在二级市场，主题投资的旋律尾声，往往是从“过(guo)剩”的只言片语开始。
三年前，被誉为“黑色(se)黄金”的碳纤(xian)维(wei)在新能源的爆发阶(jie)段接住了泼(po)天的富贵，当暴(bao)力扩产碰上了下游需(xu)求调整，技术升级尚无法适应(ying)新兴领域要求时，碳纤(xian)维(wei)的故事也就暂时戛然(ran)而止(zhi)。
从前两年的供(gong)不应(ying)求很(hen)快进入到(dao)去年的内卷(juan)状态，产能释放后(hou)随即(ji)历经价格腰斩，库存大量堆积，和绰号(hao)“白色(se)石油”的锂金属颇有几(ji)分类似。
不过(guo)，部分龙头上市公司表(biao)态乐观，认为当前价格水已(yi)经见底。近(jin)期化工股的大爆发，不少品种背着涨价逻辑(ji)，其中就包(bao)括碳纤(xian)维(wei)的主要原材料——丙烯(xi)腈，涨价传导或将(jiang)加快消耗库存。
广泛的应(ying)用场景还是给了碳纤(xian)维(wei)触底反弹(dan)的希望，尤其是前两年装机量低迷的风电，以及未来(lai)潜力巨大的飞行汽(qi)车、人型(xing)机器人，都是碳纤(xian)维(wei)能够发挥作用的对口领域。
黑色(se)黄金的行情，才刚刚经过(guo)一段峡(xia)谷，正在蓄力上爬。
01
碳纤(xian)维(wei)是由粘(zhan)胶、腈纶、芳纶、聚酰亚胺等纤(xian)维(wei)在高温下烧制(zhi)而成，属于化纤(xian)的高端品种。优点是抗拉力强，纤(xian)维(wei)柔软可加工，质量轻(qing)于铝，强度(du)却大于铁，且具有高弹(dan)性模量、耐高低温、耐腐蚀、耐疲劳等特性。
因为性能优异被广泛应(ying)用到(dao)风电行业、航空航天、汽(qi)车工业、建筑行业等领域，被誉为21 世纪的“新材料之王”。
从聚丙烯(xi)腈（PAN）原丝，碳纤(xian)维(wei)制(zhi)品到(dao)终端复合材料，碳纤(xian)维(wei)的制(zhi)备经历PAN溶液制(zhi)备、原丝制(zhi)备、预氧化、炭化、预浸料等多个(ge)过(guo)程，工艺流(liu)程复杂，资金投入量较大，具有较高的进入壁垒。
在工艺流(liu)程上，原丝制(zhi)备耗费大量丙烯(xi)腈聚合物材料；氧化步骤对设备能耗要求最高，决定了产出(chu)效率。
4月(yue)份局部工厂生产重(zhong)启(qi)时间的推迟使得丙烯(xi)腈整体供(gong)应(ying)量下降，推动(dong)价格行情大幅走高，但碳纤(xian)维(wei)价格还依(yi)旧维(wei)持在低位没有启(qi)动(dong)，下游需(xu)求清淡。
拉长时间线看，从2020年起，随着供(gong)需(xu)力量变化，碳纤(xian)维(wei)逐渐成为了一门(men)供(gong)应(ying)过(guo)剩的品种。2020年投入建设的产能陆续投放，不断堆积的库存逼(bi)迫价格水平调整。根(gen)据百川盈孚，去年下半年开始行业已(yi)经陷入亏损，3月(yue)整体毛利率下降至4.96%。
2023年，碳纤(xian)维(wei)的市场需(xu)求量达(da)到(dao)11.5万吨，国内需(xu)求量占(zhan)到(dao)60%。
需(xu)求场景上，全球与国内大同小异，往年用于风电叶片的碳纤(xian)维(wei)至少占(zhan)去1/4的用量，但去年航空航天取代其位置，占(zhan)比达(da)到(dao)19.1%，价值(zhi)量更(geng)占(zhan)到(dao)了将(jiang)近(jin)一半的体量。
从2022年开始，供(gong)需(xu)关系就发生了翻天覆地的改变。
2020年下游风电需(xu)求快速(su)增长推动(dong)一轮碳纤(xian)维(wei)的大幅扩产，国内企业是那一轮扩产的主力，产能于21年底，22年集中释放，两年前新增产能分别达(da)到(dao)2.96万吨，2.65万吨。
碳纤(xian)维(wei)较高的生产成本和单价阻碍(ai)了下游应(ying)用领域的推广，作为碳纤(xian)维(wei)第一大市场的风电，2022年风电装机不及预期，且招标价格明显下降、整机厂降本诉求上升，严重(zhong)限制(zhi)了碳纤(xian)维(wei)渗透率提升。
从22年下半年开始出(chu)现快速(su)累库现象(xiang)，同时伴随着价格下降，目前各种规格的国产碳纤(xian)维(wei)均价在96.25元/千克，较22年高点下滑了几(ji)乎(hu)整整一半。
去年碳纤(xian)维(wei)市场仍然(ran)不乐观，需(xu)求量比2022年的74429吨下降了7.2%，而运行产能比2022年的11.21万吨增长了25.7%。截(jie)至今年3月(yue)底，正式投产的产能达(da)12.7万吨。
业内产能领先(xian)的几(ji)家企业业绩遭受重(zhong)创。中复神(shen)鹰归母净利润同比下滑47.45%，吉林(lin)碳谷下滑61.72%；光(guang)威(wei)复材从预浸料到(dao)下游碳纤(xian)维(wei)制(zhi)品的营收(shou)均受到(dao)不同程度(du)的下滑。
02
碳纤(xian)维(wei)价格从高光(guang)步入低谷震荡的经历同光(guang)伏硅料有几(ji)分相(xiang)似，但不同于硅料的是，凭借(jie)更(geng)丰富的应(ying)用场景，在长期的需(xu)求用量上，碳纤(xian)维(wei)材料的替代渗透率还有很(hen)大的上升空间。
碳纤(xian)维(wei)可以按照丝束纤(xian)维(wei)数量划(hua)分，24K以下称为小丝束，24K以上称为大丝束。小丝束的力学性能更(geng)加出(chu)色(se)，但制(zhi)备成本也非常高，多用于航天军工领域；而大丝束胜在以规模分摊成本，多用于风电、机电、交(jiao)通运输(shu)等工业领域。
风电叶片在主机零部件成本中占(zhan)比最大，随着风电大型(xing)化趋势明确，叶片的长度(du)、重(zhong)量都将(jiang)随之迅速(su)增大，对材料的强度(du)和刚性要求提高。
使用碳纤(xian)维(wei)复材能够降低净重(zhong)，减小单位功(gong)率重(zhong)量，最终起到(dao)节省成本的作用。与同级别高模玻纤(xian)主梁(liang)相(xiang)比，采用碳纤(xian)维(wei)可实现减重(zhong)20-30%。
不过(guo)，风电装机自(zi)21年底海风补贴取消后(hou)陷入低潮，招标量虽(sui)然(ran)大幅提高，但是新增装机需(xu)求因为疫情、成本等因素影响得不到(dao)释放。大丝束碳纤(xian)维(wei)性能虽(sui)然(ran)不错，但当时价格依(yi)然(ran)高企，厂家没有意愿去推广，而且部分海外(wai)加工订单向成本更(geng)低的区域转移，使得去年这块的渗透率无法继续提高。
2023年全国风电新增装机同比增长59.3%，海上风机大型(xing)化趋势更(geng)加明显，去年增加了7.2GW，在前期积压需(xu)求释放和政策推动(dong)下，未来(lai)新增装机量有望突(tu)破10GW。
现在碳纤(xian)维(wei)价格下降，在风电领域的应(ying)用也就有望加深。根(gen)据机构，23-25年全球风机叶片碳纤(xian)维(wei)总使用量将(jiang)达(da)2.7/4.9/8.3万吨，复合增速(su)超(chao)过(guo)60%。
小丝束规格的碳纤(xian)维(wei)制(zhi)品，最广泛的应(ying)用场景体现在航空航天领域。
前段时间因为开放飞行试(shi)点区域广受关注的飞行汽(qi)车eVTOL，作为小型(xing)载人飞行器，续航时间、飞行速(su)度(du)、安全性的要求推动(dong)eVTOL制(zhi)造尽量去减轻(qing)自(zi)重(zhong)。
碳纤(xian)维(wei)的密度(du)要远远低于金属制(zhi)品，也就意味着相(xiang)同体积的重(zhong)量也要远低于它们，并且自(zi)身抗拉力强又耐腐蚀耐高温，同样(yang)能够满足eVTOL的要求。
去年用于飞行汽(qi)车仅200吨的体量，占(zhan)全球航空航天领域不到(dao)1%。随着下游eVTOL使用场景的拓宽，有望增加航空航天这一应(ying)用领域里头碳纤(xian)维(wei)的用量。
照机构估算，24-30年eVTOL碳纤(xian)维(wei)需(xu)求超(chao)过(guo)8000吨，平均每年带来(lai)1200吨的体量。
高强度(du)的小丝束碳纤(xian)维(wei)有替代金属材料的可行性已(yi)经具备，有较大成长空间的潜在场景还包(bao)括，人性机器人。
碳纤(xian)维(wei)系汽(qi)车、机器人等下游应(ying)用轻(qing)量化的理想材料。和飞行汽(qi)车一样(yang)，减重(zhong)意味着更(geng)好的续航，外(wai)观耐腐蚀耐磨的特性有助于延长机器人的使用寿命。碳纤(xian)维(wei)既(ji)可以用于制(zhi)造机械臂和外(wai)科，还可以用于制(zhi)造传感器和电池。
假若人形(xing)机器人的销量规模最终能达(da)到(dao)百万之巨，每台机器人消耗10-15kg的碳纤(xian)维(wei)，那么一年的用量可以突(tu)破万吨，拉动(dong)超(chao)过(guo)10亿元的市场。
03
国内碳纤(xian)维(wei)产业发展(zhan)与日美同时起步，目前高性能碳纤(xian)维(wei)技术以日本东丽保持领先(xian)，而国内依(yi)靠自(zi)主研(yan)发打破了技术垄(long)断，率先(xian)在大丝束碳纤(xian)维(wei)的产业化上取得突(tu)破。
但从2022年起，国内吉林(lin)化纤(xian)、中复神(shen)鹰等企业纷纷将(jiang)产能规模提升至万吨以上，国内碳纤(xian)维(wei)企业新增产能落地及技术迭(die)代，国产替代不断提速(su)，彻(che)底改变了全球供(gong)应(ying)格局。
随着国产碳纤(xian)维(wei)供(gong)应(ying)增加，进口比例也逐渐降低。2023年，我国碳纤(xian)维(wei)的运行产能为140830吨，同比增长25.7%，在全球的占(zhan)比达(da)到(dao)47.7%，位居全球第一；国产碳纤(xian)维(wei)在国内市场的占(zhan)有率达(da)到(dao)76.7%，创下历史新高。
从价值(zhi)量来(lai)看，碳纤(xian)维(wei)产业链条长，中间经过(guo)复杂的工艺流(liu)程，资金投入和技术壁垒都很(hen)高，所以从原丝制(zhi)备到(dao)下游碳纤(xian)维(wei)制(zhi)品，复合材料，平均单价和毛利率是越来(lai)越高的。
国内产业链上目前存在几(ji)类玩家。
吉林(lin)系是碳纤(xian)维(wei)行业中的主力。吉林(lin)市的碳纤(xian)维(wei)是龙头产业，整个(ge)产业链由国资委牵头重(zhong)组，其中，吉林(lin)碳谷主要负责原丝的开发，形(xing)成以大丝束为主，中小丝束全覆盖的产品矩阵。中游吉林(lin)化纤(xian)承接了吉林(lin)碳谷的原丝并加工成碳纤(xian)维(wei)复材，用于风电叶片为主的工业领域。
在小丝束上，国外(wai)东丽、帝人、Hexcel的产能领先(xian)，国内公司产能以中复神(shen)鹰和光(guang)威(wei)复材为主，与国外(wai)有一定差距，但产品范围、性能方(fang)面已(yi)经逐渐靠拢，高端产品质量和规模与下游应(ying)用的适配上仍待进步。
由于国内小丝束碳纤(xian)维(wei)生产技术有限，无法批量供(gong)应(ying)T800 强度(du)以上的小丝束碳纤(xian)维(wei)。这也是碳纤(xian)维(wei)需(xu)求朝航空航天高端领域拓展(zhan)的关键，这块目前国内占(zhan)比仅为11.6%，和全球市场有7.5个(ge)百分点的差距。
目前需(xu)求尚未全面复苏，价格筑底，库存堆积，产能利用率还较低的情况下，成本控制(zhi)能力是企业坚持下来(lai)必需(xu)的技能。但成本结构上，不同环节影响因素大同小异。
例如，丙烯(xi)腈的价格波动(dong)会影响上游原丝生产成本，直接材料在吉林(lin)碳谷的单吨成本中有着接近(jin)六成的比重(zhong)，需(xu)要借(jie)助工艺端优化和规模化生产降低单吨消耗。
但在中游，制(zhi)造费用变成了大头。根(gen)据中复神(shen)鹰成本拆分，以丙烯(xi)腈为主的直接材料成本占(zhan)比约30%，而制(zhi)造费用占(zhan)比约50%。
细拆之下，电力成本占(zhan)比最高，约占(zhan)总成本的15-19%，其次折旧成本占(zhan)比约为总成本的12-14%。从生产流(liu)程来(lai)看，除了原丝制(zhi)备（54%），碳化和预氧化这两项中间环节合计占(zhan)了33%的成本。通过(guo)调整用电结构和升级工艺，制(zhi)造费用还有很(hen)大的降本空间。
下游广阔(kuo)的需(xu)求有望通过(guo)不断降低生产成本来(lai)释放，但碳纤(xian)维(wei)项目的初始投入非常高，从各碳纤(xian)维(wei)头部企业生产线投入成本来(lai)看，每万吨投资额动(dong)辄几(ji)十、上百亿，除了丙烯(xi)腈材料成本和工艺改造，设备也是压缩成本的关键。
因此，国产设备存在较大的替代空间，设备国产化有利于降低前期投入和后(hou)续折旧成本。精工科技为国内碳纤(xian)维(wei)生产设备龙头，具备千吨级碳纤(xian)维(wei)成套生产线供(gong)应(ying)能力，单套碳纤(xian)维(wei)生产线均价约为1.36-1.83亿元，显著低于进口设备造价。
04
经历了前几(ji)年供(gong)不应(ying)求的大好行情后(hou)，连涨多年的碳纤(xian)维(wei)价格显露(lu)疲态，扩建速(su)度(du)过(guo)快远超(chao)需(xu)求增长，库存的堆积可能使得行业调整期更(geng)加漫长。
这些令(ling)碳纤(xian)维(wei)企业的经营普遍承压，不过(guo)整体还处于盈利状态，同样(yang)是几(ji)十、上百亿的产能投资项目，业内还尚未有一家龙头企业市值(zhi)达(da)到(dao)曾经通威(wei)、中环的高度(du)。
从远期市场前景看，国产碳纤(xian)维(wei)行业有巨大的想象(xiang)空间。这种价格调整将(jiang)通过(guo)行业技术进步，设备本土化来(lai)降低产业链成本，再次打开下游应(ying)用的大门(men)。（全文完）