国内碳纤维产业市场需求旺盛 2023碳纤维应用领域增长空间

碳纤维具有低密度、高强高模、耐高低温、耐腐蚀、耐疲劳等特性，已应用于新能源、体育休闲、航空航天、交通等领域。目前，碳纤维国产化进入到加速阶段，随着产品价格回落和风电叶片领域碳纤维拉挤大梁专利到期，碳纤维需求量有望快速爆发。

国内碳纤维产业市场需求旺盛

聚丙烯腈(PAN)基碳纤维为目前碳纤维主流产品。世界碳纤维产业已形成了黏胶基、沥青基和聚丙烯腈基三大原料体系，其中黏胶基和沥青基碳纤维用途较单一，产量也较为有限，而聚丙烯腈基碳纤维兼具良好的结构和功能特性，是碳纤维发展和应用的主要品种，2020年其产量占碳纤维总量的90%左右。

碳纤维产业链长，技术壁垒高：PAN 基碳纤维的制备过程一般分为原丝制备和碳丝制备两个阶段，其中原丝制备包括聚合、纺丝工段，碳丝制备包括预氧化、 碳化工段。碳纤维工艺复杂，生产条件要求严格，整个工艺流程中涉及技术参数控制点3000-5000个。

碳纤维按纤维数量不同可分为小丝束和大丝束。小丝束性能优异，但成本较高。碳纤维的开发起初应用于航空航天领域，小丝 束性能更能满足航空航天、军工复材的需要，但受成本制约，难以在风电叶片等领域实现推广应用。大丝束在保持碳纤维优良 性能的前提下，通过提高单线产能，大幅降低成本，打开碳纤维广泛运用于工业和民用领域大门。

小丝束碳纤维性能优异但价格较高，大丝束碳纤维性能相对较低但成本亦较低。相比小丝束，大丝束碳纤维最大的优势就是在 相同的生产条件下可大幅度提高碳纤维的单线产能，实现生产的低成本化。而且在复合材料制备过程中的铺层效率也更高，生 产成本却能降低约30%以上，有助于打破碳纤维因价格较高带来的应用局限，为碳纤维复合材料进一步拓展应用市场奠定基础。

根据中研普华研究院《2023-2028年版碳纤维产业政府战略管理与区域发展战略研究咨询报告》显示：

多应用领域齐发力，碳纤维当下需求增长空间十分可观。

2023碳纤维应用领域需求增长空间

根据赛奥碳纤维，2021年全球碳纤维需求量占比前三的领域依次是风电叶片28%、体育休闲16%、航空航天14%，国内碳纤维需求量占比前三的领域依次是风电叶片36%、体育休闲28%、碳碳复材11%。

首先在需求最大的风电领域，碳纤维应用于风电叶片中关键结构如梁帽、主梁等。碳纤维主梁的工艺主要有三种，分别为预浸料工艺、碳布灌注工艺和拉挤碳板工艺。

由于风机大型化是未来的发展趋势，叶片长度的增加，也对增强材料的强度和刚度等性能提出了新的要求，玻璃纤维在大型复合材料叶片制造中逐渐显现出性能方面的不足。为了保证在极端风载下叶尖不碰塔架，叶片必须具有足够的刚度。在叶片产品升级过程中，既要减轻叶片的重量，又要满足强度与刚度要求，碳纤维的替代作用愈发凸显。

虽然碳纤叶片成本上升，但其带来的传动链上相关部件以及塔筒的优化减重，使得风电机组的整体成本降低10%以上。例如120m的碳纤维风轮叶片可以减少总体自重达38%，使得风电机组的整体成本下降14%。

根据WoodMackenzie，预计到2030年陆上风电将有超80%应用碳纤维拉挤板，而海上风电则100%应用碳纤维拉挤板。

未来随着维斯塔斯拉挤工艺专利到期、国内碳纤维持续降本增效、海上风电快速渗透及风机大型化趋势等多重利好因素叠加，机构预计2022年-2025年碳纤维渗透率有望达到11%/18%/29%/45%，对应碳纤维需求量为0.75/1.70/3.04/5.19万吨，2021-2025年CAGR达84.3%。远期国内年新增风电装机达100GW且主梁用碳纤维渗透率达100%的前提下，碳纤维需求有望达13.1万吨。

与此同时，光伏热场部件对碳纤维同样存在明显拉动效应。2021年，碳碳复材的三大市场中，刹车盘市场和航天部件发展相对平稳，热场部件单晶硅炉则发展势头突出。根据北极星太阳能光伏网的数据单晶硅炉即将破3万台，对碳毡功能材料和坩埚、保温桶、护盘等碳碳复材结构材料高速增长提供有力支撑。

光伏热场带动下碳碳复材用碳纤维需求量将达到1.3万吨，2021-2025年CAGR达38.4%，再加上氢能、航空航天、国产大飞机、新能源车等各个领域带动，碳纤维需求将迎来可观增长。

根据《2021全球碳纤维复合材料市场报告》，2021年全球碳纤维需求11.8万吨，预计到2025年将达到24万吨的规模，到2030年可能达到40万吨，2021-2025年CAGR为19.5%，2021-2030年为14.5%。

威海碳纤维产业链保持30%增长

受碳纤维产业宏观大环境带动，2021年威海市碳纤维及复合材料产业链营收、利润两大指标继续保持30%左右的高速增长。光威复材作为全省碳纤维产业链唯一的“链长”企业，2021年实现营业收入26.7亿元，同比增长23.25%，2022年新签三个大项订货合同金额超过20亿元。

原丝及碳纤维生产环节：拓展纤维T700S级/T800S级高强度碳纤维高效制备技术产业化项目建成投产、M40J/M55J级高强高模碳纤维产业化项目批量生产，预计2022年底将再建成一条T700S级碳纤维生产线，实现威海本地4000吨生产能力。

预浸料及复合材料环节：2021年，宝威新材料(环翠区)碳纤维预浸布产量突破400万平方米，营收同比增长48.3%。中威北化科技(高区)、汇兴纤维(文登区)等实现跨越式增长，两家企业营收增幅均超过70%，同时新增恒诺鑫科复合材料(高区)、盟联碳纤维制品(环翠区)等在建企业。

配套装备环节：捷诺曼自动化(经区)建成自动化新型氢气瓶示范生产线，光兴自动化设备自主研发成功复合材料干法智能五轴缠绕技术。

下游应用环节：碳纤维及复合材料的本地配套率持续提升，目前51家下游应用企业中，27家完全使用国产碳纤维，占总数的53%，其中7家全部使用本市产碳纤维，占总数的13.7%。

《2023-2028年版碳纤维产业政府战略管理与区域发展战略研究咨询报告》由中研普华研究院撰写，本报告对该行业的供需状况、发展现状、行业发展变化等进行了分析，重点分析了行业的发展现状、如何面对行业的发展挑战、行业的发展建议、行业竞争力，以及行业的投资分析和趋势预测等等。报告还综合了行业的整体发展动态，对行业在产品方面提供了参考建议和具体解决办法。