一、碳纤维行业概况
按基体的不同，碳纤维复材可分为树脂基复合材料（CFRP）、碳／碳复合材料（C／C）、金属基复合材料（CFRM）、陶瓷基复合材料（CFRC）及橡胶基复合材料（CFRR）等。其中，树脂基复合材料（CFRP），由于其比模量、比强度高、抗疲劳性好、以及优良的耐热性等特点，被广泛应用于宇宙飞行器外表面防热层及火箭喷嘴（酚醛树脂基）、航空航天结构材料（环氧树脂基）、钓渔竿、建筑补强等领域。
碳纤维复材按基体分类
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目前大部分先进复合材料产品都是由预浸料铺迭后固化而成的。完整制造过程包括：从石油、煤炭、天然气均可以得到丙烯，丙烯经氨氧化后得到丙烯腈，丙烯腈聚合和纺丝之后得到聚丙烯腈(PAN)原丝，再经过预氧化、低温和高温碳化后得到碳纤维，并制成碳纤维织物和碳纤维预浸料，最后再将其加工成碳纤维复材。因此，预浸料是增强纤维浸渍树脂基体后制备复合材料的半成品，是由原料向制品过渡的重要中间产品。
碳纤维行业产业链示意图
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二、全球碳纤维行业市场现状分析
2020年全球碳纤维的需求量为106.9千吨，对比2019年的103.7千吨，增长了3%，受疫情影响全球碳纤维需求仍然保持正增长，特别是当全球民航遭遇重挫的情况下，充分表明了碳纤维产业的勃勃生机。
2008-2030年全球碳纤维需求量及增速
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2020年全球碳纤维重点应用领域依旧是风电市场，保持在20%的强劲增长；遭受重挫的航空航天市场（受影响的主要是民用航空、公务机），用量急剧降低。风电市场的增长潜力非常巨大，这将有待于维斯塔斯之外的其他风电巨头企业，尤其是中国风电企业批量使用碳纤维。
2020年全球碳纤维下游应用分布情况
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从全球碳纤维产品需求量分布来看，2020年大丝束产品继续提升市场份额到45.2%。主要是由于大丝束在风电市场驱动下的强劲增长与小丝束市场受航空航天市场下滑影响。
2020年全球碳纤维产品需求量分布（单位：%）
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在美国碳纤维市场中，本土企业赫氏与氰特公司（被比利时索尔维集团收购）承担着美国军用碳纤维的制造，剩余部分服务于民用。东丽旗下的卓尔泰克在美国也有部分大丝束生产（主力在匈牙利与墨西哥），东丽在美国的生产能力比本土还大；中国市场中，除了台湾地区的台塑及永虹，在大陆区域，均是本土的碳纤维工厂。
2020年全球碳纤维运行产能分布情况
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相关报告：华经产业研究院发布的《2021-2026年中国碳纤维行业市场全景调研及投资规划建议报告》
三、中国碳纤维行业市场现状分析
碳纤维作为军民两用关键新材料，多年来，由于发达国家实行技术和产品的双重封锁，我国一直处于受制于人的状态，我国于20世纪70年代开始产业化应用，近年来我国碳纤维进口额逐年增长，截至2021年上半年我国碳纤维进口额为3.09亿美元，同比增长27.45%。
2015-2021年H1我国碳纤维进口额及增速
注：进口数据统计于碳纤维（海关编码：68159920）、碳纤维预浸料（海关编码：68159932）与其他碳纤维制品（海关编码：68159939）之和。
资料来源：中国海关，华经产业研究院整理
从我国碳纤维下游应用分布来看，风电叶片应用领域占比40.9%，体育休闲领域占比29.9%，对比全球来看，说明我国碳纤维应用能力的问题，所以我国需要剥离风电领域的对外部分。碳纤维的应用技术丝毫不比碳纤维制备技术简单，尤其是航空航天的复合材料技术体系。在中国碳纤维蓬勃发展之际，众多应用企业应加大研发力度，赶超先进国家的应用能力。
2020年中国碳纤维下游应用分布情况
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我国各省市碳纤维需求中，长期排在第一名的广东省，由于风电的原因，在2019年被江苏赶超，2020年又被山东赶超；江苏与山东长期领先中国各省份，3个万吨级碳纤维需求大省，预计是后面数年不变的格局。
2020年我国各省市碳纤维需求占比
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四、碳纤维行业竞争格局分析
从全球碳纤维产业第一群落来看，完全的小丝束企业，航空航天军工无疑是对其最有吸引力的市场，如果在这个市场没有立足之地，发展道路会非常艰难曲折。当然可以通过“提速或提束”的方法降低成本，在体育器材、建筑补强、电子电气等工业领域找到特定利润市场。如前所讲，一旦有大丝束的充足供应，这个群落会被严重冲击。
第二群落，完全的大丝束企业，这些企业的装置基本不能高效地生产小丝束纤维，关键是性价比很难与第一群落竞争，除非建设新的生产装置。他们的重要特点是，在目前的技术水平中，纤维的成本可做到最低，尤其是原丝的成本。
第三群落，有能力或潜力兼顾大小丝束的企业，比如东邦与三菱，均具备较高水平的大小丝束的能力，至于大批量制备大丝束的潜力，他们不一定具备。目前，国内具有大丝束全套技术的企业仅有蓝星一家，其技术上还有一定的提升空间。另外两家具有较大潜力进入大丝束领域的是上海石化及吉林化纤。
全球碳纤维厂家的业务模式
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国内碳纤维原丝及碳纤维产能方面，近几年，国内产能的统计不断挤出水分，逐步从“理论产能”到“运行产能”，但2020年依然采用“运行产能”，而非“实际产能”，这二者的区别就是：“运行产能”依然允许企业用12K去折算3K的产能，而“实际产能”就需要按生产线的定义品种去定义产能，这样才能反映出我国碳纤维行业真实的“达产率”。
2020年我国制造商碳纤维原丝及碳纤维运行产能
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五、中国碳纤维产业发展趋势
我国碳纤维产业虽然取得明显进步，但与日本、美国等发达国家相比还存在一定差距。作为高性能纤维，碳纤维的发展要切实提升关键核心技术的创新能力，提高技术成熟度，提升纤维质量一致性、批次稳定性、应用工艺性，进一步扩大在航天航空、风力发电、轨道交通、安全防护、海洋工程、高速交通、环境保护等领域应用。
此外，产能利用率也需进一步提升。目前我国碳纤维理论产能已超过30000吨，运行产能约26500吨，实际产量约12000吨，产能利用率仍不到50%。在关键辅料和装备设施上，用高品质上浆剂、油剂等配套材料品种较少，碳纤维复合材料用树脂性能有待进一步提高，尚不能完全自主供给，一些关键品种仍依赖进口，制约了碳纤维复合材料的性能提高，也存在产业链供给风险。符合国产碳纤维特点和使用要求的标准体系尚未形成，使用规范、应用数据库等尚未建立，制造与应用环节衔接不紧密，碳纤维及其复合材料设计—评价—验证能力不足。
因此，要保证碳纤维产业的持续发展还需持续提升产能利用率，加快淘汰落后产能;拓展碳纤维标准化工作的深度、广度及专业化水平，培养有经验的碳纤维复合材料设计人员。在设计方案、材料选用、制备工艺、实际应用等方面，要与下游市场紧密连接，提高我国碳纤维在高端领域的规模应用，在生产和应用等方面取得更多的实质性进展，持续提高我国碳纤维龙头企业的综合竞争力。
华经产业研究院采用先进的数据分析工具，对碳纤维行业的数据进行挖掘、整理、加工、分析和展示，为客户传递行业最新的发展动态。并对行业未来的发展前景及趋势进行专业的预判，为客户的经营决策提供专业的指导和建议，最大限度地降低客户投资风险与经营成本，把握投资机遇，提高企业竞争力。欲了解行业具体详情可以关注华经产业研究院出版的研究报告《2021-2026年中国碳纤维行业发展监测及投资战略规划研究报告》。
