1、证券研究报告证券研究报告 | | 2022022 2年年0 02 2月月2222日日碳纤维行业梳理碳纤维行业梳理行业研究行业研究 专题报告专题报告基础化工基础化工 碳纤维碳纤维投资摘要投资摘要国信化工观点：1）碳纤维因具备出色的力学性能和化学稳定性，被广泛应用于航空航天、风电叶片、体育休闲等领域。碳纤维因具备出色的力学性能和化学稳定性，被广泛应用于航空航天、风电叶片、体育休闲等领域。碳纤维（Carbon Fiber）是由有机纤维在高温环境下裂解碳化形成的含碳量高于90%的碳主链结构无机纤维。碳纤维密度比铝低、强度比钢高，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，同时具

2、有导电、导热、耐腐蚀等一系列其他材料所不可替代的优良性能。碳纤维在航空航天、风电叶片、体育休闲、压力容器、碳/碳复合材料、交通建设等领域广泛应用。碳纤维的制备过程较为复杂，通常由丙烯腈聚合后得到原丝，再经过碳化之后得到碳纤维，纺织成碳纤维织物后与树脂进行复合，最终以复合材料的形式应用在各个场景。目前国内碳纤维以小丝束为主，但大丝束对降低成本和大规模应用有重要意义。2）国内外需求结构差异大，国内风电叶片对碳纤维需求快速增长。国内外需求结构差异大，国内风电叶片对碳纤维需求快速增长。20202020年全球碳纤维需求为年全球碳纤维需求为10.10.7 7万吨，万吨，20202020年中国碳纤维的总需求

3、量为年中国碳纤维的总需求量为4.94.9万吨，同比增加万吨，同比增加29%29%，占全球总需求量的占全球总需求量的45.7%45.7%，但进口依存度超过，但进口依存度超过60%60%。预计到2023年、2025年全球碳纤维需求将增长至15万吨、20万吨，增长主要受风电叶片领域需求驱动，预计风电叶片领域2023年、2025年对碳纤维的需求量将达到6.0万吨、9.3万吨，以2020年为基准，对应贡献全球需求增量的68.2%、67.4%。此外，航空航天碳纤维领域处于起步阶段，国产大飞机突破有望迎来需求高增速；新能源汽车轻量化要求以及电池箱更新换代拉动碳纤维需求；体育休闲领域国内应用全面，消费升级带来

4、稳步增速。3）目前国内碳纤维行业仍处于初级阶段。目前国内碳纤维行业仍处于初级阶段。国内炭纤维行业竞争不充分，熟练掌握核心技术并能使起生产规模化的企业相对较少，产能利用率不足，缺少国际竞争优势。国内碳纤维企业相对集中，龙头公司拥有市场地位高，成本端优势大，客户粘性高的优势，当前国内碳纤维需求正迎来爆发拐点，龙头企业扩产计划正在实施中，未来产能有望持续释放。投资建议：建议关注具备碳纤维产能的相关上市公司。投资建议：建议关注具备碳纤维产能的相关上市公司。我们建议关注吉林化纤、上海石化。风险提示：风险提示：碳纤维行业新增产能进度高于预期，企业研发进度不及预期，原材料市场波动剧烈，下游需求不及预期等。f

5、XaXNAgVlXaZMBmNpOmM7NbP7NoMpPnPtReRmMpNlOsQnO9PrRzQMYpMnQvPoPwO碳纤维简介0101碳纤维供需0202碳纤维应用0303碳纤维相关上市公司0404目录目录风险提示05051.1. 碳纤维简介碳纤维简介- -具备出色的力学性能和化学稳定性的黑色黄金具备出色的力学性能和化学稳定性的黑色黄金 碳纤维碳纤维（CarbonCarbon FiberFiber）是由聚丙烯腈是由聚丙烯腈（PANPAN）（或沥青或沥青、粘胶粘胶）等有机等有机母体母体纤维纤维，在高温环境下裂解碳化形成在高温环境下裂解碳化形成碳主链结构碳主链结构，含碳量含碳量高于高于90

6、90% %的无机的无机高分子高分子纤维纤维。碳纤维具备出色的力学性能和化学稳定性，密度比铝低、强度比钢高，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，同时具有导电、导热、耐腐蚀等一系列其他材料所不可替代的优良性能。碳纤维在航空航天、风电叶片、体育休闲、压力容器、碳/碳复合材料、交通建设等领域广泛应用。 碳纤维可以按照原丝种类碳纤维可以按照原丝种类、力学性能力学性能、丝束规格丝束规格、原丝制备工艺等不同维度进行分类原丝制备工艺等不同维度进行分类，不同类别的碳纤维分类标准如下：不同类别的碳纤维分类标准如下： 原丝种类原丝种类：分为PAN基碳纤维、沥青基碳纤维和粘胶基碳纤维。

7、其中，PAN基碳纤维由于生产工艺相对简单，产品力学性能优异，用途广泛，自20世纪60年代问世以来，迅速占据主流地位，占碳纤维总量的90%以上。沥青基、粘胶基的产量规模较小。因此，目前碳纤维一般指PAN基碳纤维。资料来源：高科技纤维与应用，国信证券经济研究所整理表：碳纤维的主要性能特点表：碳纤维的主要性能特点性能特点性能特点简介简介强度高抗拉强度在3500MPa以上，是钢的7-9倍模量高弹性模量在230GPa以上密度小，比强度高密度是钢的1/4，是铝合金的1/2比强度比钢大16倍，比铝合金大12倍耐超高温在非氧化气氛条件下，可在2000时使用，在3000的高温下局部熔融软化耐低温在-180低温下

8、，钢铁变得比玻璃脆，而碳纤维依旧具有弹性耐酸、耐油、耐腐蚀能耐浓盐酸、磷酸等介质侵蚀，其耐腐蚀性超过黄金和铂金，同时拥有较好的耐油性能热膨胀系数小，导热系数大可以耐急冷急热，即使从3000的高温突然降到室温也不会炸裂 力学性能：力学性能：业内主要采用力学性能进行分类。企业产品分类主要参考日本东丽的牌号，并以此为基础确定自身产品的牌号及级别。此外，按照现行聚丙烯腈基碳纤维国家标准GB/T 26752-2020的力学性能分类，PAN基碳纤维分为高强型、高强中模型、高模型、高强高模型四类。 丝束规格：丝束规格：按纤维数量不同可分为小丝束和大丝束，一般将丝束数量小于24K的碳纤维称为小丝束（1K代表一

9、束碳纤维中有1000根丝），24K以上的为大丝束。小丝束碳纤维性能优异、产量低、价格较高，一般用于航空航天、国防军工等高科技领域。大丝束产品性能相对较低、成本较低、生产控制难度大，广泛运用于基础工业、民用领域。 原丝制备工艺：原丝制备工艺：按照纺丝溶剂的选择，聚合工艺的连续性，纺丝采用的工艺方法等，原丝制备可以分为不同的工艺类型。按照纺丝溶剂区分，包括DMSO（二甲基亚砜）、DMAC（ N,N 二甲基乙酰胺）、NaSCN（硫氰酸钠）等不同的溶剂类别。按照聚合工艺的连续性，可以分为一步法、两步法。按照纺丝工艺，可以分为湿法和干喷湿纺法。资料来源：公司官网，国信证券经济研究所整理表：日本东丽主要产

10、品牌号的力学性能指标表：日本东丽主要产品牌号的力学性能指标表：国家标准表：国家标准GB/T 26752GB/T 26752- -20202020的力学性能分类的力学性能分类资料来源：公司官网，国信证券经济研究所整理产品牌号产品牌号拉伸强度拉伸强度（MPa）拉伸模量拉伸模量（Gpa）拉伸断裂度拉伸断裂度（%）体密度体密度（g/cm3）T3003,5302301.51.76T700S4,9002302.11.8T800S5,88029421.8T1000G6,3702942.21.8T1100G7,00032421.79M35J4,510、4,7003431.31.75M40J4,4003771.

11、21.77M50J4,1204750.91.88M55J4,0205400.81.91M60J3,8205880.71.93力学性能分类及代号力学性能分类及代号拉伸强度分类及代号拉伸强度分类及代号拉伸弹性模量分类及代号拉伸弹性模量分类及代号力学性能分类力学性能分类表示表示拉伸强度范围拉伸强度范围/MPa表示表示拉伸弹性模量范围拉伸弹性模量范围/GPa表示表示高强型GQ3,5004,50035220260224,5005,00045高强中模型QZ4,5005,00045260350265,0005,500505,5006,000556,0006,500606,5007,000657,0007,5

12、0070高模型GM3,0003,5003035040035高强高模型QM5,5007,00055350400354,0005,50040350400354004504045050045500550503,5004,000355506005560065060650700651.1. 碳纤维简介碳纤维简介- -具备出色的力学性能和化学稳定性的黑色黄金具备出色的力学性能和化学稳定性的黑色黄金 20世纪60年代，全球碳纤维行业开始取得技术突破，日本进藤昭男发明了以聚丙烯腈（PAN）纤维为原料制取碳纤维的方法，并取得了技术专利，为碳纤维工业化发展奠定了基础。20世纪70年代，日本东丽开发出高性能聚丙烯腈

13、基碳纤维。 20世纪80年代，以日本东丽和美国赫氏为代表的公司，生产出高强度和高模量产品，碳纤维拉伸强度提升，使应用开发进入一个新的高水平阶段。20世纪90年代，碳纤维的拉伸强度、模量进一步提升。 进入21世纪后，全球碳纤维市场平稳发展，中国奋起直追，逐渐建立起国产高强碳纤维产学研用的研发生产与应用体系。2010年，国产碳纤维产能达到7000余吨，生产量约1650吨，有效缓解了重大工程对国产高性能碳纤维的迫切需求，国产高强碳纤维进入快速发展阶段。资料来源：中国化工新材料产业发展报告，公开发行说明书，国信证券经济研究所整理图：图：国际碳纤维发展历程国际碳纤维发展历程以超高压气瓶应用为主的需求牵引

14、下，拉伸强度高7.06GPa 的新一代高强中模碳纤维实现规模化生产相继研发出拉伸模量450GPa、拉伸强度4.0GPa 以上的高性能碳纤维以民用航空的规模化应用为牵引，拉伸强度4.9-5.5GPa的新一代高强型碳纤维和高强中模碳纤维制备技术取得突破，并实现工业化。同时在高强基本型碳纤维的基础上，发展了基本型高模碳纤维市场平稳发展；国内在以师昌绪先生为代表的材料界前辈强有力推进下，开展高强碳纤维的工程化研究，工信部、发改委等部委也先后立项支持工程化、产业化技术研究，逐渐建立起国产高强碳纤维的产学研用研发生产与应用体系2020世纪世纪6060年代年代突破了聚丙烯腈基碳纤维的连续制备技术路线，为碳纤

15、维从实验室走向工业化奠定了技术基础2020世纪世纪7070年代年代实现了强度为3.0GPa左右的高强基本型碳纤维工业化规模生产，推动了碳纤维在国防和工业领域的实用化进程2020世纪世纪8080年代年代2020世纪世纪9090年代年代2121世纪世纪0000年代年代2121世纪世纪1010年代年代应用端急剧扩大，产业进一步整合1.1. 碳纤维简介碳纤维简介- -发展史发展史1. 1. 碳纤维简介碳纤维简介- -行业相关政策行业相关政策 国务院、科技部等部分先后出台多项碳纤维产业相关政策，明确高性能碳纤维行业发展重点和发展目标。此外，科技部、财政部等部位通过“973计划”、“863计划”、科技支撑

16、计划、国家重点研发计划、国家高技术产业化示范工程等科技计划，支撑高性能碳纤维相关的基础研究、产业化及工程应用。资料来源：各部委官网，国信证券经济研究所整理时间时间发布单位发布单位政策政策主要内容主要内容2015年国务院中国制造2025把新材料作为重点之一进行大力推动和发展，其中高性能结构材料、先进复合材料是新材料领域的发展重点2015年工信部中国制造2025重点领域技术路线图明确了“高性能纤维及其复合材料”作为关键战略材料；2020年的目标为“国产碳纤维复合材料满足大飞机等重要装备的技术要求”。2016年工信部石化和化学工业发展规划（2016-2020年）加快发展高性能碳纤维及复合材料，重点突

17、破高强碳纤维低成本、连续稳定、规模化生产技术，加快高强中模、高强高模级碳纤维产业化突破。2016年国务院“十三五”国家战略性新兴产业发展规划加强新材料产业上下游协作配套，在碳纤维复合材料等领域开展协同应用试点示范，搭建协同应用平台。2017年工信部、发改委、科技部、财政部新材料产业发展指南提出了对高性能纤维及复合材料等关键战略材料的发展方向，即“突破材料及器件的技术关和市场关，完善原辅料配套体系，提高材料成品率和性能稳定性，实现产业化和规模应用”2017年科技部“十三五”材料领域科技创新专项规划提出以高性能纤维及复合材料、高温合金为核心，突破结构与复合材料制备及应用的关键共性技术，提升先进结构

18、材料的保障能力和国际竞争力。2017年国家发改委增强制造业核心竞争力三年行动计划（2018-2020年）重点发展包括高性能碳纤维、大丝束碳纤维、碳纤维预浸料，提升新材料产业发展水平。2018年工信部重点新材料首批次应用示范指导目录（2018年版）提出关键战略材料中包含高性能碳纤维等纤维材料2019年国务院2019年政府工作报告培育新一代信息技术、高端装备、生物医药、新能源汽车、新材料等新兴产业集群2020年国家发改委产业结构调整指导目录（2019年本）将“高性能纤维及制品的开发、生产、应用”列为鼓励类项目。表：碳纤维行业相关政策表：碳纤维行业相关政策 碳纤维生产工艺全流程： 首先，产业链上游企

19、业先从石油、煤炭、天然气等化石燃料中制得丙烯丙烯，并经氨氧化后得到丙烯腈丙烯腈； 丙烯腈经聚合和纺丝之后得到聚丙烯腈聚丙烯腈（PANPAN）原丝原丝； 然后，产业链中下游企业再经过预氧化、低温（90+%含碳量，1000-2000）和高温石墨化后得到碳纤维碳纤维（99+%碳含量，2000-3000）； 碳纤维经过表面处理，可制成碳纤维织物碳纤维织物和碳纤维预浸料碳纤维预浸料； 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最终产品。资料来源：吉林碳谷公开发行说明书，国信证券经济研究所整理图：图：碳纤维生产工艺全流程碳纤维生产工艺全流

20、程1.1. 碳纤维简介碳纤维简介- -生产流程生产流程 碳纤维的生产工艺包括原丝生产工艺和碳丝生产工艺流程。 原丝生产工艺原丝生产工艺：工艺分为一步法和两步法。一步法含聚合、纺丝工段，两步法则包含聚合、制胶、纺丝工段。 碳丝生产工艺：碳丝生产工艺：成品原丝经历氧化、碳化等工序得到高强型碳纤维产品。 为进一步提升产品的弹性模量，将高强型、高强中模型碳纤维进行石墨化等工序处理，得到石墨纤维。资料来源：吉林碳谷公开发行说明书，国信证券经济研究所整理图：图：原丝生产工艺流程原丝生产工艺流程图：图：碳丝生产工艺流程碳丝生产工艺流程资料来源：中复神鹰招股说明书，国信证券经济研究所整理图：图：高温石墨化工艺

21、示意图高温石墨化工艺示意图资料来源：中复神鹰招股说明书，国信证券经济研究所整理图：图：原丝生产工艺流程原丝生产工艺流程图：图：碳丝生产工艺流程碳丝生产工艺流程图：图：高温石墨化工艺示意图高温石墨化工艺示意图1.1. 碳纤维简介碳纤维简介- -生产流程生产流程 目前我国已形成了有机溶剂一步法、其他溶剂一步法或二步法湿法/干喷湿法纺丝工艺等碳纤维原丝制备国产化技术，我国PAN基碳纤维原丝的溶剂路线有DMSO法、DMF法、DMAC法和NaSCN法，聚合工艺有水相聚合、溶液间歇聚合和连续聚合，纺丝工艺有湿纺和干喷湿纺，生产工艺趋于多样化。其中，吉林碳谷以DMAC为溶剂，采用水相聚合湿法二步法工艺生产碳

22、纤维原丝。上海石化与兰州蓝星自主研发出了NaSCN湿法工艺。光威复材、恒神股份、中简科技中均采用DMSO为溶剂的一步法，湿纺或干喷湿纺工艺。中复神鹰则是DMSO一步法干喷纺丝。资料来源：公司官网，招股说明书，国信证券经济研究所整理表：中国主要碳纤维企业生产工艺表：中国主要碳纤维企业生产工艺公司简称公司简称主要产品及技术指标主要产品及技术指标碳纤维生产工艺碳纤维生产工艺吉林碳谷产品碳化后可达到T400-T700水平DMAC为溶剂的两步法；湿法纺丝上海石化高强度型，产品可达T300-T800水平NaSCN为溶剂的两步法；湿法纺丝蓝星纤维高强度高模量型NaSCN为溶剂的一步法光威复材规模化生产GQ3

23、522（T300级）GQ4522（T700级）。形成高强、高强中模、高模、高强高模系列化产品DMSO为溶剂的一步法；湿纺、干喷湿法纺丝中复神鹰主要生产高强度型碳纤维，具备T300-T1000级、M30-M40级等不同级别碳纤维的工业化量产能力DMSO为溶剂的一步法；干喷湿法纺丝恒神股份部分碳纤维参数可达到T800 水平DMSO 为溶剂的一步法；湿纺、干喷湿法纺丝中简科技部分碳纤维产品可达到T1100 级DMSO 为溶剂的一步法；湿纺、干喷湿法纺丝1.1. 碳纤维简介碳纤维简介- -生产工艺生产工艺 纺丝工艺可分为湿法纺丝和干喷湿纺法。 湿法纺丝。湿法纺丝为纺丝液从喷丝孔挤出后直接进入凝固浴的工

24、艺技术。随着牵伸速度的提高，在喷丝孔处容易产生断丝，故为了保证原丝的质量，此方法的纺丝速度一直难以提高，且湿法纺丝后的原丝表面有显著的沟槽。虽然湿法纺丝在纺丝过程中需要调控的参数较多，但是残留的溶剂量却较少，可以纺出高强度、高取向度、高密度的优质原丝，适合于大规模生产，生产技术较成熟。但是由于湿法纺丝纺丝速度低、生产成本高的特点，使得湿法纺丝的发展受限。 干喷湿纺法即干湿法，是指纺丝液经喷丝孔喷出后，先经过空气层或氮气层(亦叫干段)，再进入凝固浴进行双扩散、相分离和形成丝条的方法。经过空气层发生的物理变化有利于形成细特化、致密化和均质化的丝条。相比较湿法纺丝，干喷湿纺可实现高速纺丝，制备的原丝

25、表面平整光滑，原丝的截面均一性也明显好于湿法纺丝，并且采用干喷湿纺制备的碳纤维强度也较高、拉伸性能和复合材料加工工艺性能优异。干喷湿纺是近几年发展起来的新型纺丝技术，已大量应用于工业生产。1.1. 碳纤维简介碳纤维简介- -生产工艺生产工艺优点优点缺点缺点湿法纺丝残留的溶剂量较少纺丝速度慢且难以提高可以纺出高强度、高取向度、高密度的优质原丝生产的原丝表面有显著沟槽生产技术成熟，适用于大规模生产干湿法纺丝可实现高速纺丝生产周期较长制备的原丝表面平整光滑，截面均一性较好成品在紫外线照射下容易性能退化制备的碳纤维强度较高，拉伸性能和复合材料加工工艺性能优异生产成本较高表：湿法纺丝和干喷湿纺法对比表：

26、湿法纺丝和干喷湿纺法对比资料来源：中复神鹰招股说明书，国信证券经济研究所整理 原丝成本主要来自丙烯腈原料原丝成本主要来自丙烯腈原料。根据吉林碳谷2020年年报数据，2020年吉林碳谷单吨原丝收入为25358.0元，营业成本为16385.4元，毛利率为35.4%。其中，直接材料占比达77.9%，直接材料中，丙烯腈占营业成本的比值达40.7%，电力、蒸汽成本占比分别为5.2%、14.4%；直接人工、制造费用占营业成本的比值分别为3.4%、18.7%。 碳纤维生产能耗大碳纤维生产能耗大，成本主要来自制造费用成本主要来自制造费用。根据中复神鹰招股书数据，2020年，中复神鹰碳纤维产量3777.2万吨，

27、碳纤维产品营业成本29991.2万元，单吨碳纤维营业成本为79400.5元，毛利率为43.12。其中，直接材料占比为28.1%，直接人工占比为13.3%；制造费用占比较大，达57.5%，细分来看，折旧、电力、天然气、蒸汽占营业成本的比例分别为13.7%、18.7%、0.1%、16.5%。生产碳纤维的直接材料和制造费用占营业成本比值较大，主要原因是碳纤维生产所需的原材料和能源消耗较多，且具有占地面积大、设备价值高的特点，导致折旧摊销费用较大。1.1. 碳纤维简介碳纤维简介- -生产成本生产成本2020A2020A占比占比营业收入（万元）58202.96 营业成本（万元）37608.55 原丝产量

28、（吨）22952.50 单吨营业收入（元）25358.00单吨营业成本（元）单吨营业成本（元）16385.38 16385.38 直接材料（单吨）12757.66 77.86%丙烯腈（单吨）6676.13 40.74%电力（单吨）858.60 5.24%蒸汽（单吨）2366.83 14.44%其他（单吨）2856.10 17.43%直接人工（单吨）557.10 3.40%制造费用（单吨）3070.62 18.74%单吨毛利（元）8971.62毛利率(%)35.38%2020A2020A占比占比营业收入（万元）52751.30 营业成本（万元）29991.24 碳纤维产量（吨）3777.21 单

29、吨营业收入（元）139656.78单吨营业成本（元）单吨营业成本（元）79400.51 79400.51 直接材料（单吨）22329.58 28.12%直接人工（单吨）10577.30 13.32%制造费用（单吨）45631.80 57.47%折旧（单吨）10848.80 13.66%电力（单吨）14862.37 18.72%天然气（单吨）23.24 0.03%蒸汽（单吨）13090.99 16.49%运输费用（单吨）861.83 1.09%单吨毛利（元）60256.27 毛利率(%)43.15%表：吉林碳谷原丝成本分拆表：吉林碳谷原丝成本分拆表：中复神鹰碳纤维成本分拆表：中复神鹰碳纤维成本分

30、拆资料来源：吉林碳谷公开发行说明书，国信证券经济研究所整理资料来源：中复神鹰招股书，国信证券经济研究所整理 能够提供预氧化炉的国外厂商有德国埃森曼、美国DESPATCH、美国LITZLER；能够提供碳化炉的国外厂商有美国哈泊公司、德国埃森曼、美国LITZLER、台湾聚川（联川）有限公司等。 低温碳化炉的炉温一般设计在300-800，并且由低到高形成温度梯度，使热解过程循序渐进，可控可调。700左右是碳化转化的敏感温度，经过低温炭化炉，大部分非碳元素将被驱除。 高温碳化炉主要用于对碳化纤维进行高温碳化处理，温度一般在1000-1600。资料来源：生产碳纤维的关键设备碳化炉，国信证券经济研究所整理

31、1.1. 碳纤维简介碳纤维简介- -生产设备生产设备图：哈泊图：哈泊(Harper)(Harper)公司碳纤维生产线流程示意图公司碳纤维生产线流程示意图图：低温碳化炉的结构示意图图：低温碳化炉的结构示意图资料来源：生产碳纤维的关键设备碳化炉，国信证券经济研究所整理图：高温碳化炉的结构示意图图：高温碳化炉的结构示意图资料来源：生产碳纤维的关键设备碳化炉，国信证券经济研究所整理 间歇式碳化炉专门设计应用于纤维材料在1150以下进行碳化之用，窑炉设计充分考虑和理解高性能纤维材料的制备工艺要求，尽可能满足其重点特殊要求。充分融合了原丝碳化工艺，设计温度在300-1150，并且由低到高形成温度梯度，使热

32、解过程循环渐进。 间歇式碳化炉根据材料的制备工艺要求独立设计，采用异型整体石墨件加热，辅以高纯氮气、内炉膛结构，保温材料采用超轻质材料隔热保温。资料来源：日新高温官网，国信证券经济研究所整理1.1. 碳纤维简介碳纤维简介- -生产设备生产设备资料来源：日新高温官网，国信证券经济研究所整理图：高温碳化炉的结构示意图图：高温碳化炉的结构示意图图：日新高温生产的碳化炉技术指标图：日新高温生产的碳化炉技术指标设备型号设备型号高温碳化炉高温碳化炉低温碳化炉低温碳化炉最高温度18001050工作温度16501000炉膛有效宽度80-3000mm80-3000mm加热区长度12000mm12000mm升温速

33、率3-5/min3-5/min温度均匀性33，5温区个数3-5个5-10个发热元件石墨KTL电阻丝炉内压力测试点2个2个废气排放口1个1个温度控制PID温度控制表 原丝主要原材料为丙烯腈，丙烯腈主要用于合成聚丙烯腈纤维、ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯）/SAN（苯乙烯丙烯腈）树脂、己二腈、丙烯酰胺等，近年来国内丙烯腈产能增加较快。 2017年至2021年，我国丙烯腈的产能、产量均快速增长，截至2021年年底，我国丙烯腈产能315.9万吨，产量达261万吨，产能利用率长期在80%以上。 我国2020年以前是丙烯腈的进口国，2021年起开始丙烯腈出口量首次超过进口量，2021年我国丙烯腈出口21.

34、0万吨，同比增长188.7%，进口量20.4万吨，同比减少33.5%。资料来源：卓创资讯，国信证券经济研究所整理75.0%80.0%85.0%90.0%95.0%100.0%05000250030003500200202021产量产能产能利用率资料来源：卓创资讯，国信证券经济研究所整理图：图：20172017- -20212021年丙烯腈产能、产量（千吨）年丙烯腈产能、产量（千吨）图：图：20172017- -20212021年丙烯腈进出口数量（千吨）年丙烯腈进出口数量（千吨）1.1. 碳纤维简介碳纤维简介- -丙烯腈行业格局丙烯腈行业格局图：丙烯腈

35、下游消费结构图：丙烯腈下游消费结构40.0%26.0%20.0%5.0%4.0%3.0%2.0%ABS丙烯酰胺/聚丙烯酰胺腈纶丁腈胶乳其他聚醚POP丁腈橡胶资料来源：卓创资讯，国信证券经济研究所整理 丙烯腈供需格局：丙烯腈供需格局： 未来两年内，我国将有164万吨新建丙烯腈产能投产，新建产能占2021年底国内产能的51.9%，国内丙烯腈供给将进一步改善，有利于下游聚丙烯腈-碳纤维行业发展； 2017年至2021年，我国丙烯腈表观消费量逐年增长，截至2021年底，我国丙烯腈表观消费量达260.7万吨，同比增长7.1%，4年年均复合增长率5.6%。 2017年至今，丙烯腈均价维持在12000-15

36、000元/吨。资料来源：卓创资讯，国信证券经济研究所整理图：图：20172017- -20212021年我国丙烯腈产量及表观消费量（千吨）年我国丙烯腈产量及表观消费量（千吨）企业企业在建产能在建产能投产时间投产时间利津炼化132022年2月天辰齐翔132022年2月中海油东方石化202022年11月辽宁宝来262022年12月连云港石化262022年12月揭阳炼厂132022年12月昊庆化工132023年1月山东裕龙石化262023年12月河南南浦化工142023年12月东华能源262024年12月合计合计164164图：国内丙烯腈新建产能（万吨图：国内丙烯腈新建产能（万吨/ /年）年）资料来

37、源：卓创资讯，国信证券经济研究所整理1.1. 碳纤维简介碳纤维简介- -丙烯腈行业格局丙烯腈行业格局图：图：20172017- -20222022年丙烯腈价格图（元年丙烯腈价格图（元/ /吨）吨）资料来源：卓创资讯，国信证券经济研究所整理050000000250002017年1月2018年1月2019年1月2020年1月2021年1月2022年1月0.0%1.0%2.0%3.0%4.0%5.0%6.0%7.0%8.0%0500025003000200202021表观消费量产量表观消费量增长率2.2. 碳纤维供需碳纤维供需- -全

38、球供给全球供给 2020年全球碳纤维运行产能共计17.2万吨，同比增长10.8%，增长部分主要来自卓尔泰克在匈牙利增加的5000吨，碳谷+宝旌（前精功碳纤维）增加的2000吨，中复神鹰增加的2000吨，光威增加的2000吨，晓星公司增加的2000吨。 从制造商看，2020年具有最大运行产能的是Toray+Zoltek（东丽和卓尔泰克）、共计约5.45万吨，其次是SGL（德国西格里）1.5万吨、MCCFC（三菱）1.43万吨、Toho/Teijin（东邦/帝人）1.26万吨、Hexcel（赫氏）1.02万吨、FPC（台塑）0.88万吨。未来多家制造商预计扩产共计8.04万吨。 从区域看，美国具大

39、的运行产能3.73万吨，占比最大为21.7%；其次为中国大陆3.62万吨，占比为21.1%；日本2.92万吨，占比17%。同时，据中国化学纤维工业协会统计，2020年，在国际大丝束碳纤维市场中，美德企业市占率达到全球产能的89%以上，日本企业市占率约为10%。其中，碳纤维大丝束主要制造商为日本东丽、美国Hexcel、德国SGL、日本三菱、中国蓝星等企业。资料来源：碳纤维产业“聚”变发展-2020全球碳纤维复合材料市场报告，国信证券经济研究所整理图：图：20202020年年全球碳纤维全球碳纤维分制造商分制造商运行产能及扩产计划（千吨）运行产能及扩产计划（千吨）图：图：20202020年年全球碳纤

40、维全球碳纤维分区域分区域运行产能（千吨）运行产能（千吨）资料来源：碳纤维产业“聚”变发展-2020全球碳纤维复合材料市场报告，国信证券经济研究所整理00运行产能扩产产能美国, 37.3, 22%中国大陆, 36.15, 21%日本, 29.2, 17%匈牙利, 15.4, 9%墨西哥, 10, 6%中国台湾, 8.8, 法国, 8.2, 5%韩国, 9.2, 6%德国, 5.1, 3%英国, 4, 2%土耳其, 3.6, 2%俄罗斯, 2, 1%西班牙, 0.6, 0%其他, 2.1, 1%2.2. 碳纤维供需碳纤维供需- -国内供给国内供给 2020年中国碳纤维产能共计

41、3.6万吨、同比增长35.7%。2020年具有最大碳纤维运行产能的是碳谷+宝旌、共计0.85万吨，其次是江苏恒神0.55万吨、中复神鹰0.35万吨。同时，2020年具有最大碳纤维原丝产能的也是碳谷+宝旌，共计4万吨、其次是中复神鹰2.125万吨、江苏恒神1.375万吨。 国内公司产能特点：吉林碳谷以原丝生产为主；吉林宝旌和兰州蓝星以大丝束碳纤维生产为主，江苏恒神和兰州蓝星兼备原丝生产和碳纤维生产能力；其他公司产能主要集中在高性能碳和小丝束碳纤维。 扩产计划：国内的吉林化纤集团、中复神鹰、光威复材等公司均有碳纤维及碳丝的扩产计划（详见下表），吉林化纤：2021年1月宣布在“十四五”期间将完成20

42、万吨原丝、6万吨碳纤维及1万吨复合材料。中复神鹰：预计2021年底，建成投产1万吨碳纤维及配套原丝项目。新疆隆炬：2021年3月宣布建设年产5万吨碳纤维碳化项目。国泰大成： 2021年3月宣布建设年产1万吨碳纤维、2.5万吨原丝项目。资料来源：碳纤维产业“聚”变发展-2020全球碳纤维复合材料市场报告，国信证券经济研究所整理图：图：20202020年中国年中国碳纤维碳纤维分制造商分制造商运行产能运行产能图：图：20202020年年全球碳纤维全球碳纤维分区域分区域运行产能（千吨）运行产能（千吨）资料来源：碳纤维产业“聚”变发展-2020全球碳纤维复合材料市场报告，国信证券经济研究所整理公司公司现

43、有产能现有产能新增产能新增产能新增碳纤维产能新增碳纤维产能丝束种类丝束种类宝旌+碳谷（25K）8500吨碳纤维中复神鹰（12K）3500吨碳纤维西宁年产1万吨高性能碳纤维及配套原丝项目预计2021年底投产。12K光威复材（24K）1855吨碳纤维军民融合高强度碳纤维高效制备技术产业化项目2000吨产能（T700S、T800S）预计2021年投产，内蒙古光威低成本碳纤维项目规划产能1万吨，其中在建产能4000吨预计2022年建成。12K，24K，36K，48K吉林化纤股份有限公司（1K、3K）600吨碳纤维（凯美克）2021 年1月吉林化纤集团宣布在“十四五”期间将完成20 万吨原丝、6万吨碳纤

44、维及1万吨复合材料。国兴碳纤维（25K）1万吨碳纤维预计明年年中产能扩至1.5万吨，2021年1月吉林化纤集团宣布在“十四五”期间将完成20万吨原丝、6 万吨碳纤维及1万吨复合材料。兰州蓝星（50K）4000吨原丝，1500吨碳纤维恒神股份（24K）5000吨碳纤维上海石化（48K）3000吨原丝，1500吨碳纤维2.4万吨原丝，1.2万吨48K大丝束碳纤维项目；十四五”期间碳纤维产能有望扩张至3-4万吨。4000027504500375030550050600500050001000

45、0500030000350004000045000原丝碳纤维2.2. 碳纤维供需碳纤维供需- -国内碳纤维产能国内碳纤维产能 目前碳纤维行业的有效产能高度集中，主要来自吉林碳谷、中复神鹰、光威复材、中简科技等。 基于碳纤维极高壁垒的行业属性，其全球供应呈现明显的垄断格局。随着产能利用率的提升以及对需求前景的看好，国内碳纤维企业开始新一轮产能扩张浪潮。未来几年，我国多家碳纤维企业纷纷扩大产能，代表事件有中复神鹰投资50亿元西宁建设20000吨碳纤维的重大扩建工程、光威复材将投资20亿元在包头建设“万吨级碳纤维产业化项目”、上海石化投资35亿元，建设24000吨原丝、1200

46、0吨大丝束碳纤维项目等。 预计2021年底，我国碳纤维产能达到4.4万吨/年，未来将进一步快速增长，2025年或将达到26.0万吨/年，2020年-2025年年均复合增长率达56%。图：图：20202020- -20252025年中国年中国碳纤维碳纤维分制造商分制造商产能产能（吨）（吨）202020202021E2021E2022E2022E2023E2023E2024E2024E2025E2025E上海石化50001350013500光威复材57855785513855中复神鹰35009500350023500中简科技3003

47、0002800恒神股份500050005000500050005000吉林化纤（包含吉林国兴、吉林宝旌、凯美克）60072600浙江宝旌（精功科技）000兰州蓝星200020002000200020002000新创碳谷0008000新疆隆炬0060000000国泰大成0030003000300010000广东金辉000200002000020000杭州超探新材00250050001000010000合计产能合计产能285

48、5437559275555260255资料来源：公司公告、公司官网，国信证券经济研究所整理并预测2.2. 碳纤维供需碳纤维供需- -国内原丝产能国内原丝产能 根据我们统计，2020年我国原丝产能为4.96万吨/年，随着近年来多个企业抛出原丝扩产计划，我国原丝产能将继续提升，我们预计到2025年，我国碳纤维原丝产能将达到54.86万吨/年，2020年-2025年年均复合增长率达56%。按照每生产一吨碳纤维需要耗费两吨原丝计算，我国碳纤维原丝新增产能与碳纤维新增产能总体将保持匹配。 碳纤维需求受益于风电叶片大型化与军机装备先进化保持

49、高速增长，国内碳纤维加速扩产将促进上游原丝需求提升。目前碳纤维原丝行业的有效产能高度集中，主要来自吉林碳谷、中复神鹰、光威复材、中简科技等，除吉林碳谷外，其他企业的碳纤维原丝产能多是碳纤维产能的配套项目，以各企业自用为主。吉林碳谷是碳纤维原丝龙头企业，产能位于全国首位，随扩产计划逐步落地，吉林碳谷市场份额料将持续增加。资料来源：公司公告、公司官网，国信证券经济研究所整理并预测202020202021E2021E2022E2022E2023E2023E2024E2024E2025E2025E上海石化007000光威复材371571

50、01571027710中复神鹰85002050028500285002850048500中简科技433.5433.53433.53433.53433.56433.5恒神股份00000000吉林化纤（包含吉林碳谷）20000500000200000200000浙江宝旌（精功科技）2000200020002000200062000兰州蓝星400040004000400040004000新创碳谷000380003800038000国泰大成0075007500750025000北京金辉000050000100000合计合计49643.5