碳纤维是“21世纪新材料之王”，是高性能纤维的典型代表，具有密度低、耐高温、耐腐蚀、抗疲劳以及良好的阻尼、减震、降噪等特点，特别突出的是具有高比强度和高比模量两大特性。作为军民两用的高技术材料，碳纤维已广泛应用于航空航天、国防军事等尖端领域以及体育休闲用品、医疗器械、建筑、海洋工程、轨道交通、风力发电、压力容器等民用行业，对国民经济发展和国防现代化建设具有关键性和决定性的作用。

按原材料类型分类，碳纤维主要分为聚丙烯腈基（PAN基）碳纤维、沥青基碳纤维和粘胶基碳纤维。PAN基碳纤维因成品品质优异、工艺简单及力学性能优良等优势，成为碳纤维主流，产量约占全球碳纤维总产量的90%以上，因此，目前提到碳纤维一般指PAN基碳纤维。

（1）碳纤维行业市场现状

近年来碳纤维行业市场呈现出快速增长的态势。随着各个领域对高性能材料需求的不断增加，碳纤维市场规模持续扩大。尤其是在航空航天领域，碳纤维的应用越来越广泛，对市场增长起到了重要的推动作用。

中国碳纤维市场规模整体呈上升趋势。根据和仕咨询集团数据显示，2019年中国碳纤维市场规模为55.1亿元。此后逐年增长，2020年达68.8亿元，2021年为106.4亿元，2022年为128.1亿元，2023年为153.7亿元，2024年市场规模达到171.4亿元。

根据和仕咨询集团数据显示，2020年中国碳纤维产能为3.62万吨，2021年达6.27万吨，2022年为11.21万吨，2023年为12.02万吨，2024年达到13.55万吨。中国碳纤维产能整体呈上升趋势，随着产能的不断提升，将为市场提供更多产品。

中国碳纤维供应量整体呈上升趋势。根据和仕咨询集团数据显示，2019年中国碳纤维供应量为1.2万吨，此后逐年增长，2020年达1.9万吨，2021年为2.9万吨，2022年为4.5万吨，2023年为5.3万吨，2024年供应量达到5.9万吨。

2019年中国碳纤维材料国产化率为32%，2020年为38%，2021年为47%，2022年为61%，2023年为77%，2024年达到85%。随着我国碳纤维行业不断发展，国内企业竞争力逐步增强，市场规模有望在国产化进程推动下持续扩大，前景广阔。

（2）聚丙烯腈基（PAN基）碳纤维行业市场现状

PAN基碳纤维因成品品质优异、工艺简单、良好的结构及力学性能优良等优势成为碳纤维应用的主要品种。作为丙烯腈下游新兴高端方向，PAN基碳纤维产量占世界碳纤维总产量超过91%。

聚丙烯腈基碳纤维在各领域应用广泛。工业领域内，包括应用于汽车的车身材料、汽车顶及前后保险杠、发动机机罩、传动轴、刹车片、轮毂等；在建筑业，大丝束碳纤维应用于增强水泥和修补加固建筑工程；在生物医疗方面，由于其优良的生物相容性和力学相容性被应用于人工假肢或骨材，并有望于应用于人体其他部位；在风力发电领域中，碳纤维增强塑料应用于风力发电机叶片部位正逐渐大受欢迎；在电力工业中，应用于输电导线的芯材；在油田工业中，应用于抽油杆。

世界碳纤维的生产主要集中在日本、美国等少数发达国家。目前世界上PAN基碳纤维生产企业主要有八家，其中日本三家：东丽工业株式会社、日本三菱丽阳株式会社和日本东邦化学工业株式会社，日本是全球最大的碳纤维生产国，其三大碳纤维生产企业合计拥有全球 PAN基碳纤维50%以上的市场份额；美国两家：赫氏有限公司、美国氰特工业公司，美国也是世界上少数掌握碳纤维生产技术的国家之一，同时又是世界上最大PAN基碳纤维消费国，其消费量约占世界消费总量的三分之一；其他有土耳其一家：阿克萨集团，德国一家：德国西格里碳素集团以及中国台湾的台湾塑料工业股份有限公司。

中国用聚丙烯腈为原料生产碳纤维的研究始于1962年，中科院长春应用化学研究所和沈阳金属所成立以李仍元为组长的“聚丙烯腈基碳纤维的研制”课题组，开始碳纤维的基础研究。中国大陆碳纤维主要依赖进口，有效产能不足。在海外龙头技术封锁和价格战等多方面打压下，国内碳纤维产业发展缓慢。

近几年，我国碳纤维产业进入大爆发时期，目前已经初具规模，已先后突破了T700、T800等高性能碳纤维的千吨级产业化，2019年，中复神鹰实现了干喷湿纺T1000级超高强度碳纤维工程化，标志着我国碳纤维生产技术水平又上了一个台阶。经过近几年的追赶，国产T700S-12K小丝束碳纤维的复丝拉伸强度与模量达到同级别东丽碳纤维性能，与世界碳纤维先进技术水平的差距在逐渐缩小。

随着国家科技部设立“863”计划，重点支持国产PAN基碳纤维的工程化研究，国家发改委、工信部等也加大支持碳纤维的工程化、产业化及其应用，国产碳纤维进入有序发展阶段。碳纤维产业已形成了以东北、京津冀、长三角、珠三角、环渤海等地区为主的产业集群，涌现出一批标志性企业和研发机构。建成了中复神鹰、光威复材、山西钢科、江苏恒神、吉林国兴、吉林宝旌、吉林碳谷、浙江宝旌、兰州蓝星、中简科技等为代表的碳纤维生产企业；培育了中科院山西煤化所、北京化工大学、山东大学、中科院宁波材料所、长春工业大学等碳纤维研究单位和中科院北京化学所、复旦大学、哈尔滨工业大学等助剂（油剂、上浆剂）研发单位。

2020～2023年，中国丙烯腈产能正式进入新投放周期。截至2023年，中国丙烯腈产能同比新增19.6%；产量同比增长7.8%。中国依然是丙烯腈净进口国，2023年中国丙烯腈进口量同比增长88.5%；出口量同比增长下降19.8%。丙烯腈进口全部为一般贸易，进口主要来自中国台湾、韩国和日本等国家或地区，合计进口量约占总进口量的99.0%。

经过多年的奋力攻关，国内PAN基碳纤维取得了长足的进步，碳纤维产业必将进入前所未有的新的发展阶段，势必在“碳达峰、碳中和”行动方案中大有可为。

(3)技术分析

聚丙烯腈基（PAN基）碳纤维制造的整个工艺流程可以划分为原丝的制备、预氧化、碳化和后处理四个阶段。项目拟采用已经规模化干喷湿纺技术生产碳纤维，并与国内聚丙烯腈基（PAN基）碳纤维技术研究所合作共同进行技术研发和攻关。

(4)政策现状

2021年10月，国务院发布《2030年前碳达峰行动方案》，提出加快碳纤维、气溶胶、特种钢材等基础材料研发。

2022年4月，工业和信息部发布《化纤工业高质量发展的指导意见》，提出“十四五”时期，提高碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯纤维、聚酰亚胺纤维、聚苯硫醚纤维、聚四氟乙烯纤维、连续玄武岩纤维的生产与应用水平，提升高性能纤维质量一致性和批次稳定性。进一步扩大高性能纤维在航空航天、风力和光伏发电、海洋工程、环境保护、安全防护、土工建筑、交通运输等领域应用。具体碳纤维复合材料行业规划围绕碳纤维复合材料以及高性能纤维创新平台展开。

2024年1月，工业和信息化部等七部门联合发布《关于推动未来产业创新发展的实施意见》，提出推动有色金属、化工、无机非金属等先进基础材料升级，发展高性能碳纤维、先进半导体等关键战略材料，加快超导材料等前沿新材料创新应用。