國內碳纖維產業市場需求旺盛 2023碳纖維應用領域增長空間

• 黃江 2023年1月11日 來源：新浪 1251 81
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世界碳纖維產業已形成了黏膠基、瀝青基和聚丙烯腈基三大原料體系，其中黏膠基和瀝青基碳纖維用途較單一，產量也較為有限，而聚丙烯腈基碳纖維兼具良好的結構和功能特性，是碳纖維發展和應用的主要品種，2020年其產量占碳纖維總量的90%左右。

碳纖維具有低密度、高強高模、耐高低溫、耐腐蝕、耐疲勞等特性，已應用于新能源、體育休閑、航空航天、交通等領域。目前，碳纖維國產化進入到加速階段，隨著產品價格回落和風電葉片領域碳纖維拉擠大梁專利到期，碳纖維需求量有望快速爆發。

國內碳纖維產業市場需求旺盛

聚丙烯腈(PAN)基碳纖維為目前碳纖維主流產品。世界碳纖維產業已形成了黏膠基、瀝青基和聚丙烯腈基三大原料體系，其中黏膠基和瀝青基碳纖維用途較單一，產量也較為有限，而聚丙烯腈基碳纖維兼具良好的結構和功能特性，是碳纖維發展和應用的主要品種，2020年其產量占碳纖維總量的90%左右。

碳纖維產業鏈長，技術壁壘高：PAN 基碳纖維的制備過程一般分為原絲制備和碳絲制備兩個階段，其中原絲制備包括聚合、紡絲工段，碳絲制備包括預氧化、 碳化工段。碳纖維工藝復雜，生產條件要求嚴格，整個工藝流程中涉及技術參數控制點3000-5000個。

碳纖維按纖維數量不同可分為小絲束和大絲束。小絲束性能優異，但成本較高。碳纖維的開發起初應用于航空航天領域，小絲 束性能更能滿足航空航天、軍工復材的需要，但受成本制約，難以在風電葉片等領域實現推廣應用。大絲束在保持碳纖維優良 性能的前提下，通過提高單線產能，大幅降低成本，打開碳纖維廣泛運用于工業和民用領域大門。

小絲束碳纖維性能優異但價格較高，大絲束碳纖維性能相對較低但成本亦較低。相比小絲束，大絲束碳纖維最大的優勢就是在 相同的生產條件下可大幅度提高碳纖維的單線產能，實現生產的低成本化。而且在復合材料制備過程中的鋪層效率也更高，生 產成本卻能降低約30%以上，有助于打破碳纖維因價格較高帶來的應用局限，為碳纖維復合材料進一步拓展應用市場奠定基礎。

根據中研普華研究院《2023-2028年版碳纖維產業政府戰略管理與區域發展戰略研究咨詢報告》顯示：

多應用領域齊發力，碳纖維當下需求增長空間十分可觀。

2023碳纖維應用領域需求增長空間

根據賽奧碳纖維，2021年全球碳纖維需求量占比前三的領域依次是風電葉片28%、體育休閑16%、航空航天14%，國內碳纖維需求量占比前三的領域依次是風電葉片36%、體育休閑28%、碳碳復材11%。

首先在需求最大的風電領域，碳纖維應用于風電葉片中關鍵結構如梁帽、主梁等。碳纖維主梁的工藝主要有三種，分別為預浸料工藝、碳布灌注工藝和拉擠碳板工藝。

由于風機大型化是未來的發展趨勢，葉片長度的增加，也對增強材料的強度和剛度等性能提出了新的要求，玻璃纖維在大型復合材料葉片制造中逐漸顯現出性能方面的不足。為了保證在極端風載下葉尖不碰塔架，葉片必須具有足夠的剛度。在葉片產品升級過程中，既要減輕葉片的重量，又要滿足強度與剛度要求，碳纖維的替代作用愈發凸顯。

雖然碳纖葉片成本上升，但其帶來的傳動鏈上相關部件以及塔筒的優化減重，使得風電機組的整體成本降低10%以上。例如120m的碳纖維風輪葉片可以減少總體自重達38%，使得風電機組的整體成本下降14%。

根據WoodMackenzie，預計到2030年陸上風電將有超80%應用碳纖維拉擠板，而海上風電則100%應用碳纖維拉擠板。

未來隨著維斯塔斯拉擠工藝專利到期、國內碳纖維持續降本增效、海上風電快速滲透及風機大型化趨勢等多重利好因素疊加，機構預計2022年-2025年碳纖維滲透率有望達到11%/18%/29%/45%，對應碳纖維需求量為0.75/1.70/3.04/5.19萬噸，2021-2025年CAGR達84.3%。遠期國內年新增風電裝機達100GW且主梁用碳纖維滲透率達100%的前提下，碳纖維需求有望達13.1萬噸。

與此同時，光伏熱場部件對碳纖維同樣存在明顯拉動效應。2021年，碳碳復材的三大市場中，剎車盤市場和航天部件發展相對平穩，熱場部件單晶硅爐則發展勢頭突出。根據北極星太陽能光伏網的數據單晶硅爐即將破3萬臺，對碳氈功能材料和坩堝、保溫桶、護盤等碳碳復材結構材料高速增長提供有力支撐。

光伏熱場帶動下碳碳復材用碳纖維需求量將達到1.3萬噸，2021-2025年CAGR達38.4%，再加上氫能、航空航天、國產大飛機、新能源車等各個領域帶動，碳纖維需求將迎來可觀增長。

根據《2021全球碳纖維復合材料市場報告》，2021年全球碳纖維需求11.8萬噸，預計到2025年將達到24萬噸的規模，到2030年可能達到40萬噸，2021-2025年CAGR為19.5%，2021-2030年為14.5%。

威海碳纖維產業鏈保持30%增長

受碳纖維產業宏觀大環境帶動，2021年威海市碳纖維及復合材料產業鏈營收、利潤兩大指標繼續保持30%左右的高速增長。光威復材作為全省碳纖維產業鏈唯一的“鏈長”企業，2021年實現營業收入26.7億元，同比增長23.25%，2022年新簽三個大項訂貨合同金額超過20億元。

原絲及碳纖維生產環節：拓展纖維T700S級/T800S級高強度碳纖維高效制備技術產業化項目建成投產、M40J/M55J級高強高模碳纖維產業化項目批量生產，預計2022年底將再建成一條T700S級碳纖維生產線，實現威海本地4000噸生產能力。

預浸料及復合材料環節：2021年，寶威新材料(環翠區)碳纖維預浸布產量突破400萬平方米，營收同比增長48.3%。中威北化科技(高區)、匯興纖維(文登區)等實現跨越式增長，兩家企業營收增幅均超過70%，同時新增恒諾鑫科復合材料(高區)、盟聯碳纖維制品(環翠區)等在建企業。

配套裝備環節：捷諾曼自動化(經區)建成自動化新型氫氣瓶示范生產線，光興自動化設備自主研發成功復合材料干法智能五軸纏繞技術。

下游應用環節：碳纖維及復合材料的本地配套率持續提升，目前51家下游應用企業中，27家完全使用國產碳纖維，占總數的53%，其中7家全部使用本市產碳纖維，占總數的13.7%。

《2023-2028年版碳纖維產業政府戰略管理與區域發展戰略研究咨詢報告》由中研普華研究院撰寫，本報告對該行業的供需狀況、發展現狀、行業發展變化等進行了分析，重點分析了行業的發展現狀、如何面對行業的發展挑戰、行業的發展建議、行業競爭力，以及行業的投資分析和趨勢預測等等。報告還綜合了行業的整體發展動態，對行業在產品方面提供了參考建議和具體解決辦法。

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