记者 | 曹立CL

编辑 | 陈菲遐

2021年的市场属于碳中和。从光伏到第三代半导体，凡是沾边的行业估值都已起飞。

但事实上，碳中和领域还有一个细分行业被大部分人所遗忘，那就是碳纤维。碳纤维作为高强度轻型材料，在碳中和多个领域都发挥着不可替代的关键作用，具有极大增长空间。

风光氢拉动，航空需求在底部

碳纤维的应用体现在细微处。根据赛奥碳纤维发布的研究报告，2020年全球碳纤维市场规模为26.15亿美元，在下游应用中，航空航天占比最高，达到37.7%。在风电、光伏和氢能源这三大碳中和主战场，碳纤维的应用分别对应风电叶片、碳碳复材和压力容器。

风电叶片是复合材料制成的薄壳结构，复合材料叶片最初采用的是玻璃纤维和不饱和树脂体系，这也是目前大部分叶片仍在采用的材料。随着人们对风电发电效率的追求，风电叶片尺寸越做越大，对材料强度的要求与日俱增。在此背景下，碳纤维开始崭露头角。碳纤维主要用于叶片主梁或分段叶片链接区域，承担主要载荷。

《风电北京宣言》为风电发展提出明确目标，“十四五规划”保证年均新增装机5000万千瓦以上，2025年后，年均新增装机容量应不低于6000万千瓦。根据长江证券测算，目前陆上风电和海上风电碳纤维渗透率分别为10%和30%，风电碳纤维市场规模将从2020年的20亿元增至2030年的129亿元。

在光伏领域，碳复合材料是以碳纤维为增强项的碳基复合材料，是目前少数可以在2000℃以上保持高力学性能的材料。光伏行业的单晶拉制炉和多晶铸锭炉热成系统部件材料原先使用等静压石墨，但随着炉体尺寸快速扩大，石墨已经不能适应大热场的使用要求。最近10年，碳基复合材料渗透率快速提升。

伴随着光伏行业增长，中国碳纤维在光伏的市场规模将从2020年的6亿元预计增长至2030年的23亿元。

储氢领域也有碳纤维的身影。高压储氢瓶是车用储氢的主流方式，车用高压氢气瓶以铝合金或塑料作为内胆，外层则用碳纤维进行包覆，以提升氢气瓶的结构强度并尽可能减轻整体重量。根据中国氢能联盟预测，我国至2025年燃料电池车销量将达到5万辆/年，到2050年将达到520万辆/年。

中国车用氢气瓶碳纤维在2020年市场规模仅有1亿元，到2030年市场规模将超越风电，增长至189亿元。也就是说，未来10年，车用氢气瓶将成为碳纤维市场增长的最大来源。

与此同时，碳纤维目前最大的应用市场航空航天业仍处于低谷之中。受新冠疫情影响，飞机订单大量减少，直接导致对航空复材需求大幅度降低。为波音公司提供碳纤维的赫氏公司（HXL.N）2020年和2021年前三季度营收分别下滑了36.22%和20.07%。未来一旦全球新冠疫情得到控制，民用航空业复苏将给全球碳纤维市场释放一定的弹性。

根据长江证券测算，中国碳纤维市场将从2020年的63亿元增长至2025年的164亿元，到2030年将进一步增长至433亿元。

大丝束崛起

2020年中国碳纤维总需求为48851吨，同比增长了29%。其中，进口量占总需求的62%，与芯片行业类似，碳纤维国产化也具有较大空间。国产碳纤维供应量为18500吨，同比增长54.2%，连续3年有超过30%的高速增长。按此趋势发展，到2023年国产碳纤维供应量有望超过进口。

碳纤维按纤维数量不同可分为小丝束和大丝束：一般将丝束数量小于24K的碳纤维称为小丝束（1K代表一束碳纤维中有1000根丝），24K以上的为大丝束。

大丝束的崛起毫无疑问将成为碳纤维市场最大变数。现阶段，大丝束性能虽然在高端航空航天领域尚不能和小丝束媲美，但由于其较高的生产效率，在中低端市场具有显著成本优势。比如德国西格里生产的拉伸强度4000MPa、拉伸模量为240MPa的50K大丝束碳纤维，其单价不到日本东丽生产的类似性能小丝束碳纤维的三分之一。

在中国，大丝束产品的市场份额也在持续提升，从2019年的42.2%提升到2020年的45.2%。未来，随着大丝束工艺日趋成熟，越来越多原先使用小丝束的场景可能会被大丝束所替代，甚至开拓出汽车结构件等增量市场。

值得注意的是，大丝束和小丝束之间技术差异性极大，无论从小丝束切入大丝束还是大丝束切入小丝束都有很大难度，从海外经验看，全球小丝束碳纤维龙头日本东丽也是通过并购美国卓尔泰克才进入大丝束碳纤维的市场。

按照对于技术掌握的程度，碳纤维企业可分为三类，第一类是只掌握了小丝束技术的企业，高端航天航空市场保证了其较厚利润，但其中低端市场正面临大丝束的不断侵蚀；第二类是只掌握了大丝束技术的企业，由于下游用户对价格较为敏感，在规模效应不足时，利润相对较薄；第三类是同时掌握了大丝束和小丝束技术的企业，既有高毛利率的小丝束产品保证利润，也有大丝束产品应对低价竞争。

从国内情况看，第一类企业包括中简科技（300777.SZ）、中复神鹰和恒神股份。其中，中复神鹰已经申请科创板上市，恒神股份是新三板挂牌企业；第二类企业包括上海石化（600688.SH）、中国化工旗下的蓝星集团；第三类企业包括光威复材（300699.SZ）和吉林化纤集团，吉林化纤集团旗下包括北交所挂牌公司吉林碳谷和吉林化纤（000420.SZ）（以下简称“吉林化纤”），其中吉林碳谷只具备碳纤维原丝的生产能力，而原丝还需经过碳化才能形成碳纤维成品，碳化环节则掌握在吉林化纤手中。

产能爆发前夜

目前，国内碳纤维行业正处于产能爆发前夜。

中简科技现有小丝束产能400吨/年，公司拟定增新建产能1500吨/年，该项目还需通过证监会批复。

光威复材现有小丝束产能1855吨/年， 在建产能有小丝束产能2000吨/年，预计2021年投产，内蒙古大丝束规划产能10000吨/年，一期在建产能4000吨/年，预计2022年投产。

上海石化现有大丝束产能为1500吨/年，在建产能有1.2万吨/年的48K大丝束项目，该项目总投资达35亿元，预计到2024年全部建成投产。

吉林碳谷现有碳纤维大小丝束原丝产能合计5万吨，2021年底前吉林碳谷将再投产两条生产线，使原丝产能达到6万吨。2021年4月，吉林碳谷启动了15万吨大丝束原丝项目，该项目将新建12条大丝束原丝生产线，分三期建设，一期4条生产线预计2022年投产，2025年可全部建成投产，建成后吉林碳谷将成为全球最大的大丝束碳纤维生产企业。

吉林化纤目前持有吉林宝旌炭材料有限公司49%的股权，吉林宝旌主要从事25K～50K大丝束、低成本碳纤维的研发、生产、销售，当前具备年产8000吨碳纤维能力，计划在2025年底前形成年产12000吨碳纤维产能。同时，吉林化纤全资子公司吉林凯美克化工有限公司还有600吨碳纤维在建产能。

各家上市公司未来产能和当前产能相比，上海石化碳纤维扩产力度最大，新增产能将是现有产能的8倍。结合投产日期看，短期爆发力度最强的是光威复材，考虑到大丝束价格仅有小丝束的三分之一，将大丝束产能按3比1折算成小丝束产能，新产能投产后将是当前产能的2.5倍左右。同时，光威复材也是现有上市公司中在风电碳纤维领域积累最为深厚的企业，公司2020年第二大和第三大客户分别是迪皮埃风电叶片有限公司和维斯塔斯风力技术公司，将受益于未来几年风电市场的爆发。

值得注意的是，上海石化和吉林化纤并不是纯粹的碳纤维企业。上海石化目前碳纤维收入不足整体收入的1%，碳纤维对于市值的增益短期还不能显现，长期看，上海石化作为中国石化在纤维领域的上市平台，产能仍有较大的想象空间，1.2万吨应该只是起点。吉林化纤子公司吉林宝旌炭材料有限公司2020年营收和净利润分别为5.3亿元和5678.6万元，收入相当于吉林化纤的20%，如果未来扩产超出规划速度，将会给公司业绩带来一定弹性。