2023年碳素行業(yè)分析報告目錄TOC\o"1-4"\h\z\u一、行業(yè)概述 PAGEREFToc353278637\h51、傳統(tǒng)炭素制品 PAGEREFToc353278638\h5（1）石墨電極簡介 PAGEREFToc353278639\h5（2）炭塊簡介 PAGEREFToc353278640\h6（3）鐵礦石簡介 PAGEREFToc353278641\h62、等靜壓石墨簡介 PAGEREFToc353278642\h6（1）概述 PAGEREFToc353278643\h6（2）應(yīng)用領(lǐng)域 PAGEREFToc353278644\h8①半導(dǎo)體行業(yè) PAGEREFToc353278645\h8②冶金行業(yè) PAGEREFToc353278646\h8③電火花加工業(yè) PAGEREFToc353278647\h9④核工業(yè) PAGEREFToc353278648\h9⑤其他 PAGEREFToc353278649\h9（3）行業(yè)格局 PAGEREFToc353278650\h9①國外格局 PAGEREFToc353278651\h9②國內(nèi)格局 PAGEREFToc353278652\h113、碳纖維簡介 PAGEREFToc353278653\h13（1）概述 PAGEREFToc353278654\h13①定義 PAGEREFToc353278655\h13②性能特點 PAGEREFToc353278656\h13③碳纖維分類 PAGEREFToc353278657\h14④碳纖維制備 PAGEREFToc353278658\h15（2）應(yīng)用領(lǐng)域 PAGEREFToc353278659\h16①文體休閑 PAGEREFToc353278660\h16②建筑領(lǐng)域 PAGEREFToc353278661\h17③風(fēng)電領(lǐng)域 PAGEREFToc353278662\h17④汽車領(lǐng)域 PAGEREFToc353278663\h17⑤航空航天 PAGEREFToc353278664\h17（3）國內(nèi)產(chǎn)能分布 PAGEREFToc353278665\h184、針狀焦簡介 PAGEREFToc353278666\h19（1）定義和分類 PAGEREFToc353278667\h19（2）應(yīng)用領(lǐng)域 PAGEREFToc353278668\h20（3）行業(yè)格局 PAGEREFToc353278669\h20二、碳纖維——前景廣闊的新材料領(lǐng)域 PAGEREFToc353278670\h211、航空航天、風(fēng)電成為需求快速增長點 PAGEREFToc353278671\h21（1）航空航天 PAGEREFToc353278672\h22（2）風(fēng)電葉片 PAGEREFToc353278673\h22（3）其他領(lǐng)域 PAGEREFToc353278674\h24①建筑領(lǐng)域 PAGEREFToc353278675\h24②汽車減重 PAGEREFToc353278676\h242、2023年后供給出現(xiàn)缺口 PAGEREFToc353278677\h25（1）需求測算 PAGEREFToc353278678\h25（2）產(chǎn)能統(tǒng)計 PAGEREFToc353278679\h263、進(jìn)口替代空間大 PAGEREFToc353278680\h27三、等靜壓石墨行業(yè)分析 PAGEREFToc353278681\h281、下游需求快速增長 PAGEREFToc353278682\h28（1）電火花加工市場空間巨大 PAGEREFToc353278683\h28（2）未來第四代核電站將大幅拉升核石墨需求 PAGEREFToc353278684\h30（3）光伏產(chǎn)業(yè)有望逐步走出低谷 PAGEREFToc353278685\h322、進(jìn)口依賴度80%，進(jìn)口替代空間大 PAGEREFToc353278686\h33四、針狀焦——替代進(jìn)口，降本增效 PAGEREFToc353278687\h341、受益鋼鐵產(chǎn)業(yè)調(diào)整 PAGEREFToc353278688\h35（1）電爐鋼占比提升，拉動針狀焦需求 PAGEREFToc353278689\h35（2）電爐“大換小”，拉動針狀焦需求 PAGEREFToc353278690\h362、進(jìn)口替代，降本增效 PAGEREFToc353278691\h37五、行業(yè)標(biāo)桿分析：方大碳素 PAGEREFToc353278692\h381、鳳凰盤涅——業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型帶來估值業(yè)績雙升 PAGEREFToc353278693\h38（1）新業(yè)務(wù)帶來估值業(yè)績雙提升 PAGEREFToc353278694\h38（2）新項目盈利前景好，確定性大 PAGEREFToc353278695\h392、公司的競爭優(yōu)勢 PAGEREFToc353278696\h40（1）規(guī)模和成本優(yōu)勢 PAGEREFToc353278697\h40（2）技術(shù)傳承和設(shè)備優(yōu)勢 PAGEREFToc353278698\h40（3）全產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢 PAGEREFToc353278699\h41一、行業(yè)概述1、傳統(tǒng)炭素制品（1）石墨電極簡介炭和石墨材料是以碳元素為主的非金屬固體材料。石墨電極類根據(jù)允許使用電流密度大小，可分為普通功率石墨電極。高功率電極、超高功率電極。石墨電極以石油焦、針狀焦為原料，煤瀝青作結(jié)合劑，經(jīng)煅燒、配料、混捏、壓型、焙燒、石墨化、機加工而制成，是在電弧爐中以電弧形式釋放電能對爐料進(jìn)行加熱熔化的導(dǎo)體。按照使用功率的不同，可以分為普通功率石墨電極、高功率石墨電極、超高功率石墨電極。石墨電極工藝流程圖石墨電極的分類（2）炭塊簡介炭塊包括高爐炭塊、鋁槽炭塊（底部炭塊及側(cè)部炭塊）和電爐炭塊，其主要原材料為無煙煤及冶金焦，煤瀝青為粘結(jié)劑，經(jīng)原料制備、配料、混粘、成型、焙燒、機加工而制成。其中高爐炭塊作為耐高溫抗腐蝕材料用于砌筑高爐內(nèi)襯；底部炭塊、側(cè)部炭塊、電爐塊則用于鋁電解槽和鐵合金電爐等。（3）鐵礦石簡介目前具有100萬噸鐵精粉的生產(chǎn)能力。鐵礦位于遼寧撫順，露天磁選開采。2、等靜壓石墨簡介（1）概述等靜壓石墨是指采用等靜壓成型方式生產(chǎn)的石墨材料，也稱為“各向同性”石墨。等靜壓成型是將待壓物料經(jīng)過密封后臵于高壓容器中，利用液體介質(zhì)不可壓縮的性質(zhì)和均勻傳遞壓力的性質(zhì)從各個方向?qū)ξ锪线M(jìn)行均勻加壓。根據(jù)流體力學(xué)原理，其壓強大小不變且均勻地傳遞到各個方向，因此高壓容器中的粉料在各個方向上受到的壓力是均勻的和大小一致的。采用上述方法使粉料致密成坯體的方法稱為等靜壓成型。按照等靜壓成型按成型時溫度劃分，還可分成冷等靜壓、溫等靜壓和熱等靜壓。熱等靜壓生產(chǎn)的石墨性能最高，但價格昂貴，例如神州6號逃逸裝臵上的石墨材料就是采用熱等靜壓技術(shù)生產(chǎn)的，價值高達(dá)2萬元/kg。等靜壓石墨尤其是民用等靜壓石墨材料的生產(chǎn)大多采用冷等靜壓。等靜壓石墨具有以下優(yōu)點：適合大規(guī)格成型、壓制異型制品。由于采用液體加壓，表明均勻受力壓縮；壓力可達(dá)160～200Mpa甚至更高，壓縮強度高。因此適合壓制大規(guī)格制品?？筛淖兡＞咝螤钪苯訅褐瞥僧愋闻?。材料組織結(jié)構(gòu)致密均勻，硬度高、強度高。液體加壓，制品均勻受力；可選保壓時間以及控制泄壓速度，釋放壓力后制品彈性后效小，是壓制超細(xì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的前提條件之一；壓力大、強度高，因此制品硬度和強度均較高。各向同性（特性與尺寸、形狀、取樣方向無關(guān)）。由于液體中加壓，各向壓力相同，制品具有各向同性?？篃嵴鹦阅芎谩⒛透邷?。材料抗熱震性能好，在急冷急熱工況條件下不易開裂；耐高溫，比用其他方式生產(chǎn)的石墨材料抗氧化性能強。等靜壓石墨具有高強度、高密度、高純度、化學(xué)穩(wěn)定性高、結(jié)構(gòu)致密均勻、耐高溫、耐輻照、導(dǎo)電率高、耐磨性好、自潤滑、易加工等特點，廣泛應(yīng)用于冶金、化工、航天、電子、機械、核能等工業(yè)領(lǐng)域。尤其是大規(guī)格高質(zhì)量的特種石墨，作為替代性材料，在高科技、新技術(shù)領(lǐng)域有著寬廣的應(yīng)用空間，具有廣泛的應(yīng)用前景。（2）應(yīng)用領(lǐng)域等靜壓石墨廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、冶金設(shè)備、電火花加工、核工業(yè)和軍工行業(yè)。①半導(dǎo)體行業(yè)由于等靜壓石墨材料的具備高強、高密、各向同性好，制成的石墨部件在使用過程中受熱、加熱都較均勻，同時由于材料的密度均勻能夠有效的減小材料受急冷急熱而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力（抗熱震性能好），故可大大延長設(shè)備或器具的使用壽命周期，所以在半導(dǎo)體、太陽能行業(yè)中，大量用等靜壓石墨（各向同性石墨），制作Cz型單晶直拉爐熱場石墨部件（坩堝、加熱器、導(dǎo)流筒、保溫罩等）；多晶硅熔鑄爐用加熱器、；化合物半導(dǎo)體制造用加熱器、坩堝、等部件。等靜壓石墨屬于石墨材料中的精品，具有其他普通石墨不具備的優(yōu)異性能，是多晶硅、單晶硅制造業(yè)熱場中耐熱材料的首選基礎(chǔ)性材料。②冶金行業(yè)主要用于金屬連鑄結(jié)晶器、超硬材料生產(chǎn)用的耐高溫、耐高壓模具。等靜壓石墨由于組織細(xì)密、強度高、熱傳導(dǎo)均勻，能提高產(chǎn)品的表面光潔度和內(nèi)在質(zhì)量，同時設(shè)備使用壽命長，是結(jié)晶器和模具的最佳材料。③電火花加工業(yè)與銅電極相比，石墨電極具有電極消耗小、加工速度快、密度?。ㄍ叽珉姌O重量輕，降低電極成本）、機械加工方便、成本低等一系列優(yōu)點，是電火花加工用電極的理想材料。④核工業(yè)等靜壓石墨具有優(yōu)異的減速和反射性能、高結(jié)構(gòu)強度、高純度、良好均勻的導(dǎo)熱性，使之成為核能領(lǐng)域不可缺少的材料之一。⑤其他等靜壓石墨還可用于機械、化工、宇航、電器、生物工程領(lǐng)域，作為密封環(huán)、活塞環(huán)、軸承、換熱器、火箭噴嘴、電刷、人造骨、人造牙和心臟瓣膜等。（3）行業(yè)格局①國外格局全球等靜壓石墨主要集中在日本、美國、德國和法國等有限幾個企業(yè)當(dāng)中。A、日本日本等靜壓石墨在產(chǎn)量、質(zhì)量、品種、規(guī)格以及拓展應(yīng)方面均達(dá)到了世界先進(jìn)水平。從事等靜壓石墨研制的企業(yè)最多，包括東洋炭素、東洋碳（卡朋）（1992年已被東海炭素兼并）、東海碳素、新日本科技炭素、揖斐川電氣、東北協(xié)和炭素、東芝陶瓷、日立化成和昭和電極等。產(chǎn)品規(guī)格最大：這幾家公司都具備了生產(chǎn)Φ1000mm或超過Φ1000mm能力。應(yīng)用領(lǐng)域最廣：日本的等靜壓石墨不僅應(yīng)用于半導(dǎo)體、太陽能、冶金、機械加工、原子能等工業(yè)，還推廣應(yīng)用到生物工程與電機制造等領(lǐng)域?？偖a(chǎn)量最高：1995年～1996年統(tǒng)計日本年生產(chǎn)等靜壓石墨能力約為1.3萬噸。2023年日本各公司等靜壓石墨材料總產(chǎn)能達(dá)3萬噸/年左右，增長速度迅猛。B、美國美國是世界上最早從事各向同性石墨研究和生產(chǎn)的國家，目前在美國生產(chǎn)經(jīng)營各向同性石墨的主要企業(yè)有：步高（POCO）石墨公司、尤卡炭素公司、大湖炭素公司、斯塔克浦爾炭素公司、圣瑪利工廠（圣瑪利工廠已被法國羅蘭炭素公司兼并）。尤卡炭素、大湖炭素公司、斯塔克浦爾炭素公司產(chǎn)品在國際上享有盛名，中國市場相對較少。C、德國德國西格里碳素集團(tuán)（收購了林斯道夫炭素后更名為“西格里集團(tuán)（SGL）”）和遜克炭素公司是德國從事等靜壓（各向同性）石墨開發(fā)和生產(chǎn)的主要企業(yè)。西格里集團(tuán)產(chǎn)品，除等靜壓石墨外，還有擠壓成型、模壓成型制品，產(chǎn)品廣泛用于光伏產(chǎn)業(yè)、電火花加工、金屬連鑄等眾多行業(yè)，產(chǎn)品涉及行業(yè)及領(lǐng)域最廣，在中國市場影響力很大。D、法國法國羅蘭炭素公司在國際上居領(lǐng)先地位的是石墨換熱器產(chǎn)品，其基體也是采用等靜壓石墨材料。收購美國圣瑪利工廠后等靜壓石墨材料應(yīng)用方面取得較出色的拓展。在重慶成立重慶羅蘭特種石墨，該公司于2023年10月投產(chǎn)，產(chǎn)能為4000噸/年，其產(chǎn)品計劃70%出口，30%銷售于中國市場。E、俄羅斯、波蘭兩個國家等靜壓石墨研制水平相當(dāng)，后者研制時間大約晚了20年，由于投入不足，產(chǎn)品質(zhì)量水平，遠(yuǎn)落在：美、德、法、日以及中國等國后面，尚處于研制完善階段。②國內(nèi)格局60年代初我國開始了等靜壓技術(shù)的研究，對碳、石墨等多種粉末進(jìn)行了試制研究工作。60年代中期，用國產(chǎn)以及從國外引進(jìn)了小型冷等靜壓機，實驗使用領(lǐng)域進(jìn)一步擴大，試制工作主要在科研院所進(jìn)行，沒形成批量生產(chǎn)能力。70年代末和80年代中國的炭素生產(chǎn)企業(yè)：吉林炭素廠、東新電碳廠、哈爾濱電碳廠、上海碳素廠分別添臵了冷等靜壓機用于炭素材料試制，成為國內(nèi)最先嘗試生產(chǎn)等靜壓石墨的首批企業(yè)。西安43所和北京703所為國防軍工企業(yè)，具備冷等靜壓機外還配臵了熱等靜壓機，所研制石墨材料主要應(yīng)用于與航天、航空等國防有關(guān)的領(lǐng)域未參與大規(guī)格高純、高密、高強石墨材料研制，僅在理論上進(jìn)行過一些探討，未介入市場的競爭。在等靜壓石墨領(lǐng)域，國內(nèi)形成了以中鋼系（吉林炭素+上海炭素）、方大碳素系（蘭州炭素+成都炭素）、東新電碳、重慶羅蘭等為主的寡頭壟斷格局。國內(nèi)現(xiàn)有等靜壓生產(chǎn)線國內(nèi)在建、擬建等靜壓石墨生產(chǎn)線3、碳纖維簡介（1）概述①定義碳纖維是由有機纖維經(jīng)碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料，含碳量高于90%。碳纖維具有高強度、高模量、耐高溫、耐腐蝕、導(dǎo)電和導(dǎo)熱等性能，是一種兼具碳材料強抗拉力和纖維柔軟可加工性兩大特征的化工新材料，是新一代的增強纖維。②性能特點碳纖維具有以下優(yōu)點：1）密度小、質(zhì)量輕，密度為1.5～2g〃cm-3，相當(dāng)于鋼密度的l/4、鋁合金密度的1/2；2）強度、彈性模量高，碳纖維樹脂復(fù)合材料抗拉強度一般都在3500Mpa以上，是鋼的7~9倍，抗拉彈性模量為230~430Gpa亦高于鋼；同時，耐疲勞性好，彈性回復(fù)l00%。3）具有各向異性，熱膨脹系數(shù)小，導(dǎo)熱率隨溫度升高而下降，耐驟冷、急熱，即使從幾千度的高溫突然降到常溫也不會炸裂；4）導(dǎo)電性好，導(dǎo)電性能介于金屬和非金屬之間；5）耐高溫和低溫性好，在3000℃非氧化氣氛下不融化、不軟化，在液氮溫度下依舊很柔軟，也不脆化；6）耐酸性好，對酸呈惰性，能耐濃HCl、H3PO4、H2SO4等侵蝕。此外，還有耐油、抗輻射、抗放射、吸收有毒氣體和使中子減速等特性。但是碳纖維也存在以下缺點：耐沖擊性較差，容易損傷，在強酸作用下發(fā)生氧化，與金屬復(fù)合時會發(fā)生金屬碳化、滲碳及電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象。因此，碳纖維在使用前須進(jìn)行表面處理來避規(guī)這些缺點。③碳纖維分類按原料來源，碳纖維可分為聚丙烯腈系基（PAN）碳纖維、瀝青基碳纖維、粘膠基碳纖維。PAN基、瀝青基和粘膠基碳纖維工藝比較PAN基、瀝青基和粘膠基碳纖維產(chǎn)品性能比較按照每束含碳纖維的根數(shù)分，分為工業(yè)級大絲束（24k、60K、120K、360K和480K）和宇航級小絲束（1K、3K、6K、12K、24K）。大絲束碳纖維主要應(yīng)用與風(fēng)電、汽車工業(yè)；小絲束碳纖維主要應(yīng)用于軍工、航空領(lǐng)域及其體育休閑領(lǐng)域。小絲束碳纖維價格要高于大絲束碳纖維。④碳纖維制備碳纖維的制造包括纖維紡絲、熱穩(wěn)定化（預(yù)氧化）、碳化、石墨化等4個過程。其間伴隨的化學(xué)變化包括，脫氫、環(huán)化、預(yù)氧化、氧化及脫氧等。碳纖維布第一、原絲制備，聚丙烯腈和粘膠原絲主要采用濕法紡絲制得，瀝青和酚醛原絲則采用熔體紡絲制得。制備高性能聚丙烯腈基碳纖維需采用高純度、高強度和質(zhì)量均勻的聚丙烯腈原絲，制備原絲用的共聚單體為衣康酸等。制備各向異性的高性能瀝青基碳纖維需先將瀝青預(yù)處理成中間相、預(yù)中間相（苯可溶各向異性瀝青）和潛在中間相（喹啉可溶各向異性瀝青）等。作為燒蝕材料用的粘膠基碳纖維，其原絲要求不含堿金屬離子。第二、預(yù)氧化(聚丙烯腈纖維200～300℃)、不熔化（瀝青200～400℃）或熱處理(粘膠纖維240℃),以得到耐熱和不熔的纖維,酚醛基碳纖維無此工序。第三、碳化,其溫度為：聚丙烯腈纖維1000～1500℃,瀝青1500～1700℃,粘膠纖維400～2023℃。第四、石墨化,聚丙烯腈纖維為2500～3000℃,瀝青2500～2800℃,粘膠纖維3000～3200℃。第五、表面處理，進(jìn)行氣相或液相氧化等，賦予纖維化學(xué)活性，以增大對樹脂的親和性。第六、上漿處理,防止纖維損傷,提高與樹脂母體的親和性。所得纖維具有各種不同的斷面結(jié)構(gòu)。不同碳纖維生產(chǎn)工藝流程對比分析（2）應(yīng)用領(lǐng)域①文體休閑主要包括漁具、游艇、高爾夫球頭球桿、羽毛球拍、網(wǎng)球拍、滑雪板、箭桿、直行車等。文體休閑領(lǐng)域?qū)μ祭w維性能要求不高，主要應(yīng)用低端碳纖維。②建筑領(lǐng)域碳纖維在建筑領(lǐng)域主要用于加固和修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)。碳纖維的抗拉強度為建筑鋼材的10倍，彈性模量與鋼材相當(dāng)，高彈性碳纖維的彈性模量在鋼材的2倍以上，施工性能與耐久性良好。通過碳纖維對混凝土結(jié)構(gòu)物的補強，可以提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗彎、抗剪承載力，達(dá)到對結(jié)構(gòu)構(gòu)件加固補強，減少地震帶來的危害和延長建筑物使用壽命。③風(fēng)電領(lǐng)域風(fēng)力發(fā)電機超過3MW、葉片長度超過40m時，采用碳纖維制造葉片成為必要的選擇（主要受力部分采用碳纖維復(fù)合材料）。碳纖維復(fù)合材料在葉片上的應(yīng)用,無疑將促進(jìn)風(fēng)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。④汽車領(lǐng)域汽車的輕量化，就是在保證汽車的強度和安全性能的前提下，盡可能地降低汽車的整備質(zhì)量，從而提高汽車的動力性，減少燃料消耗，降低排氣污染。⑤航空航天航空航天碳纖維復(fù)合材料能夠減輕飛機質(zhì)量，進(jìn)而節(jié)省燃油、降低制造成本、降低排放、增大航程。正因如此，飛機機體結(jié)構(gòu)復(fù)合材料化程度是飛機先進(jìn)性的重要標(biāo)志。（3）國內(nèi)產(chǎn)能分布國內(nèi)碳纖維產(chǎn)能（2023）碳纖維在建產(chǎn)能4、針狀焦簡介（1）定義和分類針狀焦是生產(chǎn)超高功率電極、特種炭素材料、炭纖維及其復(fù)合材料等高端炭素制品的原料。用針狀焦制成的炭素材料具有耐熱沖擊性能強、機械強度高、氧化性能好、電極消耗低及允許的電流密度大等優(yōu)點。根據(jù)生產(chǎn)原料的不同，針狀焦可分為油系針狀焦和煤系針狀焦兩種。以石油重質(zhì)油為原料生產(chǎn)的針狀焦為油系針狀焦；以煤焦油瀝青及其餾為原料生產(chǎn)的針狀焦為煤系針狀焦。兩種針狀焦生產(chǎn)工藝不完全相同，但其用途基本相同。如需生產(chǎn)HP和中小規(guī)格的UHP石墨電極，一般選用煤系針狀焦做骨料，而要生產(chǎn)大規(guī)格的UHP石墨電極，需選用石油系針狀焦做骨料，但需要進(jìn)一步減小其CTE值，如通過提高其顆粒粒徑比例和在內(nèi)熱串接石墨化爐內(nèi)進(jìn)行高溫石墨化。油系和煤系針狀焦性能比較針狀焦生產(chǎn)分為3個工段，即原料預(yù)處理、延遲焦化和煅燒工段。國際上針狀焦生產(chǎn)方法是按原料預(yù)處理工藝來命名，延遲焦化和煅燒工段的工藝大同小異。（2）應(yīng)用領(lǐng)域與使用石油焦相比，使用針狀焦的炭素制品具有耐熱沖擊性能強、機械強度高、氧化性能好、電極消耗低及允許的電流密度大等優(yōu)點，因此，針狀焦主要用于生產(chǎn)超高功率電極、特種炭素材料、炭纖維及其復(fù)合材料等高端炭素制品。作為原料的針狀焦，其質(zhì)量很大程度上決定高端炭素制品的最終性能。（3）行業(yè)格局國外針狀焦生產(chǎn)企業(yè)國內(nèi)針狀焦產(chǎn)能情況二、碳纖維——前景廣闊的新材料領(lǐng)域1、航空航天、風(fēng)電成為需求快速增長點目前碳纖維的下游主要集中于：體育休閑、航空航天、工業(yè)與能源行業(yè)。2023年體育休閑、航空航天、工業(yè)與能源行業(yè)的需求占比分別為17%、16%和67%。體育休閑領(lǐng)域，主要包括漁具、游艇、高爾夫球頭球桿、羽毛球拍、網(wǎng)球拍、滑雪板、箭桿、直行車等。文體休閑領(lǐng)域?qū)μ祭w維性能要求不高，主要應(yīng)用低端碳纖維，也是國內(nèi)碳纖維應(yīng)用的主要領(lǐng)域。航空航天領(lǐng)域，主要使用碳纖維復(fù)合材料能夠減輕飛機質(zhì)量，進(jìn)而節(jié)省燃油、降低制造成本、降低排放、增大航程。能源和工業(yè)領(lǐng)域是碳纖維應(yīng)用的重點，利用碳纖維強度高、重量輕的特點，主要用于壓力容器增強、土木工程增強、制造大尺寸風(fēng)力葉片、汽車減重等。（1）航空航天碳纖維復(fù)合材料由于其比強度高、比模量高和不生銹，已成為飛機、導(dǎo)彈、運載火箭、人造衛(wèi)星等航天航空領(lǐng)域不可不可缺少的結(jié)構(gòu)材料。飛機主翼、水平和垂直的橫尾翼和橫梁等部件采用碳纖維復(fù)合材料可以大幅度降低飛機結(jié)構(gòu)重量，改善飛機性能，減少燃料消耗。碳纖維復(fù)合材料在小型商務(wù)飛機和直升飛機上的使用量已占70％～80％，在軍用飛機上占30％～40％，在大型客機上占15％～50％。例如，B787和A380等大型飛機碳纖維的用量約30噸/架。與國外相比，我國軍用戰(zhàn)斗機上碳纖維復(fù)合材料最大用量尚不足10%，最新研制的ARJ21支線客機復(fù)合材料用量不足2%。（2）風(fēng)電葉片風(fēng)電做為清潔、可再生、安全能源，風(fēng)能發(fā)展?jié)摿薮?。增大風(fēng)電單機容量和提高轉(zhuǎn)換效率是風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展方向。風(fēng)電葉片作為捕獲風(fēng)能的關(guān)鍵部件，葉片長度也從最初的20米擴展到60米以上。當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機低于3MW，葉片長度不超過40米時，風(fēng)電葉片普遍采用玻璃纖維復(fù)合材料（GFRP）。但是隨著風(fēng)力發(fā)電單機功率、葉片長度的增加，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機超過3MW、葉片長度超過40m時，玻璃纖維逐漸顯示出性能的不足，采用碳纖維制造葉片成為必要的選擇（主要受力部分采用碳纖維復(fù)合材料）。應(yīng)用碳纖維復(fù)合材料（CFRP），可以實現(xiàn)葉片的大型化和輕量化，而且具有更優(yōu)的抗疲勞性和更高的能源轉(zhuǎn)換效率。由于成本原因，目前CFRP只用于葉片的關(guān)鍵部位，例如橫梁、前后邊緣、葉片根部等。對于關(guān)鍵部位使用成本更高的CFRP的大尺寸葉片而言，由于總量的降低、安裝成本的下降和運行效率的提高，總成本反而下降。據(jù)測算，使用CFRP，直徑為120m風(fēng)輪葉片有效減少總體自重達(dá)38％，葉片成本降低14%，并使整個風(fēng)力發(fā)電裝臵成本降低4.5%。未來海上風(fēng)電機組的額定功率將超過20MW、轉(zhuǎn)子直徑約200m，碳纖維能夠為海上風(fēng)力發(fā)電提供更輕質(zhì)、更抗拉力、更耐腐蝕的葉片和塔架材料。2023年，全球風(fēng)電用碳纖維1.23億噸，占全球碳纖維用量的29%，預(yù)計2023年將達(dá)到3.76億噸，年均增長32%。（3）其他領(lǐng)域①建筑領(lǐng)域碳纖維在建筑領(lǐng)域主要用于加固和修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)，主要包括碳纖維材料與配套樹脂。碳纖維的抗拉強度為建筑鋼材的10倍，彈性模量與鋼材相當(dāng)，高彈性碳纖維的彈性模量在鋼材的2倍以上，施工性能與耐久性良好。通過碳纖維對混凝土結(jié)構(gòu)物的補強，可以提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗彎、抗剪承載力，達(dá)到對結(jié)構(gòu)構(gòu)件加固補強，減少地震帶來的危害和延長建筑物使用壽命。②汽車減重汽車的輕量化，就是在保證汽車的強度和安全性能的前提下，盡可能地降低汽車的整備質(zhì)量，從而提高汽車的動力性，減少燃料消耗，降低排氣污染。實驗證明，若汽車整車重量降低10%，燃油效率可提高6%-8%；汽車整備質(zhì)量每減少100公斤，百公里油耗可降低0.3-0.6升；汽車重量降低1%，油耗可降低0.7%。當(dāng)前，由于環(huán)保和節(jié)能的需要，汽車的輕量化已經(jīng)成為世界汽車發(fā)展的潮流。此外，油田開采的抽油桿、壓力容器增強等多個領(lǐng)域的增長，都將提升碳纖維的需求。隨著碳纖維應(yīng)用領(lǐng)域的增加，需求增長將超預(yù)期增長。以風(fēng)電為例，隨著風(fēng)機大型化，短短幾年內(nèi)，對碳纖維的需求從無到有，2023年已經(jīng)達(dá)到1.23萬噸，達(dá)到碳纖維需求的29%。2、2023年后供給出現(xiàn)缺口（1）需求測算2023年全球碳纖維需求量4.4萬噸，根據(jù)預(yù)測，2023年將達(dá)到8.2萬噸，2023年達(dá)到13.4萬噸。2023-2023年的年均增速17%，2023-2023年的年均增速13%。（2）產(chǎn)能統(tǒng)計截至2023年全球碳纖維小絲束產(chǎn)能6.26萬噸，大絲束產(chǎn)能3.25萬噸。從數(shù)字上看，產(chǎn)能嚴(yán)重過剩。但是，由于碳纖維細(xì)分品種多，生產(chǎn)轉(zhuǎn)換以及成品率造成實際產(chǎn)量嚴(yán)重低于名義產(chǎn)能。按照目前的技術(shù)水平，實際產(chǎn)量只能達(dá)到名義產(chǎn)能的65%~70%。如果按照70%的利用率，2023年之后，碳纖維行業(yè)將逐步供不應(yīng)求。另外，多數(shù)碳纖維產(chǎn)能集中于低端產(chǎn)品（主要用于釣魚竿、高爾夫球桿、羽毛球拍、網(wǎng)球拍等體育休閑領(lǐng)域），未來即使產(chǎn)能過剩，也將主要體現(xiàn)在低端產(chǎn)能中，中高端產(chǎn)能仍供不應(yīng)求。3、進(jìn)口替代空間大據(jù)統(tǒng)計，2023年國內(nèi)聚丙烯腈基（PAN）碳纖維產(chǎn)量不到500噸，進(jìn)口量約6000噸。2023年國內(nèi)碳纖維的需求總量已超過8000噸，國內(nèi)產(chǎn)量僅900多噸。2023年，國內(nèi)需求超過10000噸，國內(nèi)實際產(chǎn)量僅2023噸。目前國內(nèi)少數(shù)利用自主技術(shù)研制的國產(chǎn)T300、T700碳纖維產(chǎn)品已經(jīng)達(dá)到國際同類產(chǎn)品水平。而制約國內(nèi)碳纖維產(chǎn)量和進(jìn)口替代的障礙主要有幾個：一是原絲產(chǎn)能限制。目前國內(nèi)只有以奇峰化纖為首的幾家公司能夠批量生產(chǎn)T300級原絲，其余依靠進(jìn)口，而T300以上碳纖維原絲國外實施封鎖，只出售附加值更高的碳纖維成品。二是耐高溫材料及大型高溫爐。國產(chǎn)碳化爐采用僅能允許在1400℃以下溫度使用的碳化硅作為發(fā)熱體，國外采用高純石墨材料1800℃以上的高溫碳化爐嚴(yán)格限制對國內(nèi)的出口。三是國內(nèi)設(shè)備規(guī)模較小，成本較高。三、等靜壓石墨行業(yè)分析1、下游需求快速增長等靜壓石墨廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、冶金設(shè)備、電火花加工、核工業(yè)和軍工行業(yè)。（1）電火花加工市場空間巨大使用等靜壓石墨作為電極進(jìn)行電火花加工具有以下優(yōu)點：1）電極制造效率高：高速銑粗加工較銅快3倍；高速銑精加工較銅快5倍。而且等靜壓石墨電極不需要額外的人工處理，而銅電極則需要人手挫磨。2）可加工性好：能實現(xiàn)復(fù)雜的幾何造型。3）重量輕，易于制造大型模具：密度不足銅的1/4。4）熱穩(wěn)定性好，不變形無加工毛刺，加工精度高。5）電極加工效率高。在一般情況下的放電加工中，采用石墨電極的加工要比采用銅電極快58%。利用電極加工模具的時間大幅減少，降低制造成本。由于石墨電極相對于傳統(tǒng)銅電極的眾多優(yōu)點，成為發(fā)達(dá)國家電火花加工的主要電極，石墨電極：銅電極比例為8:2。而我國的石墨電極的應(yīng)用比例僅30%，提升潛力大。在諸如預(yù)留量等很多方面，石墨電極和銅電極在設(shè)計上存在差異。此外，只有在特定應(yīng)用環(huán)境下的適合的石墨選型以及放電參數(shù)才能達(dá)到理想的加工效果。傳統(tǒng)的銅電極用戶需要逐步適應(yīng)和學(xué)習(xí)石墨電極的設(shè)計方法。石墨電極在中高端電火花模具加工的全面普及是大勢所趨，石墨電極在電火花加工領(lǐng)域的需求潛力巨大。（2）未來第四代核電站將大幅拉升核石墨需求石墨應(yīng)用于核電領(lǐng)域具有以下優(yōu)點：1）石墨具有較高的散射截面和極低的熱中子吸收截面，較高的散射截面用以慢化中子，低的吸收截面防止中子被吸收，使得核反應(yīng)堆能夠利用少量燃料達(dá)到臨界或正常運行。2）石墨是耐高溫材料。它不像金屬那樣強度隨溫度而下降，而是略有增加，在2023℃以下應(yīng)用，不會出現(xiàn)問題。3）石墨有良好的導(dǎo)熱性能，在堆內(nèi)可以有效地降低溫度梯度，不致產(chǎn)生太大的熱應(yīng)力。4）石墨化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定。除了高溫下的氧化、水蒸氣外，可以耐酸、堿、鹽的腐蝕，因而可以用作熔鹽核反應(yīng)堆和鈾鉍核反應(yīng)堆的堆芯構(gòu)件。5）石墨抗輻照性能極好，能長期在堆內(nèi)服役30～40年。6）石墨可加工性好。高溫氣冷堆是國內(nèi)擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的先進(jìn)的第四代核電技術(shù)。高溫氣冷堆具有以下優(yōu)點：熱效率高：（比壓水堆高25%）；建設(shè)周期短：100MW容量高溫氣冷堆采用模塊化建造方式，建造周期可縮短到兩年，與壓水堆核電廠5～6年的建造周期相比，降低了建造期的利息，可使建造比投資減少20%左右；系統(tǒng)簡單：高溫氣冷堆具有的非能動安全特性使系統(tǒng)大為簡單，不必設(shè)臵壓水堆核電廠中的堆芯應(yīng)急冷卻系統(tǒng)和安全殼等工程安全設(shè)施，節(jié)省了建造投資。固有安全性高：氦氣化學(xué)穩(wěn)定性好，傳熱性能好，而且誘生放射性小；停堆后能將余熱安全帶出，不易發(fā)生堆芯熔融，固有安全性好。自上世紀(jì)八十年代中期，我國開展了10MW高溫氣冷實驗堆的研究、開發(fā)，于2023年12月建成臨界，2023年1月實現(xiàn)滿功率并網(wǎng)發(fā)電。受日本福島核事故的影響的華能石島灣高溫氣冷堆核電站，2023年12月底開工。這是繼清華實驗堆后全球首座四代核電示范堆，也是中國“十四五”獲批的第一個核電項目。壓水堆對核石墨的需求量很小。未來的第四代核電技術(shù)，不管是高溫氣冷堆還是熔鹽堆對核石墨的需求量均很大。按照山東石島灣示范堆的設(shè)計方案，高溫氣冷堆每萬千瓦需要使用60噸等靜壓核石墨。根據(jù)《能源發(fā)展“十四五”規(guī)劃》，到2023年，運行核電裝機達(dá)到4000萬千瓦，在建規(guī)模1800萬千瓦。按照中電聯(lián)2023年上半年發(fā)布的《電力工業(yè)“十四五”規(guī)劃滾動研究綜述報告》稱，2023年核電發(fā)展目標(biāo)減少1000萬千瓦，調(diào)減到規(guī)劃核電裝機規(guī)模7000萬千瓦，主要是調(diào)減了內(nèi)陸核電，而沿海核電只是做適量調(diào)減。按照2023年裝機7000萬千瓦，10%采用高溫氣冷堆的假設(shè)，需要核石墨42023萬噸。（3）光伏產(chǎn)業(yè)有望逐步走出低谷由于等靜壓石墨材料的具備高強、高密、各向同性好，制成的石墨部件在使用過程中受熱、加熱都較均勻，同時由于材料的密度均勻能夠有效的減小材料受急冷急熱而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力（抗熱震性能好），故可大大延長設(shè)備或器具的使用壽命周期，所以在半導(dǎo)體、太陽能行業(yè)中，大量用等靜壓石墨（各向同性石墨），制作單晶直拉爐熱場石墨部件（坩堝、加熱器、導(dǎo)流筒、保溫罩等）；多晶硅熔鑄爐用加熱器、；化合物半導(dǎo)體制造用加熱器、坩堝、等部件。等靜壓石墨屬于石墨材料中的精品，具有其他普通石墨不具備的優(yōu)異性能，是多晶硅、單晶硅制造業(yè)熱場中耐熱材料的首選基礎(chǔ)性材料。2023年歐洲市場的光伏補貼削弱，降低了裝機需求，全球光伏產(chǎn)業(yè)陷入低迷，國內(nèi)多晶硅產(chǎn)量首度出現(xiàn)負(fù)增長。但是各國政府仍對光伏產(chǎn)業(yè)大力扶持和鼓勵。根據(jù)《太陽能發(fā)電發(fā)展“十四五”規(guī)劃》，到2023年，中國太陽能發(fā)電裝機容量將是21GW，年發(fā)電量達(dá)到250億度。到2023年，裝機總量將達(dá)到50GW。這一太陽能發(fā)電裝機目標(biāo)，是現(xiàn)有累計裝機量的近六倍。而太陽能發(fā)電大國德國，目前的光伏裝機量已經(jīng)達(dá)到25GW，德國也成為中國光伏廠商最大的出口市場，到2023年，德國太陽能發(fā)電裝機量將達(dá)到52GW。根據(jù)EPIA《2023年全球光伏市場展望》預(yù)測，2023~2023年全球光伏市場處于整合和調(diào)整期，2023年之后將逐步走出低迷。此外，等靜壓石墨還可用于軍工、航空航天、機械、化工、宇航、電器、生物工程領(lǐng)域，作為密封環(huán)、活塞環(huán)、軸承、換熱器、火箭噴嘴、電刷、人造骨、人造牙和心臟瓣膜等。2、進(jìn)口依賴度80%，進(jìn)口替代空間大全球等靜壓石墨主要集中在日本、美國、德國和法國等少數(shù)幾個企業(yè)，包括日本的東洋炭素、東海炭素；美國的步高（POCO）石墨公司、尤卡炭素公司、大湖炭素公司等；以及德國的西格里炭素（SGL）和法國的羅蘭炭素等。國內(nèi)也新建了不少等靜壓石墨制造設(shè)備，但能規(guī)模化量產(chǎn)的不多，基本集中在方大炭素全資子公司——成都炭素。2023年，國內(nèi)消費的等靜壓石墨19000噸中，15600噸來自進(jìn)口，進(jìn)口比例超80%；公司占國產(chǎn)等靜壓石墨的70%。由于很多國防、軍工、航空、航天領(lǐng)域需要使用高性能的等靜壓石墨，等靜壓石墨是敏感出口商品。高端產(chǎn)品出口是以加工成品形式出口到國內(nèi)以防止另作他用。高端國防、軍工用等靜壓石墨必須依賴國內(nèi)企業(yè)。四、針狀焦——替代進(jìn)口，降本增效針狀焦是生產(chǎn)超高功率電極、特種炭素材料等高端炭素制品的原料。與使用石油焦相比，使用針狀焦的炭素制品具有耐熱沖擊性能強、機械強度高、氧化性能好、電極消耗低及允許的電流密度大等優(yōu)點，因此，針狀焦主要用于生產(chǎn)超高功率電極、特種炭素材料、炭纖維及其復(fù)合材料等高端炭素制品。針狀焦需求量與石墨電極、特種石墨的產(chǎn)量呈正相關(guān)關(guān)系。1、受益鋼鐵產(chǎn)業(yè)調(diào)整（1）電爐鋼占比提升，拉動針狀焦需求石墨電極是電爐煉鋼中的耗材，其每年的消耗量與電爐鋼產(chǎn)量呈正相關(guān)性。電爐鋼在原料的使用效率、減少排放具有高爐等長流程煉鋼不可比擬的優(yōu)勢。受限于社會鋼材蓄積量以及廢鋼資源不足、電力受限等條件的限制，目前電爐鋼占比不高。國內(nèi)目前電爐鋼占粗鋼的比重為9%，與北美58%、歐洲41%相比差距很大，與全球31%的平均水平也差距甚遠(yuǎn)。未來隨著國內(nèi)鋼材蓄積量的迅速增加、電力供應(yīng)的充沛以及節(jié)能減排的需求，電爐鋼比重將逐步得到提升，對石墨電極的需求也將快速增長。而石墨電極產(chǎn)量增長將拉動針狀焦需求。（2）電爐“大換小”，拉動針狀焦需求大電爐必須使用高功率或者超高功率石墨電極。高功率、超高功率石墨電極與普通石墨電極相比，不僅可以縮短電爐的冶煉時間，而且可以降低石墨電極的消耗量，將大幅降低鋼鐵生產(chǎn)成本。對鋼鐵行業(yè)來說，電爐大型化是趨勢所向。發(fā)達(dá)國家?guī)缀跻褵o普通功率電爐（即小電爐），而我國60-150噸的大電爐僅占電爐總量三分之一。2023年2月，國務(wù)院頒布的《鋼鐵產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃》細(xì)則中明確要求重點淘汰30噸及以下電爐的落后生產(chǎn)能力。鋼鐵行業(yè)的產(chǎn)業(yè)調(diào)整勢必推動炭素行業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級。隨著未來我國電爐鋼的比例擴大和小電爐的淘汰，以及鋼廠爐外精煉等工藝的發(fā)展，石墨電極，尤其是高功率和超高功率石墨電極需求量還將繼續(xù)增長。普通功率石墨電極幾乎不需要針狀焦，只需要價格低廉的石油焦即可。超高功率石墨電極只能使用針狀焦而不能使用石油焦。在電爐大型化的背景下，高功率、超高功率石墨電極將逐步成為石墨電極的主流，也將極大拉動針狀焦的需求。2、進(jìn)口替代，降本增效全球能夠規(guī)?；a(chǎn)針狀焦的只有6~7家，主要集中于日本和美國。美國以油系為主，日本則兼顧油系和煤系，主要包括Conoco、CGG、KOA、水島制油所、新日鐵和三菱化學(xué)等，產(chǎn)能在100~120萬噸。目前，針狀焦進(jìn)口依賴度仍較高，針狀焦進(jìn)口占比30%~40%。國內(nèi)能規(guī)?；a(chǎn)的企業(yè)主要有生產(chǎn)煤系的山西宏特和生產(chǎn)油系的錦州石化。由于針狀焦的稀缺性，價格一直在不斷攀升。價格從2023年的500美元/噸，漲到2023年的1500美元/噸。雖然受到金融危機的需求沖擊，價格仍保持高位。以油系針狀焦為例，2023年、2023年進(jìn)口均價分別為1597美元/噸和1891美元/噸。五、行業(yè)標(biāo)桿分析：方大碳素1、鳳凰盤涅——業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型帶來估值業(yè)績雙升（1）新業(yè)務(wù)帶來估值業(yè)績雙提升公司目前業(yè)務(wù)包括鐵礦石、傳統(tǒng)的煉鋼石墨電極和少量等靜壓石墨。其中鐵礦石和煉鋼石墨電極與下游的鋼鐵行業(yè)相關(guān)度很高。公司作為國內(nèi)最大的炭素生產(chǎn)企業(yè)，依托炭素生產(chǎn)的技術(shù)背景和工藝積累，向炭素新材料領(lǐng)域加速轉(zhuǎn)型，依賴針狀焦、碳纖維和特種石墨三個轉(zhuǎn)型方向，實現(xiàn)業(yè)績和估值的雙提升。新業(yè)務(wù)一方面帶來15年利潤近翻倍增長；另一方面新業(yè)務(wù)利潤占比從13年的14%提高到54%，加速從傳統(tǒng)炭素向炭素新材料領(lǐng)域轉(zhuǎn)型。（2）新項目盈利前景好，確定性大公司三個拓展新領(lǐng)域——特種石墨（主要是等靜壓石墨）、針狀焦和碳纖維，具有共同的特點：下游需求快速增長、進(jìn)口依賴度高（70%~90%）、高盈利。公司新產(chǎn)品一方面滿足國內(nèi)快速增長的下游需求（蛋糕做大）；另一方面，在中低端領(lǐng)域替代進(jìn)口產(chǎn)品（蛋糕份額做大）。等靜壓石墨：公司已成為國內(nèi)等靜壓石墨的領(lǐng)跑者，未來將進(jìn)一步擴大規(guī)模和行業(yè)優(yōu)勢。針狀焦：未來產(chǎn)品完全自用，替代公司目前的進(jìn)口和外購原料。碳纖維：規(guī)模優(yōu)勢，降低生產(chǎn)成本；原絲自給，避規(guī)原料瓶頸；憑借多年炭化的工藝積累，有效解決碳纖維高溫炭化難題。2、公司的競爭優(yōu)勢公司擬收購方大集團(tuán)子公司——方泰精密，從而進(jìn)入碳纖維領(lǐng)域。方泰精密成立于2023年4月，主要產(chǎn)品為：1K、3K、6K、12K、24K聚丙烯腈基（PAN）碳纖維。該項目共分兩期建設(shè)，分別為1500噸/年碳纖維工程及1600噸/年碳纖維工程。項目一期1500噸/年碳纖維工程預(yù)計將于2023年10月進(jìn)行調(diào)試試車后投產(chǎn)。項目二期1600噸/年碳纖維工程將在一期工程投產(chǎn)后開始建設(shè)。（1）規(guī)模和成本優(yōu)勢碳纖維生產(chǎn)線具有明顯的規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，其生產(chǎn)成本與單線規(guī)模相關(guān)度較高，根據(jù)國外市場的經(jīng)驗，千噸級以上的產(chǎn)線才能達(dá)到經(jīng)濟(jì)規(guī)模。據(jù)測算，產(chǎn)能為500噸/年的產(chǎn)線的單位產(chǎn)品成本在16萬元左右，如果單線產(chǎn)能提高到1500噸/年，單位產(chǎn)品成本將降低4萬元/噸以上，單位成本下降近30%。（2）技術(shù)傳承和設(shè)備優(yōu)勢碳纖維的技術(shù)難點在于原絲制備和原絲碳化。公司作為國內(nèi)最大的炭素生產(chǎn)企業(yè)，炭素制品的高溫碳化與碳纖維工藝可以相通，憑借雄厚的技術(shù)實力，公司應(yīng)該可以快速掌握碳纖維的熱穩(wěn)定化（預(yù)氧化）、碳化、石墨化工藝。另外，項目的關(guān)鍵設(shè)備采用進(jìn)口，從硬件上確保產(chǎn)品質(zhì)量。（3）全產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢國內(nèi)碳纖維產(chǎn)業(yè)主要集中于合成材料和終端產(chǎn)品應(yīng)用，僅少數(shù)企業(yè)從事原絲和碳纖維生產(chǎn)。與國內(nèi)很多碳纖維生產(chǎn)企業(yè)不同，方泰精密采用了全流程、全產(chǎn)業(yè)鏈的模式，涉足原絲制備—原絲碳化—表面處理—深加工的過程。不僅解決了原料來源問題，而且通過向下游產(chǎn)業(yè)鏈延伸，鎖定產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)利潤。

2023年胰島素行業(yè)分析報告目錄TOC\o"1-4"\h\z\u一、胰島素是人體血糖控制的關(guān)鍵 PAGEREFToc368763251\h41、胰島素是人體內(nèi)唯一能夠降低血糖的激素 PAGEREFToc368763252\h42、胰島素分泌異常會導(dǎo)致糖尿病 PAGEREFToc368763253\h53、我國糖尿病發(fā)病率快速提升 PAGEREFToc368763254\h54、胰島素產(chǎn)品已經(jīng)發(fā)展到第三代 PAGEREFToc368763255\h75、不同胰島素生產(chǎn)工藝差別較大 PAGEREFToc368763256\h8二、醫(yī)生在處方胰島素的時候考慮的問題 PAGEREFToc368763257\h91、隨著病程的推進(jìn)，胰島素使用量逐步加大 PAGEREFToc368763258\h92、胰島素的注射模擬體內(nèi)分泌過程 PAGEREFToc368763259\h103、胰島素一般采用筆式注射，注射部位有講究 PAGEREFToc368763260\h13三、市場容量能夠支撐胰島素的快速增長 PAGEREFToc368763261\h141、使用胰島素的患者群體龐大 PAGEREFToc368763262\h152、胰島素的使用費用 PAGEREFToc368763263\h163、胰島素國內(nèi)市場容量超過200億 PAGEREFToc368763264\h17四、基層需求推動二代胰島素放量 PAGEREFToc368763265\h181、二、三代胰島素聚焦市場不同 PAGEREFToc368763266\h182、二代胰島素在定價和醫(yī)保報銷方面具備優(yōu)勢 PAGEREFToc368763267\h193、價格合理使得國產(chǎn)二代胰島素進(jìn)入多省基藥增補目錄 PAGEREFToc368763268\h204、基層放量，提前布局是關(guān)鍵 PAGEREFToc368763269\h21一、胰島素是人體血糖控制的關(guān)鍵1、胰島素是人體內(nèi)唯一能夠降低血糖的激素血糖是人體血液中所含的葡萄糖，人體細(xì)胞從血液中攝取糖分用以提供能量，血糖是人體最為直接的能量供應(yīng)物質(zhì)。血糖的含量過高和過低都會對人體產(chǎn)生不利影響，過高的血糖含量會引起心血管疾病以及視網(wǎng)膜等組織的病變，而過低的血糖含量則會使人體能量供應(yīng)不足，產(chǎn)生暈厥等癥狀。胰島是人體內(nèi)調(diào)節(jié)血糖濃度的關(guān)鍵臟器，其分泌胰高血糖素用于提升血糖濃度，分泌胰島素用于降低血糖濃度，兩者相互制約達(dá)到體內(nèi)血糖濃度的平衡。糖尿病患者就是胰島素的分泌出現(xiàn)異常，使得體內(nèi)血糖濃度過高。2、胰島素分泌異常會導(dǎo)致糖尿病糖尿病是由于胰腺分泌功能缺陷或胰島素作用缺陷引起的，以血糖升高為特征的代謝性疾病。糖尿病主要分為I型和II型兩種，I型糖尿病主要是自身胰島細(xì)胞受損引起，占比較小約為5%；II型糖尿病主要是由于胰島素分泌不足引起，與生活習(xí)慣聯(lián)系緊密，占比較高，在90%以上。3、我國糖尿病發(fā)病率快速提升我國居民生活水平提升較快，但保健意識未相應(yīng)跟上，這直接導(dǎo)致我國糖尿病發(fā)病率急劇提升。目前我國已經(jīng)超越印度成為全球糖尿病患者數(shù)量最多的國家，糖尿病患者人群已達(dá)9,000萬。巨大的患者人群也為糖尿病治療產(chǎn)品提供了廣闊的市場空間。我國糖尿病發(fā)病率隨著年齡的增長而迅速提升，國內(nèi)人口結(jié)構(gòu)的老齡化也將推升糖尿病發(fā)病率。從糖尿病發(fā)病的絕對人口數(shù)量來看，目前我國城市人口發(fā)病數(shù)量較農(nóng)村略多；但是從潛在人口來看，農(nóng)村患前驅(qū)糖尿?。ㄆ咸烟谴x異常）的人口遠(yuǎn)多過城市，農(nóng)村的糖尿病治療市場蘊含著巨大的增長潛力。4、胰島素產(chǎn)品已經(jīng)發(fā)展到第三代胰島素最初是從豬和牛等動物臟器中獲取，但是動物源性胰島素注射到人體內(nèi)之后會引起較強的排異反應(yīng)，效果較差，這是第一代胰島素。隨著基因工程技術(shù)的發(fā)展，到20世紀(jì)80年代，丹麥諾和諾德公司率先體外合成人胰島素，由于與人自身胰島素結(jié)構(gòu)類似，人工合成胰島素逐步替代動物源性胰島素，這是第二代胰島素。到2023年的時候，人們發(fā)現(xiàn)通過改變體外合成胰島素的結(jié)構(gòu)，能夠控制其在體內(nèi)發(fā)揮效果的時間，效果能夠得到更好的控制，胰島素衍生物應(yīng)運而生，這是第三代胰島素。那么在國內(nèi)這三代胰島素的使用情況如何？第一代動物源性的胰島素由于療效問題在國際上基本已經(jīng)被淘汰，在國內(nèi)僅在農(nóng)村地區(qū)使用；第二代胰島素由于療效穩(wěn)定，價格相對便宜，性價比較高，是目前國內(nèi)使用的主力品種；第三代胰島素目前正在國內(nèi)推廣，但由于價格相對較高，目前主要在一線城市使用。5、不同胰島素生產(chǎn)工藝差別較大第一代胰島素來自于動物，主要從屠宰場豬和牛胰腺中獲取。從第二代胰島素開始，人們首次通過基因工程在微生物中體外合成胰島素，目前主要以大腸桿菌和酵母兩種菌類為載體合成，通化東寶和禮來通過大腸桿菌培養(yǎng)體系合成，諾和諾德通過酵母合成。第三代胰島素同樣以微生物為載體合成，在第二代胰島素的基礎(chǔ)上做了一些基因修飾，即基因片段與人體內(nèi)合成胰島素的基因片段不完全一致，具備不同的功效，所以也叫胰島素類似物。二、醫(yī)生在處方胰島素的時候考慮的問題1、隨著病程的推進(jìn)，胰島素使用量逐步加大對于胰島素依賴型的I型糖尿病患者，只能通過終生胰島素的注射來治療。對于占患者大多數(shù)的非胰島素依賴型的II型糖尿病患者，在初次診療的時候一般會選用口服降糖藥來進(jìn)行治療，在治療后期機體對于口服降糖藥不敏感的時候才轉(zhuǎn)為胰島素治療。我們首先來了解一下幾類口服降糖藥的機理，目前口服降糖藥主要分為三大類，分別是：促胰島素分泌藥、胰島素增敏藥、a-葡萄糖苷酶抑制劑，它們分別從增加胰島素分泌，增強機體對胰島素敏感性、降低營養(yǎng)物質(zhì)吸收等方面來降低血糖。機體對于口服降糖藥有一個耐受的過程，胰島β細(xì)胞在藥品刺激下超負(fù)荷運分泌胰島素，時間長了之后可能會逐步喪失功能，一旦體內(nèi)無法分泌正常所需胰島素，就需要外源注射胰島素來補充，這個時候就需要口服降糖藥和胰島素的聯(lián)合治療，如果控制效果仍不夠理想，需要逐步加大胰島素的使用量，直至完全使用胰島素。隨著病程的推移，大部分糖尿病人在病程的中后期都會開始使用胰島素，從下圖中我們可以看到國內(nèi)使用胰島素病人的比例處于提升的過程之中。2、胰島素的注射模擬體內(nèi)分泌過程胰島素的使用需要模擬體內(nèi)分泌的過程，因此臨床胰島素的分為基礎(chǔ)胰島素和短效胰島素?；A(chǔ)胰島素主要用于保持體內(nèi)胰島素含量穩(wěn)定，而短效胰島素主要用于進(jìn)餐后血糖濃度快速升高的時候，迅速降低血糖。從下圖我們可以很清晰看到，體內(nèi)胰島素的分泌與進(jìn)餐時間幾乎同步，因此注射胰島素的時候也應(yīng)模擬體內(nèi)分泌的過程，在進(jìn)餐時注射起效快短效胰島素，而用長效胰島素維持基礎(chǔ)濃度，理論上凌晨3-4點應(yīng)該是體內(nèi)胰島素含量最低的時候。根據(jù)上圖我們大概可以將外源注射的胰島素分為兩類，一類是在餐后快速控制血糖的短效胰島素，一類是用于維系體內(nèi)胰島素濃度的長效胰島素。對于短效胰島素，要求是注射后能夠迅速吸收，使血液中胰島素的濃度在短期類達(dá)到波峰，用于降低餐后體內(nèi)迅速上升的血糖，而在血糖波峰過后，又能夠快速代謝掉，避免出現(xiàn)低血糖風(fēng)險；而對于長效胰島素，要求是注射后能夠在體內(nèi)穩(wěn)定的釋放，不出現(xiàn)明顯的波峰與波谷。那么胰島素類藥品為什么會有長效和短效之分呢？我們需要了解一下胰島素在體內(nèi)吸收的過程。體外合成的重組人胰島素在溶液中會以六聚體的形式存在，在體內(nèi)逐步分解為單體后發(fā)揮作用。超短效胰島素就是通過改變胰島素部分結(jié)構(gòu)，但保留有效部位，這樣生產(chǎn)的胰島素類似物會以二聚體的形式存在，進(jìn)入體內(nèi)后迅速分解為單體發(fā)揮作用，較短效的六聚體更快。后面科研人員又發(fā)現(xiàn)胰島素與大分子的魚精蛋白結(jié)合能夠大大延緩體內(nèi)釋放速度，由此便形成了長效的魚精蛋白鋅胰島素，這是在二代胰島素的基礎(chǔ)上添加大分子蛋白形成聚合物從而達(dá)到緩釋的目的。在三代胰島素類似物中，科研人員通過改變胰島素結(jié)構(gòu)使得其釋方速度變慢，形成了長效產(chǎn)品，詳細(xì)原理請見下面表格。3、胰島素一般采用筆式注射，注射部位有講究目前胰島素的注射分為胰島素注射筆和胰島素注射器兩種，胰島素注射器相對便宜一些，但攜帶不太方便，并且每次注射前需要抽取胰島素，會造成一定不便，所以逐步被淘汰。各廠家生產(chǎn)的胰島素注射筆基本區(qū)別不大，胰島素注射筆上標(biāo)有劑量刻度，每次使用能夠較為精準(zhǔn)的定量，其使用的注射筆用針頭非常細(xì)小，因此能減少注射時的痛苦和患者的精神負(fù)擔(dān)。此外，胰島素注射筆使用方便，便于攜帶。由于胰島素在脂肪組織中吸收較快，而在肌肉組織中不易吸收，所以胰島素一般需要注射至皮下脂肪組織。由于腹部脂肪較多，所以一般使用短效或與中效混合的胰島素的時候優(yōu)先考慮腹部；而使用長效胰島素的時候，由于希望胰島素緩慢的釋放，合適的注射部位是脂肪組織相對較少的上臂，臀部或大腿。三、市場容量能夠支撐胰島素的快速增長接下來我們會對胰島素的市場容量做一個測算，以便使得投資者有一個定性的認(rèn)識。在測算之前我們首先得弄清楚胰島素在什么情況下使用，使用胰島素的病人群體有多大，使用胰島素的費用有多高。1、使用胰島素的患者群體龐大目前糖尿病主要分為I型和II型，I型糖尿病人需要終生使用胰島素，約占患者數(shù)量的5%，按照9200萬的患者數(shù)量來計算，I型糖尿病患者數(shù)量大概在460萬人。II型糖尿又稱非胰島素依賴型糖尿病，病患者約占患者數(shù)量的90%，約為8,200萬人，部分II型糖尿病人需使用胰島素，具體用量要根據(jù)患者病情而定，一般會在口服胰島素逐步失效的情況下，開始加用胰島素。具體使用胰島素的II型糖尿病人比例目前還沒有精確的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，我們在走訪臨床醫(yī)生的過程中了解到了一些經(jīng)驗性的數(shù)據(jù)，大多數(shù)臨床醫(yī)生認(rèn)為接診的II型糖尿病患者中約有20%需要使用胰島素進(jìn)行治療，如果按照上面我們測算的II型糖尿病患者8,200萬人，那么需要使用胰島素進(jìn)行治療的II型糖尿病患者數(shù)量約為1,600萬人。合并以后，我們認(rèn)為國內(nèi)需要使用胰島素糖尿病患者的數(shù)量約為2,000萬。2、胰島素的使用費用前面我們已經(jīng)談到目前市場上胰島素分為三代，每一代之間的價格差別比較大，并且國產(chǎn)胰島素與進(jìn)口胰島素之間也有價格差別。我們選取最具代表性的兩家企業(yè)來進(jìn)行價格的比較，國產(chǎn)選取通化東寶（二代胰島素為主），進(jìn)口選取諾和諾德（占據(jù)國內(nèi)胰島素市場70%以上的市場份額）。通過以上表格我們對不同類型胰島素的價格有了一個大致的了解，那么一個糖尿病人一天應(yīng)該使用多少胰島