碳纤维系列报告之一： 行业风口即将到来（行业简介及中国市场分析）

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报告作者：中泰化工王席鑫、肖晴

温馨提示：本报告建议：请务必阅读正文之后的重要声明部分

投资要点

碳纤维性能优异：碳纤维具有高比强度、高比模量、抗蠕变、导电、导热等特性，强度比钢大、密度比铝小、比不锈锅耐腐蚀、比耐热钢耐高温、又能像铜一样导电，集优异的电学、热学和力学性能于一身。碳纤维与树脂（一般为环氧丙烷）基体的复合材料是一种高性能的结构材料，最初被广泛的用于航空航天，随后也成功应用于民用航空、土木建筑、体育器材、风电、及汽车领域。

碳纤维需求攀升，其中工业领域应用将是未来需求增加的主要动力：碳纤维在体育休闲、建筑、飞机和风机叶片上的应用已比较成熟，在汽车上的市场也逐渐开启，并且在其他工业领域的应用也是日趋增长。随着规模化生产和产品技术提升导致的成本下降，碳纤维有望得到大规模普及。其中汽车应用将会是未来碳纤维的一个重要的下游。目前阶段，包括中国、英国、法国等多国宣布禁售燃油车时间表，新能源汽车是是未来汽车发展三大方向之一，而解决动力问题间接的关键因素之一就是应用碳纤复合材料减轻汽车重量，节约能源，增加可靠性。随着新能源汽车的发展，预计汽车的碳纤维需求预期将从2013年的2600吨增长至2020年的23000吨，成为与航空航天持平的两个最大消费市场之一。

我国碳纤维经历艰难缓慢的发展期后，即将迎来发展的春天：中国从上世纪60年代开始碳纤维生产的研究，同时也是碳纤维的消费大国，然而我国碳纤维消费仍主要依赖进口，国产碳纤维产业在原丝的生产和碳化技术上存在技术瓶颈，产品仍处于初级阶段，落后世界领先水平，同时以美、日为首的发达国家始终保持着对中国碳纤维行业严格的技术封锁，价格竞争也导致碳纤维企业常年亏损。我们认为，随着技术的逐步突破，在下游需求的拉动下，中国的碳纤维行业将迎来发展的春天。

布局碳纤维企业众多，看好一体化全产业链布局的企业：材料从发现到产业化到商业应用一般都要经历几十年的过程，碳纤维是目前为止无论产业化还是商品化壁垒都很高的新材料，从原丝到最终的复合材料制品每一个环节都有技术壁垒，同时每一个环节的附加值也都很高。更重要的是，碳纤维的应用开发是一个系统的工程，涉及到材料的应用和与之相匹配的下游工艺、设备等共同开发，因此仅做碳纤维的某一个环节的企业不具备优势，我们看好具备碳纤维及其制品全产业链研发、制造能力的企业。

目前我国布局碳纤维行业的上市公司主要有康得新、光威复材等，行业内优秀的公司还有包括中复神鹰、中简科技、恒神股份等。从公司的布局来看：

1）康得新的碳纤维主要定位于新能源汽车产业，作为中国少有的从碳纤维原丝到下游应用全产业布局的企业，整合了国内一流的碳纤维技术团队，依托全球唯一实现汽车轻量化的德国宝马的相关设计和生产公司的合作，未来将打造完整的新能源汽车工业产业链以及商业生态链。

2）光威复材主要产品包括碳纤维、碳纤维织物、碳纤维预浸料、玻璃纤维预浸料、碳纤维复合材料制品及碳纤维核心生产设备等，具备不同系列碳纤维产品规模化生产能力。公司主营业务收入主要来自于军品材料销售，主要客户为军工企业。目前公司已具备将核心技术应用于民用领域的条件，正在推进相关核心技术在民用领域中的应用。2016年公司碳纤维产能共计327吨，其中T300产能176吨，已经稳定供货十年；T800产能105吨，与国外同类产品相当，具备生产能力 (承担国家项目任务，未进行批量生产)；T700产能276吨（2016年11-12月已经小批量生产，形成试运行产能）。高强型T1000级碳纤维已经突破关键技术，目前正处于小批量试制阶段，高模型M55J级碳纤维已经基本掌握关键装备制造技术与关键工艺路线。

风险提示：碳纤维下游行业需求不达预期

内容目录

1. 碳纤维——皇冠上的明珠    - 6 -

1.1碳纤维：集优异的电学、热学和力学性能于一身    - 6 -

1.2碳纤维按原丝、性能、功能分类    - 7 -

2碳纤维从原丝到碳纤维制品设计多学科，工艺复杂    - 8 -

2.1碳纤维生产工艺（原丝-碳纤维）    - 9 -

2.1.1聚丙烯腈（PAN）基碳纤维    - 10 -

2.1.2 沥青基碳纤维    - 11 -

2.1.3 粘胶(纤维素)基碳纤维    - 12 -

2.2 碳纤维复合材料（CFRP）成型工艺    - 13 -

2.2.1 预浸料热压罐工艺    - 14 -

2.2.2 树脂传递模塑工艺（RTM）    - 14 -

3. 碳纤维的应用    - 16 -

3.1 汽车工业 ——新能源汽车    - 17 -

3.2 航天航空领域的应用    - 21 -

3.2.1 航天应用    - 21 -

3.2.2 航空应用    - 22 -

3.3 风电工业    - 24 -

3.4 体育休闲工具    - 25 -

3.5 其他应用    - 26 -

3.5.1 土木建筑领域的应用    - 26 -

3.5.2 氢罐压力容器    - 26 -

3.5.3 石油工业的应用    - 26 -

3.5.4 输电线路    - 26 -

4世界碳纤维产业化格局：发达国家形成技术垄断    - 27 -

4.1主要的碳纤维企业    - 27 -

4.2 碳纤维市场格局    - 28 -

5我国碳纤维产业发展情况    - 29 -

5.1我国是碳纤维主要来自进口    - 29 -

5.2自70年代开始发展碳纤维技术    - 30 -

5.3原丝生产和碳化技术是制约我国碳纤维产品质量的瓶颈    - 31 -

5.4国外企业压价竞争阻碍我国碳纤维发展    - 33 -

5.5我国碳纤维消费结构有待改善    - 33 -

6知名碳纤维企业经营模式    - 34 -

6.1东丽——帮客户想好怎么用    - 34 -

6.2土耳其阿克萨——瞄准工业应用，定位清晰    - 34 -

7国内碳纤维行业相关公司    - 35 -

7.1康得新——打造4.0版的智能化碳纤维产业生态链    - 35 -

7.2光威复材——国内少数实现盈利的碳纤维企业    - 37 -

7.3 恒神股份——全产业链布局碳纤维    - 39 -

7.8 中简科技——航空航天领域高性能碳纤维提供商    - 40 -

7.3中复神鹰——高性能低成本碳纤维生产者    - 41 -

图表目录

图表1：碳纤维编织布    - 6 -

图表2：碳纤维物理化学性能优异    - 6 -

图表3：碳纤维主要的物理性能    - 6 -

图表4：几种主要材料的物理性能对比    - 7 -

图表5：碳纤维的分类    - 7 -

图表6：PAN基碳纤维是主要的碳纤维品种    - 8 -

图表7：几种碳纤维的主要性能指标    - 8 -

图表8：碳纤维产业链    - 9 -

图表9：碳纤维产业链利润构成    - 9 -

图表10：生产碳纤维的能耗及排放气体量与其他材料的比较    - 9 -

图表11：碳纤维生产成本    - 10 -

图表12：几种碳纤维的生产工艺差别    - 10 -

图表13：PAN碳纤维制备流程    - 10 -

图表14：碳纤维原丝生产和碳纤维成型是难点    - 11 -

图表15：沥青基碳纤维制备流程    - 11 -

图表16：中国企业布局的沥青基碳纤维情况    - 12 -

图表17：粘胶基碳纤维制备过程    - 13 -

图表18：主要的CFRP成型工艺特点    - 13 -

图表19：庞巴迪CRJ系列副翼和襟翼采用RTM工艺制造    - 14 -

图表20：HP-RTM工艺流程    - 15 -

图表21：碳纤维应用进化史    - 16 -

图表22：全球碳纤维市场需求预测    - 16 -

图表23：全球碳纤维市场需求预测    - 16 -

图表24：2020年碳纤维细分领域需求    - 16 -

图表25：碳纤维性能优异应用在各领域    - 17 -

图表26：碳纤维结构汽车较钢结构汽车减重超过50%以上    - 17 -

图表27：汽车上的碳纤维制品    - 18 -

图表28：不同等级汽车对碳纤维的需求量    - 19 -

图表29：宝马I3及碳纤维车体    - 19 -

图表30：宝马碳纤维的生产模式    - 19 -

图表31：汽车行业企业与碳纤维公司合作布局碳纤维汽车    - 20 -

图表32：空客飞机交付数量增长    - 22 -

图表33：航空航天碳纤维需求逐年增长    - 22 -

图表34：波音787飞机材料的构成    - 23 -

图表35：V-22鱼鹰式倾转旋翼机制造材料构成    - 23 -

图表36：世界风力发电机组装机容量及增长率    - 24 -

图表37：世界风力发电向大功率、长叶片方向发展    - 24 -

图表38：各大厂商在大功率叶片中采用碳纤维叶片    - 24 -

图表39：中国风电工业用碳纤维4年内实现倍增    - 25 -

图表40：自行车用碳纤维需求量    - 25 -

图表41：ACCC导线的性能优势    - 26 -

图表42：碳纤维关键技术发展的四个阶段    - 27 -

图表43：小丝束碳纤维行业集中度    - 28 -

图表44：大丝束碳纤维行业集中度    - 28 -

图表45：世界小丝束碳纤维区域集中度    - 29 -

图表46：大丝束碳纤维区域集中度    - 29 -

图表47：09-14年我国碳纤维需求量（吨）和增速    - 29 -

图表48：我国碳纤维逐月进口量（吨）    - 29 -

图表49：我国碳纤维用在部分军机上及其应用比例    - 30 -

图表50：我国主要的碳纤维生产企业    - 31 -

图表51：国内T700S级以上等级碳纤维核心技术被国外封锁    - 31 -

图表52：目前我国碳纤维产品结构    - 32 -

图表53：07-14年我国碳纤维产量统计    - 32 -

图表54：09-14年日本T700价格    - 33 -

图表55：碳纤维三大应用领域国内、国际成熟度对比    - 33 -

图表56：康得新与控股集团共同布局碳纤维全产业链    - 36 -

图表57：正在建设的碳纤维车体设计项目    - 36 -

图表58：光威复材股权结构    - 38 -

图表59：光威复材经营情况    - 38 -

图表60：光威复材产品业务收入占比    - 38 -

图表61：公司发展历程    - 39 -

图表62：恒神全产业链布局碳纤维    - 39 -

图表63：500公里高速列车车头罩    - 40 -

图表64：500公里高速列车车头罩    - 40 -

图表65：中简科技经营情况    - 41 -

图表66：中简科技业务收入占比    - 41 -

图表67：公司碳纤维产品的发展历程    - 41 -

图表68：中复神鹰的PAN基碳纤维原丝和碳纤维    - 42 -

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