1、 行业及产业 行业研究/行业深度 证券研究报告 基础化工/ 化学纤维 2022 年 06 月 07 日 再论民用碳纤维的成长性与周期性 看好 专精特新行业深度系列报告之四：民用碳纤维行业 相关研究 国产化元年已至，赛道坡长雪厚-民用碳纤维行业深度 2022 年 1 月 10 日 证券分析师 刘靖 A0230512070005 研究支持 谢金翰 A0230121010005 联系人 谢金翰 (8621)23297818转 本期投资提示： 全产业链分析：民用碳纤维赛道周期、成长属性兼具。1）周期性：民用碳纤维赛道产业链长，原材料占比大，因此上游原油、丙烯、丙烯腈环节价格的波动会给原丝、碳化带来较大

2、的周期性，2）成长性：碳纤维下游应用领域包括风电、光伏热场、储氢等成长性卓著的领域，需求呈现爆发式的高增长，因此也具备成长属性。3）产业链视角：我们对产业链关键环节进行复盘，从整个主产业链的角度去理解民用碳纤维，认为当行业进入原材料的上行周期时，原丝、碳化环节盈利能力往往能得到提升，公司有望获得超额收益，而当原材料价格下行， 前期受到原材料挤压得复材环节有望获得盈利修复呈现 “量利双升 “的反弹。 大、小丝束明晰：小丝束成长性突出，大丝束利润弹性更大。由于大、小丝束原材料成本占比不同，终端应用领域较为割裂，因此对成本的敏感性不同，小丝束直接材料占比约30%，大丝束约 50%，大丝束材料成本占比

3、更高，体现出更大的利润弹性。同时，小丝束下游领域多为光伏热场、储氢瓶，产品产值高，需求确定性强，大丝束下游主要有风电装机拉动，存在国产替代速度的不确定性，需求呈脉冲式，因此大丝束表现出更强的周期属性，小丝束则成长属性突出。但总体上，大小丝束都具备长期成长性，都取决于技术升级、成本下降导致下游应用场景依次打开。 产业链供需测算：民用碳纤维供给缺口 3 万吨，22 年维持紧平衡。1）需求：碳纤维终端应用发展如火如荼，但在各个终端应用领域的增速往往体现出较大的差异性，比如传统的休闲体育和风电增速不可相提并论，因此我们对各个细分赛道分别测算增速，预计我国民用碳纤维需求将在 25 年达到 14 万吨需求

4、，CAGR23%；2）供给：近年传统碳纤维厂商如吉化、神鹰、光威等都公布了自己的扩产计划，除此之外还有入局新玩家如蓝星等。我们测算 25 年中国将会产生碳纤维实际供应 12 万吨，对应 CAGR43%；3）供需平衡表：我国碳纤维碳供给缺口约为 3 万吨左右，2022 年仍维持紧平衡状态，细化来看：22 年供需差继续扩大，碳纤维紧平衡，23 年随着规划产能密集投放，供需差初步缩小。 投资分析意见：通过对碳纤维产业链进行研究和分析，从整个产业链角度对碳纤维赛道进行理解的话，我们认为碳纤维产业链的投资：1）原材料进入上行周期时，原丝和碳丝环节的盈利能力往往持续超预期，同时在股价上表现出超额收益；2）

5、当碳化环节积极扩产时，设备端的将迎来业绩释放的红利期；3）当上游成本压力得到缓解，新增产能初步释放时，前期承接较多成本压力的复材环节有望迎来盈利的反弹，表现出“量利齐声“的高增长业绩，值得在涨价的后期充分关注。重点推荐：吉林化纤（大丝束碳化环节产能领先，吉化集团规划 6 万吨碳化产能，并布局下游复合材料，产能优势显著；吉林碳谷（大丝束碳纤维原丝龙头， 拥有世界领先的原丝生产工艺， 产能全国第一， 公司规划 2025 年 20 万吨产能规划，先发优势显著）；恒神股份（陕煤系碳纤维龙头，长期耕耘碳纤维行业，扭亏为盈高速增长）。 风险提示：风电需求不及预期、丙烯腈成本下降不及预期、碳纤维扩产速度超预

6、期导致竞争格局恶化 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第2页 共33页 简单金融 成就梦想 投资案件 结论和投资分析意见 我们认为碳纤维板块周期、成长属性兼具：1）原材料进入上行周期时，原丝和碳丝环节的盈利能力往往持续超预期，同时在股价上表现出超额收益；2）当碳化环节积极扩产时，设备端的将迎来业绩释放的红利期；3）当上游成本压力得到缓解，新增产能初步释放时，前期承接较多成本压力的复材环节有望迎来盈利的反弹，表现出“量利齐声“的高增长业绩，值得在涨价的后期充分关注。重点推荐：吉林化纤（大丝束碳化环节产能领先，并布局下游复合材料，产能

7、优势显著） ；吉林碳谷（大丝束碳纤维原丝龙头，拥有世界领先的原丝生产工艺，产能全国第一） ；恒神股份（陕煤系碳纤维龙头，长期耕耘碳纤维行业，扭亏为盈高速增长） 。 原因及逻辑 原材料上行周期时，原丝、碳化环节利润超预期。2021 年丙烯腈价格进入上行周期，面对成本上涨原丝、碳化环节企业提高售价，同时产品供不应求，单吨盈利增大，企业利润增加，因而获得超额收益。原丝环节代表企业吉林碳谷 2021 年实现净利润3.1 亿元，同比增长 126 %，因为公司主要产品获得市场广泛认可，产销两旺。 产业链积极扩产时，碳纤维设备环节供不应求。碳纤维的预氧化炉和氧化炉是碳化环节的核心设备，投资壁垒高，吉林化纤

8、1.2 万吨碳纤维复合材料项目对应投资额 12亿，其中碳化设备高达 7 亿。在碳化环节集中扩产期，设备厂有望迎来业绩红利期。 原材料价格下行，复材环节有望迎来“量力齐升“的反弹。原丝、碳纤维环节在21 年都经历了显著的涨价， 下游复合材料环节在财报上体现的就是 21 年的利润率水平下降。 以金博股份和光威复材的碳梁业务毛利为例， 金博股份的毛利从 20 年的 60-65%中枢下降至 22Q1 的 53%， 光威的碳梁业务从 22%下降至 21H1 的 11%。 但是随着未来 2-3 年碳纤维产能逐步释放，原油、丙烯腈价格回落，受到原材料涨价影响显著的复材环节有望体现出较大的利润弹性。 有别于大

9、众的认识 市场可能认为随着碳纤维厂商的密集扩产，上游原丝、碳化环节的盈利能力难以保持。我们认为，整个民用碳纤维环节仍有 3 万吨左右的供给缺口，2022 年仍维持紧平衡状态，原丝、碳化环节的盈利能力将在 22 年维持在高位。 市场可能认为 22-24 年碳纤维产能陆续释放，碳纤维供给过剩的局面会很快出现，整个赛道会出现类似化工行业的景气度下行。我们认为，民用碳纤维赛道周期、成长属性兼具，下游的风电、光伏、储氢领域都是高确定性的景气赛道，相反，上游的充分供给将进一步打开下游的需求空间，复材环节有望迎来“量利双升”的反弹，碳纤维设备环节有望在扩产周期进入业绩释放红利期。 风险提示 风电需求不及预期

10、、丙烯腈成本下降不及预期、碳纤维扩产速度超预期导致竞争格局恶化 nMrOoPtQyQqNoMoNzQsQoP9PcMaQoMmMnPmOiNpPqOjMpPwO9PqRnNwMqQtQMYmQmQ 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第3页 共33页 简单金融 成就梦想 1. 碳纤维：高确定性的成长赛道，各环节具备不同投资价值 6 1.1 上下游环节多，利润分配受原材料、供需关系影响 . 6 1.2 碳纤维力学性能优异，需求确定性高 . 9 1.3 上行周期原丝、碳化盈利提升，下行周期复材盈利反弹 . 10 1.4 技术分支多，技术的应用决定终端领域需求 . 11 2.民用碳

11、纤维供给紧平衡，大小丝束具备不同特性 . 14 2.1 供需测算：民用碳纤维供给缺口 3 万吨，22 年维持紧平衡 . 14 2.2 大小丝束特性鲜明，具备不同性质 . 17 2.3 小丝束：成长性突出，技术壁垒更高 . 18 2.4 大丝束：周期性突出，利润弹性更大 . 22 3未来：拥抱新技术，优化竞争格局 . 25 3.1 原丝：技术壁垒高，龙头聚集效应强 . 25 3.2 碳化：设备逐步摊销，成本竞争加剧 . 26 3.3 复合材料：碳碳复材发展迅速，应用领域不断拓宽 . 28 4.关键结论与投资分析意见 . 30 4.1 吉林化纤 . 30 4.2 吉林碳谷 . 30 4.3 恒神股

12、份 . 31 5.风险提示 . 31 目录 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第4页 共33页 简单金融 成就梦想 图表目录 图 1：碳纤维产业链 . 6 图 2：2021 年丙烯消费结构 . 7 图 3：丙烯受原油成本传导，但整体价格稳定 . 7 图 4：丙烯下游传导顺畅，丙烯腈弹性最大 . 7 图 5：丙烯腈价格受到成本和供需两方面因素影响 . 7 图 6：成本高企，目前丙烯腈厂商毛利出现亏损 . 7 图 7：海外供给放缓、国内需求旺盛 . 8 图 8：丙烯腈成本回落未能带来碳纤维价格下降 . 8 图 9：碳纤维进口供给增多（百万） . 9 图 10：碳纤维价格维持高位

13、 . 9 图 11：2015-2021 全球碳纤维需求量 . 10 图 12：2015-2021 中国碳纤维需求 . 10 图 13：丙烯腈价格上涨周期时吉林碳谷毛利率上升 . 10 图 14：碳纤维行业公司涨跌幅（%） . 10 图 15：2020Q1-2022Q1 金博股份毛利率（%） . 11 图 16：2019H1-2021H2 光威复材碳梁业务毛利率（%） . 11 图 17：碳纤维技术路径 . 11 图 18：拉挤成型工艺流程 . 12 图 19：2017-2021 碳纤维处理工艺占比（%） . 12 图 20：风电领域需求量快速增长 . 12 图 21：国内主要碳纤维象限分部图

14、. 17 图 22：2018-2021H1 小丝束产品成本结构 . 18 图 23：小丝束碳纤维厂商毛利水平与丙烯腈价格波动 . 19 图 24：大小丝束厂商估值对比（2022/5/16） . 20 图 25：大、小丝束碳纤维国内价格 . 21 图 26：2021 年大丝束碳纤维成本拆分 . 22 图 27：2017-2021 全球大丝束碳纤维需求及增速（千吨、%） . 23 图 28：原丝占碳纤维成本比重（原丝成本/（材料成本+制造成本） ） . 23 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第5页 共33页 简单金融 成就梦想 图 29：海外三家原丝厂商发展历程 . 25 图

15、 30：2021 年国内主要原丝厂商产能（吨） . 26 图 31：碳化环节占比较高（2018 年） . 26 图 32：碳纤维生产中设备折旧摊销部分较大 . 26 图 33：中复神鹰单线产能逐步扩大 . 28 图 34：碳碳复材需求旺盛 . 28 表 1：碳纤维性能显著优于其他材料 . 9 表 2：光伏热场部件中碳碳复合材料渗透率大幅提升 . 13 表 3：全球碳纤维先进技术 . 14 表 4：2016-2025 中国碳纤维需求（吨） . 15 表 5：2021-2025 中国碳纤维产能（吨） . 16 表 6：2021-2025 中国碳纤维实际供应量（吨） . 16 表 7：2021-20

16、25 碳纤维供需平衡表 . 17 表 8：2018-2021H1 中复神鹰碳纤维产品平均销售单价及变动比例 . 19 表 9：日本东丽对碳纤维 T 系列性能定义 . 20 表 10：大、小丝束碳纤维扩产资金需求对比 . 21 表 11：丙烯腈采购价格波动对不同产品毛利率变动的敏感度（元/吨） . 22 表 12：各公司丙烯腈采购单价 . 24 表 13：生产规模扩大原丝和碳纤维单吨成本变小（万元） . 27 表 14：复合材料成型工艺 . 29 表 15：相关公司估值表 . 31 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第6页 共33页 简单金融 成就梦想 1. 碳纤维：高确定性

17、的成长赛道，各环节具备不同投资价值 1.1 上下游环节多，利润分配受原材料、供需关系影响 完整的碳纤维产业链长，包含从原油到复合材料的制造过程。上游企业从石油、天然气等化石燃料中制取丙烯，并经过氨氧化得到丙烯腈。丙烯腈通过聚合制成纺丝原液，然后纺丝成型得到聚丙烯腈（PAN）原丝。原丝需要经过多段氧化炉制成预氧丝，随后在氮气的保护下经过低温和高温碳化后得到碳纤维。碳纤维可以与树脂、陶瓷等材料相结合制成碳纤维复合材料，最后由各种成型工艺得到下游应用需要的最终成品。 关注点包含：1）原油等大宗商品传导价格：我国丙烯在油头生产的基础上开发除了煤头工艺，但是油头占比高，存在较大的原料进口依赖，因此一定程

18、度受到海外原油涨跌影响；2）ABS 等需求影响丙烯腈供需：丙烯腈的下游需求除了用作聚丙烯腈原丝，也就是腈纶领域，还存在 ABS、丙烯酰胺等领域，其中 ABS 广泛应用于汽车、家电的部分塑料制品，因此该部分需求也会对并丙烯价格带来一定影响；3）终端需求放量：碳纤维的价格还会受到终端如风电、碳碳复材等高景气度需求的影响，供不应求的格局会导致碳纤维价格出现波动。 图 1：碳纤维产业链 资料来源：百川盈孚、申万宏源研究 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第7页 共33页 简单金融 成就梦想 丙烯：价格弹性较小，成本端受原油影响，需求端传导顺畅。丙烯是大宗化工主要原料之一，主要通过原

19、油裂解产生，受原油价格影响较大，但是因为制备方法并不单一，整体价格维持在 6000-10000 元/吨的区间，价格相对稳定。下游需求主要为聚丙烯粒料、聚丙烯粉料、丙烯晴及环氧丙烷，其中聚丙烯粒料占比最大，为 65%。从历史价格复盘表现来看，下游聚丙烯、丙烯腈都有较强的转价能力，其中丙烯腈的弹性最大。 图 2：2021 年丙烯消费结构 资料来源：百川盈孚、申万宏源研究 丙烯腈：供需层面均产生显著影响，短期受到成本支撑。丙烯腈由原油裂解到的丙烯聚合而成，因此丙烯腈价格波动与上游原油价格有较强相关性。丙烯腈价格在 21 年末出现与原油走势的背离，该影响来自国内丙烯腈多套装置开工率回升，市场供给充足，

20、而下游需求偏弱， 丙烯腈价格高位回落。 但是目前丙烯腈厂商多出现了 1000-2000 左右毛利亏损，目前短期成本压力较大；但长期随着原油价格下降，新增产能落地，丙烯腈价格有望进一步下降。 65%7%6%聚丙烯粒料聚丙烯粉料丙烯腈辛醇环氧丙烷丙烯酸丁醇丙酮异丙醇其它图 3：丙烯受原油成本传导，但整体价格稳定 图 4：丙烯下游传导顺畅，丙烯腈弹性最大 资料来源：隆众资讯、申万宏源研究 资料来源：中塑在线、百川盈孚、申万宏源研究 图 5： 丙烯腈价格受到成本和供需两方面因素影响 图 6：成本高企，目前丙烯腈厂商毛利出现亏损 020406080,0004,0006,0008,0

21、0010,00012,0002019年01月2019年04月2019年07月2019年10月2020年01月2020年04月2020年07月2020年10月2021年01月2021年04月2021年07月2021年10月2022年01月2022年04月丙烯均价（元/吨）WTI原油（美元/桶、右轴）05001,0001,5002,0002,5003,0003,5004,00005,00010,00015,00020,00025,00030,0002018年1月2018年7月2019年1月2019年7月2020年1月2020年7月2021年1月2021年7月2022年1月丙烯腈均价（元/吨）聚丙烯

22、粒料均价（元/吨）丙烯均价（美元/吨）（右轴） 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第8页 共33页 简单金融 成就梦想 碳纤维：售价受成本影响较小，供需关系推动本轮涨价。2020 年开始，国产、进口碳纤维增速差快速拉大，21 年进口碳纤维增速下滑至 9%，国产碳纤维增速高达 58%，在东丽禁运限制下碳纤维进口放缓，但海外海风装机需求旺盛，供需差扩大，推动了本轮的碳纤维涨价。2020 年初至今碳纤维涨幅显著，截止 22 年 4 月，小、大丝束国内均价 225 元/KG、145 元/KG，两年 CAGR 分别为 33%、20%，由于下游需求旺盛，22 年初丙烯腈价格回落至 1.

23、1 万/吨并未带来碳纤维售价回落。 目前碳纤维价格在进口供给增加的情况下，价格仍维持高位。国内碳纤维进口依存度仍然较高，2020 年国内进口碳纤维 3.04 万吨，占需求量的 62%。碳纤维价格高的主要原因：1）成本较高，2 吨的原丝才能造出 1 吨左右的碳纤维，而目前国内民品碳纤维主要由吉林碳谷一家供应，供给紧张，原丝价格维持历史高位；2）制作工艺难，其研发和生产成本成几何式增长。 资料来源：百川盈孚、申万宏源研究 资料来源：百川盈孚、申万宏源研究 图 7：海外供给放缓、国内需求旺盛 图 8：丙烯腈成本回落未能带来碳纤维价格下降 资料来源：赛奥碳纤维、百川盈孚、申万宏源研究 资料来源：百川盈

24、孚、申万宏源研究 020406080,0004,0006,0008,00010,00012,00014,00016,00018,0002019年01月2019年04月2019年07月2019年10月2020年01月2020年04月2020年07月2020年10月2021年01月2021年04月2021年07月2021年10月2022年01月2022年04月丙烯腈均价（元/吨）原油WTI（美元/桶、右轴） -4,000 -3,000 -2,000 -1,000 - 1,000 2,000 3,000 4,000 5,000 6,000 - 2,000 4,000 6,000

25、 8,000 10,000 12,000 14,000 16,000 18,0002019年01月2019年03月2019年05月2019年07月2019年09月2019年11月2020年01月2020年03月2020年05月2020年07月2020年09月2020年11月2021年01月2021年03月2021年05月2021年07月2021年09月2021年11月2022年01月2022年03月丙烯腈毛利（万/吨、右轴）丙烯腈均价（元/吨）0%20%40%60%80%100%120%0500000002500030000350002015 2016 2017 2018

26、 2019 2020 2021国产碳纤维（吨）进口碳纤维（吨）国产碳纤维销量增速进口碳纤维增速0200040006000800040000002020年02月2021年02月2022年02月丙烯腈市场均价(元/吨,右轴)碳纤维大丝束国内(元/千克)碳纤维小丝束国内(元/千克) 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第9页 共33页 简单金融 成就梦想 1.2 碳纤维力学性能优异，需求确定性高 碳纤维是一种含碳量高于 90%的无机纤维，力学性能优异。作为新一代增强纤维，碳纤维的密度较强，比强度

27、和比模量高，具有耐高温、抗摩擦、导电、导热及耐腐蚀等特性，被广泛应用于航空航天、能源装备、交通运输、体育休闲等领域。 表 1：碳纤维性能显著优于其他材料 材料 密度(g/cm) 拉伸强度(Mpa) 比强度(Mpa/(g/cm) 拉伸膜量(Gpa) 比膜量(Gpa/(g/cm) 价格(元/千克) 碳纤维 1.5 1548 1068 350-700 233-467 260（T700，12k） 玻璃纤维 7.9 1197 153 100-200 13-25 8.8（无碱玻璃纤维） 钛合金 4.5 712 158 117 25 80（2021 年 5 月价） 铝合金 2.8 393 141 72 26

28、 21.45 结构钢 7.9 1197 153 206 26 5.395（上海碳结钢） 资料来源：中国腐蚀与防护网、光威复材招股说明书、申万宏源研究 近年来，我国碳纤维需求高速增长，未来碳纤维需求确定性高。2020 年全球碳纤维需求总量为 10.69 万吨， 我国碳纤维需求总量为 4.9 万吨， 同比增速达 29%。 目前，风电叶片是全球碳纤维需求量最大的板块，带动碳纤维需求攀升。根据广东赛奥碳纤维2020 全球碳纤维复合材料市场报告，2025 年全球碳纤维需求量预计将会达到20 万吨，2020 年-2025 年 CAGR 为 13%。2025 年中国碳纤维需求总量预计将会达到图 9：碳纤维进

29、口供给增多（百万） 图 10：碳纤维价格维持高位 资料来源：百川盈孚、申万宏源研究 资料来源：百川盈孚、申万宏源研究 050年1月2020年3月2020年5月2020年7月2020年9月2020年11月2021年1月2021年3月2021年5月2021年7月2021年9月2021年11月2022年1月2022年3月进口额出口额020年02月2020年05月2020年08月2020年11月2021年02月2021年05月2021年08月2021年11月2022年02月碳纤维大丝束价格(元/千克)碳纤维小丝束价格(元/千克) 行业深

30、度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第10页 共33页 简单金融 成就梦想 9.4 万吨，2021 年-2025 年 CAGR 为 14%，其中国产供应量将会达到 4.6 万吨，2021年-2025 年 CAGR 为 20%。 1.3 上行周期原丝、碳化盈利提升，下行周期复材盈利反弹 原材料价格上涨周期将给原丝、碳化环节企业带来超额收益。2021 年丙烯腈价格进入上行周期，面对成本上涨原丝、碳化环节企业提高售价，同时产品供不应求，单吨盈利增大，企业利润增加，因而获得超额收益。原丝环节代表企业吉林碳谷 2021 年实现净利润 3.1 亿元， 比上年同期增长了 126%， 因为公司主要

31、产品获得市场广泛认可，产销两旺，同时公司主要产品售价上涨，综合产能提升，综合毛利率稳步上升。2021年末至今吉林碳谷股价超过碳纤维行业指数，吉林碳谷公司盈利能力强，获得行业超额利润。 图 11：2015-2021 全球碳纤维需求量 图 12：2015-2021 中国碳纤维需求 资料来源：百川盈孚、申万宏源研究 资料来源：百川盈孚、申万宏源研究 图 13：丙烯腈价格上涨周期时吉林碳谷毛利率上升 图 14：碳纤维行业公司涨跌幅（%） 0%2%4%6%8%10%12%14%02468001920202021全球碳纤维需求量(万吨)同比增速(%)0%5%10

32、%15%20%25%30%35%02001920202021中国碳纤维需求(万吨)同比增速(%)0%5%10%15%20%25%30%35%40%45%50%02,0004,0006,0008,00010,00012,00014,00016,00018,0002020年01月2021年01月2022年01月吉林碳谷毛利率(%、右轴)丙烯腈价格(元/吨)-50%0%50%100%150%200%250%2021年09月2021年10月2021年11月2021年12月2022年01月2022年02月2022年03月2022年04月2022年05月吉林碳谷

33、恒神股份中简科技碳纤维行业指数 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第11页 共33页 简单金融 成就梦想 上游涨价阶段，复材环节毛利率受到显著影响，但不同细分领域体现出差异性。由于上游原丝、碳纤维环节在 21 年都经历了显著的涨价，下游复合材料环节在财报上体现的就是 21 年的利润率水平下降。以金博股份和光威复材的碳梁业务毛利为例，金博股份的毛利从 20 年的 60-65%中枢下降至 22Q1 的 53%， 光威的碳梁业务从 22%下降至 21H1的 11%。二者下降的幅度不同，因为其碳纤维的成本占比、下游传导能力也有不同的差异。 未来 2-3 年碳纤维供给释放，成本压力缓

34、解为大概率事件，复材端盈利能力的反弹值得关注。因此，我们认为在当前的时点下，碳纤维价格达到了近几年的高点，复材环节均受到成本端的压力，尤其是技术壁垒较低、下游客户强势的碳梁业务。但是随着未来 2-3年碳纤维产能逐步释放，原油、丙烯腈价格回落，受到原材料涨价影响显著的复材环节有望体现出较大的利润弹性。 1.4 技术分支多，技术的应用决定终端领域需求 碳纤维技术环节多，不同的技术催生不同的应用场景。碳纤维的发展历史长，应用领域多，不同的应用场景对碳纤维的形状、性能、成本都有不同的要求，因此，碳纤维从纤维形态到终端应用还分为预成型物、中间成型物、成型方法三个缓解。不同的技术路径对应不同的终端应用领域

35、。 图 17：碳纤维技术路径 资料来源：吉林碳谷公司年报、Wind、申万宏源研究 资料来源：同花顺 iFind、申万宏源研究 图 15：2020Q1-2022Q1 金博股份毛利率（%） 图 16： 2019H1-2021H2 光威复材碳梁业务毛利率（%） 资料来源：金博股份年报、申万宏源研究 资料来源：Wind、申万宏源研究 60%63%64%63%62%59%55%56%53%0%10%20%30%40%50%60%70%22%21%21%22%11%17%0%5%10%15%20%25%2019H1 2019H2 2020H1 2020H2 2021H1 2021H2 行业深度 请务必仔细

36、阅读正文之后的各项信息披露与声明 第12页 共33页 简单金融 成就梦想 资料来源：中国复合材料协会、申万宏源研究 例如，拉挤片材主梁铺放技术具有效率高、质量波动小、成本低等特点。拉挤工艺由维斯塔斯首先开发应用于风电大梁，该公司开发成功后，开始大规模推广。利用制作好的碳纤维拉挤板材，在特定的工装辅助下，进行铺叠，简化了工艺，缩短了时间，降低了成本。因此可以认为拉挤成型工艺促进了碳纤维在风电领域的应用，打开了碳纤维的应用市场。 图 18：拉挤成型工艺流程 资料来源：中国复合材料学会、申万宏源研究 拉挤工艺让碳纤维在风电领域的应用前景广阔，2020 年起成为了最主要的应用技术。高效、低成本、高质量

37、的碳纤维梁片拉挤工艺，使得碳纤维使用成本大幅降低。从 2015年拉挤成型技术被发明后，全球风电叶片碳纤维需求量从 2015 年的 18000 吨到 2021 年的 33000 吨，CAGR 为 10.6%，中国风电叶片的需求量从 2014 年的几乎为 0 到 2021 年的 22500 吨，实现高速增长。20 年首次超过预浸铺放成为第一大主流工艺，2021 年，缠绕拉挤工艺需求达到 65.5 千吨，占总需求 36.1%，保持第一大工艺的地位。 -25%-20%-15%-10%-5%0%5%10%15%20%-15%-10%-5%0%5%10%15%20%25%2020年09月2020年10月2

38、020年11月2020年12月2021年01月2021年02月2021年03月2021年04月2021年05月2021年06月2021年07月2021年08月2021年09月2021年10月2021年11月2021年12月光威复材和碳纤维行业指数涨跌差（%、右轴）碳纤维行业指数单日涨跌幅(%)光威复材单日涨跌幅(%)图 19：2017-2021 碳纤维处理工艺占比（%） 图 20：风电领域需求量快速增长 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第13页 共33页 简单金融 成就梦想 例如：碳纤维预制体制备中新研发的三堆编织技术，从根本上克服了传统层合复合材料层间强度低、易分层等致

39、命弱点。三维编织技术是在传统二维编织技术上发展起来的一种高新纺织技术。三维编织技术最大的优势就在于非常适合制作各种复杂形状的高性能纤维结构件、连接件。近年来三堆编织技术得到广泛关注，成为航空、航天、能源等领域的重要结构材料。 近几年预制体工艺成为碳碳热场主要工艺，推动光伏炉热场碳碳复材的迅猛发展。预制体是碳碳复合材料的骨架，其成型工艺是碳碳复合材料最重要的基础技术之一，决定着碳碳复合材料的性能。三维编织技术的发展可以实现碳纤维复合材料的大尺寸、高精度编织，而且克服了针刺预制体的缺陷，在改进层间强度、损伤容限和热应力失配等方面发挥作用。随着碳碳复材在光伏热场中的需求增加，编织等预制体工艺将迅速发

40、展。 表 2：光伏热场部件中碳碳复合材料渗透率大幅提升 2010 年 2016 年 2019 年 产品 碳基复合材料 等静压石墨 碳基复合材料 等静压石墨 碳基复合材料 等静压石墨 坩埚 90% 50% 85% 15% 导流筒 90% 70% 55% 45% 保温筒 90% 70% 45% 55% 加热器 99% 97% 95% 其他 95% 80% 35% 65% 资料来源：金博股份招股说明书、申万宏源研究 碳纤维技术百花齐放和迭代创新为下游应用提供更多可能，应持续密切关注新技术带来新需求的增量。 目前全球碳纤维技术向着高性能、 低成本的方向发展， 如三堆编织技术、精细控制碳化过程等研发出更

41、高强高模的碳纤维，如拉挤工艺、等离子氧化技术等高效低成本的生产技术。新技术带来新应用将驱动行业维持快速增长态势。更低成本的碳纤维生产技术使得汽车电池箱、底盘和刹车片市场上碳纤维及复合材料的需求快速增长。氢能扩 资料来源：赛奥碳纤维、申万宏源研究 资料来源：赛奥碳纤维、申万宏源研究 36%36.1%29%28.8%0%10%20%30%40%50%200202021缠绕拉挤预浸铺放混配模成型RTM预制体真空灌注其他05,00010,00015,00020,00025,00030,00035,0002014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021

42、全球风电叶片碳纤维需求量(吨)中国风电叶片碳纤维需求量(吨) 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第14页 共33页 简单金融 成就梦想 产的节奏加快，储氢瓶市场需求增加，如果新技术能提高单位时间内碳纤维产能，氢能市场将迎来碳纤维需求的爆发式增长。 表 3：全球碳纤维先进技术 技术 时间 发明人 内容 高性能碳纤维制备 PAN 基碳纤维凝胶纺丝技术 2015 年 美国佐治亚理工学院 碳纤维拉伸强度提升至 5.5-5.8GPa， 拉伸弹性模量达354-375GPa 精细控制碳化过程 2014 年 东丽 T1100G 的拉伸强度 6.6GPa，弹性模量 324GPa 电磁波加热技

43、术 2014 年 NEDO 弹性模量可以达到 240Gpa 以上，断裂伸长率也在1.5%以上 表面处理技术 2016 年 帝人东邦 大幅简化了整个生产工艺，使能量消耗降低了 50%，纤维与树脂基体的粘结性也有所提高 高温石墨化环境中碳纤维拉伸强度保留率研究 2018 年 宁波材料所 拉伸强度 5.24GPa、拉伸模量 593GPa 的高强高模碳纤维 微波石墨化 2017 年 永虹先进材料 进行中高阶碳纤维量产，成功突破高阶碳纤维发展的三大瓶颈 低成本碳纤维制备 PAN 基碳纤维原丝熔融纺丝新工艺 2018 年 德国 Fraunhofer IAP 研究所 将原丝的生产成本降低 60% 等离子氧化

44、技术 2020 年 4M 碳纤维公司 速度快 3 倍，而使用能量却不到传统技术的三分之一 纤维素纳米纤维 2016 年 日本京都大学与几个主要零部件供应商共同 新材料的重量仅为钢材重量的五分之一，但其强度却是钢材的五倍 聚烯烃和木质素原料的碳纤维前躯体 - 美国的橡树岭国家实验室 相继开发了聚烯烃和木质素原料的碳纤维前躯体，以及建立了先进的等离子体预氧化和微波碳化技术 去掉耐火处理，开发出了新型聚合物 - 东京大学 碳化时间缩短 东华大学低成本制备技术 - 东华大学 采用 PAN 芳环化+熔体或干喷湿纺+快速氧化降低碳纤维生产制备成本 资料来源：碳纤维生产技术、申万宏源研究 2.民用碳纤维供给

45、紧平衡，大小丝束具备不同特性 2.1 供需测算：民用碳纤维供给缺口 3 万吨，22 年维持紧平衡 需求测算： 我国 25 年目标需求 14 万吨， CAGR23%。 碳纤维终端应用发展如火如荼，但在各个终端应用领域的增速往往体现出较大的差异性，比如传统的休闲体育和风电增速不可相提并论，因此我们对各个细分赛道分别测算增速，预计我国民用碳纤维需求将在 25年达到 14 万吨需求，CAGR23%。 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第15页 共33页 简单金融 成就梦想 核心假设： 风电： 参考赛奥碳纤维判断 21-25 年风电全球增速 25%， 考虑到国内渗透率较低,海风渗透从

46、 0-1，假设国内增速在 35%； 压力容器： 参考 22 年 3 月发改委 氢能产业发展中长期规划 （201-2035 年） ，选取 25 年远期 10000 吨需求计算复合增速； 其余细分需求较为传统或者增速稳定，主要参考赛奥碳纤维对世界未来 5 年增速判断。 表 4：2016-2025 中国碳纤维需求（吨） 中国碳纤维需求（吨） 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022E 2023E 2024E 2025E 风电 3,000 3,060 7,000 13,800 20,000 22,500 30,375 41,006 55,358 74,734 yoy 2%

47、129% 97% 45% 13% 35% 35% 35% 35% 休闲体育 9,700 12,000 13,500 14,000 14,600 17,500 18,375 19,294 20,258 21,271 yoy 24% 13% 4% 4% 20% 5% 5% 5% 5% 碳碳复材 900 900 1,100 1,200 3,000 7,000 9,100 11,830 15,379 19,993 yoy 0% 22% 9% 150% 133% 30% 30% 30% 30% 压力容器 1,000 1,000 1,200 1,500 2,000 3,000 4,054 5,477 7,

48、401 10,000 yoy 0% 20% 25% 33% 50% 35% 35% 35% 35% 混配模成型 1,200 1,300 1,600 1,500 1,700 3,000 3,300 3,630 3,993 4,392 yoy 8% 23% -6% 13% 76% 10% 10% 10% 10% 建筑 1,500 1,800 2,000 2,000 2,200 2,500 2,750 3,025 3,328 3,660 yoy 20% 11% 0% 10% 14% 10% 10% 10% 10% 航空航天 400 900 1,000 1,100 1,700 2,000 2,200

49、2,420 2,662 2,928 yoy 125% 11% 10% 55% 18% 10% 10% 10% 10% 汽车 300 600 800 700 1,200 1,600 1,712 1,832 1,960 2,097 yoy 100% 33% -13% 71% 33% 7% 7% 7% 7% 电子电气 350 600 800 800 1,200 1,400 1,540 1,694 1,863 2,050 yoy 71% 33% 0% 50% 17% 10% 10% 10% 10% 电缆芯 300 400 600 500 400 400 440 484 532 586 yoy 33%

50、50% -17% -20% 0% 10% 10% 10% 10% 船舶 - 100 300 100 120 300 330 363 399 439 yoy - 200% -67% 20% 150% 10% 10% 10% 10% 其他 913 827 1,100 640 731 1,179 1,297 1,427 1,569 1,726 yoy -9% 33% -42% 14% 61% 10% 10% 10% 10% 总计 19,563 23,487 31,000 37,840 48,851 62,379 75,473 92,482 114,704 143,877 yoy 20% 32% 22