全球碳纤维需求情况如何?

碳纤维需求旺盛，下游应用多点开花。

1.碳纤维总量需求快速增长

全球需求持续增长，国内需求快速释放。根据广州赛奥《2022全球碳纤维复合材料 市场报告》，2022年全球碳纤维需求总量为13.50万吨，较2021年增长14.40%，继 续保持稳定增长态势，其预计2025年全球需求总量达到18.84万吨，2030年达到 34.17万吨。在国内市场方面，2022年中国碳纤维需求量为7.44万吨，同比增长 19.30%，占据全球碳纤维市场 55.10%的份额，同比增速远快于全球水平。除了需 求增速快、规模大的特征外，我国碳纤维需求量还表现出国产替代速度快、对外贸 易依存度持续改善的特征，2022年我国碳纤维国产产品需求量为4.50万吨，同比增 长53.80%，进口产品需求量2.94万吨，同比减少11.20%。

下游需求分行业看，2021年全球碳纤维需求集中于风电叶片、体育休闲、航空航天 三大领域。目前全球碳纤维最大应用市场仍是风电叶片市场，2021年风电叶片碳纤 维需求达到3.30万吨，占比28%。其次为体育休闲市场，碳纤维需求达到1.85万吨， 占比15.7%，第三大应用市场为航空航天市场，碳纤维需求达到1.65万吨，占比14%。 其余细分行业中，压力容器、汽车、碳碳复材碳纤维需求均占比5%以上。

我国碳纤维需求以风电叶片、体育休闲、碳碳复材为主，国产替代迎来发展窗口期。 2021年风电叶片领域碳纤维需求量达到2.25万吨，占比36.1%体育休闲领域碳纤维 需求量达到1.75万吨，占比28.1%碳碳复材领域碳纤维需求量0.7万吨，占比11.2%。 三大主要应用领域合计占据国内需求的75.4%，航空航天、压力容器、混配模成型、 汽车等其他领域需求份额与全球份额相比存在差距。从碳纤维来源国看，我国碳纤 维进口来源主要是日本、中国台湾、韩国、美国，进口份额均达到5%以上，在新冠 疫情增加产品进口难度、美日等主要来源国限制碳纤维对华出口、国内碳纤维产能 释放等多重因素叠加下，我国碳纤维的国内产品需求有望持续增长，国产替代迎来 发展窗口期。

同时，根据百川盈孚数据统计，2022年国内排名前三的下游领域分别为风电叶片、 体育、碳碳复材，需求量分别为2.4/1.9/1.05万吨，占比分别为35%/27%/10%。

2.基本盘需求之风电：拉挤板产业转移、叶片大型化需求激增

双碳目标带来风电行业发展新机遇。在双碳政策利好背景下，全球风电产业迅猛发 展。根据全球风能理事会发布的《2022年全球风电报告》，预计未来五年全球风电 市场将保持年均6.6%的增速。随着风电产业发展和风电技术进步，基于风资源使用 效率持续提升和度电成本不断降低的要求，根据风力发电工作原理，风轮半径越大， 扫风面积越大，单机功率愈大发电成本就愈低。随着全球风电产业的快速发展，特别是海上风电的崛起，风电机组大型化已成为行业发展必然趋势。

碳纤维是实现超大型叶片轻质高强要求的理想材料。为实现大型化、轻量化和低成 本，复合材料成为风电叶片主流可选材料，目前风电叶片应用的复合材料增强纤维 主要是玻璃纤维和碳纤维。随着叶片尺寸的增加，其重量也越来越大，全玻纤叶片 无法满足机组大型化和轻量化的要求，与玻璃纤维相比，碳纤维的比模量和比强度 均大幅增加，其模量比玻纤高3~8倍、比重约小30％。碳纤维将成为实现超大型叶片 轻质高强要求的理想选择材料。 风电叶片碳纤维需求量持续快速增长。据赛奥碳纤维统计，2021年全球风电叶片 碳纤维的需求量为3.30万吨，同比增长7.8%。2021年国内风电叶片碳纤维需求量 约为2.25万吨，相较2016年的0.3万吨大幅增加，5年CAGR为50%。风电叶片市场 需求以国外风电主机厂应用为主，使用产品主要以国内外T300级24K、48K、50K 等产品为主，国内主机厂用量相对较少。碳纤维用量大但对价格敏感度较高，随着 国际风电主机厂将碳纤维拉挤板代工由欧洲转向国内，近年来风电叶片对于碳纤维 需求量的高速增长为国内碳纤维企业带来了快速发展机遇。

2020年国内风电叶片领域碳纤维需求量为2.00万吨，占国内碳纤维需求总量的41% 份额，较2019年的1.38万吨增长45%，2021年国内风电叶片领域碳纤维需求量为 2.25万吨，同比增长12.5%，风电叶片已经成为国内最大的碳纤维应用领域。同时国 内风电下游碳纤维需求占全球风电下游碳纤维总需求份额达到68%，全球风电叶片 碳纤维需求量的持续增长为国内碳纤维企业创造广阔的发展空间。

基本盘需求之休闲体育：高端市场为主力，需求有望恢复增长

体育休闲领域对碳纤维的需求量增长稳定，2021年全球总需求为1.85万吨，2016- 2021年碳纤维需求量复合增速达12.53%。高尔夫球杆、自行车架、钓鱼竿、球盘、 曲棍球棍等高端休闲体育市场对碳纤维的需求量较大，其中钓鱼竿对碳纤维需求量 最大，占比35.14%，需求量达到0.65万吨，其次是高尔夫和自行车，分别占比22.16% 和19.46%。随着运动健康理念深入人心，人均消费能力逐步提升，体育休闲市场需 求趋向长期平稳增长。

3.高价值潜力需求之碳碳复材：受益于光伏硅片大型化趋势

碳纤维复合材料性能优异。复合材料是两种或两种以上材料经过一定的复合工艺所 得到的新型材料，它在具有原有组分的主要特点的同时，还通过协同效应获得了原 有组分所不具备的特异性能。以碳纤维为增强体，以碳或碳化硅等为基体，以化学 气相沉积或液相浸渍等工艺形成的复合材料，主要包括碳/碳复合材料产品（碳纤 维增强基体碳）、碳/陶复合材料产品（碳纤维增强碳化硅）等。碳基复合材料优 点具备耐高温、耐腐蚀、耐磨擦、质量轻、兼容性好等特点。碳基复合材料下游主 要应用在半导体、航空航天、光伏、真空热处理刹车制动、化学防腐蚀、密封耐磨 等行业。2021年碳碳复材领域对碳纤维的需求量达到0.7万吨，成为国内第三大应 用领域。

（1）光伏领域：基于技术进步光伏转化效率提升及双碳背景下，光伏行业迎来大 发展。根据中国光伏行业协会数据显示，国内2022年光伏累计装机3.92亿千瓦，新 增装机87.41GW，预计到2025年全国新增装机量超过90GW，新增装机规模将保 持快速增长。同时随着光伏硅片尺寸大型化，对光伏硅片生产制造环节提出了更高 的要求，碳基复合材料热场部件大幅度提高了拉晶热场系统安全性，提升了拉晶速 率，显著降低了单晶拉制炉的运行功率，对节能降耗起到较大促进作用。2016年以 来，碳基复合材料产品在单晶拉制炉热场中的产品替代率快速提高，碳基复合材料 坩埚、导流筒产品的市场占有率已超过等静压石墨产品，成为光伏用单晶拉制炉热 场系统部件的主要材料，根据金博股份公告，2020年坩埚使用碳基复合材料占比超 过95%。导流筒、保温筒、加热器及其他部件碳基复合材料使用比例亦稳步提升。

（2）汽车领域：汽车行业对碳纤维的需求主要来源于汽车轻量化。碳纤维在汽车 上的应用部件主要包括汽车车身、制动器衬片、燃料储罐、传动轴、轮毂等。据中 国汽车工程学会发布的《节能与新能源汽车技术路线图》预测，2026- 2030年，我 国将实现整车比2016年减重35%，将重点发展镁合金和碳纤维复合材料技术，实现 碳纤维复合材料混合车身及碳纤维零部件的大范围应用。此外，近年来新能源汽车 行业快速发展，碳纤维材料在车身减重及电池箱体的应用上具有优势，有望在该领 域扩展需求。

高价值潜力需求之压力容器：氢能源大力发展催生储氢瓶需求

氢能是最有潜力的终极替代能源之一。氢能具有来源丰富、应用广泛、燃烧热值 高、清洁绿色等特点，其燃烧热值远高于其他燃料，燃烧产物只有水，是目前最有 潜力替代传统化石资源的“未来能源之一。世界主要发达国家都以建成“氢能社会” 为目标，积极制定政策，大力推动氢燃料电池和汽车的发展，力争2050年前实现能 源转型。

储氢瓶制造为氢能产业链核心部分，碳纤维助力其发展。随着氢能源的发展，预计 未来Ⅲ型瓶IV型瓶成为市场销售主流。Ⅲ型瓶：内胆为铝合金，外部进行了全瓶身 的碳纤维复合材料缠绕，瓶重量轻、抗压性能好、适用于氢燃料电池汽车等移动设 备，目前主要的压力规格为35MPa和70MPa两种，国内现阶段35MPa已实现量产。IV型瓶：内胆为聚合物，复合材料则以螺旋和环箍的方式缠绕在内胆的外围， 以增加内胆的结构强度。IV型瓶国内技术仍有欠缺，尚未达到量产条件。

III型和IV型储氢瓶碳纤维复合材料成本占比高达6-7成。碳纤维是目前储氢瓶制造 的关键原材料，其成本和性能对储氢瓶的成本和使用性能影响重大。根据美国能源 局（DOE）的研究成果， III型、IV型储氢瓶成本中碳纤维复合材料成本占比分别 达到65%、75%左右。

氢气瓶中长期对碳纤维需求拉动明显。工信部发布的《节能与新能源汽车技术路线 图2.0》，对FCV（燃料电池车）2025年规划保有量10万辆，2035保有量100万 辆。截至2021年末，国内FCV保有量8909辆，意味着2022-2025年期间将新增9.1 万辆。根据广发汽车统计的数据显示，目前保有量中全部是商用燃料电池车，我们 假设到2025年按照商用车和乘用车的80：20的比例，根据中科院宁波材料技术与 工程研究所对于单车用量的预估数据，单车平均碳纤维用量商用车按照300kg，乘 用车按照单车75kg需求进行预估测算，2022-2025年燃料电池车中氢气瓶对碳纤维 的需求共计约2.3万吨（9.1万辆*0.8*300kg/辆+9.1*0.2*75kg/辆），根据奥赛碳纤 维数据，国内2021年压力容器对于碳纤维的需求量0.7万吨，预计将对碳纤维需求 拉动明显。

高价值潜力需求之航空航天：新增长点出现，国内市场蕴藏潜力

采用碳纤维材料是实现航空航天器减重的有效方法。碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维 和硼纤维等纤维增强复合材料是航空航天领域的常用材料，与碳纤维相比，玻璃纤 维质量较大，芳纶纤维拉伸弹性模量较低，而硼纤维价格较高，因此，碳纤维增强 复合材料在航空航天领域的应用比较广泛。航空航天领域对碳纤维的应用主要包括 次承力构件和主承力构件，如人造卫星的天线和卫星支架、喷管、喉衬、鼻锥、刹 车盘、飞机雷达罩、舱门、整流罩、飞机尾翼的垂直尾翼、水平尾翼及方向舵等。 根据航空知识公众号，波音787机身、机翼和尾翼采用的是碳纤维层合板复合材 料，升降舵和方向舵采用的是碳纤维夹芯复合材料，碳纤维增强复合材料和玻璃纤 维增强材料占全机结构重量的50%。

商用航空需求低迷，无人机需求快速增长。根据奥赛纤维数据显示，2021年，航天 航空碳纤维需求总量1.65万吨，同比持平。因为全球新冠疫情出行受限，航空航天对 碳纤维的需求量显著收缩。从结构上看，2021年商用飞机、无人机、军用飞机、公 务机分别以35.26%、20.97%、15.81%、12.77%的占比位列前四需求细分市场。

当前先进复合材料在我国航空航天器上应用与发达国家相比还有明显的差距，随着 国内设计和制造技术的不断积累、自主创新不断提升，碳纤维复合材料在航空航天 领域的使用水平将有望提升。根据《上海科技进步报告》，国产大飞机顺利推进， 2022年12月，C919大型客机首架机交付首家用户东方航空公司，迈出市场第一步， 截至2022年底，C919累计获得32家客户1035架订单。国内碳纤维企业纷纷布局航 天航空领域，未来国内企业将有望在国产大飞机领域率先分享需求潜力。