碳纤维复材行业研究

2025-05-09

解密碳纤维：工业领域的"黑色黄金"

碳纤维作为军民两用的重要基础材料，凭借其含碳量超90%的纤维状碳化产物独特结构，在高温(1000-3000°C)惰性气体保护的条件下经过热解、碳化等一系列物理化学变化而制得，被誉为现代工业的"黑色黄金"。

其核心性能优势体现在：碳纤维复材具备高强度、质量轻、比模量高、耐高低温、耐腐蚀性等特点，可满足结构件制备的高刚度、高强度、轻量化等核心需求。

碳纤维性能突出，不同丝束量产品被应用在不同的场景。碳纤维分为大丝束碳纤维和小丝束碳纤维，其中：

•小丝束（1K-12K）：航空级品质，应用于卫星整流罩、导弹发动机壳体等尖端领域。

•大丝束（≥48K）：工业级主力，主攻风电叶片、压力容器等规模化市场。

•小丝束碳纤维的性能及稳定性更优越，往往运用在高端精密领域，被称为航空级碳纤维。大丝束碳纤维的优势在于成本较低，性能较其他材料有优势，被称为工业级碳纤维。

碳纤维产业链

产业链：上游长期过剩，价值向下游复材端倾斜

图1：碳纤维产业链

图片来源：艾瑞咨询、BAIINFO，恒旭资本整理

上游-原料：产能过剩，价格持续下行，属于买方市场

1.产能充足国产化率高，产业集中：中国丙烯腈产能350万吨，占全球40%，产业集中度高，国产化率高。

2、产能过剩，属于买方市场：丙烯腈国产产能加速增长，行业处于过剩状态，近3年价格降低近50%，属于买方市场，卖方毛利徘徊在盈亏平衡点两侧。

中游-碳纤维：

1、产能高速增长：2019-2023年，中国碳纤维产能呈现出爆发式增长态势，CAGR达63%，2023年总产能突破12万吨。

2、产能过剩凸显：产能的快速扩张与需求端的相对滞后形成了鲜明对比。2024年上半年，碳纤维行业的开工率已降至50%以下，2023年我国碳纤维表观消费量约为6.4万吨，同比下降9.5%，而产能却仍在持续增加。下游需求不及预期，导致库存不断攀升，企业面临着巨大的库存压力和市场竞争压力。

3、国产化率大幅提升：国产碳纤维使用占比大幅提升，进口下降，2023年国产化率达到77%，且保持高增长态势。

图表2：中国碳纤维产能和需求量

数据来源：中国纤维复材网、艾瑞咨询、BAIINFO

4、价格处于历史性低位：碳纤维价格处于历史性低位，行业利润大幅降低，T300碳纤维和T700碳纤维价格降至地板位。

5、2024年新增大产能项目集中上马：随着T300~T1000碳纤维产能全面投入，产业呈现大鱼吃小鱼情况，行业进入整合阶段。

图表3：碳纤维开工率和龙头企业新增产能

数据来源：中国纤维复材网、艾瑞咨询、BAIINFO

下游-碳纤维复材：受益于上游降价红利，低渗透的价格敏感行业存在新机会

1、原材料价格大幅下行，刺激多行业提升碳纤维复材渗透率。

2、上游碳纤产能爆发，下游复材增长难匹配，预计需多年时间消化。碳纤维上游降价有利于下游复材行业，或催生新的提升渗透率的机会。

下游-受益复材领域：

1、周期上行行业，军工领域对碳纤维的需求具有刚需属性，且市场规模庞大。

2、新市场/新产品，碳纤维作为该行业产品的刚需主材，未来需求成长预期强（例如：大飞机、eVTOL、工业无人机等）。

3、存量大市场/大品类产品，碳纤维作为该行业产品的刚需主材，但价格敏感度高（例如：自行车、体育用品、汽车等）。

碳纤维普及痛点

高成本影响经济性，人工占比高，产量不足以自动化

由于制作无法实现大规模量产，自动化率低，需要大量人工进行手工操作，对设备精度要求高，开发周期长，碳纤维复材生产成本人工占比过高。

图表4：碳纤维生产成本结构和下游需求结构

数据来源：中国纤维复材网、艾瑞咨询

自动化率低，碳纤维复材难以量产

1、手工操作的必要性

机械化量产的困难：碳纤维生产中许多步骤仍然需要手工完成。例如，碳纤维成品的制作通常需要将碳纤维布紧密贴合在模具上，涂抹树脂进行固化，并层层叠加，这一过程的复杂性和精细度使得机械化量产变得困难。

手工艺水平要求高：手工艺水平的高低直接关系到成品的品质，因此需要经验丰富、技能高超的工人来完成这些手工操作，这也导致了人工成本的高昂。

2、生产过程的复杂性

多道工序：碳纤维的生产需要经过预氧化、碳化、表面上浆和卷绕等多个复杂工序，每个工序都需要严格控制工艺参数，以保证产品的质量和性能。

高精度要求：碳纤维生产过程中的许多环节，如碳纤维布粘合、纯手工打磨、机械臂涂胶等，都需要高精度的操作，这增加了对人工技能的要求。高精度操作的复杂性也限制了自动化设备的应用范围，进一步制约了碳纤维复合材料的量产能力。

投资观点

1、碳纤维复材原料成本长期享受产能红利，有利于价格敏感行业提升渗透率

• 上游碳纤维企业积极扩产，通过布局大产能逐步淘汰中小产能，该周期预计需要数年时间。

• 目前国产碳纤维已覆盖T300-T1000全部主流材料，国产厂商能够充分覆盖下游应用端需求。

2、碳纤维复材量产潜力决定成本下降空间和业务天花板

• 生产自动化程度低，产能较为受限。

成本结构中，原材料成本（碳纤维+胶+辅材）普遍占比较低（材料约30%-40%），而人工普遍占比达50-60%；主要因碳纤维需定制化设备，产线自动化程度低。因此提升自动化率能够有效降低人员成本并提高生产效率；受制于人员管理效率，碳纤维复材行业普遍存在的劳动密集型，会限制公司拓展规模上限。

• 寻找具备产能突破能力的行业和企业。

企业需要在特定细分领域积累丰富的行业经验，并拥有广泛的市场资源，以确保其产品能够满足市场需求。针对规模化量产，企业具备定制改进工艺和生产定制机械的能力。

3、特定场景对碳纤维的强依赖，有利于碳纤维材料的普及使用

• 刚需行业：航空航天、体育器材、军工、压力容器等。

• 非刚需行业包括：3C、汽车、建筑、风电等。

4、真实需求放量的前提是具备经济性

• 实现经济性的路径1-经济性高的场景：关键不可替代场景（航空航天）、高附加价值场景（军工、3C等）、To C价格不敏感场景（跑车、自行车、高尔夫球杆等）。

• 实现经济性的路径2-实现充分降本：批量采购降低成本，提升自动化率，提升产品价值感提升溢价等。

关于恒旭资本

恒旭资本（中基协备案号：P1070270）于2019年成立。作为上海汽车集团股份有限公司（简称“上汽集团”，600104.SH）金融平台上海汽车集团金控管理有限公司（简称“上汽金控”）旗下私募股权投资机构，依托上汽集团整体产业优势和上汽金控高效协同赋能，恒旭资本努力为上汽集团创新产业链的发展和出行生态圈的完善做出贡献。恒旭资本股权投资板块致力于布局绿色出行、出行生态、健康生态战略新兴产业，另类投资板块重点关注光伏和储能领域的优质资产。公司愿景是让投资人获得良好收益的同时，实现环境、社会、治理（“ESG”）协同发展，并致力于成为受人尊敬的优秀产业资本和受人信赖的一流投资机构。

恒旭资本累计管理规模已超过400亿元，投资人包括产业龙头、金融机构、国家政府、市场机构等。核心团队有丰富的产业资源，在项目管理、基金管理方面拥有丰富的经验，主导了宁德时代、地平线、捷氢科技、通行宝、清陶能源、芯旺微、亚虹医药、帅克宠物等数十个优质企业投资，陪伴企业成长为细分市场的龙头企业。

上一篇：智能驾驶行业研究

下一篇：停车场运营管理行业研究

Address：5th Floor, Building N3, New Bund Square City, No. 2, Lane 131, Qiantan Avenue, Pudong New District, Shanghai

Email：scir@hengxucapital.com