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1、碳纤维成本及利润分配

碳纤维生产成本——主要为原丝成本、能耗成本以及设备折旧。

按照生产流程各环节拆分：前驱体、预氧化以及碳化处理成本较高，其中前驱体主要包含丙烯腈等原材料成本与原丝制造成本，成本占比最高，而预氧化与碳化处理需要高温和高能耗，因此成本也较高。

按照成本构成类型拆分：能源、原材料、设备成本较高，占比分别约34.0%、19.2%和18.2%。碳纤维生产大量使用原材料丙烯腈，根据吉林碳谷年报，每吨原丝需要约0.95-1.0吨丙烯腈；同时生产线设备价值高，能耗大，因此相应的设备成本和能源成本高。

在碳纤维产业链中，下游环节（碳纤维制品、碳纤维复材）附加值更高，以工业领域高端应用的碳纤维产业链为例，上游碳纤维产品平均价格为80~140元/千克，预浸料平均价格为120~200元/千克，而下游碳纤维制品平均价格为500~1000元/千克。

从头部企业毛利率来看，从碳纤维、预浸料到碳纤维制品，产品毛利率逐渐提高。

2、降本路径：规模效应+原丝成本优化+设备国产化+技术升级

（1）规模效应：显著降低固定成本和流动成本

规模效应降本：随着生产规模扩大，原丝与碳丝单位生产成本均呈下降趋势。

碳纤维规模效应明显，主要体现在对固定资产和人员成本的摊薄：碳纤维设备价值高导致前期固定资产投入较大，在碳纤维生产制备过程中，即使产线规模处于早期较小状态，其辅助工程、生产装备甚至生产人员需一次配齐，规模扩大有利于固定资产及人员成本摊薄；

目前国内企业中，年产能破万吨的有吉林系、中复神鹰以及新创碳谷，随着头部企业扩产持续落地，产能顺利爬坡，规模效应有望持续显现，引导单位生产成本不断降低。

（2）原丝成本：丙烯腈+规模化+原丝制备技术

原丝端降本：丙烯腈价格稳中降低、原丝规模化及制备工艺提升，有望推动原丝成本降低。

丙烯腈价格波动会显著影响原丝生产成本：根据吉林碳谷公告，以丙烯腈为主的原材料占原丝生产成本比例超过60%，原丝制备过程中能耗需求相对碳化能耗需求较小，碳化的过程需要通过高温最高到3000℃；

丙烯腈产能释放推动丙烯腈价格走低：国内丙烯腈的供应商主要为中石化、中石油等，2015年至2019年丙烯腈新增产能较少，市场供不应求局面下价格逐步走高，2018年9月达1.93万元/吨的历史高位。2019年随着江苏斯尔邦等新建产能陆续投产，供需关系得到缓解，丙烯腈价格波动下降。根据中国石油和化学工业联合会预测，2022-2023年中国有138万吨/年丙烯腈装置有望投产，供过于求下丙烯腈价格仍有进一步回落空间。

原丝生产规模化+工艺进步降低单吨丙烯腈消耗，有望推动原丝成本下降：原丝生产同样受益于规模化效应带来的成本节降，规模化生产有利于摊薄固定资产折旧及人员成本；工艺进步降低丙烯腈单耗。工艺进步降低丙烯腈单耗：2018-2020年吉林碳谷丙烯腈单位消耗量随着工艺优化而逐年优化。其他成本保持不变情况下，原丝单吨成本若下降5000元，折算碳丝下降1万元/吨。

（3）能耗：低电价地区+新能源配套降低电力成本

能耗降本：电力成本占比较高，低电价区域比较优势+新能源配套降低电力成本。

碳丝企业制造费用占比最高：根据中复神鹰成本拆分，以丙烯腈为主的直接材料成本占比约30%，而制造费用占比约50%，是公司营业成本的核心构成；

制造费用中电力占比最高，折旧次之：细拆制造费用，其中电力成本占比最高，约占总成本的15-19%，其次折旧成本占比约为总成本的12-14%。

择址比较优势明显的区域建立新生产基地：中复神鹰与光威复材分别在青海西宁和内蒙古包头进行产能扩张，当地较低的电力价格相对东部高工业用电价格区域有明显的成本优势；中复神鹰2022年单吨碳纤维电力消耗约3.04万千瓦时，当电价由连云港的0.59元/度下降至西宁的0.36元/度，电力成本大约可降低0.70万元/吨；

配套新能源基础设施，提升可再生能源使用比例：光伏、风电等绿色清洁能源逐步替代传统能源的使用也是降低能耗成本的方式之一。

（4）设备：国产替代

设备降本：国产设备具备价格优势，有利于降低前期投入及后续折旧。

碳纤维海外垄断体现为工艺和设备的双重垄断：碳纤维生产线由放纱架、氧化炉组、低温碳化炉、高温碳化炉、表面处理浴池、上浆浴池、干燥机、卷绕机等组成。碳纤维制备工艺和设备对碳纤维的生产至关重要，决定了碳纤维的产品质量，由于碳纤维的制备工艺流程复杂，涉及工艺参数较多，参数的积累需要较长的研发周期，国外领头企业对该类设备一直实施封锁禁售；

国产设备实现突破，国产替代空间较大：精功科技为国内碳纤维生产设备龙头，具备千吨级碳纤维成套生产线供应能力，弥补国内市场空白，根据公司销售合同公告，公司单套碳纤维生产线均价约为1.36-1.83亿元，而进口设备造价显著高于国产设备。

（5）技术迭代升级：增加单线产能、提高产能利用率

工艺降本：增加单线产能，降低吨折旧、吨能耗、吨人工。

碳纤维生产线单线年产能与纺丝速度、生产线幅宽、良品率相关，具体计算公式为：单线产量(t)=生产线锭数×纺速×线密度×年运行时间×良品率。

提升幅宽、纺速可以提升单线年产量，以降低单位能耗等成本：生产线的纺速与产品品类和生产工艺等有关，精功科技年产1500吨生产线幅宽跨度在0.5-3m之间，纺丝速度在6-12m/min，中复神鹰已实现单线年产3000吨高性能碳化生产线的设计和运行，单线产能国内居首。提升幅宽和纺丝速度会影响纤维质量和良品率，以及能耗情况，所以如何协调炉宽、运行线速度、良品率等方面以达到生产线稳定运行是设备调试的核心壁垒。

产能利用率的提升也能有效提高单线产能：我国碳纤维产业发展历程中“有产能、无产量”现象明显，主要系工艺及设备限制下生产线运行及产品质量极不稳定，2022年国内碳纤维产能利用率达53%，仍较海外有一定改进空间。

头部企业新建产能落地，产能爬坡期后产能利用率有望提升：2020年以前国内头部碳纤维生产企业产能利用率呈现稳步上升趋势，2021年新建产能落地，运行初期产能利用率有所折损，随着产能顺利爬坡，产能利用率有望持续提高。

原丝到碳丝的预氧化阶段最长需要经历近60-70min的高温环境，所需能耗最大，通过快速预氧化技术显著降低其预氧化时间至35min，能大幅降低碳纤维生产的能耗成本