碳纤维行业核心观点 - 碳纤维已成为高端制造业换装首选材料，具备优异的力、热、电磁性能，可作为增强材料与树脂、金属、陶瓷等复合制造先进复合材料[4] - 碳纤维产业链长且工艺复杂，各工序精确调控及精密配合是制备高性能碳纤维的关键，掌握工艺及相关设备是企业构筑护城河的核心[5] - 性价比是碳纤维拓展下游市场的核心要素，需通过性能优化和成本控制实现对传统材料的替代，其中回收碳纤维保留了原始纤维优异性能且成本更低[6] - 碳纤维应用市场多元化，2021年全球需求达118000吨（同比增长10.4%），中国需求62379吨（同比增长27.7%），预计2030年全球需求量将达400000吨[8] - 中国已成为全球最大碳纤维产能国，2021年国产供给率提升至58.1%，行业技术仍有进步空间且下游需求快速释放[8] PAN基碳纤维技术 - PAN基碳纤维占全球碳纤维总量90%以上，需经历聚合、纺丝、预氧化、碳化等复杂工序，每个工艺参数均影响最终性能[27][48] - 聚合反应中丙烯腈单体与共聚单体（如衣康酸、丙烯酸甲酯）的配比控制在98:2可优化预氧化温度，引发剂AIBN用量需低于0.5%[58][59][62] - 原丝质量对碳纤维性能至关重要，采用二甲基亚砜溶剂可降低链转移常数和金属残留，溶液聚合能直接获得均质纺丝原液[64][66][67] - 预氧化阶段需控制环化反应速率，采用多温区连续式设备可提高效率，温度梯度设计影响纤维张力稳定性[56][60][65] 应用领域与成本控制 - 碳纤维复合材料在航空航天领域比铝合金减重20-30%，飞机机体减重1磅可产生数万美元经济效益[254][255][256] - 风电叶片采用碳纤维主梁可提升刚度并减重，全球风电领域碳纤维需求从2012年8000吨增长至2021年33000吨[267][268][273] - 成本控制需从工艺革新（如缩短预氧化时间）、规模效应（万吨级产能降低能耗）和回收利用（热裂解法回收率超90%）三方面突破[182][225][232] - 汽车领域采用HP-RTM工艺可实现快速成型，碳纤维部件比传统材料减重50%以上，但回收技术仍需优化[215][288][290] 市场竞争格局 - 日本东丽拥有最完备产品体系，T1100GC型号拉伸强度达7000MPa，覆盖航空航天至电子电力等30余个应用场景[52][53][54] - 国内企业如中复神鹰通过设备专利（如蒸汽拉伸装置）实现工艺突破，光威复材等公司受益于国防军工高景气度[9][192][313] - 全球碳纤维专利技术集中度较高，美日欧企业主导产业链，但中国在产能规模和部分工艺（如干喷湿纺）已实现追赶[304][305][315]