二〇二六年五月,江苏连云港的港口岸边,一卷卷黑色的丝束被吊装上集装箱船。这批货是中复神鹰发往东南亚某风电叶片厂的大丝束碳纤维,规格48K,单卷重量超过两百公斤。这艘船开走的同一周,吉林化纤的厂区里,两百多条拉挤板生产线正以每分钟数米的速度,把同样规格的碳纤维织进风电叶片主梁的碳板里。这些碳板将被运往北方某海上风电场,最终被装进一只直径将近一百九十米的叶轮里去。
中国碳纤维行业走到了一个奇异的拐点。一方面,二〇二五年全年国内消费量预计九点六万吨,同比增长七成有余;国产化率突破八成,绝大部分通用领域已经做到了对日本东丽、美国赫氏(Hexcel)、德国西格里(SGL Carbon)等国际巨头的反向替代。另一方面,二〇二四年行业平均吨利润骤降至三百三十元,比上一年缩水九成九,几家上市公司一度亏损,国产替代的胜利伴随着惨烈的价格战。
碳纤维既是「黑色黄金」,又是过剩品。它既被装在C919的尾翼里,又被卷进风电叶片的主梁里;既出现在国家航天的太空舱里,又出现在路边孩子的钓鱼竿里。它的科学含金量极高,但下游应用却极度分散;它的产能扩张极快,但顶端的T1000级、M40J级仍是日本东丽、美国赫氏的技术高地。
这份报告,是一份中国碳纤维产业从二〇二五年走向二〇三〇年的完整拼图。从行业概览到工艺链条,从厂商版图到下游六大主线,从国产替代节点到价格周期,从政策环境到风险因素,最后回到一个根本问题:当中国碳纤维已经能在大丝束领域反向定价全球时,它会被卡在哪里?又会从哪里突围?
第一章 行业概览:从二〇二五年的几个关键数字说起
碳纤维,是一种由聚丙烯腈(PAN)、沥青或粘胶基纤维经过预氧化、碳化、表面处理等一系列工艺得到的纤维状材料,碳含量在百分之九十以上,密度只有钢的四分之一,强度却可达钢的七到九倍。这种「比钢强、比铝轻」的特性,让它成为风电叶片、航空航天、储氢瓶、光伏热场、汽车轻量化、轨道交通等几乎所有需要「轻量化高强度」的下游不可替代的材料。
二〇二五年的中国碳纤维行业,几个关键数字勾勒出整个产业的轮廓:
总产能与产量:截至二〇二五年底,中国碳纤维年产能达到十六点二万吨,同比增长一成九五;二〇二五年全年实际产量八点九六万吨,同比增长五成一。中国从二〇二一年起已成为全球最大的碳纤维产能国,到二〇二五年,中国产能占全球总产能的五成二五。
总消费与国产替代:二〇二五年中国碳纤维实际消费量预计九点六四万吨,同比增长七成一八九;二〇二四年国产替代率已突破八成,二〇二五年进一步上行。进口量从二〇二三年的一点八万吨下滑到二〇二五年不足一万吨,国产替代的速度远超行业最早预期。
市场规模:按吨价八点五万元到九万元的均价测算,二〇二五年中国碳纤维市场规模接近二百五十亿元。算上下游碳纤维复合材料(CFRP)的环节,二〇二五年全球碳纤维复合材料市场规模为二百二十四点八亿美元,预计到二〇三〇年达到三百五十五点五亿美元,年均复合增速接近一成。
应用结构:风电叶片为第一大应用领域,占比四成八五;体育休闲(钓鱼竿、高尔夫球杆、自行车)占比二成八;航空航天占比一成上下;储氢瓶、光伏热场、汽车、轨道交通等新兴领域共同分掉余下的一成多份额。其中风电领域过去三年的年均增速高达八成四。
全球格局:二〇二四年全球碳纤维总产能超过十四万吨。日本东丽集团二〇二五年产能扩展到将近五点八万吨,仍是全球第一大碳纤维制造商;美国赫氏与德国西格里联合二〇二五年合并产能约三点五万吨;三菱化学、帝人各自维持着不到两万吨的规模。但若按产能口径合计,中国整体已经超过日本、美国、欧洲三大经济体之和。
头部企业:吉林化纤产能近七万吨、销量五点六万吨,全球市占接近二成四,二〇二六年产能将破十万吨;中复神鹰碳纤维产能二点九万吨、在建三点一万吨,二〇二五年营收二十一点九四亿元,扭亏为盈,归母净利九千六百一十八万元;威海光威复材二〇二四年碳纤维及织物收入十四点五二亿元,T800级别销售同比增长六成四六;上海石化建成国内单线产能最大的48K大丝束生产线,单线设计产能超过三千吨;恒神股份榆林二万吨基地一期已经进入试生产;中简科技完成ZT9系列(对标T1000级)工程化、ZM40J(对标M40J级)石墨纤维量产。
把这些数字放在一起读,会发现一个微妙的事实:中国碳纤维行业在产能、产量、消费量、国产替代率四个维度上都已经领先全球,但在两个维度上仍然落后——一是吨利润,二是顶端军用、航天级、超高模量产品的稳态量产能力。前者来自产能扩张过快导致的内部价格战,后者来自精密装备、工艺稳定性、批次一致性等积累需要时间。
这种「数量领先、质量分化」的状态,在中国制造业升级的几次大型材料替代史里,并不是第一次出现。光伏多晶硅、电池正极三元材料、半导体大硅片、显示面板偏光片,几乎都走过类似的路线:先靠规模化把成本压下来,再靠工艺打磨把高端做上去;前一阶段是抢产能,后一阶段是抢质量与认证。碳纤维行业目前正处于这两个阶段之间的过渡期。
从全球分工的角度看,二〇二五年的全球碳纤维行业出现了一个新的「三极结构」。第一极是中国,以大丝束、通用工业、风电用碳纤维为主导,产能与出口快速扩张;第二极是日本东丽集团,以航空航天、压力容器、顶端石墨化产品为主导,单价高、毛利稳定;第三极是美欧厂商(Hexcel、SGL、Solvay),以航空主机厂供应链准入、汽车高端轻量化为主导,深度绑定波音、空客、宝马、奔驰、特斯拉等大型客户。三极之间既有竞争也有错位,未来五年的变量主要在三极间份额迁移的速度。
值得展开说一下「吨利润下行」这一个数字背后的产业含义。二〇二一年全行业平均吨利润超过三万元,二〇二二年回落到两万元区间,二〇二三年继续下行到接近一万元,到二〇二四年只剩下不足四百元。这种四级跳下行的根本原因是产能扩张速度远超下游需求增长速度,叠加进口产品在二〇二三到二〇二四年因海外需求疲软而向中国市场转移倾销。这种「供给端国内扩张+海外回流挤压」的两面夹击,让国内通用碳纤维价格出现了断崖式下跌。但同期高端碳纤维(T800及以上)的吨利润水平基本稳定在几万元到十万元区间,光威复材、中简科技等以高端产品为主的厂商二〇二四年虽然营收略有承压,但盈利能力远好于行业平均。
另一个值得抠的数字是「国产化率突破八成」。这个口径要分层看:
大丝束(48K及以上):国产化率近百分之百,进口主要是少量品牌偏好与历史合同沿用。
T300/T700级小丝束:国产化率近百分之百。
T800级:国产化率约六成五到七成,剩余进口主要集中于波音、空客等海外客户在中国代工厂的指定品牌。
T1000级:国产化率从二〇二五年的不足一成快速跃升到二〇二六年的接近四成,主要受益于山西华阳碳材示范产线投产、中简科技ZT9系列工程化、恒神股份T1100量产等多个节点。
M40J/M55J级:国产化率约二到三成,仍以东丽进口为主。
M65J及以上:国产化率几乎为零。
把这层分层数据与第一章开头说的「九点六万吨消费量」叠加,可以得到一个更精确的产业画像:在通用大丝束、T300/T700领域,中国厂商已经完成了对国际厂商的反超;在T800级中端航空领域,正在快速逼近;在T1000级以上顶端军用、航天、卫星领域,刚刚起步;在M65J以上超高模量领域,仍在长期攻坚。这四种状态在同一个行业里同时存在,是过去三年中国碳纤维行业最复杂、也最有戏剧性的产业故事。
如果说二〇二〇年到二〇二三年的中国碳纤维行业主题是「拼产能」,二〇二四年的主题是「拼出清」,那么二〇二五年到二〇二六年的主题已经悄然转换为「拼结构」。在大丝束、风电领域,中国企业的任务是稳住八成以上的市占率、把吨成本继续压下去;在小丝束、航空、高端领域,中国企业的任务是把T800批量化、T1000工程化、M40J规模化,逐步替代日本东丽的传统优势区。这两条路线并行不悖,但对企业的能力要求截然不同。
二〇二五年还有一件值得记入产业史的事:从二〇二六年一月一日起,日本东丽宣布将其碳纤维和相关产品价格上调一成到两成,吉林化纤同步发涨价通知,两款产品每吨上调几千到一万元不等。这是过去近三年中行业第一次集体上调价格,被市场解读为价格底部确认信号。从二〇二三年到二〇二五年,碳纤维价格指数从历史高点回落了将近一半,行业利润率从两位数跌到接近盈亏平衡线,二〇二六年开年的这一波涨价,意味着行业出清进入下半场。
第一章的几个关键数字之上,还有一些更细的图景值得呈现。
从原料供给侧看,全球PAN原丝产能二〇二五年估计在四十五万吨左右,中国占比超过五成。日本东丽、德国SGL、土耳其AKSA、土耳其DowAksa是国际四大PAN原丝厂商,其中AKSA是全球最大的单一PAN原丝厂(年产能十五万吨),长期为Toray Zoltek、Mitsubishi、Hexcel等供应原丝。中国国内PAN原丝厂商中,吉林化纤是龙头,二〇二五年原丝产能在十二万吨左右;其余如恒神股份、上海石化、新创碳谷、中复神鹰都已具备PAN原丝自给能力。从这个口径看,中国PAN原丝供应已经走过了从依赖进口到自主加反向出口的转折点。
从能耗侧看,碳纤维制造是高能耗行业。一吨碳纤维的综合能耗(电加蒸汽加氮气加热源)在十兆瓦时到十六兆瓦时之间,相当于普通工业产品的几倍到几十倍。这种能耗强度让碳纤维厂商对电价高度敏感,吉林化纤、上海石化、恒神股份等都倾向于在电价较低、新能源消纳压力较小的地区布局新产能,这也是为什么榆林、内蒙古鄂尔多斯、新疆等西部省份在过去三年成为新增碳纤维产能的热点地区。
从下游应用占比的细分看,二〇二五年中国碳纤维下游分布大致如下:风电叶片四成八五、体育休闲二成八、压力容器与储氢瓶约四点五个百分点、航空航天约三点八个百分点、汽车与轨道交通约三点二个百分点、建筑与基建约二点八个百分点、电子与电气约二点五个百分点、其他工业约三点二个百分点。这个分布与全球分布有显著差异——全球碳纤维需求中航空航天占比约二成,是仅次于风电的第二大下游;而中国市场航空航天占比远低于全球平均水平。这种差异既是机会(航空国产化深化、商飞批量交付将带来需求扩张),也是结构性弱点(国内市场过度依赖风电这一个下游)。
从厂商集中度看,国内前五大厂商集中度在二〇二五年约为六成五,前十大厂商集中度约八成五。前五大厂商分别是吉林化纤、中复神鹰、上海石化、威海光威复材、新创碳谷。但若按毛利贡献排序,这个排名会显著不同——威海光威复材、中简科技凭借高端产品占据毛利贡献第一第二,吉林化纤虽然销量最大但毛利贡献并不靠前。这种销量集中度高、毛利分散度大的格局,决定了未来三年厂商竞争的真正主战场在高端产品而非通用产品。
从全球碳纤维出口角度看,二〇二五年全球碳纤维贸易总量约四万吨左右,其中中国出口量从二〇二一年的不足两千吨快速上升到二〇二五年的近一万吨,主要流向东南亚(印度、越南、泰国)、欧洲(土耳其、波兰)、北美(墨西哥)的风电叶片厂、压力容器厂。中国出口的产品以48K大丝束、拉挤板、织物为主,单价比国内同类产品高两到三成,是国内厂商重要的利润补充来源。
把这些数据放在二〇二〇到二〇二五年的时间轴上对比,可以看出一个跨越式的产业变化:二〇二〇年中国碳纤维总产能不足三万吨,约占全球的两成;二〇二五年中国碳纤维总产能十六点二万吨,占全球五成二五。同期国内消费量从二万吨级跃升到接近十万吨级,国产替代率从五成左右跃升到八成以上。这种产能、消费、国产替代三同步的快速跃迁,在中国工业史上类似的案例不多。半导体大硅片、新能源汽车动力电池、光伏多晶硅或许是少数几个可比对象。
把行业的几个关键数字放在产业链长度上再分解一次,可以看到中国碳纤维行业的产值结构。二〇二五年中国碳纤维原丝及本体环节产值约二百二十亿元,碳纤维织物与预浸料环节产值约一百八十亿元,碳纤维复合材料制件环节产值约六百亿元,最终下游产品(风电叶片、储氢瓶、复合材料结构件)的产值约一千三百亿元。这种从上游到下游的产值放大倍数(约六到七倍),是材料行业典型的价值链分布——上游材料公司获得行业总产值中的不到两成,剩下的八成分布在加工与下游应用环节。这一价值链分布意味着碳纤维上游厂商如果想拿到更多利润,必须向下游延伸,要么自建复合材料制件能力,要么与下游建立深度协同。
国内几家头部厂商对这一逻辑早有响应。光威复材自身就是从渔具(下游加工)起家、反向延伸到上游碳纤维原丝制造的;恒神股份在江苏丹阳总部布局了完整的预浸料、织物、复合材料制件能力;中复神鹰也在二〇二三年起拓展碳纤维织物与预浸料业务;吉林化纤则通过收购、合资等方式延伸到拉挤板、复合材料制件。这种向下游延伸的产业链整合,既是利润修复的手段,也是抗周期波动的手段。
从全球碳纤维行业的历史看,最成功的厂商都是产业链一体化的玩家。日本东丽集团本身就是一个从单体合成(丙烯腈)、PAN原丝、碳纤维本体、预浸料、复合材料制件、最终结构件的全产业链巨头。东丽对波音、空客的供货不只是卖碳纤维丝,而是提供从材料到制件的整体解决方案。这种「整体解决方案」的能力,是中国国内厂商正在追赶的目标。
二〇二五年还有一个关键数字值得专门记录:中国碳纤维行业研发投入强度(R&D占营收比)的中位数约百分之六到八,远高于一般化工新材料行业(百分之三到四)。头部厂商如中简科技、光威复材、恒神股份的研发投入强度都在百分之十以上,部分细分高端产品的研发投入比甚至超过百分之二十。这种研发强度让国产碳纤维在过去五年实现了快速的代际跃迁,是行业核心竞争力的来源。
最后一个数字是「碳纤维行业就业人数」。直接从业人员(碳纤维本体制造)估计约两万人,加上中游织物、预浸料、加工,以及下游复合材料制件,全行业就业人数约二十万人。这个数字看起来不大,但碳纤维上下游产业链覆盖了化工、纺织、复合材料、机械加工、风电、航空航天、储氢、光伏等多个产业,对国家高端制造业的人才积累具有结构性意义。
从生产工艺时间维度的角度看,碳纤维行业的「装备折旧周期」也是一个不可忽视的产业变量。一条新建的万吨级碳纤维生产线,主要装备的折旧年限通常为十五到二十年,对应的固定资产摊销每年在数千万元到一亿元之间。这种长周期、重资产的特性,让碳纤维行业的进入与退出成本都很高——新建一条产线需要数亿元的投入,停产一条产线损失也巨大。这就是为什么过去三年价格战中,多数厂商即便亏损也选择继续生产,直到资金链彻底断裂才退出,行业整体出清的时间被拉长。
二〇二六年到二〇三〇年,全球碳纤维行业还会有几个值得追踪的关键事件:第一,C929首飞与批量交付时间表的明确;第二,欧盟碳边境调节机制(CBAM)对碳纤维出口的实际影响;第三,美国对中国新能源材料反倾销调查的最终裁定;第四,海上风电大型化对碳纤维需求的实际拉动;第五,eVTOL商业化运营的全球进度;第六,人形机器人量产的全球节奏;第七,IV型储氢瓶在重卡、轨道交通等大宗商用领域的渗透速度;第八,全球新一轮石墨化炉、预氧化炉装备升级的节奏。这八件事,会决定未来五年中国碳纤维行业的实际增长曲线与盈利轨迹。
最后,从全球宏观经济周期看,碳纤维作为新能源、新装备、新航空的关键材料,其需求与全球新能源转型、新工业革命的整体节奏高度同步。二〇二〇年开始的全球新能源浪潮(欧盟绿色协议、美国通胀削减法案IRA、中国双碳目标)共同拉动了风电、储氢、新能源车的爆发,让碳纤维需求在二〇二一到二〇二五年享受了一个明显的"红利期"。未来五到十年,新能源浪潮会从"高速增长期"过渡到"质量提升期",需求增长不会像前五年那样剧烈,但结构性升级、应用拓展、技术深化的机会仍然丰富。中国碳纤维行业的健康发展,会与这种全球宏观周期紧密绑定。
第二章 工艺链条:从原丝到碳化到表面处理
理解碳纤维行业,必须先理解碳纤维是怎么做出来的。碳纤维的制造,是一条工艺密集、装备密集、能耗密集的长链条,它的每一步都极度敏感于温度、张力、气氛、停留时间,整条线常常长达数百米,任何一个环节的微小波动,都会被沿途放大到最终产品的强度、模量、表面光洁度上去。
碳纤维按原料来源分三种:聚丙烯腈基(PAN-based)、沥青基(Pitch-based)、粘胶基(Rayon-based)。其中PAN基占全球碳纤维产量的九成以上,是行业主流路线。沥青基主要用于超高模量(M40J以上)和超高导热场景,价格昂贵、产量极少;粘胶基用量在国内已极少。本报告以下讨论默认指PAN基碳纤维。
第一步:聚合。把丙烯腈、衣康酸、丙烯酸甲酯等单体在溶剂(常用DMSO二甲亚砜或DMAC二甲基乙酰胺)里聚合成PAN原液。这一步决定原液的分子量分布、固含量、流动性,是后续所有步骤的源头质量。中国早年的痛点很大一部分在这一步——分子量不均、单体共聚比例不稳定,导致原丝下游波动大。
第二步:纺丝。把PAN原液通过喷丝板压成丝束,进入凝固浴形成原丝(PAN precursor)。纺丝有两种工艺路线:湿法纺丝(wet-spinning)和干喷湿纺(dry-jet wet spinning)。湿法纺丝的喷丝板浸入凝固浴中,路径短;干喷湿纺的喷丝板悬空在凝固浴上方几厘米,丝束先经过空气层再进入凝固液,能让丝束截面更圆、表面更光、强度更高。中复神鹰从T700级开始坚持走的就是干喷湿纺路线,目前已经把这条路线延伸到T1100级。
第三步:原丝预氧化。把原丝在二百到三百摄氏度的空气中加热,让PAN大分子链发生环化、脱氢,形成耐热的梯形结构。这一步是质量瓶颈所在——预氧化炉常常长达数十米,丝束在炉内停留几十分钟到上百分钟,温度梯度、张力控制、空气流场每一项都极其敏感。日本东丽的核心壁垒之一,就是其预氧化炉的温度均匀性和张力稳定性。
第四步:低温碳化。把预氧化后的丝束送入低温碳化炉(三百到八百摄氏度,氮气保护),让大部分氢、氧、氮元素以小分子形式逸出。
第五步:高温碳化。继续送入高温碳化炉(一千二到一千六百摄氏度,氮气保护),让结构进一步石墨化。强度型碳纤维(T300/T700/T800/T1000)止步于这一步;模量型碳纤维(M40J/M55J/M65J)需要在两千到三千摄氏度的石墨化炉中继续处理,碳含量推到九成九以上,模量推到三百五十到六百GPa。
第六步:表面处理与上浆。碳纤维表面非常光滑,与树脂的界面结合性差,需要先做表面氧化处理(电化学法常见)增加表面活性官能团,再上一层与下游树脂体系匹配的浆料(sizing)。环氧体系、酚醛体系、双马体系、聚酰亚胺体系对应的浆料都不同。这一步看似简单,实则决定碳纤维在最终复合材料中的层间剪切强度和耐冲击性能。
第七步:收卷与检验。最后用张力收卷机把丝束卷成卷,做单丝拉伸、丝束拉伸、密度、毛丝、含胶量、卷绕张力等一系列测试。一条典型的小丝束碳纤维生产线,从聚合到收卷长度约四百到六百米,单线产能一千到两千吨;一条大丝束生产线,单线产能可以做到三千吨甚至更高,上海石化二〇二六年五月投产的48K大丝束生产线,单线设计产能超过三千吨,关键设备国产化率达到百分之一百。
从工艺角度看,国产碳纤维过去十年的进步集中在四个方向:
第一是聚合工艺。早年共聚单体配方和分子量分布控制不稳,导致原丝品质波动大;近五年通过工艺优化和装备升级,国内龙头企业已经能在T700-T800级别做到稳态量产。第二是干喷湿纺工艺。这条路线最早由美国Hexcel掌握,国内中复神鹰、恒神股份、上海石化都已能稳态运行干喷湿纺线,且把单线产能推到行业先进水平。第三是预氧化炉国产化。早年依赖德国Eisenmann、日本Heat-Tech等进口设备,近五年国内装备厂商如精功科技、新创碳谷都已能交付完整产线,关键设备国产化率从二〇一五年的不足三成提升到二〇二五年的接近全部。第四是大丝束(48K/50K/60K)的工艺突破。从二〇二二年上海石化建成首条48K原丝产线,到二〇二六年中国石化发布60K大丝束碳纤维,国内从依赖进口到自主超越只用了不到五年。
从工艺看产业格局:小丝束、大丝束分别对应小批量高单价、大批量低单价两种商业模型,聚丙烯腈与碳化生产线的工艺差异决定了不同厂商的能力天花板,做小丝束的厂商往往做不好大丝束,做大丝束的厂商也鲜少能进入高端航空航天市场。这是行业里看似奇怪、实则合理的厂商分化的根源。
理解工艺链条的一个有用框架是装备国产化曲线。二〇一〇年前后,国内碳纤维生产线上至少有六到七项关键装备依赖进口:聚合釜、纺丝喷丝板、凝固浴、预氧化炉、低温碳化炉、高温碳化炉、石墨化炉。这些装备来自德国Eisenmann、Litzler、Bühler、日本Heat-Tech等几家国际厂商,每条产线的装备投资中海外采购占比超过六成,且交货期长达一年半到两年。
二〇一五年到二〇二〇年,国产装备厂商开始系统性突破。精功科技(浙江绍兴)是最早把预氧化炉与低温碳化炉做到国产替代的厂商之一,其后通过子公司宝旌进一步把碳化生产线整体集成能力推到行业领先位置。新创碳谷(江苏盐城)是另一家全产线集成商,提供从聚合到收卷的完整方案。河北精功、辽宁信德等则在大型石墨化炉(超过两千五百摄氏度的稳态运行)上取得突破。到二〇二五年,国内新建产线的装备国产化率普遍在百分之九十以上,少数关键件(如纺丝喷丝板)仍有一定进口比例。
装备国产化的意义不只是降本。更深的影响是工艺迭代速度。当装备由国内厂商供应时,碳纤维厂商与装备厂商可以做到同步迭代——出现工艺问题时,装备厂商可以快速响应改造方案,而不需要等待海外厂商的服务工程师跨海排查。这种迭代速度的提升,是过去五年国产碳纤维质量稳定性、批次一致性快速逼近国际水平的隐性原因。
工艺链条上还有几个常被忽略但极为关键的细节:
第一是张力控制。碳纤维从原丝到成品,要在长达数百米的产线上经历几十次温度变化、化学反应、机械牵伸,整条线上丝束的张力必须保持稳定到N级精度。张力波动过大会导致丝束变形、毛丝增加、强度下降。东丽的核心壁垒之一就是其全产线张力闭环控制系统。国内厂商如中复神鹰、恒神股份在过去五年里通过自主研发与装备升级,把张力控制精度推到了行业第一梯队。
第二是气氛纯度。碳化、石墨化全程在氮气保护气氛下进行,氮气纯度必须达到九成九点九九九九以上,氧含量必须严格控制在百万分之十以下。氧气泄漏会让碳化过程出现氧化烧损,直接降低产品强度。气氛纯度依赖产线的密封性、循环气体净化系统、在线监测仪表,国产化也已基本完成。
第三是缺陷控制。一束碳纤维含有几千到几万根单丝,任何一根单丝的折断、毛丝、空隙都会成为最终复合材料的应力集中点。在线缺陷检测(基于机器视觉加激光散射)是过去五年从无到有的新技术,国内中复神鹰、光威复材都已经部署。
第四是上浆配方。碳纤维与下游树脂(环氧、酚醛、双马、聚酰亚胺、热塑性聚醚醚酮等)的界面结合需要专门的上浆剂。每种下游应用对应一种甚至几种上浆配方,这些配方在很长时间里是行业最深的工艺秘密之一。国内厂商在过去五年通过自主研发,已经建立了完整的上浆配方矩阵,覆盖风电、航空、储氢、复合材料预浸料等所有主流下游。
第五是表面处理。碳纤维表面经过电化学氧化处理,会在表面引入羧基、羟基等极性官能团,提升与树脂的化学结合力。表面处理参数(电流密度、电解液配方、停留时间)直接影响最终复合材料的层间剪切强度。这一步看起来不起眼,但实测中能让最终产品的层间剪切强度差出百分之三十到四十。
从工艺角度的最大未解课题,是回收与再制造。碳纤维产品报废后,传统回收(燃烧分离树脂、保留碳纤维)会损失约百分之三十到五十的纤维长度与强度。化学法回收(超临界水或溶剂分解树脂)成本高、规模化难度大。这是全球碳纤维行业共同面临的环保命题,未来五到十年会是技术与商业模式创新的重要赛道。
工艺角度还有一个常被忽视的话题是「批量稳定性」。一条年产能两千吨的小丝束生产线,连续运行三年所产生的产品离散度会比单批次测试结果显得更复杂。每天的环境温度、湿度、原料批次、设备老化都会引入微小波动,把这些波动控制在可接受范围之内、让每一批次的产品性能都在客户允许的窗口内,是工艺管理的核心命题。国内头部厂商在过去五年里通过 SPC(统计过程控制)、MES(制造执行系统)、数字孪生等手段,把批量稳定性显著提升,已经接近国际顶级水平。这种「过程能力指数」(Cpk)的提升,是产品性能指标看不到但客户验证时能感知到的差异化能力,也是国产 碳纤维预浸料 与 碳纤维织物 行业整体毛利改善的核心支撑。
关于工艺链条,还要补充一个常被外行忽视的细节:丝束在整条产线上的运动速度。早期国内碳化线的丝束运行速度大约每分钟五到八米,新建的高产能产线已经做到每分钟十二到十五米,部分大丝束产线甚至能做到每分钟二十米以上。速度的提升对应单线产能的提升,但也对装备的稳定性、张力控制的精度提出了几何级数的要求。每提升一档运行速度,相关的工艺窗口都会变窄,产品质量的稳定性都要重新建立。这种"速度极限"是行业内卷的隐性技术维度之一。
第三章 大丝束与小丝束:两条产品线,两种商业逻辑
碳纤维按一束(tow)中单丝(filament)数量分为小丝束(small tow)和大丝束(large tow)。小丝束一般指24K(每束二万四千根单丝)以下,主流规格1K、3K、6K、12K、24K;大丝束一般指48K及以上,主流规格48K、50K、60K。两者并不是简单的丝粗丝细差别,而是两条完全不同的商业逻辑。
小丝束对应小批量、高单价、高性能场景。早年的航空航天、军工导弹、卫星、压力容器等都用小丝束,单价高时一公斤几百美元、便宜时也要几十美元。小丝束的优势在于性能极致——同样的T700级别,3K小丝束的拉伸强度通常比48K大丝束高出一截,因为细丝束更容易把每一根单丝都做得均匀,丝束截面更接近圆形,表面缺陷更少。但小丝束的产能扩张极慢——一条单线产能一千到两千吨的小丝束线投资两到三亿元,建设周期一年半以上,每提升一吨产能都要付出可观的固定资产投入。
大丝束对应大批量、低单价、性能要求中等场景。风电叶片是大丝束最早也最大的应用——一只一百一十米长的海上风机叶片,一根主梁上要用掉数吨甚至十几吨碳纤维,这种用量小丝束根本供不起,单价上更是承受不起。大丝束的优势是单束碳含量大、生产效率高,48K相当于把16束3K小丝束并到一起跑同一条产线,理论上能把单位产能成本压低到小丝束的一半甚至更低。美国能源部的研究报告指出,使用大丝束碳纤维做风机叶片主梁的成本,比用小丝束便宜四成。
但大丝束的工艺难点也极高。把四万八千根单丝并到一束里去做预氧化、碳化,丝束内部的温度、气体扩散梯度比小丝束陡得多,外层和内层的反应程度不一致,容易出现「外熟内生」、毛丝多、强度低。日本东丽的子公司Zoltek(原美国大丝束龙头,2014年被东丽收购)是最早把大丝束做到量产的企业,其Panex 35系列长期占据全球风电用碳纤维的主要份额。中国上海石化二〇二二年建成首条48K原丝线、二〇二六年建成单线产能最大的48K碳化线,标志着中国大丝束从无到有的突破。
从代际看,PAN基碳纤维按拉伸强度和模量分为五个层级:
T300级(强度三五〇〇MPa、模量二三〇GPa):碳纤维行业的入门款。一九七一年由东丽率先实现工业化,是大部分体育休闲、压力容器、汽车二次结构件的标配。国内中复神鹰、恒神股份、吉林化纤都能批量生产。
T700级(强度四九〇〇MPa、模量二三〇GPa):当前国内产量最大、应用最广的级别。从风电叶片主梁到储氢瓶外缠、压力容器、机器人臂、汽车零部件,都以T700级为主力。国内中复神鹰是T700级最早实现干喷湿纺量产的企业,目前国内T700级产能合计超过十万吨。
T800级(强度五四九〇MPa、模量二九〇GPa):航空主承力结构件、高端体育用品(顶级球杆、自行车)的常用级别。国内T800级量产工艺稳定,威海光威复材二〇二四年T800级销售收入四点七二亿元,同比增长六成四六;中简科技ZT8系列也已批量供货。
T1000级(强度六三七〇MPa、模量二九四GPa):航空一级承力结构件、固体导弹壳体、卫星结构件的关键材料。国产化进展从二〇二五年开始加速:山西煤化所与华阳碳材科技合建的「千吨级高性能碳纤维一期200吨/年示范产业线」于二〇二五年十一月正式投产,关键装备全部国产化,实现T1000级全流程自主可控;中简科技ZT9系列已工程化;恒神股份也宣布T1100级稳定量产。这是过去三年中国碳纤维行业最具突破性的一组进展。
M40J/M55J/M65J级(高模量碳纤维,模量在三七七到六四〇GPa之间):卫星结构件、空间相机、运载火箭壳体的关键材料。M40J、M55J国内已能量产,M65J仍在攻坚阶段。中简科技ZM40J石墨纤维已具备工程化能力。
把这五个层级的厂商竞争格局列在一起,会发现一个清晰的层级化分工:
级别
国内主力厂商
全球对标
国产化程度
T300
中复神鹰、恒神、吉林化纤
东丽T300
完全替代
T700
中复神鹰、恒神、光威
东丽T700S
完全替代
T800
光威、中简、恒神
东丽T800S
主流应用稳态量产
T1000
中简、华阳碳材、恒神
东丽T1000G
工程化突破
M40J/M55J
中简、恒神
东丽M40J
量产追赶
M65J及以上
极少数厂商研发中
东丽M65J
长期攻坚
大丝束:吉林化纤、上海石化、新创碳谷、宝旌(原精功科技)。其中吉林化纤年产能近七万吨、销量五点六万吨,国内风电领域市占九成五;上海石化建成单线产能最大的48K大丝束生产线;这两家厂商已经把中国大丝束碳纤维从依赖东丽Zoltek转变成自主供给。
这两条产品线,对应的是两套完全不同的能力体系。从T300碳纤维到T800的纵向跃迁,依赖的是工艺稳定性、装备精度、批次一致性这些「慢功夫」;从24K到48K碳纤维的横向扩展,依赖的是规模化能力、单线产能、成本控制这些「重资产」逻辑。前者的护城河靠技术沉淀,后者的护城河靠资本和工程化能力。
大丝束与小丝束的分化,不只体现在丝粗细上,更体现在整条供应链的商业模式上。两条产品线对应的资本结构、产业链整合方式、销售渠道、毛利水平、技术演进路径都不同。
小丝束行业更接近精细化工模型。投资强度高,每万吨产能的固定资产投入约十亿元;建设周期长,从奠基到稳态量产通常需要两年以上;客户认证周期长,进入航空航天主机厂供应链要走三到五年的工艺验证、批次稳定、长期供应协议谈判等流程;毛利率高,T800级以上的稳态毛利率长期维持在百分之三十到五十。这条产品线适合军工、航空、高端工业三大需求支撑的厂商,如威海光威复材、中简科技、恒神股份。
大丝束行业更接近大宗化工模型。投资强度相对低,每万吨产能的固定资产投入约六到八亿元;建设周期短,单线建成投产可以做到一年半;客户认证周期短,主要面向风电、储能、压力容器、汽车等需求方,认证流程比航空主机厂短得多;毛利率低,T700级48K大丝束的稳态毛利率在百分之十到二十之间,二〇二三到二〇二四年价格底部时一度跌到接近盈亏平衡。这条产品线适合规模、成本、一体化三个优势叠加的厂商,如吉林化纤、上海石化、新创碳谷。
这两种商业模型的本质差异,决定了未来三年中国碳纤维行业的两条不同竞争主线:
小丝束赛道的主线是向上突围——从T700/T800级稳态量产,向T1000/T1100级工程化、规模化,再向M40J/M55J/M65J顶端突破。这个突围的速度,会决定中国小丝束厂商在全球航空航天、卫星、运载火箭等高端市场的份额能否真正起来。当前看,中简科技ZT9系列、华阳碳材T1000示范产线、恒神股份T1100量产,都在向这个方向推进,但距离稳态规模化还有两到三年时间。
大丝束赛道的主线是向外扩张——在国内风电、储氢、光伏热场、机器人等下游持续放量的基础上,把出口比例从当前的一成提升到三成。出口的目标市场主要是东南亚(印度、越南、泰国的风电厂)、欧洲(土耳其、波兰)、中东(沙特、阿联酋的新能源项目)、北美(墨西哥)的风电与压力容器厂商。这种向外扩张的速度,会决定中国大丝束在全球市场的实际定价权。当前看,吉林化纤的国际订单占比已超过一成,上海石化的48K已开始通过中石化海外网络销售,反倾销风险正在累积,但出口的整体趋势是确定的。
这两条主线之间,存在一个中间过渡带——中丝束(24K)。24K丝束既不像大丝束那样追求极致成本,也不像小丝束那样追求极致性能,主要面向汽车一次结构件、轨道交通、高端工业的中端应用。这一段市场在过去两年快速增长,是部分头部厂商重点布局的细分赛道。中复神鹰、恒神股份在24K上都已具备稳态量产能力。
按代际看的另一个观察:T700S(东丽对应规格)在国内已经从目标变成基线。二〇一八年T700S国产化是一个里程碑事件,到二〇二六年,T700S规格的产品已经成为大丝束之外通用工业碳纤维的基准产品。下一个标志性事件是T800S的基线化——从二〇二五年开始,T800S在国内已经具备每年数千吨的稳态供应能力,预计二〇二七年前后达到每年一万吨级,届时T800S将取代T700S成为下一代通用工业的基线产品。
更长视角看,从T1000级开始的代际跃迁会显著放缓。原因是T1000级以上对工艺稳定性的要求接近碳纤维材料的物理极限,每提升一个代际,背后的工艺攻关周期可能需要五年以上。这是为什么全球范围内T1000G(东丽)推出超过十年仍未被普遍批量化、M65J(东丽)推出近二十年仍是小批量供货的根本原因。
两条产品线之外,T1000 与 高模碳纤维 这两种顶端产品的产业地位也值得专门关注。T1000级在二〇二五到二〇二六年完成了从「示范产线」到「工程化量产」的关键过渡,国内多家厂商具备百吨级到千吨级的供货能力,应用主要在固体导弹壳体、卫星结构件、运载火箭整流罩等高端军工与航天场景。M40J级作为高模量碳纤维的代表,应用集中在空间相机、卫星结构件、上面级火箭等场景,国内中简科技、恒神股份已具备稳定量产能力。这两种顶端产品的市场规模虽然不大(年需求百吨到千吨级),但单价极高(数十万元每吨到上百万元每吨),毛利率超过百分之四十,是国内小丝束厂商的「皇冠产品」。
按代际的演进规律之外,碳纤维行业还有一个常被忽视的「丝束规格细分趋势」。早年大丝束主要指24K以上,二〇一五年前后48K成为主流大丝束规格,二〇二〇年前后60K开始出现,二〇二六年部分厂商已经在试验80K甚至100K更大规格的丝束。每一次丝束规格放大,都对应单线产能的提升、单位综合成本的下降、下游应用工艺的适配性变化。中国石化二〇二五年发布的60K大丝束碳纤维填补了国内空白,可用于深远海风电等高端应用场景。这种「丝束规格越做越粗」的趋势,是大丝束赛道竞争的核心维度之一。
小丝束方面也有一个相似的「丝束规格细分趋势」,但方向相反——做得越细越好。一百三十二K以下的常规小丝束之外,部分高端应用(航空主承力件、卫星结构件)对1K、3K等更细丝束有需求。东丽的T1000G就有1K、3K等多种细丝束规格。国内中简科技、恒神股份等在细丝束规格上的产能配置正在跟进。
第四章 主要厂商版图:六家头部与国际对标
把视线收回到二〇二五年中国碳纤维的厂商版图,能讲故事的头部企业大概六家:中复神鹰、吉林化纤、威海光威复材、上海石化、恒神股份、中简科技。每一家都对应着一条独立的产品线和商业路线,互相之间既有竞争,也有错位。
中复神鹰:科创板上市,注册地连云港,主营干喷湿纺PAN基碳纤维。二〇二五年营业收入二十一点九四亿元,同比增长四成零八七;归母净利润九千六百一十八万元,同比扭亏为盈,扣非净利润六千八百六十四万元;全年销量二点五一万吨,同比增长五成四五;销售均价八点六六万元每吨,同比下滑九成零六(此处指九点零六个百分点,价格下行明显);产销率超过百分之一百一十;单位生产成本同比下降一成二。截至二〇二五年底,现有产能二点九万吨,在建产能三点一万吨,连云港总投资五十九亿元的三万吨扩建项目首条聚合生产线主体设备已完成安装。中复神鹰的特点是「干喷湿纺路线全国规模最大、单线产能领先、产品线从T700延伸到T1100、高端比重持续提升」,是国内小丝束龙头里盈利能力恢复最快的一家。
吉林化纤:A股上市,吉林市,主营大丝束碳纤维与原丝。二〇二五年公司大丝束碳纤维产能近七万吨,销量五点六万吨,全球市占接近二成四;预计二〇二六年产能将破十万吨,在风电领域国内市占九成五。吉林化纤聚焦的是35K以上大丝束,主要应用在风电叶片主梁、光伏热场预制体、氢能领域。复材风电产业区有风电叶片主梁碳板生产线一百九十八条,年产能四万吨;预计二〇二五年风电叶片主梁碳纤维拉挤板销量超过三万吨。吉林化纤还有一个区域产业集群效应——吉林市被命名为「中国碳谷」,化纤集团周边集聚了原丝、碳化、织物、拉挤板、复合材料一体化的产业链条,这种区域集聚带来的成本与协同优势是其他厂商难以复制的。
威海光威复材:创业板上市,威海,主营高强度小丝束碳纤维与军民两用复合材料。二〇二四年公司碳纤维及织物业务收入十四点五二亿元,同比下降一成二九一;T800级别销售收入四点七二亿元,同比增长六成四六,但占比仅三成二五。公司在二〇二四年末与客户A签订总金额三十六点六亿元的重大合同,覆盖二〇二四到二〇二七年,其中二〇二五、二〇二六年执行金额分别为十一点九亿元、十八点七亿元。光威复材是国内T300/T700/T800全谱系军用碳纤维主力供应商,给C919供货的主要是T300级与T800级,给装备配套供货主要是T300级/T700级/T800级,下一步将供T1100级。预计二〇二五年归母净利润有望回升至八点五亿元。
上海石化:A股上市,主营石油化工与新材料,二〇二一年起重点布局大丝束碳纤维。二〇二二年首条48K原丝产线建成,二〇二六年五月「48K大丝束碳纤维」项目一阶段全部建成投产,建成2条生产线,单线设计产能超过三千吨,标志着国内单线产能最大的48K大丝束生产线诞生,关键设备国产化率达到百分之一百。上海石化已具备24K、48K、60K等不同丝束规格近二十种型号的碳纤维生产能力,二〇二五年自主研发的60K大丝束碳纤维填补国内空白,可用于深远海风电等高端应用。二阶段8条生产线预计二〇二七年底全面建成投产。上海石化还宣布与中国中车签订48K大丝束供应合同,用于制造国产大型风电叶片。
恒神股份:江苏丹阳,三板挂牌。公司碳纤维年产能五千吨,织物和预浸料年产能一千五百万平方米,高性能树脂年产能一千二百吨,复合材料制件年产能五千吨。陕西榆林二万吨/年高性能碳纤维基地项目是「十四五」重点项目,总投资四十七亿元,一期建两条生产线,年产能五千吨,二〇二四年十二月建成,二〇二五年一季度末具备投产条件;大丝束生产线每条年产能二千五百吨,主要产品HF20-50K和HF30-50K,面向风电、轨道交通;干喷湿纺生产线年产能二千五百吨,主要产品HF30T-12K/24K、HF40T-12K/24K,面向光伏、氢能、民用航空。二〇二五年一季度,恒神股份碳纤维折标产量同比增长六成,织物、碳板产量同比分别增长七成四与三成一,纤维下游产品销售占比突破七成,纤维单位成本降低超过一成。恒神股份的特点是「全产业链覆盖+军民两用并重」,是国内为数不多在T1100、HM50E、T1200、M65J等顶端产品上同时布局的厂商。
中简科技:科创板上市,常州。中简科技的定位与上述五家不同,它是国内中高端军用碳纤维龙头,重点产品是ZT7系列(对标东丽T700级以上)、ZT8系列(对标T800级)、ZT9系列(对标T1000/T1100级),以及高模型ZM40J(对标M40J级)石墨纤维。中简科技的客户结构高度集中于军工、航天、卫星等领域,毛利率长期高于行业平均,是国内航空航天碳纤维主要供应商之一。二〇二五年公司在ZT9系列工程化、ZM40J石墨纤维量产上都有显著进展,扩产后的市场被认为将来源于对日本高端碳纤维的全面替代。
把六家头部并到一起,可以看出明显的错位:吉林化纤、上海石化做大丝束、卡风电;中复神鹰做干喷湿纺、卡通用工业与高端工业;威海光威做军用与民航;恒神股份做全产业链;中简科技做航空航天一级承力件;新创碳谷与宝旌做大丝束补充。这种错位竞争是过去三年中国碳纤维行业出清的结果——早年大家挤在T300/T700通用领域里打价格战,二〇二三到二〇二五年活下来的企业各自找到了适合自己的细分赛道。
国际对标:日本东丽集团二〇二五年碳纤维产能扩展到将近五点八万吨,仍是全球第一大碳纤维制造商。东丽的TORAY REPORT 2025显示其碳纤维复合材料业务二〇二五财年上半年(截至九月)收入一千三百五十四亿日元,营业利润九十四亿日元;战略规划预期到二〇二五财年全年碳纤维复合材料业务收入将从二〇二二财年的二千八百二十亿日元增长至三千七百亿日元。东丽南卡罗来纳州Spartanburg工厂二〇二五年新增产能三千吨/年;本土爱媛工厂也持续扩产。美国Hexcel(赫氏)、德国SGL Carbon(西格里)、日本三菱化学、日本帝人合计占据全球航空航天、汽车高端市场。三菱化学计划在二〇二五至二〇二七年间将其日本爱知工厂与美国萨克拉门托工厂的高端碳纤维产能翻倍。
国际厂商有两条护城河中国还没完全攻下:一是航空航天领域几十年的认证积累(波音、空客、洛克希德马丁的供应链准入),二是顶端石墨化碳纤维(M65J以上)的稳态量产工艺。这两件事都需要时间,且与产能扩张本身关系不大。
整体看,国产碳纤维的产业链已经完成了关键节点的国产替代,从碳纤维原丝到碳纤维织物、碳纤维预浸料、碳纤维复合材料,已经形成了一条相对完整的、从原料到最终结构件的产业链。这条产业链在过去十年里走过了从无到有、从依赖进口到反向替代的全过程。
把六家头部厂商的故事再往下挖,可以看到几个值得深入的产业问题。
中复神鹰的干喷湿纺路线是一个值得专门讲的技术选择。当年中复神鹰创始团队在二〇〇六到二〇一〇年期间反复对比湿法纺丝与干喷湿纺两条路线,最终选择了在国际上由美国Hexcel早期掌握、当时国内尚无任何企业能跑通的干喷湿纺。这一选择的核心理由是干喷湿纺能让丝束截面更圆、表面更光、单丝强度更高,更适合做T700级以上的高端产品。二〇一三年中复神鹰首条干喷湿纺中试线建成,二〇一六年首条万吨级生产线投产,到二〇二五年中复神鹰已经把这条路线推到了T1100级别。这种技术路线选择决定厂商命运的故事,是中国新材料行业过去十年中最具示范意义的案例之一。
吉林化纤的全产业链一体化是另一种打法。吉林化纤本身是上世纪六十年代建厂的老国企,原本以化纤(粘胶纤维)为主业。二〇〇六年开始切入碳纤维,先做PAN原丝,然后逐步向下游碳化、织物、拉挤板延伸。到二〇二五年,吉林化纤已经形成PAN原丝、碳化、织物、拉挤板、复合材料的全链条覆盖,外加吉林市周边集聚的吉化新材料、奇峰化纤、国兴碳纤维等关联企业,形成了中国碳谷产业集群。这种区域加全产业链的双重集聚效应,让吉林化纤的单位综合成本比其他大丝束厂商低出一截,是其在风电用碳纤维市场长期保持九成五市占率的根本原因。
威海光威复材的军民两用加全产业链是第三种打法。光威复材脱胎于山东威海的渔具企业(光威集团旗下,做钓鱼竿起家),二〇〇〇年代初切入碳纤维。光威的特点是从一开始就把军用与民用两条线同时做,军用做高强度小丝束(T300/T700/T800),民用做体育用品(钓鱼竿、自行车)、压力容器、风电。这种双轨布局让光威在军工客户、商业航天客户、民用客户之间形成了军用做技术高度、民用做规模厚度的协同。二〇二四年与客户A签订的三十六点六亿元多年合同,是这种军民两用模式的典型成果。
上海石化的央企体系加大丝束是第四种打法。上海石化背靠中国石化集团,有完整的石油化工原料体系(丙烯腈、PAN原液等的自供能力),有充足的资金支持,有央企级的国际销售渠道。这些是吉林化纤、新创碳谷等民营厂商不具备的优势。但同时上海石化也有央企体系的劣势——决策周期长、市场反应慢、激励机制相对刚性。这就是为什么上海石化在大丝束领域的产能扩张速度虽然很快,但在风电客户绑定、应用工艺协同上仍然要追赶吉林化纤的市场地位。
恒神股份的全谱系加军民两用是第五种打法。恒神起步晚于光威,但在产品谱系覆盖上做得最广:从T300到T1200、从M30J到M65J、从24K到50K,几乎所有代际、所有丝束规格、所有应用方向都有布局。恒神的优势是什么都能做,劣势是没有特别突出的单点优势。这种全谱系打法的最大支撑是江苏丹阳总部加陕西榆林扩产基地加完整的下游复合材料制件能力,未来三年能否在T1100、M65J等顶端产品上实现稳态量产,决定恒神在第二梯队中能否再向上跃迁一档。
中简科技的高端军用航空航天是第六种打法,也是六家头部里最窄的一家。中简科技不做大丝束、不做体育用品、不做风电叶片,主营产品全部集中在ZT7/ZT8/ZT9/ZM40J等高端军民两用产品。客户结构高度集中于军工、航天、卫星等领域。这种窄而深的定位让中简科技的毛利率长期远高于行业平均,但也带来风险——产品下游客户集中,订单节奏受国家装备采购周期影响显著。
把六家头部并排看,可以发现一个有意思的规律:每一家的成功都建立在某一个独特维度的极致积累上。中复神鹰是工艺路线的极致(干喷湿纺);吉林化纤是产业链一体化的极致(全链条加区域集聚);光威复材是双轨模式的极致(军民两用加产业链协同);上海石化是央企体系的极致(原料加资金加渠道);恒神股份是产品谱系的极致(全代际全规格);中简科技是细分定位的极致(高端军用航空航天)。这种各自找到自己擅长的维度做到极致的格局,是过去三年中国碳纤维行业经过价格战洗牌之后形成的稳态。
六家头部厂商之外,还有几家「次头部」与「专项」厂商值得简要介绍,他们共同构成了中国碳纤维行业的完整版图。
新创碳谷(江苏盐城)。专注大丝束碳纤维与拉挤板,二〇二二年起进入快速扩张期,目前产能约两万吨,主要供风电叶片厂。新创碳谷的特点是「灵活的民营机制+快速的产能扩张」,是吉林化纤、上海石化在大丝束市场的主要竞争者之一。其建设速度、爬产速度、客户响应速度都比央企体系的上海石化更敏捷,但在原料协同、资金成本上不如央企。
宝旌(浙江绍兴,原精功科技子公司)。专注大丝束碳纤维及碳化装备,产能约一万五千吨。宝旌的独特优势是「自主研发+自产装备」——精功科技是国内最早做碳化生产线装备的厂商之一,宝旌不仅自用,还向其他碳纤维厂出口装备。这种「装备+材料」双轮驱动的模式,让宝旌在工艺迭代速度上有独特优势。
华阳碳材(山西阳泉)。专注高端小丝束碳纤维与示范产线。二〇二五年十一月与山西煤化所合建的T1000级千吨级示范产线一期200吨/年正式投产,关键装备全部国产化,是过去三年国产替代「自主可控」的最重要节点之一。华阳碳材所属的华阳新材料集团本身有完整的产业链布局,从原料到终端有协同优势。
中安信(常州)。中简科技的关联企业,专注高端小丝束碳纤维与航天用产品。
蓝星(中蓝晨光)。中国化工集团旗下,二〇一〇年代曾在T700/T800级国产化中扮演重要角色,目前在某些细分高端产品上仍有供货能力。
济南达美。中型碳纤维厂商,主要做体育用品、压力容器用T700级。
烟台中纤。中型碳纤维厂商。
威海拓展纤维。威海光威复材的关联企业,专注织物、预浸料、复合材料制件。
中航复材。中航工业集团旗下,主要做军用、航空用复合材料制件,是国产碳纤维的重要下游用户。
把这些次头部与专项厂商并入版图,可以看到中国碳纤维行业的纵深远比表面看到的六家头部要厚。从原丝到本体、从大丝束到小丝束、从军工到民用、从风电到航空、从体育用品到机器人,每一个细分赛道都有数家国内厂商在角力。
国际厂商版图也需要再补充几个细节。
帝人集团(Teijin,日本)。帝人是仅次于东丽的日本第二大碳纤维厂商,旗下东邦特纳克斯(Toho Tenax)是历史悠久的高端碳纤维品牌。帝人的特点是高端产品(M40J/M55J/M65J)与卫星结构件、运载火箭壳体等顶端应用的深度绑定。
三菱化学集团(Mitsubishi Chemical Group)。三菱在二〇二五到二〇二七年宣布将日本爱知工厂与美国萨克拉门托工厂的高端碳纤维产能翻倍,主要面向航空航天、超跑(hypercar)、高端体育用品等。三菱化学的扩产逻辑与东丽不同——东丽扩产以航空航天与压力容器为主,三菱化学扩产以高端定制化产品为主。
Hexcel(美国赫氏)。北美航空航天碳纤维供应链的核心厂商,与波音、洛克希德马丁、雷神等深度绑定。Hexcel的产品定位偏中高端,毛利率长期高于行业平均。Hexcel近年也在扩产,但扩张速度明显慢于中国厂商。
SGL Carbon(德国西格里)。欧洲碳纤维龙头,与宝马、奔驰、空客等深度绑定。SGL在大丝束领域曾与中国厂商竞争激烈,但近年因价格战压力开始收缩在大宗产品上的投入,转向更细分的高端定制化产品。
Solvay(比利时索尔维)。航空航天用碳纤维与复合材料预浸料供应商,与空客、洛克希德马丁等绑定。
DowAksa(土耳其,陶氏与AKSA合资)。中端碳纤维厂商,主要面向风电、压力容器等大宗下游。
Cytec/Syensqo(原Cytec)。航空航天复合材料厂商。
AKSA(土耳其)。全球最大PAN原丝厂之一,年产能十五万吨,长期为Toray Zoltek、Mitsubishi、Hexcel等供应原丝。
把全球碳纤维版图整理成一张地图:中国厂商主导大丝束、通用工业、风电用碳纤维;日本厂商主导航空航天高端、压力容器、顶端石墨化;美欧厂商主导航空主机厂供应链、汽车高端轻量化、超跑、高端体育用品。三极之间的份额迁移正在进行,未来五年的关键变量是中国大丝束的全球化出口与中国高端小丝束的国际认证突破。
最后再补充一个观察:六家头部之外,国内还有一批「专精特新」型的细分赛道企业,他们的存在丰富了中国碳纤维产业链的纵深。
威海拓展新材:威海光威系的核心子公司,专注高性能预浸料与复合材料制件,是国内航空航天复合材料制件主要供应商之一。
光威碳材:威海光威系的另一子公司,专注碳纤维织物与缠绕用纤维束。
恒优国际:江苏丹阳,专注碳纤维织物、预浸料、复合材料制件。
上纬新材:上海,专注风电用环氧树脂与配套碳板复合材料。
威海怡和:威海,做体育用品用碳纤维织物与预浸料。
苏州优可发:苏州,碳纤维管材与拉挤型材。
山东英利:山东,碳纤维制品。
威海拓展碳材:威海光威系,碳纤维织物。
济南帝航:济南,体育用品碳纤维制品。
宁波美格:宁波,碳纤维管材。
这些专精特新企业的共同特点是规模不大(年产值几千万到几亿元)、技术专深(某一个细分应用做到行业领先)、客户黏性高(深度服务某一类下游客户)、毛利率不低(部分细分超过百分之三十)。他们的存在,让中国碳纤维行业的产业链从原丝、本体一路到下游各类制品都有专业的供给。
国际碳纤维行业之外,还有一些值得提及的二线厂商:
韩国效星(Hyosung):韩国主要碳纤维厂商,二〇二五年产能约五千吨,主要面向韩国国内汽车、压力容器、风电等需求。
台湾台塑(Formosa Plastics):台湾,碳纤维产能约八千吨,主要做体育用品、消费电子等。
土耳其Dowaksa:陶氏与AKSA合资,碳纤维产能约三千五百吨,主要做风电、压力容器等。
俄罗斯UMATEX(原Argon):俄罗斯主要碳纤维厂,产能约二千吨,主要服务国内航空航天与军工。
把这些次头部国际厂商加到全球版图里,可以看出一个清晰的格局:日本、美国、欧洲、中国是全球前四大碳纤维生产国,韩国、台湾、土耳其、俄罗斯、印度是第二梯队。中国在过去十年从第二梯队跃升到第一梯队,未来五年的目标是从「第一梯队的产能领先」升级为「第一梯队的全维度领先」。
第五章 下游主线一:风电叶片,国产大丝束的第一战场
风电叶片是过去五年中国碳纤维需求最大的拉动力,没有之一。二〇二一年的全球风电用碳纤维需求仅约二点五万吨,到二〇二五年估计已增至四万吨,二〇三〇年预测将超过十五点九万吨。中国风电叶片对碳纤维的需求占比从二〇二〇年的不足一成五,飙升到二〇二五年的接近五成,几乎以一己之力把碳纤维行业从军用、体育用的小众市场,拉到了通用工业大宗品的规模。
风电叶片为什么要用碳纤维?答案藏在叶片大型化的物理学里。
一个简单的力学事实:风机叶片越长,单只叶片扫过的面积越大,发电功率越高,但叶片自重也越大,材料强度的边际要求是指数级上升的。当叶片长度超过八十米,玻璃纤维主梁的自重和挠曲变形开始变得难以承受;超过一百米,玻璃纤维主梁的厚度需要做到非常厚才能保证刚度,叶片整体重量会让风机的塔筒、变桨机构、轴承都跟着升级,整机成本快速攀升。这时候,把主梁从玻璃纤维换成碳纤维,刚度可以提高两到三倍,重量可以降低四成以上,是大兆瓦级风机经济性的唯一解。
二〇二六年五月,福建某工厂下线的一百零七米海上风电叶片正式出港发运——这是迄今全球最大的商用风电叶片,单只叶片的碳纤维主梁用量超过八吨,对应一台十二到十六兆瓦的海上风机。这一规格代表了当前风电叶片大型化的前沿,而且明确无误地建立在国产大丝束碳纤维的供应基础上。
风电叶片用的碳纤维有两个核心特征:第一,必须是大丝束(48K或50K),因为单只叶片用量大,小丝束又贵又供不上;第二,主要以拉挤板(pultruded spar cap planks)形式应用——把碳纤维和树脂在一定张力下拉过加热的模具,连续成型为一定宽度的板材,再叠层做成主梁。拉挤工艺的好处是连续化、批量化、纤维利用率高、纤维方向性可控,比手糊或真空灌注效率高得多。
中国风电用大丝束碳纤维的供应版图,二〇二五年呈现出三家通吃的格局:
吉林化纤:国内风电用碳纤维市占九成五。其复材风电产业区有风电叶片主梁碳板生产线一百九十八条,年产能四万吨;二〇二五年风电叶片主梁碳纤维拉挤板销量预计超过三万吨。吉林化纤的优势是上游有原丝、中游有碳化、下游有拉挤板,产业链最长、单位成本最低,其他厂商进入风电领域必须先解决拉挤板的下游应用问题。
上海石化:二〇二六年五月48K大丝束一阶段两条线投产,单线设计产能超过三千吨,与中国中车签订48K供应合同,用于国产大型风电叶片。上海石化的优势是依托中石化体系,原料端、能源端有协同;劣势是入局晚,需要时间在风电客户端建立稳定关系。
新创碳谷、宝旌(原精功):新创碳谷年产能两万吨大丝束,宝旌一万五千吨左右。这两家也是大丝束补充供应商,给吉林化纤、上海石化形成竞争。
下游叶片厂的格局相对稳定:中材科技、时代新材、上海艾郎、三一重能、远景能源、东方电气等是国内主要风电叶片厂商,全球叶片厂还有维斯塔斯、西门子歌美飒、GE Vernova等。其中维斯塔斯是全球碳纤维拉挤板主梁路线的开创者,二〇〇七年起就与美国Zoltek合作在六十米叶片上使用碳纤维;二〇二五年印度Kineco Exel公司被维斯塔斯选中供应碳纤维拉挤板,交付从二〇二五年第四季度开始;与此同时,国内中材科技、时代新材也已经把国产48K碳纤维拉挤板大规模导入海上叶片产线。
风电用碳纤维的核心矛盾是「需求大、单价低、利润薄、毛利波动」。一吨48K大丝束二〇二五年价格大约六到八万元,比小丝束便宜近一半;叶片厂对碳纤维价格极度敏感,要求供应商持续降本。这就是为什么吉林化纤在风电领域的市占率虽然高,但单位毛利率并不出色——其商业模型本质上是规模化加成本压低的「制造业模型」,而不是「材料技术溢价模型」。
但风电的故事远未结束。从二〇二五到二〇三〇年,全球风电累计装机预计从一千二百吉瓦增长到二千吉瓦以上,海上风电占比将从一成提升到二成五,叶片长度将从主流的七十到八十米延展到一百一十到一百二十米。这意味着风电用碳纤维需求还将继续放大数倍,大丝束的市场空间至少还有五到十年的高景气期。
风电赛道上,风电叶片碳纤维、风电碳板、海上风电的供应链已经基本本土化,这是中国制造业过去十年最具说服力的国产化样本之一。
风电用碳纤维的故事,往下看其实有很多技术与商业的具体细节。
先看技术细节。风电叶片主梁的核心结构件是主梁帽(英文叫spar cap),承担叶片转动时的主要弯矩载荷。早期六十米到八十米的陆上风机叶片主梁帽主要用玻璃纤维(GFRP),工艺是真空灌注。随着叶片长度延展到八十到一百一十米,玻璃纤维的强度模量比开始不足,主梁帽厚度需要做到二百毫米以上才能保证刚度,自重急剧上升。这时候碳纤维拉挤板成为唯一可行的替代方案——拉挤板的纤维方向性强、连续化生产、单位重量强度高,把同等弯矩载荷的主梁帽厚度从二百毫米压缩到八十到一百毫米,整只叶片减重百分之三十以上。
维斯塔斯(Vestas)是这条技术路线的开创者。二〇〇七年维斯塔斯首次申请碳纤维拉挤板主梁帽的核心专利,并与美国Zoltek(后被日本东丽收购)合作量产六十米叶片的碳板。这个专利组合在二〇二二年开始陆续到期,让全球叶片厂商可以自由采用拉挤板路线,是过去三年风电用碳纤维需求爆发的根本前提之一。
碳板的拉挤工艺本身也有几个关键节点:原丝张力控制、树脂浸渍均匀性、模具温度梯度、收卷速度。早期Zoltek是全球碳板拉挤工艺的领跑者,其Panex 35系列是行业基准。中国国内吉林化纤是最早做出量产级别碳板的厂商,二〇一七年开始供货国内叶片厂,到二〇二五年其复材风电产业区有碳板拉挤线一百九十八条,年产能四万吨。
再看商业细节。风电用碳纤维的定价机制是年度长协加季度调价。叶片厂(中材科技、时代新材、上海艾郎、三一重能、远景能源、东方电气、维斯塔斯、西门子歌美飒等)与碳纤维厂商通常签订一年期长协合同,约定基础价格与季度调价机制(挂钩丙烯腈、原油等原料价格)。这种定价机制让风电用碳纤维的毛利波动相对可控,但天花板也低——碳纤维厂商无法在风电客户身上获得高溢价。
二〇二六年是风电用碳纤维需求结构的关键转折年。原因是中国海上风电正进入大型化加速期:上海电气、明阳智能、东方电气、远景能源等整机厂都在二〇二五到二〇二六年推出十二到十八兆瓦的海上风机,对应叶片长度一百一十米到一百二十米。这一规格的叶片主梁碳纤维用量从八吨级跃升到十五吨级,对大丝束碳纤维的需求会再一次跃迁。同期欧洲、北美的海上风电也在加速,全球海上风电用碳纤维需求会在二〇二七到二〇三〇年达到一个新的高峰。
出口侧值得专门一说。中国大丝束碳纤维与拉挤板的出口对象主要是:
印度。古吉拉特邦、马哈拉施特拉邦的多个新建风电叶片厂从二〇二四年开始批量采购中国大丝束碳板。
越南、泰国、印尼。东南亚陆上风电与海上风电起步,对成本敏感型的大丝束需求快速上量。
土耳其。土耳其本土有AKSA、DowAksa等碳纤维厂,但其陆上风电与出口加工的部分订单仍向中国采购。
波兰、罗马尼亚等东欧国家。欧洲风电叶片厂的部分产能转移到东欧,对中国大丝束的依赖度上升。
墨西哥。承接美国本土风电叶片厂迁出的产能,对中国大丝束有稳定采购。
出口的核心障碍是反倾销诉讼风险。二〇二四年下半年美国对中国部分新能源材料启动反倾销调查,碳纤维虽然尚未直接被纳入但已被列入观察名单。欧盟的碳边境调节机制(CBAM)从二〇二六年起对部分高碳排放产品征收碳边境税,碳纤维制造的高能耗特征让其潜在受影响概率较高。这些贸易摩擦风险,是国内大丝束厂商未来三年必须管理的不确定性。
从风电这个下游的整体盘子看,未来五年的需求增长几乎是确定的。全球风电累计装机预计从二〇二五年的一千二百吉瓦增长到二〇三〇年的二千吉瓦以上,海上风电占比从一成提升到二成五,叶片长度从主流的八十米延展到一百一十到一百二十米。这意味着风电用碳纤维需求会从二〇二五年的四万吨级增长到二〇三〇年的十五点九万吨级,年复合增长率超过百分之三十。这一增长会持续支撑中国大丝束碳纤维行业的景气度。
风电用碳纤维的故事,除了上面的技术与商业细节,还有几个产业纵深值得展开。
第一个纵深是「碳板」(carbon fiber pultruded plank)行业本身。碳板是介于碳纤维本体与最终叶片之间的中间品,由碳纤维原丝在拉挤工艺下连续成型为一定宽度(常见三十毫米到一百毫米)、一定厚度(常见三毫米到六毫米)的扁平板材,再切割、堆叠、与树脂共固化为叶片主梁。国内碳板行业目前有几家专业玩家:
吉林化纤(吉林市):年产能四万吨,国内最大。
上纬新材(上海):风电用树脂与碳板复合材料供应商。
力勤新材(江苏):碳板与拉挤管材。
江苏澳盛(江苏):碳板与碳纤维管材。
中复神鹰下游配套(连云港):碳板小批量供应。
碳板的核心工艺参数包括纤维体积分数(VF,通常百分之六十到六十五)、纤维方向性(连续单向)、孔隙率(小于百分之一)、表面粗糙度等。这些参数直接影响最终叶片主梁的强度、刚度、疲劳寿命。
第二个纵深是「叶片厂的复合材料制造工艺」。国内主流的风电叶片复合材料工艺是真空灌注+碳板共固化。叶片厂(中材科技、时代新材、上海艾郎、明阳智能、远景能源、东方电气等)按订单设计叶片图纸,外购碳板、玻璃纤维织物、树脂、芯材(PVC/PET泡沫、巴尔沙木),在模具中铺层、抽真空、注树脂、加热固化,最终脱模、装配、出厂。整个工艺周期视叶片长度而定,八十米叶片约二十到二十五小时,一百一十米叶片约三十到四十小时。
第三个纵深是「叶片大型化的边际成本曲线」。叶片长度每增加十米,单只叶片的碳纤维用量增加百分之三十到四十,制造成本增加百分之二十到三十,但发电功率提升百分之十五到二十。这种边际成本与边际收益的对比,决定了叶片大型化的经济性拐点——目前看陆上风电的经济性叶片长度约九十米,海上风电的经济性叶片长度约一百一十到一百三十米。超过这个长度,碳纤维主梁、变桨机构、塔筒、轴承的连锁升级会让整机成本超过收益。
第四个纵深是「漂浮式海上风电」。漂浮式海上风电是未来五到十年的新增量来源。这种风机不固定在海床上,而是浮在水面上,靠系泊系统稳定。漂浮式风机对塔筒、机舱、叶片的轻量化要求比固定式更高,碳纤维的使用比例会进一步提升。预计二〇二八到二〇三〇年漂浮式海上风电进入商业化阶段,对应碳纤维需求会再次跃迁。
第五个纵深是「碳板回收与循环」。风电叶片设计寿命二十到二十五年,国内最早的碳纤维叶片(二〇一〇年代初期投运)将在二〇三〇年代陆续退役。退役叶片的回收处理是行业未来必须面对的问题。当前几条技术路线:
机械破碎+再粉成填料。简单但价值损失大。
热解+碳纤维回收。可保留纤维结构,回收强度损失约百分之三十。
化学溶剂分解+树脂回收+碳纤维回收。成本高,规模化难度大。
整体二次利用(切割为建筑构件、桥梁构件)。低成本但应用场景有限。
国际上Vestas、西门子歌美飒等已经发布零废叶片技术路线图,国内中材科技、时代新材也在跟进。这一块的技术与商业模式创新,是未来十年风电用碳纤维行业的重要主题。
风电用碳纤维行业还要补一笔"叶片厂的复合材料工人":国内主要叶片厂中材科技、时代新材、上海艾郎等的复合材料工人合计约三万人,是一支独特的产业人才队伍。这一队伍的培养花了十年时间,未来还会随着海上风电大型化、漂浮式风电商业化继续扩张。这是碳纤维下游应用工艺真正能跑通的最隐性资产。
第六章 下游主线二:航空航天、储氢瓶、光伏热场、体育休闲
如果说风电叶片是中国碳纤维过去五年的「广度」战场,那么航空航天、储氢瓶、光伏热场、体育休闲则是「深度」战场。这四块下游加起来的吨数体量远不及风电,但它们决定了行业的技术高度、毛利率结构、长期议价能力。
航空航天。这是碳纤维真正的「皇冠领域」,也是日本东丽、美国Hexcel、德国SGL长期把守的高地。波音787飞机机身碳纤维复合材料用量占比超过五成,空客A350达到五成三;相比之下,国产大飞机C919碳纤维复合材料用量占整机结构重量的一成一五,绝大部分为T800级碳纤维/环氧树脂复合材料。C919是国内首个使用T800级高强碳纤维复合材料的民机型号,受力较大的部件如后机身、平垂尾等都使用T800级。
商飞C919预计二〇二六年累计交付百架级别,C929远程宽体客机也在推进中。每架C919消耗碳纤维复合材料估计在五点五到八吨之间(占整机重量约一成一五,按整机重量四十五到五十吨估算)。如果C919年产能从二〇二六年的一百架增至二〇三〇年的两百架,对应碳纤维复合材料需求将从五百吨级增至一千五百吨级。这个量看起来不大,但单价是大丝束的三到五倍,毛利率是大丝束的四到六倍,是中国小丝束碳纤维厂商主战场。
军用航空、导弹、卫星、运载火箭对碳纤维的需求长期由威海光威、中简科技、恒神股份等供应。其中T1000级用于固体导弹壳体,M40J、M55J用于卫星结构件、空间相机,M65J用于运载火箭壳体的轻量化设计。这一块市场不公开披露具体数据,但从光威复材二〇二四年与客户A签订三十六点六亿元的多年合同(覆盖二〇二四到二〇二七年),可以倒推出装备客户对国产高端碳纤维的稳定大额需求。
储氢瓶。氢燃料电池车在中国走过了从示范到商用的三个五年,二〇二五年保有量预计达到几万辆,配套储氢瓶需求逐步上量。当前主流是III型瓶(铝合金内胆+碳纤维全缠绕),三十五兆帕储氢压力;IV型瓶(塑料内胆+碳纤维全缠绕)正在加速国产化,七十兆帕储氢压力,碳纤维占整瓶重量约七成八,存储密度达到五点五重量百分比,远高于III型瓶的三点九重量百分比。中材科技已经推出70MPa IV型210L大容量储氢瓶,并实现70MPa产品线碳纤维全部国产化应用。预计二〇二五年中国储氢瓶需求超过二十三万只,对应碳纤维需求约四千吨。储氢用碳纤维主要是T700级/T800级,国内中复神鹰、光威复材、吉林化纤都已能供货。
光伏热场。光伏多晶硅、单晶硅生产环节需要高温炉,炉内的坩埚、保温筒、导流筒、加热器等热场部件传统用石墨,近五年快速被碳碳复合材料(C/C composite)替代——碳碳复合材料的核心是碳纤维预制体加上化学气相沉积(CVD)致密化。金博股份是国内光伏热场碳碳复合材料龙头,定增项目「高纯大尺寸先进碳基复合材料项目」全面达产后产能达三千五百吨/年。预计二〇二五年光伏用碳碳热场总需求一万七千二百三十一吨,其中替换需求占比从二〇二二年的五成九提升到二〇二五年的七成二。光伏热场用碳纤维主要是大丝束(48K)+石墨化预制体,吉林化纤、上海石化都已切入这一应用。
体育休闲。包括钓鱼竿、高尔夫球杆、自行车、滑雪板、网球拍、皮划艇、桨叶、登山杖等。全球近九成的碳纤维体育器材加工在中国大陆和中国台湾完成。二〇二二年国内体育器材碳纤维需求中,钓鱼竿占比三成五(约八千五百吨)、高尔夫占比二成二(约五千三百吨)、自行车二成(约四千七百吨)。二〇二五年中国市场规模预计五十亿美元,占全球三分之一份额,体育休闲占中国碳纤维消费结构的二成八。这块市场已经基本本地化——国内中游有大量加工厂(广东、山东、福建居多)做碳纤维管材、织物,下游有十余家品牌(光威渔具、中天高新、达瓦、禧玛诺中国代工等)生产成品,体育用碳纤维原料以T300/T700小丝束为主,国产化率接近完全。
其他新兴:低空经济(eVTOL机身)、机器人本体(关节臂、外壳)、新能源汽车(电池包、车身外壳)、深海装备、轨道交通、压力容器、医疗器械。这些新兴应用的特点是单个项目用量不大,但增长极快,是未来五年的「次生需求」。预计到二〇三〇年,这部分新兴应用合计需求将达到一万吨级。
下游六大主线的统计图景:风电叶片(约四成八五)、体育休闲(约二成八)、航空航天(约一成)、储氢瓶+光伏热场+其他新兴(合计约一成五)。这种「一头独大、其他分散」的结构既是优势(规模化降本快),也是风险(单一下游波动会冲击全行业)。下一章会回到一个本应在第七章出现的话题:在这种高度分散的下游格局里,碳纤维上游、中游、下游各类工厂之间,到底怎么找到彼此?
航空碳纤维、储氢瓶碳纤维、光伏热场、碳纤维钓鱼竿、碳纤维自行车各自对应着完全不同的客户类型、技术规格、商务节奏——这就是碳纤维下游的真实底色。
把航空航天、储氢瓶、光伏热场、体育休闲四块下游再各自展开一层,可以看到行业增长的真实结构。
航空航天细分。商业航空(C919、C929、ARJ21等国产民机加波音、空客在中国的代工业务)是其中最具长期想象力的部分。C919从二〇二三年首航后,目前年产能规划从二〇二六年的一百架级别增长到二〇三〇年的二百架级别。每架C919的碳纤维复合材料用量约五到七吨(机翼、尾翼、机身后段、各类整流罩、活动翼面),对应每架机消耗的碳纤维原丝约六到九吨。从二〇二六到二〇三〇年五年间,C919累计交付有望突破七百架,对应碳纤维原丝消耗超过五千吨。这个数量看起来不大,但单价高(T800级单价二十到三十万每吨),毛利贡献接近大丝束的十倍。C929作为远程宽体客机,碳纤维复合材料用量占比预计达到三成以上(对标空客A350的五成三仍有差距,但绝对值会更大),每架机的碳纤维用量在十吨级以上。商飞官方计划C929二〇二七到二〇二八年首飞,二〇三〇年前后批量交付。
军用航空。歼20、运20、轰20(传闻中)、直20等装备的碳纤维用量长期保持稳定大额。具体数字不公开,但从光威复材二〇二四年与客户A签订的三十六点六亿元合同(覆盖二〇二四到二〇二七年),可以推算装备客户对国产高端碳纤维的稳定需求量级。中简科技ZT8、ZT9系列的客户结构高度集中于这一块。
商业航天与卫星。SpaceX、星链对中国卫星与运载火箭产业的刺激,让长征系列火箭、商业卫星(吉利时空、银河航天、长光卫星、银河卫星等)对碳纤维结构件的需求快速放大。运载火箭的整流罩、级间段、卫星结构件等都需要高模量(M40J/M55J)碳纤维,单卫星消耗碳纤维原丝几十公斤到几百公斤,但单价极高、毛利极厚。从二〇二五年起,国内民营商业航天累计发射次数从二〇二一年的不足十次跃升到二〇二五年的接近百次,对应碳纤维需求从几吨级跃升到几百吨级。
储氢瓶细分。氢燃料电池车产业的发展节奏决定了储氢瓶碳纤维需求曲线。国家十四五氢能规划目标二〇二五年燃料电池汽车保有量约五万辆,实际推进略低于规划。但商用车(物流车、公交车、矿用车、重卡)的氢能化进度好于乘用车,特别是冷链物流、长距离重卡领域,氢能商用车正在加速渗透。每辆氢能商用车配置三到八只储氢瓶,每只瓶碳纤维用量四十到一百公斤。预计二〇二五年中国储氢瓶需求超过二十三万只,对应碳纤维需求约四千吨,二〇三〇年有望突破百万只级别。
IV型瓶的国产化是这一块的核心节点。中材科技、京城股份(天海工业)、国富氢能等已经具备七十兆帕IV型瓶的量产能力,且实现碳纤维全部国产化应用。这一突破意义重大:早年III型瓶时代国内已经能做铝合金内胆加碳纤维全缠绕,但IV型瓶需要塑料内胆加碳纤维全缠绕,对碳纤维与内胆界面结合性、缠绕工艺都有更高要求。国内IV型瓶国产化的突破,是过去三年储氢领域最关键的产业事件之一。
光伏热场细分。碳碳复合材料在光伏多晶硅、单晶硅生产环节的渗透率快速提升。坩埚二〇二五年渗透率达到百分之一百;导流筒、保温筒分别达到百分之七十、百分之六十六;底部加热器达到百分之八。金博股份是这块市场的绝对龙头,二〇二五年定增项目高纯大尺寸先进碳基复合材料项目全面达产后产能三千五百吨每年。预计二〇二五年光伏用碳碳热场总需求一万七千二百三十一吨,其中替换需求占比从二〇二二年的五成九提升到二〇二五年的七成二。光伏热场用碳纤维主要是大丝束(48K)加石墨化预制体,吉林化纤、上海石化、新创碳谷等都已切入。
体育休闲细分。这一块市场虽然成熟、增速温和,但是国内碳纤维消费的压舱石。全球近九成的碳纤维体育器材加工在中国大陆和中国台湾完成,其中钓鱼竿、高尔夫球杆、自行车三大件合计占比七成五。钓鱼竿主产区集中在山东(威海、潍坊)、广东(东莞、佛山),年产值数十亿元,是威海光威集团创业的起点。高尔夫球杆主产区集中在广东东莞、福建厦门,本地有几十家品牌代工厂。自行车主产区集中在天津、广东深圳、上海、台湾的捷安特、Specialized OEM工厂。这块市场在二〇二三到二〇二四年因海外消费需求疲软而经历过短暂回调,二〇二五年开始恢复增长。
其他新兴应用细分。低空经济(eVTOL机身)、机器人本体(关节臂、外壳)、新能源汽车(电池包、车身外壳)、深海装备、轨道交通、压力容器、医疗器械等共同构成长尾应用。预计二〇三〇年这部分合计需求达到一万吨级。其中eVTOL与机器人是增速最快的两块——亿航智能、小鹏汇天、时的科技等eVTOL企业从二〇二五年起进入小规模试运营阶段,每台eVTOL碳纤维结构件用量约一百到二百公斤;人形机器人(宇树科技、傅利叶、智元等)对机器人本体减重需求强烈,单台机器人碳纤维结构件用量约三十到八十公斤,这两块在未来五年都会贡献显著的增量需求。
下游应用的纵深之外,还有一些「跨界应用」值得专门展开,因为它们代表了未来五到十年碳纤维需求的新增量来源。
第一个跨界应用是低空经济。低空经济(eVTOL、无人机、轻型直升机、跨界飞行器)是国家二〇二三年起重点推进的新兴产业。eVTOL本身对结构件的轻量化要求极高——飞行重量每减重一公斤,可以转化为续航增加几公里或载重增加几公斤。这种「重量敏感性」让碳纤维成为eV