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碳纤维行业深度研究：风电驱动需求_国产历史机遇1碳纤维行业部分1.1.全球需求：2030年全球碳纤维需求约60万吨，CAGR≈19%全球碳纤维需求未来或将持续处于高速增长期，增长驱动力主要来自于风电叶片、航空航天等。2020-2025E：全球碳纤维用量由10.7万吨增至20万吨（CAGR=13.3%），国内由4.9万吨增至15万吨（CAGR=25%）。到2030年，全球碳纤维需求量将提升至59-64万吨（航空航天8-10万吨，风电19-20万吨，氢气瓶及CNG气瓶18万吨，汽车轨交9-10万吨，功能材料5-6万吨），复合增速19.3%。增速驱动力来自风电叶片、航空航天、碳碳复材、压力容器。2020年全球风电叶片碳纤维需求量在总需求中的占比约为28.6%（按重量计），按金额计算占比约为16.4%。按重量计，目前风电叶片是碳纤维需求的最大下游，2020年占比为28.6%。不过出于成本考虑，风电叶片使用的碳纤维是低成本的大丝束工艺产品，因此按金额计2020年占比约为16.4%。风电叶片是“十四五”期间碳纤维下游需求增长最快的领域。风电叶片未来将是全球碳纤维需求增长的主要动力，到2025年风电叶片碳纤维需求复合增速约为25%，到2030年需求复合增速约为16%。报告预测，全球风电叶片碳纤维需求未来将持续增长，或从2020年的3.06万吨，提升至2025年的9.34万吨。1.2.全球供给：目前欧美日优势明显，国内企业崛起HYPERLINK"http://quote.eastmoney.com/SZ000420.html"\h全球碳纤维供给目前仍以日美欧等厂商为主，但国内厂商正在迅速崛起。截止2020年底，全球碳纤维产能约170.9千吨，其中日本三大巨头占据81.4千吨，德国SGL运营15千吨，美国HexcelCytec/Solvay陶氏投运20.8千吨，国内最大是台塑，其次为吉林化纤系、中复神鹰、恒神股份、光威复材等。从未来的扩产来看，吉林化纤系计划到2025年产能达8万吨（即新扩约7万吨），其次，中复神鹰、光威复材、上海石化等均有较大的扩产规划，此外会新增新创碳谷、杭州超探等新参与者。1.3.国内消费格局：进口依赖度超过60%，呈下降趋势国内碳纤维需求量巨大，但目前每年都需要大量进口，需求迫切。2020年国内碳纤维进口量为30350吨，占2020年国内总需求量的62%，形势严峻。我国碳纤维下游需求分布广泛，近年来主要受风机大型化影响，碳纤维叶片渗透率逐步提升，2020年风电叶片碳纤维需求量约为2万吨，相比2016年的3千吨增长5.7倍左右。中国碳纤维需求在全球市场中扮演越来越重要的位置，尤其是风电叶片碳纤维在全球中的占比提升至65%左右。2016年至2020年全球风电碳纤维需求持续增长，国内风电碳纤维增长是主要的驱动因素，国内风电叶片碳纤维需求在全球中的占比从约17%提升至约65%。2碳纤维叶片的经济性问题2.1叶片大型化驱动碳纤维用量增加碳纤维材料硬度高、质量轻，适合风电叶片大型化的趋势。碳纤维材料特点是重量轻、强度高，风电叶片采用碳纤维材料在保证叶片在长度增加的同时，可以明显减重，而且还能提高风电叶片的耐候性。风电叶片材料主要由增强纤维、基体树脂、芯材、粘接胶等构成，其成本占比分别为28%、36%、12%、11%。其中，增强纤维主要包括两类，即碳纤维增强复合材料（CFRP）和玻纤增强复合材料（GFRP），碳纤维呈现取代玻璃纤维的趋势。风机旋转半径与叶片质量几乎呈指数关系，碳纤维可明显为叶片减重。风机大型化是未来发展趋势，随之带来的是各项零部件的增大，其中叶片长度目前已经突破百米，随着叶片长度的增加，提高叶片强度，减轻叶片质量，碳纤维的经济性日益凸显。而且，碳纤维抗疲劳性能也明显优于浸渍玻璃纤维。在拉挤工艺仍被维斯塔斯垄断的时候，我们这里探讨浸渍法，在20年的寿命期间，碳纤维预浸料的疲劳损伤很小；疲劳情况下，玻璃纤维材质的叶片叶根弯矩远超过碳纤维材质的叶片。2.2仅从材料角度：减重24.1%-32.5%，成本提升14%-20.7%从材料成本角度：参考目前的材料价格，我们对57米（3MW）、74米（7MW），90米（10MW）叶片进行减重和叶片材料成本角度的经济性测算，得出主梁采用碳纤维的叶片重量分别减少27.0%、24.1%和32.5%，而单个叶片材料成本分别增加19.7%、20.7%和14.0%。目前以海风为代表的风机单体装机已经到了6MW-10MW区间甚至更高的单体装机，在碳纤维的经济性方面将日益明显。碳纤维应用于叶片后，不仅可以帮助叶片本身减重，而且还对整机成本降低有明显帮助。对于减重后的叶片对整机成本的降低有较大的帮助，例如轮毂的重量一般是叶片重量呈线性关系，叶片减重后对轮毂的减重也有帮助，同时安装时间方面也可获得一定