一个脚踩军工和新能源两大风口的产业

碳纤维脚踩军工和新能源两大风口。

撰文/刘雨辰

出品/每日财报

人类对材料的认知和利用能力直接决定了社会形态与人类生活水平。纵观整个材料发展史，以时间为维度可将其归纳为石器/青铜器/铁器/钢铁/硅/新材料这六个发展时期。

今天要介绍的是碳纤维，它被誉为21世纪新材料之王，是材料皇冠上的一颗璀璨明珠。如今，碳纤维脚踩军工和新能源两大风口。

起源与应用

碳纤维（Carbon Fiber，简称 CF）是一种含碳量高于90%的无机纤维。由有机纤维（粘胶基、沥青基、聚丙烯腈基纤维等）在高温环境下裂解碳化形成碳主链机构而制得。作为新一代增强纤维，碳纤维具有出色的力学性能和化学性能，既具有碳材料固有的本性特征，又兼备纺织纤维的柔软可加工性。

1879年，爱迪生发明了以碳纤维为发光体的白炽灯并于美国取得初步成功，但随后因被钨丝取代而陷入沉寂。到20世纪50年代，美苏争霸期间，美国为研发大型火箭和人造卫星以及全面提升飞机性能，急需新型结构材料和耐烧蚀材料，碳纤维又重新出现在材料科学舞台。

碳纤维可分为三类，世界上能够达到工业规模化生产的主要有聚丙烯腈（PAN）基碳纤维、沥青基碳纤维和黏胶基碳纤维三种，其中 PAN基碳纤维占据绝对主要地位，份额达 90%以上，其次是沥青基碳纤维约占 6-8%，黏胶基碳纤维产量最低。

根据2020年碳纤维应用市场数据，在数量方面，碳纤维在风电叶片中的应用排在首位，达30600吨，占全部市场需求的28.64%；其次为航空航天方面，应用需求量为16450吨，占比为15.39%；最后，汽车行业中采用碳纤维材料的车型越来越丰富，尤其实新能源汽车，在制造过程中，许多部件(如电池盒)都用到了碳纤维材料，2020年需求应用共12500 吨，占市场总需求的 11.70%。整体来看，碳纤维在军工和新能源产业中有重大作用。

风电叶片一直是碳纤维材料应用的主要领域，是最具有前景的领域之一。风电机组极大程度上拉动了碳纤维的需求，碳纤维材料轻便的特点使得风电叶片的整体质量有了较好的优化，保证叶片在长度增加的同时，重量更轻。在风电产业快速扩张的情况下，碳纤维在这一领域的产能也将以较高速度不断拓展，预计在2025年将达到93384吨的全球市场需求。

此外，碳纤维材料还是生产武器装备的重要材料。在战斗机和直升机上，碳纤维复合材料应用于战机主结构、次结构件和战机特殊部位的特种功能部件。国外经常使用碳纤维/环氧和碳纤维/双马复合材料来制作战机机身、主翼、垂尾翼、平尾翼及蒙皮等部位，可以起到减重的作用。

竞争格局与份额

1959年，日本大阪工业试验所近藤昭男博士发明PAN基碳纤维制备技术，随后60年代日、英率先开始PAN基碳纤维技术攻关，而同时期美国还在攻克粘胶基技术，导致其PAN基碳纤维研究起步较晚。

20世纪70年代，日、美、英开始频繁技术合作，美国从英国获得碳化技术并与日本东丽、东邦和三菱展开技术转让，随后美国与日本于1972年制得碳纤维高尔夫球杆和鱼竿，风靡全球。

90年代之后，碳纤维迎并购浪潮，各大碳纤维厂商开始抢占市场份额，SGL从阿尔笛处拉收购了合资碳纤维的股份、日本东邦收购了美国福塔菲尔碳纤维、日本东丽收购了卓尔泰克，美、日地位进一步稳固，寡头局面初步形成。

从目前的产能分区域份额图来看，世界主要碳纤维生产企业有日本的东丽、东邦、三菱，美国的Cytec、Hexcel，德国的SGL，土耳其的AKSA等企业。美国、日本依旧领跑全球，在行业中占据举足轻重的地位，大陆地区紧随其后，达到17%左右的份额。

公开信息整理

我国自20世纪60年代后期便开始PAN基碳纤维研究，历经半个世纪发展，现阶段虽仍与国外有显著差距但已可自主制备以T700、T800、M55J等为代表的一系列高端碳纤维，成功打破国外的技术封锁，成绩斐然。

但从理性出发，国内技术水平总体上还是落后日本、美国的领先企业20年，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，虽然当前我国理论产能达到 2.68 万吨，已经成为世界三甲，但整体产能利用率仅为34%，碳化单线能力仅1000吨/年，远低于国际标准2700吨/年，缺少国际竞争优势。

本土行业领军的碳纤维上市公司为光威复材(300699,股吧)、中简科技(300777,股吧)、精功科技(002006,股吧)，上述三家公司均属于国内碳纤维行业国产企业的领跑者。

光威复材是我国碳纤维行业的绝对龙头，现有适用于军品的小丝束碳纤维产能 3100吨/年，预计2022年以后投产适用于民品的大丝束碳纤维1万吨/年。光威的产能虽然不是国内最大的，但在技术性能、稳定生产、产业链一体化和生产成本这4个层面的综合竞争优势是最大的。目前，光威已具备军品高性能碳纤维稳定生产能力，受益于我国军费预算开支提高，同时公司在低成本风电碳梁等民品碳纤维技术不断突破，市场份额提升。

中简科技现有一条设计产能50吨/年（3K）高性能碳纤维生产线，近年来随着技术不断改进，其产量已超过100吨/年。2016-2020 年，随着下游需求激增，公司年产量已由45.3吨提升至114.1吨。中简科技募投项目——千吨级规模氧化碳化生产线已于2020年转固，现正进行等同性认证，未来将逐步释放产能，为公司新增 T700级碳纤维产能1000吨/年（12K）。据悉该生产线可生产ZT7系列（高于T700级）、ZT8系列（T800级）和试制ZT9系列（T1000/T1100级）碳纤维以满足不同高端客户需求。

随着国内新能源产业和军工产业景气度的不断提升，对碳纤维的需求势必也会提升，而国内能够生产碳纤维的企业又屈指可数，订单基本被它们锁定，因此这些公司是值得关注的。

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（李佳佳 HN153）