申请股票配资碳纤维的弹性模量和层间剪切强度也比较高

一．碳纤维行业概述

1、碳纤维含义

碳纤维是一种含碳量在90%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它的单丝直径通常只有5到10微米，相当于一根头发丝的十到十二分之一，强度却在铝合金4倍以上，并且具有耐高温、抗摩擦、导热及耐腐蚀等特性。由于其具有碳材料的固有本征特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维，这也使其在航空航天、风电、压力容器及体育运动制品中很受欢迎。碳纤维由于其密度较小，因此比强度和比模量比较高，通过与树脂、金属、陶瓷及炭等复合，可制造各种先进复合材料。碳纤维增强环氧树脂复合材料，其比强度及比模量在现有工程材料中是最高的。

2、碳纤维性能

1）碳纤维的物理特性：强抗拉力、柔软可加工、纤度好

碳纤维拉伸强度约为2到7GPa，拉伸模量约为200到700GPa，密度约为1.5到2.0克每立方厘米，在所有高性能纤维中具有最高的比强度和比模量。想要达到400公斤普通钢的强度，需要优质钢320公斤，铝合金240公斤，使用镁合金的话则需要200公斤，而使用碳纤维则仅需160公斤，材料减重效果显著。而通过与各种材料在弹性模量、拉伸强度等参数方面的对比，可以看出碳纤维相对于其他材料在力学性能上的巨大优势。此外，碳纤维还具有柔软可加工、纤度好（一般仅约为19克）等特点。

2）碳纤维的化学特性：对一般酸碱均显惰性

碳纤维的化学性质与碳相似，它除能被强氧化剂氧化外，对一般的有机溶剂、酸、碱都具有良好的耐腐蚀性，不溶不胀，耐蚀性出类拔萃，完全不存在生锈的问题。有学者在1981年将PAN基碳纤维浸泡在强碱氢氧化钠溶液中，时间已过去30多年，它仍保持纤维形态。由于碳纤维的电动势为正值，而铝合金的电动势为负值，当碳纤维复合材料与与铝合金组合应用时会发生金属碳化、渗碳及电化学腐蚀现象，因此碳纤维在使用前须进行表面处理。碳纤维还有耐油、抗辐射、抗放射、吸收有毒气体和减速中子等特性。

3、碳纤维分类

碳纤维按产品规格的不同被划分为小丝束和大丝束。碳纤维大丝束和小丝束划分的根本来源于碳纤维原丝数量，如1K、3K、6K、12K、24K和48K等，K就是千的意思。一簇碳纤维丝束，可以包含成千上万根的碳纤维原丝。原丝数量越多，丝束越大，反之越小，大小丝束就此划分。一般来说，小丝束碳纤维是指原丝数量每簇不超过24,000根的碳纤维，目前主要用于要求高性能和高质量的高端应用场景，如航空航天，是最早工业量产的碳纤维；大丝束碳纤维一般指丝束在48,000根以上的碳纤维，成本及售价相对于小丝束均较低，适用于对成本比较敏感的领域，如风电、压力容器等。

碳纤维按照原丝类型的不同可以分为PAN（聚丙烯腈）基碳纤维、沥青基碳纤维和粘胶基碳纤维。其中PAN基碳纤维由于高碳产率和优越的性能，目前产量约占全球碳纤维总产量的90%以上。沥青基原丝由从石油沥青、煤焦油或聚氯乙烯中提取的多环芳烃制成。由于原料来源比较丰富，沥青基碳纤维成本较PAN基具有一定的优势，然而由于其原材料调制复杂且产品的性能较低，目前产量份额不足10%。粘胶基原丝是制造碳纤维最古老的原料之一，但因为粘胶基原丝碳纤维转化率较低且由于拉伸石墨化的额外成本而导致成本较高，目前已被边缘化，产量份额约为1%。

碳纤维按照按力学性能可以将碳纤维分为高强型、高强中模型、高模型和高强高模型等。由于行业内没有统一的标准来划分碳纤维型号，而日本东丽长期处于行业龙头地位，因此其产品型号具有相对通用性，而我国现行的碳纤维标准型号也逐步追赶上日本东丽。

4、制备工艺

目前市场上用于制备碳纤维的原材料主要是PAN为代表的前体纤维，占碳纤维总产量的90%以上，而其余约10%则由人造丝或石油沥青制成。一般来说，PAN基碳纤维的制备分为三个主要步骤:

第一步是对PAN熔融液进行纺丝以制备PAN前体纤维；

第二步是通过热处理(<300℃)对PAN前体纤维进行稳定化处理，包括环化、脱氢和氧化反应；

第三步是将纤维在1500℃碳化，去除所有非碳原子并形成最终产品，即碳纤维，其工艺流程如下图所示。

碳纤维生产工艺的技术要点：原丝制备、缺陷控制、预氧化等均很重要。

1）实现原丝高纯化、高强化、致密化以及表面光洁无暇是制备高性能碳纤维的首要任务。碳纤维系统工程需从原丝的聚合单体开始。原丝质量既决定了碳纤维的性质，又制约其生产成本。优质PAN原丝是制造高性能碳纤维的首要必备条件。

2）杂质缺陷最少化是提高碳纤维拉伸强度的根本措施。杂质和缺陷在很大程度上会影响原丝的一致性，对碳纤维强度影响很大。在某种意义上说，提高强度的过程实质上就是减少、减小缺陷的过程。

3）预氧化处理是碳纤维制备流程中耗时最长的一道工序。在预氧化过程中，通常而言需要维持氧化炉温度200°C至300°C一到两个小时。目前碳纤维产品竞争的核心已经从性能开始向成本转移。如何在保证均质化的前提下，尽可能缩短预氧化时间以降低生产成本，是技术进步的一个重要方向。

4）高温技术和高温设备以及相关的重要构件的研究也很重要。高温炭化温度一般需要1300到1800℃，石墨化一般需要2500到3000℃。在如此高的温度下操作，既要连续运行、又要提高设备的使用寿命，所以研究新一代高温技术和高温设备就显得格外重要。如在惰性气体保护、无氧状态下进行的微波、等离子和感应加热等技术。

二．碳纤维行业上下游产业链

完整的PAN基碳纤维产业链包含从原油到终端应用的完整制造过程：

产业链上游企业先从石油、煤炭、天然气等化石燃料中制得丙烯，并经氨氧化后得到丙烯腈；丙烯腈经聚合和纺丝之后得到聚丙烯腈（PAN）原丝。

产业链中下游企业再经过预氧化、低温和高温碳化后得到碳纤维；碳纤维可制成碳纤维织物和碳纤维预浸料；碳纤维与树脂、陶瓷等材料结合，可形成碳纤维复合材料，最后由各种成型工艺得到下游应用需要的最终产品。

三．碳纤维行业状况

2005年，碳纤维市场需求量约为25000吨。如今，已增长至约150000吨，预计到2030年，可能达到每年450000吨，尤其是随着风力发电市场需求继续以近30%的复合年增长率（CAGR）增长。碳纤维市场的增长轨迹清楚地表明，其正在转变为一个快速扩张的行业。预计至2025年碳纤维全球市场规模将达到58亿美元，年均复合增长率14.1%。2030年市场规模将相对2025年翻倍，达到115亿美元，期间年均复合增长率约为14.9%。

1、国际

2017-2022年，国外碳纤维产能呈现波动增长趋势。2023年因日本东丽等企业优化布局、淘汰部分落后产能，国外产能同比减少2.41万t/a。2023年国外碳纤维产量为6.04万t，略高于2017年的5.41万t，但2023年国外装置开工率仅为40.4%，为近几年最低。主要是因为近年我国大陆地区碳纤维企业产能及产量快速增长，中低端产品可以满足我国需求甚至出口到国外。国内产品性价比高具有较强的市场竞争力，从而引起国外碳纤维供应格局发生变化。

截至2023年底，国外碳纤维产能合计为14.94万t/a，日本三菱化学是目前全球少数同时拥有PAN基碳纤维和沥青基碳纤维产品的龙头企业，日本东邦化学的碳纤维基复合材料也独具特色。目前，全球只有日本可以生产T1400等级的碳纤维，总体看，日本碳纤维企业掌握着全球最先进的碳纤维制备技术。

2、国内

1）国内碳纤维产能

2019-2023年，是中国碳纤维产能的高速期，五年产能翻近五倍；2021年，中国大陆地区首次超过美国，成为全球最大产能国，产能达到6.34万吨，占全球总产能比重超过30%。

分型号来看，2024年我国碳纤维生产以T300、T700及T800级别为主。其中，生产T300/T400级别碳纤维产能约为87960吨，占比约为64.92%；生产T700/T800级别碳纤维产能约为43150吨，占比约为31.85%；生产其他型号碳纤维产能约为4390吨，占比约为3.24%。

2）国内碳纤维产量

2024年，国内碳纤维产量59044吨，较2023年产量增速8.16%。当前国内市场供应充裕，各企业新项目进度放缓，投产时间多有推迟；现有装置方面，多数企业或维持低负荷稳定生产，执行前期合同订单为主，积极去库。

3）国内碳纤维需求规模

2024年国内碳纤维行业表观消费量（当年产量加上净进口量）同比减少，2024年碳纤维表观消费量为60300吨，相比 2023年下降5.41%。这是因为2024年中国碳纤维产品大量出口使得，国内市场的表观消费量相对减少，给人国内需求下降的错觉，但实际上部分产品是流向了国际市场。

2024年风电叶片对碳纤维需求占比较2023年占比提升；体育器材行业整体需求气氛一般，国外订单减少，清理库存为主，但随着碳纤维价格降低，自行车需求有所好转；2024年碳/碳复材行业价格维持低位，利润水平不佳，开工下调，碳纤维需求量缩减；民用航空市场恢复，国产C919飞机年内完成首飞，且低空经济快速发展，碳纤维在此方面用量有所提升。

4）国内碳纤维进出口情况

我国碳纤维产品有一部分进口货源补充，近年来进口数量趋于平稳，主要进口产品包含碳纤维、碳纤维织物、碳纤维预浸料以及未列名非电器用的碳纤维制品。2024年我国碳纤维供应面持续宽松，下半年需求略有恢复。2024年我国进口碳纤维产品数量合计为16428.111吨，同比增加2.35%。国内碳纤维产品及其制品逐步走向国际市场，各产品出口数量增加。2024年我国出口碳纤维产品数量合计为15172.482吨，同比增加120.05%。

四．碳纤维行业关注逻辑

1、未来国内碳纤维需求保持高速增长

1）风电行业的持续高景气推动碳纤维未来空间广阔

风电由于其清洁无污染的特点，在全球“碳中和”的背景下，装机容量近年迅速增加。2021年全球风电累计装机837GW，同比2020年增长12.6%。GWEC预计至2025年全球风电累计装机1218GW，年均复合增长率为9.9%。俄乌战争爆发后，全球石化能源市场供应紧张，叠加“碳中和”的背景，预计未来风电装机量仍将维持较高速度的增长。

长期以来，成本是困扰风电发展的重要因素之一。由于发电功率以及扫风面积以风叶长度的平方增长，叶片的大型化就成了降低度电成本的主要手段之一，风电叶片的长度在过去发展过程中一直在不断变长。随着风电叶片的大型化，越来越重的叶片不仅对发电机和塔座的要求更加苛刻，而且叶片的空气动力学性能也有所降低。同风电叶片使用的传统材料玻璃纤维相比，使用碳纤维制作的风电叶片在相同长度下可减重20%以上。此外同玻璃纤维相比，碳纤维的弹性模量和层间剪切强度也比较高，长期耐温性较好且不容易老化。碳纤维的上述优点使其在风电叶片中得到了大量的应用，在风电叶片的主梁帽、蒙皮表面、叶片根部以及叶片前后缘防雷系统中均有采用，其中以在主梁帽中的应用最为常见。

风电叶片大梁采用的工艺主要有预浸料工艺、碳布灌注工艺和拉挤工艺。前两种工艺效率低，成本高，使用较少；而拉挤工艺是一种连续生产固定截面纤维增强复合材料的成型方法，工艺流程主要包含纤维供给─纤维导向─树脂浸渍─预成型─拉挤成型─牵引─切割─拉挤成型制品，可以减轻主体承载重量，提高生产效率，降低生产成本等。2015年以前，大部分厂商主要采用预浸料或真空灌注工艺，采用小丝束碳纤维，因此平均价格较高；近年来，全球风电龙头Vestas突破拉挤工艺技术，将小丝束改用大丝束，大幅降低了碳纤维风电叶片的成本，从而大丝束碳纤维拉挤梁片成为市场主流，明阳智能、时代新材和中材科技等厂商均布局了碳纤维拉挤产线；而2022年7月19日，随着Vestas拉挤碳梁专利的到期，有更多的厂商使用拉挤工艺生产碳纤维主梁，碳纤维在风电叶片领域的渗透率将快速提升。

2024年全球分析咨询公司Astute Analytica发布了2024-2032年全球全球风力涡轮机转子叶片中碳纤维市场分析报告，根据该报告分析，2023年全球风电叶片用碳纤维市场规模约为43.92亿元，而到了2032年预计该市场规模将达到159.04亿美元，2024-2032年预测期内复合年增长率为15.37%。

2）碳/碳复材在光伏热场中的快速应用刺激碳纤维需求增加

先进碳基复合材料是指以碳纤维为增强体，以碳或碳化硅等为基体，以化学气相沉积或液相浸渍等工艺形成的复合材料，主要包括碳/碳复合材料产品（碳纤维增强基体碳）、碳/陶复合材料产品（碳纤维增强碳化硅）等。碳/碳复合材料是由碳纤维增强碳基体所形成的高性能复合材料，具有高强度、比重轻、耐高温、耐腐蚀、热膨胀系数低、摩擦系数稳定、导热导电性能好、尺寸稳定性高等优良性能，是目前唯一在3000℃以上仍保有结构强度的材料，其最高理论使用温度高达3500℃，是制造高温热场部件的最佳材料，被认为是21世纪最具潜力的高温结构材料之一。

早期光伏行业的生产商大多采用石墨材料构成的坩埚作为热场系统的保温材料，而由于石墨脆性较大，容易产生裂纹，逐渐被碳/碳复合材料所替代，与石墨坩埚相比，碳/碳复合材料坩埚具有使用寿命长、热场稳定性高、成晶率稳定等优点，被广泛应用在单晶拉制炉和多晶铸锭炉的热场系统中。

单晶拉制炉热场系统主要用于光伏行业中的单晶硅长晶、拉制过程，是制备单晶硅的关键设备，多晶铸锭炉是多晶铸锭的关键设备。单晶硅炉内，主要有坩埚、保温筒、护盘等碳/碳复合材料，大幅提高了拉晶热场系统的安全性和拉晶速率，显著降低了运行功率，对节能降耗起到较大促进作用。2016年以来，碳/碳复合材料在单晶拉制炉热场中的替代率快速提高，碳/碳复合材料坩埚、导流筒产品的市场占有率已超过等静压石墨产品，2020年，碳/碳复合材料在坩埚中的替代率已超过95%，成为光伏热场系统中的主要材料。

光伏行业的迅猛发展，极大地带动了碳/碳复材领域的蓬勃发展。2024年我国光伏新增超乎预期，达277.57GW，同比增长28.3%，相当于2010年到2020年11年的累计装机量。截至2024年，我国光伏累计装机突破880GW。预测，2025年，全球光伏新增装机531~583GW，乐观情况下同比增长10%，我国新增装机215~255GW。

2024年，根据行内人士介绍，由于光伏整个行业的内卷与亏损，波及碳纤维行业，整体用量出现一定程度的下降，考虑到国际市场的增长，我们将全球数据定为与去年保持不变。为解困，相关的企业已经增大了碳陶刹车盘制造投入，预计2025年该领域能贡献一定的碳纤维需求。

3）储氢瓶在燃料电池汽车中的快速渗透推动碳纤维需求上行

国内压力容器领域碳纤维需求主要应用在呼吸气瓶、CNG气瓶和储氢瓶等方面，保持快速增长的为储氢瓶领域，呼吸气瓶、CNG气瓶的碳纤维需求增长量有限。氢在常温常压下为气态，密度只有水的万分之一，是所有元素中最轻的，因此高密度储氢的难度非常大。当前，氢能的存储方式主要有低温液态储氢、高压气态储氢、金属氢化物储氢和有机液态储氢等，其中高压气态储氢技术比较成熟，是目前最常用的储氢技术。高压气态储氢容器主要分为纯钢制金属瓶（I型）、钢制内胆纤维缠绕瓶（II型）、铝内胆纤维缠绕瓶（III型）及塑料内胆纤维缠绕瓶（IV型）4个类型。

随着氢能源汽车的增长，对储氢气瓶的要求也随之增长。目前已商业化的高压储氢气瓶分为四种，I型、II型、III型及IV型。I型瓶由金属钢组成，而II型瓶采用金属材质为主，但是外层已经缠绕玻璃纤维复合材料；III型、IV型瓶则主要是基于碳纤维增强塑料材料，前者内胆为金属，后者内胆为塑料，外部通过碳纤维增强塑料缠绕加工而成。

根据美国能源局DOE的数据，碳纤维复合材料的成本占比在III型储氢气瓶的总成本中超过60%，在IV型气瓶的总成本中占比更是超过70%，而且该占比同气瓶性能呈正相关关系。总体来说，对于车载储氢气瓶而言，小型化及高性能是未来发展的方向。目前正在研发的V型气瓶更是准备取消内胆，全由碳纤维打造。预期随着未来储氢气瓶性能的不断进步，碳纤维在总成本中的占比也会不断提高。

全球压力容器碳纤维需求从2017年的0.56万吨增至2021年的1.1万吨，CAGR为18.4%，2025年预计全球压力容器领域碳纤维需求量约为2.28万吨，2021-2025年间的CAGR为20%；2021年国内压力容器碳纤维需求量约为0.3万吨，相较2017年的0.1万吨大幅增加，CAGR为31.6%。2021年我国燃料电池汽车销量和保有量分别约1596、8922辆，2025年保有量为5万辆，我们测算出2025年销量约为1.75万辆；且根据Fuel Cell Technologies Office Webinar，每辆燃料电池汽车上氢气瓶碳纤维用量约为0.32吨/辆，由此测算出2021年我国燃料电池汽车氢气瓶碳纤维需求为0.05万吨，预计2025年氢气瓶领域碳纤维需求达0.56万吨，2021-2025年间的CAGR为82.9%，假设碳纤维单价维持16.2万元/吨（按24美元/kg，美元/人民币汇率为6.76换算），2025年我国氢气瓶领域碳纤维市场规模将达9.07亿元。

4）附加值最高的航空航天领域碳纤维需求有望回暖

目前在航空航天领域，全球碳纤维需求主要集中在商用飞机、军用飞机和无人机三大领域。

2022年全球航天航天领域碳纤维需求量达到2.01万吨，同比增长超20%。根据赛奥碳纤维，2025年及2030年需求量有望分别达到2.82万吨和4.98万吨，持续保持可观的增速。 2022年我国航空航天领域碳纤维需求量为0.78万吨。随着人工智能、卫星互联网等尖端技术快速发展，碳纤维在卫星、火箭、大飞机、机器人等领域有望实现需求持续增长。

客机结构分为主要结构（又称初级结构）和辅助结构（次级结构）两大类。其中初级结构包含重要结构和其他主要结构。重要结构指传递飞行、地面或者增压载荷的关键结构件或者关键结构组件，结构件一旦失效，将导致飞机灾难性事故。次级结构仅传递局部气动载荷或者自身质量力载荷的结构，结构失效不影响结构持续适航性/飞行安全。大多数次级结构主要作用为保证飞机的气动外形、降低飞行。随着碳纤维性能的不断进步，碳纤维在客机中的使用逐渐由辅助结构向次级结构扩散，单一客机碳纤维的用量也不断增加。波音787及空客A350XWB的碳纤维使用量均达50%或以上。

高超音速及隐身性能是衡量第五代战机性能的两个重要指标。碳纤维作为超轻高强的新型材料，无疑能大大提升战机的机动性。尽管普通碳纤维不具备吸波功能，但通过对碳纤维进行表面改性（如镀镍、涂覆碳化硅涂层等）而形成的新型碳纤维（如异形截面碳纤维、螺旋碳纤维、多孔碳纤维、碳纳米管等），则电磁性能佳。B-2隐身轰炸机，其整体机身除了主梁和发动机机舱采用钛复合材料外，其余部分均采用碳纤维复合材料；美国F-22的碳纤维复合材料用量达到24%，而欧洲台风战机的复合复合材料用量高达50%。随着全球第五代战机的普及，我们预计碳纤维的用量将持续增加。

无人机由于其安全、行动迅速、造价相对较低等特点，近年来在军用及民用领域具有很大发展。全球无人机市场专业研究机构DroneII数据显示，2022年全球民用无人机产业市场规模约304亿美元，同比上年增长15.6%，预计至2026年将达到413亿美元，年均复合增长率8%。如果按照2020年民用无人机市场规模约占35%的比例测算，2026年全球无人机市场将达到1180亿美元。由于碳纤维具有比强度和比刚度大、可整体一体化成型、耐腐蚀和耐热性好、可植入芯片或合金导体等特点，在无人机领域得到了大量使用。美国全球鹰无人机碳纤维占比达到65%，在X-47B、“神经元”、雷神等几个型号的无人机上，碳纤维的使用比例更是在90%以上。

5）体育休闲领域碳纤维需求稳步增长

体育休闲是碳纤维商业化应用最早的领域，很多碳纤维生产商包括龙头东丽均是从这个领域切入的碳纤维市场。碳纤维复合材料是用来制造体育运动器材的新材料，其比强度、比模量越高，构件的自重越小、刚度越大。因此充分利用碳纤维复合材料的特性提升比赛器材的性能，可提升许多体育项目的成绩。全球近90%的碳纤维体育器材加工在中国大陆和中国台湾完成，体育休闲领域产品类别广泛，主要使用在钓鱼竿、高尔夫球杆、自行车架、球拍、曲棍球杆等高端休闲体育市场，国内需求主要以T300、T700为主，包括少量T800和高模量产品，规格以3K、12K等小丝束为主。

2021年体育休闲对碳纤维的需求约为1.9万吨，同比上年增长20.1%。需求占比前三位的细分领域为钓鱼竿、高尔夫及自行车，占比分别为35.1%，22.2%及19.5%。我们预计2025年体育休闲对碳纤维的需求将超过2.2万吨，年均复合增长率5.0%。

2、碳纤维行业的高壁垒

1）技术壁垒

a生产工艺复杂：碳纤维生产流程长，从原丝制备到碳丝制备，再到表面处理等，每个环节都有严格的技术要求和参数控制。例如，聚丙烯腈基碳纤维的原丝制备，需要精确控制聚合反应的条件，包括单体的纯度、共聚单体的添加量、反应温度和时间等，以确保原丝的质量和性能。

b技术参数众多：整个工艺流程中涉及技术参数控制点3000-5000个，任何一个环节的参数偏差都可能影响最终产品的质量、性能和产量。

高端产品技术难度大：高性能碳纤维如T800及以上级别，对生产技术的要求极高，国内相关产能占比相对较低，产品稳定性与国际领先水平存在差距。

2）资金壁垒

a设备投入大：碳纤维生产需要大量的专用设备，如聚合反应釜、纺丝机、预氧化炉、碳化炉等，这些设备价格昂贵，且需要定期维护和更新。

b研发成本高：碳纤维行业需要持续投入大量的资金用于研发，以提高产品的性能、降低成本、开发新的应用领域等。例如，研发新的碳纤维品种、改进生产工艺、提高生产效率等都需要大量的资金支持。

c建设周期长：碳纤维项目的建设周期较长，从项目规划、设备采购、安装调试到正式投产，需要数年的时间，在此期间需要持续投入资金。

3）市场壁垒

a认证周期长：在航空航天等高端领域，碳纤维产品需要经过严格的认证，认证周期长达3-5年。这使得新进入者难以快速进入市场，也限制了国产高端碳纤维产品的规模化应用。

b客户粘性高：碳纤维的下游客户对产品的性能、质量、稳定性等要求较高，一旦与供应商建立合作关系，通常会保持长期稳定的合作，新进入者很难打破这种客户粘性。

c国际竞争激烈：全球碳纤维市场主要由日本东丽、美国赫氏等少数几家大型企业占据主导地位，这些企业在技术、品牌、市场份额等方面具有明显的优势，新进入者需要面对强大的国际竞争压力。

4）人才壁垒

a专业人才稀缺：碳纤维行业需要大量的专业人才，包括研发人员、技术人员、生产管理人员等。这些人才需要具备深厚的专业知识和丰富的实践经验，而目前市场上这类专业人才相对稀缺。

b人才培养周期长：碳纤维行业的技术复杂，人才培养周期较长。新员工需要经过长时间的培训和实践，才能掌握生产技术和工艺，达到熟练操作的水平。

3、国产替代加速，行业供需改善

近几年，中国运行产能在全球的占比：2019年17.3%排名美日之后第三名；2020年21.1%排名美之后第二名；2021年30.5%全球第一；2022年43.3%，全球第一；2023年47.7%，全球第一名；2024年48.6%，全球第一名。这些显著的进步充分证明了我国制造大国的能力。全球十强厂家中，有吉林化纤集团、中复神鹰、新创碳谷三家中国大陆企业。

在国产碳纤维供应方面，从2015的13.4%一路爬升，到2024年80%，这充分表现了国产碳纤维的巨大进步。中国是世界碳纤维的最大市场，2024年占全球的53.9%，同时也是各家碳纤维制造商的角斗场。各国对中国市场的供应量，近几年并无特定规律可循。只是根据海关数据看：

2024年，对比2023年，小丝束方面，日本增长了36.46%、中国台湾增长了24.08%、韩国减少了35.31%，这反映出：在强大的国产替代趋势之下，质优的日本本土纤维依然拥有不少忠实用户，自卫能力强过其他厂家，韩国晓星在中国设立工厂并开始销售，这对本土出口有一定影响。

2024年，对比2023年，大丝束方面，美国减少了6.78%，墨西哥减少了67%，匈牙利降低了98.38%，几乎归零（因为俄乌战争导致欧洲能源价格高企）。在凶猛的国内低成本工业用碳纤维的冲击之下，这类进口很快会归零。

2024年中国碳纤维的总需求为84,062吨，对比2023年的69,075吨，同比增长了21.7%，其中，进口量为16,422吨（占总需求的19.5%，比2023增长了2.1%），国产纤维供应量为67,640吨,（占总需求的80.1%，比2023年增长了27.6%）。

2023年进口碳纤维呈现断崖式下降，2024年的进口量出现小幅回升。看海关数据，2024年的进口增长主要是日本及台湾产品贡献的，主要市场是高端体育器材。首要是国际品牌方对材料的指定；另一方面，国内碳纤维与日本性价比方面还有差距，主要表现在“工艺适配性”上。这对于国内碳纤维企业，既是挑战，也是机遇。

4、政策助力，产业发展取得成效

2000年后，我国开始大力发展碳纤维产业，在“863”、“973”计划中被列为重点研发领域；2012年，加快发展碳纤维并提高规模化制备水平被列入“十二五发展规划”；2015年，《中国制造2025》提出先进复合材料是新材料发展重点；2016年，“十三五”提出加强新材料产业上下游协作配套，在碳纤维复合材料领域开展协同应用试点示范；2021年，加强碳纤维及其复合材料的研发应用被列入“十四五规划”重点发展领域；2022年4月，工信部、发改委提出攻克48K以上大丝束、高强高模高延伸、T1100级、M65J级碳纤维制备技术。从政策导向来看，国家高度重视碳纤维行业发展，高性能、规模化是我国碳纤维产业的发展趋势。

五．碳纤维行业竞争格局

1、国际碳纤维竞争格局

海外碳纤维龙头企业主要有日本东丽工业(Toray)、美国赫氏(Hexcel)和德国西格里碳素(SGL Carbon)等。

目前，全球碳纤维第一大技术来源国为美国，美国碳纤维专利申请量占全球碳纤维专利总申请量的27.04%；其次是日本，日本碳纤维专利申请量占全球碳纤维专利总申请量的22.75%；中国专利申请量排名第三，占比为22.35%。

2、国内碳纤维竞争格局

当前，吉林化纤、中复神鹰、光威复材是中国碳纤维行业的领军企业。其中，吉林化纤充分借力吉林本地碳纤维产业链优势，建设了1.2万吨碳纤维复材产业项目，其碳纤维市场份额和技术水平领先全国；中复神鹰专注碳纤维复合材料，产品型号多样，研发水平较高；光威复材提供碳纤维材料配套，深耕国防军工和民用两大板块，是国内仅有能基本满足航天或太空领域多种不同应用场景碳纤维材料应用需求的配套单位。

从各企业碳纤维在运行产能来看，目前我国碳纤维生产主要集中在吉林化纤、中复神鹰、新创碳谷、宝旌炭材料等企业。其余企业产能份额占比较小。

六．国内主要参与碳纤维上市公司

1、吉林化纤

吉林化纤主营业务是粘胶长丝和碳纤维产品的生产、销售，以及粘胶短纤受托加工业务。公司的主要产品是粘胶长丝、粘胶短纤、碳纤维及复材、小丝束碳纤维。公司继续向碳纤维产业领域进军，产品主要应用于以风电叶片为主的工业及民用领域。2023年公司1.2万吨碳纤维复材项目陆续投产，到2024年，产能利用率为44.59%。小丝束碳纤维2024年产能是600吨，产能利用率100%。

2、中复神鹰

中复神鹰作为专业从事碳纤维及其复合材料研发、生产和销售的国家高新技术企业，致力于推动国内碳纤维的产业化发展，长期专注于高性能碳纤维创新研究，实现了高性能干喷湿纺碳纤维产业化关键技术突破，主要产品型号包括 SYT45、SYT49S、SYT55S、SYT65、SYT70、SYM35X、SYM40J、SYM40X、SYM46J、SYM50J级，2024 年成功开发了 SYM46X、SYM50X、SYM55J、SYM60J级产品，产品规格覆盖1-48K的大小丝束，形成了高强标模型、高强中模型、高强高模型全系列的

碳纤维品种，实现了聚丙烯腈碳纤维可商品化产品的全覆盖。产品广泛应用于航空航天、压力容器、碳/碳复材、电子3C、新能源汽车、体育休闲、风电叶片、建筑加固等领域，并积极开发产品在低空经济、碳陶制动盘等领域的拓展应用，极大满足了国内各碳纤维应用领域的使用需求。

截至2024年末，公司现有产能2.85万吨，在建产能3万吨，产能规模位居世界前列，干喷湿纺高性能碳纤维产能国内第一。

3、光威复材

光威复材以国家级工业设计中心、国家认定企业技术中心、山东省碳纤维技术创新中心为支撑，业务涵盖碳纤维、经编织物和机织物、系列化的树脂体系、各种预浸料、复合材料构制件和产品的设计开发、装备设计制造、检测(CNAS/DIlAC认证国家和国防实验室)等上下游，依托在碳纤维领域的全产业链布局，成为复合材料业务的系统方案提供商。

2024年碳纤维设计产能7,685 吨，产能利用率30.93%。

4、中简科技

中简科技主要从事高性能碳纤维及织物的研发、生产、销售，所产产品主要用于航空、航天领域。公司是我国航空航天用高端碳纤维核心供应商，通过不断完善产品谱系，提升自主创新水平和工程化保障能力，持续满足了用户设计选型与批产需求。

公司已有400吨（3K）的碳纤维产能，IPO募投项目的300吨（3K）产能建成投产。公司非公开发行项目新建1500吨（12K）或400吨（3K）碳纤维项目，截至2023.10，项目前两条产线已投入试生产，整体建设周期缩短50%以上，且项目产品通过ZT9H碳纤维考核评价评审，具备批产能力，可进行供货。