聚丙烯腈基碳纖維產業鏈工業流程復雜，工藝水平要求高

碳纖維可由聚丙烯腈纖維、瀝青纖維、粘膠纖維或酚醛纖維經碳化而成。 最常用的碳纖維主要是聚丙烯腈碳纖維和瀝青碳纖維。 高性能碳纖維基本上是由聚丙烯腈纖維生產的。 聚丙烯腈基碳纖維的生產主要包括原絲生產和原絲碳化兩個過程。 原絲的生產過程主要包括聚合、脫氣、計量、紡絲、并條、水洗、上油、干燥和接收等過程。 碳化工藝主要包括送絲、預氧化、低溫碳化、高溫碳化、表面處理、施膠干燥、收卷收卷等。

碳纖維產業鏈產業流程復雜、技術難度高、工藝要求高，行業進入門檻極高。 以丙烯腈（PAN）基碳纖維產業鏈為例，產品從原材料開始，經過聚合紡絲、碳化、織造、浸漬、成型等多個步驟，形成原絲、碳纖維及織物、碳纖維預浸料和碳纖維復合材料。 材料及其他中間產品。 由于工藝過程中每一步的工藝調整都會直接影響下游產品的質量和性能，能否保持穩定的制劑和工藝水平是整個產業鏈的技術核心。 此外，不同的客戶由于需求的不同，對碳纖維及相關產品的性能要求也不同。 因此，能否根據客戶要求改變制備方法和工藝流程，靈活調整產品性能，也是整個產業鏈的一大技術難點。

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全球碳纖維產業的發展可分為四個階段：

第一階段是20世紀70年代至80年代初期。 這一時期碳纖維的產業化剛剛起步，只能應用于運動休閑等低端領域。 后期少量用于航空領域作為二次承重結構；

第二階段是20世紀80年代末90年代初，碳纖維的使用范圍擴大，開始應用于飛機的主要承重結構；

20世紀90年代中后期，碳纖維開始進入壓力容器、機械、船舶、建筑等工業領域；

本世紀，隨著航空工業的復蘇、風電產業的快速發展以及汽車工業中碳纖維車身的引入碳纖維釣魚竿價格，碳纖維的應用領域進一步擴大。 特別是在過去的五年里，全球對碳纖維的需求幾乎翻了一番。

過去10年，全球對碳纖維的需求快速增長。 據統計，2019年全球需求量為10.37萬噸，2009-2019年年均復合增長率為11.3%，2014-2019年年均復合增長率為14.2%。預計未來幾年增長率將保持在10%-20%。

全球碳纖維行業經歷了50-60年的艱苦奮斗，2019年碳纖維需求量首次達到10萬噸以上。 隨著核心技術的不斷突破，特別是下游航空航天、風電、汽車等碳纖維主要應用場景的開拓，以及碳纖維成本的降低和性價比的提升，預計2025年行業需求量將達到20萬噸，2030年將達到40萬噸左右。

中國碳纖維需求量占全球需求量的三分之一以上，2019年國內需求量為3.78萬噸。 而隨著中國飛機制造、休閑用品市場和風電產業的發展，中國碳纖維行業的需求增速也在全球名列前茅。 目前，我國碳纖維市場仍供不應求。 由于需求增長較快，技術相對落后，我國碳纖維嚴重依賴進口。

全球碳纖維需求取決于規格。 標準模量（拉伸模量為230-）仍是市場主流，占據80%以上的市場份額； 中模量（270-）占18%，高模量碳纖維（拉伸模量超過）占1%。 在標準模具產品中，小絲束和大絲束各占一半左右。 2017年碳纖維市場與2019年相比，各規格產品占比相對穩定。

全球碳纖維主要應用于風電、航空航天、運動休閑、汽車等細分行業。 具體來說，風電和航空航天是2019年碳纖維最大的應用領域，分別占總需求的25%和23%，其次是體育。 休閑占據15%的市場份額，汽車以11%的市場份額排名第四。

但從數量上看，航空航天約占碳纖維市場的一半。 這主要是由于其行業的特殊性。 飛機和飛機制造對碳纖維的強度、壽命、穩定性等性能指標有著極其嚴格的要求。 因此，航空航天高檔碳纖維的價格遠高于其他行業所需的碳纖維。

未來推動碳纖維增長的子行業主要是風電、壓力容器和航空航天，預計未來六年增速分別為22.3%、15.3%和11.7%。 風電市場主要受風電巨頭產量增長帶動，壓力容器主要受各國氫能源汽車發展帶動，高強度儲氫罐有望迎來快速增長，航空航天主要受受波音787和空客350產能變化推動。

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