自1942年杜邦公司發(fā)明聚丙烯腈(PAN)纖維技術(shù)的很多年間，碳纖維一直是一種貴族化的材料，素有“黑色黃金”之稱。

它密度比鋁低、強度比鋼高，以出色的力學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性被人們所稱道，通常應(yīng)用于各種高大上的航空航天設(shè)備以及昂貴的體育休閑用品：美國的小型固體洲際戰(zhàn)略導(dǎo)彈“侏儒”，寶馬的i3、i8以及7系主流車型，世界頂級自行車品牌土撥鼠山地自行車都使用了碳纖維。

因為價格昂貴，碳纖維材料難以像合成樹脂、橡膠、玻纖一樣實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。

直到2019年時，全球碳纖維市場需求量才首次達到10萬噸。即使是世界級的碳纖維龍頭，美國赫氏近年來創(chuàng)下的最高年營收(2019年)也僅僅是160多億元。整個行業(yè)曾經(jīng)異常“高冷”，難以實現(xiàn)真正的繁榮。

這一固有的行業(yè)困境在近些年迎來新的轉(zhuǎn)機。

隨著碳纖維制造工藝日益成熟，制造成本不斷下降，此時來自下游新能源產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用引燃了需求，碳纖維的規(guī)模化應(yīng)用場景得以實現(xiàn)突破。

在碳中和的數(shù)條關(guān)鍵賽道當(dāng)中，風(fēng)電行業(yè)需要使用碳纖維的材料用作風(fēng)電葉片;氫能行業(yè)需要使用碳纖維材料作為燃料電池儲氫瓶方便運輸;光伏行業(yè)需要使用碳纖維材料取代石墨，用于單晶硅爐內(nèi)的碳氈功能材料、保溫桶、護盤等關(guān)鍵部件。

包括新能源車行業(yè)也一直在期待碳纖維價格下降到合理區(qū)間，可以用來減少自重、提升續(xù)航。

整個過程又恰好伴隨著國內(nèi)企業(yè)的崛起。正如在家電、電子產(chǎn)品、光伏等多個領(lǐng)域發(fā)生的一樣，國內(nèi)企業(yè)往往以較低的價格占領(lǐng)市場，同時大大拓寬下游應(yīng)用規(guī)模，加速整個行業(yè)的成長。

如果說此前數(shù)十年碳纖維的應(yīng)用是一直是從1-10的話，在雙碳戰(zhàn)略和國產(chǎn)化的浪潮下，碳纖維正迎來從10-100及“中國制造”的新階段。正如2021年中國紡織工業(yè)聯(lián)合會副會長端小平在一次全球性化纖行業(yè)會議上做出的判斷：“以碳纖維為代表的高性能纖維將開啟黃金時代。”

黃金時代

碳纖維材料在過去多年難以大規(guī)模應(yīng)用，產(chǎn)品價格昂貴是最核心的原因之一。價格昂貴與應(yīng)用有限互為因果：售價昂貴導(dǎo)致下游使用較少，使用較少導(dǎo)致下游廠商無法順利擴產(chǎn)。

但也正是因此，一旦碳纖維在民用大市場找到核心應(yīng)用 ，下游需求很容易迅速引爆，帶動市場規(guī)模高速擴容。

過去兩年，碳纖維市場繁榮的主要驅(qū)動力就來自于風(fēng)電葉片與碳碳復(fù)材，兩者都是民用領(lǐng)域(相對軍工領(lǐng)域)。根據(jù)機構(gòu)賽奧碳纖維的數(shù)據(jù)，2021年全球碳纖維需求量占比前三的領(lǐng)域依次是風(fēng)電葉片28%、體育休閑16%、航空航天14%，國內(nèi)碳纖維需求量占比前三的領(lǐng)域依次是風(fēng)電葉片36%、體育休閑28%、碳碳復(fù)材11%。

碳纖維在風(fēng)電領(lǐng)域的規(guī)模化應(yīng)用，主要歸功于風(fēng)電整機龍頭維斯塔斯。作為世界排名第一的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備生產(chǎn)商，維斯塔斯在風(fēng)電領(lǐng)域創(chuàng)新性的使用大絲束碳纖維，促進了風(fēng)電領(lǐng)域碳纖維需求的快速增長。

CWEA數(shù)據(jù)顯示，2015-2021年間，全球風(fēng)電領(lǐng)域的碳纖維需求迅速從1.8萬噸增長到了3.3萬噸，占到了2021年全球碳纖維總需求的約30%;而2021年僅維斯塔斯的碳纖維用量就在2.5-2.8萬噸左右。

碳碳復(fù)材的需求增長，則主要源于光伏單晶硅爐內(nèi)的碳氈功能材料和坩堝、保溫桶、護盤等。在碳中和政策的推動下，國內(nèi)光伏企業(yè)隆基、晶科、中環(huán)、晶勝機電、晶澳大量采購單晶硅爐增進了對碳纖維的需求。

需要注意的是，按照不同的用途，碳纖維的品類也分為宇航級和工業(yè)級兩類，兩種碳纖維價格相差高達4.29倍。前者是小絲束，價格高，主要應(yīng)用于國防工業(yè)、高技術(shù)、以及體育休閑用品;后者是工業(yè)級大絲束，價格低，主要應(yīng)用于土木建筑、交通運輸和能源等行業(yè)。

雖然產(chǎn)品價值低，但風(fēng)電、壓力容器等工業(yè)領(lǐng)域卻以旺盛需求拉動了整個碳纖維市場的增長。這也從另一側(cè)面說明，只有進入到廣闊的民用大市場，碳纖維才能擺脫“高冷”的面貌，真正打開未來成長的空間。

由此也可以預(yù)見，隨著碳纖維材料不斷觸及到規(guī)模化和價格下降的臨界點，其工業(yè)用途將會爆發(fā)式增長，并取代國防、航空、體育消費等，成為其最大的發(fā)展驅(qū)動力。

《2020全球碳纖維復(fù)合材料市場報告》預(yù)測，到2025年全球碳纖維需求將達到20萬噸。也就是說，從1959年到2019年，第一個10萬噸經(jīng)歷了60年，而下一個10萬噸可能僅需要6年。

對于國內(nèi)碳纖維企業(yè)而言，所謂的黃金時代也包含兩個層面的含義，除了下游需求旺盛，市場快速爆發(fā)之外，企業(yè)的盈利能力也得以快速提升，充分享受了市場紅利。

此前多年，由于國內(nèi)碳纖維產(chǎn)線偏低端、工藝不完善，造成生產(chǎn)成本高企，加之下游競爭激烈，大部分碳纖維企業(yè)處于虧損狀態(tài)，生存狀態(tài)較為艱難。

近兩年由于下游風(fēng)電需求旺盛造成供應(yīng)緊張，國內(nèi)市場碳纖維價格持續(xù)上升，產(chǎn)品產(chǎn)銷兩旺、供不應(yīng)求，企業(yè)盈利也得到了大幅改善。

2021年，光威復(fù)材、中簡科技、中復(fù)神鷹、吉林碳谷、恒神股份5家碳纖維上市公司首次實現(xiàn)了全面盈利。碳纖維行業(yè)的國產(chǎn)化率也由2015年15%逐漸提升至2021年47%，行業(yè)迎來了第一個黃金時代。

誰的機會?

提及碳纖維，很多人慣性想到的是日本產(chǎn)品。日本擁有著名的東麗、東邦和三菱3家頂尖公司，他們代表了世界碳纖維行業(yè)的最頂級技術(shù)水平。

就連衡量碳纖維強度的T300、T800、T1000等稱謂，其實原是日本東麗公司的碳纖維型號。由于東麗公司在行業(yè)內(nèi)的地位，導(dǎo)致其無形中演化成類似于某種強度的碳纖維標(biāo)桿。

時至今日，盡管有國家政策的大力扶持，但國內(nèi)在碳纖維的質(zhì)量、技術(shù)和生產(chǎn)規(guī)模上與國外仍有不小差距，特別是高性能碳纖維技術(shù)仍被發(fā)達國家所壟斷。

2019 年中復(fù)神鷹在國內(nèi)首次實現(xiàn)了干噴濕紡 T1000 級超高強度碳纖維工程化，代表著當(dāng)時最高的技術(shù)。但T1000只是日本東麗在80年代的制造水平，由此可見在尖端碳纖維技術(shù)上，國內(nèi)與日本仍有數(shù)十年的差距。

不過尖端技術(shù)對于國內(nèi)碳纖維企業(yè)快速崛起、占領(lǐng)市場并不是很大的障礙。如前文所言，雖然軍工、航空等領(lǐng)域的碳纖維性能更強，價格是普通民用碳纖維的數(shù)倍，但其應(yīng)用規(guī)模較小，市場容量有限，企業(yè)只能曲高和寡。

對碳纖維性能要求沒那么高的民用領(lǐng)域，才是未來碳纖維市場的主要增量所在，是碳纖維市場的星辰大海。

以風(fēng)電應(yīng)用為例，按照維斯塔斯內(nèi)部的統(tǒng)計，使用碳纖維的拉擠工藝相較于傳統(tǒng)的全玻纖主梁，葉片成本上升10%左右，但是減重效果達到了40%，因而發(fā)電效率更高。2021年的風(fēng)電裝機總量是3萬臺，如果全部都能使用拉擠工藝，需要用到12-15萬噸碳纖維，將超過2021年全球碳纖維的整體市場規(guī)模。

因此在民用領(lǐng)域的競爭，碳纖維企業(yè)比拼的關(guān)鍵在于生產(chǎn)工藝的成熟度(關(guān)系到產(chǎn)能利用率)和降低生產(chǎn)成本的能力。

過去幾年，正是碳纖維制造成本的不斷下降，使得其在廣闊的民用領(lǐng)域規(guī)模化應(yīng)用成為可能。根據(jù)海關(guān)總署公布的進口碳纖維平均價格，2011-2012年進口碳纖維平均單價最高為3.5萬美元/噸，而截止到2020年進口碳纖維平均單價持續(xù)下滑，最低至約1.5萬美元/噸，期間碳纖維單價降幅超過50%。

從更遠的角度看，雖然原油、丙烯、丙烯腈等原材料的漲跌和下游風(fēng)電等市場的周期性波動，會給碳纖維企業(yè)的業(yè)績帶來一定的周期屬性。但從更長周期來看，技術(shù)升級、降低成本能夠幫助其進一步打開下游的應(yīng)用場景，實現(xiàn)長期成長。

當(dāng)然，即使對性能要求不高，碳纖維行業(yè)也始終是高門檻的游戲，沒有5-10年技術(shù)研發(fā)投入與工藝積累，很難實現(xiàn)穩(wěn)定產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。

此前，國內(nèi)絕大部分碳纖維企業(yè)都經(jīng)歷過長期煎熬——試生產(chǎn)與穩(wěn)定期階段生產(chǎn)出的產(chǎn)品難以達標(biāo)。在行業(yè)的高速成長期，誰能夠快速擴產(chǎn)、并完成產(chǎn)品達標(biāo)，就有望享受更多市場紅利。這更多地取決于碳纖維企業(yè)的生產(chǎn)工藝水平與技術(shù)積累。

寫在最后

雙碳戰(zhàn)略下，風(fēng)電、光伏和氫能的發(fā)展，開啟了碳纖維從10-100的新階段，促使其快速走向廣闊的民用市場，也給了國內(nèi)碳纖維企業(yè)以新的發(fā)展機遇。

2015年-2021年，碳纖維行業(yè)國產(chǎn)化率由15%逐漸提升至47%，產(chǎn)能已經(jīng)占到全球市場約21%的份額。國海證券測算，2025年國內(nèi)碳纖維需求有望達到15.9萬噸，對應(yīng)市場空間232億元，已經(jīng)超過了2021年全球碳纖維的整體市場規(guī)模。

在風(fēng)電、光伏、新能源車等碳中和核心賽道上，我國已經(jīng)占據(jù)了產(chǎn)業(yè)鏈的主導(dǎo)位置，而在與其緊密相連的碳纖維賽道，國產(chǎn)碳纖維彎道超車的“奇點”也即將到來。