文|巨潮 荊玉
自1942年杜邦公司發(fā)明聚丙烯腈（PAN）纖維技術(shù)的很多年間，碳纖維一直是一種貴族化的材料，素有“黑色黃金”之稱。
它密度比鋁低、強(qiáng)度比鋼高，以出色的力學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性被人們所稱道，通常應(yīng)用于各種高大上的航空航天設(shè)備以及昂貴的體育休閑用品：美國(guó)的小型固體洲際戰(zhàn)略導(dǎo)彈“侏儒”，寶馬的i3、i8以及7系主流車型，世界頂級(jí)自行車品牌土撥鼠山地自行車都使用了碳纖維。
因?yàn)閮r(jià)格昂貴，碳纖維材料難以像合成樹(shù)脂、橡膠、玻纖一樣實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。
直到2019年時(shí)，全球碳纖維市場(chǎng)需求量才首次達(dá)到10萬(wàn)噸。即使是世界級(jí)的碳纖維龍頭，美國(guó)赫氏近年來(lái)創(chuàng)下的最高年?duì)I收（2019年）也僅僅是160多億元。整個(gè)行業(yè)曾經(jīng)異?！案呃洹保y以實(shí)現(xiàn)真正的繁榮。
這一固有的行業(yè)困境在近些年迎來(lái)新的轉(zhuǎn)機(jī)。
隨著碳纖維制造工藝日益成熟，制造成本不斷下降，此時(shí)來(lái)自下游新能源產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用引燃了需求，碳纖維的規(guī)?；瘧?yīng)用場(chǎng)景得以實(shí)現(xiàn)突破。
在碳中和的數(shù)條關(guān)鍵賽道當(dāng)中，風(fēng)電行業(yè)需要使用碳纖維的材料用作風(fēng)電葉片；氫能行業(yè)需要使用碳纖維材料作為燃料電池儲(chǔ)氫瓶方便運(yùn)輸；光伏行業(yè)需要使用碳纖維材料取代石墨，用于單晶硅爐內(nèi)的碳?xì)止δ懿牧稀⒈赝?、護(hù)盤等關(guān)鍵部件。
包括新能源車行業(yè)也一直在期待碳纖維價(jià)格下降到合理區(qū)間，可以用來(lái)減少自重、提升續(xù)航。
整個(gè)過(guò)程又恰好伴隨著國(guó)內(nèi)企業(yè)的崛起。正如在家電、電子產(chǎn)品、光伏等多個(gè)領(lǐng)域發(fā)生的一樣，國(guó)內(nèi)企業(yè)往往以較低的價(jià)格占領(lǐng)市場(chǎng)，同時(shí)大大拓寬下游應(yīng)用規(guī)模，加速整個(gè)行業(yè)的成長(zhǎng)。
如果說(shuō)此前數(shù)十年碳纖維的應(yīng)用是一直是從1-10的話，在雙碳戰(zhàn)略和國(guó)產(chǎn)化的浪潮下，碳纖維正迎來(lái)從10-100及“中國(guó)制造”的新階段。正如2021年中國(guó)紡織工業(yè)聯(lián)合會(huì)副會(huì)長(zhǎng)端小平在一次全球性化纖行業(yè)會(huì)議上做出的判斷：“以碳纖維為代表的高性能纖維將開(kāi)啟黃金時(shí)代?！?/p>
01 黃金時(shí)代
只有進(jìn)入到廣闊的民用大市場(chǎng)，碳纖維才能擺脫“高冷”的面貌。
碳纖維材料在過(guò)去多年難以大規(guī)模應(yīng)用，產(chǎn)品價(jià)格昂貴是最核心的原因之一。價(jià)格昂貴與應(yīng)用有限互為因果：售價(jià)昂貴導(dǎo)致下游使用較少，使用較少導(dǎo)致下游廠商無(wú)法順利擴(kuò)產(chǎn)。
但也正是因此，一旦碳纖維在民用大市場(chǎng)找到核心應(yīng)用 ，下游需求很容易迅速引爆，帶動(dòng)市場(chǎng)規(guī)模高速擴(kuò)容。
過(guò)去兩年，碳纖維市場(chǎng)繁榮的主要驅(qū)動(dòng)力就來(lái)自于風(fēng)電葉片與碳碳復(fù)材，兩者都是民用領(lǐng)域（相對(duì)軍工領(lǐng)域）。根據(jù)機(jī)構(gòu)賽奧碳纖維的數(shù)據(jù)，2021年全球碳纖維需求量占比前三的領(lǐng)域依次是風(fēng)電葉片28%、體育休閑16%、航空航天14%，國(guó)內(nèi)碳纖維需求量占比前三的領(lǐng)域依次是風(fēng)電葉片36%、體育休閑28%、碳碳復(fù)材11%。
碳纖維在風(fēng)電領(lǐng)域的規(guī)?；瘧?yīng)用，主要?dú)w功于風(fēng)電整機(jī)龍頭維斯塔斯。作為世界排名第一的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備生產(chǎn)商，維斯塔斯在風(fēng)電領(lǐng)域創(chuàng)新性的使用大絲束碳纖維，促進(jìn)了風(fēng)電領(lǐng)域碳纖維需求的快速增長(zhǎng)。
CWEA數(shù)據(jù)顯示，2015-2021年間，全球風(fēng)電領(lǐng)域的碳纖維需求迅速?gòu)?.8萬(wàn)噸增長(zhǎng)到了3.3萬(wàn)噸，占到了2021年全球碳纖維總需求的約30%；而2021年僅維斯塔斯的碳纖維用量就在2.5-2.8萬(wàn)噸左右。
碳碳復(fù)材的需求增長(zhǎng)，則主要源于光伏單晶硅爐內(nèi)的碳?xì)止δ懿牧虾哇釄?、保溫桶、護(hù)盤等。在碳中和政策的推動(dòng)下，國(guó)內(nèi)光伏企業(yè)隆基、晶科、中環(huán)、晶勝機(jī)電、晶澳大量采購(gòu)單晶硅爐增進(jìn)了對(duì)碳纖維的需求。
需要注意的是，按照不同的用途，碳纖維的品類也分為宇航級(jí)和工業(yè)級(jí)兩類，兩種碳纖維價(jià)格相差高達(dá)4.29倍。前者是小絲束，價(jià)格高，主要應(yīng)用于國(guó)防工業(yè)、高技術(shù)、以及體育休閑用品；后者是工業(yè)級(jí)大絲束，價(jià)格低，主要應(yīng)用于土木建筑、交通運(yùn)輸和能源等行業(yè)。
雖然產(chǎn)品價(jià)值低，但風(fēng)電、壓力容器等工業(yè)領(lǐng)域卻以旺盛需求拉動(dòng)了整個(gè)碳纖維市場(chǎng)的增長(zhǎng)。這也從另一側(cè)面說(shuō)明，只有進(jìn)入到廣闊的民用大市場(chǎng)，碳纖維才能擺脫“高冷”的面貌，真正打開(kāi)未來(lái)成長(zhǎng)的空間。
由此也可以預(yù)見(jiàn)，隨著碳纖維材料不斷觸及到規(guī)?；蛢r(jià)格下降的臨界點(diǎn)，其工業(yè)用途將會(huì)爆發(fā)式增長(zhǎng)，并取代國(guó)防、航空、體育消費(fèi)等，成為其最大的發(fā)展驅(qū)動(dòng)力。
《2020全球碳纖維復(fù)合材料市場(chǎng)報(bào)告》預(yù)測(cè)，到2025年全球碳纖維需求將達(dá)到20萬(wàn)噸。也就是說(shuō)，從1959年到2019年，第一個(gè)10萬(wàn)噸經(jīng)歷了60年，而下一個(gè)10萬(wàn)噸可能僅需要6年。
對(duì)于國(guó)內(nèi)碳纖維企業(yè)而言，所謂的黃金時(shí)代也包含兩個(gè)層面的含義，除了下游需求旺盛，市場(chǎng)快速爆發(fā)之外，企業(yè)的盈利能力也得以快速提升，充分享受了市場(chǎng)紅利。
此前多年，由于國(guó)內(nèi)碳纖維產(chǎn)線偏低端、工藝不完善，造成生產(chǎn)成本高企，加之下游競(jìng)爭(zhēng)激烈，大部分碳纖維企業(yè)處于虧損狀態(tài)，生存狀態(tài)較為艱難。
近兩年由于下游風(fēng)電需求旺盛造成供應(yīng)緊張，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)碳纖維價(jià)格持續(xù)上升，產(chǎn)品產(chǎn)銷兩旺、供不應(yīng)求，企業(yè)盈利也得到了大幅改善。
2021年，光威復(fù)材、中簡(jiǎn)科技、中復(fù)神鷹、吉林碳谷、恒神股份5家碳纖維上市公司首次實(shí)現(xiàn)了全面盈利。碳纖維行業(yè)的國(guó)產(chǎn)化率也由2015年15%逐漸提升至2021年47%，行業(yè)迎來(lái)了第一個(gè)黃金時(shí)代。
02 誰(shuí)的機(jī)會(huì)？
對(duì)碳纖維性能要求沒(méi)那么高的民用領(lǐng)域，才是未來(lái)碳纖維的主要增量所在。
提及碳纖維，很多人慣性想到的是日本產(chǎn)品。日本擁有著名的東麗、東邦和三菱3家頂尖公司，他們代表了世界碳纖維行業(yè)的最頂級(jí)技術(shù)水平。
就連衡量碳纖維強(qiáng)度的T300、T800、T1000等稱謂，其實(shí)原是日本東麗公司的碳纖維型號(hào)。由于東麗公司在行業(yè)內(nèi)的地位，導(dǎo)致其無(wú)形中演化成類似于某種強(qiáng)度的碳纖維標(biāo)桿。
時(shí)至今日，盡管有國(guó)家政策的大力扶持，但國(guó)內(nèi)在碳纖維的質(zhì)量、技術(shù)和生產(chǎn)規(guī)模上與國(guó)外仍有不小差距，特別是高性能碳纖維技術(shù)仍被發(fā)達(dá)國(guó)家所壟斷。
2019 年中復(fù)神鷹在國(guó)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)了干噴濕紡 T1000 級(jí)超高強(qiáng)度碳纖維工程化，代表著當(dāng)時(shí)最高的技術(shù)。但T1000只是日本東麗在80年代的制造水平，由此可見(jiàn)在尖端碳纖維技術(shù)上，國(guó)內(nèi)與日本仍有數(shù)十年的差距。
不過(guò)尖端技術(shù)對(duì)于國(guó)內(nèi)碳纖維企業(yè)快速崛起、占領(lǐng)市場(chǎng)并不是很大的障礙。如前文所言，雖然軍工、航空等領(lǐng)域的碳纖維性能更強(qiáng)，價(jià)格是普通民用碳纖維的數(shù)倍，但其應(yīng)用規(guī)模較小，市場(chǎng)容量有限，企業(yè)只能曲高和寡。
對(duì)碳纖維性能要求沒(méi)那么高的民用領(lǐng)域，才是未來(lái)碳纖維市場(chǎng)的主要增量所在，是碳纖維市場(chǎng)的星辰大海。
以風(fēng)電應(yīng)用為例，按照維斯塔斯內(nèi)部的統(tǒng)計(jì)，使用碳纖維的拉擠工藝相較于傳統(tǒng)的全玻纖主梁，葉片成本上升10%左右，但是減重效果達(dá)到了40%，因而發(fā)電效率更高。2021年的風(fēng)電裝機(jī)總量是3萬(wàn)臺(tái)，如果全部都能使用拉擠工藝，需要用到12-15萬(wàn)噸碳纖維，將超過(guò)2021年全球碳纖維的整體市場(chǎng)規(guī)模。
因此在民用領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)，碳纖維企業(yè)比拼的關(guān)鍵在于生產(chǎn)工藝的成熟度（關(guān)系到產(chǎn)能利用率）和降低生產(chǎn)成本的能力。
過(guò)去幾年，正是碳纖維制造成本的不斷下降，使得其在廣闊的民用領(lǐng)域規(guī)?；瘧?yīng)用成為可能。根據(jù)海關(guān)總署公布的進(jìn)口碳纖維平均價(jià)格，2011-2012年進(jìn)口碳纖維平均單價(jià)最高為3.5萬(wàn)美元/噸，而截止到2020年進(jìn)口碳纖維平均單價(jià)持續(xù)下滑，最低至約1.5萬(wàn)美元/噸，期間碳纖維單價(jià)降幅超過(guò)50%。
從更遠(yuǎn)的角度看，雖然原油、丙烯、丙烯腈等原材料的漲跌和下游風(fēng)電等市場(chǎng)的周期性波動(dòng)，會(huì)給碳纖維企業(yè)的業(yè)績(jī)帶來(lái)一定的周期屬性。但從更長(zhǎng)周期來(lái)看，技術(shù)升級(jí)、降低成本能夠幫助其進(jìn)一步打開(kāi)下游的應(yīng)用場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期成長(zhǎng)。
當(dāng)然，即使對(duì)性能要求不高，碳纖維行業(yè)也始終是高門檻的游戲，沒(méi)有5-10年技術(shù)研發(fā)投入與工藝積累，很難實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。
此前，國(guó)內(nèi)絕大部分碳纖維企業(yè)都經(jīng)歷過(guò)長(zhǎng)期煎熬——試生產(chǎn)與穩(wěn)定期階段生產(chǎn)出的產(chǎn)品難以達(dá)標(biāo)。在行業(yè)的高速成長(zhǎng)期，誰(shuí)能夠快速擴(kuò)產(chǎn)、并完成產(chǎn)品達(dá)標(biāo)，就有望享受更多市場(chǎng)紅利。這更多地取決于碳纖維企業(yè)的生產(chǎn)工藝水平與技術(shù)積累。
03 寫在最后
雙碳戰(zhàn)略下，風(fēng)電、光伏和氫能的發(fā)展，開(kāi)啟了碳纖維從10-100的新階段，促使其快速走向廣闊的民用市場(chǎng)，也給了國(guó)內(nèi)碳纖維企業(yè)以新的發(fā)展機(jī)遇。
2015年-2021年，碳纖維行業(yè)國(guó)產(chǎn)化率由15%逐漸提升至47%，產(chǎn)能已經(jīng)占到全球市場(chǎng)約21%的份額。國(guó)海證券測(cè)算，2025年國(guó)內(nèi)碳纖維需求有望達(dá)到15.9萬(wàn)噸，對(duì)應(yīng)市場(chǎng)空間232億元，已經(jīng)超過(guò)了2021年全球碳纖維的整體市場(chǎng)規(guī)模。
在風(fēng)電、光伏、新能源車等碳中和核心賽道上，我國(guó)已經(jīng)占據(jù)了產(chǎn)業(yè)鏈的主導(dǎo)位置，而在與其緊密相連的碳纖維賽道，國(guó)產(chǎn)碳纖維彎道超車的“奇點(diǎn)”也即將到來(lái)。