我国碳纤维年需求量已超过3000t

1．定义碳纤维是纤维状的碳素材料，含碳量在90%以上。

其中含碳量高于99％的称石墨纤维。

它是利用各种有机纤维在惰性气体中、高温状态下碳化而制得。

碳纤维的轴向强度和模量高，无蠕变，耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小，耐腐蚀性好，纤维的密度低，X射线透过性好。

但其耐冲击性较差，容易损伤，在强酸作用下发生氧化，与金属复合时会发生金属碳化、渗碳及电化学腐蚀现象。

因此，碳纤维在使用前须进行表面处理。

1971年，TORAY成了世界上第一人制造商，从事PAN基碳纤维的人型工业化生产，并将其产品命名为“TORAYCA”，是TORAY碳纤维的缩写。

目前，TORAY是全球生产和营销碳纤维的领导者。

对于碳纤维的生产工艺，当生产PAN基碳纤维的时候，被称为“母体”的聚丙烯腈纤维首先要通过聚合和纺纱工艺加工聚丙烯腈而成。

然后，将这些母体放入氧化炉中在200到300摄氏度进行氧化。

另外，还要在碳化炉中，在温度为1000到2000摄氏度间进行碳化制成碳纤维。

除了常规类型的细碳纤维之外，PAN基碳纤维还包括粗纤维，被称为“人丝束类型碳纤维”，这种粗纤维的生产成本比较低。

2．碳纤维的产品形式及制造工艺碳纤维有四种产品形式：纤维，布料，预浸料坯，和切短纤维。

布料指的是由碳纤维制成的织品。

预浸料坯是一种产品，是将碳纤维按照一个方向一致排列，并将碳纤维或布料刚树脂浸泡使其转化成片状。

切短纤维指的是短丝。

按照不同的配比，这些产品和树脂一起应用将形成碳纤维强化塑料(CFRP)。

将树脂附在纤维上可以制成压力容器和轧滚，将它们缠绕在一个芯儿上，然后进行塑化或硬化处理。

这种方法被称为“缠绕成型法”。

将布料放入一个模型中，然后刚树脂浸泡，可以川米生产卡=乍和划艇的车身部分。

这就是所说的“树脂转注成型法(RTM)”。

飞机元件的制造是通过在高压釜中给预浸料坯加热，加压和塑化成型而成的。

将预浸料坯缠绕在一个芯儿上，然后将其加热和塑化，这就是所说的“薄片缠绕法”，用这种方法可以用来制成高尔夫球棒利钓鱼杆。

碳纤维性能的优缺点及其对策现面以结构加固用的碳纤维布为例说明碳纤维的性能：碳纤维布加固技术是利用碳素纤维布和专用结构胶对建筑构件进行加固处理，该技术采用的碳素纤维布强度是普通二级钢的10倍左右。

具有强度高、重量轻、耐腐蚀性和耐久性强等优点。

厚度仅为2mm左右，基本上不增加构件截面，能保证碳素纤维布与原构件共同工作。

1、碳纤维介绍碳纤维根据原料及生产方式的不同，主要分为聚丙烯腈（PAN）基碳纤维及沥青基碳纤维。

碳纤维产品包括PAN基碳纤维（高强度型）及沥青基碳纤维（高弹性型）。

2、环氧树脂不同类型的树脂还可以保证其对砼具有良好的渗透作用，例如底涂树脂；以及对碳纤维片与砼结构的粘接作用，例如环氧粘结树脂等。

（1）环氧树脂简介仅仅依靠碳纤维片本身并不能充分发挥其强大的力学特性及优越的耐久性能，只有通过环氧树脂将碳纤维片粘附于钢筋混凝土结构表面并与之紧密地结合在一起形成整体共同工作，才能达到补强的目的。

因此，环氧树脂的性能是重要的关键之一。

环氧树脂因类型不同而有不同的性能，适应于各个部位的不同要求。

例如底涂树脂对混凝土具有良好的渗透作用，能渗入到混凝土内一定深度；粘贴碳纤维片的环氧树脂易于"透"过碳纤维片，有很强的粘结力。

依使用温度的不同，树脂还分为夏用及冬用类树脂。

2、碳纤维材料与其他加固材料对比（1）抗拉强度：碳纤维的抗拉强度约为钢材的10倍。

（2）弹性模量：碳纤维复合材料的拉伸弹性模量高于钢材，但芳纶和玻璃纤维复合材料的拉伸弹性模量则仅为钢材的一半和四分之一。

（3）疲劳强度：碳纤维和芳纶纤维复合材料的疲劳强度高于高强纲丝。

金属材料在交变应力作用下，疲劳极限仅为静荷强度的30%～40%。

由于纤维与基体复合可缓和裂纹扩展，以及存在纤维内力再分配的可能性，复合材料的疲劳极限较高，约为静荷强度的70%～80%，并在破坏前有变形显著的征兆。

（4）重量：约为钢材的五分之一。

（5）与碳纤维板的比较：碳纤维片材可以粘贴在各种形状的结构表面，而板材更适用于规则构件表面。

我国碳纤维产业进展情况分析碳纤维是一种新型高性能纤维，比强度高、耐高温、耐磨擦、耐腐蚀，广泛应用于航空航天、机械、建材交通、文体医疗等领域，在国民经济中有着重要的战略地位。

近年来随着生产技术进步和应用范围的不断扩大，碳纤维需求量逐年扩大。

2022年我国PAN基碳纤维消费量6900吨左右，猜测2022年将达到8700吨。

受供求关系和发达国家对我国实行碳纤维技术及产品双重封锁的影响，我国碳纤维市场始终处于受制于人的状态，甚至某些碳纤维复合材料高端用户面临没有原料可以进行加工的尴尬境地。

此外，由于大型航空飞机制造和清洁能源等产业的拉动，世界范围的碳纤维需求量将持续增加，国际碳纤维供需关系短期之内不会大幅回落。

因此，作为重大战略材料，我国需建设立足国内的碳纤维自主保障力量，以确保高端用户的需要。

我国碳纤维研发历史从上个世纪60年月初开头，但三十多年来关键技术未能突破，国内碳纤维产能和技术与国外存在相当大的差距，此现状阻碍着国家尖端武器的更新换代、对国家的平安构成威逼，对高附加值的国民经济支柱产业的进展也影响极大。

制约我国碳纤维进展的主要因素有两个方面，一是碳纤维原丝质量问题。

国产原丝在纯度、强度以及均质化方面与国外相比存在较大差距，大大制约了国产碳纤维的产品质量。

二是耐高温材料及大型高温炉。

国产碳化炉采纳仅能允许在1400℃以下温度使用的碳化硅作为发热体，高温环境下碳化硅抗负荷强度低，不能制作大尺寸工业规模碳化炉，无法实现1500℃的最佳工艺。

国外采纳高纯石墨材料1800℃以上的高温碳化炉严格限制对我国的出口，中等规模的高温碳化炉进口价格高，导致国产碳纤维装置的建设成本过高，无法与进口纤维竞争。

为了打破国外技术及产品垄断，满意国内市场需求，化纤行业一些企业进一步加大了高性能碳纤维投入，推动了我国碳纤维产业化进程。

如山西恒天纺织新纤维科技有限公司建设了年产1200吨PAN 基碳纤维原丝改扩建项目、连云港神鹰新材料有限公司建设了年产2500吨聚丙烯腈原丝1000吨碳纤维项目、山东威海光威集团公司3K(1K)高性能碳纤维及机织物生产线建设项目，目前这些生产线均已建成投产，共形成了年产4000万吨聚丙烯腈基碳纤维原丝、1300万吨碳纤维以及30万米碳纤维复合材料的生产力量，使我国碳纤维生产规模迈上了千吨级的新高度。

尊敬的领导：我谨向贵公司提交一份关于1000吨/年碳纤维项目的建议书，希望能够得到您的支持和批准，以下是具体建议：1.项目背景与意义：碳纤维是一种具有轻质高强度、耐高温、耐腐蚀等优良性能的新型材料。

在航空航天、汽车制造、体育器材、建筑材料等领域有着广泛的应用前景。

然而，目前国内市场上碳纤维产品大部分依赖进口，且价格较高，导致我国在碳纤维领域的自主生产能力相对较弱。

因此，建设1000吨/年的碳纤维项目，将填补国内碳纤维市场空白，促进我国碳纤维产业的健康发展。

2.项目规模和布局：本项目计划投资建设一条年产量为1000吨的碳纤维生产线。

产线采用先进的生产工艺和设备，包括碳纤维原材料加工、纤维预制、碳化烧结以及后续的表面处理等环节。

项目整体占地约5000平方米，其中厂房面积为4000平方米，剩余空间用于设备摆放和运输。

项目需投入资金约5000万元。

3.技术支持与合作：本项目将积极引入国内外先进的碳纤维技术，与多家研发机构和高校合作，建立产学研合作平台，以提高生产技术水平和产品质量。

同时，通过与相关企业和行业协会的合作，进行市场调研和产品推广，以确保碳纤维产品的销售和市场份额。

4.市场分析：目前国内碳纤维产品的供不应求，市场需求量日益增长。

而且，国内碳纤维产品进口价格高昂，且受到一定的贸易限制。

因此，1000吨/年碳纤维项目具有良好的市场前景和潜力。

项目建成后，产品将主要供应给航空航天、汽车制造、体育器材等行业，同时也可进行出口，提升国内碳纤维产业竞争力。

5.风险分析与对策：项目建设过程中可能面临原材料供应不稳定、环保管控政策调整等风险因素。

为此，我们将建立稳定的原材料供应渠道，与环保部门密切配合，确保项目建设符合国家环保要求。

另外，在市场推广方面，将加大宣传力度，提高碳纤维产品的知名度，降低市场风险。

6.经济效益评估：根据初步估算，项目建成后，年销售收入约为2亿元。

项目投资回收期为5年左右，内部收益率达到20%以上。

国内外碳纤维产业现状及发展建议碳纤维是一种具有轻质、高强度、高刚度等优良性能的纤维材料，被广泛应用于航空航天、汽车、体育用品等领域。

在当前全球温室气体排放限制的背景下，碳纤维产业的发展具有重要意义。

本文将就国内外碳纤维产业的现状进行分析，并提出相应的发展建议。

首先，从国内碳纤维产业现状来看，我国碳纤维产业起步较晚，与国际先进水平仍有一定差距。

目前，国内碳纤维产业主要集中在碳纤维预浸料生产和产品加工环节，而碳纤维纤丝的制备技术仍然面临一定的挑战。

同时，国内碳纤维产业的产品主要集中在低端市场，高端市场份额较小。

其次，国际碳纤维产业的发展较为迅速，主要集中在美国、日本和欧洲等国家。

这些国家在碳纤维纤丝制备、加工技术和产品创新方面具有较大优势，能够生产出高性能、高质量的碳纤维产品。

此外，国际碳纤维产业还在努力提高碳纤维的可持续性，研发出更环保的碳纤维材料。

为了促进国内碳纤维产业的发展，以下是一些建议：首先，加强碳纤维纤丝制备技术研发。

碳纤维纤丝的制备技术是碳纤维产业的核心关键技术，目前我们国内的碳纤维纤丝制备技术相对滞后，需要加大研发投入，提升核心竞争力。

此外，还应加强与高校、科研机构等的合作，共同攻克关键技术难题。

其次，加强碳纤维应用领域的研发和创新。

目前，我国碳纤维产品主要集中在低端市场，需要加大对高端市场的开拓力度。

应鼓励企业加大科研投入，推动碳纤维在航空航天、新能源汽车等领域的应用，提高产品附加值和市场竞争力。

第三，加强碳纤维产业的标准化建设。

碳纤维产业的发展需要建立健全的产业标准体系，确保产品质量和技术水平的一致性，同时也有助于提升行业整体竞争力。

应加强国内外产业标准的学习借鉴，积极参与国际标准的制定。

第四，加强碳纤维产业链的协同发展。

碳纤维产业是一个复杂的产业链，需要各个环节的协同发展。

政府应加强对碳纤维产业链的整体规划和统筹，促进供需双方的合作，形成产业协同效应，提升整体竞争力。

最后，加强碳纤维产业的国际合作。

聚丙烯腈基碳纤维性质及其性能方面研究王立楠100201班摘要:汇述了碳纤维应用领域、世界碳纤维市场、世界碳纤维制造、聚丙烯腈（PAN）基碳纤维生产商与制造工艺以及中国碳纤维发展现状与趋势，尤其近年来在大飞机重大专项的牵引下，我国各地争上千吨级碳纤维项目，而形成“碳纤维热”。

同时，为缩小与国外先进水平的较大差距，提出“突破PAN原丝关键技术瓶颈，避免重复引进和重复研究，加快提升自主创新能力”3项发展建议。

关键词:碳纤维；应用领域；市场需求；产能；生产Study on polyacrylonitrile based carbon fiber properties and performanceLi’nan Wang class:100201Abstract: The carbon fiber application fields, world’s market, capacities of foreign producers and their extending plan, production technologies and the development situation & trend of carbon fiber in China are illustrated, especiallyin the drawing of China’s big airplane important project, several 1 000 t/a carbon fiber programs were constructed all over the country, forming “overheat”in carbon fiber in recent years. In the same time, three suggestions are put forward in order to shorten the distances with foreign companies, they are “making a breakthrough at the bottleneck of PAN precursor key technologies, avoiding the repeated imports of foreign equipment and re -searches, accelerating and raising the ability of innovation ”.Key words: carbon fiber; application territory; market demand; production capacity; advance1、聚丙烯腈（PAN）基碳纤维的用途PAN碳纤维是军事工业用量大、使用面广、地位极为重要的关键性高性能纤维材料，是各类军用高强、高模、高强高模型复合材料的原料及技术基础。

高性能纤维一、中国高性能纤维复合材料需求将日渐强劲，尤其是航天航空、汽车、风电等领域。

根据 JEC 集团研报显示，最近几年全球复合材料需求增长一半都在亚洲，亚洲尤其中国市场增长较快，预计到2013 年中国将占据全球复合材料市场增长 43%的份额；目前国内复合材料用于交通运输的比例相对比较小，只占5%，低于全球 24%平均水平；在工业设备领域比例为10%，也低于全球26%的平均水平。

目前高性能纤维在飞机上的比例为50%-80%，波音公司预计到2025年中国运输飞机数量将是原有的3倍；国内风电和汽车领域需求旺盛，高性能纤维复合材料作为一种先进的轻质高强材料，符合风力发电机组大容量发展趋势，迎合汽车安全、轻型化发展方向。

二、世界三大高性能纤维：1）碳纤维：目前全球碳纤维产能已供过于求，虽然国内碳纤维进口依赖率高达 83.9%，进口替代空间大，但国内碳纤维技术仍待突破，目前进口碳纤维产品价格已逼近国内生产成本。

我们认为碳纤维价格若维持低位，将促进碳纤维在高端产业和工业领域中的普及应用，由于碳纤维每一级的深加工都有高幅度的增值，碳纤维下游复合材料企业将从中直接受益。

2）芳纶纤维：目前全球芳纶纤维整体已出现供过于求局面，但其中芳纶 1414 的供求形势依旧偏紧。

国内芳纶纤维消费旺盛，年复合增长率约为 30%。

我们认为，随着供给增加，国内高温滤料用芳纶 1313 或将出现产能过剩，芳纶 1313 在需有一定技术含量的防护领域、芳纶纸高端产品应用领域市场潜力大；国内芳纶1414 主要依靠进口，供给是关键。

3）超高分子聚乙烯纤维：目前全球超高分子聚乙烯纤维供不应求，供给缺口为 9万吨以上；国内供给缺口为8000吨左右，国内部分企业产品已达世界先进水平，供给是关键。

三、投资策略及重点公司。

由于高性能纤维及复合材料性能要求高、生产工艺复杂、技术壁垒高，是未来产业升级的关键要素，建议投资者关注其中具有技术、规模优势的公司，如生产航空航天复合材料产品，技术垄断优势明显的公司：博云新材(002297)；具有生产芳纶纤维中间体技术优势的的供应商：浙江龙盛（600352）；具备高端芳纶纤维产品生产技术和规模领先优势的龙头企业：烟台氨纶（002254）；关注具有生产超高分子聚乙烯纤维技术与规模实力的上市公司：S 仪化（600871）。

国内外碳纤维生产现状及发展趋势碳纤维, 国内外, 趋势, 生产, 发展碳纤维是纤维状的碳素材料，含碳量在90%以上。

它是利用各种有机纤维在惰性气体中、高温状态下碳化而制得。

碳纤维具有十分优异的力学性能，是目前已大量生产的高性能纤维中具有最高的比强度和最高的比模量的纤维，特别是在2000℃以上的高温惰性环境中，碳材料是唯一强度不下降的物质，是其他主要结构材料(金属及其合金)所无法比拟的。

除了优异的力学性能外，碳纤维还兼具其他多种优良性能，如低密度、耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、抗疲劳、震动衰减性高、电及热传导性高、热膨胀系数低、X光穿透性高，非磁体但有电磁屏蔽性等。

作为高性能纤维的一种，碳纤维既有碳材料的固有特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是先进复合材料最重要的增强材料，已在军事及民用工业的各个领域取得广泛应用，从航天、航空、汽车、电子、机械、化工、轻纺等民用工业到运动器材和休闲用品等。

因此，碳纤维被认为是高科技领域中新型工业材料的典型代表，为世人所瞩目。

碳纤维产业在发达国家支柱产业升级乃至国民经济整体素质提高方面，发挥着非常重要的作用，对我国产业结构的调整和传统材料的更新换代也有重要意义，对国防军工和国民经济有举足轻重的影响。

我国自20世纪60年代开始碳纤维研究开发至今已有近40年的历史，但进展缓慢，同时由于发达国家对我国几十年的技术封锁，至今没能实现大规模工业化生产，工业及民用领域的需求长期依赖进口，严重影响了我国高技术的发展，尤其制约了航空航天及国防军工事业的发展，与我国的经济社会发展进程极不相称。

所以，研制生产高性能、高质量的碳纤维，以满足军工和民用产品的需求，扭转大量进口的局面，是当前我国碳纤维工业发展的迫切任务。

1生产方法目前，工业化生产碳纤维按原料路线可分为聚丙烯腈(PAN)基碳纤维、沥青基碳纤维和粘胶基碳纤维三大类。

从粘胶纤维制取高力学性能的碳纤维必须经高温拉伸石墨化，碳化收率低，技术难度大、设备复杂，成本较高，产品主要为耐烧蚀材料及隔热材料所用；由沥青制取碳纤维，原料来源丰富，碳化收率高，但因原料调制复杂、产品性能较低，亦未得到大规模发展；由聚丙烯腈纤维原丝可制得高性能的碳纤维，其生产工艺较其它方法简单，而且产品的力学性能优良，用途广泛，因而自20世纪60年代问世以来，取得了长足的发展，成为当今碳纤维工业生产的主流。

行业动态F i b e r N e w s“新型纤维及非织造新技术、新材料产业链论坛”成功举行为促进纤维原料和非织造材料在产业链中的互动，更好地探讨化纤及非织造企业新的增长模式，推动创新与技术进步，在中国纺织工程学会、上海市纺织科学研究院、亚洲非织造材料协会、大连合成纤维研究所和大连华纶化纤工程有限公司等单位的积极支持下，由全国合成纤维科技信息中心和全国非织造科技信息中心共同主办的“新型纤维及非织造新技术、新材料产业链论坛”于2006 年2 月28 日~3 月2 日在辽宁省大连市国航大厦举行。

来自全国各地的纤维原料、非织造材料厂商和机械设备供应商、贸易公司以及相关科研院所和大专院校的专业人士近150 人参加了本次论坛。

会议期间，纤维原料、非织造材料相关领域的19 位专家、学者、企业家发表了专题演讲，其中包括我国及世界化纤工业的发展状况；世界非织造材料产业发展的最新趋势；非织造材料在复合材料及汽车工业中的应用和发展趋势；抗菌类纤维、芳砜纶纤维、活性炭纤维以及复合短纤等纤维原料的开发及在非织造材料中的应用；新型非织造工艺技术及其应用；非织造专用纤维原料的开发；医用非织造材料的技术探讨以及产品研发和创新等等。

演讲内容丰富翔实，涉及纤维原料及非织造产业多个层面，给与会代表留下了深刻的印象。

此次会议的举行为纤维原料和非织造材料专业人士了解彼此的行业技术发展动态和最新趋势以及在产业链中的互动和创新提供了极好的平台。

为期3 天的会议在代表们相互交流、切磋、洽谈的祥和氛围中圆满结束！( 楼雪君)聚丙烯腈基碳纤维国内发展概况我国聚丙烯腈基碳纤维的研究开发始于20 世纪60 年代。

当时由于碳纤维作为重要的军工产品，国外对我国进行严格技术封锁，使得当时我国聚丙烯腈基碳纤维基本上以自主研究开发为主。

1976 年中科院山西煤化所建成第一条聚丙烯腈基碳纤维中试生产线，生产出高强Ⅰ型碳纤维，其产品性能基本达到日本东丽公司的T200。

报告摘要：●风机大型化推动大丝束碳纤维需求近年来风机厂商大功率机型占比明显提升，风机大型化能从摊薄风机制造成本、摊薄风机非制造成本、提升发电效率等角度降低度电成本。

风机大型化叠加海上风电兴起使叶片长度不断突破，而叶片大型化带来的轻量化与强度刚度要求带动碳纤维需求。

●玻纤为主流风电叶片增强材料风电叶片增强材料主要包括玻纤、碳纤维，密度、拉伸强度、模量为增强材料关键指标。

与传统材料相比，玻纤密度满足轻量化需求、模量强度满足刚度与强度需求，兼具经济性，为主流风电叶片增强材料，玻纤约占风电叶片材料成本的28%。

●碳纤维更适用海上大叶片碳纤维可减轻叶片质量、增强叶片刚度、提高叶片抗疲劳性能，拉挤法应用是近年来叶片需求增加的主因之一，但叶片大规模应用碳纤维仍受制于成本因素。

此外Vestas碳梁保护专利2022年7月到期，国内厂商有动力加速布局拉挤法碳纤维。

●风电叶片领域，玻纤与碳纤将长期共存碳纤维产能规模无法支持对玻纤的大面积替代；碳纤维成本下降非一日之功；玻纤不断更新换代，高模量玻纤将成为风电纱拳头产品。

●投资建议玻纤与碳纤有望共享风电增量。

全球风电碳纤维需求从2014年0.6万吨快速上升到2020年3.06万吨，CAGR31%，增速明显快于整体。

行业性能与成本动态匹配，部分时点不可兼得，当前玻纤性价比优势依然显著。

风电领域，玻纤建议重点关注中国巨石、中材科技，碳纤维关注吉林碳谷、吉林化纤、中复神鹰（未上市）。

●风险提示大丝束碳纤维产能投放进度不及预期；国产拉挤法工艺研发不及预期；海上风电项目进展不及预期。

[Table_ProfitDetail]盈利预测与财务指标代码重点公司现价EPS PE评级12月1日2020 2021 2022 2020 2021 2022600176.SH中国巨石17.700.69 1.40 1.56 28.9 12.7 11.3 - 002080.SZ中材科技36.90 1.22 2.16 2.39 19.8 17.1 15.5 - 资料来源：wind、民生证券研究院（未评级公司使用wind一致预期）[Table_Invest]推荐维持评级[Table_QuotePic]行业与沪深300走势比较资料来源：Wind，民生证券研究院分析师：李阳执业证号：S0100521110008邮箱：******************相关研究1.【民生建材】大国重材系列（一）：聚焦药玻，技术攻关与国产替代2.地产信贷边际放松，消费建材估值有望企稳—建筑材料行业周报202111283.【民生建材】本周观点211121：板块估值偏低，新材料应用提速建材行业研究/深度报告玻纤碳纤双骄，共享风电增量时代——大国重材系列（二）深度研究报告/建材2021年12月02日本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告1目录1. 风机大型化推动大丝束碳纤维需求 (3)1.1大功率风机占比明显提升 (3)1.2叶片大型化带动碳纤维需求 (5)2. 风电叶片材料：玻纤VS碳纤维 (6)2.1玻纤为主流风电叶片增强材料 (6)2.1.1 玻纤性价比高 (6)2.1.2 各类玻纤因性能差异应用于叶片不同结构 (7)2.2碳纤维更适用于海上大叶片 (8)2.2.1 碳纤维性能优异，短期大规模应用受制于成本 (8)2.2.2 风电叶片主要使用高性价比大丝束碳纤维 (10)2.2.3 拉挤法为风电叶片用碳纤维主要生产工艺 (12)2.3碳纤维产业链较长，生产工艺国产替代空间广阔 (14)3. 风电叶片领域，玻纤、碳纤将长期共存 (16)4. 风险提示 (17)插图目录 (18)表格目录 (18)1. 风机大型化推动大丝束碳纤维需求1.1 大功率风机占比明显提升风机厂商大功率机型占比明显提升。

中国碳纤维行业发展现状分析一、碳纤维行业概况碳纤维(carbon fiber，简称CF)，是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。

它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。

碳纤维主要分为粘胶基、沥青基和聚丙烯腈（PAN）基三大种类，各有不同的使用场景和生产方法。

其中沥青基碳纤维碳收率最高，可达80%-90%，但由于生产成本高，而难以应用于大批量工业应用制造。

PAN基碳纤维综合性能最好、生产工艺成熟简单、应用最广、产量最高、品种最多，是目前全球碳纤维市场的主流碳纤维产品，产量占全球碳纤维总产量的90%以上。

完整的碳纤维产业链包含从能源获取到成品制造的全过程。

碳纤维行业上游是制备聚丙烯晴（PAN）原丝过程，由于在原材料中原油制丙烯成本最低，故而此过程首先从原油中制出丙烯，再将丙烯经氨氧化后得到丙烯腈，再经聚合和纺丝之后得到聚丙烯腈（PAN）原丝。

产业链中游是利用原丝经过预氧化、低温和高温碳化后就得到碳纤维，以及制备碳纤维织物和碳纤维预浸料，碳纤维预浸料可根据不同需求制成各类复合材料成品。

产业链下游是以航空航天、体育休闲、风电叶片、工业领域为主的相关应用领域。

二、全球碳纤维行业发展现状分析近年来，随着碳纤维行业产业链下游应用领域的不断发展，直接拉动了全球碳纤维需求的增长。

全球碳纤维总需求已从2013年5.01万吨，增长到了2019年的10.37万吨，复合增速为11.89%，预计2020年全球总需求将达到11.24万吨。

碳纤维行业下游产业中，风电叶片、航空航天、体育休闲的碳纤维需求量分别为2.55万吨、2.35万吨、1.50万吨，占据需求构成的前三位，占比分别为24.59%、22.66%、14.46%。

2019年，航空航天产业对碳纤维需求量仅占总需求量的22.66%，但其销售金额价值却达到了14.1亿美元，占碳纤维总销售金额的49.13%，占比将近一半；体育休闲、风电叶片、汽车领域的碳纤维市场需求价值分别为3.45亿美元、3.57亿美元、2.12亿美元，除航天航空的其他领域市场需求合计占比50.87%。

中国及部分省市碳纤维行业相关政策加强碳纤维等高性能纤维及其复合材料的研发
应用
碳纤维指的是含碳量在90%以上的高强度高模量纤维。

耐高温居所有化纤之首。

用腈纶和粘胶纤维做原料，经高温氧化碳化而成。

是制造航天航空等高技术器材的优良材料。

国家层面碳纤维行业相关政策
显示，近些年来，为了促进碳纤维行业的发展，中国陆续发布了许多政策，如2021年国务院发布的2030年前碳达峰行动方案加快碳纤维、气凝胶、特种钢材等基础材料研发，补齐关键零部件、元器件、软件等短板。

2016年-2022年国家层面碳纤维行业相关政策
地方层面碳纤维行业相关政策
为了响应国家号召，各省市积极推动碳纤维行业发展，如江西省发布的江苏省“十四五”制造业高质量发展规划支持适用于物联网的新型近距离无线通信产品、传感节点的研发产业
化，研究推进现有不同物联网网络架构之间的互联互通和标准化。

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1000吨/年碳纤维项目建议书1项目背景1.1 项目名称碳纤维项目1.2 项目建设规模建设规模：1000吨/年1.3 项目建设地址黑龙江省七台河新兴煤化工循环经济产业园区1.4 项目提出背景2011年七台河市焦炭产能达到1000万吨，可以产生总量为25亿立方米的剩余煤气、4 5万吨煤焦油、12万吨粗苯。

如果从黑龙江省范围考虑，按黑龙江省焦炭产量1500万吨计算，可以产生37.5亿立方米剩余煤气、67.5万吨煤焦油、18万吨粗苯。

已经具备了向产品品种结构上深度开发的条件。

目前生产的多数是化工的基础原料，是化工产品产业链的基础产品，是精细化工产品的“粮食”。

要改变现有“只卖原粮”的局面，只有向精细化工领域迈进。

七台河市煤化工产业下步发展要继续以建立完善循环经济体系为重点，按照“稳煤、控焦、兴化”的总体发展思路，依托煤焦油、焦炉剩余煤气、粗苯这三条线，整合资源、集中优势，继续寻求延伸产业链条，搞好资源综合利用和延伸转化，实现资源循环利用、综合开发、高效增值，不断扩大煤化工产业的整体规模，形成全市工业经济加快发展新的增长极。

新兴煤化工产业园区位于七台河市新兴区辖区内，园区现有面积约4.7平方公里，一期增加2.9平方公里，达到7.6平方公里；二期将长兴乡马鞍村整村搬迁至长兴村，增加5.5平方公里，总体达到13.1平方公里；三期增加8.7平方公里，最终园区面积将达到21.8多平方公里，新兴煤化工产业园区是一个以煤焦化及下游产品为主体的产业园区。

园区功能齐备，水、电、路等基础设施建设基本到位。

基于上述政策和资源条件，提出一系列煤焦油项目，1000吨/年碳纤维项目是其中之一。

2产品性质与用途概述2.1产品的理化特性碳纤维是先进复合材料中最重要的增强材料，具有优良的耐腐蚀性能和耐久性能，高强高模，易于加工，是一种力学性能优异的新材料，它不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼具纺织纤维的柔软可加工性。

与传统的玻璃纤维（GF）相比，杨氏模量是其3倍多；它与凯芙拉纤维（KF-49）相比，不仅杨氏模量是其2倍左右，而且在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀，耐蚀性出类拔萃。

新型炭素材料—碳纤维李洋兰州理工大学材料科学与工程学院甘肃兰州（08080806）内容摘要：碳纤维是一种与人造丝、合成纤维丝一样的纤维状碳材料。

通常的碳纤维是指由炭和石墨所制备成的纤维碳材料。

碳纤维是目前世界高科技领域中十分重要的新型工业材料。

现在已有粘胶纤维、聚丙烯腈纤维、沥青纤维实现了碳化纤维生产过程的工业化。

关键字：特点制备应用发展现状碳纤维的特点碳纤维定义：『层状结构的稳定连续碳分子所组成的连续性纤维材质』碳纤维呈黑色，坚硬，具有强度高、模量高、无蠕变，耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小，耐腐蚀性好，纤维的密度低，X射线透过性好，是一种力学性能优异的新材料。

它不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼具纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。

与传统的玻璃纤维(GF)相比，杨氏模量是其3 倍多；它与凯芙拉纤维(KF-49)相比，不仅杨氏模量是其2倍左右，而且在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀，耐蚀性出类拔萃。

有学者在1981年将PAN基CF浸泡在强碱NaOH 溶液中，时间已过去20多年，它至今仍保持纤维形态。

碳纤维是含碳量高于90%的无机高分子纤维。

其中含碳量高于99%的称石墨纤维。

碳纤维的轴向强度和模量高，无蠕变，耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小，耐腐蚀性好，纤维的密度低，X射线透过性好。

但其耐冲击性较差，容易损伤，在强酸作用下发生氧化，与金属复合时会发生金属碳化、渗碳及电化学腐蚀现象。

因此，碳纤维在使用前须进行表面处理。

碳纤维的制备碳纤维可分别用聚丙烯腈纤维、沥青纤维、粘胶丝或酚醛纤维经碳化制得；按状态分为长丝、短纤维和短切纤维；按力学性能分为通用型和高性能型。

通用型碳纤维强度为1000兆帕（MPa）、模量为100GPa左右。

高性能型碳纤维又分为高强型（强度2000MPa、模量250GPa）和高模型（模量300GPa以上）。

强度大于4000MPa的又称为超高强型；模量大于450GPa的称为超高模型。

国内外碳纤维及产品的发展现状分析1、碳纤维产业发展方兴未艾。

碳纤维属于国际高端新材料产业，除了应用至传统的航空航天领域外，汽车、风力涡轮叶片及压力容器等市场对碳纤维的需求也在不断增加，2010年全球碳纤维需求量将达到3.5万吨左右。

表1-3全球碳纤维生产能力预测(单位：吨)图1-1 全球碳纤维的供给与需求状况目前，世界碳纤维中PAN基碳纤维占各种碳纤维材料的80%以上，日本东丽公司、东邦人造丝公司和三菱人造丝公司作为世界碳纤维生产的龙头企业，三者的总产能则占了世界总产能的78%，处于绝对垄断地位。

而我国碳纤维的生产和使用尚处于起步阶段，碳纤维产量很低，国内碳纤维生产能力仅占世界高性能碳纤维总产量的0.4%左右，国内用量的90%以上靠进口。

据不完全统计，目前拟建和在建的碳纤维生产企业有11家，合计生产能力为原丝7100吨/年、碳纤维1560吨/年，其中在建企业为4家，合计生产能力为原丝1100吨/年、碳纤维470吨/年。

目前从事碳纤维行业的规模公司主要有华皖碳纤维公司、山西恒天纺织公司，现国内原丝生产规模约875吨/年，碳纤维生产规模约410吨/年。

而且主要是低性能产品，产品以1K、3K为主，生产的原丝经氧化、碳化后强度、模量则达日本T300的水平，没有形成规模化产业。

我国属于碳纤维消费大国。

据统计，1996-2002年国内碳纤维消费年均增长超过20%。

2002年中国碳纤维需求量增幅最大，与2001年相比增加了75.7%，需求量增加了964t。

中国碳纤维需求自2002后呈现快速增长趋势。

2003年中国碳纤维市场需求量约2500t， 2005年中国碳纤维市场需求量增加到3000t、2008年达5000t/a左右，2010年可达到6000t以上。

每年须进口约5000t碳纤维产品，市场缺口进一步拉大。

不难看出，我国碳纤维复合材料市场潜力巨大，碳纤维产业发展前景广阔。

（见下表）表1-4 中国PAN基碳纤维市场需求(t/a)年份需求量年增长率/% 年增量1996 5801997 640 10.3 601998 700 9.4 601999 945 35.0 2452000 1087 15.0 1422001 1272 17.0 1852002 2235 75. 9632005 2500 11.9 2652006 3000 20.0 5002008 5000 - -2010 6000 - -表1-5 中国碳纤维按应用领域需求的统计与预测年份航空航天体育休闲工业应用总计2003 60 3000 200 32602004 90 3600 340 40302005 120 3800 500 44202010 250 4000 1900 61502、碳纤维应用领域延伸度广且应用率高。

天津发展碳纤维复合材料的策略思考■ 文/韩 冰天津市科学学研究所碳纤维复合材料作为《国家新材料产业“十二五”发展规划》的一个重点支持领域，正在日益受到广泛关注。

碳纤维的发展在国际上可谓势头迅猛，在我国也方兴未艾，但在天津却几乎是空白。

面对迅速增长的市场需求，天津如何发展碳纤维复合材料，成为天津利用新材料提升改造传统产业、发展高端产品的一个重要问题。

本文运用行业分析理论中较为典型的钻石模型，结合天津的发展现状，通过对国内外和天津本地碳纤维产业发展的问题进行阐述和分析，为天津发展碳纤维复合材料提出策略选择。

一、问题的提出国家新材料产业“十二五”规划明确提出，高性能复合材料是新材料产业发展的重点之一，也是国家新材料产业的支持重点。

碳纤维复合材料是高性能复合材料中最为常用的一种，其应用领域正在从传统意义上的军用不断向民用扩展，并积极与战略性新兴产业相结合。

因此，发展碳纤维复合材料，提升改造传统产业已成为当前国家新材料产业发展的一项艰巨任务。

从产业链看，碳纤维生产包括原丝加工、预氧化和碳化、材料合成和终端产品应用等几个环节。

其中原丝加工是关键技术最多、成本最高的环节，约占碳纤维生产成本的50%～65%，这一环节的技术主要被日本、美国等发达国家所垄断。

我国由于尚未完全掌握原丝加工的核心技术，因此原丝质量远不如日美等发达国家，导致产品性能达不到要求，产业更多集中在材料合成和终端产品环节。

从市场需求看，民用领域对高性能碳纤维的需求日渐升温。

对天津而言，航空航天、大型风力发电叶片、高速列车、深井采油设备等都将成为未来碳纤维应用的主要领域，甚至民用汽车、纺织机械、压力容器、医疗器械等都会成为碳纤维的潜在市场。

面对如此广阔的市场前景，天津发展碳纤维复合材料，对于提升改造传统产业、发展高端产品、促进天津产业和产品结构的转型升级有重要意义。

二、国内外碳纤维行业发展的特点1.国外碳纤维行业发展特点（1）起步早，发展快，需求增长迅速国外碳纤维的生产始于20世纪60年代，其制备工艺技术已日趋成熟。