中商情報網(wǎng)訊：碳纖維是是由聚丙烯腈等有機母體纖維，在高溫環(huán)境下裂解碳化形成碳主鏈機構(gòu)，含碳量在90%以上的高強度高模量纖維，具有耐高溫、抗摩擦、導(dǎo)電、導(dǎo)熱及耐腐蝕等特性。是用腈綸和粘膠纖維做原料，經(jīng)高溫氧化碳化而成。同時它也是制造航天航空等高技術(shù)器材的優(yōu)良材料，但因其價格昂貴,通常又被稱為“黑黃金”。

一、碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈

碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈包含上游的原油化工產(chǎn)業(yè)，中游的原絲加工、碳纖維相關(guān)產(chǎn)物以及碳纖維復(fù)合材料生產(chǎn)加工、核心機械制造以及下游的應(yīng)用市場組成。

資料來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

二、上游分析

碳纖維上游屬于石油化工行業(yè)，先從石油、煤炭、天然氣等化石燃料中制得丙烯，并經(jīng)氨氧化后得到丙烯腈；丙烯腈經(jīng)聚合和紡絲之后得到聚丙烯腈（PAN）原絲。碳纖維企業(yè)通過對以丙烯腈為主的原材料進(jìn)行聚合反應(yīng)生成聚丙烯腈，再以其紡絲獲得聚丙烯腈原絲。

1、原油

碳纖維行業(yè)技術(shù)壁壘高，碳化氧化是關(guān)鍵。其主要原料丙烷可從原油中制得，丙烷經(jīng)選擇性催化脫氫(PDH)可得到丙烯。

國內(nèi)石油生產(chǎn)企業(yè)繼續(xù)加大國內(nèi)勘探開發(fā)力度，調(diào)整投資策略，加強重點戰(zhàn)略區(qū)域、潛力優(yōu)質(zhì)區(qū)塊的勘探，有效控制成本，積極釋放優(yōu)質(zhì)產(chǎn)能，原油產(chǎn)量呈持續(xù)增長態(tài)勢，2020年達(dá)1.95億噸，同比增長2.1%。20201年1-9月，中國原油產(chǎn)量達(dá)1.5億噸，同比增長2.5%。

數(shù)據(jù)來源：國家統(tǒng)計局、中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

下圖為我國原油上市企業(yè)匯總表：

資料來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

2、聚丙烯腈

聚丙烯腈相較于其他兩種碳纖維工藝難度更低，并且擁有優(yōu)異的成品品質(zhì)和優(yōu)良的力學(xué)性能，是碳纖維的主流。

下圖為我國聚丙烯腈主要生廠商匯總表：

資料來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

三、中游分析

碳纖維的中游為利用原絲來制造碳纖維及碳纖維產(chǎn)品，原絲進(jìn)行預(yù)氧化、低溫和高溫碳化后得到碳纖維，碳纖維可制成碳纖維織物和碳纖維預(yù)浸料；碳纖維與樹脂、陶瓷等材料結(jié)合，可形成碳纖維復(fù)合材料，最后由各種成型工藝得到下游應(yīng)用需要的最終產(chǎn)品。

1、市場規(guī)模

碳纖維是由聚丙烯腈等有機母體纖維，在高溫環(huán)境下裂解碳化形成碳主鏈機構(gòu)，含碳量在90%以上的高強度高模量纖維，具有耐高溫、抗摩擦、導(dǎo)電、導(dǎo)熱及耐腐蝕等特性。數(shù)據(jù)顯示，2020年我國碳纖維產(chǎn)能及產(chǎn)量分別達(dá)3.62萬噸及1.85萬噸，預(yù)計2022年我國碳纖維產(chǎn)能及產(chǎn)量分別可達(dá)4.43萬噸及2.77萬噸。

數(shù)據(jù)來源：賽奧維纖維、中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

近年來因碳纖維質(zhì)量輕輕度大的優(yōu)點受到下游市場的廣泛應(yīng)用，市場需求不斷擴增，在2019年國內(nèi)碳纖維市場需求為3.78萬噸，目前我國碳纖維行業(yè)正處于爆發(fā)增長期，未來碳纖維需求市場增速保持在17%左右，隨著碳纖維隨著諸多資本進(jìn)入碳纖維行業(yè)，碳纖維技術(shù)不斷得到突破，需求領(lǐng)域?qū)⑦M(jìn)一步拓展，預(yù)計中國碳纖維市場需求量將在2026年突破11萬噸。

數(shù)據(jù)來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

2、原絲

原絲是生產(chǎn)高品質(zhì)碳纖維的技術(shù)關(guān)鍵，一般認(rèn)為碳纖維90%的性能取決于原絲。原絲品質(zhì)不佳，在后續(xù)加工中很難消除，從而遺傳給碳纖維，造成力學(xué)性能下降。原絲不僅決定碳纖維的質(zhì)量，同時也是碳纖維成本的主要組成部分。理論上每生產(chǎn)1kg碳纖維需要消耗2kg的原絲，原絲占PAN基碳纖維成本高達(dá)51%左右。

下圖為我國碳纖維原絲主要生產(chǎn)廠商匯總表：

資料來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

3、碳纖維織物

碳纖維織物是通過連續(xù)碳纖維的相互交叉、燒結(jié)等構(gòu)成的片狀材料，是碳纖維重要的應(yīng)用形式。據(jù)《棉紡織纖維》，按照碳纖維織物中紗線的取向，碳纖維織物可分為單向織物、雙向織物(分平紋、斜紋和緞紋)和多軸向織物。

資料來源：《棉紡織纖維》、中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

下圖為我國碳纖維織物主要廠商匯總表：

資料來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

4、碳纖維預(yù)浸料

碳纖維預(yù)浸料是由增強體，如碳纖維紗、樹脂基體、離型紙等材料，經(jīng)過涂膜、熱壓、冷卻、覆膜、卷取等工藝加工而成的復(fù)合材料，又名碳纖維預(yù)浸布，是原材料和最終復(fù)合材料制品之間的一種中間產(chǎn)品。碳纖維預(yù)浸料的生產(chǎn)主要有熱熔法和溶液浸漬法。

資料來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

5、碳纖維復(fù)合材料

碳纖維復(fù)合材料是指以碳纖維為增強體，樹脂、金屬、陶瓷等為基體的復(fù)合材料的總稱。常見的碳纖維復(fù)合材料主要有碳纖維增強樹脂基復(fù)合材料(CFRP)、碳纖維增強炭基復(fù)合材料(C/C)、碳纖維增強金屬基復(fù)合材(CFRM)、碳纖維增強陶瓷基復(fù)合材料(CFRC)和碳纖維增強橡膠復(fù)合材料(CFRR)等。

下圖為我國碳纖維加工及制成復(fù)合材料的生廠商匯總表：

資料來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

四、下游分析

碳纖維廣泛應(yīng)用于航空航天、海洋工程、新能源裝備、工程機械、交通設(shè)施等領(lǐng)域，是一種應(yīng)用前景十分廣闊的戰(zhàn)略性新材料。主要應(yīng)用于體育及風(fēng)電葉片行業(yè)，分別占比為37%及36.5%。隨著中國市場需求的不斷擴大，我國碳纖維也將有很大的發(fā)展空間。

數(shù)據(jù)來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

1、體育

近年來，在一系列政策的帶動下，我國體育市場主體不斷擴大，體育的消費潛力加快釋放，體育產(chǎn)業(yè)規(guī)模邁上新臺階。2019年全國體育產(chǎn)業(yè)總規(guī)模達(dá)2.9億元，同比增長10.9%。按照體育產(chǎn)業(yè)十三五規(guī)劃，到2020年體育產(chǎn)業(yè)總規(guī)模超過3萬億。《全民健身計劃（2021－2025年）》要求，到2025年，帶動全國體育產(chǎn)業(yè)總規(guī)模達(dá)到5萬億元，體育產(chǎn)業(yè)規(guī)模正不斷增長。

數(shù)據(jù)來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

2、風(fēng)電設(shè)備

2020年，是我國風(fēng)能行業(yè)獲得爆發(fā)性增長的一年，我國風(fēng)電累計裝機容量達(dá)281.53GW。2021年前三季度我國風(fēng)電裝機容量約為300GW，同比增長32.8%。隨著國力的提升，中國風(fēng)電的規(guī)模越來越大，同時隨著中國技術(shù)能力的提升，風(fēng)電裝機容量也在不斷上漲，未來很可能將成為中國主要的能量供應(yīng)來源之一。

數(shù)據(jù)來源：國家能源局、中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

3、建筑補強

通常而言，建筑工程的使用年限較長，部分工程存在因設(shè)計載荷標(biāo)準(zhǔn)過低而造成的遺留問題，與此同時，建筑工程大多暴露于外界環(huán)境，由于受到環(huán)境侵蝕不可避免發(fā)生老化。碳纖維對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行補強往往采用碳纖維布或碳纖維板材來粘貼在混凝土結(jié)構(gòu)的表面，從而實現(xiàn)對混凝土結(jié)構(gòu)加固和補強。2021年1-9月我國房地產(chǎn)竣工面積累計值為51013萬平方米，同比增長23.4%。

數(shù)據(jù)來源：國家統(tǒng)計局、中商產(chǎn)業(yè)研究院整理