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1. 原丝环节高技术壁垒，碳化环节高资金门槛 完整的碳纤维产业链包含从一次能源到终端应用的完整制造过程。从石油、煤炭或天然气得到丙烯，丙烯 经氨氧化后得到丙烯腈，丙烯腈合和纺丝之后得到聚丙烯腈（PAN）原丝，原丝再经过预氧化、低温和高温碳 化后得到碳纤维，流程复杂且技术水平要求高，任何一道工序技术、材料不达标都会影响碳纤维的稳定生产以及最终的产品质量。在整个产业链中，原丝质量既决定了碳纤维的质量，又制约其生产成本。实现原丝高纯化、 高强化、致密化以及表面光洁无暇是制备高性能碳纤维的首要任务。
1）高技术壁垒： 聚丙烯腈原丝制造主要分为聚合、制胶、纺丝三个过程，纺丝环节主要有干法、湿法、干喷湿法三条工艺 路线。 （1）干法：干法纺丝是将高聚物在溶剂中配成纺丝原液后，经喷丝头形成细流，溶剂被纺丝甬道中热空气挥发带走的同时，使得高聚物浓缩和固化成初生纤维的方法。此方法操作简单，溶剂回收率大。利用干法纺丝 可以获得致密的原丝，但由于其生产能力差，未能在碳纤维原丝领域获得工业应用。 （2）湿法：湿法纺丝是将纺 丝原液经过滤、脱泡，通过计量泵从喷丝头挤出，在凝固浴的作用下，粘液细流内的溶剂扩散以及凝固剂像粘 液细流中渗透，经过适当的喷丝头拉伸形成初生纤维的方法。该技术较为成熟，是目前 PAN 基碳纤维原丝生产 中应用最广的纺丝工艺。 （3）干喷湿法：干喷湿纺法（干湿法）是指纺丝液经喷丝孔喷出后，先经过空气层，再 进入凝固浴进行双扩散、相分离和形成丝条的方法。经过空气层发生的物理变化使得分子取向开始规整，有利 于形成细特化、致密化和均质化的丝条。与纯湿纺相比，干喷湿纺法具有纺丝速度快、纤维表面缺陷少、工艺 性能优异、溶剂回收便捷等优势，可纺出较高密度且无明显皮芯结构的原丝，大幅提高了纤维的抗拉强度，可 生产细特化和均质化的高性能碳纤维。中复神鹰的干湿法纺丝可以进行高倍的喷丝头拉伸，纺丝速度是湿法的 3~4 倍，明显提高了生产效率同时降低了成本。 2）高资金门槛： 碳纤维行业属于重资产行业，尤其是碳化环节资金门槛较高，万吨产线投资额约为 20 亿元。据各碳纤维 企业投产公告测算，万吨原丝生产线投资额约为 2 亿元，万吨碳纤维生产线（原丝+碳化）投资额约为 20 亿元。根据生产线产品的不同，部分航空航天高性能碳纤维投资门槛更高。 2. 日、美企业占据国际市场，碳纤维国产替代推进情况 从全球碳纤维市场的份额划分看，国际碳纤维市场为日、美企业所垄断。在小丝束碳纤维市场上，东丽、东邦、三菱三家公司合计所占有的市场份额为全球产能的 49%。大丝束市场上，东丽旗下的卓尔泰克为全球主要的大丝束供应商，占据了58%的全球市场份额，其次是占比 31%的德国 SGL，和占比 9%的三菱，其他企业仅占剩余的 2%。
碳纤维应用广泛，整体可按JUN工、民用、工业大丝束对国内外企业进行对标分析。 1）JUN工：国内光威复材、 中简科技可以对标美国赫氏，在JUN工领域优势明显。 2）民用：中复神鹰产品系列可以较好地对标日企巨头东丽， 在 T700/T800 方面优势明显。 3）工业大丝束：上海石化定位大丝束，目前已经试制成 48K 大丝束，未来有望 对标美国卓尔泰克。 4）吉林化纤系企业：形成了碳纤维产业链的全面布局，凯美克专业生产 1K、3K 小丝束， 定位JUN工与民用航空航天，吉林国兴定位大丝束，吉林碳谷+吉林化纤实现了 T400 级民用市场的优势地位。 3、行业产能大幅扩张，高端小丝束格局有望长期向好 2021 年，全球碳纤维运行产能为 20.76 万吨，其中国内碳纤维产能 6.34 万吨，占全球总产能的 30.5%，首次超过美企 成为全球最大产能国。据赛奥碳纤维统计，2021 年新增产能中，吉林化纤集团扩产步伐最大，新增 产能近 16,000 吨；常州新创碳谷新入行，新建产能 6,000 吨；卓尔泰克在墨西哥新建 3,000 吨；中复神鹰在西 宁基地新增 6,000 吨，宝旌增加 2,000 吨，东邦增加 1,900 吨。 从各碳纤维企业的扩产计划来看，行业产能在近两年将迎来大幅扩张。根据赛奥碳纤维的统计，目前进行中的扩产项目有：吉林化纤 27,000吨（2022 年完成），宝旌 21,000 吨（2023年完成），中复神鹰 14,000 吨（2023年完成），上海石化 12,000 吨（2023年完成），新创碳谷 12,000 吨（2022 年完成），光威包头 4,000 吨（2022 年 完成）。此外，还有部分企业宣布了“十四五”期间的长线扩产计划，共计20万吨左右。行业进入者逐渐增加并计划扩建万吨级别的碳纤维，短期内将使得行业更为分散，但长期中有助于激发企业创新，从而实现国产替代。 预计 2022-2023 年是当前规划产能密集落地的时点，到 2025 年国内落地的碳纤维总产能或将达到 19.38 万 吨，其中吉林化纤集团（含吉林国兴、吉林宝旌）、中复神鹰、光威复材、上海石化预计达到 6.08、2.75、1.37、 1.35 万吨。
2022-2025 年供需格局研判 基于3点原因我们判断国内碳纤维不会面临严重产能过剩： 1）产能实际落地少：未来实际落地产能仍集中 在目前的优势企业，并且集中在当前已开工建设的产能中；远期规划里，除了吉林化纤集团积极筹备，大多数 新进入者的“145”规划实际落地概率不大或将大打折扣； 2）产能利用率不高：国内碳纤维产能整体产能利 用率不高，2019 年以来产能利用率中枢 64%，2021年以来中枢 70%，2022 年以来略有下调。未来预计潜在产 量仅为整体产能的 70%。 3）高端、低端供需结构分化：T700 级别以上的高端小丝束产能目前主要集中在中复 神鹰一家，光威复材、中简科技亦配备部分产能。大丝束领域，吉林化纤集团、上海石化具备技术和产能上的 优势，因此市占率较为突出。低端小丝束领域由于技术壁垒相对较低，因此出现过剩的概率更大。整体而言，假如不依赖进口且产能利用率为 70%，预计2022 年仍将面临 5816 吨的供给缺口，2023年过剩8327吨，主要体现在低端产品上。预计随着2024-2025 年需求的快速提升，将逐渐供需平衡并再次出现一定的供给缺口。 干喷湿纺工艺技术门槛 长期存在。2025 年预计碳碳复材、压力容器、航空航天、高端体育休闲、建筑补强等领域带来的 T700 及以上级别碳纤维需求有望达到 4.72 万吨（占比 29.6%）；大丝束领域碳纤维需求有望达到 7.31 万吨（占比 45.9%）。考虑中复神鹰、光威复材、中简科技 3 家优势企业，即便按照 100%产能利用率计算，2025年我国仍面临 3734 吨高端小丝束碳纤维产能缺口，技术门槛将使得高端小丝束处于长景气区间。考虑吉林化纤集团、上海石化 2 家大丝束企业，100%产能利用率下富余产能仅 1196 万 吨，在 95%产能利用率下将面临 2519 吨的缺口，长期中持续降本以深耕大丝束领域，仍有望供需平衡。 |
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