碳纤维呈黑色，其质轻、强度高，同时具有易于成型、耐腐蚀、耐高温等多种优良性质，已经被广泛应用于航空航天、风电叶片、体育休闲、压力容器、碳/碳复合材料、交通建设等诸多领域，同时是复合材料重要的增强体。

总体来看，早年间在全球碳纤维供应不足的情况下，美国、日本等国家对中国实行出口限制，导致中国碳纤维需求长期被抑制。近几年由于国内技术突破，刺激了对碳纤维的使用。根据《20201年全球碳纤维复合材料市场报告》显示，我国碳纤维需求量呈不断增长趋势，2017-2021年，我国碳纤维需求量呈不断上升趋势，2021年中国碳纤维需求量6.24万吨，同比增长27.7%。

一、碳纤维是一种性能优异的材料

碳纤维是由聚丙烯腈、黏胶纤维、沥青纤维等有机纤维在 1000℃以上裂解 碳化形成的含碳量高于 90%的无机纤维，碳纤维呈黑色，其质轻、强度高， 密度仅是钢的四分之一，而强度却是钢的十倍，同时具有易于成型、耐腐 蚀、耐高温等多种优良性质，广泛用于航空航天、风电叶片、汽车工业、 体育休闲等领域。

碳纤维在力学性能方面，兼有碳材料的强抗拉力和纤维的柔软可加工性， 高强度、高模量；在物理性能方面，具有耐高低温、导热、导电、摩擦系 数小和各向异性；在化学性能方面，具有耐腐蚀性。

碳纤维的应用通常呈现为碳纤维复合材料。碳纤维复合材料由基体材料和 增强纤维材料组成，在性能上互相弥补，根据不同的基体材料可分为树脂 基复合材料（CFRP）、碳/碳复合材料（C/C）、金属基复合材料（CFRM）、 陶瓷基复合材料（CFRC）和橡胶基复合材料（CFRR），目前主要以树脂 基复合材料为主，约占全部碳纤维复合材料的 90%以上。

碳纤维按原丝类型可分为粘胶基、沥青基和聚丙烯腈（PAN）基。其中聚 丙烯腈（PAN）基由于其工艺相对简单，性能优良，是目前主流产品，产 量约占全球碳纤维总量的 90%以上，而粘胶基和沥青基碳纤维仍然处于开 发阶段，只有小规模的生产。

碳纤维按照力学性能可分位高强型、高强中模型、高模型和高强高模型， 划分的维度为碳纤维的拉伸强度和拉伸模量。

上述标准是我国 2020 年发 布的 GB/T 26752-2020 所规定的聚丙烯腈基碳纤维国家标准，由于日本东 丽在全球碳纤维行业中具有领先优势，业内一般以日本东丽的产品牌号为 基础，将碳纤维产品划定为 T300、T700、T800 等不同级别，国内大部分碳纤维厂商在此基础上确定自身的产品牌号。

根据吉林碳谷的年报，随着 我国碳纤维技术的发展，行业整体达到了 T400 的技术能力，部分企业实现了 T700 碳纤维规模化生产，T800 及以上已经进入了小批量试验生产。 例如中复神鹰相继开发出 T700、T800、T1000、M30、M35、M40 等级 别的碳纤维，光威复材的产品涵盖 T300、T700、T1000、M40J、M55J 等。

碳纤维按丝束大小可分为大丝束和小丝束。目前普遍把每条丝束含有 48000 根以上单丝的碳纤维划分为大丝束，反之为小丝束。小丝束产量低、 成本高，常用于国防军工、航空航天、体育休闲等领域，被称为“宇航级 材料”；大丝束成本低，但生产控制难度大，可广泛用于工业与民用领域， 如风电叶片、压力容器、汽车、轨道交通、建筑补强、海洋工程等，被称 为“工业级材料”。根据赛奥碳纤维的统计，2021 年全球大丝束需求量为 5.14 万吨，小丝束为 5.11 万吨。

二、碳纤维行业市场调研

碳纤维以其出色的性能被用于航空航天、汽车等多个领域。我国碳纤维产业存在产能利用低、高端产品少的问题。实现碳纤维规模生产和应用开发的双自主化，是提升我国国防实力和保障供应链稳定的关键。铝合金车身板应用在汽车最重的车身，是实现轻量化目标的关键材料。我国生产工艺复杂的铝合金车身板部分已经开始出口。铝合金车板国产化是我国汽车产业提高竞争力，帮助国家实现节能减排目标的关键。

在中国碳纤维行业发展过程中，国家给予了大力支持，极大地促进了碳纤维行业发展。企业和投资机构也纷纷看好碳纤维行业的发展前景，各路资本的大量涌入，为碳纤维行业带来了刺激效应，使其呈现出前所未有的新热点和新动态。同时，碳纤维行业应用领域广阔，其并购需求和活跃度也十分明显。2020年国内碳纤维的需求达33000吨，随着碳纤维随着诸多资本进入碳纤维行业，碳纤维技术不断得到突破，需求领域将进一步拓展，预计中国碳纤维市场需求量将在2026年突破11万吨。国内对应碳纤维材料市场规模增长至727亿元。

目前我国碳纤维行业排名前十的行业所占市场份额较大，尤其是排名前五的上市企业占了碳纤维行业较大的市场份额，说明我国碳纤维行业集中度较高。某些小型碳纤维生产企业因技术不达标等原因正逐渐被淘汰。2020年，中国碳纤维行业中，国内企业仅占据了37.81%的市场份额。在37.81%的国产市场份额中，按理论产能计算，碳谷+宝莲排名第一，占据了23.51%，其次是中复神鹰，占23.51%。

过去中国碳纤维行业"有产能，无产量"的现象较为严重，产能利用率低于国际水平，主要是由于碳纤维行业核心技术始终掌握在国外部分企业手中，中国大部分企业尚达不到T300水平，产品技术含量较低、质量较差。

近年中国碳纤维行业在自主研发有所突破，产能利用率有上升趋势。2020年中国碳纤维产能达到3.62万吨，国内实际碳纤维供应量约为1.85万吨，产量/产能比约为51%。

预计未来几年中国碳纤维领先企业会有更多的技术突破，行业产能将以10%的复合增速增长，且产能利用率将不断上升。到2026年，中国碳纤维产能将达到6.41万吨，产量将达到4.04万吨。

三、碳纤维应用领域不断拓展

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、碳碳复 材和压力容器等领域。从需求量角度看，风电叶片的碳纤维需求最大， 2021 年全球风电叶片用碳纤维需求量为 3.3 万吨，占比 28%，其次为体育 休闲和航空航天，占比分别为 16%、14%。

从市场规模来看，航天航空领域的市场规模最大，2021 年航空航天领域碳纤维市场规模达 11.88 亿美元， 占比 35%，其次为风电叶片和体育休闲，占比分别为 16%、15%。从单价 角度看，风电叶片用碳纤维价格最低，2021 年约为 16.8 美元/公斤，航空 航天用碳纤维价格最高，2021 年约为 72 美元/公斤。

我国碳纤维需求结构中新能源占比高，航空航天与海外差距较大。2021 年 我国碳纤维需求量达到 6.24 万吨，同比增长 27.7%，需求结构中，排名前 四的行业分别是风电叶片、体育休闲、碳碳复材和压力容器，需求量分别 为 2.25 万吨、1.75 万吨、0.7 万吨和 0.3 万吨。

近年来，受新能源行业的 拉动，碳纤维在风电、碳碳复材和压力容器领域的需求高速增长，三个行 业需求量的三年 CAGR 分别为 48%、85%、36%，远超其他行业。而在全 球市场规模最大的航天航空领域，我国目前需求量仅 2000 吨，在全球 1.65 万吨的需求体量中占比很小，未来有很大的提升空间。

四、碳纤维国产替代持续推进

从全球碳纤维市场的份额划分看，国际碳纤维市场为日、美企业所垄断。在小丝束碳纤维市场上，日本企业东丽、东邦、三菱三家公司合计所占有的市场份额为全球产能的49%。大丝束市场上，日本东丽旗下的卓尔泰克为全球主要的大丝束供应商，占据了58%的全球市场份额，其次是占比31%的德国SGL，和占比9%的日本三菱，其他企业仅占剩余的2%。

从供给结构来看，我国碳纤维国产化率从2016年的18.41%快速提升至2021年的46.89%，2021年较2020年提升9个百分点。2021年境外进口碳纤维中有11.31%来自于日本，中国台湾占比11.19%，美国占比6.70%。

2020年12月，因日本东丽子公司出口碳纤维流入了未获日本《外汇及外国贸易法》许可的中国企业，日本经产省对该公司实施了行政指导警告，要求东丽子公司防止再次发生此类事件，并彻底做好出口管理。从2020年底开始，东丽暂停了对华出口碳纤维业务。禁运叠加海运费高增加快了国产替代的步伐，2022年碳纤维国产化率将进一步提升，逐步摆脱进口依赖。

文章来源：智析咨询，国金证券 ，前瞻产业研究院