最新碳纤维产业链分析报告

最新碳纤维产业链分析报告

2020年8月

内容目录

1. 序言 (4)

1. 碳纤维的分类 (4)

1.1. 按强度模量分类，T 系列碳纤维应用最广 (4)

1.2. 按原料分类，PAN 基碳纤维是主流 (6)

1.2.1. PAN 基碳纤维 (6)

1.2.2. 沥青基碳纤维 (7)

1.2.3. 粘胶基碳纤维 (8)

2. 碳纤维及复材生产工艺比较 (8)

2.1. 纺丝工艺比较 (8)

2.1.1. 湿法纺丝工艺 (8)

2.1.2. 干法纺丝工艺 (9)

2.1.3. 干喷湿纺纺丝工艺 (10)

2.2. 碳纤维增强复合材料（CFRP）成型工艺 (10)

2.2.1. 预浸料热压罐工艺 (10)

2.2.2. 树脂传递模塑工艺（RTM） (11)

2.2.3. 拉挤成型工艺 (12)

2.2.4. 缠绕成型工艺 (12)

3. 碳纤维生产壁垒高，我国技术突破及成本优化任重道远 (12)

3.1. 纺丝及氧化碳化环节控制均有难度 (12)

3.2. 生产效率低是影响成本优化的重要因素之一 (13)

3.3. 国内碳纤维企业在型号突破及成本优化方面不断进步 (14)

3.3.1. 光威复材 (14)

3.3.2. 中简科技 (15)

4. 市场提示 (17)

图表目录

图1：东丽各型号碳纤维物理性质 (4)

图2：2019 年全球各类碳纤维需求分布（按模量） (5)

图3：各类碳纤维市场份额 (6)

图4：PAN 原丝到碳纤维制作流程 (7)

图5：沥青基碳纤维工艺流程 (7)

图6：粘胶基碳纤维工艺流程 (8)

图7：湿法纺丝制作流程 (9)

图8：干法纺丝制作流程 (9)

图9：干湿法纺丝制作流程 (10)

图10：预浸料热压罐工艺示意图 (11)

图11：树脂传递模塑工艺示意图 (11)

图12：拉挤成型工艺示意图 (12)

图13：缠绕成型工艺示意图 (12)

图14：PAN 基碳纤维及复合材料的制备流程 (13)

图14：纺丝工艺流程 (13)

图16：碳纤维完全成本及生产成本构成 (14)

图17：2019 年光威复材碳纤维生产成本构成 (17)

图18：2019 年中简科技碳纤维生产成本构成 (17)

图19：光威复材碳纤维销量增加，单位成本下降 (17)

图20：中简科技碳纤维销量增加，单位成本下降 (17)

图21：光威复材产能利用率增加，毛利率提升 (17)

图22：中简科技产能利用率增加，毛利率提升 (17)

表1：不同型号碳纤维的应用领域 (5)

表2：碳纤维性能比较 (6)

表3：不同生产规模原丝成本构成 (14)

1. 序言

碳纤维作为高性能纤维的翘楚，一直以来民和军事领域高端应用场景的核心材料之一。鉴于碳纤维的重要战略意义，上世60 年代今，从政府层面到产业层面，对碳纤维行业的发展都倾注了大量的心血，一代一代的科学家和工程师为中国碳纤维独立自主发展贡献了自己的力量。在2008 年以前，国内碳纤维生产产量小、品质稳定性不高、性价比优势不明显。2008年后，中国的碳纤维企业在军品纤维生产方面实现了真正的突破，并在低成本民品纤维的研发开发上进行大量投入、以与海外产品展开正面竞争。同时长期的研发和生产经验的积累也让中国碳纤维企业开始冲击高端民用碳纤维领域，与常规产品一道，丰富了中国碳纤维行业的生命力。供应与需求相互映衬，国内碳纤维下游市场快速启动，包括航空航天、风电叶片、汽车、压力容器等领域，对碳纤维的需求正快速涌现，中国成为全球碳纤维需求增长最快的市场。

中国碳纤维行业已经迎来了最佳发展时期，这也是我们撰写本篇报告的出发点和初心，希望通过我们对行业资料的梳理，帮投资者了解中国碳纤维行业，并发现其中的投资价值。

碳纤维系列报告分为三篇，此为第一篇，主要梳理碳纤维的分类及生产工艺，并从生产技术角度讨论碳纤维生产壁垒高在哪里、国内在突碳纤维低生产成本道路上面临的挑战点是什么。

1. 碳纤维的分类

1.1. 按强度模量分类，T 系列碳纤维应用最广

碳纤维按拉伸强度和拉伸模量这两项力学性能指标来分，碳纤维可分为通用型碳纤维、高强碳纤维、高模碳纤维、超高强碳纤维、超高模纤维这几种。目前业内没有统一的碳纤维型号划分标准，在实际使用中，龙头企业日本东丽公司的产品编号常被作为行业标准，如东丽的碳纤维产品编号有T300、T800、M30 等多种，其中T 表示强度，M 表示模量。强度上，T 后缀的数字越大代表产品的强度越大，因此强度是T300 < T600 < T700 < T800 < T1000 < T1100 ；模量上，M 后缀的数字越大代表产品的模量越大，因此模量是M30 < M40 < M46 < M50 < M60 < M65。根据模量大小可分为标模、中模和高模。标准模量的拉伸模量为230-265GPA；中等模量的指拉伸模量为270-315GPA；高模量的指拉伸模量超过315GPA。在实际生产和应用中，碳纤维并非以单根形式独立存在，而是由一定数量的碳纤维丝束组成的，公司提供的产品信息中都会表明其碳纤维品为几K。其中1K 就代表在一束碳纤维丝束中有1000 根丝，通常小于24K（含）的碳纤维被称为小丝束，小丝束碳纤维主要应用于航空航天、武器装备和体育休闲领域，因此又被称为“宇航级”碳纤维。24K 以上的碳纤维被

称为大丝束碳纤维，大丝束碳纤维的粘连、断丝现象相对多，强度和刚度方面的性能比小丝束碳纤维差，为通用级碳纤维，主要用于汽车、风电叶片等一般工业领域，因此被称为“工

业级”碳纤维。小丝束碳纤维的生产成本比大丝束碳纤维高，性能也更加优越，因此价格比

大丝束碳纤维更加昂贵。目前标模碳纤维有大丝束与小丝束的区分，标模以上的碳纤维尚无大丝束出现。但未来大丝束可能向中模的方向发展，特别是飞机的大梁、风电的梁帽和汽车的车身结构，中模大丝束可以为航空航天、风电叶片和新能源汽车领域带来更多轻量化应用。

图1：东丽各型号碳纤维物理性质