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一、碳纤维性能优异、应用广泛
1.1 碳纤维产业链长，技术壁垒高，尤其对于大丝束产品毛向辉
二、碳纤维行业发展：美日引领，欧洲紧随，中国追赶
三、碳纤维行业供需：供应高度集中，风电叶片拉动需求快速增长 四、国内化工企业积极布局碳纤维行业
4.1 腈纶产业经验是发展大丝束碳纤维的基础
4.2 吉林化纤——粘胶长丝龙头切入碳纤维赛道
4.3 吉林碳谷——碳纤维原丝龙头厚积薄发，快速成长
4.4 上海石化——具备“原油——复合材料”全产业链一体化优势
一、碳纤维性能优异、应用广泛
碳纤维是一种一维碳素材料，轻，且力学性能优异，应用场景广泛。
碳纤维是由聚丙烯腈或沥青、粘胶等有机纤维，在高温环境下经碳化形成碳主链结构而得到的无机高分子纤维，直径5-10 微米，含碳量高达90%以上。
碳纤维具有碳材料的固有本性特征，又兼具纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。特性之一是轻质，比重不到钢的1/4，同时力学性能优异，抗拉强度是钢的 7-9 倍，高强度、高弹性模量、耐高低温、耐腐蚀、抗疲劳等。通常与树脂、金属、陶瓷等材料复合后形成碳纤维复合材料，可广泛应用于军工、航天、交通、新能源、汽车轻量化以及体育用品等领域。
图1碳纤维轻、力学性能优异，应用广泛
资料来源：中国复合材料学会，中关村硬创空间，市场研究部
一、碳纤维性能优异、应用广泛
根据制造原料不同可以分为聚丙烯腈（PAN）基碳纤维、沥青基碳纤维、黏胶基碳纤维。
其中，聚丙烯晴（PAN）基碳纤维成品品质优异、力学性能优良，且相较于其他两种碳纤维制造工艺难度更低，是最主要的碳纤维产品，占全球高性能碳纤维的 90%以上。
根据纤维数量不同可以分为小丝束和大丝束。
天津师范大学学报
一般将丝束数量小于 24K的碳纤维称为小丝束（1K 就代表一束碳纤维中有 1000 根丝），初期以 1K、3K、6K 为主，逐渐发展为 12K，主要用于国防军工、航空航天等高端技术领域，产量低、成本高，价格高，被称为“宇航级材料”；
24K 及以上的为大丝束，广泛用于纺织、医药卫生、机电、土木建筑、交通运输和能源等工业和民用领域，成本低，但生产控制难度大，被称为“工业级材料”。大丝束碳纤维核心驱动力就是在保持碳纤维优良性能的前提下，大幅降低其成本，打开碳纤维广泛运用于工业和民用领域大门。
根据不同的强度和模量的力学性能分为高强型、高强中模型、高模型、高强高模型。
作为碳纤维龙头，日本东丽制定的 T 系列和 M 系列性能指标是实践中被运用最广的分类指标。航天航空领域往往要求材料更轻、力学性能更好，因此多采用 T300-T800 强度的碳纤维，而民用如风电、体育领域则多采用 T300 强度的碳纤维。
表1碳纤维大丝束和小丝束分类地震的模拟实验
资料来源：赛奥碳纤维技术，市场研究部
碳纤维应用之航空航天
航天领域如飞机、火箭对材料轻量化的追求，早已达到以克为计量单位的程度，在安全的基础上不断追求更轻。用碳纤维制造的飞机，可以大幅节约能耗，扩展飞行航程，提高载荷，提高灵活性，延长飞行寿命等。
美国早在1969年就已经把碳纤维复合材料用在了F-14A战斗机上，但由于工艺和造价的限制，当时仅仅使用了飞机自重1%用量的碳纤维。到了以F-22和F-35为代表的第四代战斗机，碳纤维的使用比例提升到飞机重量的24%和36%。发展到今天，X-47B、“神经元”、“雷神”等几个型号的无人机上，碳纤维的使用比例高达90%。
民用飞机领域，在早期 A310、B757和 B767上，碳纤维复合材料占比仅为5%-6%，随着技术的不断进步，至 A380 时，复合材料占比达到 23%，最新的 B787 和 A350 机身上，复合材料的用量达到 50%。中国人自己的民用大飞机C919的复合材料使用比例就达到了12%，而CR929更是要达到总重的51%，超过波音787的50%用量。
图5飞机制造中碳纤维占比越来越高
根据波音出具的《2020-2039商用飞机市场预测》：在综合考
虑2020年疫情的全面影响下，未来20年预计客运量将以年均4%的
速度增长，全球商用飞机机队规模预计将从目前的25,900架飞机增
加到48,400架；中国市场未来20年客运量每年将增长5.5%，预计未
来20年中国将需要6,450架新单通道飞机、1,590架宽体飞机。民用
航空方面碳纤维行业将有很大的发展空间。
二氢吡啶类钙拮抗剂
资料来源：中简科技照顾说明书，市场研究部
碳纤维应用之风电叶片
风电叶片是风电机组将风能转化为机械能的关键部件。叶片结构和用材会直接影响风能的转换效率，是风机获取更高风电机组利用小时数和实现经济效益的基础。从风电叶片结构来看，其主要由增强材料（梁）、夹芯材料、基体材料、表面涂料及不同部分之间的结构胶组成。叶片80%成本来自于原材料，而60%原材料成本来自于纤维材料— —增强纤维与基体树脂。
碳纤维将逐步替代玻璃纤维。在满足刚度和强度的前提下，碳纤维风叶比传统玻璃纤维风叶轻 20%-30%。大丝束碳纤维由于其减重、耐腐蚀性，性能优于传统材料，随着技术和成本的突破，碳纤维逐步成为风电叶片、梁的主要材料。
大风机背景下，叶片直径屡创新高，风电叶片直径和风塔高度大型化成主要趋势。叶片直径的增长意味着更大的扫风面积，可有效增强捕风能力，从而带动发电效率的提升。从叶片直径来看，2013-2015 年，105、110 和 111 米的叶片替代了原来的 93 米叶片，成为行业主流。2016年和 2017年，115米和 121米叶片是绝对主力叶型。2018年，121米叶片占领了大部分市场，131米叶片也开始批量生产。目前新增装机的平均直径已超过 120 米。江苏健康教育所
图6碳纤维主要用作风电叶片的大梁
辽宁中医药大学图书馆资料来源：《国产碳纤维在风电叶片产业中的机会》等，市场研究部
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