1、 机械设备/行业深度分析报告/2022.12.23 请阅读最后一页的重要声明！碳纤维行业深度报告 证券研究报告 投资评级投资评级:看好看好(维持维持)最近 12 月市场表现 分析师分析师 佘炜超 SAC 证书编号：S02 联系人联系人 赵璐 相关报告 1.【财通机械佘炜超团队】机械行业2023 年投资策略：拥抱顺周期，重视新技术，迎接工业品大航海时代 2022-12-15 新能源新能源驱动驱动需求需求，把握国产历史机遇，把握国产历史机遇 核心观点核心观点 需求端：风光氢驱动需求，大丝束占比不断提升需求端：风光氢驱动需求，大丝束占比不断提升：碳纤维是一种高强度高模量的耐高温

2、纤维，具有轻质、热膨胀系数小、导热性好、高强度、耐磨性好等诸多优良性能，在全球被广泛用于风电叶片、体育休闲、航空航天、压力容器、碳碳复材等诸多领域。就国内而言，目前风电、碳碳复材（主要为光伏）、压力容器（主要为氢能）是驱动碳纤维需求的重要下游，根据赛奥碳纤维技术预计，2022-2025 年三领域需求量 CAGR 分别为 25%、30%、20%。总体上，预计到 2025 年，全球及国内碳纤维需求量将分别达到 20 万吨、15.9 万吨，对应 4 年 CAGR 分别为 14%、26.4%。与民用需求持续增长相匹配地，大丝束需求量明显提升，在 2021 年超过小丝束需求。供给端：供给端：全球产能加速

3、扩张，大丝束产业化布局开启全球产能加速扩张，大丝束产业化布局开启：碳纤维行业的技术、资金和产品验证门槛高，大多数企业都拥有较为悠久的历史，企业数量有限。2021 年以前全球扩产主要来自于日本东丽、Zoltek、Hexcel、SGL等国外厂商。2021 年新增产能主要来自于中国，中国大陆地区运行产能达6.34 万吨，首次超越美国，成为全球最大产能国。展望未来，中国企业扩产计划依然宏大，将拉动全球碳纤维产能快速扩张。同时我国大丝束开启产业化布局，吉林化纤、光威复材、上海石化、精功科技大丝束产品相继启动或投入应用。以史为鉴：以史为鉴：90 年代大幅降本后，海外生产成本趋于稳定，氧化、碳化年代大幅降本

4、后，海外生产成本趋于稳定，氧化、碳化环节，设备与能源是降本之关键环节，设备与能源是降本之关键：从工艺流程看，PAN 原丝成本占碳纤维生产成本比重 51%，其次为氧化、碳化环节（16%、23%），从生产要素看，原材料依然是最主要成本，设备、人力成本其次。回顾海外降本历程，在经历 90 年代大幅降本后，生产成本逐渐趋于稳定，原材料消耗可率先实现一定程度的降本，但降本幅度有限，且后续波动较大，设备、能源是实现大幅降本的关键生产要素，而从生产环节看，氧化、碳化是压缩生产成本的关键，因此与其相对应生产环节的设备、能耗是实现降本的关键。而人力成本整体呈上升趋势，可降低空间有限。经济性分析：国产碳纤维具备进

5、一步降本空间经济性分析：国产碳纤维具备进一步降本空间：1）原材料：碳纤维随原材料及原油价格波动幅度逐渐减弱；2）能源成本方面：单吨电力费用逐渐下降，低电费地区扩产有望实现能源成本进一步下降；3）设备方面，增加炉幅宽度可提高产能和能源效率。总体上看，近年国内碳纤维生产企业技术水平不断提升，体现为产能利用率不断提升，单吨生产成本不断下降，毛利率水平提高。根据我们的测算，相比 2021H1，预计短期内碳纤维生产成本还有 19.7%左右的下探空间。投资建议投资建议：需求端，风光氢共同驱动碳纤维需求，有望维持较长期高景气度。供给端全球产能加速扩张，将从供需格局及技术进步等多方面实现降本，此前受成本抑制下

6、游需求释放在即。产业链中建议关注竞争格局较好的-36%-28%-21%-14%-7%0%机械设备沪深300 机械设备/行业深度分析报告/2022.12.23 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 2 行业深度分析报告/证券研究报告 原丝及设备环节，相关标的吉林碳谷、精功科技精功科技；碳丝生产领域建议关注在大丝束领域率先实现量产的吉林化纤，以及民用、军用碳纤维领军企业中复神鹰、光威复材、中简科技。光威复材、中简科技。风险提示：风险提示：测算误差风险、关键设备进口风险、产业政策风险、下游需求不及预期风险、人才流失风险。表表 1：重点公司投资评级：重点公司投资评级:代码代码 公司公司 总

7、市值总市值（亿元）（亿元）收盘价收盘价（12.22）EPS（元）（元）PE 投资评级投资评级 2021A 2022E 2023E 2021A 2022E 2023E 002006 精功科技 110.60 24.30 0.24 0.84 1.23 112.00 29.01 19.74 未覆盖 300699 光威复材 353.83 68.26 1.46 1.90 2.40 57.86 35.97 28.40 未覆盖 300777 中简科技 208.14 47.35 0.50 1.03 1.56 123.76 45.75 30.39 未覆盖 数据来源：wind 数据，财通证券研究所（未覆盖标的盈利预

8、测数据来自 Wind 一致预期）UVlWmOsQQYnUpXYXtV6MaObRtRpPoMmOiNoPnPkPtRtNbRpPwPNZsRnPMYnRmP 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 3 行业深度分析报告/证券研究报告 1 碳纤维：碳纤维：性能优异、应用广泛的性能优异、应用广泛的“黑色黄金黑色黄金”.6 1.1 碳纤维的特点及分类碳纤维的特点及分类.6 1.2 碳纤维的产业链碳纤维的产业链.7 2 需求端：需求端：风光氢驱动需求，大丝束占比不断提升风光氢驱动需求，大丝束占比不断提升.7 2.1 全球及中国碳纤维应用领域对比全球及中国碳纤维应用领域对比.7 2.2 风电：

9、风电叶片大型化发展，静待碳纤维经济性显现风电：风电叶片大型化发展，静待碳纤维经济性显现.9 2.3 体育休闲：体育休闲：我我国占全球体育休闲碳纤维用量国占全球体育休闲碳纤维用量 9 成以上，预计未来平稳增长成以上，预计未来平稳增长.10 2.4 碳碳复材：碳碳复材：光伏产业蓬勃发展，驱动碳光伏产业蓬勃发展，驱动碳/碳复合材料市场需求碳复合材料市场需求.11 2.5 压力容器：氢能源市场的崛起推动储氢瓶的发展，长期潜力巨大压力容器：氢能源市场的崛起推动储氢瓶的发展，长期潜力巨大.12 2.6 航空航天：航空航天：疫情及生产问题拖累需求，预计平稳恢复疫情及生产问题拖累需求，预计平稳恢复.12 3

10、供给端：供给端：全球产能加速扩张，大丝束产业化布局开启全球产能加速扩张，大丝束产业化布局开启.13 3.1 全球全球:产能扩张加速，中国跃升为第一大生产国产能扩张加速，中国跃升为第一大生产国.13 3.2 国内：碳纤维进口总量仍然高于国产量，大丝束开启产业化布局国内：碳纤维进口总量仍然高于国产量，大丝束开启产业化布局.16 4 碳纤维的经济性分析碳纤维的经济性分析.18 4.1 成本构成：原材料及设备占比最高，预氧化是决定生产速度和效率的关键成本构成：原材料及设备占比最高，预氧化是决定生产速度和效率的关键.18 4.2 海外降本之路：海外降本之路：90 年代经历大幅下降后趋于稳定，设备、能源是

11、关键因素年代经历大幅下降后趋于稳定，设备、能源是关键因素.19 4.3 国产碳纤维：国产碳纤维：成本具备进一步下降空间成本具备进一步下降空间.20 5 碳纤维工艺流程及相关企业布局碳纤维工艺流程及相关企业布局.26 5.1 原丝生产：两步法可解决单聚合釜产能小问题，干喷湿纺将成高性能碳纤维主流工艺原丝生产：两步法可解决单聚合釜产能小问题，干喷湿纺将成高性能碳纤维主流工艺.26 5.2 碳丝生产：氧化和碳化是关键环节碳丝生产：氧化和碳化是关键环节.28 5.3 碳纤维生产设备：具备生产线供应能力，进口替代空间巨大碳纤维生产设备：具备生产线供应能力，进口替代空间巨大.30 6 投资建议及相关标的投

12、资建议及相关标的.31 6.1 精功科技精功科技.32 6.2 光威复材光威复材.32 6.3 中简科技中简科技.32 7 风险提示风险提示.33 图图 1.碳纤维按力学性能分类图碳纤维按力学性能分类图.7 内容目录 图表目录 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 4 行业深度分析报告/证券研究报告 图图 2.碳纤维产业链示意图碳纤维产业链示意图.7 图图 3.2020 及及 2021 年全球碳纤维需求量变化（万吨）年全球碳纤维需求量变化（万吨）.8 图图 4.2021 年全球碳纤维在不同领域的应用需求年全球碳纤维在不同领域的应用需求.8 图图 5.2021 年中国碳纤维不同应用领

13、域需求年中国碳纤维不同应用领域需求.8 图图 6.全球及中国碳纤维需求量变化（万吨）全球及中国碳纤维需求量变化（万吨）.9 图图 7.2018 及及 2021 年全球碳纤维需求结构变化（万吨）年全球碳纤维需求结构变化（万吨）.9 图图 8.VESTAS 主梁结构示意图主梁结构示意图.10 图图 9.全球风电叶片碳纤维需求变化（吨）全球风电叶片碳纤维需求变化（吨）.10 图图 10.2021 年全球体育休闲领年全球体育休闲领域碳纤维需求下游占比域碳纤维需求下游占比.11 图图 11.全球体育休闲领域碳纤维需求变化（吨）全球体育休闲领域碳纤维需求变化（吨）.11 图图 12.全国光伏硅片产量（全国

14、光伏硅片产量（GW）.11 图图 13.全球碳碳复材碳纤维需求变化（吨）全球碳碳复材碳纤维需求变化（吨）.11 图图 14.国内压力容器领域碳纤维需国内压力容器领域碳纤维需求构成求构成.12 图图 15.全球压力容器碳纤维需求变化（吨）全球压力容器碳纤维需求变化（吨）.12 图图 16.航空航天碳纤维需求分布航空航天碳纤维需求分布.13 图图 17.全球航空航天领域碳纤维需求变化（吨）全球航空航天领域碳纤维需求变化（吨）.13 图图 18.2006-2021 年全球碳纤维产能及产量变化（万吨）年全球碳纤维产能及产量变化（万吨）.13 图图 19.2015-2021 年全球大、小丝束产能变化（万

15、吨）年全球大、小丝束产能变化（万吨）.13 图图 20.2021 年各国年各国/地区碳纤维运行产能及占比（万吨）地区碳纤维运行产能及占比（万吨）.14 图图 21.2021 年全球碳纤维运行产能及扩产计划（万吨）年全球碳纤维运行产能及扩产计划（万吨）.15 图图 22.国内碳纤维产能变化（万吨）国内碳纤维产能变化（万吨）.16 图图 23.国内碳纤维产量变化（万吨）国内碳纤维产量变化（万吨）.16 图图 24.我国碳纤维进口及国产供应量变化（万吨）我国碳纤维进口及国产供应量变化（万吨）.16 图图 25.我国碳纤维进口及国产供应占比我国碳纤维进口及国产供应占比.16 图图 26.2021 年中

16、国大陆地区碳纤维产能分布年中国大陆地区碳纤维产能分布.17 图图 27.2020 年全球小丝束企业产能占比年全球小丝束企业产能占比.17 图图 28.2020 年全球大丝束产能分布年全球大丝束产能分布.17 图图 29.碳纤维生产过程各环节成本构成碳纤维生产过程各环节成本构成.18 图图 30.规模化前后碳纤维生产成本对比（美元规模化前后碳纤维生产成本对比（美元/kg）.18 图图 31.按生产要素划分碳纤维制备成本构成（美元）按生产要素划分碳纤维制备成本构成（美元）.19 图图 32.各生产环节生产要素构成（美元）各生产环节生产要素构成（美元）.19 图图 33.1986 年之后海外碳纤维生

17、产成本变化年之后海外碳纤维生产成本变化.19 图图 34.1986 年之后海外碳纤维生产成本构成变化年之后海外碳纤维生产成本构成变化.20 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 5 行业深度分析报告/证券研究报告 图图 35.中复神鹰中复神鹰 2018-2021H1 碳纤维生产成本构成碳纤维生产成本构成.20 图图 36.2021H1 中复神鹰生产成本构成（美元中复神鹰生产成本构成（美元/kg）.20 图图 37.2014-2021 丙烯腈表观消费及进出口（万吨）丙烯腈表观消费及进出口（万吨）.21 图图 38.丙烯腈与原油价格走势高度相关（美元丙烯腈与原油价格走势高度相关（美元/

18、kg）.21 图图 39.碳纤维与原材料价格走势相关性碳纤维与原材料价格走势相关性.22 图图 40.碳纤维单吨电耗成本逐渐下降（万元碳纤维单吨电耗成本逐渐下降（万元/吨）吨）.22 图图 41.电力占碳纤维生产成本比重变化电力占碳纤维生产成本比重变化.22 图图 42.单丝密度、碳化线宽及速度对产能的影响单丝密度、碳化线宽及速度对产能的影响.23 图图 43.氧化炉宽对单位能氧化炉宽对单位能耗的影响耗的影响.23 图图 44.主要企业碳纤维产能利用率变化主要企业碳纤维产能利用率变化.23 图图 45.主要企业碳纤维生产成本变化（万元主要企业碳纤维生产成本变化（万元/吨）吨）.24 图图 46

19、.主要企业毛利率变化主要企业毛利率变化.24 图图 47.碳纤维生产成本推演及测算碳纤维生产成本推演及测算.26 图图 48.原丝生产工艺流程原丝生产工艺流程.26 图图 49.聚合工段一步法、两步法示意图聚合工段一步法、两步法示意图.26 图图 50.吉林碳谷主营业务成本构成吉林碳谷主营业务成本构成.28 图图 51.生产单吨原丝的原材料及能源消耗测算生产单吨原丝的原材料及能源消耗测算.28 图图 52.碳丝生产工艺流程碳丝生产工艺流程.29 图图 53.碳纤维到石墨纤维生产原理碳纤维到石墨纤维生产原理.29 图图 54.哈泊（哈泊（Harper）公司碳纤维生产线流程示意图）公司碳纤维生产线

20、流程示意图.31 图图 55.生产生产 Panel基碳纤维过程中两次结构转化基碳纤维过程中两次结构转化.31 表表 1.碳纤维按原丝分类碳纤维按原丝分类.6 表表 2.碳纤维生产单吨能耗成本测算碳纤维生产单吨能耗成本测算.25 表表 3.聚合工段一步法与两步法工艺比较聚合工段一步法与两步法工艺比较.27 表表 4.纺丝工段湿法纺丝与干喷湿纺的比较纺丝工段湿法纺丝与干喷湿纺的比较.27 表表 5.吉林碳谷产品类型占比及毛利率变化（正常品）吉林碳谷产品类型占比及毛利率变化（正常品）.28 表表 6.碳纤维主要生产企业布局情况碳纤维主要生产企业布局情况.29 表表 7.精功科技碳纤维成套生产线销量及

21、收入变化精功科技碳纤维成套生产线销量及收入变化.30 表表 8.精功科技千吨级生产线参数精功科技千吨级生产线参数.31 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 6 行业深度分析报告/证券研究报告 1 碳纤维：碳纤维：性能优异、应用广泛的“黑色黄金”性能优异、应用广泛的“黑色黄金”1.1 碳纤维的特点碳纤维的特点及分类及分类 碳纤维是一种高强度高模量的耐高温纤维，由粘胶、腈纶、芳纶、聚酰亚胺等纤维在高温下烧制而成，属于化纤的高端品种。从结构上看，碳纤维主要由碳原子构成，直径约5-10微米，在碳纤维的烧制过程中碳原子在晶体中被键合在一起，产生平行排列的纤维长轴，赋予了碳纤维“外柔内刚”的

22、特性，轻于铝，却强于铁。碳纤维的优良性能包括轻质、高强度、高模量、热膨胀系数小、导热性好、耐化学腐蚀性好、耐磨性好、耐高温性好、阻尼突出、具有优良的透声纳、高X射线透射率、疲劳强度高等。碳纤维也因其优良的性能而被广泛应用到航空航天、汽车工业、风电行业、建筑行业、交通运输、运动器械制造等领域。目前对于碳纤维的分类主要有三种方式，分别是从原材料、产品规格、力学性能原材料、产品规格、力学性能角度出发：1）按原材料分类）按原材料分类：可以分为聚丙烯腈基碳纤维（PAN-CF，市场主流碳纤维）、沥青基碳纤维、粘胶基碳纤维、磺化聚乙烯基碳纤维、木质素与 PAN 混合基碳纤维；表1.碳纤维按原丝分类 分类分类

23、 优势优势 劣势劣势 应用应用现状现状 聚丙烯腈基聚丙烯腈基 成品品质优异，工艺相对简单，产品力学性能优异，碳化效率高 成本较高 已经为碳纤维市场主流 沥青基沥青基 原材料来源丰富，碳化效率高 原料调制复杂，碳化效率高 目前应用规模较小、主要用于体育用品、工业滚轴、航空航天等 粘胶基粘胶基 高耐温性 碳化效率较低、技术难度大、设备复杂、成本高，强度弱 主要用于耐烧蚀材料及隔热材料 数据来源：光威复材招股说明书，财通证券研究所 2）按产品规格分类）按产品规格分类：可以将碳纤维分为大丝束大丝束和小丝束小丝束，48K 以上碳纤维称为大丝束碳纤维，主要分为 48K、60K、80K 等，目前主要应用于工

24、业领域如纺织、医药卫生、交通运输、土木建筑和能源等。小丝束碳纤维主要分为 1K、3K、6K，后又发展为 12K和 24K，主要应用于国防军工等高科技领域（如飞机、导弹、卫星等）以及体育休闲用品（如渔具、球拍等）；3）按力学性能分类）按力学性能分类：可以分为通用型通用型和高性能型高性能型。通用型碳纤维强度为1400MPa、模量在 140GPa 以下。高性能型碳纤维又分为高强型和高模型，其中称强度大于 4000MPa 的为超高强型；模量大于 450Gpa 的为超高模型。谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 7 行业深度分析报告/证券研究报告 图1.碳纤维按力学性能分类图 数据来源：中简

25、科技招股说明书，财通证券研究所 1.2 碳纤维的产业链碳纤维的产业链 碳纤维的产业链包含从一次能源到终端应用的完整制造过程。碳纤维的产业链包含从一次能源到终端应用的完整制造过程。从石油、煤炭、天然气均可得到丙烯；丙烯经过氨氧化后得到丙烯腈，丙烯腈聚合和纺丝之后得到聚丙烯腈（PAN）原丝，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，作为生产碳纤维复合材料的原材料；碳纤维经过与树脂、陶瓷等材料结合，形成碳纤维复合材料，最后由各种成型工艺得到下游客户需要的最终产品。碳纤维行业产业链如下图所示：图2.碳纤维产业链示意图 数据来源：光威复材招股说明书、财通证券研究所

26、2 需求端：需求端：风风光氢驱动需求，大丝束占比不断提升光氢驱动需求，大丝束占比不断提升 2.1 全球及中国碳纤维应用领域对比全球及中国碳纤维应用领域对比 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 8 行业深度分析报告/证券研究报告 2021 年，全球碳纤维市场需求年，全球碳纤维市场需求量为量为 11.8 万吨。万吨。风电虽然仍是下游最大占比，但同比增速回落至 7.8%。体育用品需求同比 2020 年增长幅度高达 20%，回到全球第二大需求市场。压力容器虽然很多仍是小批量需求，但依然保持 25%的较高速增长。碳碳复材受光伏行业驱动，依然保持 70%超高增速，航天航空基本同比持平。图3.

27、2020及 2021 年全球碳纤维需求量变化（万吨）数据来源：光威复材招股说明书、财通证券研究所 相比相比之下之下，国内风电叶片、体育休闲、热场材料等工业领域应用占比更高，航国内风电叶片、体育休闲、热场材料等工业领域应用占比更高，航空航天、汽车等领域占比较小空航天、汽车等领域占比较小。2021 年，国内碳纤维需求总量约为 6.24 万吨，体育复材的领导地位再次被风电大幅超越，而碳碳复材、压力容器成为迅速崛起的新星。图4.2021年全球碳纤维在不同领域的应用需求 图5.2021 年中国碳纤维不同应用领域需求 数据来源：赛奥碳纤维技术，财通证券研究所 数据来源：赛奥碳纤维技术，财通证券研究所 从全

28、球碳纤维需求量看，中国占比不断增加，从 2011 年的 21%增加至 2021 年的53%。展望未来，根据赛奥碳纤维技术预测，预计到根据赛奥碳纤维技术预测，预计到 2025 年全球碳纤维需求量年全球碳纤维需求量将达到将达到20万吨（万吨（4年年CAGR=14%），到），到2030年达到年达到40万吨（万吨（5年年CAGR=14.8%）。预计到预计到 2025 年，国内碳纤维需求量将达到年，国内碳纤维需求量将达到 15.9 万吨（万吨（4 年年 CAGR=26.4%）。00.511.522.533.5风电叶片体育休闲航空航天压力容器混配模成型汽车碳碳复材20202021风电叶片28%体育休闲16

29、%航空航天14%压力容器10%混配模成型9%汽车8%碳碳复材7%建筑4%电子电气1%船舶1%电缆芯1%其他1%风电叶片36%体育休闲28%热场材料11%压力容器5%混配模成型5%建筑4%航空航天3%汽车3%电子电气2%电缆芯1%船舶0%其他2%谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 9 行业深度分析报告/证券研究报告 从产品结构看，大丝束占比明显提升从产品结构看，大丝束占比明显提升。根据赛奥碳纤维技术，2021 年大丝束产品份额与小丝束相当，大约均占比 43%，相比之下，2018 年占比仅为 32%，大丝束占比的不断提升，反映的是 2021 年民用航空市场的疲软以及风电市场的持续增长

30、。而对于碳纤维工业应用而言，成本尤为重要，大丝束是降低成本的主要路径，不仅可以通过低成本扩大工业应用领域，也会不断吞噬成本敏感的小丝束传统市场。图6.全球及中国碳纤维需求量变化（万吨）图7.2018 及 2021 年全球碳纤维需求结构变化（万吨）数据来源：赛奥碳纤维技术、前瞻产业研究院、财通证券研究所 数据来源：赛奥碳纤维技术，财通证券研究所 2.2 风电：风电：风电叶片大型化发展风电叶片大型化发展，静待碳纤维经济性显现静待碳纤维经济性显现 风电是当前碳纤维最大下游需求来源风电是当前碳纤维最大下游需求来源。2021 年全球风电碳纤维用量约为 3.3 万吨，占全球碳纤维总需求比重28%。国内风电

31、叶片领域碳纤维需求量为2.25万吨，占国内碳纤维需求总量的 36.1%。根据国际风力发电网，碳纤维在风电叶片中的主要应用部位为主梁主梁，与同级别高模玻纤主梁相比，采用碳纤维可实现减重 20-30%。以 122 m 长叶片为例，叶片重量的减轻可以大幅降低因自重传递到主机上叶片重量的减轻可以大幅降低因自重传递到主机上的载荷，进而可以减少轮毂、机舱、塔架和桩基等结构部件的载荷，进而可以减少轮毂、机舱、塔架和桩基等结构部件 15%20%的重量，的重量，有效降低风机有效降低风机 10%以上的整体成以上的整体成本。本。此外，风机的输出功率也更加平稳均衡、运行效率更高，由于碳纤维的抗疲劳性较高，因此还可以延

32、长叶片的生命周期，降低日常维护费用等综合成本。从工艺上看，碳纤维复合材料主梁的成型工艺主要有碳纤维织物真空灌注、预浸碳纤维织物真空灌注、预浸料成型、拉挤工艺料成型、拉挤工艺 3 种。其中前两者在叶片中应用较早，技术成熟，但随着叶片大型化对重量要求提高，拉挤工艺逐渐成为主流。风电厂商维斯塔斯自 2015 年最早将拉挤工艺应用于叶片上。这种设计理念把整体化成型的主梁主体受力部分拆分为高效低成本高质量的拉挤梁片标准件，然后把这些标准件一次组装整体成型，极大地推动了碳纤维在风电领域的应用。近年来，中材科技、时代新材、中复连众、艾朗等叶片厂家，以及金风科技、三一重工、明阳电气、上海电气等主机厂均陆续发布

33、了使用碳纤维或碳玻混合拉挤大梁叶片。0.9 0.81.5 1.51.72.02.33.13.84.96.24.44.65.05.46.87.78.49.310.410.711.80%50%100%01020中国（左轴）全球（左轴）中国占全球比重（右轴）2.99 4.57 1.620.015.145.111.480.070123456大丝束小丝束中模量高模量20182021 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 10 行业深度分析报告/证券研究报告 目前风电叶片市场上，玻纤与碳纤仍然存在一定竞争，中材科技发布SINOMA85.6 的全玻纤海上风电叶片并于 2020 年在福建兴化湾装机

34、使用。2022年 3 月，株洲时代最新发布的 TMT185 叶片，长达 91 米，全部使用玻璃纤维而非碳纤维。碳纤维的减重优势非常明显，但在碳纤维供不应求的情况下，经济性问题在一定程度上阻碍了在风电领域的应用。虽然如此，但总体上风电领域应用前景依然光明，根据赛奥碳纤维技术预测，预计预计 2025 年全球风电叶片对碳纤维年全球风电叶片对碳纤维需求将达到需求将达到 8.06 万吨万吨，复合增长率为，复合增长率为 25%。图8.VESTAS 主梁结构示意图 图9.全球风电叶片碳纤维需求变化（吨）数据来源：新材料在线，财通证券研究所 数据来源：赛奥碳纤维技术、财通证券研究所 2.3 体育休闲：体育休闲

35、：我国占我国占全球全球体育休闲碳纤维用量体育休闲碳纤维用量 9 成以上，预计未来成以上，预计未来平稳增长平稳增长 根据赛奥碳纤维技术数据，2021年，国内体育休闲领域碳纤维用量为1.75万吨，约占全球 1.85 万吨使用量的 94.6%。相比于传统的金属结构件，碳纤维产品具备不易变形、质量轻的优点。一般使用 T300 级碳纤维就可以满足体育休闲用品的需求，但为了提升产品性能，部分产品也也开始使用 T700 级甚至更高性能碳纤维。总体上看，体育休闲领域产品类别广泛，对碳纤维需求成高低端并存局面。目前，国内需求以国内需求以 T300、T700 级为主，包括少量级为主，包括少量 T800 级和高模量

36、。规格上以级和高模量。规格上以3K、12K等小丝束为主等小丝束为主。受全球疫情影响，2020 年群体运动器材对碳纤维需求有较大幅度下滑，个人体育休闲器材需求上升，随着各国防控措施优化，群体运动器材恢复较高速增长。根据赛奥碳纤维技术预测，预计到预计到 2025 年体育休闲领域碳纤维需求量将达到年体育休闲领域碳纤维需求量将达到2.25 万吨，复合增长率为万吨，复合增长率为 5%。80033000805660200004000060000800000212025E 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 11 行业深度分析报告/证券研究报告 图10.2021年全球体育

37、休闲领域碳纤维需求下游占比 图11.全球体育休闲领域碳纤维需求变化（吨）数据来源：新材料在线，财通证券研究所 数据来源：赛奥碳纤维技术、财通证券研究所 2.4 碳碳复材碳碳复材：光伏产业蓬勃发展光伏产业蓬勃发展，驱动驱动碳碳/碳复合材料市场需求碳复合材料市场需求 碳/碳复材是以碳纤维为增强相的碳基复合材料，是目前极少数可以在 2000 以上保持较高力学性能的材料，主要应用于三大领域：刹车盘、航天部件、热场部件。1）刹车盘市场）刹车盘市场：目前国际企业主要包括法国 Messier-Bugatti、美国Honeywell、英国 Dunlop 等。国内飞机刹车盘企业主要有北摩高科、中航飞机股份有限公

38、司西安制动分公司、博云新材、西安超码等，目前市场较平稳发展；2）航天部件航天部件：目前碳碳复材以其优异性能成为大型固体火箭喉衬、发动机的喷管、扩散段、端头帽等的首选材料。3）热场部件）热场部件：主要用于单晶硅炉内，包括碳毡功能材料和坩埚、保温桶、护盘等结构材料，正在快速形成晶硅制造热场系统中对石墨材料部件的进口替代与升级换代。国际企业主要包括 SGL、日本东海碳素公司等，国内企业主要包括金博股份、西安超码等。由于光伏及半导体行业的技术迭代，硅片也在向高纯度、大尺寸发展，因此热场系统应用中，碳碳复材产品向高纯度、大尺寸的方向发展也是必然趋势。根据赛奥碳纤维技术数据，2021 年我国热场材料碳纤维

39、需求量为 0.7 万吨，占全球碳碳复材碳纤维需求量（0.85 万吨）的 82.3%。2021 年全球碳碳复材碳纤维需求量 0.85万吨，同比 2020年增长 70%。根据赛奥碳纤维技术预测，根据赛奥碳纤维技术预测，预计预计 2025年年全球全球碳碳复材碳碳复材碳纤维碳纤维需求量将达到需求量将达到 2.4 万吨，复合增长率为万吨，复合增长率为 30%。图12.全国光伏硅片产量（GW）图13.全球碳碳复材碳纤维需求变化（吨）数据来源：中国光伏行业协会、中复神鹰招股书、财通证券研究所 数据来源：赛奥碳纤维技术、财通证券研究所 钓鱼竿35%高尔夫22%自行车20%球拍11%曲棍球杆6%滑雪杆3%其他3

40、%46005000000025000200420212025E6088500242770500000002500030000200420212025E 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 12 行业深度分析报告/证券研究报告 2.5 压力容器：压力容器：氢能源市场的崛起推动储氢瓶的发展，长期潜力巨大氢能源市场的崛起推动储氢瓶的发展，长期潜力巨大 根据赛奥碳纤维技术数据，2021 年，全球压力容器碳纤维需求量为 1.1 万吨，其中，我国压力容器碳纤维用量约为 3000 吨，占全球比重约为 27%。全球全球压力容压力容

41、器对碳纤维的需求器对碳纤维的需求依然依然主要主要在欧美在欧美，例如 2021 年我国最大气瓶企业碳纤维用量约为 800吨，而国际巨头 LUXFER约为 2400 吨，Hexagon Lincon约为 3200 吨。从压力容器碳纤维下游需求构成看，储氢瓶未来潜力最大从压力容器碳纤维下游需求构成看，储氢瓶未来潜力最大。其中，呼吸气瓶用量大约为 600 吨，CNG 气瓶大约 500 吨，储氢气瓶用量约为 1900 吨，占比超过一半。预计未来数年，呼吸气瓶会保持较稳定增长，但受基数影响增长有限，CNG 气瓶的用量在未来 3 年会保持较高速增长，但 2025 年增速或有所减缓，储氢瓶未来增长潜力较大。当

42、前市场中的新能源汽车通常采用高压储氢的方式，车载高压气态储氢气瓶中塑车载高压气态储氢气瓶中塑料内胆纤维缠绕瓶（料内胆纤维缠绕瓶（IV 型）凭借着其质量轻、耐疲劳的特点成为全球市场的研型）凭借着其质量轻、耐疲劳的特点成为全球市场的研究热点。究热点。根据我国氢能产业发展中长期规划（2021-2035年），2025年氢燃料电池车保有量约为 5 万辆。一般而言，根据赛奥碳纤维技术，重卡储氢瓶容量约为210-385L，单瓶碳纤维用量再40-45kg，单车配置6-8个瓶组，最大重卡碳纤维用量可达500kg。根据赛奥碳纤维技术预测，根据赛奥碳纤维技术预测，预计预计2025年年全球全球压力容器碳纤维需求压力容

43、器碳纤维需求量约为量约为 2.28 万吨，复合增长率为万吨，复合增长率为 20%。图14.国内压力容器领域碳纤维需求构成 图15.全球压力容器碳纤维需求变化（吨）数据来源：赛奥碳纤维技术、财通证券研究所 数据来源：赛奥碳纤维技术、财通证券研究所 2.6 航空航天：航空航天：疫情及生产问题拖累需求，预计平稳恢复疫情及生产问题拖累需求，预计平稳恢复 航空航天是高性能碳纤维的重要下游需求。根据赛奥碳纤维技术、Cirium 数据，2021 年，全球商用飞机交付量达 1034 架，同比增长 28.6%，新增确认订单 1647架，约为 2020 年的 2.7 倍。宽体飞机方面，根据波音公司网站信息：202

44、1 年年中，波音 787被查出存在生产缺陷并暂停交付，全年仅交付 14架波音 787。远低于 2020年 53架的交付量，以及疫情前上百台年交付量。空客 2021年 A 350交付量为 55 架，依然较为低迷。总体上看，由于主要需求来源较为低迷，虽然商用呼吸气瓶20%CNG17%储氢瓶63%805000200420212025E 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 13 行业深度分析报告/证券研究报告 飞机需求表现较好，但总体需求与 2020 年基本持平。但预计随着生产问题解决，以及疫情好转，航空航天需求将稳步恢复

45、。根据赛奥碳纤维技术预测，预计预计2025 年年全球航空航天全球航空航天碳纤维需求量约为碳纤维需求量约为 2.06 万吨，复合增长率为万吨，复合增长率为 5.8%。图16.航空航天碳纤维需求分布 图17.全球航空航天领域碳纤维需求变化（吨）数据来源：赛奥碳纤维技术、财通证券研究所 数据来源：赛奥碳纤维技术、财通证券研究所 3 供给端：供给端：全球产能加速扩张，大丝束产业化布局全球产能加速扩张，大丝束产业化布局开启开启 3.1 全球全球:产能产能扩张扩张加速，中国跃升为第一大生产国加速，中国跃升为第一大生产国 碳纤维行业的技术、资金和产品验证门槛高，大多数企业都拥有较为悠久的历史，企业数量有限。

46、2011-2021 年，全球碳纤维产能从年，全球碳纤维产能从 9.3 万吨增加万吨增加至至 20.7 万吨，年万吨，年均扩产约均扩产约 1.14万万吨吨。2021年以前扩张产能年以前扩张产能主要来自日本东丽、主要来自日本东丽、Zoltek、Hexcel、SGL 等国外厂商等国外厂商。图18.2006-2021年全球碳纤维产能及产量变化（万吨）图19.2015-2021年全球大、小丝束产能变化（万吨）数据来源：Statista、Composites World Magazine、财通证券研究所 数据来源：Statista、Composites World Magazine、财通证券研究所 202

47、1 年，全球新增产能主要来自于中国年，全球新增产能主要来自于中国：根据赛奥碳纤维技术，吉林化纤集团增长近16,000吨(含收购江城的产能)；常州新创碳谷新入行，新建产能6000吨；商用飞机,35.30%无人机,21%军用飞机,15.80%公务机,12.80%直升机,9.10%通用飞机,3%航天,1.80%飞行汽车,1.20%35005000000025000200420212025E3.59.315.320.72.65.610.20.05.010.015.020.025.02006201120162021运行产能实际产量024681012201520

48、20E 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 14 行业深度分析报告/证券研究报告 卓尔泰克在墨西哥增加的3000吨；中复神鹰增加的8000吨（老厂有产能调整），宝旌增加 2,000 吨;东邦增加了 1900 吨。根据赛奥碳纤维数据，2021 年中国大陆地区首次年中国大陆地区首次超越超越美国，成为全球最大产能美国，成为全球最大产能国国，且从扩产计划上看，预计我国将在产能上有望较长期保持第一的地位。图20.2021年各国/地区碳纤维运行产能及占比（万吨）数据来源：赛奥碳纤维技术、财通证券研究所 展望未来，展望未来，从各厂商公布计划看，中国企业扩产计划宏大，将拉动全球碳纤维从各厂商公布

49、计划看，中国企业扩产计划宏大，将拉动全球碳纤维产能快速扩张产能快速扩张。根据赛奥碳纤维技术2021 全球碳纤维复合材料市场报告，2022 年已经宣布并在进行中的扩产有：吉林 27,000 吨（2022 年完成）,宝旌 21,000 吨(2023 年完成)，中复神鹰 14,000 吨（2023年完成）,上海石化 12,000吨（2023年完成）,新创碳谷 12,000吨（2022年完成），光威包头 4,000吨（2022年完成）,ZOLTEK 6,000 多吨(2023 年完成)，DOWAKSA 1,800 吨(2022 年完成),韩国晓星 2,500吨（2022 年完成）。此外，根据中简科技公

50、开投资者调研纪要，按照公司三期项目（1500 吨）预计将在 2024年全部完成；据赛奥碳纤维技术、化工新材料 2022年 7月 15日报道，兰州蓝星计划新建 2500 吨碳纤维生产线，预计完成后兰州纤维将拥有 3500-4000吨碳纤维年产能力，预计 2023 年 6 月投产，此外，2023-2025 年预计将启动二期项目，计划分三期建设，预计达产后碳纤维产能在 2.5 万吨/年。另据晋城市人民政府门户网站、山西新闻网、山西日报，太钢将继续投资建设两条 2000 吨生产线和一条试验线，预计“十四五”末将实现年产 6000 吨高端碳纤维，远期达到万吨产能。中国大陆,6.34,31%美国,4.87

51、,24%日本,2.5,12%匈牙利,1.54,8%墨西哥,1.3,6%中国台湾,0.88,4%法国,0.72,4%韩国,0.87,4%德国,0.51,3%英国,0.4,2%土耳其,0.06,0%俄罗斯,0.2,1%西班牙,0.06,0%其他,0.21,1%谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 15 行业深度分析报告/证券研究报告 图21.2021年全球碳纤维运行产能及扩产计划（万吨）数据来源：赛奥碳纤维技术、中国化工报、中简科技公开投资者调研纪要、山西钢科官网、山西新闻网、山西日报、财通证券研究所 碳纤维产能碳纤维产能折算过程折算过程中存在的问题？中存在的问题？前文使用的“运行产能

52、”概念，主要是为了反映实际运行产能，区别于理论产能，但依然无法完全反映厂家的真实产能。主要原因在于一些企业兼顾生产依然无法完全反映厂家的真实产能。主要原因在于一些企业兼顾生产 1K-6K的的小丝束企业小丝束企业，一般也会按照，一般也会按照 12K 的惯例来的惯例来折算折算产能产能。例如，在相同生产宽幅与生产速度下，3K 与 12K 的产能显然有很大区别。根据赛奥碳纤维技术，一条产线若生产 3K的产能为 300吨，折算成 12K约为 1000吨，因此这样折算的结果就是总产能与产出之间会存在较大差距，导致“达产率”低的误解导致“达产率”低的误解。根据赛奥碳纤维技术2021全球碳纤维复合材料市场报告

53、，若按照实际小丝束企业3-6K核算产能，预计全国运行产能数据要扣除 0.8-1 万吨（即对应实际产能对应实际产能 5.34-5.54 万万吨吨）,而在实际生产过程中，目前国内绝大部分产线是按照设计产能（含改造）在实际生产过程中，目前国内绝大部分产线是按照设计产能（含改造）的的 90%以上生产以上生产，逐渐逐渐趋近于国际水平趋近于国际水平，但满负荷生产的产线产品性能和质量稳定性仍有较大提升空间。总体上看，即使刨除折算带来的误差，我国产能依然处于全球首位即使刨除折算带来的误差，我国产能依然处于全球首位。而根据前文我们的初步统计，从扩产计划上看，预计我国将在产能上有望较长期保持第一的地位。而 202

54、1 年虽然中国碳纤维产能增长很快，但市场依然较为紧张，主要原因是吉吉林化纤、中复神鹰、新创碳谷等产能建设主要是在下半年及年底完成林化纤、中复神鹰、新创碳谷等产能建设主要是在下半年及年底完成，因此这些产能实际在 2022 年才会得到充分释放。0扩产计划 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 16 行业深度分析报告/证券研究报告 图22.国内碳纤维产能变化（万吨）图23.国内碳纤维产量变化（万吨）数据来源：赛奥碳纤维技术、前瞻产业研究院、财通证券研究所 数据来源：赛奥碳纤维技术、前瞻产业研究院、百川盈孚、财通证券研究所 3.2 国内：碳纤维进口总量仍然高于国产量，

55、大丝束开启产业化布局国内：碳纤维进口总量仍然高于国产量，大丝束开启产业化布局 2021 年国内碳纤维仍然供不应求，年国内碳纤维仍然供不应求，进口占比进口占比（53%）依然较高依然较高。国内碳纤维供应可以分为进口、国产供应两部分。2021 年，我国碳纤维总需求为 6.24 万吨，同比 2020年 4.89万吨增长 27.7%，其中进口量为 3.31 万吨，同比增长 9.2%，国产碳纤维供应量为 2.93万吨，同比增长 58.1%。总体上看，2021年进口和国产碳纤维仍然处于供不应求。图24.我国碳纤维进口及国产供应量变化（万吨）图25.我国碳纤维进口及国产供应占比 数据来源：Wind、中国复合材

56、料学会、赛奥碳纤维技术、财通证券研究所 数据来源：Wind、中国复合材料学会、赛奥碳纤维技术、财通证券研究所 从从国内市场竞争国内市场竞争格局看，目前国内碳纤维格局看，目前国内碳纤维企业集中于国企，占比约企业集中于国企，占比约 80%，民企，民企占比占比约约 20%。国内领先碳纤维企业主要包括中石化（上海石化）、中国建材（中复神鹰）、中国宝武（宝旌碳纤维及太钢钢科）、中化集团（蓝星）、陕煤（国企，恒神）、吉林化纤（国企），民营企业主要包括光威复材、中简科技、新创碳谷。2021 年，全球产能排在前十的厂家中，吉林化纤、中复神鹰、宝旌等三家来自中国大陆，台塑来自中国台湾。总体上看，国内产能主要集中

57、于国企，民营企业占比较低。谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 17 行业深度分析报告/证券研究报告 图26.2021年中国大陆地区碳纤维产能分布 数据来源：Wind、中国复合材料学会、赛奥碳纤维技术、财通证券研究所 从产品结构看，从产品结构看，长期以来，我国主要在小丝束碳纤维方面实现突破长期以来，我国主要在小丝束碳纤维方面实现突破。根据南京日报，目前国内每束碳纤维基本处于 1-12K 之间，即以小丝束为主。但由于小丝由于小丝束成本较高，因此抑制了下游企业应用碳纤维的积极性束成本较高，因此抑制了下游企业应用碳纤维的积极性。业内通常将每束碳纤维根数在 48K以上的碳纤维称为大丝束。随

58、着我国首个万吨级 48K大丝束碳纤维工程第一套国产线在中国石化上海石化碳纤维产业基地投料开车，标志着我国大丝束碳纤维开启产业化布局。此前大丝束碳纤维生产技术主要掌握在美国、德国、日本的几家大公司手中。中国石油化工集团有限公司（以下简称中国石化）、成为国内最早掌握大丝束碳纤维技术的企业之一。此外，吉林化纤也是目前较早48K大丝束的优势在于在相同工艺条件下，能够大幅度提升碳纤维单线生产能力，而如果控制得好，质量性能也能得到保证，从而实现低成本，打破碳纤维高价带来的应用局限。根据南京日报2022年11月24日报道，中国复合材料工业协会秘书长孟弋洁表示，2030年，我国大丝束碳纤维产值应该能达到 50

59、0 亿元量级，将带动千亿级的复合材料市场规模。图27.2020年全球小丝束企业产能占比 图28.2020 年全球大丝束产能分布 数据来源：Wind、中国复合材料学会、赛奥碳纤维技术、财通证券研究所 数据来源：中国化学纤维工业协会、前瞻产业研究院、财通证券研究所 东丽,26%东邦,13%三菱,10%台塑,8%Hexel,7%Cytec,6%AKSA,4%其他,26%Hexel,58%SGL,31%三菱,9%东丽,1%蓝星,1%谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 18 行业深度分析报告/证券研究报告 4 碳纤维的经济性碳纤维的经济性分析分析 4.1 成本构成：原材料及设备占比最高成本

60、构成：原材料及设备占比最高，预氧化是，预氧化是决定生产速度和效决定生产速度和效率的关键率的关键 从工艺流程看，从工艺流程看，PAN 原丝成本占比近一半，其次为氧化、碳化环节原丝成本占比近一半，其次为氧化、碳化环节。碳纤维的制备工艺主要包括丙烯晴聚合物溶液制备、丙烯晴聚合物溶液制备、PAN 原丝制备、原丝制备、PAN 纤维预氧化及纤维预氧化及热稳定化、热稳定化、PAN 预氧纤维碳化、表面处理预氧纤维碳化、表面处理等。大多数碳纤维厂商从采购丙烯腈开始进入碳纤维产业链。PAN基碳纤维制备的核心是原丝制备技术。碳纤维制备过程中，原丝制备占成本比例较高，接下来分别是氧化、碳化环节。因此，从各环节成本构成

61、看，PAN原丝成本占比近一半，其次为氧化、碳化环节占比较高。此外，通过规模化生产，可以实现在相同时间及能耗下更大的丝束通过量，降低总体生产成本。根据中科院宁波材料所特种纤维事业部数据，通过生产规模的扩大，可以将碳纤维生产成本从 9.88 美元/公斤基础上降低 2.03 美元/公斤（对应降幅约为 20.5%）。图29.碳纤维生产过程各环节成本构成 图30.规模化前后碳纤维生产成本对比（美元/kg）数据来源：中科院宁波材料所特种纤维事业部、财通证券研究所 数据来源：中科院宁波材料所特种纤维事业部、财通证券研究所 从从生产要素看，生产要素看，原材料原材料依然依然是最主要成本，设备、人力成本其次是最主

62、要成本，设备、人力成本其次。碳纤维的制备成本主要包括原丝生产成本、装备设施折旧、劳动力、能耗等。根据 Sandia National Laboratories数据，以 50K碳纤维为例，其中 45%成本来自于原丝生产，37%的成本在于装备设施折旧费用。除上述成本以外，还有环境安全、质量安全、产品质量稳定性等影响碳纤维价格的多种因素。在后续各主要生产环节中，氧化环节本占比最高，占总成本比重 18%，也是对固定资产、能耗要求最高的工艺环节，占固定资产投资的 22.6%。此外，氧化也是氧化也是决定生产速度和产出效率的关键步骤决定生产速度和产出效率的关键步骤。氧化炉是耗时最长的生产环节，根据蓝鲸腾飞，

63、如果生产碳纤维全过程需要 88min，其中预氧化时间大约需 80min，约占总生产时间的 90%左右，因此如何在保证质量的前提下，缩短预氧化时间，也是提升产量和降低成本的重要方式之一。谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 19 行业深度分析报告/证券研究报告 图31.按生产要素划分碳纤维制备成本构成（美元）图32.各生产环节生产要素构成（美元）数据来源：Optimized Carbon Fiber Composites in Wind Turbine Blade Design,Brandon L et al、财通证券研究所 数据来源：Optimized Carbon Fiber C

64、omposites in Wind Turbine Blade Design,Brandon L et al、财通证券研究所 4.2 海外降本之路：海外降本之路：90 年代经历大幅下降后趋于稳定，设备、能源是年代经历大幅下降后趋于稳定，设备、能源是关键因素关键因素 根据 Tim Ellringmann 等人对过去发布的碳纤维成本模型的统计，去除通胀因素影响，碳纤维生产技术在 90年代取得很大改进。Goss在 1986年的统计数据显示，碳纤维单吨生产成本达 42.8 美元/kg，而 2000 年以后，碳纤维成本稳定在 18-25美元/kg 之间。分生产要素看，2000 年以后虽然原丝成本波动幅度

65、较大，但由于技术水平的提升，90 年代期间还是实现了较为可观的降幅。而最主要的还是最主要的还是设备、能源成本设备、能源成本，在在 90 年代大幅下降后趋于稳定年代大幅下降后趋于稳定，相比之下，人力成本整体成上升趋势，相比之下，人力成本整体成上升趋势。图33.1986年之后海外碳纤维生产成本变化 数据来源：Carbon fiber production costing:a modular approach，Ellringmann et al.、财通证券研究所 分生产环节看，原丝环节占据主要份额且占比逐渐提升，氧化原丝环节占据主要份额且占比逐渐提升，氧化、碳化碳化、上浆、上浆成成本占比皆有所减少本

66、占比皆有所减少。谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 20 行业深度分析报告/证券研究报告 根据海外碳纤维降本的历史经验，我们可以发现，1）通过技术水平的提升，通过技术水平的提升，单单吨吨原材料原材料消耗消耗可可率先率先实现一定程度的降本，但实现一定程度的降本，但降本降本幅度有限，幅度有限，且后续波动较大，且后续波动较大，主要系原材料为大宗商品，价格受供需影响较大，影响因素较为复杂主要系原材料为大宗商品，价格受供需影响较大，影响因素较为复杂。2）设备、）设备、能源是实现大幅降本的关键生产要素，且降本后趋于稳定，而从生产环节看，能源是实现大幅降本的关键生产要素，且降本后趋于稳定，而从

67、生产环节看，氧化、碳化是压缩生产成本的关键，因此氧化、碳化是压缩生产成本的关键，因此与其与其相对应生产环节的设备、能耗是相对应生产环节的设备、能耗是实现降本的关键。实现降本的关键。3）人力成本整体成上升趋势，可降低空间有限。图34.1986年之后海外碳纤维生产成本构成变化 数据来源：Carbon fiber production costing:a modular approach，Ellringmann et al.、财通证券研究所 4.3 国产碳纤维：国产碳纤维：成本具备进一步下降空间成本具备进一步下降空间 从中复神鹰和我国主要企业碳纤维产品结构看，国内碳纤维产品主要为小丝束，但相比而言，

68、大丝束生产更有利于降低成本，因此随着我国大丝束产能扩张，我随着我国大丝束产能扩张，我国碳纤维生产成本优势有望进一步凸显国碳纤维生产成本优势有望进一步凸显。从各类生产要素占比看，2021H1 公司直接材料、人工成本、设备折旧、能源等在生产成本中占比分别为 33%、16%、12%、28%，相比海外，国内能源消耗占相比海外，国内能源消耗占比较高，设备成本占比比较高，设备成本占比较低较低。图35.中复神鹰 2018-2021H1碳纤维生产成本构成 图36.2021H1中复神鹰生产成本构成（美元/kg）数据来源：中复神鹰招股书、财通证券研究所 数据来源：中复神鹰招股书、财通证券研究所 注 1：销量按照

69、2021年上半年 2024.61 吨计算，单位生产成本这里使用 2021年上半年主营业务成本构成/销量。注 2：汇率按照 2022年 12月 15日，1美元=6.96人民币计算。谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 21 行业深度分析报告/证券研究报告 4.3.1 原材料原材料：碳纤维随原材料及原油价格波动幅度逐渐减弱：碳纤维随原材料及原油价格波动幅度逐渐减弱 碳纤维的主要原材料为丙烯腈、二甲基亚砜等大宗化工原料。根据华经产业研究院数据，2020 年我国丙烯腈表观消费量为 247.83 万吨，同期丙烯腈进口量为30.66 万吨，出口量为 12.72 万吨。2014-2017 年我国

70、丙烯腈进口量逐年下降，主要系国内新增产能释放以及下游需求增速放缓。2020 年以来进口量再次下降主要系山东海江、斯尔邦二期、浙江石化等新产能陆续释放，国内自给率不断提升。丙烯腈由丙烯与氨水经过氧化反应和精炼工艺制造而成，广泛用在合成纤维、合成橡胶、合成树脂等工业生产中，国内丙烯腈主要产能集中在中石化、中石油等所属企业，民营企业江苏斯尔邦、山东海江化工、浙江石化产能也居前。从历史价格看，进口和国产丙烯腈价格基本与原油价格走势相一致，但波动幅进口和国产丙烯腈价格基本与原油价格走势相一致，但波动幅度小于原油度小于原油。图37.2014-2021丙烯腈表观消费及进出口（万吨）图38.丙烯腈与原油价格走

71、势高度相关（美元/kg）数据来源：华经产业研究院、海关总署、财通证券研究所 数据来源：海关总署、Wind、OPEC、财通证券研究所 而从碳纤维与原材料价格相关性看，1）进口：2017 年以前进口碳纤维价格与年以前进口碳纤维价格与丙丙烯腈价格高度相关，近年来相对原材料波动幅度明显减弱烯腈价格高度相关，近年来相对原材料波动幅度明显减弱。2）出口：出口碳纤维量较小，单月价格波动幅度较大，趋势基本与原材料走势一直。此外，原材料原材料端，随着国内近年来丙烯腈产能释放，丙烯腈价格从原来高于进口价逐渐趋近端，随着国内近年来丙烯腈产能释放，丙烯腈价格从原来高于进口价逐渐趋近于与进口相一致于与进口相一致。谨请参

72、阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 22 行业深度分析报告/证券研究报告 图39.碳纤维与原材料价格走势相关性 数据来源：海关总署、Wind、财通证券研究所 注：进出口碳纤维价格通过进出口金额除以进出口当月数量得出。4.3.2 能源能源：单吨电力费用逐渐下降，低电费地区扩产有望实现能源成本进单吨电力费用逐渐下降，低电费地区扩产有望实现能源成本进一步下降一步下降 电费在碳纤维制造费用的主要构成之一，随着国产碳纤维产能利用率提升，生产工艺不断完善和成熟，稳定性及管理水平提升，产品合格率提升，使得有效产出提高，单位电耗不断下降。同时，随着光威复材、中复神鹰在电价更低的内蒙古和青海西宁扩产，进

73、一步推动电费下降、制造成本的降低。图40.碳纤维单吨电耗成本逐渐下降（万元/吨）图41.电力占碳纤维生产成本比重变化 数据来源：光威复材招股书、中简科技招股书、中复神鹰招股书、财通证券研究所 数据来源：光威复材招股书、中简科技招股书、中复神鹰招股书、财通证券研究所 4.3.3 设备：设备：增加炉幅宽度可提高产能和能源效率增加炉幅宽度可提高产能和能源效率 设备是提升生产效率、减少资本开支、降低综合成本的关键。例如，在给定单丝密度、丝束大小和碳化时间的条件下，碳化炉幅越宽碳化炉幅越宽，则丝束数量越多、碳化线 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 23 行业深度分析报告/证券研究报告 产

74、能越大；氧化线越宽氧化线越宽，氧化环节的单位能耗越低。设备规格一定时，通过既有设备改造和工艺优化手段，也可以提高生产线速度、提升产能和能源效率。图42.单丝密度、碳化线宽及速度对产能的影响 图43.氧化炉宽对单位能耗的影响 数据来源：Harper International、财通证券研究所 数据来源：Harper International、财通证券研究所 4.3.4 技术进步：技术进步：产能利用率与单位生产成本不断下降产能利用率与单位生产成本不断下降 刨除此前提到的原材料、电费、设备等因素外，技术进步是促进近年来碳纤维单位生产成本降低的根本因素。近年来，碳纤维生产企业碳纤维生产企业产能利用率

75、不断提升产能利用率不断提升，单单吨生产成本不断下降，吨生产成本不断下降，毛利率水平不断提高毛利率水平不断提高。图44.主要企业碳纤维产能利用率变化 数据来源：光威复材招股书、中简科技招股书、中复神鹰招股书、财通证券研究所 一方面，过去，我国由于技术瓶颈，生产线运行及产品质量极不稳定，导致“有产能、无产量”的现象，但经历数十年发展与落后产能出清，目前我国碳纤维的产能正在实现快速增长，产销率也在向国际水平靠拢，逐渐摆脱低产能利用率的问题，规模化生产和良品率的提升，降低了单位产品的生产成本；另一方面，中简科技、光威复材等企业军品销售占比较高，军品相比民品对于质量及稳定性、良品率要求更高。如中简科技，

76、随着军品订单的增加，在销售价格相对稳定的情况下，规模化助力了单位成本的的下降。0%50%100%150%2000202021光威复材中简科技中复神鹰 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 24 行业深度分析报告/证券研究报告 图45.主要企业碳纤维生产成本变化（万元/吨）图46.主要企业毛利率变化 数据来源：光威复材招股书、中简科技招股书、中复神鹰招股书、财通证券研究所 数据来源：光威复材招股书、中简科技招股书、中复神鹰招股书、财通证券研究所 4.3.5 碳纤维降本推演碳纤维降本推演：国内生产成本或有：国内生产成本或有近近 20%下降空间

77、下降空间 这里我们对国产碳纤维生产成本做初步的推演和测算。鉴于数据的可得性，这里我们以 Z 公司的历史数据为例进行行业的测算，但不代表对企业的观点，假设如下：1）产能：产能：根据公司年报，截至 2022 年 6 月 30日，公司产能为 1.45 万吨/年，包括连云港生产基地 3500 吨年产能以及西宁万吨项目于 2022年 5 月投产的 1.1万吨年产能。目前，西宁二期项目正处于建设阶段，各厂房已封顶，预计到2022 年底至 2023 年期间各产线陆续建成投产。公司是国内较具有代表性的碳纤维企业，结合前文对各碳纤维企业的统计，预计到 2025年国内主要企业产能会有大幅扩张，规模效应将逐渐显现。

78、2）直接材料直接材料：生产碳纤维的主要原材料为丙烯腈等化学原料。受国内产能释放以及需求端疲软影响，2020年丙烯腈价格已有较大幅度下滑，2021年下游需求回暖，带动丙烯腈价格高涨。截至 2022年 12月 16日，CCFEI丙烯腈价格指数为 9400 元/吨，相较于 2021 年 6 月 30 日 14700 元/吨已回落 36%。考虑到丙烯腈价格波动幅度较大，影响因素较为复杂，这里我们使用这里我们使用 2021-2022年丙烯腈价格平均值作为年丙烯腈价格平均值作为 2025 年原年原材料价格材料价格的的假设，即相较于假设，即相较于 2021H1 下降下降14%。3）直接人工直接人工：2020

79、 年，公司疫情期间 Z 公司享受了阶段性减免社会保险费的政策，导致人工成本下降所致。刨除这一因素外，2021H1 与 2019 年直接人工成本单耗基本持平，较 2018年小幅提升。人工成本单耗主要受两方面影响，一方面是规模效应带来的对单吨人工成本的减少，另一方面，是劳动力成本的提升。总体上，我们假设短期内直接人工单耗成本不变。假设短期内直接人工单耗成本不变。4）能源消耗能源消耗：生产单吨碳纤维的电力成本=单吨耗电量*电力单价。1）单吨耗）单吨耗电量电量：从历史数据看，碳纤维生产单吨耗电量约为 2.67-2.97 万度，这里我们 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 25 行业深度分

80、析报告/证券研究报告 假设随着规模效应显现，未来单吨耗电量贴近下限，为 2.67 万度/吨。2）电）电力单价力单价：根据北极星智能电网在线、全国能源信息平台数据，2021 年 Z 公司所在江苏省大工业用电价格（220 千伏）约为 0.5318 元/度，而青海省（220千伏）约为 0.3382元/度，目前公司 1.45万吨产能中有 1.1 万吨在西宁地区，随着西宁二期逐渐投产，单吨电力成本将逐渐降低，假设未来电力成本贴近西宁地区度电成本，假设为0.35元/度。此外，光威复材也在内蒙古进行扩产，因此未来碳纤维生产企业在电价低成本地区扩产或是一种趋势。3）其他能其他能源成本：源成本：生产过程高温加热

81、环节需要大量燃料动力，其他能源主要包括外购蒸汽。随着未来碳纤维生产企业在电价、煤价成本较低的地区扩产或是一种趋势，因此假设蒸汽成本与电力同样幅度下降。表2.碳纤维生产单吨能耗成本测算 指标指标 20182018 20192019 20202020 2021H12021H1 2 2025E025E 能源成本能源成本 7207 95189518 1056710567 55145514 电力成本电力成本 电力成本（万元）4494 5589 5614 2883/电力成本占能源成本比重 62%59%53%52%销量（吨）2735 3422 3761 2025/电力成本单耗（万元电力成本单耗（万元/吨）吨

82、）1.641.64 1.631.63 1.491.49 1.421.42 0.93 电力单价（元电力单价（元/度）度）0.590.59 0.590.59 0.560.56 0.480.48 0.35 单吨耗电量（万度）单吨耗电量（万度）2.792.79 2.772.77 2.672.67 2.972.97 2.67 企业电力采购总金额（万元）6235 7063 8058 6157 生产用电占采购金额比重 72%79%70%47%其他能源成本其他能源成本 其他能源成本（万元）2713 3929 4954 2631 其他能源单耗（万元/吨）0.99 1.15 1.32 1.30 0.85 能源成本

83、单耗总计能源成本单耗总计 2.64 2.78 2.81 2.72 1.79 数据来源：Z 公司招股书、Wind、财通证券研究院 5）设备折旧设备折旧：随着规模效应的显现，产能利用率的提高，单吨对应固定资产设备折旧总体呈下降趋势。这里我们采用 2018-2021H1 中历年设备单耗最低值1.09万元/吨作为 2025年设备折旧的假设。值得注意的是，由于各企业产品结构各不相同，且均可能会发生变化，因此单位生产成本也会随产品结构发生变化，如随着产品高端化，生产成本也会相应提升。这里我们推演的生产成本是假设在产品结构不变情况下，未来各项生产要素可能会发生的变化幅度。根据我们的测算，相比相比 2021H

84、1，预计预计到到 2025 碳纤维生产成碳纤维生产成本还有本还有 19.7%左右的下探空间左右的下探空间，其中原材料、设备折旧、能源成本我们分别假设，其中原材料、设备折旧、能源成本我们分别假设还有还有 14%、10%、34%的下降空间，直接人工成本假设不变的下降空间，直接人工成本假设不变。谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 26 行业深度分析报告/证券研究报告 图47.碳纤维生产成本推演及测算 数据来源：Z 公司招股书、Wind、财通证券研究所 5 碳纤维碳纤维工艺流程及相关企业布局工艺流程及相关企业布局 5.1 原丝生产：原丝生产：两步法可解决两步法可解决单聚合釜产能小问题单聚

85、合釜产能小问题，干喷湿纺将成高干喷湿纺将成高性能碳纤维主流工艺性能碳纤维主流工艺 原丝制备阶段主要包括两个主要工段：两个主要工段：1）聚合工段：）聚合工段：通过将原料丙烯腈单体、共聚单体、引发剂偶氮二异丁腈和溶剂 DMSO（二甲基亚砜）按照一定配比投料进入聚合釜聚合釜，在一定温度下进行溶液聚合反应，随后进行脱单、脱泡等处理得到聚丙烯腈原液。2）纺丝工段）纺丝工段：聚丙烯腈原液通过干喷湿纺或湿法纺丝技术形成原丝，根据喷头的选择可决定丝束的大小，1000/3000/4000/6000 个细孔的喷头，对应喷丝可以制得 1K、3K、6K、12K、24K 等型号原丝。喷丝产生的丝束在凝凝固浴固浴中凝固成

86、型。成型后的原丝再经过多段水洗，降低原丝中 DMSO 的残留量；随后进行热水牵伸；再经过上油、干燥致密化，达到防黏隔离和降低摩擦的作用；最后再经过蒸汽牵伸工段，最终原丝卷绕成轴。图48.原丝生产工艺流程 图49.聚合工段一步法、两步法示意图 数据来源：中复神鹰招股书、财通证券研究所 数据来源：吉林碳谷招股书、财通证券研究所 目前，聚合工段主要有两种技术路径目前，聚合工段主要有两种技术路径：1）一步法：）一步法：通常是丙烯腈在 DMSO 中聚合，经脱单脱泡后直接用于 PAN原丝制备；2）两步法：）两步法：通常采用 PAN水相沉淀项目项目直接材料直接材料 直接人工直接人工制造费用制造费用1）折旧1

87、）折旧2）能源2）能源煤炭电力天然气蒸汽3）其它3）其它运输费运输费总计总计销量（吨）销量（吨）产能利用率产能利用率金额（万元）金额（万元）9747974738263826783378372077207225844944552326883273585%单耗（吨）单耗（吨）3.561.404.871.382.640.831.640.170.000.859.83比例比例36%14%50%14%14%27%27%8%17%2%0%9%9%1 1金额（万元）金额（万元）68246820944094951895182

88、648.795588.91700.51580.0325%单耗（吨）单耗（吨）2.961.374.611.202.780.771.630.200.170.648.94比例比例33%15%52%13%13%31%31%9%18%2%2%7%7%1 1单耗同比单耗同比-17%-2%-5%-14%-14%6%6%-6%-1%23%-25%-25%金额（万元）金额（万元）84348434399539950984098613.838.784944.7425712571325.53325.5329991299913761

89、108%单耗（吨）单耗（吨）2.241.064.581.092.810.001.490.001.310.680.097.97比例比例28%13%57%14%14%35%35%19%0%16%9%9%1 1单耗同比单耗同比-24%-22%-1%-9%-9%1%1%-9%-99%676%7%7%金额（万元）金额（万元）6462646238395583652%单耗（吨）单耗（吨）3.191.545.001.202.720.201.420.031.071.070.079.

90、80比例比例33%16%51%12%12%28%28%2%15%0%11%11%11%1%单耗同比单耗同比42%45%9%11%11%-3%-3%-5%1265%-19%57%57%金额（万元）金额（万元）单耗（吨）单耗（吨）2.752.751.541.543.513.511.091.790.640.640.070.077.877.87比例比例单耗同比单耗同比-14%-14%0%0%-30%-10%-34%-41%-41%0%0%-19.7%-19.7%2021H12021H12025E2001920202020 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 27 行

91、业深度分析报告/证券研究报告 聚合，所得 PAN粉体经水洗、干燥后再溶解于 DMSO 和 DMAC等溶剂中制备纺丝溶液。相比之下，二步法可解决一步法聚合反应后期年度增大导致换热和脱单困难的问题，水相中传热效果更好，反应平稳均衡，聚合釜不易结疤，釜体积放大后质量更加稳定，可以解决目前单个聚合釜产能小的问题。目前我国企业中仅吉林碳谷采用 DMAC 两步法，其余企业均采取一步法。表3.聚合工段一步法与两步法工艺比较 技术工艺技术工艺 一步法一步法 两步法两步法 特点特点 均相溶液聚合工艺，流程短，工序少，操作性强，可控性好，利于获得高质量的 PAN 原丝。溶剂介质既能溶解单体，又能溶解聚合体，聚合、

92、纺丝工段一条线。工艺相对复杂，水相沉淀聚合得到 PAN 固体粉末后，再粉碎、宏观，进行溶解产溶液。水相聚合可以获得溶液聚合无法得到的高分子量 PAN，溶解后的原液可纺丝的范围光，提高了原野聚合物分子量与浓度上限。工艺区别工艺区别 直接在溶剂中聚合 经水相聚合后得到 PAN 粉末，再溶解至溶剂中 溶剂溶剂 AMSO、DMF、DMAC、NaSCN、ZnCl2 DMSO、DMF、DMAC 主要厂商主要厂商 东丽、中简科技、光威复材、恒神股份 陶氏、三菱丽阳、吉林碳谷 数据来源：吉林碳谷招股书、立鼎产业研究网、财通证券研究院 纺丝工段主要也有两种技术路径：纺丝工段主要也有两种技术路径：1）湿法纺丝：）

93、湿法纺丝：纺丝液经喷丝板细孔挤出细流，直接进入凝固浴形成丝条的纺丝方法。2）干喷湿纺）干喷湿纺：纺丝液经喷丝孔喷出后不立即进入凝固浴，而是先经过空气层(干段或干层)，再进入凝固浴进行双扩散、相分离和形成丝条。湿法纺丝是目前应用广泛且技术成熟的纺丝工艺，但通过湿法纺丝是目前应用广泛且技术成熟的纺丝工艺，但通过干喷湿纺工艺，可以形成更好的致密性和力学性能，干喷湿纺将成为制备高性干喷湿纺工艺，可以形成更好的致密性和力学性能，干喷湿纺将成为制备高性能碳纤维的主流工艺能碳纤维的主流工艺。在空气层发生的物理变化，有利于形成致密化、均质化的丝条，干喷湿法可以实现高速、高密度纺丝，表面平滑无沟槽。但是干喷湿法

94、也有一定的弊端，即单锭线密度较低，不能实现大产能，不适用于大丝束碳纤维原不适用于大丝束碳纤维原丝制备丝制备。根据立鼎产业研究网，目前我国恒神股份、光威复材、中简科技等均有通过干喷湿法生产小丝束，吉林碳谷主要为湿纺，但也有结合两步法的干喷湿纺技术储备。表4.纺丝工段湿法纺丝与干喷湿纺的比较 方法方法 喷丝孔径喷丝孔径 纺丝液纺丝液 牵伸率牵伸率 纺丝速度纺丝速度 纤维形态纤维形态 树脂结合性能树脂结合性能 湿法纺丝湿法纺丝 小（0.05-0.07mm)中、低相对分子质量和中等固含量 喷丝后为负牵伸 30-50%一般 密度低，表面有沟槽 剪切强度高，与树脂结合浸润性高 干喷湿纺干喷湿纺 大（0.1

95、-0.3mm)高相对分子质量和高固含量 喷丝后为正牵伸 100-400%快，是湿法的 2-8倍 密度较高，表面平滑 剪切强度低，与树脂结合浸润性低 数据来源：湿纺与干喷湿纺碳纤维的性能分析，卢杰等、立鼎产业研究网、财通证券研究院 目前，我国原丝制备龙头企业为吉林碳谷吉林碳谷。公司客户涉及军工领域，也涵盖吉林精功、浙江精工等大丝束起家优质企业，也涵盖宏发新材等风电行业客户。目前，市场能够大规模对销售原丝的仅吉林碳谷一家，其余大部分企业生产的原丝主要为内部消化。公司产品覆盖了 1K、3K、6K、12K、12KK、12S、24K、25K、48K 等碳纤维原丝系列产品，全部产品碳化后均可以达到 T40

96、0的稳定大规 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 28 行业深度分析报告/证券研究报告 模生产，小丝束和中小丝束产品亦实现了碳化后 T700 的稳定大规模生产。根据公司 2021 年年报，截至截至 2021 年底，公司产能为年底，公司产能为年产年产 4 万吨原丝项目万吨原丝项目 8 条产线中条产线中7 条已经投产，高性能碳纤维碳化试验项目条已经投产，高性能碳纤维碳化试验项目 500 吨产能也已完工吨产能也已完工。图50.吉林碳谷主营业务成本构成 图51.生产单吨原丝的原材料及能源消耗测算 数据来源：吉林碳谷招股书、财通证券研究所 数据来源：吉林碳谷招股书、财通证券研究所 鉴于公司

97、自 2019年下半年开展了丙烯腈贸易业务，因此这里只用 2017-2018年数据测算单吨原丝生产的原材料及能源消耗，平均每吨原丝大约消耗平均每吨原丝大约消耗 1.1-1.6 吨丙吨丙烯腈、烯腈、62.5-67kg 油剂、油剂、2566-2985 度电以及度电以及 0.14-0.15 万吨万吨/万立方气万立方气。公司采购的气主要包括蒸汽、氮气、压缩空气等。2018-2020 年，公司毛利率先抑后扬，主要系产品结构调整年，公司毛利率先抑后扬，主要系产品结构调整。公司原主要生产小丝束（1/3/6K）原丝，用于军工领域，售价和毛利率均高于民品，而中小丝束、大丝束原丝主要用于高端装备、工业民用领域，市场

98、需求量大于小丝束原丝。因此，公司自自 2016-2017 年开始研发大丝束产品年开始研发大丝束产品，同时也丰富小丝束产品。公司新产品定型完成后，产品质量和性能的提升是一个逐步的过程，客户对产品的认可度也需要逐步提升。这使得公司毛利率水平 2017 年、2018 年波动较大。随着新产品质量和性能提升，客户认可度，尤其是 2020 年以来产品处需求旺盛，2019 年、2020 年 1-6 月毛利率显著上升。表5.吉林碳谷产品类型占比及毛利率变化（正常品）正常品组合正常品组合 20172017 20182018 20192019 2020H12020H1 占正常品比重占正常品比重 毛利率毛利率 占正

99、常品比重占正常品比重 毛利率毛利率 占正常品比重占正常品比重 毛利率毛利率 占正常品比重占正常品比重 毛利率毛利率 1/3/6K1/3/6K 34.1%48.7%13.4%48.9%11.1%56.8%9.3%64.3%12K/12S12K/12S 63.5%3.1%49.4%-9.4%20.6%6.5%29.7%27.9%24K/25K24K/25K 36.2%-16.4%68.2%4.9%60.7%25.9%48K48K 0.0%0.3%数据来源：吉林碳谷招股书、财通证券研究院 5.2 碳丝生产：碳丝生产：氧化和碳化是关键环节氧化和碳化是关键环节 原材料采购原材料采购20172017201

100、82018产量（吨）6282.746659.38丙烯腈采购量（吨）6806.4510868.57油剂采购量（吨）421.02416.51水（万立方米）239.63619.49电（万度）16121988气（万吨/万立方）959.07935.73单吨消耗单吨消耗20018丙烯腈（吨/吨）1.081.63油剂（kg/吨）67.0162.54水（立方米/吨）381.41930.25电（度/吨）2565.762985.26气（万吨/万立方/吨）0.150.14 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 29 行业深度分析报告/证券研究报告 成品原丝成品原丝经多段氧化炉在空气

101、气氛下反应得到预氧丝预氧丝；预氧丝在氮气保护下，分别经过低温碳化、高温碳化得到碳丝碳丝；随后经表面处理后进行上浆，最后经烘干得到高强型碳纤维产品。高强型碳纤维产品。若要进一步提升产品的弹性模量，将高强型、高强中模型碳纤维在惰性气氛下经 2,000以上的温度石墨化处理，再经过表面处理、上浆和干燥处理，得到石石墨墨纤维纤维。图52.碳丝生产工艺流程 图53.碳纤维到石墨纤维生产原理 数据来源：中复神鹰招股书、财通证券研究所 数据来源：中复神鹰招股书、财通证券研究所 目前，国内碳纤维生产企业主要包括中复神鹰、恒神股份中复神鹰、恒神股份等民品碳纤维生产企业，以及光威复材光威复材（军品+民品）、中简科技

102、、中简科技等下游为军品的生产企业。除碳纤维外，这些企业大部分还都具备原丝生产能力，以及碳纤维制品生产能力。碳纤维应用形式主要有四种，分别为碳纤维、碳纤维织物、碳纤维预浸料、短切碳纤维、碳纤维织物、碳纤维预浸料、短切纤维纤维。碳纤维织物是碳纤维重要的应用形式，分为碳纤维机织物、碳纤维针织物、碳纤维毡和碳纤维异型织造织物，目前国内碳纤维织物的应用形式主要以碳纤维机织物为主。表6.碳纤维主要生产企业布局情况 企业名称企业名称 原丝环节原丝环节 碳纤维碳纤维 碳纤维制品碳纤维制品 其他其他业务业务 原丝工艺 碳纤维产品 应用领域 2020 年产量（吨）占国产比重 中复神鹰中复神鹰 一步法、干喷湿纺 S

103、YT45（高于 T300 级）、SYT45S（T700 级）、SYT49S（T700 级）、SYT55S（T800 级）、SYM40（M40 级）民品为主 3777 20.98%光威复材光威复材 一步法、干喷湿纺/湿法纺丝 GQ3522（T300 级）、GQ4522（T700 级）等碳纤维及织物 军品、民品 1752 9.73%碳纤维织物、碳纤维预浸料、复合材料制品 碳纤维核心生产设备 中简科技中简科技 一步法、湿法纺丝为主 对外销售主要产品为 ZT7 系列碳纤维及其织物（模量偏高 250GPa，强度与日本东丽 T700相当，为 3K 小丝束）基本为军品 114 0.63%碳纤维织物 谨请参阅

104、尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 30 行业深度分析报告/证券研究报告 恒神股份恒神股份 一步法、湿法纺丝为主 HF10（T300 级）等 民品为主 未披露 未披露 碳纤维织物、碳纤维预浸料、复合材料制品 数据来源：中复神鹰招股书、财通证券研究院 5.3 碳纤维生产设备：碳纤维生产设备：具备生产线供应能力，进口替代空间巨大具备生产线供应能力，进口替代空间巨大 碳纤维制备工艺和设备对碳纤维的生产至关重要，其决定了碳纤维的产品质量，由于碳纤维的制备工艺流程复杂，涉及工艺参数较多，积累这些参数往往需要很长的周期，且国外领头企业对该类设备一直实施封锁禁售。因此，未来碳纤维国外领头企业对该类设备

105、一直实施封锁禁售。因此，未来碳纤维设备进口替代的需求巨大设备进口替代的需求巨大。精功科技精功科技为国内碳纤维生产设备龙头企业，具备碳纤维国内碳纤维生产设备龙头企业，具备碳纤维成套成套生产线供应能力生产线供应能力，截至截至 2021年公司已累计完成年公司已累计完成 6条生产线交付条生产线交付。生产线以 12K、24K、48K及以上原丝为原料，具备年生产 1 千吨以上碳纤维生产能力，技术处于国际先进水平。根据精功科技 12月 16 日发布公告，2021年 10 月 15 日公司与吉林国兴碳纤维签署 4 条碳纤维生产线合同，金额总计为 6.5 亿元，即平均单条平均单条 3 米生产线含税价米生产线含税

106、价约为约为 1.6 亿元亿元。表7.精功科技碳纤维成套生产线销量及收入变化 年份年份 产品产品 数量（台套）数量（台套）销售收入（亿元）销售收入（亿元）20202020 3 米生产线 1 1.62 缠绕机 2 0.45 预氧炉、干燥机、定型机 3 总计总计 6 6 2.072.07 20212021 3 米生产线 4 5.75 1 米生产线 1 1.74 1.2 米生产线 1 2 米生产线 0.47 总计总计 6.476.47 7.497.49 数据来源：精功科技公告、财通证券研究院 碳纤维生产线由放纱架、氧化炉组、低温碳化炉、高温碳化炉、表面处理浴池、放纱架、氧化炉组、低温碳化炉、高温碳化炉

107、、表面处理浴池、上浆浴池、干燥机、卷绕机上浆浴池、干燥机、卷绕机等组成，实现对 PAN 基碳纤维原丝连续多道热处理和后续处理，得到高性能碳纤维。在众多碳纤维生产设备中，氧化炉与碳化炉是氧化炉与碳化炉是生产线的主体设备，也是生产线的主体设备，也是最关键设最关键设备备。在制造 PAN 基碳纤维过程中，结构会经过两次重大变化，有机原丝才能转化为无机碳纤维。一次是在预氧化过程中，使 PAN 的线型分子链转化为耐热梯形结构的预氧丝，一次是在碳化过程中，由梯形结构转化为碳纤维的乱层石墨结构。谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 31 行业深度分析报告/证券研究报告 图54.哈泊（Harper）

108、公司碳纤维生产线流程示意图 图55.生产 Panel基碳纤维过程中两次结构转化 数据来源：生产碳纤维的关键设备碳化炉贺福、李润民、财通证券研究所 数据来源：生产碳纤维的关键设备 碳化炉贺福、李润民、财通证券研究所 碳纤维生产设备对生产效率的提升、资本支出的减少和综合生产成本的降低具有举足轻重的作用。从氧化、碳化线的环节看，提高良品率、使用更宽的炉子、提提高良品率、使用更宽的炉子、提高产线速度高产线速度几个角度最有潜力提高单位时间产量，从而提高年产能。这几个规模化生产方向对设备和工艺都提出更大的技术挑战。从精功科技的千吨级碳纤维生产线产量来看，假设生产 12K 碳纤维、使用宽 3 米的炉子、12

109、m/min 产线速度、年运行时间 7200小时情景下，产量可达每年 1500 吨。单位时间产量单位时间产量（g/min）=良品率良品率 运行线速度（运行线速度（m/min）单丝纤度单丝纤度（g/m）单丝密度（单丝密度（f/mm）炉宽（炉宽（mm）表8.精功科技千吨级生产线参数 项目 参数 材料 PAN 原丝 适用丝束规格 12K、24K、48K、96K 单丝纤度 d/tex 1.22 炉幅宽度（mm）500-3000 运行线速度（m/min）6-12 氧化炉温度（）300 低温碳化炉温度（）1000 高温碳化炉温度（）1800 产量（吨/年）约 1500（12K,400 束,12 m/min,

110、7200 小时）数据来源：精功科技官网，财通证券研究院 6 投资建议及相关标的投资建议及相关标的 从需求端看，风电、碳碳复材（热场部件）、压力容器（主要为氢能）对于碳纤维的需求均保持较高增速，行业高景气度会持续较长时间。从供给端看，目前全球，尤其是中国企业加速扩张产能，从供需格局及技术进步等多方面降低碳纤维供应成本，此前受成本抑制的下游需求释放在即。从整个产业链看，原丝竞争格局最佳，设备领域国产替代需求最为迫切。因此，建议关注行业龙头企业吉林碳建议关注行业龙头企业吉林碳 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 32 行业深度分析报告/证券研究报告 谷、精功科技，碳丝生产领域建议关注在

111、大丝束领域率先实现量产的吉林化纤，谷、精功科技，碳丝生产领域建议关注在大丝束领域率先实现量产的吉林化纤，以及民用、军用碳纤维以及民用、军用碳纤维领军企业领军企业中复神鹰、光威复材、中简科技中复神鹰、光威复材、中简科技。6.1 精功科技精功科技 精功科技是深证证券交易所中小企业板块首批上市公司，主要从事太阳能光伏专用设备、碳纤维复合材料装备等研发制造。公司主要碳纤维装备产品有千吨级碳纤维生产线和碳纤维微波石墨化生产线，其中千吨级碳纤维生产线每年产量可达 1500 吨，碳纤维微波石墨化生产线则是基于使用普通碳丝为原料设计，产品性能更优，流程能耗、成本比同级碳纤维大幅降低，最终产品品质等级可达 T7

112、00/T800 以上。6.2 光威复材光威复材 光威复材于 2017 年登陆创业板，是国内碳纤维行业首家上市公司，也是目前国内生产品种最全、生产技术最先进、产业链最完整的碳纤维行业龙头企业之一。公司主要从事碳纤维及其复合材料的研发、生产与销售，具有碳纤维行业全产业链布局，形成了具有自主知识产权的碳纤维及复合材料研发生产体系并不断突破技术瓶颈。公司主要产品包括 GQ3522（T300 级）/GQ4500（T700 级）/QZ5526（T800 级）等代表性系列化碳纤维产品。产品主要应用领域威国防军工和民用两大板块。2005 年公司研发的 GQ3522 达到 T300 级水平，成为国内第一家实现碳

113、纤维工程化企业，成功打破国外垄断，填补了国内空白，公司也成为了国产碳纤维的主供应商。2007 独创的 GQ4522 碳纤维各项指标达到 T700 级水平。2014 年研制的QZ5526 成功达到 T800H 水平。公司将自主开发的先进工艺技术与自有产业链设备制造技术有机结合，保证了工艺的成熟稳定及持续优化，产品质量稳定性持续提升。6.3 中简科技中简科技 中简科技是国内首个航空航天领域 ZT7系列碳纤维产品的批量稳定供应商，是拥有完全自主知识产权及相关产品研发制造商，其生产的 ZT7系列碳纤维打破了境外对宇航级碳纤维的封锁，被批量用于我国航空航天八大型号，实现军民深度融合。公司主要产品有 ZT

114、7/ZT8/ZT9/ZM40，其产品性能均不逊色于日本东丽的产品性能，其中 ZT7 系列碳纤维拉伸模量更是高于日本东丽 T700 级碳纤维，形成全新一代航空用复合材料体系。公司生产产品大多运用于军品，2018 年军品销售收入占营业收入比重 99.77%。谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 33 行业深度分析报告/证券研究报告 7 风险提示风险提示 测算误差风险：测算误差风险：本文在测算过程中含有一定假设，具有一定的主观性，目前我国碳纤维发展尚处于初期，各企业产品结构还在不断发生变化，部分数据可获得的公开信息有限，因此初步测算得出的降本幅度等相关结论可能存在一定的误差。关键设备进口

115、风险：关键设备进口风险：当前国内碳纤维生产主要设备（如氧化炉、碳化炉等）仍存在国外进口。当下国际关系与国际形势存在不确定性，难以排除由重大突发事件导致的主要生产设备供应中断，从而对国内企业造成影响。同时国外采购的设备主要以外币计价，难以排除由汇率波动导致的成本上涨风险。产业政策风险：产业政策风险：碳纤维行业属于新兴高科技领域，对国家的航空航天、重大装备制造等相关产于具有战略意义。国家产业政策对碳纤维行业发展起到积极的引导作用。如果国家未来调整产业政策，会一定程度上影响碳纤维行业的发展。下游下游需求需求不及预期风险：不及预期风险：碳纤维作为新兴材料，凭借其优异的性能在风电、压力容器、航空航天、体

116、育用品等领域展现出应用潜力。若碳纤维降本不及预期或出现其他性能更加优异的材料，则会阻碍碳纤维下游应用领域的推广，进而影响碳纤维的市场需求。人才流失风险：人才流失风险：碳纤维按行业涉及精馏纯化、高分子合成、高温处理、表面处理及界面科学等多学科交叉，产业链长、产品系列多且生产技术复杂。碳纤维行业需要一批具有交叉学科专业知识和实践经验丰富的优秀高级技术人才和团队。当前各国陆续推出人才引进政策，国际间人才竞争态势加剧，我国虽建立了较为完善的人才激励机制，努力创造条件吸引、培养和留住人才，但仍然存在人才流失的风险。谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 34 行业深度分析报告/证券研究报告 分

117、析师承诺分析师承诺 作者具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格，并注册为证券分析师，具备专业胜任能力，保证报告所采用的数据均来自合规渠道，分析逻辑基于作者的职业理解。本报告清晰地反映了作者的研究观点，力求独立、客观和公正，结论不受任何第三方的授意或影响，作者也不会因本报告中的具体推荐意见或观点而直接或间接收到任何形式的补偿。资质声明资质声明 财通证券股份有限公司具备中国证券监督管理委员会许可的证券投资咨询业务资格。公司评级公司评级 买入：相对同期相关证券市场代表性指数涨幅大于 10%；增持：相对同期相关证券市场代表性指数涨幅在 5%10%之间；中性：相对同期相关证券市场代表性指数涨幅在-

118、5%5%之间；减持：相对同期相关证券市场代表性指数涨幅小于-5%；无评级：由于我们无法获取必要的资料，或者公司面临无法预见结果的重大不确定性事件，或者其他原因，致使我们无法给出明确的投资评级。行业评级行业评级 看好：相对表现优于同期相关证券市场代表性指数；中性：相对表现与同期相关证券市场代表性指数持平；看淡：相对表现弱于同期相关证券市场代表性指数。免责声明免责声明 。本公司不会因接收人收到本报告而视其为本公司的当然客户。本报告的信息来源于已公开的资料，本公司不保证该等信息的准确性、完整性。本报告所载的资料、工具、意见及推测只提供给客户作参考之用，并非作为或被视为出售或购买证券或其他投资标的邀请

119、或向他人作出邀请。本报告所载的资料、意见及推测仅反映本公司于发布本报告当日的判断，本报告所指的证券或投资标的价格、价值及投资收入可能会波动。在不同时期，本公司可发出与本报告所载资料、意见及推测不一致的报告。本公司通过信息隔离墙对可能存在利益冲突的业务部门或关联机构之间的信息流动进行控制。因此，客户应注意，在法律许可的情况下，本公司及其所属关联机构可能会持有报告中提到的公司所发行的证券或期权并进行证券或期权交易，也可能为这些公司提供或者争取提供投资银行、财务顾问或者金融产品等相关服务。在法律许可的情况下，本公司的员工可能担任本报告所提到的公司的董事。本报告中所指的投资及服务可能不适合个别客户，不构成客户私人咨询建议。在任何情况下，本报告中的信息或所表述的意见均不构成对任何人的投资建议。在任何情况下，本公司不对任何人使用本报告中的任何内容所引致的任何损失负任何责任。本报告仅作为客户作出投资决策和公司投资顾问为客户提供投资建议的参考。客户应当独立作出投资决策，而基于本报告作出任何投资决定或就本报告要求任何解释前应咨询所在证券机构投资顾问和服务人员的意见；本报告的版权归本公司所有，未经书面许可，任何机构和个人不得以任何形式翻版、复制、发表或引用，或再次分发给任何其他人，或以任何侵犯本公司版权的其他方式使用。信息披露信息披露