中商情报网讯：碳纤维是是由聚丙烯腈等有机母体纤维，在高温环境下裂解碳化形成碳主链机构，含碳量在90%以上的高强度高模量纤维，具有耐高温、抗摩擦、导电、导热及耐腐蚀等特性。是用腈纶和粘胶纤维做原料，经高温氧化碳化而成。同时它也是制造航天航空等高技术器材的优良材料，但因其价格昂贵,通常又被称为“黑黄金”。

一、市场规模

近年来，受需求端稳步增长刺激，全球碳纤维理论产能不断增加。2019年，全球全球碳纤维理论产能达到15.49万吨。全球碳纤维产能大多集中于美国、日本、中国三大地区，合计占比达60.23%，超过六成。其中，美国的碳纤维理论产能为3.73万吨，日本碳纤维理论产能为2.91万吨，中国碳纤维产能为2.69万吨。

数据来源：中商产业研究院整理

近年来因碳纤维质量轻轻度大的优点受到下游市场的广泛应用，市场需求不断扩增，在2019年国内碳纤维市场需求为3.78万吨，目前我国碳纤维行业正处于爆发增长期，未来碳纤维需求市场增速保持在17%左右，随着碳纤维随着诸多资本进入碳纤维行业，碳纤维技术不断得到突破，需求领域将进一步拓展，预计中国碳纤维市场需求量将在2026年突破11万吨。

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二、产业链

碳纤维产业链可以分为上游和下游，上游通常是指生产碳纤维专用的材料，而下游通常是指生产碳纤维应用部件的各类产品，介于上下游之间的中游为碳纤维生产工艺中的设备提供商。

                                         中国碳纤维产业链全景图谱

资料来源：中商产业研究院整理

三、碳纤维上游

碳纤维产业链上游属于石油化工行业，主要通过原油炼制、裂解、氨氧化等工序获得丙烯腈。

碳纤维企业通过对以丙烯腈为主的原材料进行聚合反应生成聚丙烯腈，再以其纺丝获得聚丙烯腈原丝。

1.PAN基碳纤维（聚丙烯腈）

聚丙烯腈相较于其他两种碳纤维工艺难度更低，并且拥有优异的成品品质和优良的力学性能，是碳纤维的主流。

下图为我国聚丙烯腈主要生厂商汇总表：

资料来源：中商产业研究院整理

2.原丝

原丝是生产高品质碳纤维的技术关键，一般认为碳纤维90%的性能取决于原丝。原丝品质不佳，在后续加工中很难消除，从而遗传给碳纤维，造成力学性能下降。原丝不仅决定碳纤维的质量，同时也是碳纤维成本的主要组成部分。理论上每生产1kg碳纤维需要消耗2kg的原丝，原丝占PAN基碳纤维成本高达51%左右。

下图为我国碳纤维原丝主要生厂商汇总表：

资料来源：中商产业研究院整理

四、碳纤维中游

碳纤维的中游为利用原丝来制造碳纤维及碳纤维产品，原丝进行预氧化、低温和高温碳化后得到碳纤维，碳纤维可制成碳纤维织物和碳纤维预浸料；碳纤维与树脂、陶瓷等材料结合，可形成碳纤维复合材料，最后由各种成型工艺得到下游应用需要的最终产品。

1.原丝经过预氧化、碳化成碳纤维

预氧化过程既决定碳纤维的质量，又控制着碳纤维的产量。预氧化工艺在碳纤维成型过程中耗时最长，是决定碳纤维生产效率和能耗成本的关键，也被业内普遍认为是最有潜力提升的环节。

下图为原丝预氧化炉和碳化炉主要生厂商汇总表：

资料来源：中商产业研究院整理

2.碳纤维预浸料

碳纤维生产出来后，除了缠绕成型可以直接使用碳纤维外，其余所有工艺都需要先将碳纤维制成中间材料，再与树脂复合成型。碳纤维预浸料是由增强体，如碳纤维纱、树脂基体、离型纸等材料，经过涂膜、热压、冷却、覆膜、卷取等工艺加工而成的复合材料，又名碳纤维预浸布，是原材料和最终复合材料制品之间的一种中间产品，碳纤维预浸料的生产主要有热熔法和溶液浸渍法。

                                                  碳纤维预浸料生产方式图

资料来源：中商产业研究院整理

3.碳纤维复合材料

碳纤维复合材料是指以碳纤维为增强体，树脂、金属、陶瓷等为基体的复合材料的总称。常见的碳纤维复合材料主要有碳纤维增强树脂基复合材料、碳纤维增强炭基复合材料、碳纤维增强金属基复合材、碳纤维增强陶瓷基复合材料和碳纤维增强橡胶复合材料等。

下图为我国碳纤维加工及制成复合材料的生厂商汇总表：

资料来源：中商产业研究院整理

五、碳纤维下游

碳纤维因其高强度、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳等特性，广泛应用于航空航天、海洋工程、新能源装备、工程机械、交通设施等领域，是一种应用前景十分广阔的战略性新材料。近年来，我国在碳纤维产业有了长足的进步，但整体而言碳纤维产业仍基本被西方发达国家所垄断。世界碳纤维技术主要掌握在日本公司手中，日本生产的碳纤维无论质量还是数量上均处于世界领先地位。但随着中国市场需求的不断扩大，我国国内碳纤维也将有很大的发展空间。

数据来源：中商产业研究院整理

1.体育

进入二十一世纪，随着我国国民经济不断向前发展，国民的物质生活水平显著提升，社会大众对物质文化需求的不断提升，体育行业也得到了不断的发展。数据显示，2019年，全国体育产业总规模（总产出）为29483亿元，增加值为11248亿元。从名义增长看，总产出比2018年增长10.9%，增加值增长11.6%，预计2021年体育行业也将呈正增长趋势。

数据来源：中商情报研究院整理

2.风电设备

最新数据显示，我国风电装机量持续增长，截止到2020年11月，我国风电装机量达到236.2GW，新增装机量为24.6GW。自2008年以来一直保持世界第一，占全球累计风电装机量的32.24%。

数据来源：国家能源局、中商产业研究院整理

3.建筑补强

在建筑领域中，水泥的用量最大，但水泥有脆性大、抗拉强度低等缺点。为了改善这些弊端，人们利用碳纤维的力学特性,用混凝土或水泥做基体制成碳纤维增强复合材料。由于碳纤维和芳纶纤维等其有强度高、模量大、比重小、耐碱腐蚀，对人畜无害等特点，在土木建筑应用中日益受到人们的青睐。

数据来源：国家统计局、中商产业研究院整理

更多资料请参考中商产业研究院发布的《中国碳纤维行业市场前景及投资机会研究报告》，同时中商产业研究院还提供产业大数据、产业情报、产业研究报告、产业规划、园区规划、十四五规划、产业招商引资等服务。