碳纤维行业发展分析报告( 38 页)

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目录

一、碳纤维的性能优异，下游应用广泛 ....... 5

1.1 碳纤维是一种性能优异的材料 .... 5

1.2 碳纤维主要以聚丙烯腈基为主 .... 6

1.3 碳纤维应用领域不断拓展 .... 8

二、新能源推动碳纤维需求高速增长，航空航天等领域空间广阔 ...... 10

2.1 风电叶片：受益于叶片轻量化与海风发展，碳纤维需求有望高速增长 .. 10

2.2 碳碳复材：光伏装机增长与单晶炉扩容助力碳纤维需求高速增长 ..... 14

2.3 压力容器：氢燃料电池车推广加快，储氢瓶用碳纤维需求高速增长 ..... 16

2.4 航空航天：碳纤维应用广泛，需求空间巨大 ..... 18

2.5 轨道交通：碳纤维推广障碍相对较小，未来潜力较大 ....... 23

2.6 汽车：空间广阔，成本问题制约其推广 .... 24

三、我国碳纤维产能快速扩张，大丝束成为重要方向 .... 25

3.1 中国碳纤维产能快速扩张，供需矛盾有望缓解 ..... 25

3.2 我国大丝束实现技术突破，成为未来重要发展方向 ...... 28

3.3 我国高性能碳纤维持续突破，政策支持为行业发展保驾护航 .... 29

四、碳纤维的制备工艺：原丝和碳化 ..... 31

4.1 碳纤维原丝环节：聚合-纺丝 ..... 32

4.2 碳纤维碳化环节：预氧化-碳化-表面处理-上浆 ..... 34

五、投资建议 ..... 35

5.1 吉林化纤 ：供应链配套完善，大丝束产能快速扩张 ..... 35

5.2 中复神鹰：高性能碳纤维龙头企业，布局航空航天与新能源领域 ..... 36

5.3 光威复材：全产业链布局，军品民品双轮驱动 ..... 36

5.4 中简科技：聚焦小丝束高端产品，供应航天军工 ...... 37

六、风险提示 ..... 38

图表目录

图表1：碳纤维产业链 ..... 5

图表2：碳纤维与其他材料力学性能对比 .... 5

图表3：树脂基复合材料是碳纤维复合材料的主要形式 ....... 6

图表4：三种碳纤维分类（原丝分类）对比 ..... 6

图表5：三种碳纤维分类（原丝分类）占比 ..... 6

图表6：碳纤维力学性能划分与海内外牌号对比 ...... 7

图表7：碳纤维主要应用领域性能要求 .... 7

图表8：按力学性能分全球碳纤维需求量（吨） ...... 8

图表9：碳纤维及其复合材料应用领域不断拓展 ...... 8

图表10：2008-2021 年全球碳纤维运行产能、需求量及增速 ...... 9

图表11：2021 年全球碳纤维分行业需求量（吨） ...... 9

图表12：2021 年全球碳纤维分行业市场规模（亿美元） ....... 9

图表13：2021 年碳纤维下游应用领域价格（美元/公斤） .... 10

图表14：中国碳纤维分行业需求量近三年CAGR ..... 10

图表15：2021 年中国和全球碳纤维下游应用领域对比 ..... 10

图表16：全球风电累计装机容量及增速（GW） ....11

图表17：中国风电累计装机容量及增速（GW） ....11

图表18：为实现1.5℃以内升温目标所需风电装机容量测算（GW） .....11

图表19：全球风电叶片用碳纤维需求量（吨） ..... 12

图表20：2010-2020 年中国新增装机风轮直径占比 ...... 12

图表21：全球与国内海上风电累计装机量（GW） ....... 12

图表22：“十四五”各省规划海上风电装机容量（GW） ..... 12

图表23：中国风电叶片用碳纤维需求量（吨） ..... 13

图表24：我国风电机组平均单机容量（MW） ...... 13

图表25：中国风电市场碳纤维需求量测算 .... 13

图表26：全球新增光伏装机量（GW） ..... 14

图表27：中国新增光伏装机量（GW） ..... 14

图表28：光伏单晶炉热场系统 ...... 14

图表29：碳碳复材用碳纤维预制体制作流程 ..... 14

图表30：单晶拉制炉热场产品替代率逐步提升 ..... 15

图表31：中国碳碳复材市场碳纤维需求量测算 ..... 15

图表32：中国氢燃料电池车销量（辆） .... 16

图表33：“3+2”燃料电池车示范群车辆推广目标 .... 16

图表34：中国氢燃料电池车销售结构（辆） ..... 17

图表35：近年我国燃料电池专用车车型吨位结构走势 ....... 17

图表36：全球压力容器用碳纤维需求量（吨） ..... 17

图表37：中国压力容器用碳纤维需求量（吨） ..... 17

图表38：中国压力容器市场碳纤维需求量测算 ..... 18

图表39：2021 年碳纤维在航空航天细分领域占比 .... 18

图表40：全球航天航空碳纤维需求量（吨） ..... 18

图表41：全球航空航天用碳纤维分行业需求量（吨） ....... 19

图表42：复合材料在民机结构中的应用增长趋势 ...... 19

图表43：波音B787 复合材料占比 .... 20

图表44：空客A350 复合材料占比 .... 20

图表45：波音商用飞机及B787 历年交付量（架） ....... 20

图表46：空客商用飞机及A350 历年交付量（架） ....... 20

图表47：ARJ21 历年交付数量（架） ....... 21

图表48：C919 应用碳纤维复合材料图示 ...... 21

图表49：中国民用无人机历年市场规模（亿元） ...... 21

图表50：部分中、美无人机复合材料的使用情况 ...... 21

图表51：先进复合材料在军用飞机上的应用比例 ...... 22

图表52：中美机型碳纤维材料使用比例对比 ..... 22

图表53：2021 年中国战斗机数量占比 ...... 23

图表54：2021 年美国战斗机数量占比 ...... 23

图表55：我国航天发射次数 ...... 23

图表56：我国高铁密度及增速 ...... 24

图表57：我国动车组保有量基增速 ....... 24

图表58：中国城市轨道交通建设运营情况 .... 24

图表59：下一代地铁列车碳纤维应用 .... 24

图表60：全球汽车用碳纤维需求量（吨） .... 25

图表61：中国汽车用碳纤维需求量（吨） .... 25

图表62：各类汽车轻量化材料性能比较 .... 25

图表63：2021 年全球产能分布（企业，吨） ....... 26

图表64：中国碳纤维自给率大幅提升 .... 26

图表65：2021 年全球主要企业碳纤维产能及扩产计划（吨） ...... 27

图表66：国内大、小丝束碳纤维价格（元/千克） ..... 27

图表67：国内企业2022-2023 年碳纤维扩产统计（吨） ...... 28

图表68：小丝束碳纤维和大丝束碳纤维制备过程成本对比 ....... 28

图表69：吉林碳谷与卓尔泰克、西格里技术与关键业务对比 .... 29

图表70：我国大丝束碳纤维项目部分统计 .... 29

图表71：我国对碳纤维复合材料发展相关政策 ..... 30

图表72：碳纤维技术工艺路线 ...... 32

图表73：原丝制备过程 ..... 32

图表74：碳纤维聚合工艺比较 ...... 33

图表75：PAN 原丝的纺丝工艺流程图 ....... 34

图表76：湿法纺丝和干湿法纺丝工艺对比 .... 34

图表77：海内外主要碳纤维企业原丝制备工艺 ..... 34

图表78：碳丝制备过程 ..... 35

图表79：吉林化纤营业收入及增速 ....... 36

图表80：吉林化纤归母净利润及增速 .... 36

图表81：中复神鹰营业收入及增速 ....... 36

图表82：中复神鹰归母净利润及增速 .... 36

图表83：光威复材营业收入及增速 ....... 37

图表84：光威复材归母净利润及增速 .... 37

图表85：中简科技营业收入及增速 ....... 38

图表86：中简科技归母净利润及增速 .... 38