全球碳纖維市場(chǎng)需求穩(wěn)步增長(zhǎng)，中國(guó)碳纖維需求加速提升。根據(jù)賽奧碳纖維的數(shù)據(jù)，過(guò)去 10 年全球碳纖維 需求量 CAGR 達(dá) 10.37%；2021 年全球碳纖維需求量同比增長(zhǎng) 10.38%至 11.80 萬(wàn)噸，增速顯著提升 7.59 個(gè)百分點(diǎn)。

同期中國(guó)市場(chǎng)由于應(yīng)用比例基數(shù)較低，CAGR 達(dá) 20.97%，但由于新興行業(yè)需求快速釋放，中國(guó)市場(chǎng)增速處在持續(xù)上升的態(tài)勢(shì)；截至 2021 年中國(guó)市場(chǎng)需求量為 6.24 萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng) 27.69%，需求量全球占比首次超過(guò) 50%， 增速及需求規(guī)模均全球領(lǐng)先。

從應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)看，全球碳纖維主要用于風(fēng)電葉片、體育休閑、航空航天三大領(lǐng)域上。2021 年風(fēng)電葉片碳纖維需求增長(zhǎng) 7.84%至 3.30 萬(wàn)噸，占全球總需求的 27.97%，依舊是碳纖維下游最大市場(chǎng)；體育休閑市場(chǎng)同比增長(zhǎng)20.13%至 1.85 萬(wàn)噸，占比 15.68%；航空航天需求增長(zhǎng) 0.30%至 1.65 萬(wàn)噸，占比 13.98%。壓力容器、碳碳復(fù)材需求分別增長(zhǎng) 25%、70%至 1.10 萬(wàn)噸、0.85 萬(wàn)噸，與體育休閑成為全球碳纖維市場(chǎng)增長(zhǎng)的主力。

中國(guó) 75%碳纖維需求集中在風(fēng)電葉片、體育休閑與碳碳復(fù)材，2021 年需求量達(dá)到 2.25、1.75、0.70 萬(wàn)噸，分別對(duì)應(yīng)細(xì)分領(lǐng)域全球總需求的 68%、95%、82%；2021 年受益于全球光伏行業(yè)的快速增長(zhǎng)，中國(guó)碳碳復(fù)材需求量增加 4000 噸，增幅高達(dá) 133%，逐漸成為國(guó)內(nèi)優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域。

從全球碳纖維市場(chǎng)需求金額行業(yè)占比來(lái)看，航空航天超過(guò)風(fēng)電葉片與體育休閑總和。航空航天用碳纖維絲 束小、質(zhì)量要求最高，2021 年達(dá)到 72 美元/公斤的最高均價(jià)，同比增長(zhǎng) 20%，因此具有最高的市場(chǎng)需求金額。

2021 年全球航空航天碳纖維需求金額 11.88 億美元，占比高達(dá) 34.94%。風(fēng)電葉片作為近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的碳纖維 應(yīng)用領(lǐng)域，已成為銷量第一的碳纖維應(yīng)用市場(chǎng)，但其所用碳纖維在各領(lǐng)域所用碳纖維中價(jià)格最低，為 17 美元/公斤，市場(chǎng)總需求金額 5.54 億美元，占比 16.29%。

體育休閑用碳纖維市場(chǎng)發(fā)展較為完善，需求穩(wěn)步增長(zhǎng)，所用碳纖維價(jià)格僅次于航空航天用碳纖維，為 28 美元/公斤，2021 年市場(chǎng)需求金額 5.11 億美元，占比 15.03%。

預(yù)計(jì) 2025 年國(guó)內(nèi)碳纖維需求量接近 16 萬(wàn)噸，約占全球 80%。據(jù)賽奧碳纖維預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，全球碳纖維市場(chǎng)需 求量有望從 2021 年的 11.8 萬(wàn)噸提升至 2025 年的 20 萬(wàn)噸，4 年復(fù)合增速 10.38%；中國(guó)碳纖維需求量相應(yīng)從 2021年的 6.24 萬(wàn)噸提升至 2025 年的 15.92 萬(wàn)噸，復(fù)合增速 26.4%。隨著國(guó)內(nèi)碳纖維下游應(yīng)用快速發(fā)展，需求量相較于全球獲得顯著的超額增速。

風(fēng)電葉片：“雙碳”政策推動(dòng)風(fēng)電長(zhǎng)期發(fā)展，葉片大型化提升碳纖維需求

碳達(dá)峰、碳中和政策助推新時(shí)代能源革命，低碳綠色轉(zhuǎn)型利好風(fēng)電發(fā)展。得益于雙碳政策，2020 年我國(guó)陸 風(fēng)新增裝機(jī)達(dá)到高位，2021 年海上風(fēng)電資源優(yōu)勢(shì)明顯。在我國(guó)重視并大力支持風(fēng)電行業(yè)發(fā)展的背景下，我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)容量呈現(xiàn)出加速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，2021 年新增風(fēng)電并網(wǎng)裝機(jī) 47.57GW，其中陸風(fēng)新增并網(wǎng)裝機(jī) 30.67GW，海風(fēng)同比增長(zhǎng) 452%至 16.9GW。

截至 2021 年，我國(guó)風(fēng)電累計(jì)并網(wǎng)裝機(jī) 329.26GW，同比增長(zhǎng) 16.8%，其中陸、海風(fēng)累計(jì)并網(wǎng)裝機(jī)分別約為 303.37GW、25.89GW。海風(fēng)資源優(yōu)勢(shì)更加明顯，未來(lái)在海風(fēng)裝機(jī)增速將領(lǐng)先于陸風(fēng)； 由于海上風(fēng)電葉片尺寸及功率普遍高于陸風(fēng)，葉片大型化趨勢(shì)將持續(xù)加速。

根據(jù)我們此前《玻纖系列報(bào)告二：掘金雙碳政策的風(fēng)電紗》報(bào)告中對(duì)十四五期間中國(guó)風(fēng)電新增并網(wǎng)裝機(jī)的 測(cè)算，十四五期間中國(guó)年均新增風(fēng)電并網(wǎng)裝機(jī) 54.82GW，2025 年風(fēng)電新增并網(wǎng)裝機(jī)有望達(dá) 68.5GW，風(fēng)電累計(jì)并網(wǎng)裝機(jī)達(dá) 556GW，較 2020 年增長(zhǎng) 93.84%。預(yù)計(jì)到 2025 年，非化石能源占比一次能源消費(fèi)量將提高到 20.59%，達(dá)到 39,316 億千瓦時(shí)，其中風(fēng)能發(fā)電量為 10,762 億千瓦時(shí)，較 2020 年實(shí)現(xiàn)翻倍。

集中式和分散式陸風(fēng)齊頭并進(jìn)，海風(fēng)搶裝年后新增裝機(jī)逐步提升。2020 年搶裝潮透支 2021 年陸上風(fēng)電發(fā) 展勢(shì)頭，預(yù)計(jì)未來(lái)陸風(fēng)發(fā)展趨勢(shì)將由政策驅(qū)動(dòng)的搶裝模式向集中式+分散式風(fēng)電的穩(wěn)健模式切換。而海上風(fēng)電資源優(yōu)勢(shì)明顯，2021 年新增裝機(jī)達(dá) 16.9GW，在經(jīng)歷了 2021 年的海風(fēng)搶裝年后，預(yù)計(jì) 2022-2025 年海風(fēng)新增并網(wǎng)裝機(jī)容量仍將從高于 2019 年的基數(shù)逐年提升，但難以超越 2021 年的高點(diǎn)。根據(jù)我們此前《玻纖系列報(bào)告二：掘金雙碳政策的風(fēng)電紗》測(cè)算，2022 年之后中國(guó)風(fēng)電新增裝機(jī)將逐年持續(xù)增長(zhǎng)，到 2024-2025 年陸風(fēng)有望突破每年 50GW 的新增并網(wǎng)裝機(jī)，海風(fēng)整個(gè)十四五期間年均新增并網(wǎng)裝機(jī)有望超過(guò) 8GW。

風(fēng)機(jī)產(chǎn)品功率加速迭代，葉片大型化趨勢(shì)明顯。為了提高風(fēng)力發(fā)電效率并降低度電成本，風(fēng)電機(jī)組大型化 已成為發(fā)展的必然趨勢(shì)。隨著風(fēng)電機(jī)組功率，葉片直徑，塔架高度，容量系數(shù)的提高，風(fēng)機(jī)大型化一方面可減 少風(fēng)機(jī)制造過(guò)程中單位功率原材料用量，另一方面推動(dòng)風(fēng)電場(chǎng)配套建設(shè)和運(yùn)維成本的下降。

據(jù) CWEA 數(shù)據(jù)， 2020 年，中國(guó)新增裝機(jī)的風(fēng)電機(jī)組平均單機(jī)容量為 2668KW，同比增長(zhǎng) 8.7%，其中海上風(fēng)電機(jī)組平均單機(jī)容量為4885KW，同比增長(zhǎng) 15.2%。在新增風(fēng)電機(jī)組中，2.0MW（不含 2.0MW）以下的新增裝機(jī)僅占 1%；2.0 MW（含2.0MW）~2.9MW 新增裝機(jī)占比達(dá) 61.1%，比 2019 年下降了 11%；3.0 MW（含 3.0MW）~3.9MW 新增裝機(jī)占比 27.8%，同比增長(zhǎng) 10.1%。大兆瓦風(fēng)機(jī)要求大尺寸葉輪，風(fēng)電葉片大型化趨勢(shì)也十分明顯。

風(fēng)電葉片大型化、輕量化發(fā)展，帶動(dòng)碳纖維滲透率提升。2014 年全球風(fēng)電新增裝機(jī)中 88%機(jī)型葉輪直徑小于 110 米，而 2019 年葉輪直徑為 110 米以上的風(fēng)機(jī)占比達(dá)到 86.5%，2020 年主流機(jī)型的葉輪直徑為 131-150 米，2021 年部分機(jī)型葉輪直徑超過(guò) 200 米，葉片大型化趨勢(shì)明顯。大尺寸的風(fēng)電葉片可以提高風(fēng)能利用小時(shí)數(shù)，但較大尺寸的葉片對(duì)于材料的性能要求更加苛刻。碳纖維復(fù)合材料作為風(fēng)機(jī)葉片的制造材料具有以下優(yōu)勢(shì)：提升葉片整體剛度，減輕葉片質(zhì)量；提高葉片的抗疲勞性能；使風(fēng)機(jī)輸出更平穩(wěn)均衡，提高效率；具有振動(dòng)阻尼特性等。

在滿足剛度和強(qiáng)度的前提下，碳纖維比玻璃鋼葉片質(zhì)量輕 30%以上。因此，隨著葉片不斷大型化，物理性能更出色的碳纖維材料則成為了更理想的選擇。風(fēng)電裝機(jī)的持續(xù)增長(zhǎng)，疊加風(fēng)電葉片碳纖維滲透率的提升，將使得風(fēng)電用碳纖維需求持續(xù)較快增長(zhǎng)。

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碳碳復(fù)材：熱場(chǎng)材料受益于光伏行業(yè)高景氣

碳/碳復(fù)合材料熱場(chǎng)產(chǎn)品逐漸成為市場(chǎng)主流，將充分受益于光伏產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。碳/碳復(fù)合材料是碳纖維 （或石墨纖維）為增強(qiáng)體，以碳（或石墨）為基體的復(fù)合材料，是具有特殊性能的新型工程材料；其中熱場(chǎng)材料是重要的應(yīng)用場(chǎng)景。

熱場(chǎng)是指為了融化硅料，并使單晶生長(zhǎng)保持在一定溫度下進(jìn)行的整個(gè)系統(tǒng)，主要應(yīng)用場(chǎng) 景包括坩堝、導(dǎo)流筒、加熱器、保溫筒、板材和電極等。由于碳/碳復(fù)合材料熱場(chǎng)產(chǎn)品具有質(zhì)量輕、損傷容限高、 強(qiáng)度高等突出特點(diǎn)，正在逐漸成為主流熱場(chǎng)材料，在上述多個(gè)熱場(chǎng)應(yīng)用中都有較高的滲透率；并且不斷往大直 徑、高強(qiáng)度、長(zhǎng)使用壽命方向發(fā)展，以適應(yīng)單晶硅往大型方向發(fā)展的需要。由于目前硅基太陽(yáng)能電池占 80%以上，因此光伏產(chǎn)業(yè)的急劇發(fā)展直接帶動(dòng)了上游關(guān)鍵配套碳/碳熱場(chǎng)材料的迅猛發(fā)展。

預(yù)計(jì) 2022-2025 年全球光伏新增裝機(jī)量逐年穩(wěn)步提升，帶動(dòng)碳/碳熱場(chǎng)材料快速發(fā)展。2021 年國(guó)內(nèi)外光伏市 場(chǎng)快速增長(zhǎng)，使得單晶硅爐以及配套碳?xì)峙c其他熱場(chǎng)部件的需求增長(zhǎng)，為整個(gè)碳/碳復(fù)合材料貢獻(xiàn)顯著增量； 2021年，我國(guó)碳/碳復(fù)合材料碳纖維需求量為 0.7 萬(wàn)噸，占比為 11.2%，同比增長(zhǎng) 133%。 預(yù)計(jì)在十四五期間，受益 于雙碳政策推動(dòng)，我國(guó)光伏新增裝機(jī)量將逐年穩(wěn)步提升；我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)在全球占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位，國(guó)內(nèi)熱場(chǎng)材料需 求還將受益于海外光伏裝機(jī)需求的增長(zhǎng)。預(yù)計(jì)未來(lái) 5 年碳/碳熱場(chǎng)材料等復(fù)材仍維持較快增速。

壓力容器：受益于氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，儲(chǔ)氫氣瓶市場(chǎng)前景可觀

受益于氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，儲(chǔ)氫氣瓶市場(chǎng)前景可觀。2020 年十四五規(guī)劃中提到在氫能與儲(chǔ)能等前沿科技和產(chǎn)業(yè) 變革領(lǐng)域，組織實(shí)施未來(lái)產(chǎn)業(yè)孵化與加速計(jì)劃。根據(jù)中國(guó)氫能聯(lián)盟的測(cè)算，2030 年中國(guó)氫氣需求量將達(dá)到 3500萬(wàn)噸，到 2050 年氫能將在中國(guó)終端能源體系中占比至少達(dá)到 10%。

目前氫的儲(chǔ)存主要有氣態(tài)儲(chǔ)氫、液態(tài)儲(chǔ)氫和 固體儲(chǔ)氫三種方式，且高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫已得到廣泛運(yùn)用。高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫具有充放氫速度快、容器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，是現(xiàn)階段主要的儲(chǔ)氫方式，分為高壓氫瓶和高壓容器兩大類。其中鋼質(zhì)氫瓶和鋼質(zhì)壓力容器技術(shù)最為成熟，成 本最低。

20MPa 鋼制氫瓶已得到了廣泛的工業(yè)運(yùn)用，并與 45MPa 鋼質(zhì)氫瓶、98MPa 鋼帶纏繞式壓力容器組合應(yīng) 用于加氫站中。碳纖維纏繞高壓氫瓶的開(kāi)發(fā)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫由固定式應(yīng)用向車載儲(chǔ)氫應(yīng)用的轉(zhuǎn)變。 70MPa 碳纖維纏繞Ⅳ型瓶已是國(guó)外燃料電池乘用車車載儲(chǔ)氫的主流方式。35MPa 碳纖維纏繞Ⅲ型瓶目前仍是我國(guó)燃料電池商用車的車載儲(chǔ)氫方式，70MPa 碳纖維纏繞Ⅲ型瓶已少量用于我國(guó)燃料電池乘用車中。未來(lái)隨著Ⅳ 型瓶技術(shù)的普及，以及燃料電池商用車的市場(chǎng)打開(kāi)，儲(chǔ)氫氣瓶帶來(lái)的碳纖維需求量有望快速增長(zhǎng)。

交通領(lǐng)域?qū)⑹菤淠芟M(fèi)的重要突破口，國(guó)內(nèi)壓力容器碳纖維市場(chǎng)有待擴(kuò)容。《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃 （2021-2035 年）》指出，到 2025 年燃料電池車輛保有量達(dá)到 5 萬(wàn)輛，部署建設(shè)一批加氫站；可再生能源制氫量達(dá)到 10-20 萬(wàn)噸/年，成為新增氫能消費(fèi)的重要組成部分，實(shí)現(xiàn)二氧化碳減排 100-200 萬(wàn)噸/年。

據(jù)中國(guó)氫能聯(lián)盟數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)燃料電池商用車銷量將在 2030 年達(dá)到 36 萬(wàn)輛，約占商用車總銷量的 7%。短期內(nèi)，據(jù)賽奧碳纖維判斷，2022 年，中國(guó)將至少新增 10,000 輛氫能源車，主要在物流車、重卡和大巴領(lǐng)域，其中重卡為 6,000 臺(tái)。重卡儲(chǔ)氫氣瓶為 210L-385L，單個(gè)瓶子碳纖維用量在 40-45 公斤之間，單車一般配置 6-8 個(gè)瓶組。2023-2025 年，物流車以及大巴車的示范加大和重卡的逐漸推廣（最大重卡碳纖維用量約為 500KG），持續(xù)帶動(dòng)碳纖維需求。據(jù)此我們對(duì)中國(guó)壓力容器碳纖維需求量做預(yù)測(cè)，2025 年該領(lǐng)域碳纖維需求量有望突破 8130 噸，復(fù)合增速達(dá)28.30%。

航空航天：全球市場(chǎng)緩慢復(fù)蘇，中國(guó)市場(chǎng)潛力巨大

航空航天領(lǐng)域碳纖維應(yīng)用愈加成熟，應(yīng)用范圍更加廣泛。與常規(guī)材料相比，碳纖維復(fù)合材料可使飛機(jī)減重， 并有能力克服金屬材料容易出現(xiàn)疲勞和被腐蝕的缺點(diǎn)，是大型整體化結(jié)構(gòu)的理想材料。在航天領(lǐng)域，碳纖維復(fù)合材料作為結(jié)構(gòu)功能一體化構(gòu)件，最早被用于人造衛(wèi)星天線和衛(wèi)星支架的制造；又因其耐熱耐疲勞的特性，碳 纖維也廣泛應(yīng)用于固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體和噴管上。在航空領(lǐng)域，碳纖維復(fù)合材料在 20 世紀(jì) 70 年代首次被應(yīng)用在飛機(jī)上的一些二級(jí)結(jié)構(gòu)，如整流罩、控制儀表盤(pán)和機(jī)艙門(mén)等。近三十年來(lái)，隨著高性能碳纖維和預(yù)浸料-熱壓 罐整體成型工藝的成熟，碳纖維復(fù)合材料的使用逐步進(jìn)入到機(jī)翼、機(jī)身等受力大、尺寸大的主承力結(jié)構(gòu)中。

航空航天市場(chǎng)緩慢復(fù)蘇，高附加值碳纖維使得該領(lǐng)域前景可觀。2021 年全球航空航天領(lǐng)域中，商用飛機(jī)對(duì) 碳纖維的需求量最大，為 5800 噸，占比為 35.3%；其次是無(wú)人機(jī)，需求量 3450 噸，占比 21%；軍用飛機(jī)碳纖維需求量 2600 噸，占比 15.81%。受疫情影響，全球民用航空市場(chǎng)萎縮，對(duì)航空航天領(lǐng)域用碳纖維的需求端造成不利影響，預(yù)計(jì) 2024 年以后將迎來(lái)明顯恢復(fù)。我國(guó)航空航天市場(chǎng)過(guò)去基數(shù)小、增速快，隨著新軍機(jī)型的列裝以及國(guó)產(chǎn)大飛機(jī) C919 的逐步量產(chǎn)和 C929 的研發(fā)推進(jìn)，十四五期間較全球仍有望獲得顯著的超額增速。

軍用航空

“十四五”期間新型戰(zhàn)機(jī)更新?lián)Q代需求大

推動(dòng)碳纖維需求增長(zhǎng)

“十四五”期間軍機(jī)列裝提速，新型戰(zhàn)機(jī)更新?lián)Q代需求大。“十三五”時(shí)期提出我國(guó)在裝備建設(shè)總體形態(tài)上， 要 淘汰一代裝備、壓減二代裝備、批量列裝三代以上裝備，基本建成以三代為主體、四代為骨干的裝備體系?！笆奈濉本V要正式提出要加快國(guó)防和軍隊(duì) 現(xiàn)代化，貫徹落實(shí)新時(shí)代軍事戰(zhàn)略方針。 我國(guó)目前軍機(jī)數(shù)量相較于美俄仍有較大差距，且產(chǎn)品結(jié)構(gòu)偏落后，二代機(jī)占比較高。在 存量 方面，2020 年我國(guó)軍機(jī)數(shù)量為 3260 架，占世界軍機(jī)總量的 6%，占美國(guó)軍機(jī)總量的 25%，數(shù)量差距較大。其中我國(guó)戰(zhàn)斗機(jī)總量 1571 架，雖排名第三但遠(yuǎn)低于美國(guó)的 2717 架。受益于“十四五”強(qiáng)軍強(qiáng)國(guó)政策的大力推進(jìn)實(shí)施，實(shí)現(xiàn)“把人民軍隊(duì)全面建成世界一流軍隊(duì)”的目標(biāo)，我國(guó)軍機(jī)增補(bǔ)空間很大。

在結(jié)構(gòu)方面，我國(guó)軍機(jī)與美國(guó)相比存在代差。美國(guó)目前已淘汰二代機(jī)，戰(zhàn)斗機(jī)主要以 F-15、F-16 和 F-18 為代表的三代機(jī)為主，占比達(dá) 83%，部分空軍和海軍已經(jīng)使用以 F-22 和 F-35 為代表的四代機(jī)。而我國(guó)目前以殲-7、殲-8 代表的二代機(jī)占比 51%，以殲-10、殲-11 和殲-15 為代表的三代機(jī)占比 47.6%，殲-20 和殲-31 為代表的四代機(jī)尚未大規(guī)模投入使用，目前殲-20 僅列裝 19 架。這與我國(guó)到 2020 年基本跨入戰(zhàn)略空軍門(mén)檻，構(gòu)建以四 代裝備為骨干、三代裝備為主體的武器裝備體系不相符，軍機(jī)結(jié)構(gòu)亟需優(yōu)化。未來(lái)我國(guó)軍機(jī)更新?lián)Q代需求強(qiáng)烈， “十四五”期間新型戰(zhàn)機(jī)有望實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)、加速列裝。

軍機(jī)列裝提速疊加新型戰(zhàn)機(jī)的換代升級(jí)，將推動(dòng)軍用航空碳纖維市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)。由于碳纖維復(fù)合材料在結(jié) 構(gòu)輕量化中無(wú)可替代的性能優(yōu)勢(shì)，其在軍用航空中得到了廣泛應(yīng)用和快速發(fā)展。20 世紀(jì) 70 年代至今，復(fù)合材 料在軍用飛機(jī)上的用量和應(yīng)用部位不斷增加。國(guó)外軍用飛機(jī)從最初將復(fù)合材料用于尾翼級(jí)的部件制造發(fā)展到今 天用于機(jī)翼、口蓋、前機(jī)身、中機(jī)身、整流罩等多個(gè)部位。根據(jù)馬曉榮《軍機(jī)+航天航空+風(fēng)電，讓碳纖維派上大用場(chǎng)》數(shù)據(jù)顯示，以美國(guó)軍機(jī)為例，F(xiàn)-14A 戰(zhàn)機(jī)碳纖維復(fù)合材料用量?jī)H有 1%，到 F-22 和 F-35 為代表的第四代戰(zhàn)斗機(jī)上碳纖維復(fù)合材料用量達(dá)分別為 24%和 36%，大型轟炸機(jī)方面 B-2 隱身戰(zhàn)略轟炸機(jī)的碳纖維復(fù)合材料占比達(dá)到了 38%。目前我國(guó)最先進(jìn)的第四代戰(zhàn)斗機(jī)殲-20 的碳纖維使用比例為 27%，相比之下第三代戰(zhàn)斗機(jī)殲-10和殲-11 的碳纖維用量?jī)H為 6%和 10%。據(jù)馬曉榮論文數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)， 未來(lái)我國(guó)十五年軍機(jī)碳纖維需求量將達(dá)到 14154噸，年均需求為 944 噸。 隨著碳纖維復(fù)合材料在軍用航空領(lǐng)域上應(yīng)用比例的增加，以及軍機(jī)換代更新帶來(lái)的軍 機(jī)數(shù)量增長(zhǎng)，我國(guó)軍機(jī)碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用將呈現(xiàn)逐年遞增的趨勢(shì)。

民用航空

碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大

質(zhì)量占比不斷提升

碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，質(zhì)量占比不斷提升。由于碳纖維復(fù)合材料具有低密度、高比強(qiáng)度、高 比模量、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在飛機(jī)上采用碳纖維復(fù)合材料可以大幅度減輕機(jī)體結(jié)構(gòu)質(zhì)量、改善氣動(dòng)彈性，提高飛機(jī)的綜合性能，大批量飛機(jī)零部件相繼采用碳纖維復(fù)合材料，并且采用復(fù)合材料的面積、部位和重量也日 趨增加。碳纖維復(fù)合材料最早在 20 世紀(jì) 80 年代應(yīng)用于客機(jī)的非承力構(gòu)件上，早期碳纖維復(fù)合材料占比僅為5%~6%。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，碳纖維復(fù)合材料逐漸作為次承力構(gòu)件和主承力構(gòu)件應(yīng)用在客機(jī)上，其質(zhì)量占比也開(kāi)始逐步提升?？湛偷?A380 中復(fù)合材料占比達(dá)到 23%，最新的 B787 和 A350，復(fù)合材料的用量接近甚至超50%，如機(jī)頭、尾翼、機(jī)翼蒙皮等部位也采用了碳纖維復(fù)合材料。

我國(guó)在 2017 年首飛的中國(guó)商飛 C919 大客機(jī)采用了碳纖維復(fù)合材料，大概占整機(jī)重量的 11.5%，其應(yīng)用范 圍涵蓋方向舵等次承力結(jié)構(gòu)和飛機(jī)平尾等主承力結(jié)構(gòu)，主要包括雷達(dá)罩、機(jī)翼前后緣、活動(dòng)翼面、翼梢小翼、翼身整流罩、后機(jī)身、尾翼等部件，其中尾翼主盒段和后機(jī)身前段使用了先進(jìn)的第三代中模高強(qiáng)碳纖維復(fù)合材料，這是國(guó)內(nèi)民用飛機(jī)研制中首次在主承力結(jié)構(gòu)、高溫區(qū)、增壓區(qū)上使用復(fù)合材料。目前中國(guó)商飛和俄羅斯聯(lián) 合航空制造集團(tuán)公司正在攜手研制遠(yuǎn)程寬體客機(jī) C929，預(yù)計(jì)該機(jī)型碳纖維復(fù)合材料的用量將超過(guò) 50%。

單通道噴氣客機(jī)仍為主流，國(guó)產(chǎn) C919 前景廣闊。據(jù)中國(guó)商飛預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，到 2039 年中國(guó)航空市場(chǎng)將擁有 9641 架客機(jī)，其中單通道噴氣客機(jī) 6521 架，雙通道噴氣客機(jī) 2174 架，噴氣支線客機(jī) 946 架。2020~2039 年間，預(yù)計(jì)將有 8725 架飛機(jī)交付中國(guó)市場(chǎng)，新機(jī)交付量約占全球的 21.5%，將是全球新機(jī)交付的最大市場(chǎng)。單通道噴氣客機(jī)交付近 6000 架，占二十年交付總量的 68.0%，其中近八成的單通道噴氣客機(jī)機(jī)隊(duì)為 160 座級(jí)；雙通道噴氣客機(jī) 1868 架，占總交付量的 21.4%，以 250 座級(jí)噴氣客機(jī)機(jī)隊(duì)為主，占雙通道噴氣客機(jī)交付總量的 75.3%；其余為噴氣支線客機(jī)，二十年時(shí)間里將交付近千架，均為 90 座級(jí)。預(yù)計(jì)未來(lái)二十年，全球航空市場(chǎng)需求最大的依舊是單通道噴氣客機(jī)。到 2039 年末，預(yù)計(jì)現(xiàn)役機(jī)隊(duì)中約 87.6%（超過(guò) 14000 架）的單通道噴氣客機(jī)將被替代，接近 3 萬(wàn)架的單通道噴氣客機(jī)將交付市場(chǎng)。

C919 飛機(jī)是我國(guó)首款完全按照國(guó)際先進(jìn)適航標(biāo)準(zhǔn)研制的單通道大型干線客機(jī)，具有我國(guó)完全的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，最大航程超過(guò) 5500 公里，為 150 座級(jí)，性能與國(guó)際新一代的主流單通道客機(jī)相當(dāng)。C919 于 2017 年 5 月 5日成功首飛，2022 年 5 月 14 日中國(guó)商飛交付首家用戶（東航）的首架 C919 大飛機(jī)首飛成功。據(jù)中國(guó)商飛 2020年預(yù)測(cè)，C919 的初期年產(chǎn)量將在 150 架次左右，在手訂單達(dá) 1000 架。

新興應(yīng)用市場(chǎng)不斷擴(kuò)展，碳纖維需求多點(diǎn)開(kāi)花

體育休閑成熟發(fā)展，碳纖維應(yīng)用平穩(wěn)增長(zhǎng)。由于碳纖維的高比強(qiáng)度和高比模量以及諸多優(yōu)良特性，使其可用來(lái)制造輕而強(qiáng)和剛而堅(jiān)的各種制品，在體育休閑器材上得到了廣泛運(yùn)用，如高爾夫球桿、自行車等。2021 年，全球體育休閑領(lǐng)域碳纖維需求 1.85 萬(wàn)噸，其中釣魚(yú)竿對(duì)碳纖維需求量最高，為 6500 噸，占比 35.14%，其次是高爾夫和自行車，分別占比 22.16%和 19.46%。中國(guó)在 2016~2021 年間，體育休閑領(lǐng)域碳纖維需求量穩(wěn)步上漲，復(fù)合增速達(dá) 12.53%。2020 年，中國(guó)體育休閑領(lǐng)域碳纖維需求量首次被風(fēng)電領(lǐng)域碳纖維需求量超過(guò)，預(yù)計(jì)未來(lái)將維持此格局；運(yùn)動(dòng)健康理念的普及，以及人均消費(fèi)能力的提升，將驅(qū)動(dòng)體育休閑市場(chǎng)長(zhǎng)期平穩(wěn)增長(zhǎng)。

輕量化愈受關(guān)注，汽車復(fù)材空間廣闊。碳纖維作為綜合性能最好的輕量化材料，目前已有眾多車企在新產(chǎn) 品中加入碳纖維復(fù)合材料，如雪佛蘭 C8 汽車車架部分材料使用的就是弧形拉擠的碳纖維復(fù)合材料型材。奔馳企業(yè)也和日本東麗聯(lián)手開(kāi)發(fā)車用碳纖維的運(yùn)用，推動(dòng)碳纖維在車輛產(chǎn)業(yè)的普及化。2021 年中國(guó)汽車領(lǐng)域碳纖維需求量 1600 噸，同比增長(zhǎng) 33.3%，過(guò)去 5 年 CAGR 達(dá) 39.77%。

城市更新與路橋改造背景下，建筑補(bǔ)強(qiáng)作用凸顯。建筑補(bǔ)強(qiáng)市場(chǎng)除了通常意義的建筑，也包括了建筑機(jī)械、 橋梁、隧道及工業(yè)管道等領(lǐng)域，其中有 80-90%的碳纖維用于建筑及橋梁結(jié)構(gòu)加固補(bǔ)強(qiáng)。2021 年 12 月，國(guó)內(nèi)首 座千噸級(jí)碳纖維斜拉索車行橋在聊城舉行掛索儀式，成為世界上最大跨度碳纖維索斜拉橋，斜拉索大橋模式的 推廣將為碳纖維拓寬應(yīng)用場(chǎng)景。2021 年中國(guó)建筑補(bǔ)強(qiáng)碳纖維需求量 2500 噸，同比增長(zhǎng) 13.64%，過(guò)去 5 年 CAGR達(dá) 10.76%。

國(guó)內(nèi)碳纖維需求綜述：基于以上測(cè)算，并結(jié)合賽奧碳纖維對(duì)于遠(yuǎn)期規(guī)模的判斷，我們預(yù)計(jì) 2025 年中國(guó)碳纖維需求量達(dá) 15.92 萬(wàn)噸，2021-2025 年 CAGR 達(dá) 26.40%，占比全球總需求的 79.62%。2025 年我國(guó)風(fēng)電葉片、體育休閑、碳碳復(fù)材預(yù)計(jì)成為萬(wàn)噸級(jí)碳纖維市場(chǎng)，需求量分別達(dá) 5.89、2.75、1.64 萬(wàn)噸；壓力容器用碳纖維需求量有望達(dá)到 8130 噸，預(yù)計(jì)將逐步發(fā)展成第四個(gè)萬(wàn)噸級(jí)市場(chǎng)。航空航天、汽車復(fù)材、建筑補(bǔ)強(qiáng)領(lǐng)域碳纖維需求量將分別達(dá)到 4071、4570、3934 噸。

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               楊   光,李長(zhǎng)鴻