1、 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 1 证券研究报告 建材建材 从从玻纤发展看碳纤维玻纤发展看碳纤维:供需进化再演绎供需进化再演绎 华泰研究华泰研究 建材建材 增持增持 ( (维持维持) ) 行业行业走势图走势图 资料来源：Wind，华泰研究 重点推荐重点推荐 股票名称股票名称 股票代码股票代码 目标价目标价 (当地币种当地币种) 投资评级投资评级 中材科技 002080 CH 44.69 买入 中国巨石 600176 CH 26.73 买入 资料来源：华泰研究预测 2021年 11月 30日中国内地 专题研究专题研究 玻璃玻纤系列之七：从玻纤发展看碳纤维，供需进化

2、再演绎玻璃玻纤系列之七：从玻纤发展看碳纤维，供需进化再演绎 我们通过玻纤及碳纤维的需求/供给/竞争格局比较，发现碳纤维正复制玻纤 的产业化历史：1）玻纤长期寡头垄断格局源于资金和技术等壁垒，而碳纤 维壁垒更高，具备强者恒强基础；2）中国巨石万吨池窑线打破规模化阻碍， 碳纤维进口受阻带来国产化机遇，规模化进程加速；3）下游需求高度重叠， 碳纤维应用扩张及对玻纤渗透加速。 高成本下碳纤维对玻纤的替代仍是长期 过程， 但我们认为需求端迎来应用开拓以及风电大叶片、 海上风电快速发展， 碳纤维发展进入实质性加速阶段。 中国建材集团下属公司中复神鹰 （未上市） 为国内碳纤维龙头，玻纤关注受益于风电高景气的

3、中材科技/龙头中国巨石。 需求比较：玻纤产业化程度更高，碳纤维应用初期需求比较：玻纤产业化程度更高，碳纤维应用初期 碳纤维性能显著强于玻纤，但价格是玻纤 10 倍以上。国内玻纤性能已处全 球领先地位，中国巨石 E8/E9 等超高模量玻纤性能与碳纤维差距已在缩小。 全球玻纤需求量约是碳纤维 80 倍 （19 年 801 万吨 vs20 年 10 万吨） ， 20 年 国内玻纤市场规模是碳纤维 28 倍（1955vs70 亿元） ，碳纤维目前需求量处 于玻纤 90 年代体量。 据奥赛碳纤维， 预计国内 21-25 年碳纤维需求量 CAGR 25%，碳纤维在风电叶片/汽车轻量化/航空航天与玻纤竞争较

4、大，21-25 年 碳纤维在风电叶片/汽车中需求量 CAGR 25%/10%，但我们测算 20 年碳纤 维在二者中对玻纤渗透率仅 3%/4.5%，高成本下替代过程道阻且长。 供给比较：供给比较：玻纤扩产受限玻纤扩产受限 vsvs 碳纤维突进并加速整合碳纤维突进并加速整合 20 年全球碳纤维产能 17 万吨， 技术和应用受限导致产能利用率仅 62%， 国 内产能利用率 50%/同比+5pct，已接近国际水平。碳纤维 25 年前全球新建 产能约 25 万吨/国内占 85%以上， 但干喷湿纺技术壁垒下原丝有效产能扩张 或受限。20 年玻纤产能利用率 93%，且 19 年国内产量已占全球 66%。玻

5、纤供给压力相对较小， 预计 22 年国内点火 60 万吨， 而能耗双控限制新增产 能落地。国有资本加大并购布局碳纤维，已形成陕煤集团/吉林化纤集团/宝 武集团（均未上市）为首的碳纤维主力，中国建材下属的中复神鹰在规模和 技术上均处全球前列。 玻纤头部关注第二轮冷修潮， 有望加速行业产能优化。 竞争格局比较：竞争格局比较：类似的寡头垄断，历史有望再演绎类似的寡头垄断，历史有望再演绎 20 年碳纤维海外龙头占 56%产能，技术领先且全球扩张加速。全国碳纤维 CR4 在 80%左右，集中趋势类似玻纤，CR3 集中度 10 年来在 65%以上。 我们认为碳纤维的发展有望复制玻纤历史，系：1）玻纤长时间

6、寡头垄断格 局源于资金和技术高壁垒，碳纤维比玻纤壁垒更高，吨投资 20-120 万元/吨 vs 玻纤 1 万元/吨，核心纺丝技术仅头部企业拥有且是长期积累过程，具备 强者恒强基础；2）降本带来的产业化逻辑相似，历史上中国巨石万吨池窑 线打破规模化阻碍，目前进口受阻带来碳纤维国产化机遇，国内龙头技术已 实现全国产化；3）下游需求高度重叠，市场扩张和渗透率提升均有看点。 风险提示： 碳纤维规模化缓慢； 碳纤维技术突破受阻； 替代材料的加速成熟。 (7) 2 10 19 27 Dec-20Apr-21Jul-21Nov-21 (%) 建材沪深300 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必

7、一起阅读。 2 建材建材 正文目录正文目录 需求比较：玻纤产业化程度更高，碳纤维应用初期需求比较：玻纤产业化程度更高，碳纤维应用初期 . 4 碳纤维性能显著优于玻纤，但玻纤性价比更高. 4 玻纤产业化程度更高，碳纤维需求在拓展初期. 5 玻纤需求量为碳纤维 80 倍，但需求增速显著小于碳纤维 . 5 风电叶片：大型化及海风景气，碳纤维或加速渗透玻纤 . 8 汽车：轻量化最佳用碳纤维，单车复材用量空间仍广阔 . 11 航空航天：玻纤多用于小部件，碳纤维单机用量可过半 . 12 供给比较：玻纤扩产受限供给比较：玻纤扩产受限 vs 碳纤维突进并加速整合碳纤维突进并加速整合 . 14 碳纤维开工率提升

8、并加速扩产，玻纤产能增长受限 . 14 国企加速碳纤维整合，玻纤已进入第二轮冷修优化 . 16 竞争格局比较：类似的寡头垄断，历史有望再演绎竞争格局比较：类似的寡头垄断，历史有望再演绎 . 18 海外龙头占碳纤维过半市场，国内集中度类似玻纤 . 18 强者恒强巩固寡头垄断，碳纤维有望复制玻纤发展 . 19 比玻纤更高的资金/技术/成本壁垒，寡头垄断或持续. 19 类比玻纤发展历史，降本带来的产业化逻辑基本相似 . 20 下游需求高度重叠，市场扩张和渗透率提升均有看点 . 22 重点推荐公司重点推荐公司 . 23 中材科技（002080 CH，买入，目标价：44.69 元） . 23 中国巨石（

9、600176 CH，买入，目标价：26.73 元） . 23 风险提示. 23 图表目录图表目录 图表 1： 主要高性能纤维材料性能对比 . 4 图表 2： 中国巨石高性能玻纤产品部分性能与碳纤维的差距已明显缩小 . 4 图表 3： 日本东丽不同型号碳纤维拉伸强度及拉伸模量分布 . 5 图表 4： 中复神鹰不同型号碳纤维性能参数 . 5 图表 5： 2015-2030E 全球及中国碳纤维需求量加速提升 . 6 图表 6： 中国碳纤维进口增多但国产化率提升明显 . 6 图表 7： 全球玻纤需求量稳步提升 . 6 图表 8： 国内玻纤表观需求量保持增长趋势，出口占比高 . 6 图表 9： 2020

10、 年全球碳纤维需求结构 . 7 图表 10： 2020 年中国碳纤维需求结构 . 7 图表 11： 2020 年全球碳纤维不同领域单位售价 . 7 图表 12： 碳纤维产业链及其主要应用场景 . 7 图表 13： 2019 年全球玻纤需求结构 . 8 图表 14： 2019 年中国玻纤需求结构 . 8 图表 15： 玻纤主要应用场景 . 8 hZjWcZkWaZdWwOxPyQuM6McMbRtRoOoMmNlOnMpNiNqQpO8OrRvMuOpOpPxNsRmR 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 3 建材建材 图表 16： 风电机组核心零部件及材料等情况 .

11、9 图表 17： 碳纤维主要应用在风电叶片主梁和塔架前缘 . 9 图表 18： 叶片大型化背景下减缓叶片重量提升幅度方式 . 9 图表 19： 23 年后全球海上风电有望逐步进入释放期. 10 图表 20： 全球风电叶片碳纤维需求 . 10 图表 21： 我国历次海上风电标杆上网电价调整 . 10 图表 22： 2021 年 6 月底 4MW 风机单价同比下降 21.8% . 11 图表 23： 2021 年上半年招标量同比高增 . 11 图表 24： 全碳纤维比全铝车身可减重 60%以上 . 11 图表 25： 全球及中国汽车用碳纤维需求量快速增长 . 11 图表 26： 玻璃纤维在乘用车应

12、用示意图 . 12 图表 27： 复合材料在商用飞机应用比例加速提升 . 13 图表 28： 2020 年航空航天的碳纤维需求结构 . 13 图表 29： 中国飞机架数及同比 . 13 图表 30： 全球航空航天碳纤维需求 . 13 图表 31： 全球碳纤维运行产能及部分扩产计划 . 14 图表 32： 国内部分碳纤维扩产计划（万吨） . 15 图表 33： 我国玻纤纱产量保持平稳增长 . 15 图表 34： 我国规模以上玻纤及制品企业收入及同比 . 15 图表 35： 截至 2021 年 10 月底玻纤在建及拟建池窑线 . 16 图表 36： 碳纤维产业主要兼并收购事件 . 16 图表 37

13、： 中国巨石历史冷修产能 . 17 图表 38： 2007-2020 年中国巨石玻纤及制品销量 . 17 图表 39： 2020 年全球碳纤维竞争格局（按运行产能）. 18 图表 40： 原丝理论产能分布 . 18 图表 41： 碳纤维理论产能分布 . 18 图表 42： 2009 年全国玻纤产能格局 . 19 图表 43： 2020 年全国玻纤产能格局 . 19 图表 44： 中国巨石智能制造生产线投资情况 . 19 图表 45： 主要碳纤维公司产线投资情况 . 20 图表 46： 玻纤与碳纤维发展历史对比 . 21 图表 47： 碳纤维行业主要公司情况 . 21 图表 48： 中国巨石玻纤

14、纱销量按下游分类 . 22 图表 49： 中复神鹰碳纤维收入按下游分类 . 22 图表 50： 重点公司估值表 . 23 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 4 建材建材 需求需求比较比较：玻纤：玻纤产业化程度更高产业化程度更高，碳纤维，碳纤维应用初期应用初期 碳纤维碳纤维性能显著优于玻纤性能显著优于玻纤，但玻纤性价比更高但玻纤性价比更高 碳纤维碳纤维在在可量产纤维材料中性能最佳可量产纤维材料中性能最佳，主要体现在主要体现在低密度低密度、高强度高强度、高模量、高模量、耐高温等耐高温等。碳 纤维是由聚丙烯腈（PAN） （或沥青、粘胶、酚醛基）等有机纤维在高温环境下裂解碳

15、化形 成的含碳量高于 90%的碳主链结构无机纤维， 其中全球 90%以上的碳纤维通过 PAN 制造。 碳纤维具备出色的力学性能和化学稳定性，是目前已大量生产的高性能纤维中具有最高的 比强度和最高的比模量的纤维。相比于传统的高性能纤维玻纤、玄武岩纤维等，碳纤维的主 要特点是重量轻/低密度（密度是钢的 1/5，是铝合金的 1/2） 、高强度（T300 拉伸强度 3500MPa，T1000/6370MPa，T1200/9000MPa） 、高模量（弹性强弱，T300/230GPa， T800/290GPa，M40/400GPa） 、耐高温（2000 摄氏度以上强度不降） 、耐腐蚀（耐海水及 各种酸碱盐

16、等介质腐蚀） 、热膨胀系数小（急冷急热下尺寸稳定性高） 、导热/导电性能独特 （可用于电加热及军工屏蔽防护） 。 图表图表1： 主要高性能主要高性能纤维材料性能对比纤维材料性能对比 性能性能 碳纤维碳纤维 玻纤玻纤 芳纶纤维芳纶纤维 连续玄武岩纤维连续玄武岩纤维 密度（g/cm ） 1.72.2 2.52.6 1.49 2.62.8 使用温度/ 最高 2000 -60350 最高 250 -260880 热传导系数（W/mK） 5185 0.0340.040 0.040.13 0.0310.038 弹性模量/GPa 230600 72.575.5 70140 79.393.1 抗拉强度(Mpa

17、) 35006000 31003800 29003400 30004840 单丝直径(m) 510 1030 515 925 断裂伸长率(%) 1.32.0 2.73.0 2.83.6 1.53.2 资料来源：刘学慧.连续玄武岩纤维与碳纤维、芳纶、玻璃纤维的对比及其特性概述J.山西科技，2014（29） ：87-89，华泰研究 玻纤玻纤相比于碳纤维相比于碳纤维性价比更高，而性价比更高，而中国巨石超高模量中国巨石超高模量玻纤在玻纤在部分部分性能上性能上与碳纤维差距已明与碳纤维差距已明 显缩小显缩小。玻璃纤维是一种综合性能优异的无机非金属材料，以叶腊石、高岭土、石灰石、石 英砂等矿物原料按一定配比

18、混合后经高温熔制等工艺制造而成， 价格一般在 5000-10000 元 /吨之间。通常作为复合材料增强基材、电绝缘材料、耐热绝热材料、光导材料、耐蚀材料 和过滤材料等， 广泛用于多个产业领域， 是国家重点鼓励发展的新材料之一。 与碳纤维相比， 玻纤性能虽较低，但价格是碳纤维的 1/10 以下，性价比相对较高且应用更广泛。此外，中 国巨石 2020 年推出的 E9 超高模量玻纤拉伸模量超过 100GPa，拉伸强度已可达到 3500MPa，软化温度达到 970，在部分性能上与碳纤维的差距已明显缩小。 图表图表2： 中国巨石中国巨石高性能高性能玻纤产品玻纤产品部分性能与碳纤维的差距已明显缩小部分性能

19、与碳纤维的差距已明显缩小 项目项目 测试项目测试项目 测试方法测试方法 玻璃纤维型号玻璃纤维型号 E E6 E7 E8 E9 上市年份 2009 2010 2016 2020 浸胶纱拉伸性 能环氧树脂 拉伸强度（MPa） ASTM D2343 1900-2000 2500-2700 2800-3000 3100-3500 3100-3500 拉伸模量（Gpa） ASTM D2343 73-75 81-83 89-91 95-98 100-103 密度 ASTM C693 2.62-2.63 2.60-2.61 2.62-2.63 膨胀系数 ASTM D696 6.1 6.0 5.5 5.2 4

20、.7 软化点温度 ASTM C338 838 898 921 930 970 资料来源：公司官网，华泰研究 国内玻纤企业产品性能已领先全球，国内碳纤维产品性能与国外国内玻纤企业产品性能已领先全球，国内碳纤维产品性能与国外仍有一定差距但在缩小仍有一定差距但在缩小。 中国巨石无论是规模、技术、成本层面，已经超越国外龙头企业欧文斯科宁等，且全国玻纤 整体已是全球最大的消费和生产国家。 反观碳纤维， 目前来看仍处于海外企业领头的局面， 以日本东丽为主的国外碳纤维龙头， 在规模和产品性能上要领先于国内企业。 但国内企业仍 在加速赶超， 从强度和弹性来看， 中复神鹰大部分产品位于 4000-6000MPa

21、、 230-300GPa， 部分高弹性或高强度的产品已接近东丽相应的中高端产品水平。 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 5 建材建材 图表图表3： 日本东丽不同型号碳纤维拉伸强度及拉伸模量分布日本东丽不同型号碳纤维拉伸强度及拉伸模量分布 资料来源：公司官网，华泰研究 图表图表4： 中复神鹰中复神鹰不同型号碳纤维性能参数不同型号碳纤维性能参数 型号型号 规格规格 强度（强度（MPa） 模量（模量（GPa） 伸长率（伸长率（%） 线密度线密度 （g/km） 密度（密度（g/cm） 单丝直径单丝直径 （m） SYT45 3K 4,000 230 1.7 198 1.79

22、7 SYT45S 12K 4,500 230 1.8 800 1.79 7 24K 4,500 230 1.8 1,600 1.79 7 SYT49 12K 4,700 230 1.8 800 1.79 7 24K 4,700 230 2.1 1,600 1.79 7 SYT49S 12K 4,900 230 2.1 800 1.79 7 24K 4,900 230 2.1 1,600 1.79 7 SYM30 12K 4,900 290 1.6 740 1.70 7 SYM35 12K 4,900 340 1.4 450 1.72 5 SYM40 12K 4,700 375 1.2 430

23、1.78 5 SYT55S 12K 5,900 295 1.9 450 1.79 5 24K 5,900 295 1.9 900 1.79 5 SYT65 12K 6,400 295 2.1 450 1.79 5 资料来源：公司官网，华泰研究 玻纤玻纤产业化程度更高，产业化程度更高，碳纤维碳纤维需求在拓展初期需求在拓展初期 玻纤需求量玻纤需求量为为碳纤维碳纤维 80 倍，倍，但需求增速显著小于碳纤维但需求增速显著小于碳纤维 需求需求体量体量看，看，2020 年年碳纤维在碳纤维在全球全球/中国中国有有 11/5 万吨万吨、26/10 亿美元市场规模亿美元市场规模，预计至预计至 21- 25 年年

24、 CAGR 为为 13%/25%，国产，国产碳纤维碳纤维需求需求预计保持预计保持 30%以上高增长以上高增长。从需求端看，据中 国复合材料学会2020 年全球碳纤维复合材料市场报告 （下称“市场报告” ） ，2020 年全 球碳纤维整体需求约 10.7 万吨/26 亿美元，同比+3%/-9%，疫情拖累高价的航空航天领域 销售降低导致市场规模下降； 预计 25/30年需求分别达到 20/40万吨， 21-25/21-30 年 CAGR 分别为 13%/14%。 2020 年中国碳纤维需求约 4.9 万吨，同比+29%，占到全球需求量的 46%，同比+9pct。其 中国产/进口为 1.9/3.0

25、万吨，同比+54%/+18%，国产碳纤维增速已连续 3 年超 30%。预计 国内碳纤维需求在 2023/2025 年总体达到 9.4/14.9 万吨，21-25 年 CAGR 为 24%/25%， 其中国产 CAGR 预计为 35%/35%。此外，2020 年国内总体市场规模 10 亿美元。 目前国内大部分碳纤维需求依靠进口满足， 2020 年国内需求自给率仅 38% （1.9/4.9 万吨） ， 随着国内下游需求的逐步打开，据市场报告，预计到 2023/2025 年碳纤维自给率可达到 48%/55%。进口碳纤维主要来自日本、美国等，根据海关总署的数据，2021 年前 9 月，我 国进口碳纤维

26、产品合计为 1.9 万吨，同比+8%，其中碳纤维/碳纤维预浸料/制品 4037/1278/15397 吨，同比+60%/+90%/-4%。 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 6 建材建材 图表图表5： 2015-2030E 全球及中国碳纤维需求量全球及中国碳纤维需求量加速提升加速提升 图表图表6： 中国碳纤维进口增多但国产化率提升明显中国碳纤维进口增多但国产化率提升明显 资料来源：2020 年全球碳纤维复合材料市场报告，中国复材协会，华泰研究 注：碳纤维合计包括碳纤维、碳纤维预浸料、其他碳纤维制品；2021 为前 9 月 资料来源：2020 年全球碳纤维复合材料市场

27、报告，中国复材协会，华泰研究 玻纤玻纤全球全球需求量需求量约为约为碳纤维碳纤维的的 80 倍倍达到达到 801 万吨万吨， 成熟成熟产业化特征产业化特征更更为明显为明显。 据玻纤复合 材料信息网，2019 年全球玻纤需求量为 801 万吨，同比+5%；2020 年国内玻纤表观需求 量 427 万吨，同比+9.7%，国内需求量基本占到全球 50%以上。此外，我国玻纤及制品出 口量较高，已经是全球玻纤需求的重要组成部分。2019/2020 年玻纤及制品出口量 154/133 万吨，同比-3%/-14%，21 年前 10 月达到 138 万吨/同比+21%，今年以来海外复苏持续拉 动整体需求景气；而

28、进口量相对较小，2020 年为 19 万吨。2020 年我国碳纤维需求量基本 处于玻纤 90 年代的表观消费体量（2000 年 25 万吨） ，碳纤维下游需求还处于拓展初期。 图表图表7： 全球玻纤需求量稳步提升全球玻纤需求量稳步提升 图表图表8： 国内玻纤表观需求量国内玻纤表观需求量保持增长趋势，出口占比高保持增长趋势，出口占比高 资料来源：玻璃纤维复合材料信息网，华泰研究 资料来源：中国玻纤工业协会，中国纤维复材网，卓创资讯，华泰研究 需求结构看，需求结构看，碳纤维下游需求以风电叶片、航天航空、体育休闲、汽车为主。碳纤维下游需求以风电叶片、航天航空、体育休闲、汽车为主。从全球需求来 看，碳

29、纤维下游相对分散，风电叶片（主梁、梁帽） 、航空航天（飞机构件） 、体育休闲（球 拍/钓具等） 、汽车（轻量化构件）为主要应用领域，2020 年合计占到全球需求的 70%。而 国内碳纤维主要应用于风电叶片和体育休闲，2020 年两者合计占比达到 71%。从附加值来 看，航空航天单价达到 60 美元/kg，产品相对高端，市场基本被海外公司所占据；风电叶片 单价最低（14 美元/kg） ，全球应用相对更多。但体育用品中碳纤维的发展速度相对较低， 2020 年全球体育用品碳纤维用量 1.5 万吨，同比+3%，预计 2025 年 2.0 万吨，21-25 年 CAGR 达到 5%。 0% 10% 20

30、% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2023E 2025E 2030E （万吨） 碳纤维需求量：全球 碳纤维需求量：中国 中国占比（右轴） 中国需求增速（右轴） 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 45% 50% 0 5,000 10,000 15,000 20,000 25,000 30,000 35,000 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 （

31、吨） 进口：碳纤维合计出口：碳纤维合计 国产化率 -15% -10% -5% 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 （万吨） 全球玻纤需求同比 0% 10% 20% 30% 0 100 200 300 400 500 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 （万吨）国内表观消费量（含库存） 玻纤及制品：进口 玻纤及制品：出口 表

32、观消费量同比（右轴） 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 7 建材建材 图表图表9： 2020 年全球碳纤维需求结构年全球碳纤维需求结构 图表图表10： 2020 年中国碳纤维需求结构年中国碳纤维需求结构 资料来源：2020 年全球碳纤维复合材料市场报告，华泰研究 资料来源：2020 年全球碳纤维复合材料市场报告，华泰研究 图表图表11： 2020 年全球碳纤维不同领域单位售价年全球碳纤维不同领域单位售价 图表图表12： 碳纤维产业链及其主要应用场景碳纤维产业链及其主要应用场景 资料来源：2020 年全球碳纤维复合材料市场报告，华泰研究 资料来源：光威复材/中简科技招

33、股书，华泰研究 玻纤玻纤集中集中应用在建筑应用在建筑、交通运输等交通运输等传统传统领域领域，碳纤维在碳纤维在风电风电叶片叶片、汽车轻量化等汽车轻量化等高端产品高端产品 中中和玻纤有替代关系和玻纤有替代关系， 而在建筑中也可用于桥梁补强而在建筑中也可用于桥梁补强。 玻纤产业化较明显， 大众产品占比较 高，相对较低的价格使玻纤主要应用于建筑建材领域（34%） 、交通运输（14%） 、电子电器 （20%）及工业设备（22%）等领域，例如建筑承载工程中的加固材料（混凝土梁、柱） 、 建筑物内外墙体保温、防水、抗裂材料和节能建筑门窗等，汽车中的前端模块、发动机罩、 新能源汽车电池保护盒等，家电外壳、供给

34、水管等。 玻纤高端纱产品主要应用于风电叶片 （短切原丝） 、 汽车轻量化 （热塑纱） 、 PCB （电子纱） ， 此外航空航天如飞机上的内外侧副翼、方向舵、扰流板、机舱内的顶板、行李箱、仪表盘、 机身空调舱、盖板等二级结构。以上领域也是碳纤维的主要应用领域，对玻纤具有一定替代 性。传统领域如建筑中，碳纤维也有应用的地方，大丝束产品性能相对较低同时制造成本相 对较低，因此往往运用于基础工业领域，包括土木建筑、交通运输和能源等，如用于建筑桥 梁的补强。 风电叶片 28.6% 航天航空 15.4% 体育休闲 14.4% 汽车 11.7% 混配成型 8.9% 压力容器 8.2% 碳/碳复材 4.7%

35、建筑 3.8% 电子电气 1.4% 船舶 1.1% 电缆芯 0.9% 其他 0.8% 风电叶片 40.9% 体育休闲 29.9% 碳/碳复材 6.1%建筑 4.5% 压力容器 4.1% 航天航空 3.5% 混配成型 3.5% 电子电气 2.5% 汽车 2.5% 电缆芯 0.8% 船舶 0.2% 其他 1.5% 60 23232323 2020 1818 18 14 0 10 20 30 40 50 60 70 航 空 航 天 体 育 休 闲 电 子 电 气 电 缆 芯 船 舶 压 力 容 器 建 筑 汽 车 混 配 模 成 型 碳 碳 复 材 风 电 叶 片 （美元/kg） 免责声明和披露以及

36、分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 8 建材建材 图表图表13： 2019 年年全球玻纤需求结构全球玻纤需求结构 图表图表14： 2019 年年中国玻纤需求结构中国玻纤需求结构 资料来源：OC，华泰研究 资料来源：中国玻纤工业协会，华泰研究 图表图表15： 玻纤主要应用场景玻纤主要应用场景 资料来源：国际复材招股书，华泰研究 风电风电叶片叶片：大型化大型化及海风景气及海风景气，碳纤维或碳纤维或加速加速渗透渗透玻纤玻纤 玻纤增强复合材料为玻纤增强复合材料为风电叶片主流材料，风电叶片主流材料，碳纤维在风电叶片碳纤维在风电叶片中渗透率仅中渗透率仅 3%。玻纤增强复合 材料质轻高强、耐腐蚀性能

37、好、可设计性强及优良的工艺性能，叠加性价比优势，使其成为 制造风电叶片的完美材料。 现阶段大型风机的叶片外壳主要材料为玻纤增强复合材料、 玻纤 +碳纤维增强复合材料、碳纤维增强复合材料，玻纤价格较碳纤维价格优势明显（约为 1/10 以下） ， 玻纤增强复合材料为叶片制造主流选项。 根据常州天马集团 2009 年研究估算， 1GW 风电机组对玻纤纱需求量约 0.96 万吨；根据 GWEC（全球风能理事会） ，2020 年全球风电 装机量 93GW，以上可得对应 2020 年理论风电领域玻纤用量 89 万吨。据市场报告，2020 年碳纤维风电需求 3 万吨，计算可得碳纤维在风电叶片中的渗透率仅 3

38、%。 消费（电子、 电器、娱乐） 16% 建筑（住宅、商 业、水运&仓储） 33% 交通（汽车、 卡车、火车、 海运等） 28% 工业（工厂、矿业、海上 平台） 13% 风电 10% 建筑 34% 电子电器 21% 交通运输 16% 管道 12% 工业应用 10% 新能源环保 7% 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 9 建材建材 图表图表16： 风电机组核心零部件及材料等情况风电机组核心零部件及材料等情况 图表图表17： 碳纤维主要应用在风电叶片主梁和塔架前缘碳纤维主要应用在风电叶片主梁和塔架前缘 资料来源：机电之家，北极星风力发电网，华泰研究 资料来源：三一重能叶

39、片研究院，华泰研究 叶片大型化和大功率化叶片大型化和大功率化有望有望加速加速碳纤维碳纤维渗透率渗透率提升提升。随着风电行业商业化及市场竞争的不 断加剧，以及低风速风机和海上风机的用量增多，风机叶片正逐步向大型化、轻量化的方向 发展。 通过加大风轮长度增加扫风面积， 进而提升低风速下风电发电效率是风电行业的发展 趋势， 风电叶片大型化是行业趋势。 此外增加叶片长度同时避免叶片质量大幅增加是叶片制 造企业降本的重要方式， 目前解决方案主要包括应用更高模量的玻纤作为增强材料、 增强材 料加入碳纤维/使用更高比例碳纤维、采用新型树脂材料、叶片制造工艺改进。 碳纤维主要用作风电叶片的主梁或者分段叶片链接

40、区域，承担主要荷载，作为结构材料；其 次是用在塔架的前缘， 通过加热除冰， 作为功能材料， 但用量少。 对于功率 5MW(长度 40m) 以上机型的风机叶片， 玻璃纤维材质的叶片已无法满足性能需求， 且叶片的质量剧增会导致 生产成本提升。风力机超过 3MW、叶片长度超过 40m 时，叶片制造时采用碳纤维已成为 必要的选择。事实上，当叶片超过一定尺寸后，碳纤维叶片反而比玻璃纤维叶片便宜，因为 材料用量、劳动力、运输和安装成本等都下降了。一个旋转直径为 120m 的风机的叶片，由 于梁的质量超过叶片总质量的一半，梁结构采用碳纤维，和采用全玻璃纤维的相比，质量可 减轻 40%左右1。 图表图表18：

41、 叶片大型化背景下减缓叶片重量提升幅度方式叶片大型化背景下减缓叶片重量提升幅度方式 方式方式 案例案例 应用更高模 量的玻纤作 为增强材料 中国巨石的超高模量风力叶片用纱 E8-390产品（采用 E8 玻璃料配方，产品模量达到 95GPa，毛羽少，且具有 更快的浸穿速度和优良的浸透效果，更高的 90 度拉伸强度，以及极佳的耐老化、耐存储性能、层压板力学性能， 其增强复材强度可提升 20-30%），泰山玻纤的 HMG 高强高模玻纤（拉伸强度达 2.7-2.9GPa，拉伸模量达 88- 90GPa， 抗拉强度、 弹性模量、 抗冲击性能、 耐化学腐蚀性能及耐疲劳强度较前期明显提升） 和 S-1HMT

42、M 粗砂 （拉 伸模量高达 90GPa，较传统 E 玻纤提升 20%，同时抗拉强度提升 50%、抗疲劳能力提升 10 倍）等 增强材料加 入碳纤维/使 用更高比例 碳纤维 OC 开发的 UltrabladeX 玻碳织物 （不改变灌注工艺的前提下可结合玻纤和碳纤维优势， 提供更好力学性能及疲劳 性能，可显著降低铺层时间、人力成本、树脂消耗）、中复连众开发的 LZ76- 3.X 碳纤维结构风电叶片（全球目前 3.X MW 最长风轮直径，主梁采用部分碳纤维结构设计，采用预浸料工艺成型，较传统叶片减重 15%，成本上升 10%，但整机综合成本下降超 10%）等 采用新型树 脂材料 重庆国际的 2.2M

43、W 世界最长新型高性能聚氨酯树脂体系风机叶片（使用 CPIC 聚氨酯织物灌注工艺），聚氨酯材 料优势在于机械性能好、制造工艺简化、可降低树脂放热对泡沫新材的影响，且能与玻璃纤维进行结合，具有更好 的长期抗疲劳性能 叶片制造工 艺改进 中材科技开发的 Sinoma85.6 海上低成本玻纤大叶片（考虑叶片族设计理念，采用玻璃纤维环氧树脂体系、结构型 式采用蛋壳式单层蒙皮设计技术，主梁层数是全玻纤叶片产品系列中最多的，采用一体灌注工艺） 资料来源：玻纤情报网，华泰研究 1罗永康等.碳纤维复合材料在风力发电机叶片中的应用J.电网与清洁能源,2008(24)： 53-57 免责声明和披露以及分析师声明是

44、报告的一部分，请务必一起阅读。 10 建材建材 风电迎来风电迎来快速发展机遇，叶片大型化尤其是海上风电的快速发展快速发展机遇，叶片大型化尤其是海上风电的快速发展有望加速碳纤维产业化有望加速碳纤维产业化， 预计预计 21-25 年年全球风电叶片全球风电叶片碳纤维需求量碳纤维需求量 CAGR 为为 25%。双碳目标下，风电已经成为重要 的发展领域。根据风能北京宣言的目标，到 2030 年，我国风电至少要达到 8 亿千瓦， 年均复合增长率达 12%；到 2060 年，风电至少达到 30 亿千瓦。海上风电因最小的涡轮机 额定功率为 3MW，且耐腐蚀性等要求更高，碳纤维有望成为最佳的使用材料。根据 GW

45、EC （全球风能理事会）预测，21 年中国海上风电抢装有望带动全球海上风电装机量同比增长 83.6%至 11.2GW，快速增长。21 年海上风电抢装后，海风新增装机量有所下滑，在风电降 本以及海风基地带动下，23 年以后风电再次恢复快速增长，2025 年全球海上风机装机量有 望达到 23.9GW，21-25 年 CAGR 为 31%。据市场报告，2025 年全球风电叶片碳纤维需求 有望达到 9.3 万吨，21-25 年 CAGR 为 25%。 图表图表19： 23 年后年后全球海上风电有望逐步进入释放期全球海上风电有望逐步进入释放期 图表图表20： 全球风电叶片碳纤维需求全球风电叶片碳纤维需求

46、 资料来源：全球风能理事会（GWEC），华泰研究 资料来源：2020 年全球碳纤维复合材料市场报告，华泰研究 21 年是海上风电国补最后一年，抢装带动装机量高升。年是海上风电国补最后一年，抢装带动装机量高升。针对海上风电项目，2018 年底之前 核准且在 2021 年底前全部机组完成并网的，执行核准时的上网电价，2022 年及以后全部 机组完成并网的， 执行并网年份的指导价， 海风抢装态势明确， 21 年海上风电迎来抢装潮。 图表图表21： 我国历次海上风电标杆上网电价调整我国历次海上风电标杆上网电价调整 核准时间核准时间 并网时间并网时间 执行政策执行政策 潮间带（元潮间带（元 /kwh）

47、近海（元近海（元/kwh） 2018 年前 2021 年底前 标杆电价 0.75 0.85 2018 年 5 月前 2021 年底前 已经确定投资主体的海风项目 2018 年可继续推进原方案。 0.75 0.85 未确定投资主体的海风项目通过竞争方式配置确定上网电价。 竞价 竞价 2019 年 2021 年底前 竞价，且电价低于指导价 0.52 0.8 2020 年 2021 年底前 竞价，且电价低于指导价 0.47 0.75 2021 年 取消中央补贴，支持地方补贴，但地方政策仍在研究中 - 资料来源：发改委，能源局，财政部，华泰研究 风机价格下降，或助力风机价格下降，或助力 22 年招标量

48、快速增长。年招标量快速增长。根据北极星电力网披露，10 月开标的中国广 核（003816 CH）象山涂茨海上风电场风机采购和华润电力（0836 HK）苍南 1#海上风电项 目风机(含塔架)推出风机招标。华润苍南项目共 5 家整机商参与投标。最低报价为中国海装 （未上市） ， 投标折合单价为 4061 元/kW， 除上海电气外， 其余 4 家报价均低于 5000 元/kW， 所有投标人平均单价为 4563 元/kW。 中国广核 （003816 CH） 涂茨项目最低报价为中国海装， 投标折合单价为 3830 元/kW，所有投标人平均单价为 4352 元/kW，相较于 2020 年 6 月华 润电力

49、海风机组报价 7264 元/kW 大幅下降。21 年海上风电以存量项目抢装为主，10 月华 润苍南项目为21年首次的风机招标项目。 参考陆风案例， 风机价格下降后招标量快速提升。 根据水规总院统计，2019 年底江苏等十个省规划核准海上风电总容量约 31.03GW，其中 19 年已经并网 5.93GW，尚有 25.1GW 未并网。考虑到 CWEA 统计 2020 年我国海上风电 装机量为 3.06GW，截至 20 年底仍有 22GW 以上的项目待建设，海上风电储备项目充裕， 支撑后续海上风电发展。 86.9 76.3 73.4 77.4 83.7 88.3 6.1 11.2 7.7 13.1

50、14.3 23.9 0 20 40 60 80 100 120 20202021e2022e2023e2024e2025e GW 陆上海上 0 10,000 20,000 30,000 40,000 50,000 60,000 70,000 80,000 90,000 100,000 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E （吨） 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 11 建材建材 图表图表22： 2021 年年 6 月底月底 4MW 风机单价同比下降风机单价同比下降 21.8% 图表图表