一、碳纤维行业概况
碳纤维(carbon fiber，简称CF)，是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。
碳纤维主要分为粘胶基、沥青基和聚丙烯腈（PAN）基三大种类，各有不同的使用场景和生产方法。其中沥青基碳纤维碳收率最高，可达80%-90%，但由于生产成本高，而难以应用于大批量工业应用制造。PAN基碳纤维综合性能最好、生产工艺成熟简单、应用最广、产量最高、品种最多，是目前全球碳纤维市场的主流碳纤维产品，产量占全球碳纤维总产量的90%以上。
按原丝种类分类碳纤维及特征
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完整的碳纤维产业链包含从能源获取到成品制造的全过程。碳纤维行业上游是制备聚丙烯晴（PAN）原丝过程，由于在原材料中原油制丙烯成本最低，故而此过程首先从原油中制出丙烯，再将丙烯经氨氧化后得到丙烯腈，再经聚合和纺丝之后得到聚丙烯腈（PAN）原丝。产业链中游是利用原丝经过预氧化、低温和高温碳化后就得到碳纤维，以及制备碳纤维织物和碳纤维预浸料，碳纤维预浸料可根据不同需求制成各类复合材料成品。产业链下游是以航空航天、体育休闲、风电叶片、工业领域为主的相关应用领域。
碳纤维行业产业链
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二、全球碳纤维行业发展现状分析
近年来，随着碳纤维行业产业链下游应用领域的不断发展，直接拉动了全球碳纤维需求的增长。全球碳纤维总需求已从2013年5.01万吨，增长到了2019年的10.37万吨，复合增速为11.89%，预计2020年全球总需求将达到11.24万吨。
2013-2020年全球碳纤维总需求
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碳纤维行业下游产业中，风电叶片、航空航天、体育休闲的碳纤维需求量分别为2.55万吨、2.35万吨、1.50万吨，占据需求构成的前三位，占比分别为24.59%、22.66%、14.46%。
2019年全球碳纤维需求构成
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2019年，航空航天产业对碳纤维需求量仅占总需求量的22.66%，但其销售金额价值却达到了14.1亿美元，占碳纤维总销售金额的49.13%，占比将近一半；体育休闲、风电叶片、汽车领域的碳纤维市场需求价值分别为3.45亿美元、3.57亿美元、2.12亿美元，除航天航空的其他领域市场需求合计占比50.87%。
2019年全球碳纤维销售构成
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相关报告：华经产业研究院发布的《2020-2025年中国碳纤维行业竞争格局分析及投资战略咨询报告》
三、中国碳纤维行业发展现状分析
自21世纪初，我国自主研发碳纤维以来，行业取得了飞速发展。国内碳纤维总需求从2013年的15.1千吨增长到了2019年的37.8千吨，平均年增长25.92%，高于全球平均水平。2019年我国碳纤维总需求占全球总需求34%，预计2020年总需求可到45千吨。
2013-2020年中国碳纤维总需求
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2019年，我国碳纤维需求构成中，体育休闲和风电叶片占比基本一致，均为37%，远远高于其他下游应用领域，且对于在全球碳纤维需求占比极大的航空航天领域，我国却只有4%，市场潜力巨大。
2019年中国碳纤维需求构成
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2018年，我国碳纤维行业市场规模已达5.68亿美元，其中除台湾外，国产规模达1.62亿美元，占我国市场规模的23%。由此可见，我国近77%的碳纤维来源于进口，其中，从日本进口碳纤维金额最高，为2.3亿美元，占比32%。以上数据显示，我国碳纤维国产化率较低，未来随国产替代推进，行业将得到进一步发展。
2018年中国市场碳纤维主要来源地区及金额
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随着我国国民经济的发展以及国防工业战略地位的进一步提升，国内碳纤维产业取得了重大突破，产能从2008年的4686吨增长至2018年的26,800吨，年平均增长率达20.3%。在2018年全球理论产能排名中，中国位列第三，但国内碳纤维行业目前仍处于初级阶段，国产厂商主要以生产低端性能碳纤维为主，高性能碳纤维研发生产方面的稳定性、产品离散度等指标与国外优势企业相比存在一定差距。
2008-2018年中国碳纤维产能及增速
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四、国内碳纤维行业发展前景
1、国家政策助力行业向前发展
碳纤维产业是国家鼓励的基础性战略性新兴产业，为实现军事和民用重大装备的自主保障，近年来国家和地方政府出台多项产业政策，支持碳纤维产业的发展。未来在相关行业政策的扶持下，中国碳纤维行业将持续向前发展。
2、技术进步带动行业产业升级
2016年1月，中国科学院所在国内率先实现了国产M55J制备技术重大突破，同年9月进行了制备技术验证，并获得拉伸强度4.15GPa、拉伸模量585GPa的高强高模碳纤维，后续研究进一步实现了国产M55J高强高模碳纤维连续稳定生产，纤维主体性能批间批内离散系数＜5%。这标志着国内小丝束技术取得了重大进步。
2018年8月，“聚丙烯腈（PAN）基大丝束原丝及碳纤维技术及工艺包开发’项目通过鉴定，标志着国内突破突破大丝束瓶颈。
技术的进步带来的是国产碳纤维产量的增加，这也将进一步促进国产占有率的大幅增长，改变我国“有产能，低产量”的格局，并有望在2025年前后，国产碳纤维在国内市场占比超过进口。
3、下游市场的快速扩大带来国内需求的激增
在中国制造2025中，碳纤维被列入战略材料，规划预计2020年国产碳纤维用量达4000吨以上，满足大飞机技术要求，到2025年高性能碳纤维基本实现自主保障。目前国内碳纤维用量在风电叶片中的占比均快速提升，2015至2019年，国内风电用碳纤维用量的复合增速高达97.8%。
政策支持、技术进步加上下游市场的扩大，我国碳纤维行业将迎来发展良机。
华经产业研究院对中国碳纤维行业的发展现状、产业链发展格局及市场供需形势进行了具体分析，并从行业的政策环境、经济环境、社会环境及技术环境等方面分析行业面临的机遇及挑战。还重点分析了重点企业的经营现状及发展格局，并对未来几年行业的发展趋向进行了专业的预判。为企业，科研、投资机构等单位了解行业最新发展动态及竞争格局，把握行业未来发展方向提供了专业的指导和建议。更多详细内容，请关注华经产业研究院研究出版的《2020-2025年中国碳纤维行业发展趋势预测及投资规划研究报告》。
