化工全球系列碳纤维深度报告:新兴领域需求爆发,航空航天领域需求静待复苏(附报告)

投资要点

碳纤维是一种轻质高强度高模量的新型材料。碳纤维是一种含碳量在90%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它的单丝直径通常只有5到10微米,相当于一根头发丝的十到十二分之一,强度却在铝合金4倍以上。400kg普通钢所能达到的强度,碳纤维仅需160kg即可到达,减重可达60%。此外,碳纤维还具有耐高温、抗摩擦、导热及耐腐蚀等特性,很受现代工业的欢迎。碳纤维的制备流程长且复杂,其中的原丝制备、预氧化等环节均对工艺提出了较高的要求,具有一定的技术壁垒。

全球碳纤维需求持续增长,多领域应用全面开花。2021年全球碳纤维需求总量11.8万吨,同比2020年增长10.4%,2008-2021年均复合增长率9.5%。碳纤维在多个工业领域均有应用,其中2021年需求量最多的四个领域为风电叶片3.3万吨,占比28.0%;体育休闲1.9万吨,占比15.7%;航空航天1.7万吨,占比14.0%;压力容器1.1万吨,占比9.3%。按增速来看,四个领域中增长较快的是压力容器和体育休闲,需求量同比2020年分比增加了25.0%和20.1%。此外,风电叶片需求增加了7.8%,航空航天增加了0.3%。单价方面,航空航天领域是其他各领域平均售价的3倍左右。

航空航天领域依然是碳纤维销售额最多的下游市场。尽管受疫情影响,航空航天领域对碳纤维的需求量有所萎缩,但2021年航空航天领域依然是碳纤维销售额最多的下游市场。2021年航空航天领域碳纤维销售额11.9亿美元,占比34.9%,同比2020年增加20.4%。按细分领域来看,商用飞机、无人机、军用飞机是需求最多的市场。尽管我们预计商用飞机对碳纤维需求的大规模恢复可能要到2025年,但无人机及军用飞机对碳纤维的需求可起到很好的支撑作用。

风电叶片由于工艺进步而对碳纤维需求大量增加。由于风电巨头VESTAS在风电叶片大梁结构的创新设计使得碳纤维以较低成本在风电叶片上的应用成为可能,风电业自2015年对碳纤维的需求量大为增加。考虑到碳纤维风电叶片相对于玻璃纤维叶片的优势,叠加VESTAS专利于今年7月到期的影响,预期风电对碳纤维的需求会进一步增加。

碳纤维在压力容器成本中的占比不断提高。氢能源车由于相对于电动车的一些优势依然受到各国的重视,预期市场规模将快速增长。加之碳纤维在成本中的占比随着车载储氢罐性能的提高而不断上升,压力容器业有望成为对碳纤维需求增长最快的领域。

疫情对体育休闲业碳纤维需求的增长速度有推动作用。由于疫情限制了人们外出旅游,体育休闲成为了替代手段。2021年体育休闲对碳纤维的需求量同比增长了20.1%,相对于2020年的2.7%大为提高。随着疫情的缓解,体育休闲对碳纤维的需求增长将重回平稳。预期2025年需求量2.2万吨,年均复合增长率5%。

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