新材料產業之“黑色黃金”細分賽道未來可期
隨著科技的不斷進步和人們對環境保護的日益重視，新材料產業正逐漸成為未來的發展趨勢。
為了擺脫核心技術受制于人的局面，我國在2000年后開始大力發展碳纖維產業，并將其列為國家重點發展的戰略性新興產業之一，“十四五”規劃和2035年遠景目標綱要更是將在碳纖維復合材料領域開展協同應用試點示范和加強碳纖維及其復合材料的研發應用列入其中。
碳纖維作為重要的新材料，是由有機纖維在1000℃以上裂解碳化形成的含碳量高于90%的無機纖維。其質輕、強度高，同時具有易于成型、耐高溫、耐磨擦、耐腐蝕、導電導熱、比重小、重量輕、強度高和柔軟可加工等其他材料不可替代的優良性能，可以廣泛應用于諸多領域，因此碳纖維被稱為是 21 世紀的“黑色黃金”。
新能源需求提升，國產替代加速進行
碳纖維材料憑借其輕量，高硬度，耐腐蝕等出色力學性能及化學穩定性在新材料中脫穎而出，使其不僅是光伏、氫能、風電葉片中的原材料，而且在航空設備、軍事領域中有重要的戰略地位，同時也廣泛應用于新能源車輕量化以及體育休閑用品等多元場景。
圖|碳纖維綜合性能優異，來源：《碳纖維綜述性論文》、浙商證券等公開資料
第一、從需求端來看：我國為全球最大市場、需求增速快。2021 年，全球碳纖維總需求達 11.8 萬噸、同比增長 10%；我國碳纖維總需求量 6.2 萬噸、同比增長 28%，中國市場占比全球需求的 53%、為全球最大市場，有望催生供給端產能加速提升。
第二、從供給端來看：國產替代加速、但仍有較大空間。2021年中國大陸碳纖維產能占全球比達31%（較需求端占全球 53%的比例仍有差距）。但與此同時，2021 年我國碳纖維國產化率水平已達 53%，較 2020 年提升 7pct。國產碳纖維技術加速突破，已逐步打破日本、美國的市場壟斷。
圖| 2021 全球碳纖維運行產能占比、中國碳纖維國產化率，來源：《2021 全球碳纖維復合材料市場報告》、浙商證券等公開資料
進口替代加速行業需求提升
碳纖維設備主要包括：放紗架（PAN 纖維）、氧化爐組（轉為非塑性耐熱梯形結構）、低溫碳化爐（含碳量超 93-95%的碳纖維）、高溫碳化爐（含碳量超 99%的碳纖維）、表面處理浴池（增強樹脂和碳纖維之間的粘合性）、上漿浴池（提升可加工性）、干燥機、卷繞機（打包）等組成，來實現對 PAN 基碳纖維原絲連續多道熱處理和后續處理，得到高性能碳纖維。其中氧化爐和炭化爐是碳纖維制造的核心設備。
國內碳纖維龍頭公司如按照精工科技最近簽單情況（2022 年 8 月），該公司目前已經與浙江寶旌炭材料簽年產 2000 噸碳纖維項目，合同金額 1.678 億元，對應碳纖維設備投資額約 8.39億元/萬噸。
根據賽奧碳纖維統計， 2021年中國大陸首次超越美國，成為全球最大產能國，且從擴產計劃上看，我國有望較長期保持產能第一的地位。
碳纖維目前的競爭格局情況
科技一般指科學技術。社會上習慣于把科學和技術連在一起，統稱為科學技術，簡稱科技。實際二者既有密切聯系，又有重要區別。
實際二者既有密切聯系，又有重要區別。科學解決理論問題，技術解決實際問題。
目前碳纖維設備主要以海外美德廠商為主，主要包括美國 Despatch、美國 Despatch、美國 Litzler、德國艾森曼等，雖然碳纖維國產化率水平已達 53%，但上游設備的國產化率仍較低。國內能夠滿足高質量碳纖維整線設備的供應商較少，精工科技作為國內碳纖維龍頭企業，2021 年累計完成 6 條碳纖維生產線的交付，持續打破海外設備壟斷的局面。
圖|碳纖維產業鏈全景圖，來源：中商產業研究院、浙商證券研究所等公開資料
近年來，在政策發力和企業努力下，我國不斷取得碳纖維制備和應用關鍵技術的新突破，相關產能持續躍升，自給率不斷提高。
我國首個萬噸級48K大絲束碳纖維工程生產線在上海石化碳纖維產業基地投料開車；山西鋼科已形成覆蓋國內高性能碳纖維領域主要品種的生產能力；為保障國產大飛機關鍵原材料自主可控，中復神鷹持續攻關，成功突破T800級碳纖維預浸料生產技術，產品主要性能達到國產大飛機要求，目前正在開展工藝性能評價與驗證,經過行業企業的不斷努力，國產碳纖維的市場份額從2019年的31.7%攀升至2021年的46.9%。
由于較多國產碳纖維企業尚未實現關鍵技術的突破，生產線運行及產品質量不穩定，國產碳纖維行業曾長期存在“有產能，無產量”的現象。有關專家表示，國產碳纖維的性能與質量穩定性尚有提升空間，短期內碳纖維核心裝備仍需依賴進口。
結語：圍繞國家重大戰略和國民經濟主戰場，央企應充分發揮科技創新國家隊作用，為提升我國關鍵材料和技術的自主可控，維護產業鏈、供應鏈的安全穩定作出重要貢獻。
未來，源起基金希望把握碳纖維產業結構和布局調整過程中的新機遇，加快形成綠色制造新動能，將生態優勢、技術優勢轉變為企業發展優勢，推動產業上下游深度耦合，聚力打造高質量產業集群。
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