碳纖維行業(yè)研究報(bào)告

1、碳纖維行業(yè)研究報(bào)告目 錄TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _TOC_250015 一、碳纖維行業(yè)介紹 2 HYPERLINK l _TOC_250014 （一）碳纖維是什么？如何分類？ 2 HYPERLINK l _TOC_250013 （二）碳纖維生產(chǎn)流程 4 HYPERLINK l _TOC_250012 （三）全球和國(guó)內(nèi)碳纖維行業(yè)發(fā)展對(duì)比 4 HYPERLINK l _TOC_250011 二、碳纖維市場(chǎng)空廣，替代步伐加速 5 HYPERLINK l _TOC_250010 （一）碳纖維下游應(yīng)用廣泛，國(guó)產(chǎn)化率逐年增加 5 HYPERLINK l _TOC_25000

2、9 （二）軍機(jī)放量民機(jī)接力有望推動(dòng)高端碳纖維市場(chǎng)爆發(fā) 7 HYPERLINK l _TOC_250008 （三“雙碳”政策賦予風(fēng)電確定性，百億規(guī)模鑄就龐大市場(chǎng) HYPERLINK l _TOC_250007 （四）壓力容器用碳纖維市場(chǎng)前景看好 HYPERLINK l _TOC_250006 （五）交通運(yùn)輸?shù)男≤嚿?，碳纖維的大市場(chǎng) HYPERLINK l _TOC_250005 三、碳纖維國(guó)內(nèi)產(chǎn)化路曲折，前途光明 20 HYPERLINK l _TOC_250004 （一）應(yīng)用為導(dǎo)向，降本為核心，構(gòu)建碳纖維“全產(chǎn)業(yè)鏈” HYPERLINK l _TOC_250003 （二）兵馬未動(dòng)糧草先行，全行

3、業(yè)擴(kuò)產(chǎn)預(yù)示高景氣周期已至 HYPERLINK l _TOC_250002 （三）碳纖維行業(yè)主要廠商 HYPERLINK l _TOC_250001 四、投資建議：軍市齊發(fā)力，碳纖維行快發(fā)展可期 24 HYPERLINK l _TOC_250000 五、風(fēng)險(xiǎn)提示 24一、碳纖維行業(yè)介紹（一）纖維么？如分類？碳纖維是纖維狀的碳素材料，含碳量在 以上。它是利用各種有機(jī)纖維在惰性氣體中、高溫狀態(tài)下碳化而制得。碳纖維具有十分優(yōu)異的力學(xué)性能，是目前已大量生產(chǎn)的高性能纖維 中具有最高的比強(qiáng)度和最高的比模量的纖維。特別是在 以上的高溫惰性環(huán)境中，碳材 料是唯一強(qiáng)度不下降的物質(zhì)。碳纖維密度比鋁低，強(qiáng)度比鋼高，此

4、外還兼具其他多種優(yōu)良性 能，如低密度、耐高溫、耐腐蝕、耐摩擦、抗疲勞、震動(dòng)衰減性高、電及熱傳導(dǎo)性高、熱膨 脹系數(shù)低、光穿透性高、非磁體但有電磁屏蔽性等。目前，工業(yè)化生產(chǎn)碳纖維按原料路線可分為聚丙烯腈（AN）基碳纖維、瀝青基碳纖維 和粘膠基碳纖維三大類。相較于其他兩種路線，由聚丙烯腈纖維原絲可制得高性能的碳纖維，其生產(chǎn)工藝較其它方法簡(jiǎn)單，而且產(chǎn)品的力學(xué)性能優(yōu)良，用途廣泛，因而自0 世紀(jì)0 年代 問世以來(lái)，取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，AN 基碳纖維產(chǎn)量占碳纖維 以上，成為了碳纖維的主流。表1 不同基體碳纖維分類分類優(yōu)勢(shì)劣勢(shì)應(yīng)用現(xiàn)狀聚丙烯基成品品優(yōu)異工藝簡(jiǎn)單產(chǎn)品力性能良已經(jīng)成碳纖主流瀝青基原料來(lái)豐富碳化率高原

5、料調(diào)復(fù)雜產(chǎn)品能較低目前規(guī)較小粘膠基高耐溫性碳化效低，術(shù)難大設(shè)備復(fù)，成高主要用耐燒材及隔熱料資料來(lái)：光復(fù)材股書中銀河證研究整理原絲生產(chǎn)按照紡絲方法主要分為濕法紡絲和干濕法紡絲，干濕法是一種更為先進(jìn)的工藝，濕法紡絲的效率約只有干濕法紡絲的五分之一。按絲束大小分類：碳纖維可劃分為小絲束和 大絲束，小絲束碳纖維初期以、K 為主，逐漸發(fā)展為K 和。小絲束碳纖維工藝 控制要求嚴(yán)格，生產(chǎn)成本較高，主要應(yīng)用于軍工等高科技領(lǐng)域，以及體育休閑用品領(lǐng)域。通常將K 以上碳纖維稱為大絲束碳纖維，包括、K 等，主要應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域， 包括紡織、醫(yī)藥衛(wèi)生、機(jī)電、土木建筑、交通運(yùn)輸和能源等。大絲束產(chǎn)品性能相對(duì)較低但制 備成本亦

6、較低，因此往往運(yùn)用于基礎(chǔ)工業(yè)領(lǐng)域，應(yīng)用最廣泛的是風(fēng)電葉片領(lǐng)域，西方國(guó)家對(duì) 我國(guó)碳纖維實(shí)施嚴(yán)格的技術(shù)封鎖和產(chǎn)品禁運(yùn)，其主要針對(duì)的是小絲束碳纖維。圖1 0 年全球碳纖維市場(chǎng)需求產(chǎn)品（千噸）中模量,.，標(biāo)模-大絲,.中模量,.，標(biāo)模-大絲,.，標(biāo)模-小絲束,.，資料來(lái)：廣賽奧中國(guó)河券研究整理表2 國(guó)內(nèi)碳纖維生產(chǎn)線類型、主要企業(yè)與對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品碳纖維生產(chǎn)線類型主要企業(yè)生產(chǎn)的碳纖維品種說明濕法（噴濕小絲束光威復(fù)材12K 的T300 級(jí)12K 的T800 級(jí)T300 級(jí)指拉伸量為30 64a的濕噴紡標(biāo)高強(qiáng)纖維江蘇恒神T800 級(jí)指拉伸量為70 的濕噴紡中高強(qiáng)纖維浙江精功干法（噴濕小絲束中復(fù)神鷹12K 的T70

7、S 級(jí)12K 的T80S 級(jí)T700S 級(jí)指拉伸模量為 20 264a 的干噴濕紡模高碳維江蘇恒神光威復(fù)材T800S 級(jí)指拉伸模量為 20 315a 的干噴濕紡模高碳維中安信濕法（噴濕）大絲束浙江精功48K 的T300 級(jí)資料來(lái)從國(guó)碳纖的處談碳纖“全業(yè)、中銀證券研院整理按力學(xué)性能分類：碳纖維可劃分為高強(qiáng)型（、高強(qiáng)中模型（Q、高模型（M、高強(qiáng)高模型（QM。碳纖維多作為增強(qiáng)材料，看中的是其優(yōu)良的力學(xué)性能，因此應(yīng)用中更多的是按其力學(xué)性能分類。實(shí)踐中，拉伸強(qiáng)度及模量是國(guó)際碳纖維分類的主要標(biāo)準(zhǔn)，業(yè)內(nèi)一般采用日本東麗（）分類法，1 年國(guó)家發(fā)布實(shí)施聚丙烯腈基碳纖維，標(biāo)志著我國(guó)的碳纖維行業(yè)有了自己的分類方法與

8、標(biāo)準(zhǔn)。表3 按力學(xué)性能分類圖2 碳纖維強(qiáng)度和彈性的關(guān)系按力學(xué)能分類國(guó)家標(biāo)牌號(hào)日本東牌號(hào)高強(qiáng)型Q3522T300Q4522T700高強(qiáng)中型Q5526T800Q6026T1000高模型304040高強(qiáng)高型Q403540JQ404046JQ404550JQ405055JQ405560J資料來(lái)：光復(fù)材股書中銀河證研究整理資料來(lái)：光復(fù)材股書中銀河證研究整理碳纖維復(fù)合材料相比傳統(tǒng)材料最大的優(yōu)勢(shì)是具備所需強(qiáng)度的前提下，具有最高比模量（彈性模量與密度之比，而不是單單強(qiáng)度高。結(jié)構(gòu)減重首先選用彈性模量最高的材料，這就 是碳纖維分代的依據(jù)，所以30（模量230a）是第1 代，80（模量294a）是第2 代， 110

9、0（模量324a）是第3 代。值得一提的是，700 和1000 的高強(qiáng)度是300 和800 采 用低成本干噴濕紡工藝的產(chǎn)物，并不是根據(jù)用戶的需求研發(fā)的新品種。表4 主要結(jié)構(gòu)材料的比模量和比強(qiáng)度材料分類拉伸模量Ga拉伸強(qiáng)度Ma密度/比剛度/a（/)比強(qiáng)度/a（/）鋁合金724202.826151鋼（結(jié)用）20612007.826153鈦合金11710004.526222SC101001.95.353142001.410146玻璃纖維聚酯單向板4812452.024532織物2255011275S玻璃纖維/環(huán)氧樹脂單向板5617952.028898織物2682013410T30碳纖維/環(huán)氧樹脂單向

10、板13017601.6811100結(jié)構(gòu)鋪層6081038506T70碳纖維/環(huán)氧樹脂單向板13021001.6811310結(jié)構(gòu)鋪層60101038631T80碳纖維/環(huán)氧樹脂單向板15429501.6961844結(jié)構(gòu)鋪層71136044850資料來(lái)“得起復(fù)合料和碳纖“全業(yè)、中銀證券研院整理（二）纖維流程聚丙烯腈基碳纖維的生產(chǎn)主要包括原絲生產(chǎn)和原絲碳化兩個(gè)過程。原絲生產(chǎn)過程主要包 括聚合、脫泡、計(jì)量、噴絲、牽引、水洗、上油、烘干收絲等工序。碳化過程主要包括紡絲、預(yù)氧化、低溫碳化、高溫碳化、表面處理、上漿烘干、收絲卷繞等工序。碳纖維及其復(fù)合材 料的制作過程中工藝繁多且對(duì)技術(shù)精細(xì)程度非常高，有很高的

11、技術(shù)門檻。圖3聚丙烯腈基碳纖維及復(fù)合材料生產(chǎn)流程資料來(lái)我國(guó)纖維業(yè)現(xiàn)和碳纖應(yīng)、國(guó)銀證券究院整理（三）球和碳纖維業(yè)發(fā)聚丙烯腈（A）基碳纖維的全球生產(chǎn)從0 世紀(jì)0 年代起步，經(jīng)過70 80 年代的穩(wěn)定發(fā)展，0 年代的飛速發(fā)展，到 1 世紀(jì)初生產(chǎn)工藝技術(shù)逐步成熟。行業(yè)發(fā)展初期，碳纖維主要用于軍工和宇航，碳纖維行業(yè)龍頭日本東麗公司的發(fā)展正是得益于航空領(lǐng)域的規(guī)模應(yīng)用， 5 年實(shí)現(xiàn)碳纖維在波音7 次承力結(jié)構(gòu)的應(yīng)用推動(dòng)了東麗千噸級(jí)的量產(chǎn)，0 世紀(jì)0 年代起波音7 機(jī)體結(jié)構(gòu)質(zhì)量的使用碳纖維則推動(dòng)?xùn)|麗碳纖維萬(wàn)噸級(jí)的量產(chǎn)。經(jīng)過0 余年的發(fā)展，碳纖維的應(yīng)用領(lǐng)域正在向工業(yè)領(lǐng)域和普通民用領(lǐng)域拓展。圖4 國(guó)際碳纖維行業(yè)發(fā)展

12、歷史年前年前1960s年后料來(lái)源光威材招書、國(guó)河證券究院理我國(guó)碳纖維工業(yè)的起步可以追溯到2 年，總體上與日本碳纖維的研發(fā)同步進(jìn)行，但在 產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)和集中度方面存在較大差距。5 年，我國(guó)碳纖維行業(yè)總共僅有 0 家企業(yè)，合 計(jì)產(chǎn)能僅占全球總產(chǎn)能的 %左右；8 年，以國(guó)有企業(yè)為主的大量工業(yè)企業(yè)涌入碳纖維行 業(yè)，但大多數(shù)企業(yè)在一些關(guān)鍵技術(shù)上無(wú)任何突破，生產(chǎn)線運(yùn)行及產(chǎn)品質(zhì)量極不穩(wěn)定，導(dǎo)致 “有產(chǎn)能，無(wú)產(chǎn)量”的現(xiàn)象出現(xiàn)；0 年，國(guó)內(nèi)碳纖維生產(chǎn)能力僅占世界高性能碳纖維總產(chǎn) 量的0.4左右，碳纖維需求嚴(yán)重依賴進(jìn)口；2 年1 月，國(guó)家工信部公布了新材料“十二五”規(guī)劃，碳纖維“十二五”期間規(guī)劃產(chǎn)能為 1.2 萬(wàn)噸

13、年“十三五”產(chǎn)能的實(shí)現(xiàn)和技術(shù)的突破是碳纖維行業(yè)的主要發(fā)展方向，到0 年我國(guó)運(yùn)行產(chǎn)能已達(dá)到.2 萬(wàn)噸，實(shí)際銷量.5 萬(wàn)噸，銷量產(chǎn)能比為。以東麗的產(chǎn)業(yè)化道路為鑒，我國(guó)國(guó)產(chǎn)碳纖維產(chǎn)業(yè)化一定也是要伴隨著工業(yè)領(lǐng)域復(fù)合材料制品的批量生產(chǎn)同時(shí)實(shí)現(xiàn)的。圖5 中國(guó)碳纖維行業(yè)發(fā)展歷史1962年2005年1962年2005年2008年2010年2012年2018年2020年全國(guó)碳維理產(chǎn)能.萬(wàn)噸，噸在建低端產(chǎn)能過剩共家企業(yè)，占全國(guó)碳維運(yùn)產(chǎn)能.萬(wàn)噸國(guó)產(chǎn)碳纖維銷量萬(wàn)噸“十二五”規(guī)產(chǎn)能.萬(wàn)噸/年“有產(chǎn)能，無(wú)量”現(xiàn)象顯現(xiàn)與日本同時(shí)起步資料來(lái)：光復(fù)材股書廣賽奧、國(guó)銀證券究院理二、碳纖維市場(chǎng)空間廣闊，替代步伐加速（一）纖維應(yīng)用廣

14、，國(guó)率逐年根據(jù)廣州賽奧測(cè)算，全球范圍內(nèi)碳纖維市場(chǎng)規(guī)模從4 年的.5 萬(wàn)噸增長(zhǎng)至0 年的.9 萬(wàn)噸，年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá) 2%，預(yù)計(jì) 5 年需求量達(dá) 20 萬(wàn)噸，5 年復(fù)合增長(zhǎng)率約為.5，0 年達(dá)0 萬(wàn)噸，0 年復(fù)合增長(zhǎng)率約為.。分領(lǐng)域來(lái)看，0 年應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域主要集中在風(fēng)電葉片、航空航天和體育休閑。值得一提的是，盡管從總重量占比來(lái)看，航空航天領(lǐng)域只占到 1的份額，但由于航空航天用碳纖維價(jià)格遠(yuǎn)高于普通碳纖維，因此航空航天領(lǐng)域的碳纖維金額占比達(dá).。, 壓力容, 風(fēng)電葉, 混配模成型,., , 壓力容, 風(fēng)電葉, 混配模成型,., 汽車, .,航空航天,., 體育休閑, 400AR400AR14.1%2

15、00AR13.3%7 50040030010007 8 0 E 14%12%10%8%4%0%資料來(lái)：廣賽中國(guó)河券研究整理資料來(lái)：廣賽奧中國(guó)河券研究整理碳碳復(fù)材,壓力容器 , 混配模成型, 汽車,其他,., , ,碳碳復(fù)材,壓力容器 , 混配模成型, 汽車,其他,., , ,.,%.,80003000800030001000401808000700010000原絲碳纖維 預(yù)浸料 民用復(fù)材 汽車復(fù)材 航空復(fù)材資料來(lái)：廣賽奧中國(guó)河券研究整理資料來(lái)：恒股份開轉(zhuǎn)說書、中銀河券研院表5 不同工業(yè)領(lǐng)域碳纖維、預(yù)浸料和制品的單價(jià)（元）應(yīng)用領(lǐng)域碳纖維品種碳纖維預(yù)浸料制品體育休閑T70S-2KT30-1K814

16、012203050風(fēng)電葉梁板T30-24K80-150工業(yè)領(lǐng)高端用T70S-2KT30-1K8140122050100武器裝（纏用）T70S-2K2530-通用飛和無(wú)機(jī)T30-1,3,6,12KT70S-2K-8001002000000軍用無(wú)機(jī)T30-3,6,12K-150500500000民用航（國(guó)）T30-3,6,12KT80-6,12K-2500008000000軍用航（結(jié)件）T30-3K6KT80-6K12K3000500000100015000資料來(lái)從國(guó)碳纖的處談碳纖維全產(chǎn)鏈中國(guó)河證券究院理，：7年行情從中國(guó)市場(chǎng)來(lái)看，0 年碳纖維國(guó)內(nèi)市場(chǎng)總需求為9 萬(wàn)噸（+29，其中進(jìn)口約為3.4

17、萬(wàn)噸（17.5，國(guó)內(nèi)供給.5 萬(wàn)噸（53.8，國(guó)內(nèi)供給量實(shí)現(xiàn)連續(xù)三年以上的高速增長(zhǎng)，反映國(guó)產(chǎn)碳纖維產(chǎn)業(yè)逐步趨于成熟。根據(jù)廣州奧賽預(yù)測(cè)，5 年國(guó)內(nèi)碳纖維總需求將達(dá)到約 5 萬(wàn)噸，五年復(fù)合增速 25.1，其中國(guó)產(chǎn)碳纖維供應(yīng)量將達(dá)到 .3 萬(wàn)噸，五年復(fù)合增速達(dá) 35.%，遠(yuǎn)超進(jìn)口碳纖維供應(yīng)量5 萬(wàn)噸（年復(fù)合增速，替代步伐有望明顯加快。圖0 中國(guó)碳纖維需求量（噸）噸國(guó)內(nèi)需求總規(guī)模噸國(guó)內(nèi)需求總規(guī)模 進(jìn)口 國(guó)產(chǎn)149498年國(guó)內(nèi)需求總規(guī)模C約%C% 121813國(guó)產(chǎn)需求C約%829559412864236745504551732558549714880137840195991690825001440819

18、56336001596323487740018450120006654335372419924861125840303512200012000080000400002000002015201620172018201920202021E2022E2023E2024E2025E資料來(lái)：廣賽奧中國(guó)河券研究整理從結(jié)構(gòu)來(lái)看，中國(guó)的碳纖維主要用于風(fēng)電和休閑體育領(lǐng)域，相比全球的應(yīng)用結(jié)構(gòu)，中國(guó)航空航天碳纖維占比較低，隨著“十四五”期間軍機(jī)列裝提速以及國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)逐步進(jìn)入量產(chǎn)期，未來(lái)航空航天用碳纖維市場(chǎng)增長(zhǎng)空間巨大。圖1 0 年中國(guó)碳纖維應(yīng)用領(lǐng)域（噸）圖2中國(guó)與全球碳纖維應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Ρ龋? 年）風(fēng)電葉片,20000

19、,41%體育休閑,14600,30%中國(guó)（噸）全球（噸）306002000014600164508800950050003000410022000170017002500020000150001000050000資料來(lái)：廣賽中國(guó)河券研究整理資料來(lái)：廣賽奧中國(guó)河券研究整理（二）機(jī)放量機(jī)接力望推端碳纖市場(chǎng)根據(jù)廣州賽奧數(shù)據(jù)，0 年全球航空航天用碳纖維市場(chǎng)需求總金額約為 9.87 億美元，對(duì)應(yīng)總量約為1.65 萬(wàn)噸，其中商用飛機(jī)、軍用飛機(jī)、直升機(jī)和航天需求占比分別為52.9、 15.8%、9.1%和 1.8%。考慮未來(lái)航空航天市場(chǎng)對(duì)碳纖維需求的拉動(dòng)以及疫情變化的影響，預(yù)計(jì)5 年全球航空航天碳纖維需求量

20、約為2.63 萬(wàn)噸，5 年復(fù)合增速約為9.86。圖3 全球航空航天碳纖維需求量及增速3,00025,00020,00015,00010,0005,000067890增速增速%）10.0%9.1%9.4%11.9%AGR9.86%-30.0%-15%-20%-25%-30%-35%資料來(lái)：廣賽奧中國(guó)河券研究整理1、國(guó)內(nèi)軍機(jī)列裝加速疊加單機(jī)碳纖維占比提升，軍用碳纖維迎快速放量期“十四五”期間，我國(guó)正值“百年未有之大變局，周邊局勢(shì)波云詭譎，為應(yīng)對(duì)各種不確 定性，國(guó)內(nèi)戰(zhàn)備需求急劇增加，裝備采購(gòu)放量呈現(xiàn)明顯的結(jié)構(gòu)性特征，軍機(jī)換裝列裝進(jìn)程明 顯加速。在多樣化作戰(zhàn)需求牽引、顛覆性科學(xué)技術(shù)推動(dòng)以及經(jīng)濟(jì)投入的支

21、撐下，世界主要軍 事強(qiáng)國(guó)正加快對(duì)空軍武器裝備的探索與發(fā)展，加大對(duì)現(xiàn)役裝備的升級(jí)改進(jìn)，推動(dòng)以作戰(zhàn)飛機(jī)、支援保障飛機(jī)、無(wú)人機(jī)、機(jī)載武器等為重點(diǎn)的現(xiàn)代化建設(shè)，使空軍裝備發(fā)展進(jìn)入新的階段。根據(jù)orld Air ocs 2021數(shù)據(jù)，0 年我國(guó)戰(zhàn)斗機(jī)總量1 架，雖排名第三但遠(yuǎn) 低于美國(guó) 7 架；我國(guó)武裝直升機(jī)也僅為美國(guó)的六分之一，運(yùn)輸機(jī)、教練機(jī)等數(shù)量也遠(yuǎn)少 于美國(guó)。截至0 年底，我國(guó)二代機(jī)占比仍接近，美國(guó)則均為三代及以上；美國(guó)現(xiàn) 役戰(zhàn)斗機(jī)均為較為領(lǐng)先的三代機(jī)和四代機(jī)，占比分別為 和 ，而我國(guó)現(xiàn)役四代機(jī)僅有 約9 架（占比約。因此，不管是從存量維度還是從代差維度，我國(guó)都有巨大的追趕空間圖4 0 年中美軍機(jī)

22、數(shù)量（架）圖5 0 年中美殲擊機(jī)代次情況（架）6,0005,0004,00030002,0001,0002,0001,5001,000500中國(guó)美國(guó)中國(guó)美國(guó)中國(guó)美國(guó)5427261571791156591264902戰(zhàn)斗機(jī)特種飛機(jī)加油機(jī)運(yùn)輸機(jī) 武裝直升機(jī) 訓(xùn)練機(jī)0185616203185616203419資料來(lái)：rdroes2、中國(guó)銀證券究院理資料來(lái)：rdroes2、中國(guó)銀證券究院理表6 0 年中美殲擊機(jī)代次情況美國(guó)中國(guó)代際機(jī)型數(shù)量（架）占比代際機(jī)型數(shù)量（架）占比三代機(jī)F-290%二代機(jī)殲-7185%F-897%殲-8432%A-606%三代機(jī)殲-602%四代機(jī)F-78殲-116156%殲F-9

23、6四代機(jī)殲資料來(lái)：rdroes2，中國(guó)銀證券究院理進(jìn)入 1 世紀(jì)以來(lái)，中國(guó)航空裝備百花齊放，各類自主機(jī)型嶄露頭角，其中最具代表的就是以沈飛為代表的蘇系衍生機(jī)型和以成飛為代表的自主機(jī)型。我們認(rèn)為“十三五”是四代機(jī)的孕育期，而“十四五”期間將成為國(guó)產(chǎn)四代機(jī)的茁壯成長(zhǎng)期。三代半和四代機(jī)“量質(zhì)齊升，有望帶動(dòng)高端碳纖維用量顯著提升。由于碳纖維復(fù)合材料具備質(zhì)量輕、高強(qiáng)度、高模量、耐高低溫和耐腐蝕等特性，對(duì)飛機(jī)性能的提升有重要作用，因此碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用程度是衡量飛機(jī)先進(jìn)程度的重要指標(biāo)之一。自0 世紀(jì)0 年代末以來(lái)，軍用飛機(jī)的復(fù)合材料用量逐年增長(zhǎng)。以美國(guó)軍機(jī)為例，根據(jù)軍機(jī)+ 航天航空+ 風(fēng)電，讓碳纖維派上

24、大用場(chǎng)數(shù)據(jù)顯示，F(xiàn)A 碳纖維復(fù)合材料用量（復(fù)合材料質(zhì)量占機(jī)體結(jié)構(gòu)質(zhì)量的比例，下同）僅有，到F2 和5 為代表的第四代戰(zhàn)斗機(jī)上碳纖維復(fù)合材料用量分別達(dá)24% 和，2 隱身戰(zhàn)略轟炸機(jī)的碳纖維復(fù)合材料占比高達(dá)。對(duì)國(guó)內(nèi)，根據(jù)軍機(jī)+ 航天航空+ 風(fēng)電，讓碳纖維派上大用場(chǎng)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)軍用殲擊機(jī)的復(fù)材用量也在不斷提升，目前我國(guó)最先進(jìn)的四代戰(zhàn)斗機(jī)碳纖維使用比例約為 ，相比之下三代戰(zhàn)斗機(jī)的碳纖維用量?jī)H約為6% 至，新型的單機(jī)碳纖維占比明顯提升。隨著國(guó)內(nèi)軍機(jī)列裝提速疊加單機(jī)碳纖維占比提升，軍用碳纖維迎快速放量期。圖6 碳纖維復(fù)合材料在航空產(chǎn)品應(yīng)用發(fā)展資料來(lái)：中科技股書中銀河證研究整理2、國(guó)內(nèi)民機(jī)市場(chǎng)蓄勢(shì)待發(fā)，空

25、間廣闊根據(jù)中國(guó)商飛市場(chǎng)預(yù)測(cè)年報(bào)（2039 年，未來(lái)0 年，中國(guó)航空運(yùn)輸市場(chǎng)需求旺盛，預(yù)計(jì)中國(guó)航空市場(chǎng)將接收0 座以上客機(jī)5 架，市場(chǎng)價(jià)值約1.3 萬(wàn)億美元（以9 年目錄價(jià)格為基礎(chǔ)，折合人民幣約8.97 萬(wàn)億元。其中，0 座級(jí)以上渦扇支線客機(jī)交付0 架，年均需求6 架；0 座級(jí)以上單通道噴氣客機(jī)交付937 架，年均需求約0 架；0 座級(jí)以上雙通道噴氣客機(jī)交付868 架，年均需求約4 架。機(jī)隊(duì)年均增長(zhǎng)率為4.1，中國(guó)機(jī)隊(duì)規(guī)模將達(dá)到1 架。圖7未來(lái)0 年商用飛機(jī)市場(chǎng)需求預(yù)測(cè)（單位：架）資料來(lái)中國(guó)飛市預(yù)測(cè)報(bào)229年，國(guó)銀券研究整理19 大飛機(jī)是我國(guó)首款完全按照國(guó)際先進(jìn)適航標(biāo)準(zhǔn)研制的單通道大型干線客機(jī)，

26、最大航程超過0 公里，性能與國(guó)際新一代的主流單通道客機(jī)相當(dāng)。目前1已經(jīng)完成 6 架試飛測(cè)試，在手訂單超0 架，1 年年底或?qū)⑹状紊虡I(yè)化交付運(yùn)營(yíng)。作為國(guó)產(chǎn)10 座級(jí)以上單通道噴氣客機(jī)，19 未來(lái)有望逐步實(shí)現(xiàn)替代，發(fā)展空間廣闊。碳纖維在民用飛機(jī)上的應(yīng)用起源于0 世紀(jì)0 年代的石油危機(jī)，為了降低燃油消耗，結(jié)構(gòu)輕量化成為了民用飛機(jī)的最大需求。美國(guó)和歐洲紛紛開啟了民機(jī)使用碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用的國(guó)家計(jì)劃，如歐洲的 ANO 計(jì)劃和美國(guó)的復(fù)合材料經(jīng)濟(jì)可承受性計(jì)劃（I）等，預(yù)研領(lǐng)域也從非承力結(jié)構(gòu)向次承力結(jié)構(gòu)再向主承力結(jié)構(gòu)演進(jìn)，所有這些計(jì)劃的核心要素是安全、技術(shù)和成本，旨在為航空公司尋求“買得起的復(fù)合材料。圖8 民

27、機(jī)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)化之路資料來(lái)：產(chǎn)觀察、中銀證券研院整理經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，以碳纖維為主的先進(jìn)復(fù)合材料正逐步成為飛機(jī)輕量化的主要手段，也有望成為未來(lái)發(fā)展的主流趨勢(shì)。波音 7 系列機(jī)型復(fù)合材料使用比例（復(fù)合材料質(zhì)量占機(jī)體結(jié)構(gòu)質(zhì)量的比例，下同）已達(dá)，更為先進(jìn)的超遠(yuǎn)程大型寬體客機(jī)7 機(jī)型復(fù)合材料使用比例高達(dá)；空客、0 系列也達(dá)到，更為先進(jìn)的A35XWB 雙發(fā)寬體客機(jī)復(fù)合材料使用比例甚至達(dá)到 。根據(jù)新華社數(shù)據(jù)，我國(guó) 9 客機(jī)復(fù)合材料用量達(dá)到機(jī)體結(jié)構(gòu)重量的 %，并首次在民用飛機(jī)的主承力結(jié)構(gòu)、高溫區(qū)、增壓區(qū)使用復(fù)合材料，當(dāng)前主要依賴進(jìn)口。碳纖維復(fù)材主要用于 19 的尾翼和中央復(fù)合材料壁板以及主起落架艙門工作

28、包、前起落架艙門工作包、翼身整流罩工作包和垂直尾翼工作包等。圖9 碳纖維復(fù)合材料在民機(jī)上的發(fā)展圖0碳纖維復(fù)合材料在C9 上的應(yīng)用資料來(lái)源：復(fù)合材料在新一代大型民用飛機(jī)中的應(yīng)用、中國(guó)銀河證券研究院理資料來(lái)源：碳纖維及其復(fù)合材料在飛機(jī)的應(yīng)用、中國(guó)銀河證券研究院整理根據(jù)中國(guó)商飛公司預(yù)測(cè)，19 大飛機(jī)商用化之后的正常年產(chǎn)量約為0 架。目前有在手訂單逾0 架，或可以保證未來(lái)7 年穩(wěn)定的碳纖維復(fù)合材料需求。根據(jù)中國(guó)商飛的規(guī)劃，19 客機(jī)將采取分步走的策略，安全穩(wěn)妥的提高復(fù)合材料使用比例：第一階段采用-的碳纖維復(fù)合材料，第二階段采用 25%碳纖維復(fù)合材料。隨著碳纖維復(fù)材用量的提升，國(guó)產(chǎn)碳纖維廠商的機(jī)會(huì)有望凸

29、顯。表7未來(lái)0 年C919 對(duì)碳纖維及其復(fù)合材料市場(chǎng)需求測(cè)算C919 結(jié)構(gòu)質(zhì)量（噸）未來(lái)10需求數(shù)（架）一階段纖維復(fù)占比碳纖維復(fù)材 用 量（噸）航空航天用碳纖維復(fù)材均價(jià)（元）碳纖維復(fù)材 價(jià) 值（億元）碳纖維在復(fù)材中的占比（重量）碳纖用 （噸）航空航天用碳纖維均價(jià)（元）碳纖維價(jià)值（億元）2490011.5%24847000173.965%1615150024.2未來(lái) 0-年需求量（架）二階段纖維復(fù)占比碳纖維復(fù)材 用 量（噸）航空航天用碳纖維復(fù)材均價(jià)（元）碳纖維復(fù)材 價(jià) 值（億元）碳纖維在復(fù)材中的占比（重量）碳纖用 （噸）航空航天用碳纖維均價(jià)（元）碳纖維價(jià)值（億元）110024.0%6336700

30、0443.565%4118150061.8合計(jì)20000.4882014000617.45733150086.0資料來(lái)：中銀河券研院理19 副總設(shè)計(jì)師曾表示，919 大飛機(jī)的國(guó)內(nèi)需求保守估計(jì)是0 架左右，該口徑約等 于中國(guó)商飛未來(lái)0 年0 座級(jí)單通道噴氣客機(jī)預(yù)測(cè)交付數(shù)量（7 架）的。單架19 結(jié)構(gòu)質(zhì)量約為4 噸，假設(shè)每個(gè)發(fā)展階段各0 年時(shí)間，且第一階段的復(fù)合材料（碳纖維復(fù)材）占比均為1.，對(duì)應(yīng)0 架9，第二階段的復(fù)合材料占比均為，對(duì)應(yīng)0 架9，則未來(lái)0 年將帶動(dòng)約0 噸碳纖維復(fù)合材料的市場(chǎng)需求量，根據(jù)0 年全球碳纖維復(fù)合 材料市場(chǎng)報(bào)告相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算得知，國(guó)內(nèi)航空航天用碳纖維復(fù)材均價(jià)約 0 萬(wàn)噸，

31、則 19 飛機(jī)預(yù)計(jì)將帶動(dòng)碳纖維復(fù)材市場(chǎng)需求額約7 億元，年均約30.85 億元。碳纖維在航空復(fù)材 中的占比約為，對(duì)應(yīng)碳纖維用量約為3 噸，但碳纖維制品價(jià)格遠(yuǎn)高于碳纖維材料本身，我們按照0 萬(wàn)噸的碳纖維單價(jià)計(jì)算，那么9 對(duì)碳纖維市場(chǎng)的需求額約6 億元，對(duì)應(yīng)前 0 年年均約2.4 億元，后0 年年均約.2 億元。此外，我國(guó)與俄羅斯合作的下一代929 機(jī)型中復(fù)合材料使用比例或?qū)⑦_(dá)到，首批復(fù)材供應(yīng)商名單包括多家國(guó)內(nèi)公司，表明國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程正在提速。根據(jù)俄羅斯聯(lián)合航空制造集團(tuán)總經(jīng)理的描述，目前中俄聯(lián)合研制的遠(yuǎn)程寬體客機(jī)929 已獲得0 架意向訂單。929大飛機(jī)若可按期在8 年前后交付，將會(huì)形成持續(xù)的碳纖維復(fù)

32、材需求。圖1 C929 碳纖維復(fù)合材料前機(jī)身筒段圖2 C929 全尺寸復(fù)合材料機(jī)身壁板工藝件資料來(lái)：中商中國(guó)河券研究整理資料來(lái)：中商飛中國(guó)河券研究整理值得一提的是，對(duì)于民機(jī)用碳纖維復(fù)合材料的成本，波音公司復(fù)合材料專家給出的飛機(jī) 復(fù)合材料制品成本構(gòu)成顯示，材料占比約為%，工藝制造和裝配占比%以上，因此，降低材料成本固然重要，但工藝制造成本作為總成本中最高的單項(xiàng)成本，開發(fā)低成本的制造工藝或成為“買得起”的關(guān)鍵。圖3 傳統(tǒng)航空復(fù)合材料制品的成本構(gòu)成資料來(lái)“得起復(fù)合料和碳纖“全業(yè)、中銀證券研院整理根據(jù)廣州賽奧數(shù)據(jù)，0 年中國(guó)航空航天市場(chǎng)碳纖維需求為0 噸，同比增速1.4，隨著新一代軍機(jī)的放量和大型民機(jī)

33、的陸續(xù)商業(yè)交付，未來(lái)0 年，國(guó)內(nèi)航空航天市場(chǎng)有望保 持2左右的復(fù)合增速。圖4 中國(guó)航空航天碳纖維需求及增速碳纖維需求量（噸）增速%）125.0%125.0%R 2%411.1%21.4%09000-20.0%5,0004,0003,0002,0001,000067890資料來(lái)：廣賽奧中國(guó)河券研究整理-20%-40%（三“雙”政賦予風(fēng)確定百億規(guī)鑄就市場(chǎng)風(fēng)電葉片方面，傳統(tǒng)的葉片制造材料主要為玻璃纖維復(fù)合材料，而當(dāng)葉片長(zhǎng)度超過一定值后，全玻璃鋼葉片重量比較大，性能上也有較多不足，已經(jīng)無(wú)法滿足風(fēng)電葉片大型化、輕量化的要求。而碳纖維復(fù)合材料相比玻璃纖維復(fù)合材料具有更低的密度，更高的強(qiáng)度，其突破了玻璃纖維

34、復(fù)合材料的性能極限，保證風(fēng)電葉片在增加長(zhǎng)度的同時(shí)，重量得到大大降低。近年來(lái)，風(fēng)電葉片實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展，葉片長(zhǎng)度從5 年的50 米增長(zhǎng)至如今的0 米甚至0 米以上。在葉片制造技術(shù)不斷地升級(jí)過程中，復(fù)合材料是風(fēng)電葉片的核心材料，起到至關(guān)重要的作用，決定著葉片的成本、性能、價(jià)格。表8 碳纖維復(fù)合材料在風(fēng)電葉片中的應(yīng)用應(yīng)用部位應(yīng)用效果主梁帽使葉片重量顯降，并提葉片的度蒙皮表面提高葉抵抗力和力的力緩解環(huán)對(duì)葉的腐蝕葉片根部提升根部材料的斷裂強(qiáng)度和承載強(qiáng)度，降低根部螺栓的壓力；使螺栓數(shù)量增多，鞏固葉片與輪轂連處的能，升靜強(qiáng)和疲勞度防雷系統(tǒng)葉片前緣經(jīng)特殊計(jì)，葉高效避雷擊保障片相性能靠近葉部分降低重，降輪轂的負(fù)；過

35、相關(guān)法與施，以使片動(dòng)方向強(qiáng)度到保障資料來(lái)碳纖復(fù)合料在電葉片的應(yīng)研，國(guó)銀證券研院整理表9 碳纖維復(fù)合材料在風(fēng)電葉片中的優(yōu)勢(shì)編號(hào)優(yōu)勢(shì)說明1提高葉剛度減輕片質(zhì)量比玻璃維密小約0，強(qiáng)大40，模量高-8 倍2提高葉的抗勞性提高葉抗磨能力延長(zhǎng)片使用壽命3能量輸更均，平滑改善葉片的空氣動(dòng)力學(xué)性能，減輕對(duì)塔和輪軸的壓力，減少了發(fā)電過程中的能，提能量出和用率4能源輸效率高碳纖維片更，更長(zhǎng)，量出效率高5可制造風(fēng)速片制作大徑葉，用風(fēng)速片低發(fā)電本6減少雷對(duì)葉的損害具有導(dǎo)性，通過殊的構(gòu)地實(shí)現(xiàn)雷7降低運(yùn)和生成本葉片直徑超過一定范圍，總體效益要高于一般材料，葉片的質(zhì)量較輕，其在運(yùn)過程能夠省一分費(fèi)和人成本8可制造適應(yīng)片碳纖維

36、復(fù)合材料材質(zhì)輕，通過彎曲和扭曲葉片設(shè)計(jì)，可以減少瞬時(shí)負(fù)載，減風(fēng)機(jī)損害9具有震阻尼性可避免然頻與塔生共的能性10安裝簡(jiǎn)易安裝簡(jiǎn)，安成本低，于修資料來(lái)：賽研中國(guó)河券研究整理目前，風(fēng)電葉片的碳纖維需求在總需求中占比較大。20 年碳纖維用量超過3 萬(wàn)噸，其 中 8%都用于生產(chǎn)拉擠碳梁片材。這主要得益于風(fēng)電巨頭企業(yè)維斯塔斯的工藝創(chuàng)新：維斯塔 斯采取全新的葉片設(shè)計(jì)，并使用拉擠碳板制備葉片大梁工藝，減重 %左右，成本稍有增加，但效率大幅提升，優(yōu)勢(shì)非常明顯。碳纖維主梁的工藝主要有三種：預(yù)浸料工藝、碳布灌注工 藝和拉擠碳板工藝，其中拉擠工藝效率最高、成本最低，而且纖維含量高，質(zhì)量穩(wěn)定，連續(xù) 成型易于自動(dòng)化，適合

37、大批量生產(chǎn)。市場(chǎng)格局方面，維斯塔斯是僅有的一家大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用 碳纖維的企業(yè)，在風(fēng)電葉片的碳纖維用量中占據(jù)了 %以上的市場(chǎng)份額，其碳纖維復(fù)合材料 梁板生產(chǎn)大部分由江蘇澳盛和光威復(fù)材承擔(dān)。風(fēng)電葉片梁板主要使用的是濕法大絲束碳纖維，其應(yīng)用的濕噴濕紡大絲束技術(shù)在國(guó)際上只有少數(shù)企業(yè)掌握，國(guó)內(nèi)則只有吉林精功成功開發(fā)出了相關(guān)產(chǎn)品，但產(chǎn)品的性能和穩(wěn)定性與國(guó)外產(chǎn)品尚有差距。圖5 碳纖維風(fēng)電領(lǐng)域三種工藝圖6 風(fēng)電葉片結(jié)構(gòu)圖資料來(lái)源國(guó)產(chǎn)碳纖維在電片產(chǎn)業(yè)中的機(jī)會(huì)、國(guó)銀河券研院整理資料來(lái)源國(guó)產(chǎn)碳纖維在風(fēng)電葉片產(chǎn)業(yè)中的機(jī)會(huì)中國(guó)河證研究整理表0 三種工藝比較工藝類型優(yōu)勢(shì)劣勢(shì)碳纖維預(yù)浸料鋪貼真空壓固化型、纖維體積量分布勻、力

38、學(xué)性能異、工藝使用驗(yàn)成熟、優(yōu)化大葉設(shè)計(jì)1、材料儲(chǔ)存和運(yùn)輸均需要低溫環(huán)境，需要特殊的冷凍設(shè)備，但透過 SCC 預(yù)浸料可決該題、工藝環(huán)境求：溫和濕度、模具要求：中高固化模具成本碳纖維預(yù)制體環(huán)氧樹脂注成型、具有玻璃維環(huán)氧體系成灌注經(jīng)驗(yàn)、工藝成本低廉、可以成型雜結(jié)構(gòu)件、力學(xué)性能低，無(wú)最大揮碳纖力學(xué)能、碳纖維直小，浸難度灌注時(shí)較長(zhǎng)容易生內(nèi)空隙、成熟檢驗(yàn)法缺乏拉擠碳纖維板材疊層灌成型、成本優(yōu)勢(shì)、力學(xué)性能異、優(yōu)化大葉涉及、工藝使用程暫時(shí)清晰內(nèi)）、涉及知識(shí)權(quán)保護(hù)題、板材存在配應(yīng)力疲勞降低、板材間使玻璃纖布，性能低碳纖維資料來(lái)：賽研中國(guó)河券研究整理5 年以前，碳纖維應(yīng)用在風(fēng)電葉片的工藝主要采用預(yù)浸料或織物的真空

39、導(dǎo)入，部分用小絲束碳纖維，因此平均價(jià)格較高，近年來(lái)主要采用大絲束碳纖維拉擠梁片，價(jià)格降幅可觀，也促成了碳纖維用量的急劇增加。表1 -8 年風(fēng)電葉片用碳纖維情況年份碳纖維價(jià)（美)制件單價(jià)（美元)碳纖維量（千噸）碳纖維占比（）制件產(chǎn)量（千噸）制件產(chǎn)占比（）碳纖維值（百萬(wàn)元碳纖維值比（）制件產(chǎn)值（百萬(wàn)元制件產(chǎn)占比（）692.22.72.741.83.52.54.21.52.83.82.81.84.3資料來(lái)：賽研中國(guó)河券研究整理從全球范圍來(lái)看，風(fēng)電市場(chǎng)的碳纖維需求從6 年的0 噸增長(zhǎng)至0 年的噸，年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá) %，其中中國(guó)市場(chǎng)表現(xiàn)最為亮眼，中國(guó)風(fēng)電葉片的碳纖維需求呈爆發(fā)式增長(zhǎng)，從6 年的0 噸上升至

40、0 年的0 噸，占到世界范圍需求的，年復(fù)合增長(zhǎng)率超過，但以上的需求來(lái)自維斯塔斯。根據(jù)廣州賽奧預(yù)測(cè)，預(yù)計(jì)25 年全球風(fēng)電領(lǐng)域碳纖維需求量為384 噸，年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)，其中中國(guó)市場(chǎng)仍然是主力。圖7全球風(fēng)電葉片碳纖維需求量及增速圖8中國(guó)風(fēng)電葉片碳纖維年需求量及增速100,00080,00060,00040,0002,000風(fēng)電葉片市場(chǎng)需求（噸）增長(zhǎng)率（%） 93384AGR25%3060018000198002200020162017201820AGR25%3060018000198002200025%20%15%10%0%25,00020,0001,0010,0005,0000風(fēng)電葉片市場(chǎng)需求（噸

41、）增長(zhǎng)率%）2000013800700030003060201620172018202000013800700030003060140%120%100%80%60%40%20%0%資料來(lái)：廣賽中國(guó)河券研究整理資料來(lái)：廣賽奧中國(guó)河券研究整理圖9中國(guó)風(fēng)電裝機(jī)容量變化圖0中國(guó)風(fēng)力發(fā)電量及增速30,00025,00020,00015,00010,0005,0000中國(guó)風(fēng)中國(guó)風(fēng)電新增裝機(jī)容量（萬(wàn)千瓦）中國(guó)風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量（萬(wàn)千瓦）2532151271001477167202417202127201620172018201920204,5004,0003,5003,0002,50020001,5001,0

42、005000風(fēng)力發(fā)電量（億千瓦時(shí)）增長(zhǎng)率（%）41463577.43253.22695.42113.220162017201820192041463577.43253.22695.42113.225%20%15%10%5%0%資料來(lái)：前產(chǎn)業(yè)究中銀河證研究整理資料來(lái)：智咨詢中國(guó)河券研究整理0 年的風(fēng)能北京宣言提出“十四五”規(guī)劃要為風(fēng)電設(shè)定與碳中和國(guó)家戰(zhàn)略相適應(yīng)的發(fā)展空間，保證年均新增裝機(jī)W 以上。5 年后，中國(guó)風(fēng)電年均新增裝機(jī)容量應(yīng)不低于W，到0 年至少達(dá)到00W，到0 年至少達(dá)到00W。廣州賽奧預(yù)測(cè)，到 0 年風(fēng)電市場(chǎng)需要約0 萬(wàn)噸碳纖維，按每噸8 萬(wàn)元人民幣測(cè)算，0 年風(fēng)電市場(chǎng)碳纖維需求約為

43、 0 億元。隨著裝機(jī)數(shù)量增加，風(fēng)電葉片長(zhǎng)度增加，碳纖維行業(yè)迎來(lái)更廣闊的市空間。（四）力容碳纖維場(chǎng)前好壓力容器是碳纖維應(yīng)用的另一領(lǐng)域，復(fù)合材料儲(chǔ)氫氣瓶由內(nèi)至外包括內(nèi)襯材料、過渡層、纖維纏繞層、外保護(hù)層、緩沖層。高強(qiáng)度、高模量的碳纖維材料通過纏繞成型技術(shù)而制備的 復(fù)合材料氣瓶不僅結(jié)構(gòu)合理、重量輕，而且良好的工藝性和可設(shè)計(jì)性在儲(chǔ)氫氣瓶制備上具有 廣闊的應(yīng)用空間。從壓力容器具體應(yīng)用看，我國(guó)在氫燃料電池汽車儲(chǔ)氫瓶、天然氣汽車用儲(chǔ) 氣瓶和氫氣容器等領(lǐng)域有較大發(fā)展?jié)摿Α＼囉脷馄抗卜譃樗姆N類型：全金屬氣瓶（I 型、金屬內(nèi)膽纖維環(huán)向纏繞氣瓶（II 型、金 屬內(nèi)膽纖維全纏繞氣瓶（III 型、非金屬內(nèi)膽纖維全纏繞氣

44、瓶（IV 型。在四種類型的氣瓶中適合車載儲(chǔ)氫瓶的是III 型與IV 型瓶。國(guó)際主流技術(shù)以鋁合金塑料作為氫瓶?jī)?nèi)膽用于保溫， 外層則用 3 公分左右厚度的碳纖維進(jìn)行包覆，提升氫瓶的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度并盡可能減輕整體質(zhì)量。 目前車載氫氣瓶用碳纖維市場(chǎng)主要被東麗公司和臺(tái)塑集團(tuán)占據(jù)。圖1 車用氫氣鋁合金內(nèi)膽碳纖維全纏繞氣瓶構(gòu)造圖2四種類型氫氣瓶資料來(lái)源：碳纖維纏繞復(fù)合材料儲(chǔ)氫氣瓶的研制與應(yīng)進(jìn)展、國(guó)銀證券究院理資料來(lái)：百、中銀河券究院整理以車載氫氣瓶為例，同等體積下的氫氣瓶，壓力越大儲(chǔ)氫量越高，車輛行駛距離越遠(yuǎn)。 型和型氫氣瓶都有5Mpa 和0Mpa 兩種，國(guó)內(nèi)在5Mpa型瓶有成熟產(chǎn)品，但5Mpa 型瓶的續(xù)航里程相

45、比純電動(dòng)車沒有優(yōu)勢(shì)，必須采用 0Mpa型在燃料電池乘用車上才有里程優(yōu)勢(shì)。表2碳纖維復(fù)合材料在氫氣瓶中的應(yīng)用材料特點(diǎn)應(yīng)用型瓶一層耐鋼材重量最，成最低制作藝簡(jiǎn)單，儲(chǔ)氣力在1-30a應(yīng)用于定式源型瓶一層耐鋼材一層圈式合料耐受壓高于型應(yīng)用于定式源型瓶全瓶身纖維合材料輕量化可移，壓分為5a 和70a 兩種應(yīng)用于動(dòng)式備如料電汽車型瓶瓶口金加碳維復(fù)材料身在型礎(chǔ)上一步輕，氣力至少型致應(yīng)用于動(dòng)式備如料電汽車資料來(lái)：百，中銀河券究院整理目前國(guó)內(nèi)III 型瓶技術(shù)已經(jīng)較為成熟，已在多領(lǐng)域取得應(yīng)用。然而，國(guó)內(nèi)廠家不能量產(chǎn)熟的IV 型瓶，所有的國(guó)內(nèi)IV 型瓶均處于研發(fā)過程中。相比而言，國(guó)外乘用車已經(jīng)開始使質(zhì)量更輕、成本更

46、低、質(zhì)量?jī)?chǔ)氫密度更高的IV 型瓶。中集安瑞科、京城股份、亞普股份、泰克等多家公司參與布局V 型瓶項(xiàng)目，佛吉亞、Hon 等國(guó)外企業(yè)也對(duì)中國(guó)IV 型儲(chǔ)氫瓶市場(chǎng)加快開拓。全球來(lái)看，壓力容器用碳纖維0 年需求為0 噸，占到應(yīng)用總需求的.，預(yù)計(jì)到5 年總需求7 噸，年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到。0 年國(guó)內(nèi)壓力容器碳纖維消耗量噸，全球需求占比約為.。未來(lái)隨著我國(guó)IV 型瓶技術(shù)逐步突破，疊加中國(guó)巨大的市場(chǎng)需求，車載儲(chǔ)氫瓶有望成為碳纖維的重要應(yīng)用領(lǐng)域之一。圖3 全球壓力容器碳纖維需求及增速圖4中國(guó)壓力容器碳纖維需求及增速25,00020,00015,00010,0005,000碳纖維需求量（噸）增速（%）21897218

47、97AGR20%740053005600620020%15%10%5%2,5002,0001,5001,000500碳纖維需求量（噸）增速（%）200015002000150012001000100030%25%20%15%10%5%00%201620172018201920202025E020162017201820190%2020資料來(lái)：廣賽奧中國(guó)河券研究整理資料來(lái)：廣賽奧中國(guó)河券研究整理（五）通運(yùn)小車身碳纖大市場(chǎng)根據(jù)“中國(guó)制造 ”的需求，對(duì)于國(guó)產(chǎn)碳纖維廠商來(lái)說，最為看好的領(lǐng)域是交通運(yùn)車輛的應(yīng)用，包括軌道交通、汽車等。與其他工業(yè)領(lǐng)域不同，交通運(yùn)輸車結(jié)構(gòu)形式和受力要復(fù)雜得多，與飛機(jī)結(jié)構(gòu)類似，

48、飛機(jī)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)基本適用于交通運(yùn)輸車輛結(jié)構(gòu)，但也存在部分差異，例如飛機(jī)結(jié)構(gòu)普遍采用熱壓罐工藝，但交通運(yùn)輸車輛結(jié)構(gòu)更多采用快速固化高效的液體成型和OA 成型，甚至模壓成型等。交通運(yùn)輸車輛與民用飛機(jī)對(duì)復(fù)合材料的需求有很大差別：首先，民用飛機(jī)在開始使用復(fù)合材料時(shí)很多技術(shù)人員具有軍機(jī)應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)，交通運(yùn)輸部門的技術(shù)人員對(duì)復(fù)合材料的認(rèn)識(shí)和技術(shù)基礎(chǔ)基本為零；其次，民用飛機(jī)結(jié)構(gòu)輕量化是在使用最輕的鋁材基礎(chǔ)上進(jìn)行輕量化，碳纖維是唯一選擇而交通運(yùn)輸結(jié)構(gòu)是在主體結(jié)構(gòu)采用鋼材的基礎(chǔ)上進(jìn)行輕量化，因此碳纖維的應(yīng)用往往不是第一選擇。再次，不同應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?fù)合材料結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的需求有所差異，對(duì)價(jià)格的接受程度也是不

49、同的（具體價(jià)格取決于制件的復(fù)雜程度，軍用飛機(jī)復(fù)合材料可接受的價(jià)是1000200 元g，民用飛機(jī)可接受的價(jià)格是6008000 元g，軌交車輛可接受的價(jià)格是8001500 元g，汽車可接受的價(jià)格是200500 元g，差異較大。表3 不同領(lǐng)域復(fù)合材料結(jié)構(gòu)技術(shù)特點(diǎn)比較指標(biāo)商用飛機(jī)軌道交通（包括公交車輛）量產(chǎn)汽車輕量化求高中中成本可受程度高中低批量小中大材料性與工穩(wěn)定要求高高高材料性要求高中低疲勞壽要求壽命盡能長(zhǎng)壽命盡能長(zhǎng)定期退使用航空復(fù)材料術(shù)一致基本可，需合軌交通構(gòu)點(diǎn)創(chuàng)新多數(shù)可，需合汽結(jié)構(gòu)點(diǎn)新碳纖維類航空級(jí)工業(yè)級(jí)工業(yè)級(jí)更低格）樹脂固化周較長(zhǎng)熱固樹脂固化周較短熱固與熱性燃樹脂快速固的熱性和塑性脂工藝熱壓

50、罐液體型傳統(tǒng)工為主其他新工藝高效的新工藝資料來(lái)軌道通復(fù)材料業(yè)化之中國(guó)河證研究整理汽車整車用碳纖維市場(chǎng)仍處于導(dǎo)入期。汽車使用碳纖維最主要的目的就是輕量化，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排性能（動(dòng)力性）提升。寶馬最早3 年在3 車型上大量引用碳纖維材質(zhì)：碳纖維輪圈、中網(wǎng)、行李架、前唇、側(cè)裙、后擴(kuò)散器、外后視鏡蓋，空調(diào)出風(fēng)口、下部中控臺(tái)面板等等。由于碳纖維強(qiáng)化塑料結(jié)構(gòu)幾何融合性高，其車身部件的數(shù)量只相當(dāng)于普通鋼制車身的三分之一，整個(gè)基本架構(gòu)由大約 0 個(gè)碳纖維強(qiáng)化塑料組件組成。對(duì)比來(lái)看，國(guó)內(nèi)最使用碳纖維的量產(chǎn)汽車是8 年發(fā)布的蔚來(lái)，6 后端多數(shù)關(guān)鍵負(fù)載由碳纖維后地板承受，4 個(gè)碳纖維部件組合在一起構(gòu)成蔚來(lái) 6 的碳

51、纖維后地板總成、碳纖維座椅板總成、碳纖維后地板橫梁總成三大部件。但總體來(lái)看，碳纖維在全球汽車整車的輕量化應(yīng)用中進(jìn)展依然緩慢，汽整車用碳纖維市場(chǎng)仍處于導(dǎo)入期。圖5 寶馬3 碳纖維車身圖6蔚來(lái)6 碳纖維后地板資料來(lái)：百、中銀河券究院整理資料來(lái)：百、中銀河券究院整理表4碳纖維應(yīng)用在汽車的優(yōu)勢(shì)優(yōu)點(diǎn)性能提升輕量化使汽車加節(jié)，提以及升動(dòng)性能一般言，重小1，油耗低，排降低6%, -100mh 加速性升810，制距離短7。安全性車身輕量化可以使整車的重心下移，提升了汽車操縱穩(wěn)定性，車輛的運(yùn)行將更加安全、穩(wěn)定。碳纖維復(fù)合材料具有極佳的能量吸率，撞吸能力鋼六到七、鋁三到倍，進(jìn)步保證汽車安全。舒適性碳纖維合材具有高

52、的動(dòng)尼，輕金需要9 秒才停止動(dòng)，碳維復(fù)材料2 秒就能止，故纖維用在汽車上，于車（噪、振與聲振糙度的提貢獻(xiàn)樣大，會(huì)幅增汽車駛的適。可靠性碳纖維合材具有高的勞度，鋼鋁的勞強(qiáng)是抗強(qiáng)的0-0，而碳維復(fù)材料達(dá)0-0，因此車上應(yīng)用纖維合材對(duì)于料勞可靠有較提升。提升車開發(fā)平由于碳維復(fù)材料設(shè)計(jì)比屬?gòu)?qiáng)，此更于車開發(fā)平化、?；⒊苫ＹY料來(lái)：百中銀河券究院整理制約碳纖維大規(guī)模應(yīng)用的首要問題是成本較高。據(jù)測(cè)算，寶馬應(yīng)用的碳纖維價(jià)格約 歐元，而焊接普通鋼還不到 1 歐元；其次是碳纖維廠商和下游應(yīng)用商缺乏合作開發(fā)的 契機(jī)，由于汽車廠商沒有成熟的應(yīng)用技術(shù)，碳纖維廠商就不會(huì)盲目地批量生產(chǎn)車用碳纖維， 而對(duì)汽車廠商來(lái)說，由于

53、碳纖維成本過高，應(yīng)用研發(fā)不積極。我們認(rèn)為解決這一問題的關(guān)鍵 是碳纖維制造商、碳纖維復(fù)合材料供應(yīng)商與汽車制造商之間應(yīng)建立戰(zhàn)略合作關(guān)系。未來(lái)，隨 著碳纖維制造技術(shù)迭代升級(jí)，碳纖維復(fù)合材料工藝逐步優(yōu)化以及碳纖維上下游合作更加緊密，汽車整車用碳纖維市場(chǎng)仍是一片藍(lán)海。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球汽車領(lǐng)域用碳纖維 0 年需求約為 0 噸，占各領(lǐng)域應(yīng)用總需求的%，比重依然較小，預(yù)計(jì)到 4 年總需求 1 噸，年復(fù)合增長(zhǎng)率為 %。中國(guó)市場(chǎng)0 年汽車碳纖維消耗量約0 噸，占各領(lǐng)域應(yīng)用總需求的.。根據(jù)廣州賽奧預(yù)測(cè)，到0 年，全汽車與軌道交通對(duì)碳纖維的需求約為0 萬(wàn)噸。圖7 全球汽車領(lǐng)域碳纖維需求量及增速圖8中國(guó)汽車領(lǐng)域碳纖維需求量

54、及增速20,00018,0001,0014,00012,0001,008,0006,00040002,000012%碳纖維需碳纖維需求量（噸）增速（%）18301CAGR= 10%1250011800980091004.60%5.9%7.69%9.2%10.20%8%4%2%0%1,40012001,0006002000300碳纖維需求量（噸）增速（%）110.0%7006003-12.50%7120%10%80%40%0%-0%201620172018201920202024E216217218219220資料來(lái)：廣賽奧中國(guó)河券研究整理資料來(lái)：廣賽奧中國(guó)河券研究整理交軌領(lǐng)尚屬藍(lán)海，國(guó)內(nèi)廠商或

55、可突圍軌道車輛在運(yùn)行過程中需要克服巨大的運(yùn)行阻力，消耗的能量非常多，如果能夠有效減輕車體的重量，就能夠?qū)崿F(xiàn)結(jié)構(gòu)的輕量化，減少能源消耗，而節(jié)能減排是當(dāng)前世界各國(guó)發(fā)展的要求，碳纖維復(fù)合材料又是實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)輕量化的首選材料。表5碳纖維應(yīng)用在軌道交通的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)說明輕量化高強(qiáng)度與采用鋼、鋁合金等傳統(tǒng)金屬材料相比，碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用于地鐵車輛的車體、司機(jī)室、設(shè)備艙分別減重 0%以上，轉(zhuǎn)向構(gòu)架重40，整減重3?？稍O(shè)計(jì)強(qiáng)碳纖維品是過碳維預(yù)料疊熱壓成的在制過程可通過調(diào)鋪層理設(shè)達(dá)到優(yōu)力學(xué)效?？拐鹞Ч锰祭w維材料具有吸能抗震的特性，不僅能夠阻止雜散電流的影向，還保證了行駛過程中的平穩(wěn)性，此外碳纖維還具有吸聲的效果，減

56、噪音影響。耐腐蝕能優(yōu)異碳纖維是一種非金屬材料，化學(xué)活性低，能夠?qū)顾釅A鹽等腐蝕。因此不僅能夠延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的使用壽命，并且基本上不需要采用防腐、銹等施，而可減不必要維修。防火性好碳纖維材料具有優(yōu)異的防火性能，減少了軌道交通發(fā)生火災(zāi)的的意外情況。碳纖維復(fù)合材料對(duì)擴(kuò)展裂紋的敏感度很低，即使出現(xiàn)損傷也不被立破壞安性更高。資料來(lái)：百中銀河券究院整理國(guó)外用于軌道交通裝備上的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料多為碳纖維或玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，其也經(jīng)歷了從非承載結(jié)構(gòu)到主承載結(jié)構(gòu)的發(fā)展過程。國(guó)內(nèi)也進(jìn)行了諸多探索，8 年中車長(zhǎng)軌道客車股份有限公司與恒神股份合作研制出了具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的世界首輛全碳纖維復(fù)合材料地鐵車體，同年中車四方

57、股份公司正式發(fā)布了新一代碳纖維地鐵車輛“圖9 中車長(zhǎng)客碳纖維復(fù)合材料輕軌車圖0中車四方研制的碳纖維復(fù)合材料地鐵資料來(lái)：百、中銀河券究院整理資料來(lái)：百、中銀河券究院整理當(dāng)前碳纖維在軌道交通領(lǐng)域尚未出現(xiàn)定型產(chǎn)品，未實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用，但仍屬于未來(lái)會(huì)大量使用碳纖維的領(lǐng)域。對(duì)于復(fù)合材料產(chǎn)品而言，設(shè)計(jì)是龍頭、材料是基礎(chǔ)、制造是關(guān)鍵、應(yīng)用是目的，因此對(duì)于國(guó)內(nèi)碳纖維廠商來(lái)說，加強(qiáng)與軌道交通廠商對(duì)碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用的研發(fā)，抓住軌道交通領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的機(jī)會(huì)，是追趕國(guó)外廠商的一大契機(jī)。圖1 軌道交通復(fù)合材料結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程資料來(lái)軌道通復(fù)材料業(yè)化之中國(guó)河證研究整理三、碳纖維國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)化道路曲折，前途光明（一）用為，降本核心

58、建碳纖“全鏈”碳纖維“全產(chǎn)業(yè)鏈”是指包含“碳纖維織物樹脂預(yù)浸料設(shè)計(jì)與產(chǎn)品開發(fā)服務(wù)”的完整產(chǎn)業(yè)鏈，落腳點(diǎn)是設(shè)計(jì)與產(chǎn)品開發(fā)服務(wù)。需要強(qiáng)調(diào)的是，高端碳纖維復(fù)合材料的成本構(gòu)成中原材料成本通常只占 %，工藝制造成本是總成本中最高的單項(xiàng)成本，因此對(duì)于國(guó)內(nèi)廠商來(lái)說，必須主動(dòng)掌握碳纖維復(fù)合材料制品的開發(fā)權(quán)，按照國(guó)產(chǎn)碳纖維實(shí)際達(dá)到的性能和用戶對(duì)產(chǎn)品的性能要求，設(shè)計(jì)和制造出全壽命成本優(yōu)于其他結(jié)構(gòu)材料的復(fù)合材料制件。圖2 碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈資料來(lái)：中科技股說中國(guó)銀證券究院理民用市場(chǎng)小絲束主要使用30012K 級(jí)和700K 級(jí)碳纖維，占比逾，但國(guó)產(chǎn)300- K 級(jí)碳纖維與臺(tái)塑和東麗還有差距。民用小絲束中性價(jià)比最高的是東麗的

59、干法00-， 長(zhǎng)期售價(jià)為0 元g，已成為行業(yè)標(biāo)桿，因此對(duì)于國(guó)內(nèi)碳纖維企業(yè)來(lái)說，除了下游應(yīng)用拓展，最重要的是降本增效。具體來(lái)看，碳纖維的成本中，原絲成本占到 %，因此降低成本應(yīng)從原絲生產(chǎn)入手，其次，氧化、碳化等環(huán)節(jié)也要降低成本。首先看原絲，原絲產(chǎn)能從 50ta 上升到 00ta，單耗成本可以降低，碳纖維產(chǎn)能從00ta 上升到00ta，單耗成本可以降低，規(guī)模效應(yīng)明顯。其次，在紡絲工藝上，國(guó)內(nèi)大多數(shù)企業(yè)采用的濕法紡絲生產(chǎn)工藝，紡絲原液中的 AN 濃度一般不超過，紡絲速度小于100/in。若改進(jìn)紡絲工藝為干噴濕紡，在相同條件下，固含量可提高到以上，紡絲速度提高到in。采用新紡絲工藝，同樣的紡絲裝備及能

60、源消耗條件下，產(chǎn)量提高可2 至8 倍，AN 基碳纖維原絲的生產(chǎn)成本可降低。再次，在氧化碳化工序上，國(guó)內(nèi)碳纖維生產(chǎn)過程主要采用外熱式氧化爐，預(yù)氧化時(shí)間約為120 in，國(guó)外已將預(yù)氧化時(shí)間縮短至90 in 以下。流態(tài)化加熱技術(shù)的預(yù)氧化爐提高了傳熱傳質(zhì)的效率，縮短了預(yù)氧化的反應(yīng)時(shí)間，碳纖維生產(chǎn)效率提高 %以上。最后，碳纖維表面 處理過程中，由傳統(tǒng)的熱風(fēng)非接觸式干燥方式改為蒸汽、熱油等熱輥接觸式干燥方式，干燥時(shí)間和能耗均降低約。表6 原絲和碳纖維規(guī)模效應(yīng)降低單耗成本原絲碳纖維產(chǎn)能20a產(chǎn)能300a產(chǎn)能10a產(chǎn)能100a直接成本79.8586.0277.3685.14固定資折舊11.297.8613.0