊重历史发展沿革，设定准确的阶段性目标，稳定扩产路径节奏，合理控制产能扩张速度，不盲目扩产低端产能，从而有效避免产品供过于求而价格下降、产能过剩的局面。图图 35：碳纤维企业实际控制人碳纤维企业实际控制人 数据来源：东北证券，中复神鹰招股说明书 未来供需均衡，产能扩张合

93、理。吉林化纤集团主要生产大丝束碳纤维，产品应用于风电叶片等领域；中复神鹰主要生产小丝束碳纤维产品，应用于体育休闲、碳碳复材等领域；中简科技与光威复材主要生产高性能小丝束碳纤维产品，应用于军事领域。未来各企业扩产计划与下游需求增量适度匹配。风电叶片、体育休闲等潜在需求增量大，高端军品需求增量较小，适合各企业产能扩张计划。在健康的供需关系下，碳纤维行业不会落入产能过剩的局面。表表 17：各企业针对领域与主要技术各企业针对领域与主要技术 企业企业 主要应用领域主要应用领域 核心技术核心技术 中复神鹰中复神鹰 体育休闲、碳碳复体育休闲、碳碳复材材 1）开发了高粘度原液多级垂直分配及高压挤出纺丝技术，）

94、开发了高粘度原液多级垂直分配及高压挤出纺丝技术，最终实最终实 现了多纺位的稳定挤出纺丝；现了多纺位的稳定挤出纺丝；2）突破了干喷湿纺）突破了干喷湿纺成型技术，使纤维凝固过程均成型技术，使纤维凝固过程均 一化，实现了空气层干喷段一化，实现了空气层干喷段高倍牵伸和凝固成型段牵伸；高倍牵伸和凝固成型段牵伸；3）开发了高压蒸汽高倍牵伸）开发了高压蒸汽高倍牵伸技术，保证了牵伸腔内的蒸汽压力，提高了蒸汽牵伸倍技术，保证了牵伸腔内的蒸汽压力，提高了蒸汽牵伸倍数，实现了高速化、数，实现了高速化、高取向化、细旦化原丝制备。高取向化、细旦化原丝制备。吉林化纤吉林化纤 风电叶片风电叶片 公司聚焦公司聚焦 25-50

95、K 大丝束制造；大丝束制造；2022 年年 5 月，国兴碳纤维月，国兴碳纤维首条首条 35K 风电专用大丝束碳化线一次开车成功，单线产能风电专用大丝束碳化线一次开车成功，单线产能在在 2500 吨以上。计划在十四五期间形成吨以上。计划在十四五期间形成 1.2 万吨碳纤维产万吨碳纤维产能，以满足下游工业级应用需求；能，以满足下游工业级应用需求；1.2 万吨拉挤板项目正在万吨拉挤板项目正在建设中，应用于碳梁等风电领域。建设中，应用于碳梁等风电领域。中简科技中简科技 军品高性能碳纤维军品高性能碳纤维 具备高强型具备高强型 ZT7 系列（高于系列（高于 T700 级）、级）、ZT8 系列（系列（T80

96、0级）、级）、ZT9 系列（系列（T1000/T1100 级）和高模型级）和高模型 ZM40J（M40J 级）石墨纤维工程产业化能力。在我国率先实现级）石墨纤维工程产业化能力。在我国率先实现ZT7 系列碳纤维稳定批量生产并应用于航空航天高端领系列碳纤维稳定批量生产并应用于航空航天高端领域，在高于域，在高于 T700 级碳纤维批量供应方面处于领先地位，级碳纤维批量供应方面处于领先地位，是国内大型航空航天企业集团的批量稳定供应商。是国内大型航空航天企业集团的批量稳定供应商。光威复材光威复材 军品高性能碳纤维军品高性能碳纤维 公司已规模化生产的主要产品为公司已规模化生产的主要产品为 GQ3522（T

97、300 级）高强级）高强型碳纤维；同时成功研制了以型碳纤维；同时成功研制了以 GQ4522（T700 级）高强级）高强型、型、QZ5526（T800 级）高强中模型、级）高强中模型、QM4035（M40J级）高强高模型等为代表的系列化碳纤维产品。级）高强高模型等为代表的系列化碳纤维产品。数据来源：东北证券，公开资料整理 国资控股企业能较好享受政策倾斜优惠待遇，并享有更多资源与合作的机会。同时，有国家政府作背书可以较好使企业获得贷款、授信等，融资难度相对较低，有充足资金投入研发、申请专利。截止2022年上半年，中复神鹰申请专利182个，获得专利 85 个；上海石化申请专利 55 件，获专利授权

98、39 件。吉林化纤本体获得专利 27 项。在碳纤维这样一个技术壁垒较高的赛道内，攻克核心技术难题，实现技术升级迭代，可有效解决“卡脖子问题”，撬开高端领域的大门，增强企业核心竞争力，国资控股的碳纤维企业未来发展前景光明。表表 18：中复神鹰在研项目中复神鹰在研项目 数据来源：东北证券，中复神鹰招股说明书 4.主要公司介绍主要公司介绍 4.1.吉林碳谷正在崛起的大丝束碳纤维原丝龙头 吉林碳谷于 2008 年成立，2016 年在新三板挂牌，2021 年上市北交所。公司主要从事聚丙烯腈基碳纤维原丝的研发、生产和销售。公司在国内是首家采用三元水相悬浮聚合两步法生产碳纤维聚合物，DMAC 为溶剂湿法生产

99、碳纤维原丝，致力于成为国内领先、国际知名的聚丙烯腈基碳纤维原丝及相关产品的供应商。公司现在主要生产有 1K、3K、6K、l2K、24K、48K 等聚丙烯腈基(PAN)碳纤维原丝以及预氧丝。公司主要客户是碳纤维生产商及碳纤维复合材料生产厂商和贸易商。公司设立之初，拟打破国际巨头对碳纤维行业技术的垄断，专注于攻关小丝束碳纤维原丝，并成功实现了军工级别的 1K、3K、6K 等小丝束产品；2016 年至今，开始研发大丝束碳纤维原丝，目前已经实现了 24K、25K 和 48K 的稳定大规模生产；未来公司将继续在大丝束领域加大研发投入，力争未来五年实现 35K、50K、75K、100K、480K 等系列产

100、品稳定大规模生产，使公司成为全球知名的大丝束碳纤维原丝供应商。公司全部产品碳化后均可以达到 T400 的稳定大规模生产，部分产品亦实现了碳化后 T700 的稳定规模生产。公司碳纤维原丝整体规模、研制、生产能力及技术水平在国内均处于行业先进水平，并且是国内目前少数可对外销售原丝的企业。公司现有原丝产能为 4.5 万吨，计划“十四五”内完成20万吨原丝扩产计划，今年产能预计可达8.5万吨以上。公司所特有的两步法三元水相悬浮聚合技术聚合反应速率快，克服了溶液聚合后期体系粘度增大导致换热、脱单困难等难题，具有传热效果好、反应平稳均衡、聚合釜不易结疤等优点，聚合釜体积放大后质量更趋稳定，解决目前单个聚合

101、釜生产能力较小问题，易于大规模、低成本、工业化生产。表表 19：一步法与两步法对比一步法与两步法对比 两步法两步法 一步法一步法 特点特点 工艺相对复杂，水相沉淀聚合得到PAN固体粉末后粉碎、烘干等之后再进行溶解产生原液。水相聚合可以获得溶液聚合不能得到得到的高分子量 PAN，溶解得到的原液可用于纺丝的范围广，提高了聚合物分子量和浓度上限。均相溶液聚合工艺，流程较短，工序较少，操作性强，可控性好，工序较少，操作性强，可控性好，利于获得高质量的 PAN原丝。溶剂介质既能溶解单体又能溶解聚合体，聚合纺丝一条线。数据来源：东北证券，吉林碳谷招股说明书 4.2.吉林化纤大丝束+民品是重点 公司过去主要

102、从事粘胶长丝、粘胶短纤的生产与销售，产能分别达 8/12 万吨，为全球最大的粘胶长丝厂商。近年来，公司投身碳纤维生产，尤以大丝束碳纤维为主。公司控股 49%的吉林宝旌聚焦 25-50K大丝束制造，目前产能为 8000吨，折合权益产能约 4000吨，计划在十四五期间形成1.2万吨碳纤维产能，以满足下游工业级应用需求；公司全资子公司吉林凯美克聚焦 1K、3K 小丝束原丝生产，主要以航空航天、国防军工等特殊应用领域为主，目前产能达 600 吨；吉林国兴碳纤维目前是吉林系最大的碳丝生产商，现有产能约 1.5 万吨，预计明年达 2.5 万吨，十四五期间完成 6 万吨扩产计划。同时公司利用非公开发行募集资

103、金到位，紧锣密鼓地建设年产 1.2 万吨碳纤维复材拉挤板项目，主要应用于风电叶片等民用领域，进一步 向碳纤维产业链迈进。图图 36：吉林系公司股权关系吉林系公司股权关系 数据来源：东北证券，Wind 区位优势形成产业集群，打造全产业链一体化布局。公司所处吉林化纤集团位于吉林市，是国家级碳纤维高新技术产业基地。公司将充分利用好国资平台优势和产业集群的资源优势，积极进行资源整合，延申下游产业链，提高产品附加值。同时受益一体化布局降低生产成本，更多资金致力研发投入，加大新材料市场的开拓力度，提高公司业务辐射区域和服务及时性，加强对市场机会的实时动态跟踪，提升公司产品的市场占有率，全面有效地抓牢未来新

104、材料发展的市场红利。4.3.光威复材军品小丝束佼佼者，价格波动小，长协有优势 主攻高性能军品，充分享有先发优势。光威复材成立于 1992 年，实际控制人为威海光威集团陈亮，并于 2017 年上市，是我国 A 股第一家碳纤维上市公司。公司主攻高性能碳纤维军用领域，T300级 1K/3K碳纤维产品自 2005年就开始航空应用验证，2008 年开始稳定供货；T700、T800 级产品均已通过下游应用认证，具备批量生产能力；M40J/M55J级产品已逐步开始应用在卫星等航天领域场景。军品验证周期较长，基本为 7-8 年及以上，且在确定配套关系后一般不会轻易更换供应商。光威复材充分把握先发优势，完成军品

105、认证周期，现阶段已实现稳定向军方供货，锁定未来短期订单。表表 20：光威复材新签订单光威复材新签订单 合同订立客户合同订立客户 合同总金额（万元）合同总金额（万元）合同履行进度合同履行进度 累计确认销售收入累计确认销售收入（万元）（万元）应收账款汇款情况应收账款汇款情况 是否存在无法履是否存在无法履行重大风险行重大风险 客户 A 209757.62 26.25%48726.14 正常 否 数据来源：东北证券，公司中报 客户结构优良，营收具有保障。光威长期致力碳纤维产品研发，既确保了我国国防军工装备发展对关键材料的需求，同时业务不断向下游延伸，积极开发民用碳纤维及其复合材料产品，积极培育碳纤维应

106、用市场，实行寓军于民、军民共用、以民养军、军民品互动发展的军、民融合发展战略。军品营收占比约60%，订单量 有保证，价格波动较小；民品则可根据供需实现以量换价，总体营收维持健康。一体化布局，长期协同优势显著。公司以高端装备设计制造技术为支撑，形成了从原丝开始的碳纤维、织物、树脂、高性能预浸材料、复合材料制品的完整产业链布局，主要经营范围为高性能纤维、织物、预浸材料、各类复合材料制品及装备的研发、生产、销售，技术开发与咨询，备案范围内的货物及技术进出口业务等。公司构建一体化布局，有望发挥长期协同效应，实现降本增效。4.4.中复神鹰高端民品+军品小丝束领军企业 下游热门赛道市占率较高，公司成长前景

107、看好。中复神鹰主要从事高性能小丝束的生产与销售，产品广泛应用于航空航天、压力容器、碳碳复材、风电叶片、交通建设、体育休闲等领域，其中下游市场关注度最高的是碳陶复合材料、碳碳热场以及压力容器。目前中复神鹰在该领域内的供应量占比分别达到 80%、65%、70%。在有绝对市占率优势的情况下，公司营收潜在增量大，未来发展前景光明。深耕技术研发打造高端产品。中复神鹰 2006 年成立于江苏连云港，隶属于中国建材集团，是我国碳纤维行业中龙头央企。经过十几年的技术研发，突破了超大容量聚合、干喷湿纺纺丝、快速均质预氧化碳化等核心技术工艺，系统掌握了碳纤维 T300 级、T700 级、T800 级、M30 级、

108、M35 级千吨级技术和 M40 级、T1000 级百吨级技术，建成了国内首条具有自主知识产权的千吨级干喷湿纺碳纤维产业化生产线。主要产品型号包括 SYT45S、SYT49S、SYT55S 和 SYM40 等，具有高模量、高强度等一系列性能优势。表表 21：中复神鹰核心技术中复神鹰核心技术 时间时间 项目名称项目名称 技术鉴定组织机构技术鉴定组织机构 鉴定结果鉴定结果 2010 千吨规模 T300 级原丝及碳纤维国产化关键技术与装备 中国纺织工业协会 公司千吨 T300 碳纤维项目建立了完整的企业标准，全部装备实现国产化，打破了国外技术和装备封锁，综合技术达到国际先进水平 2013 干喷湿纺 G

109、Q45高性能碳纤维工程化关键技术及设备研发项目 中国纺织工业协会 在国内率先突破了千吨级碳纤维原丝干喷湿纺工业化制造技术，总体技术达到国内先进水平，产品达到了国际同类产品先进水平 2015 千吨级高强型、高强中模型干喷湿纺高性能碳纤维关键技术及产业化项目 中国纺织工业协会 在国内率先建成了基于干喷湿纺工艺的碳纤维生产线，实现了连续稳定运行，项目具有自主知识产权，总体技术达到国内领先水平，产品性能与国际同类产品相当 2019 QZ6026 超高强度碳纤维百吨级工程化关键技术 中国纺织工业协会 在国内率先建成了基于干喷湿纺工艺的百吨级超高强度 QZ6026（T1000G）碳纤维生产线，实现了连续稳

110、定运行，项目总体技术达到国际先进水平 2021 万吨级干喷湿纺高强型碳纤维关键技术及产业化 中国纺织工业协会 项目建成了万吨规模干喷湿纺高性能碳纤维生产基地，产品已广泛应用于氢能、太阳能、风能等新型战略领域，总体技术达到国际先进水平 数据来源：东北证券，中复神鹰招股说明书 产能优势实现规模效应。中复神鹰西宁一期 1.1 万吨小丝束项目于今年投产，结合连云港原有产能，目前合计产能为 1.47 万吨，是我国产能最大的小丝束碳纤维企 业。未来公司扩产路径清晰明确，西宁二期 1.4万吨项目于 2021年 9月启动，目前正稳步推进中，预计 2023 年可投产。大规模批量生产可降低单位能耗与折旧，提高盈利

111、水平。4.5.中简科技军品龙头助力超高盈利能力 中简科技于 2008 年在江苏常州成立，并于 2019年 5月上市创业板。公司 ZT7系列碳纤维产品已经率先稳定批量在航空、航天领域应用多年，新一代碳纤维也伴随不同应用领域进行了长达几年的多型号的应用验证，进展顺利，常年积累的技术优势转化为客户黏性优势，双方合作关系稳定。同时，公司始终在追赶潮头，正向更高的目标迈进，未来随着国家航空航天事业的高速发展，高端碳纤维市场广阔，公司 ZT7 系列及以上级碳纤维在航空航天领域的应用有望进一步扩大。得益于军方高价格采购，公司盈利能力优秀，过去几年毛利率稳定在80%左右，净利率也基本维持在 50%上下，利润空间显著。图图 37：中简科技近五年毛利率与净利率中简科技近五年毛利率与净利率 数据来源：东北证券，Wind 010203040506070809020172018201920202021销售毛利率(%)销售净利率(%)