【主要结论】
1、在我国，风电将是碳纤维下游最主要的应用领域。未来碳纤维需求量很大程度上由价格和拉挤工艺决定。2、碳纤维价格与石油价格相关度不大，现阶段由供需主导。未来随着新产能投放，价格会回落至合理水平。当价格在110-120元/公斤时，碳纤维在叶片上的渗透率会大幅提升。3、据专家统计，从2020年下半年到2021年底，国内碳纤维扩产+新建产能大约25万吨。值得注意的是，这些新产能很多是新进企业宣布建设。考虑的碳纤维工艺难度大，这部分新建产能存疑。同时，这些扩产+新建产能预计在3-5年逐步释放，且会考虑上下游配置，并不会在短期之内释放，不会造成供给过剩。4、碳纤维降本有三种路径：提高纺丝速度、增加单束丝数、提升原丝与碳纤维转换比例。其中，增加单束丝数和提升原丝与碳纤维转换比例难度相对较低，国内企业预计会采用这两种路径，最具备潜力的企业是吉林化纤和中复神鹰。近年来，碳纤维行业发展十分迅速，以2020年为例，全球的用量大约在10万吨，产能大约在12万吨，产量10万吨。其中，中国在此领域也有长足发展，去年的产量大约有4.8万吨，其中1.8万吨是供给国内的企业。从产量的角度来看，国内的碳纤维在最近几年是有了一些长足的进步，但是自给率并不高，还未到40%，还有较大的发展空间。碳纤维与其他材料不同，像塑料、金属动辄就是上千万吨的用量，玻纤也有五六百万吨。这样看起来碳纤维相对来说是个很小众的材料，应用领域不多，实则不然。碳纤维性能比较优越，有“材料之王”的美誉，主要的优点：①强度大，②模量大，③密度小。碳纤维的强度大约是钢铁的8倍，密度只有钢铁的1/4，所以它能达到轻量化的效果。碳纤维还有一些其他优点，例如：疲劳性好、耐磨损、耐腐蚀、导电导热性好等，所以它在很多领域都有应用，每一个优点都有对应的应用。碳纤维这么多的优点，市场普遍看重的还是它轻量化、高强度、高模量的优点。应用领域一：碳纤维最初是应用在航空航天领域，像飞机、导弹、卫星等飞行器，对于轻量化的要求特别高。碳纤维从诞生之初就被应用在航空航天，标志性事件就是上个世纪80年代，波音开始利用碳纤维制造叶片。随着时代的发展，现在碳纤维在航空航天领域的用量大约在2万吨出头，去年受疫情影响，用量稍有下降，大约在1.5万吨。应用领域二：是最近几年兴起的风电，与风电的大型化开始使用长叶片的趋势有关。应用领域三：体育制品，从上个世纪70年代就开始了，看中的也是碳纤维高强度高模量的特点，而且高端的体育制品对于碳纤维价格并不敏感，所以应用比较多。应用领域四：汽车，其实最主要的是以宝马系为主，从宝马i3开始到i8以及它的主流车型7系，包括新推出的iX，宝马碳纤维的用量占全球汽车领域用量的80%。还有其他一些应用领域，用量都比较小，比较分散。【Vestas大部分产品都在中国生产，推动国内碳纤维行业的发展】Vestas从19年开始，将碳纤维拉挤工艺应用在所有的产品上，不管是2兆瓦还是10兆瓦的叶片，这其实也证明了碳纤维的优势是十分明显的。随着这些年的快速发展，Vestas也带动了整个行业的发展，特别是带动中国碳纤维市场的发展。早期Vestas的碳梁都是在国外工厂（Zoltek）进行生产，但是Vestas拥有全球化的工厂，在中国的工厂就开始考虑寻找本土的供应商。Vestas中国工厂从2016年开始在国内寻找供应商，经过几年的选择，目前找了三家企业：光威复材、江苏澳盛复合材料科技有限公司、上伟（江苏）碳纤复合材料有限公司。这几家企业最近几年发展十分快，以光威为例，在16年时碳纤维用量为0，现在仅风电领域用量就超过了1万吨。当然，现在有很多国外的产能转移到了国内，因为国内生产成本较低。根据Vestas的统计，在中国用大丝束碳纤维做的拉挤碳板运送到欧洲之后，包含运费的售价还能比欧洲本地生产碳板的售价要低5%-10%。因此，从2018年开始，Vestas大部分产品都是从中国生产，像去年Vestas碳纤维用量2.5-2.8万吨，澳盛用量1万吨，光威用量5千吨，上伟用量3千吨。国内碳纤维在风电领域的用量增加了，也侧面带了国内整个碳纤维行业的向前发展。因为以前中国碳纤维的下游需求一直不振，所以国内碳纤维厂家多年以来一直处于亏损状态，例如恒神股份，从2007年建厂以来一直亏损，而且亏损数额较大，每年亏大约2-3亿，但是这几年风电的发展带动了整个碳纤维行业的发展，恒神生产的碳纤维还不是主要给风电领域的，但是也侧面带动了它下游的需求，今年开始扭亏为盈。中国碳纤维行业的发展还有一些其他原因：去年日本东丽被处罚停运，产生了较大的缺口，所以从去年开始到今年，中国的碳纤维企业普遍盈利，同时碳纤维价格涨幅也比较大，大丝束从四五年前的110、120元涨到现在的150、160元，小丝束的还要贵一些。一片风电叶片大概需要使用1.5-2吨的碳纤维，一个风机三个叶片就是用了4-6吨左右。Vestas作为全球风电龙头，碳纤维用量应该是占全球用量20%多，去年它风机装了将近5000台，粗略计算，用量大概是2.5万吨。Vestas用量还是比较大的，去年航空航天也就用了1.6-1.7万吨。国内叶片生产企业在叶片设计方面尚有欠缺，很多企业采取了一个非常有特色的方法，采用玻纤的拉挤板代替碳纤维拉挤板，来解决当前问题，因为用玻纤拉挤板不需要大规模改动设计，主要利用原来主梁的尺寸做出来；而用碳梁的话，尺寸需要进行较大的改动。早先时候，碳纤维价格还比较便宜，市场对于叶片使用碳纤维还保持乐观态度，但是现在价格涨幅过大，而且缺货不容易买到。碳纤维价格涨幅过大除了受风电需求提升的影响，还有两个原因：①光伏领域从去年开始使用了很多碳纤维。光伏的技术日渐成熟，产能急剧扩充，同时还有降低成本的要求，所以用来熔炼单晶硅的石墨坩埚的尺寸从原来的二十几英寸涨到了现在36×40英寸，尺寸的增大也就是所装溶液质量的增加，而石墨坩埚强度较低，并不能承受住如此大的重量，如果破裂会造成非常严重的后果。因此，碳纤维在坩埚上的用量就大幅增加，由前年的1000吨增长到去年7000吨左右，今年的用量可能还要增加，大概会到1万吨左右。值得注意的是，坩埚对于碳纤维价格并不敏感，一口坩埚几万元，碳纤维用量只有30公斤左右，即使碳纤维贵一些，也会继续使用，需求相对比较稳定，对碳纤维涨价起到了推波助澜的作用。②氢气瓶的发展：这两年氢气瓶增加的幅度也比较大，特别是国家重点支持的，比如说北京冬奥会，所有的交通用车都是改用氢能源汽车。2020年全球碳纤维用量10万吨，中国用量4.8万吨，但是中国产量只有1.8万吨，所以供需缺口还是比较大的。中国1.8万吨碳纤维产量的构成：①吉林精功和绍兴精功去年还存在（吉林精功被吉林化纤收购，绍兴精功改名为浙江宝旌炭材料有限公司），贡献了1万吨左右，②中复神鹰产量有4000吨左右，③其他规模较小的企业产量合计大约有4000吨，所以格局差距还是比较明显的，基本上就是那两家独大，其他的企业像光威和中简科技不是做成本低的工业级大丝束，他们的产品主要应用于航空航天领域的，售价是3000元/公斤，而普通工业级的也就100多元/公斤，价格差距过于明显。由于近几年国内碳纤维市场较火爆，很多企业开始扩产，比如：吉林化纤，最新消息是它已经投入了4条生产线，每条线2500吨产能；中复神鹰投入了3条线，每条线是2000吨产能；上海石化、吉林碳谷等企业都在扩产，包括还有一些企业跨行业进军碳纤维市场。去年到现在新增或者扩建的产能大概是在20万吨，当然这些消息有真有假，距离投产还需要一定时间，但是也体现出了市场的火爆程度。碳纤维的成本相对来说还是比较清晰的，吉林化纤曾经披露过公司碳纤维产品的数据：成本在10-12万元。算法很清晰：两根原丝做一根碳纤维，原来1吨石油3万元，两根原丝相当于两倍用量，那就是6万元，然后原丝预氧化和碳化的过程耗电量很大，生产1吨碳丝需要2万多度电，1度电按7毛钱的价格来算成本就是1.4万元，此外还有设备折旧的费用、数据的费用、生产费用、管理费用等，加起来差不多就是10-12万元。1、在风电领域，碳纤维需要突破什么样的限制以实现更大规模的应用？
Vestas多年研究发现，使用碳纤维拉挤工艺制造的叶片优势明显。按照Vestas内部的统计，使用碳纤维的拉挤工艺，相较于传统的全玻纤主梁，叶片成本上升10%左右，但是减重效果达到了40%。减重效果这么显著，带来了诸多优势：①运输与安装比之前重叶片要简单许多，②对于整个机组而言，因为重量减轻，负担减小，一些装置如轴承就没必要做的很大。③轻叶片会提高发电的效率：对于常规的风场来说，风的大小是不固定的，如果叶片非常重，那么只有碰到大风才能吹动才能进行发电；如果叶片很轻，比较小的风也能进行发电。做个简单的比喻：传统叶片一年发电天数在200天，替换成碳纤维叶片之后，因为轻量化的特点，它的发电天数能达300天。总的来说，虽然单片成本略有上升，但是相对来说综合成本会下降，并且发电效率提高了很多。Vestas现在生产的所有叶片都是使用拉挤碳板的，去年我国碳纤维在风电领域应用大约3万吨，Vestas就用了将近2.5万吨。另外的5000吨是因为去年是补贴最后一年，在抢装潮的背景下，有些厂家利用碳纤维的预浸料、真空灌注的工艺。虽然碳纤维贵，但是在有补贴的情况下还是划算的。2001年，Vestas在丹麦申请了拉挤工艺的专利，限制了其他企业的应用。2022年7月19日，专利即将到期。届时，碳纤维在风电的应用上会出现阶段性的小高峰。国内主流的风电企业在很多年之前就开始贮备技术，目前做的比较好的有：（1）远景能源，基本上两年以前就完成了很多相关技术，并实现了挂机实验。（2）上海电气以海上风电为主，也是提前好几年进行布局了。（3）明阳智能采取的是碳玻混编技术。碳纤维在风电上的应用前景还是相当好的。以Vestas为例，2021年碳纤维用量大约25000吨，装机总量大约4500-5000台，平均每台风机使用4-5吨碳纤维。2021年装机总量是3万台，如果都能使用拉挤工艺，就需要用到12-15万吨碳纤维。虽然一开始渗透率不会很高，但是随着时间的推移会慢慢进行渗透，所以行业内对风电的应用还是很看重的。2、现在碳纤维价格比较高，是不是也是制约应用的一个因素？现在原油价格比较高，原料是不是受影响比较大？
目前国内主流的碳纤维分为两种：（1）风电用的工业级碳纤维，以吉林化纤25K的为主。吉林化纤也在进行50K的相关验证。之前25K的价格是160元/公斤，随着吉林化纤的产能扩张，现在对外报价是150元/公斤。但是在前几年，风电用的碳纤维价格也就在110元/公斤，可见涨幅还是比较大的。（2）以中复神鹰T700（12K）为例，前几年的价格是在130-140元/公斤，现在已经涨到了260元左右。价格涨幅这么高，会抑制在风电领域的应用，但是对于光伏领域应用的影响不是特别大。碳碳复材在光伏成本中的占比不高，对价格不是太敏感。当前碳纤维价格受供需关系的影响更大。碳纤维的原丝是聚丙烯腈，与丙烯腈的价格关联度较大。近些年，丙烯腈的价格在8000-13000元之间波动，最高达到14000、15000元。目前国内能够生产原丝并且向市场规模化供应的只有吉林碳谷这一家。聚丙烯腈以前可能就是2万元，由于供需关系，去年最高的时候涨到了接近4万元。从合理价格来看，原丝价格应该在2万元，但是因为供需紧张，现在价格还是在3万元以上。3、现在国内碳纤维企业扩产比较快，未来几年会不会出现价格战？
从材料的发展角度来看，经过5-10年，成本会有所下降；再经历10年，价格会降到相对平衡的水平，这都是必然趋势，但在短期之内降本不会很快。虽然我们现在看碳纤维这几年发展的比较快，但是扩产快的企业都是以前有基础的企业。由于工艺难度比较高，行业壁垒相当高，并不是任何企业想进就能进的。现在工业级大丝束碳纤维扩展这么快是历史原因造就的。吉林系和精功系原本是一家，后来因为各种原因，两家不合作了，导致市面上出现了以销售原丝为主业的吉林碳谷和以销售生产线为主业的精功科技，而原先都是内部供应。如此一来，像新创碳谷、新疆隆矩等“外行”企业有了进入碳纤维行业的条件，但是小丝束的生产线、核心技术还是掌握在各家企业中，市面上并没有成熟的技术可以提供。4、可不可以理解为目前是单吨盈利最高点，未来会逐渐下降？
逻辑上讲是的，价格要回归到以前的水平。如果长时间按照现在160元/公斤的价格，风电逐渐就用不起了；回调到以往110-120元的水平，风电是可以接受的。原来碳纤维企业亏本的主要原因是下游需求太少，开工率太低，但是现在下游应用变多，即使是价格回调到合理位置，碳纤维企业还是能够盈利。以恒神股份为例，产能大约在4500-5000吨，早期下游市场没有开拓的时候，实际每年产量不到1000吨，差的时候甚至只有五六百吨，开机率太低导致亏损。现在各家企业的开工率都很高，基本维持在80%的水平。5、假设一年风电装机3万台，且全用拉挤碳梁，每年用量也就是十几万吨。目前来看碳纤维设备也不是特别贵了，一条千吨线投资也就在10亿元。中国资本市场资金还是很充足的，只要掌握工艺，产能扩产到位岂不是很容易？
没有这么容易，主要原因：（1）精功科技的设备并不是非常成熟，由于早期是进口艾斯曼的设备来仿造，可能牵涉知识产权的问题。（2）市面上缺乏人才团队。设备&人才都缺，整合到位还需要磨合三五年，所以实际上门槛还是很高的。6、中简科技和光威复材在军工方面的情况？以及其他企业在军工领域开展的情况？
中简和光威专门给军工（主流机型歼20）做配套，中简以T700为主，光威以T300为主，主要向中航复材供货。这两家碳纤维的毛利都很高，这是由于军工的特殊性，中简的利润率可以达到百分之六七十。中复神鹰三年以前在军工、航空航天领域基本没有，但从最新年报看来，这些领域的销售额已经占到了5%-7%。另外，恒神的产品在军工、航空航天领域应用也比较多。自从特朗普上台之后，很多中国企业被列入了实体名单，而这些企业原来都是进口材料的，因此非中航复材的市场份额都被恒神占了。恒神股份4500-5000吨的产能，去年生产了3000吨左右，开工率非常高，利润非常好。总体来说，恒神的碳纤维平均价只有500-600元/公斤，不如中简和光威的3000元/公斤。这是由于军工行业的特殊性，军品需要经过7-10年的认证周期才能进入供货体系，价格早在10年以前就确定下来，而当时在国内碳纤维具有稀缺性，价格比较高。当然，现在军方也要求厂家进行降价，中简和光威前几年可以卖到5000元，现在降到了3000，未来还可能降到2000。降价速度不会那么快，需要慢慢磨合，因为要保持供货体系的平衡，如果没有这些企业，进口所需产品要达到上万元。7、专利问题对精功科技未来发展的影响？精功科技整体的竞争力怎么样？
目前来说，精功科技是国内唯一能够成套提供碳化生产线的企业，所以具备一定的技术优势。但是它有一个缺点：提供的是3米宽幅的标准线，其他的线并不擅长。未来要看他们能否在技术上取得一些突破。8、像中复神鹰是做小丝束的，未来想向大丝束切换，认证周期大概是什么情况？
中复神鹰SYT45（24K）在两年前就已经通过Vestas的认证了，但是生产成本比吉林化纤要高。所以现在光伏应用起来之后，中复神鹰基本上不向风电那边供货了，除了维持原有订单。9、中复神鹰往吉林化纤方向走是容易的，但是吉林化纤往中复神鹰的方向走不是很容易？
碳化线是广州的企业做的。他们现在已经接近尾声了，预计今年7月中旬正式要开始投产。11、从扩产节奏来看，考虑技术储备和实力，哪家企业更具发展潜力？12、国内和国外在军工方面应用有较大差距，未来是不是代表在这个领域会有比较大、持久的需求增量？以歼20为例，目前一年的产量也就几十架。由于国际局势紧张，军方也一直要求扩产，最好一年产量能到几百架。每架歼20的碳纤维用量是3吨左右。国内外差距最大还是在民用航空方面。像波音787、空客350的碳纤维用量都在50%以上，而且都是现在的主流机型。国内C919的碳纤维用量是12%，而且机型还没放量。好消息是国产大飞机已经首飞成功了，未来发展空间还是很大。以后肯定会应用的，按照原来110-120元/公斤的价格就可以用。当初价格低的时候，Vestas在两兆瓦的风机上都会使用，但现在基本是三兆瓦以上的风机才用。14、日本东丽被政府要求整改，出口禁令大概在什么时候能结束？只是要求整改，不禁止出口。政府要求碳纤维出口可追溯，包括去向、应用领域等都要掌握。去年下半年，就陆续开始供货了，只是量没有恢复到原先的水平。15、现在国内扩产的企业这么多，未来会不会导致供给过剩？以及近一两年新产能投放进度大概是怎么样？我在去年年底统计过，从2020年下半年到2021年底，宣布扩产和新建产线的产能已经达到了25万吨，但是我们要考虑到以下几方面：（1）很多新进企业从来没有听说过，宣布进场的可信度要保持怀疑态度。（2）这些产能不会在短期之内全部投放出来，时间维度肯定会比较长，所以25万吨要大打折扣。（3）扩产之后，企业也是要考虑到上下游关系去配置的，不会说一下子全部释放出来。17、未来碳纤维降本通过提高纺丝速度的路径可靠吗？降本的路径：提高纺丝数和纺丝速度。从25K提高到50K，难度不大，但是纺丝速度从500米提高到1000米，难度相当大。现在国内企业提速的潜力基本已经挖掘透了。18、 原丝和碳纤维的转换比例，行业普遍是2：1，有些企业可以做到1.9、1.8了，这方面未来有突破可能吗？哪些企业的潜力比较大？未来肯定有突破的可能，从理论的角度来说，转换比例可以达到1.4、1.5。只能说产能大、产线连续开工的企业潜力较大，需要通过长时间的积累。
