骑行在2022年成为了热门话题，长安街、京郊部分线路的骑行群体也越来越多。随之而来的是热闹的装备采购，闪电、捷安特、美利达、TREK等品牌缺货成为常态，尤其是以碳纤维材质为主的中高端产品。据了解，目前中高端自行车所使用的碳纤维多为T700及以上级别产品，目前以进口为主。

关注股市的人，对碳纤维不会陌生，这是大飞机、航空等对重量要求较高的行业的必备品。前期关于风机巨头维斯塔斯拉挤碳梁专利到期的消息，更是让不少媒体和资金为之疯狂，相关解读层出不穷。而不少解读都提到了一家公司——光威复材（300699.SZ）。

1、从鱼竿厂到碳纤维全产业链

成立于1992年的光威复材，前身是威海市碳素鱼竿厂，2002年成立子公司拓展纤维开启了碳纤维的研发之路。三年后，光威复材突破T300级碳纤维（T值指碳纤维拉伸强度，数量越大强度越高）工程化关键技术，打破国外垄断，填补了国内空白。

2009年，T300级碳纤维产业化项目通过验收，至今仍为光威复材的主要产品。此后光威复材继续深耕碳纤维，研发T700、T800以及M40J（M值表示高模量性能的碳纤维）、M55J等高等级产品。2017年光威复材成为碳纤维行业第一家登陆A股的公司。不过此时的主要业务还是军品，2016年军品收入占比达到74.57%。对前五客户、单一产品的依赖还是比较强的。

军工占主导的业务结构是行业所决定的，这和碳纤维的特性密切相关。

碳纤维是一种含碳量在 90%以上的无机高分子纤维。高比强度、高比模量、低比重的性能特点使碳纤维以及以碳纤维为增强体的复合材料具有出色的增强、减重效果。同时，耐腐蚀、耐高温、低膨胀系数、导电等良好的化学稳定性、热稳定性和电性能特点，使其可以在诸如高压、高温、高湿、高寒、高腐蚀性等恶劣工况环境中代替金属材料。

碳纤维原丝的生产包括聚丙烯腈（PAN）基、沥青基、粘胶基，其中聚丙烯腈（PAN）基碳纤维目前为碳纤维主流，占市场份额的 90%以上。

由于技术和成本限制，最初碳纤维主要在航空航天领域应用。但是随着“双碳”和国产替代的加速推进，碳纤维成本逐步下降，下游应用也从航空航天、体育逐步延伸到风电、轨交、建筑、电缆等工业领域。旧时的王谢堂前燕，也开始飞入寻常百姓家了。

西方对中国的技术封锁，使得国内的高新技术企业开始主动在产业链上下功夫，争取不在某个环节被制约。这其中也包括光威复材。

碳纤维产业链从石化产品丙烯腈开始，得到聚丙烯腈后，经过11道工序生成原丝，此后再通过碳化得到碳纤维。对碳纤维进一步制备，可生产出碳纤维织物、碳纤维预浸料、碳纤维复合材料及相关型材，其中风电碳梁就是采用拉挤工艺所生产的碳纤维复合材料标准型材的一种。

除了上述材料业务，光威复材在生产设备的布局上也不含糊，将自主性发挥到极致。据2021年年报，光威复材现有八大系列化产品，包括碳纤维装备、预浸料装备、缠绕装备、铺丝铺带装备、模压装备、地面保障装备和工装模具等。

为了实现全产业链，光威复材的研发费用率常年保持在10%以上，显著高于可比公司。不过，2021年该数值下降至8.91%，研发人员数量也较2020年减少8.16%。

光威复材的解释是，T800 级和Ｍ40J 级项目已经进入验收阶段，所以2021 年投入这两个项目的研发费用减少了。研发人员的变化，一方面是部分人员岗位从研发岗转入服务生产的工艺或技术岗位、生产管理岗位；另一方面也有部分人员流失，不过光威复材也强调核心技术人员仍保持稳定。

2、碳梁会有多大想象力？

招商证券研报显示，由于海上风速高，对风机性能的要求更高，轻量化、大型化要求更加明显，海上风机对于轻量化的碳纤维材料的需求更为强烈。数据显示，全球应用于风电叶片的碳纤维2021年达到3.3万吨，预计2025年达到8.06万吨，CAGR为25%。

同时，我国风电叶片所需碳纤维占到全球的68%，得益于全球碳中和背景下风电装机的快速增长，以及叶片大型化背景下碳纤维的渗透率上升，未来风电叶片将是拉动碳纤维需求增长的主要引擎。

理论上说，维斯塔斯碳梁专利过期，光威复材的产品又具有先发优势，去年碳梁产品基本用于出口的局面或将有所改变，进而将有助于光威复材充分受益于国内海上风电发展的红利。在近期给投资者的回复中，光威复材也确实提到已经有走完碳梁验证程序的国内、国外客户。

过去经验表明，每次光伏、风电抢装都会透支下一年的需求。在经过2021年的疯狂后，今年海上风电的新增装机量确实不乐观。更何况还有成本因素。在海上风电平价后，风机降本的需求和碳梁成本较高的现状很难调和。而且国内厂商在拉挤玻璃纤维主梁的探索也已有所成果，对碳梁构成竞争关系。

不仅如此，覆盖从原丝到复合材料乃至生产设备全产业链的光威复材，本身并不生产大丝束碳纤维，风电碳梁业务所用原材料碳纤维主要是外购，而且目前暂不打算自产碳纤维用于碳梁业务。这是否从侧面反映了光威复材的态度？

即使碳梁超预期降本，迎来较大规模的发展，那么对光威复材的财务影响也是收入远大于净利润。毕竟，相比碳纤维及织物高达70%以及预浸料30%左右的毛利率，碳梁业务毛利率仅为15.07%。

光威复材年报透露，当前产能扩张包括碳梁 170 万米、预浸料 85 万平米、碳纤维产能5030吨。从价值量及与设计产能的对比来看，碳梁也并不是重点。

因此，虽然伴随着成本降低和技术升级，碳纤维的应用将会越来越广，但对于维斯塔斯拉挤碳梁专利到期一事不宜过度解读。倒是光威复材在T700级、T800级等小丝束产品的产业化，以及风电用预浸料业务的拓展更值得期待。

3、中国碳纤维产能快速扩张，供需矛盾有望缓解

全球碳纤维产能主要集中在中国、美国和日本，中国产能快速扩张。2021 全球碳纤维产能约 20.76 万吨，其中中国大陆、美国和日本分列前三位， 运行产能分别为 6.34 万吨、4.87 万吨和 2.5 万吨，三家合计占全球产能的 66%。2020-2021 年中国产能快速扩张，两年产能同比增速分别达到 36% 和 74%，我国碳纤维的自给率也从 2015 年的 14%提升至 2021 年的 47%。 国内龙头企业依托成熟的技术以及完备的产业链支持，不断向国际头部企 业看齐。

日本、美国、欧洲碳纤维产业发展较为完善，日本东丽为全球龙头。全球 除中国大陆以外的 PAN 基碳纤维供应商主要有八家，其中日本三家，分别 是东丽、三菱和东邦，美国两家，分为为赫氏和氰特，其他地区三家，分 别为土耳其的阿克萨集团、德国的西格里碳素和中国台湾的台塑。日本碳纤维在技术和产品品质方面居于领导地位，近些年通过超强的技术与融入 全球产业生态的能力，在全球寻求综合优势的区域建厂，使其保持了全球 领导地位；美国的综合投资环境较好，生产要素具有全球优势，产业链生 态完备，航空航天、汽车、风电等方面的应用能力强；欧洲产业链生态完 备，在风电、汽车领域的市场庞大，此外，处于匈牙利及土耳其的碳纤维 企业具备腈纶工业基础，碳纤维产业发展较为完善。日本东丽是全球综合 实力第一的碳纤维企业，早在上世纪 80 年代便有销售 T1000 级的高强碳 纤维，在小丝束领域技术大幅领先，2014 年收购美国卓尔泰克后在大丝束 领域也拥有了成熟产品，2021 年东丽的产能达 5.75 万吨，位居全球第一。

今明两年国内碳纤维进入投产高峰期，供需矛盾有望缓解。2021 年中国大 陆的碳纤维运行产能为 6.34 万吨，占全球的 31%，未来几年，国内仍将 有大规模的扩产计划，其中规模较大的项目例如吉林化纤集团近两年先后 开启的 20 万吨和 40 万吨的碳纤维全产业链项目（其中碳纤维规划分别为 5 万吨和 6 万吨），中复神鹰在西宁建设的 2.4 万吨碳纤维项目，上海石化 1.2 万吨 48K 大丝束碳纤维项目等。赛奥碳纤维估计，未来中国大陆仍将 有 9 万吨的产能增量，届时产能将占全球的 50%以上，根据我们的统计， 2022-2023 年国内待投项目的名义产能分别为 4.28 万吨和 3.55 万吨（不 考虑投产节奏），今明两年即为投产高峰期，产能的大幅投放也将缓解去年 由疫情和进口扰动带来的供需缺口，今年下半年以来，国内碳纤维价格也 出现下滑趋势，预计未来国内供需矛盾将进一步缓解。

4、我国大丝束实现技术突破，成为未来重要发展方向

大丝束的制备难度更高，但成本更低，适用于工业民用领域。大丝束和小 丝束碳纤维有不同的工艺难点和优势，小丝束的工艺难点在于它需要更精 准的控制工艺来保证力学指标的稳定，优势在于力学指标更高，可广泛应 用于对于强度要求较高的高端领域，主要应用于军工、航空航天等领域。 大丝束的制备难度整体高于小丝束，在原丝、聚合、预氧化、碳化等多个 系统环节都存在制备难点，但因其生产效率高，生产成本比小丝束低 30% 以上，性能可满足工业民用需求，在风电叶片、压力容器、汽车、轨道交 通等工业领域具备应用前景，并且随着其性价比的进一步提升，未来大丝 束的工业应用方向也有望扩大。

大丝束碳纤维在海外集中度高，近几年国内实现重要技术突破。大丝束碳 纤维主要借鉴民用腈纶原丝技术并优化提升，上世纪 70 年代，英国考陶尔 兹（Courtaulds）公司利用纺织用腈纶生产线研制 48K 以上聚丙烯腈大丝 束原丝取得成功，大丝束碳纤维的技术在欧美得到推广，日本企业则通过 对欧美企业收购的方式掌握了大丝束的技术。目前，海外大丝束碳纤维生 产商主要有卓尔泰克（2014 年被东丽收购）、德国西格里、英国考陶尔兹 等企业，集中度很高。近几年，国内以上海石化和吉林化纤为代表的，具 有腈纶生产经验的企业，逐步突破大丝束的原丝和碳丝的制备技术，2018年 3 月，上海石化成功试制出了国内真正意义上的 48K 大丝束碳纤维，并 于 2021 年 1 月开启“2.4 万吨/年原丝、1.2 万吨/年 48K 大丝束碳纤维” 项目；吉林碳谷与 2018 年实现了 24K、25K 碳纤维原丝的规模化生产， 于 2019 年实现了 48K 原丝的规模化生产，当前已投产万吨级 50K 的原丝 产线；吉林宝旌于 2016 年开启“8000 吨大丝束碳纤维项目”，2018 年采 用吉林碳谷 48K 的原丝成功实现 2000 吨产线的投产。

大丝束成为我国未来碳纤维扩产的重要方向，风电等领域有望迎来国产替 代。2021 年以来，国内以大丝束为方向的产能规划进入了规模化释放阶段， 根据我们对近几年已投、待投碳纤维项目的统计，2021 年-2023 年间，大 丝束的新增名义产能分别占国内当前新增名义产能的 58%、93%、61%， 大丝束已成为我国碳纤维发展的重要方向，从而在与大丝束相关的风电叶 片、压力容器、轨道交通、汽车轻量化等领域有望实现国产替代，例如吉 林宝旌的 8000 吨大丝束项目便与 Vestas 签订了长期供货协议。

5、我国高性能碳纤维持续突破，政策支持为行业发展保驾护航

我国高性能碳纤维持续突破。除了大丝束方向的发展，我国碳纤维在力学 性能方面也在进步，国内涌现出如中复神鹰、光威复材、中简科技等在小 丝束领域有技术积累的企业。例如中复神鹰在国内率先建成干喷湿纺 T700 级、T800 级碳纤维千吨级生产线，相继开发出 T700、T800、T1000、 M30、M35、M40 等级别的碳纤维，并规划了下一代 T1100 级碳纤维的研 发；光威复材已开发出 T300、T700、T800、M40J、M50J 等型号的产品， 其中去年投产的 M40J、M55J 产品实现了国产高强高模碳纤维的突破；中 简科技于 2020 年投产的 T700 级碳纤维千吨线可批量稳定生产 ZT7 系列、ZT8 系列、ZT9 系列高性能碳纤维，募投的 1500 吨 12K 产线还将探索、 M40J、M40X 和 M55J 等新的型号。

我国加大对碳纤维产业的扶持力度。随着我国产业结构升级，政府加大对 新兴产业等尖端技术密集产业的扶持力度，碳纤维作为用途广泛的新材料， 得到了众多政策支持，国内企业迎来机遇。

文章来源： 未来智库，英才杂志