基础化工深度报告：风电材料深度报告之一：乘风而起风电材料大有可为

级说明基础化工报告日期：2022-08-2623%11%-2%8/2111/212/225/228/22-27%-39%：尹沿技执业证书号：S0010520020001inyjhazqcom联系人：王强峰执业证书号：S0010121060039邮箱：wangqf@材料升级转型加速水电的第三大发电来源，也是发展最快的可再生能源之一。截至长，特别是海上风电带来的叶片大型化趋势、轻量化需求和快速迭加速。随着风电进入平价上网时代，风机招标价格降低，降本最有效的途径就是不断扩大风电机组的单机容量。由于风电机组产生的电能与叶片长度的平方成正比，叶片大型化成为必然趋势。长度增加料轻量化迭代也成为产业发展的规律。同时叶片迭代周期在显著加在加速。从叶片行业的角度，重势。其中增强材料主要有玻璃纤维和碳纤维两种。玻纤因为其优异的性能同时兼顾经济性成为目前大型风力发电机叶片材料的首选。同时量等性能能够比肩碳纤维，同时兼有玻纤的成本优势，在风电渗透碳纤维的优势将更加显现，特别是对于追求极致更大叶片的海上风电领域，碳纤维比玻璃纤维在材料用量、劳动力、运输和安装成本22/56规模匹配下游可承受范围。总体我们认为，碳料性与耐久性。环氧树脂由于良好的力学性能、耐化学腐蚀性和尺寸稳定性是最为常见的基体树脂。出于对力学性能和生产效率的更高优势也得以凸显。在此基础上还具有原料可再生、产品可回收、成本可竞争的优势。我们认为环氧树脂长期将，对设备起到保持稳定性、减轻重由电材料脂、风机灌浆料等。固化剂在风电领域用于基体树脂体系和环氧结构胶中。由于环氧树剂，其中聚醚胺经过时间检验成为唯一满足大型发电叶片制造要求属于加热固化剂，更适用于大梁拉挤成型工艺。甲基四氢苯酐需求提升而快速增加。需要能够长期承受应力、环境作用。环氧树脂胶粘剂适用于大场格局稳定，康达新材占据全球六成以上的市场领域，海外市33/56二甲基亚砜：二甲基亚砜(DMSO)是碳纤维原丝纺丝过程中的主异，近两年碳纤维大规模扩产将带动需求快速增长，龙头兴发集团将充分受益。作为补充。目前我国风电用涂料基本被进口品牌垄断，亟需国产化GL昊华科技也有相关风电涂料产品。铸造用树脂：风电设备铸件主要包括轮毂、底座、固定轴部件(含定子主轴等)、齿轮箱部件(含行星架、箱体等)等。目前风电领广泛的铸造用树脂为呋喃树脂。呋喃树脂市场格局较稳先的公司。部件材料公司名称叶片叶片中材科技、时代新材模具双一科技、中材科技叶片增强玻纤中国巨石、中材科技碳纤维吉林化纤、中复神鹰、中简科技、光威复材碳纤维溶剂DMSO兴发集团叶片基体环氧树脂配方料上纬新材、惠柏新材纯环氧树脂中化国际聚氨酯树脂万华化学基尼龙56凯赛生物叶片基体固化剂聚醚胺阿科力、晨化股份酸酐濮阳惠成叶片结构胶环氧树脂结构胶康达新材灌浆料水泥基灌浆料苏博特防腐涂料聚氨酯飞鹿股份叶片芯材隆华科技、华润材料、天晟新材44/56铸造树脂呋喃树脂圣泉集团、兴业股份装机并网不及预期；2)政策支持不及预期；3)原材料价格大幅波动；4)细分行业竞争加剧公司21A22E23E24E21A22E23E24E中材科技时代新材6.35双一科技中国巨石吉林化纤/.50中简科技2.54光威复材8.08中复神鹰9.05兴发集团圣泉集团兴业股份上纬新材02.38中化国际万华化学凯赛生物9.779.440.83阿科力1.93晨化股份濮阳惠成7.94康达新材苏博特隆华科技华润材料注：中化国际、万华化学、凯赛生物为华安证券预测，其余为同花顺一致预资料来源：同花顺，华安证券研究所55/56正文目录1双碳背景下风电行业持续高景气，风电材料升级转型加速 92叶片:大型化、轻量化、迭代加速趋势显著 143增强材料 193.1风电增强材料总述 193.2玻璃纤维：当前主流的风电增强材料 203.3碳纤维：受益于叶片大型化，国内突破量产打开降本空间 253.4碳纤维VS玻璃纤维：共享风电增长红利 334基体树脂 334.1风电基体树脂总述 334.2环氧树脂：性能优异的主流风电用基体树脂 344.2.1风电专用环氧树脂 344.2.2基础环氧树脂 364.3聚氨酯树脂：未来将成为环氧树脂体系的补充 374.4尼龙66及生物基尼龙56：富有前景的新型材料 375芯材：PET材质替代轻木及PVC加快 396其他材料 41 416.1.2酸酐固化剂：拉挤板材适用的新型固化剂 446.2胶粘剂：环氧结构胶短期不可替代，龙头优势显著 456.3二甲基亚砜：受益碳纤维渗透率提升 476.4树脂涂料：防护涂料亟待国产化 486.5铸造用树脂及上游原料 496.6风机灌浆料 52投资建议： 53风险提示： 5566/56图表1建议关注公司 3图表2风力发电累计装机容量 9图表3国内风电政策 10图表4新增海上风力发电装机容量 11图表5新增陆上风力发电装机容量 11图表6风电产业链相关化学品及上市公司梳理 12图表7风电产业链化工材料市场空间汇总 12图表8风电叶片结构 14图表9风电机组成本结构 14图表10风电叶片成本结构 14图表11新增风机平均单机容量及增速 15图表12新增风机风轮直径及占比 15图表13新增风机平均风轮直径及增速 15图表142020年全球风电叶片市场结构 16图表152020年中国风电叶片市场结构 16图表16全球主要风电叶片厂商产能(2020年) 16图表17风电整机商市场格局 17图表18部分叶片上市公司产能情况 17图表19叶片模具市场空间测算 18图表20模具上市公司2021年产能 18图表21叶片成本结构 1922叶片材料成本结构 19图表23各类材料物理特性对比 19图表24复合材料成型工艺 20图表25玻纤行业产业链 21图表26中国玻纤表观消费量及增速 21图表27国内玻纤消费结构 21图表28中国风电纱需求测算 22图表29全球风电纱需求测算 22图表30中国风电纱领域市场格局 22图表31主要生产企业冷修技改计划 22图表32主要生产企业扩建计划 23图表332020年全球玻纤供给格局 24图表342021年中国玻纤供给格局 24图表35各材料物理性质对比 24图表36各型号拉伸模量对比(GPA) 25图表37布局风电领域玻璃纤维上市公司产能情况 25图表38碳纤维与玻璃纤维及钢材对比 25图表39全球碳纤维下游结构(万吨) 26图表40中国碳纤维下游结构(万吨) 26图表41碳纤维原丝种类类型 26图表42碳纤维力学性能分类 2777/56图表43碳粱在叶片中的结构示意 28图表44拉挤工艺流程 28图表452017年全球树脂基碳纤维复材工艺占比(%) 29图表462020年全球树脂基碳纤维复材工艺占比(%) 29图表47PAN基碳纤维生产流程 29图表48中国碳纤维产能产量(万吨)及进口依存度 30图表49碳纤维进口来源(吨) 30图表50湿法纺丝和干喷湿法纺丝的主要差异 30图表51主要碳纤维厂商及纺丝方法 31图表52PAN基碳纤维生产工艺流程 31图表53PAN原丝的制备过程 32图表54碳纤维领域有布局的上市公司产能情况 32图表55主要基体材料特性比较 33图表56环氧树脂应用及特性 34图表57环氧树脂应用领域 35图表58不同工艺用环氧树脂特性及应用 35图表592019年全球风电叶片专用环氧树脂供给结构 36图表602019年中国风电叶片专用环氧树脂供给结构 36图表61环氧树脂有布局的上市公司产能情况 36图表62聚氨酯树脂和环氧树脂力学特性比较 37图表63尼龙6、尼龙66和尼龙56物理特性比较 37图表64尼龙6、尼龙66和尼龙56环境影响比较 38图表65凯赛生物聚酰胺56牌号及应用 38图表66新型树脂上市公司2021年产能 38图表67主要叶片芯材种类及其特性 39图表681.5MW风机叶片每片所需材料比例 39图表69PET芯材的力学性能优于PVC芯材 40图表70PET和PVC泡沫材料力学性能指标 40图表71叶片芯材上市公司2021年产能 41图表72聚醚胺的产业链 41图表73聚醚胺各下游应用领域情况 42图表74聚醚胺生产工艺比较 42图表75聚醚胺现有及在建产能情况 43图表76聚醚胺供给情况预测 43图表77聚醚胺需求情况预测 43图表78叶片固化剂公司2021年产能 44图表79结构胶使用示意图 45图表80胶粘剂结构 45图表81某公司某款风电叶片结构胶性能情况 46图表82康达风电用产品概览 46图表83结构胶粘剂公司2021年产能 47图表84主要碳纤维生产厂商溶剂使用 47图表85二甲基亚砜上市公司产能情况 48图表86风电叶片涂料制备 4988/56图表87风电叶片配套体系 49图表88铸件在风电领域的应用 50图表89铸件在风机中的位置 51图表90呋喃树脂自硬砂反应机理 51图表91呋喃树脂消费量 51图表92呋喃树脂生产厂商 51图表93糠醇总产量和总产能 52图表94呋喃树脂上市公司2021年产量情况 52图表95桩基结构及灌浆连接 5399/563.002.502.001.501.000.500.003.002.502.001.501.000.500.00双碳背景下可再生能源发展进入快车道。步入21世纪以来，随着环境和全球变暖承诺到2030年实现碳达峰，2060年实现碳中和，也为我国能源结构转型吹响号角。由于资源禀赋原因，我国能源体系特点为高煤高碳。2021年，煤炭、石油、天然气占我国能源消费比例分别为56.0%、18.5%、8.9%，而全球来看这一比例为26.9%、31.0%、24.4%。同时我国对化石燃料的对外依存度较高，2021年我国原油、天然气的对外依存度分别为72.0%、44.4%。从碳排放结构来看，中国碳排放主要来自于电力与热力部门 (主要为发电环节)，2021年发电环节碳排放占比超过50%。随着经济发展，电能消耗仍将继续增加，因而需要降低发电生命周期的碳排放量，即使用可再生能源对化石能源展规划》，2025年非化石能源消费占比达到20%左右，届时可再生能源利用率相当于减少二氧化碳排放量约26亿吨。风电已成为最有前景的可再生能源之一。风力发电是一种清洁低碳、可永续利用的发电形式，其分布范围广泛，安装与拆卸灵活，对生态环境影响较小。根据斯坦福大学的研究，风电全生命周期的平均度电碳排放低于光伏、电热、水电、核电、气电、煤电等其他形式的发电技术。经过几十年的发展，风电已经发展成我国仅次于煤电和水电的第三大发电来源。截至2021年年底，全国风电累计装机容量3.28亿千瓦(其中，陆上风电约3.01亿千瓦，海上风电约0.28千瓦)，占我国全部发电装机的13.82%，占全球风电总装机规模的39.2%左右。2021年新增装机容量47.57GW。2010-2021年，中国风电装机量CAGR达到24.46%，发展迅猛。根据《“十四五”可再生能源发展规划》、亿千瓦时，风电发电量较2020年实现翻倍，即超5.64亿千瓦时。图表2风力发电累计装机容量风电累计装机容量(亿千瓦)3.283.282.822.822.101.841.631.471.310.970.770.610.460.30券研究所风电逐渐摆脱政策依赖，全面走向平价上网。2019年5月，国家发改委发布《关于完善风电上网电价政策的通知》，将陆上、海上风电标杆上网电价均改为指导价，并规定新核准的集中式陆上风电项目及海上风电项目全部通过竞争方式，同时明确21年起将逐步取消国家对陆上风电项目补贴；对于2018年底前已核准的海上风电项目，必须在2021年底之前建成并网，2022年开始地补替代国补，由此风电正式进入平价上网时1010/56发布时间政策2.06《“十四五”可再生能2.03《“十四五”现代能源系规划》件优线、具备持续整装开发条件、符合区域生态环境保护等要求的电向深水远岸区域布局。1.12《第二十三批可再生1.10《国务院关于印发峰行海并重，推动风电协1.05《2021年风电，光伏发电开发建设有关0.12《新时代的中国能源0.03设有9.05电项目建通知》配置、风电消纳，分散式风电、海上风电项目建设9.01《关于积极推进风平价上网有关工作需要国家补贴执行燃煤标杆上网电价的风电、光伏发电平价上网试条件保障度高的地区，引导建设一上网试点项目。8.11《国家支持发展的重18.3千6.11《风电发展“十三五”有限公司，国务院，华安证券研究所1111/562015105030.723.319.719.62015105030.723.319.719.615.212.820.831.016.014.814.4陆上风电平稳发展；海上风电招标提速，风机大型化促使材料升级迭代提速。陆上风电近年来增速较快，近几年海上风电呈现加速增长态势。相比陆上风电，海上风电具有资源丰富、可开发量大、风湍流强度小、开发可以避免土地资源浪费、减少噪音污染等优点近年来得到广泛发展。根据最新估算，海上风能资源技术可开发潜力超过35亿千瓦，仍有很大的发展空间。这些海域距离电力负荷中心即沿海经济带很近，具有良好的市场条件和巨大资源潜力。根据ClarksonsResearch2022年7月15日最新发布的专题报告《聚焦中国海上风电市场》显示，截至目前，中国总计投运了102个海上风场，装机规模达24GW，涵盖约5000台海上风机，占全球海上风电投运规模的45%以上。2021年，我国新增海上风电装机量达到16.9GW，同比增加340%，占全球新增装机的80%。中国也正式超过英国成为全球最大的海风生产国，尽管2021年有一定海上风电退补带来的抢装需求刺激，但更重要的是海上风电刚刚开始，未来将在“十四五期间”迎来高速成长期。Clarksons预计，中国海上风电投运规模有望在“十四五”末期达到约60GW，较当前投运水平(24GW)增长约150%。而从地方规划来看，2022年以来，广东、江苏、浙江、福建、山东、广西、海南等多个沿海省份陆续公布十四五海上风电发展规划。据北极星风力发电网不完全统计，“十四五”期间，全国海上风电规划总装机量超100GW。短期来看，由于2022年上半年疫情影响一部分装机需求，我们认为下半年需求有望加速释放。海上风电新增装机容量(GW)16.93.842.491.661.160.140.110.130.060.230.361.661.16201020112012201320142015201620172018201920202021陆上风电新增装机容量(GW)陆上风电新增装机容量(GW)68.370.060.050.040.030.020.010.00.0201020112012201320142015201620172018201920202021随着开发的深入，海上风电场的建设趋于规模化和大型化，风力发电机组的单机容量也在不断增大。目前海上风电场广泛采用的风力机为单机8MW，最大为单机14MW。大型风力机体型庞大，总重达数百吨，叶片长达90-120m，塔筒高达100-160m。风机结构受风、波浪等荷载耦合作用，对其支撑结构提出了更高的要求。随着我国风电产业的蓬勃发展，为风电产业所需的化工产品带来了巨大空间。我们梳理了风电产业链相关化工品，包含增强材料、基体树脂、夹芯材料、辅材等等。我们认为，这些化工品将充分受益风电行业，特别是海上风电带来的叶片大型化趋势、轻量化需求和快速迭代需要(将在叶片章节详细阐述)，有望实现量价齐升。这里我们对各种材料未来5年的需求量和市场空间进行了梳理。1212/56图表6风电产业链相关化学品及上市公司梳理券研究所20212022E2023E2024E2025E重点关注公司我国风电新增装机容量(GW)47.5760727791陆上风电(GW)30.6753.0062.0065.0075.00MW数2.502.633.503.684.50海上风电(GW)16.907.0010.0012.0016.00平均MW数6.006.607.007.708.00叶片5,429中材科技时代新材,286,675总叶片数(个)5,2548,610市场规模(亿元)294371445476562叶片模具双一科技中材科技总用量(套)23使用寿命(年)年需求量(套)0279市场规模(亿元).2.9玻纤GW(万吨)中国巨石中材科技总用量(万吨)7.57碳纤维GW(万吨)吉林化纤中复神鹰中简科技光威复材总用量(万吨)市场规模(亿元).61000464.101313/56DMSO原丝用量(吨)22222兴发集团(吨)总用量(万吨)市场规模(亿元)铸件用树脂(呋喃树脂)及上游原料圣泉集团兴业股份总用量(万吨)单吨呋喃树脂用量(吨)总用量(万吨)市场规模(亿元)糠醛总用量(万吨)市场规模(亿元)专用环氧树脂单GW用量(万吨)上玮新材惠柏新材总用量(万吨)3.206.20市场规模(亿元)纯环氧树脂单GW用量(万吨)中化国际总用量(万吨)0.95市场规模(亿元)2.81聚氨酯树脂倍万华化学总用量(万吨)5.368.51尼龙56树脂凯赛生物聚醚胺单GW用量(万吨)0.090.090.090.090.09阿科力晨化股份总用量(万吨)4.285.406.486.938.19市场规模(亿元)14.3117.1718.3621.70酸酐固化剂碳纤维-拉挤工艺渗透率濮阳惠成酸酐单GW用量(万吨)酸酐固化剂总用量(万市场规模(亿元)3768结构胶粘剂单GW用量(万吨)康达新材总用量(万吨)20市场规模(亿元)风机灌浆料(海上)单GW用量(万吨)苏博特总用量(万吨)16.907.0010.0012.0016.00市场规模(亿元)0080聚氨酯涂料单GW用量(万吨)0.0170.0170.0170.0170.017飞鹿股份总用量(万吨)0.8091.0201.2241.3091.547结构泡沫材料单GW用量(万吨)0.400.400.400.400.40隆华科技天晟新材联洋新材华润材料总用量(万吨)2.162.592.773.28，华安证券研究所1414/56叶片:大型化、轻量化、迭代加速趋势显著叶片是风机核心组件，成本占比20%以上。风力发电机组是由叶片、传动系统、发电机、储能设备、塔筒及电器系统等组成的发电装置。叶片是风电机组捕获风能的核心部件，其气动性能直接影响到整个系统的发电效率以及轮毂等关键零部件的使用寿命。要获得较大的风力发电功率，其关键在于要具有能轻快旋转的叶片，因此叶片的结构设计、材质选择、工艺等将会直接影响风力发电装置的性能和功率。叶片也是风机中成本最高的部件之一，占风机成本的20%甚至以上。图表8风电叶片结构工程协会》，华安证券研究所图表9风电机组成本结构图表10风电叶片成本结构3%4%4%5%29%8%10%22%13%6%塔架叶片齿轮箱轮毂机舱变流器轴承发电机底座4%4%5%28%11%12%36%4%增强材料芯材基体树脂粘接胶金属涂层其他辅助叶片大型化成为风电降本确定路径，促使叶片加快升级迭代。随着风电补贴退出，风电行业进入平价上网时代。同时，风机招标价格大幅降低，原料成本上涨，风电机组供应商承受较大降本压力。降本最有效的途径就是不断扩大风电机组的单机容量，因此风电机组大型化是发展的必然趋势，能够有效的提高风能资源的利用效率。风电机组产生的电能与叶片长度的平方成正比，增加叶片长度可以提高风机的捕风能力，提升发电量，适合我国陆上可用低风速面积占比大的情况。同时大功率机组可以减少机组数量，降低相应的建造及安装成本，提升土地及海域的利用率，并且有助于分散式风电的发展。1515/56新增平均单机容量(kw)新增平均单机容量(kw)增速(%)4000350030002500200015001000500030%25%20%15%10%5%0%-5%A叶片大型化带来轻量化需求。叶片长度增加时，质量的增加要快于能量的提取，因为质量的增加和风叶长度的立方成正比，而风机产生的电能和风叶长度的平方成正比。叶片成本占比20%，叶片长度增加将增加自重进而推升成本，与风电降本的诉求不匹配。同时，叶片自重过快提升可能对净空等方面形成挑战，从而影响运行稳定性。因此，当前行业的趋势在于增加叶片长度的同时控制好叶片自重，轻量化趋势是十分明确的，而实施的路径主要在于叶片材料方面的迭代升级，升级后的材料需要满足大叶片要求的更高力学性能，同时需要兼顾轻量化，这也是我们研究叶片材料迭代发展的主线。叶片迭代正在加速。在风电各组成部分中，叶片是迭代速度最快的环节。叶片长度从40米增至60米花近10年的时间，2014至2018的五年间，这个数据升到80米，而随后又在两年内将80米增至90米，2021年，风电叶片已进入百米时代。截至2021年，海上风电机组风轮直径最大可达186米，陆上风电机组风轮直径最大为175米，新可以看到，叶片长度增速在近两年在明显的加速。这也导致叶片换代周期越来越短。根据《风电叶片创新进行时》，2020年前，一款新叶片的市场生命周期是3~5年；2021年以来缩至2年。这给从研发到模具都带来巨大压力，目前一个型号的模具仅能使用2年甚至更短。160140120100806040200新增风电机组平均风轮直径(米)增速(%)15136292012059994818985782010年2011年2012年2013年2014年2015年2016年2017年2018年2019年2020年2021年12%10%8%6%4%2%0%叶片出现结构性短缺，大叶片短期供不应求。以上趋势均加速了叶片行业的结构优化升级。头部叶片企业不断推陈出新，淘汰小叶型产品，开发配合有原材料轻量化升级的大叶型产品。由于近两年小叶片向大叶片转型出现加速趋势，今年来，风电叶片市场上出现大叶片供给短缺，小叶片供给过剩的结构性错配的情况。需求方面，下游整机厂为了配置更大功率的风电机组，其对大型叶片的需求增加，供给方面，高质量的模具生1616/5629%29%产商有限，模具生产周期较长，模具的短缺导致叶片制造商产能无法释放。风电叶片市场集中度较高，国内厂商市占率不断提升。全球风电叶片市场格局较为集中，CR5占比约为65%，其中我国的中材科技、时代新材和艾朗科技分别占比13%、10%和7%。我国来看，经过自2010年以来的行业整合，国内风电叶片制造商由高峰时期的百余家缩减至目前以中材科技、时代新材为首的20多家企业，行业集中度已有明显片行业CR5占比约70%。20%35%15%7%13%7%10%艾尔姆(LM)迪皮埃(TPI)时代新材艾朗科技其他330%4%19%4%14%时代新材艾朗科技天顺风能其他图表16全球主要风电叶片厂商产能(2020年)具体公司产能(MW)迪皮埃(TPI)艾尔姆(LM)维斯塔斯10420西门子歌美飒8900TecsisTechnology5000Aeris4000-5000中材科技10000时代新材10000艾朗科技9000中复连众6000中科宇能5000洛阳双瑞4500吉林重通成飞4500天顺风能3000上海玻璃钢研究院00明阳智能4500三一电气20001717/56东方电气00联合动力00远景能源400全球总产能125520证券研究所风电机组整机商集中度较高，叶片行业客户壁垒较高。2021年，全球15强风电机组整机商占比总计98.1%，其中有10家中国企业，占比达到53.5%，国内厂商市占率不断提升。国内风机整机制造商同样呈现集中度较高的情形。截至2021年底，全国累计装机市场份额中，CR5占据70%。因而，叶片生产行业客户壁垒较高。以LM为代表的企业同时生产叶片及整机，拥有一体化协同效应，而以TPI、我国的中材科技和时代新材为代表的企业是独立叶片生产企业，长期与下游整机厂有良好合作关系，供货关系稳定，新玩家切入困难，整体呈现强者恒强态势。图表17风电整机商市场格局12%19%6%6%6%16%9%14%14%金风科技远景能源运达股份上海电气三一重能其他券研究所时代新材未公布艾朗科技(待上市)1132套(1-6月)852套(1-6月)天顺风能2675片研究所模具是叶片生产的关键耗材。大型风机叶片大多采用组装方式制造。在两个阴模上分别成型叶片壳体，芯材及其他玻璃纤维复合材料部件分别在专用模具上成型，然后在主模具上把叶片壳体与芯材，以及上、下半叶片壳体互相粘结，并将壳体缝隙填实，合模加压固化后制成整体叶片。叶片模具的生产效率大幅降低，模具的需求量大幅增加。叶片产能很大程度上取决于高质量的模具。需求侧，按照双一科技招股说明书，制作周期为2~4天，因此一套模1818/56具的年产能为120片叶片。一套模具的生命周期大概可以生产400至600套叶片，完整的替换周期大约是2~3年。近几年，叶片模具的生产效率大幅降低，模具的需求量大幅增加，超过装机并网增速，主要原因有三。一是随着叶片长度迭代加速，大叶片模具需求不断提高，许多模具未达寿命即被淘汰，寿命大大缩短，模具的数量将增加，每个固叶型模具的替换周期缩短至2年以内，因此单个模具的最大产能在240片叶片。第二，叶片增大将导致模具生产时间增长，且库存占用也降低生产效率。第三，在抢装过程中，为了加快叶片生产效率，经常会进一步增加模具的数量。目前每套模具对应的叶片数约120套左右。2022年叶片出现结构性紧缺，模具供应不足是出现紧缺的主要原因。根据我们的测算，近两年市场需求大约在250套左右。20212022E2023E2024E2025E我国风电新增装机容量(GW)47.5760727791陆上风电(GW)30.6753.0062.0065.0075.00MW数2.502.633.503.684.50海上风电(GW)16.907.0010.0012.0016.00平均MW数6.006.607.007.708.00叶片陆风叶片数36,80445,42953,14355,71464,286海风叶片数8,4503,1824,2864,6756,000总叶片数(个)45,25448,61057,42960,39070,286叶片模具单套模具制叶片套数总用量(套)377423522575703使用寿命(年)年需求量(套)251302402479639研究所模具生产集中度较高。供给侧来看，叶片模具生产周期2个月左右，由于迭代速度加快，叶片厂商都会谨慎购置模具，在对应叶型有确定的需求时，才会选择扩张产能，导致模具的采购和运输周期往往需要半年左右的时间。此外，叶片和模具越大，所需的厂房面积也更大，厂房的重新布置和扩充也限制叶片产能释放，随着叶片增大，需要的场地和库存也更大。这些因素均制约了模具的产能。风电模具领域主要玩家有固瑞特(外资)、双一科技、北京玻璃钢研究院(中材科技旗下)、天顺风能，市场占有率很高，CR4达到90%。市场总出货约200-300套，基本与目前需求匹配。为了减轻模具重量，降低模具成本，大型复合材料叶片的模具逐渐由早期的金属模具向着复合材料模具转变。复合材料模具基本上是由聚酯树脂、乙烯基树脂和环氧树脂等热固性基体树脂与E玻璃纤维、S玻璃纤维等增强材料、钢结构、翻转结构、加热系统等重要部分组成。原材料占比超过70%，成本受钢材、玻纤、树脂等原材料波动影响，盈利在原材料下行阶段将有所修复。模具的气密性是叶片成型过程中最为关键的技术，直接影响产品质量。上市公司2021年模具销量万平米/年套/年双一科技6.2中材科技未公布未公布天顺风能未公布61研究所1919/5613%7%75%13%7%75%3增强材料3.1风电增强材料总述风电叶片主要构成包括树脂基体、增强材料以及粘接剂、芯材等，其中增强材料主要有玻璃纤维和碳纤维两种。1887年,美国人CharlesF.Brush建造第一台风力发电机组，叶片使用木材制成，此后100多年，随着应用技术的积累，风电叶片材料经历了木质材料-金属材料-复合材料的演变过程，目前已完全使用复合材料，而玻纤因为其优异的性能同时兼顾经济性成为大型风力发电机叶片材料的首选。碳纤维是目前已规模化生产的高性能纤维中具有最高的比强度和最高的比模量的纤维，更高的力学性能和轻量化特点均优于玻纤。此前由于国内缺乏生产技术，未能突破量产而成本居高不下，近两年，碳纤维原丝和碳丝均进入扩产期，成本下降可期，将在大叶片时代有更好的增速。当然，玻纤也在发展中，目前头部企业推出高模量玻纤，一定程度上弥补了相较于碳纤维的力学性能的不足，我们认为二者后续将互为补充，共享风电时代增强材料的高增速。在风电叶片成本结构中，原材料占比达到75%。在叶片的设计中，根据不同部位的基体、芯材及结构胶合计占比为总成本的87%，其中增强纤维材料成本占比约为28%。3%2%3%原材料研发成本制造成本销售成本其他成本44%4%5%28%11%12%36%增强材料芯材基体树脂粘接胶金属涂层其他辅助安证券研究所证券研究所风电叶片用增强材料的核心指标是密度、拉伸强度和模量。复合材料性能优异，作为风电叶片材料具备优异的力学性能、工艺性能和耐环境腐蚀性能。其中最关键的指标是密度、拉伸强度和模量。材料密度越小单位体积质量越轻，在风电叶片大型化背景，叶片长度越来越长，低密度的材料可以满足轻量化的需求。同时，叶片必须具备高刚度和高强度，来满足叶片变截面、曲率大和结构铺层渐变及发电环境艰难的特征要求。随着风电机组大型化，叶片越长整体柔性变形就越大，控制叶尖挠度变形可以确保叶片与塔架之间具有足够的安全距离，避免发生扫塔事故。而材料的拉伸模量是影响叶片变形，增加其刚度的关键因素之一。材料密度(g/cm3)拉伸强度(Mpa)拉伸模量(Gpa)碳纤维.5-22000-7000200-700玻纤2.5200042玄武岩纤维2.653800-480090钢7.880210铝合金2.847075钛合金4.5002020/56拉挤成型适合大批量生产，适宜风电行业。实现纤维增强复合材料嵌入过程的工艺主要包括湿法手糊成型(HandLay-up)、预浸料成型(Prepreg)、真空导入成型(RIM)、缠绕成型工艺(FRTP)、拉挤成型(Pultrusion)等。真空导入成型是目前生产叶片的主导工艺，主要优势为污染小，品质稳定、生产效率高以及较易商业化。而湿法手糊成型虽然成型模具简单投入少，但质量差、污染大、效率低。预浸料成型综合性能较优，但成本较高。缠绕成型通常应用于玻璃钢容器及管式压力容器，如氢气瓶。拉挤成型生产效率较高，适于大批量生产且制品质量稳定，轴向力学性能佳，比较适宜风电行业领域，近年来占比快速升高，特别是碳纤维拉挤工艺降低了碳纤维的应用成本，近年来得到快发展。工艺名称特点优缺点湿法手糊成型手工操作、开模成型、生产效率低以及树脂固化程度往往偏低，适合产品批量较小、质量均匀性要求较低的复合材料制此种工艺制造的叶片在使用过程中出现问题往往是由于制造过程中的含胶量不均匀、纤维/树脂浸润不良及固化不完全等引起的裂纹、断裂和叶片变形等。此外，在制造叶片过程中伴有大量有害物质和溶剂的释放，会造成环境污染等问题。预浸料成型综合性能优越，适于制造大型的厚的复合材料部件。预浸料成本较高，但所得叶片制品厚度均匀、空隙率低，制品表面光滑平整。真空导入成型较少的依赖工人的技术水平，工艺质量仅仅依赖确定好的工技术含量高于手糊工艺。此工艺由于是闭模成型，因此具备污染小、叶片产品质量稳定、生产效率高等优点。缠绕成型易于机械化，通常应用于玻璃钢容器及管式压力容器，不适宜小批量制品劳动强度低，生产成本低的特点，由于纤维按照一定的规律缠绕在芯模上，得到的制品的强度高，力学性能好，应用十分广泛。缺点在于适应性小，不能缠任意结构的制品，同时设备投资较大拉挤成型生产效率较高，适于大批量生产，制品质量稳定。树脂/纤维含量可以精确控制，轴向力学性能佳，可制造复杂断容器缠绕成型工艺的研究》，华安证券研究所玻璃纤维性能优异，应用广泛。玻璃纤维是一种性质优异的无机非金属材料，其主要成分为二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化硼、氧化镁、氧化钠等。其最大的特征是抗拉强度大，比同成分的玻璃高几十倍，此外耐热性好，有优良的绝缘性，抗腐蚀能力强。由于这些优异的性能，玻纤及其向下加工制成的玻纤制品有了广泛的应用空间。尤其是玻纤经过浸润、粘结、加工等步骤制成的玻纤制品。2000年以后，随着各种增强型浸润剂的应用，增强型玻纤制品在复合材料中得到迅猛发展，能够替代钢、铝、木材、水泥、2121/56PVC等多种传统材料。玻纤产品主要包括无碱纱、中碱纱和玻纤制品等，不同产品的市场针对性很强，通常用作复合材料中的增强材料、电绝缘材料和绝热保温材料，用于建筑材料、交通运输、电子电器、环保风电等领域。图表25玻纤行业产业链证券研究所近十年来，我国玻纤的表观消费量持续增长，CAGR达到10.8%。2021年，需求量约471万吨。当前我国玻纤终端需求结构如下图所示，建筑仍占据最大的份额占比34%，风电需求占比7%，但增速较快。5004003002001000表观消费量204179187189204(万吨)250221283增速(%)42738932847120%15%10%5%0%建筑建建筑建材交通运输管罐工业应用风电与新能源7%7%10%34%12%16%21%玻纤作为风电增强材料具备较高性价比。玻璃纤维复合材料由于具有轻质高强度的特性，在制品轻量化、资源综合利用等减少碳排放方面具有巨大优势。玻纤作为风电增强材料具有明显优势，主要因为玻纤不仅具备优异的性能，同时兼顾经济性。研究表明，玻璃纤维的密度比钢低67%，比铝合金低10%左右，应用在风电叶片上能大幅降低重量提升发电效率，降低运输成本。玻纤的拉伸强度比金属材料高2~6倍，拉伸模量仅略高于铝合金，目前市场主流高模量玻纤拉伸模量达到89Gpa。此外，增强材料成本占风电叶片总成本的21%，成本占比较大，因此在增强材料选择上需考虑其经济性。我国玻纤行业成熟的产业链基础以及多年来降本的努力使得玻纤具有很强的性价比。目前，玻纤的比强度单价仅7.2元/吨，仅达到其他材料的10%。极具性价比使玻纤成为风电叶片增强材料的主流选择。玻纤在风电领域的运用称为风电纱，应用主要集中使用在叶片上，少量使用在机舱罩等部位。玻纤在叶片的蒙皮、腹板和主梁上都有广泛的应用，其中拉挤板主要用于叶片主梁结构上，由玻璃纤维或碳纤维制成。蒙皮提供叶片气动外形并承担大部分剪切载荷，用于捕获风能，主要材料为多轴向玻纤。2222/56泰山玻纤重庆国泰山玻纤重庆国际其他双碳背景下，风电纱需求稳定增长。根据明阳智能招股说明书披露，单位GW风电装机所需玻纤用量在1万吨左右。截至2021年，国内累计风电装机量为329.10GW，预计2025年新增装机量91GW，对应玻纤需求至少约91万吨。100风电纱需求(万吨)91.00120%全球风电纱需求量(万吨)100.0增速(%)93.093.660%8072.1177.0072.00100%50%60402060.0047.5731.3925.7421.0120.2421.274.8717.2080%60%40%20%80.060.040.063.860.840%30%20%10%0%39.140.651.745.036.054.953.550.700%20.0-10%-20%0.0-30%201020112012201320142015201620172018201920202021究所9%9%37%25%29%究所我国玻纤产能占全球比例超过60%，产能集中度高。2021年，我国玻纤产量突破600万吨，占全球总产量的70%以上，中国已成为世界规模最大的玻纤生产国。通常玻纤生产线开窑后，需要连续生产8-10年，中途难以降低负荷调节产量(因非正常停窑产生显著额外成本)，因而玻纤供给较为刚性，调节余地小。供给侧的影响主要集中在新增产能和冷修产能。预计目前所有冷修项目及在建产能全部投产后，将提升300万吨/年公司项目产品冷修前产能(万吨/年)冷修后新产能(万吨/年)投产时间/建设周期投资金额(万元)中国巨石无碱纱839797中国巨石无碱纱20681332323/56中国巨石直接无捻粗纱3.556个月13817中国巨石攀登电子2线电子纱/电子布3563436中国巨石无碱纱86个月5994万美元泰玻邹城1线电子纱699925泰玻邹城2线高模高强纤维66个月国际复材F10B冷修技改项目高性能玻纤2023年末56413长海股份无碱纱改高性能玻纤项目高性能玻纤38天炬节能ECER数字化玻纤项目玻纤6145339.74研究所公司项目产能(万吨/年)产品投产时间/建设周期投资金额(万元)中国巨石成都智能3线短切纱2023投产179759中国巨石九江智能1线20无碱纱2023投产507572九江智能2线20无碱纱2024投产中国巨石无碱纱2022投产泰玻邹城超细电子纱项目0.5超细电子纱49555泰玻太原1线高性能玻纤26个月3683562线长海股份60万吨高性能玻纤一期15+15高性能玻纤30个月63469960万吨高性能玻纤二期15+1524个月，一期完成后珠海珠玻(国际复高性能电子级玻纤项目0.2215高性能电子纱10个月48116重庆三磊ECR池窑生产线3线ECR玻纤2024投产ECR池窑生产线4线ECR玻纤2024投产研究所2021年，我国玻纤增强复合材料制品产量584万吨，其中玻纤增强热塑性复合材料274万吨，玻纤增强热固性复合材料310万吨，风电用途属于后者。全球玻纤行业主要有七大生产企业：分别为国内的巨石集团有限公司、重庆国际复合材料有限公司、泰山玻璃纤维股份有限公司、山东玻璃纤维股份有限公司以及美国欧文斯科宁-维托特克斯公司(OCV)、日本电气硝子公司(NEG)和美国JohnsManville公司(JM)。目前这7家公司占据的全球玻纤总产能的72%。整个行业呈现寡头垄断特点，并在过去十年未有变化，行业格局非常稳定。按各国企业产能占比进行测算，2021年中国占全球玻璃纤维产2424/5633%15%13%33%15%13%能约71%，中国已成为全球最大的玻纤生产基地，产业链完善。国内供给同样呈现寡头垄断的特点，2021年中国巨石、泰山玻纤、重庆国际占据60%以上的市场份额。因为玻纤行业重资产、资本密集、核心技术不易获得这些特点保证了玻纤行业中的龙头能不断积累规模优势，降低成本，同时加强技术研发，通过技改进一步降低成本。23%28%13%7%11%7%11%4%10%OC泰山玻纤山东玻纤美国JM其他228%4%7%泰山玻纤山东玻纤长海股份其他资料来源：国际复材招股说明书，华安证券研究所资料来源：国际复材招股说明书，华安证券研究所叶片大型化的背景下，高模玻纤是玻纤未来发展方向。与普通无碱玻纤相比，高模高强玻纤具有拉伸强度高、弹性模量高、抗冲击性能好、化学稳定性好、抗疲劳性好、耐高温等优良性能。随着近十年玻纤企业持续不断的技术创新，每一代玻纤的模量都提升了10%左右,90Gpa已能满足目前的市场需求，中国巨石最新的超高模量E9玻璃纤预计满足至少未来三年的市场需求，有力地促进了叶片大型化的发展。材料类别材料密度(g/cm3)拉伸强度(Mpa)拉伸模量(Gpa)金属钢70钛合金5-2.60-2500-2.60-2700-2.63200500碳纤维-3500碳纤维60-6702525/56100806040200100806040200图表36各型号拉伸模量对比(GPa)1200090.27490.690.290939795证券研究所产能情况2021年产能(万吨/年)研究所3.3碳纤维：受益于叶片大型化，国内突破量产打开降本空间碳纤维是一种高强度轻量化材料。碳纤维是由聚丙烯腈等有机纤维在高温环境下裂解碳化形成的含碳量高于90%的碳主链无结构无机纤维，是目前已规模化生产的高性能纤维中具有最高的比强度和最高的比模量的纤维，其比重不到钢的1/4，强度却是钢的7~9倍。根据文献记载，原子间结合力模型计算可得出碳纤维理论抗拉强度高达180GPa，但实验室数据仅达到9GP，仍有很大的发展空间。另外，碳纤维具有耐高温、耐腐蚀以及其他材料不可替代的耐摩擦、耐承压、导电、导热等优良性能，其中耐高温性能是化学纤维之最，在2000℃以上的高温惰性气氛中，唯独碳纤维是强度不下降的材料。碳纤维原丝本身是丝状的，通常将其经过预氧化、碳化、纺丝后加入树脂、陶瓷等补强材料并经过工艺成型获得碳纤维复合材料(简称为复材)从而进行终端应用，目前广泛应用于风力发电、体育休闲、压力容器、碳/碳复合材料、航空航天等领域，且有很强的拓展T300碳纤维T800碳纤维T1100碳纤维玻璃纤维钢材抗拉强度/Mpa3530588070002000450拉伸模量/Gpa23029432494200密度/g/cm32.58比强度20063267400080056222626/561.380.71.380.7/Mpa/(g/cm3)比模量Gpa/(g/cm3)3825研究所叶片大型化后，碳纤维已经成为必要选择。随着叶片长度的增加，对增强材料的强度和刚度等性能提出了新的要求，玻璃纤维在大型复合材料叶片制造中逐渐显现出性能方面的不足，特别是对于超过100米的叶片。为了保证在极端风载下叶尖不碰塔架，叶片必须具有足够的刚度。既减轻叶片的质量，又要满足强度与刚度要求，有效的办法是采用纤维进行增强，在发展更大功率风力发电装置和更长转子叶片时，采用性能更好的碳纤维复合材料势在必行。全球风能理事会(CWEA)数据显示，2015-2021年间，全球风电领域的碳纤维需求迅速从1.8万吨增长到了3.3万吨，占到了2021年全球碳纤维总需求的约30%，碳纤维风电叶片成为碳纤维下游的最大市场。图表39全球碳纤维下游结构(万吨)图表40中国碳纤维下游结构(万吨)864201.1.81.81.982.22.553.0620152020152016风电叶片201720182019航空航天混配模成型碳碳复材体育休闲压力容器电子电器65432100.30.090.3060.30.092015风电叶片压力容器20162017体育休闲航空航天201820192020年碳碳复材混配模成型建筑补强电子电气)，华安证券研究所华安证券研究所按照原丝制备中的原料种类，碳纤维可以分为聚丙烯腈基(PAN基)、沥青基和粘。其中，由于PAN基碳纤维原料来源广、工艺技术成熟、经济性较好而被广泛应用，当前PAN基碳纤维占碳纤维总量的90%以上，沥青基占8%，粘胶基不到1%。因此，碳纤维一般指PAN基碳纤维。分类抗拉强度(Mpa)拉伸模量(Gpa)密度(g/cm3)断后延伸率(%)优势劣势应用现状市占率41高过程繁性能较低用于强等要求领域约粘胶基0-0414-碳化收率术难2727/56高力学性能是碳纤维的核心性能指标和分类依据，按照现行聚丙烯腈基碳纤维国家标准GB/T26752-2020的力学性能分类，PAN碳纤维分为高强型、高强中模型、高模型、高强高模型四类，具体分类如下：类及代号量分类及代号示拉伸强度范围(MPa)示拉伸弹性模量范围(GPa)示3500~<4500220~<2604500~<500054500~<50005260~<3505000~<55005500~<60006000~<65006500~<70007000~<75003000~<3500350~<4005500~<7000350~<4004000~<55000350~<400400~<4500450~<5005500~<5503500~<4000550~<600600~<650650~<700华安证券研究所一般使用碳纤维中单丝根数与1,000的比值对单束碳纤维包含的碳纤维数量进行衡量,如12K指单束碳纤维中含有12,000根单丝的碳纤维。按照每束碳纤维中单丝根数，碳纤维可以分为小丝束和大丝束两大类别。通常将48K以下的称为小丝束，通常包含1K、3K、6K、12K、24K，48K及以上的称为大丝束碳纤维。通常来说，丝束越大，聚集越容易，但同时展纱效果就越差，浸润胶液的效果也越差，同时单丝中容易发生空隙等问题。同时，大小丝束的稳定程度存在差异，小丝束碳纤维的变异系数控制在5%以内，抗15-18%，离散性更高，稳定度低。离散性低意味着强度更高。但从大规模工业化的角度，大丝束碳纤维在相同的2828/56生产条件下，可大幅度提高碳纤维单线产能，实现生产低成本化，打破碳纤维高昂价格带来的应用局限，因而是一个极有潜力的市场，特别适用于风电这种需要兼顾性能和成本的应用领域。总体而言，小丝束碳纤维性能优异但价格较高，一般用于航天军工等高科技领域，以及体育用品中产品附加值较高的产品类别，主要下游产品包括航空航天、高尔夫球杆、网球拍等。大丝束产品性能相对较低但制备成本亦较低，因此往往运用于基础工业领域，包括风电能源、土木建筑、交通运输等。拉挤法逐渐成为主流，为碳纤维在风电上的应用打开空间。早期，尽管碳纤维有着优越的性能，但其在风电领域的应用十分受限，主要是因为2015年之前，碳纤维应用在风电叶片的工艺主要以预浸料和真空灌注为主，部分采用小丝束碳纤维，平均价格偏产效率低，限制了其在各领域的普及应用。2015年开始，维斯塔斯通过拉挤工艺，大幅提高了碳纤维体积含量，减轻了主体承载部分的质量，且降低了碳纤维成本。维斯塔斯公司开发出碳纤维拉挤工艺制作的叶片大梁后，开始大规模推广碳纤维在风电领域的应用。目前，该公司兆瓦级以上风机叶片都使用碳纤维复合材料，极大地推动了碳纤维在风电领域的应用。2021年风电的碳纤维用量3.3万吨，仅维斯塔斯用量就在2.5-2.8万吨左右。图表43碳粱在叶片中的结构示意叶片用碳纤维复合材料大梁的制作方面可以分为预浸料工艺、灌注工艺、拉挤(碳板)工艺三种。预浸料工艺是碳纤维先制成单向预浸料，然后在模具中铺层，用真空袋加压，并除去层与层之间的空气，最后升温固化，得到大梁。灌注工艺是碳纤维先编织成单向布，然后在模具中铺层，用真空袋加压，并除去层与层之间的空气，同时把树脂导入，最后升温固化，得到大梁。拉挤工艺是先将碳纤维制成拉挤板材，然后在叶片制作时，在设定位置内，把拉挤板材黏贴在蒙皮上制成大梁。其生产过程简单、工艺成熟稳定、生产效率高、生产成本可得到很好的控制。成本下降主要体现在可以减少工序，相应减少模具的投入。同时与灌注工艺相比，拉挤的树脂含量更低，可以使叶片重量下降3%。根据《赛奥全球碳纤维复合材料市场报告》，缠绕拉挤工艺占碳纤维复材的占比从2017年的26%提升到了2020年的36%。2020年，缠绕拉挤工艺第一次超越预浸铺放工艺，成为碳纤维使用最多的工艺，其背后分别是氢气瓶和风电市场对碳纤维的需求提升。随着大丝束需求的进一步增长，拉挤工艺的渗透率会继续提升。图表44拉挤工艺流程片主梁上的应用研究》，华安证券研究所2929/567%10%41%12%26%7%10%41%12%26%2%2%2%预浸铺放缠绕拉挤混配模成型RTM湿层合法非连续预制体其他2%5%5%7%29%9%12%36%预浸铺放缠绕拉挤混配模成型RTM真空灌注非连续预制体其他所这一工艺长期受维斯塔斯专利保护，研发新型主梁结构设计并获得更好的产品性能较为困难，因此此前国内碳纤维制造商只能通过进入维斯塔斯供应链的方式，因而一定程度上制约了中国碳纤维叶片及相关产业链的发展。至2022年7月19日，全球风电整机巨头维斯塔斯碳纤维叶片核心专利拉挤工艺到期，国内拉挤法渗透率有望进一步提升，从而带动碳纤维在风电叶片上的需求量进一步增加。当前已有较多企业已开始布局碳纤维拉挤产线，光威复材已实现碳纤维拉挤板供应Vestas，恒神股份也在拉挤板领域有所碳纤维产业链较长，核心环节集中在原丝和碳丝环节。碳纤维生产过程，主要分为PAN纺丝原液的制备、PAN原丝的纺制、原丝预氧化及碳化、复材成型几个环节。具体的，有机聚合物(主要为聚丙烯腈)单体进行聚合并溶解；得到的聚合物按照不同的纺丝工艺进行纺纱、洗涤、拉伸得到碳纤维原丝；原丝添加化学品稳定后，在厌氧、高温环境下碳化排出所有非碳材料，形成纯碳网状链，后经表面处理、上浆后形成碳纤维(称为碳丝)；得到的丝束加入树脂、陶瓷等补强材料并经过工艺成型获得碳纤维复合材料。其中原丝环节是最后产品品质的关键，有学者曾提出：“碳纤维质量90%在原丝”。如果在原丝环节出现品质缺陷，如表面孔洞、沉积、刮伤以及单丝间黏结等，在后续加工中很难消除，从而造成碳纤维力学性能的下降。只有得到高取向、高强度、热稳定性好、纤度均匀、杂质和缺陷少的原丝，才能有效提高碳纤维质量。3030/56从产业链角度，我国是原料聚丙烯腈生产大国，但原丝和碳丝环节仍由日美韩主导，这主要是我国碳纤维产业发展起步较晚导致，但随着我国风电等领域全球影响力的加大带来国内需求的繁荣，我们能够看到碳纤维的技术工艺产能都在快速进步，进口依赖的现象也在逐渐改善，近几年将成为高速发展的窗口期。2020年，我国大陆地区PAN基碳纤维对外依存度62%，较2015年的85%已降低22pct。图表48中国碳纤维产能产量(万吨)及进口依存度图表49碳纤维进口来源(吨)6.05.04.03.02.0.00.02015产能90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%35000300002500020000150001000050000 2015年2016年2017年2018年2019年2020年国墨西哥匈牙利其他进口2016201720182019进口依存度2020(右轴)究所所原丝环节核心壁垒在于设备、纺丝工艺和过程控制。尽管从碳丝和复材角度上来说，我国国产化率提升喜人，但原丝国产化的进度较慢，尤其对于大丝束，当前商业化生产销售的仅吉林碳谷。多年来，原丝质量低于海外是根本问题。我们认为，原丝环节核心壁垒在于三个环节——设备、纺丝工艺和过程控制。备和海外差距较大。海外标准设备在工艺适配性上有不足，也较难满足企业自身的参数要求，因此也需要有改造、调整进口设备的能力。2)纺丝工艺：碳纤维原丝纺丝工艺的选择及控制为稳定生产高性能原丝的关键因素。纺丝工艺主要分为湿法纺丝、干法纺丝和干喷湿纺(亦称干湿法纺丝)，主要区别在于喷丝板与凝固浴的位置关系不同。目前，国内外生产聚丙烯腈原丝的工艺主要为湿法纺丝和干喷湿纺。干法成型的纤维结构较紧密，但内部形成的原纤多，处于淘汰阶段。湿法成型的纤维纤度变化小，纤维上残留的溶剂少，容易控制原丝质量，是目前广泛应用的纺丝工艺，干喷湿纺是纺丝工艺的新发展趋势。(《高浓度PAN／DMSO溶液干湿法纺丝工艺研究》)湿法纺