碳纖維行業(yè)發(fā)展歷程分析

碳纖維行業(yè)發(fā)展歷程分析

碳纖維行業(yè)發(fā)展歷程（一）全球碳纖維行業(yè)發(fā)展歷程全球碳纖維行業(yè)起步于20世紀(jì)70年代，經(jīng)過近30年的不斷發(fā)展，碳纖維生產(chǎn)工藝技術(shù)于21世紀(jì)初趨于成熟。在碳纖維行業(yè)起步階段，碳纖維應(yīng)用領(lǐng)域較窄，主要在國防和部分工業(yè)領(lǐng)域小部分應(yīng)用，隨著更高性能碳纖維制備技術(shù)取得突破、復(fù)合材料成型技術(shù)進(jìn)步，碳纖維產(chǎn)品在工業(yè)機(jī)械、建筑補(bǔ)強(qiáng)、壓力容器、飛機(jī)主承力結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸擴(kuò)大，碳纖維生產(chǎn)成本也逐漸降低。（二）我國碳纖維行業(yè)發(fā)展歷程我國碳纖維行業(yè)幾乎和日本、美國等發(fā)達(dá)國家同時(shí)起步，但由于相關(guān)知識(shí)儲(chǔ)備不足等因素，發(fā)展較為緩慢。同時(shí)，日本、美國等國家對(duì)碳纖維核心技術(shù)形成壟斷，禁止碳纖維供應(yīng)商對(duì)我國關(guān)鍵行業(yè)進(jìn)行出口，試圖延緩我國重大裝備等高端領(lǐng)域的長期發(fā)展。21世紀(jì)以來，我國加大對(duì)于碳纖維領(lǐng)域的支持力度，相繼出臺(tái)多項(xiàng)法律法規(guī)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策，鼓勵(lì)高性能碳纖維復(fù)合材料研發(fā)、生產(chǎn)及下游應(yīng)用。伴隨著國家政策的大力扶持，國內(nèi)碳纖維行業(yè)在技術(shù)上取得重大突破，產(chǎn)業(yè)化程度快速提升，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。目前，在體育健康、風(fēng)電葉片、建筑補(bǔ)強(qiáng)等領(lǐng)域，高性能復(fù)合材料及制品的應(yīng)用技術(shù)已逐步成熟；汽車、醫(yī)療、壓力容器領(lǐng)域碳纖維制品的運(yùn)用也逐步展開；民用航空領(lǐng)域國產(chǎn)碳纖維制品的應(yīng)用起步相對(duì)較晚；軌道交通作為我國代表性產(chǎn)業(yè)，碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用周期相對(duì)較長，目前主要產(chǎn)品正處于逐步從非承載結(jié)構(gòu)的內(nèi)飾件向各類結(jié)構(gòu)件轉(zhuǎn)變的發(fā)展過程。需求量上漲帶動(dòng)碳纖維行業(yè)發(fā)展近年來，中國碳纖維需求量一直維持穩(wěn)步上升趨勢(shì)，企業(yè)和投資機(jī)構(gòu)也紛紛看好碳纖維行業(yè)的發(fā)展前景，各路資本的大量涌入，為碳纖維行業(yè)帶來了刺激效應(yīng)。同時(shí)，碳纖維行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域廣闊，受益于下游風(fēng)電葉片、航空行業(yè)、汽車制造等市場(chǎng)的發(fā)展，預(yù)計(jì)碳纖維需求快速提升。目前我國碳纖維行業(yè)正處于爆發(fā)增長期，未來碳纖維需求市場(chǎng)增速保持在17%左右，隨著碳纖維隨著諸多資本進(jìn)入碳纖維行業(yè)，碳纖維技術(shù)不斷得到突破，需求領(lǐng)域?qū)⑦M(jìn)一步拓展。疫情迫使碳纖維加速發(fā)展國外碳纖維產(chǎn)業(yè)受疫情的影響較大，而我國卻迎來大發(fā)展的機(jī)遇，在當(dāng)前嚴(yán)峻的國際形勢(shì)下，迫使我國加速碳纖維全產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，在穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)上，開發(fā)針對(duì)不同應(yīng)用領(lǐng)域的量身定制系列產(chǎn)品，并使產(chǎn)業(yè)布局更趨合理，在此基礎(chǔ)上做大做強(qiáng)，預(yù)期到2030年前我國有望發(fā)展成為全球最大的碳纖維生產(chǎn)國和消費(fèi)國。國內(nèi)碳纖維龍頭大規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)，將改變世界碳纖維產(chǎn)能格局。從全球碳纖維企業(yè)的后續(xù)擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃來看，碳纖維產(chǎn)能擴(kuò)張主要以中國企業(yè)為主。未來幾年國內(nèi)碳纖維企業(yè)擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃總量預(yù)計(jì)接近30萬噸，但需關(guān)注各企業(yè)的項(xiàng)目落地性以及落地時(shí)間和實(shí)際產(chǎn)能，在供給短缺的背景下，率先實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目落地和產(chǎn)能擴(kuò)大，并穩(wěn)定生產(chǎn)的企業(yè)將具備明顯的先發(fā)優(yōu)勢(shì)，搶占更多的市場(chǎng)份額。碳纖維市場(chǎng)規(guī)模碳纖維行業(yè)屬于國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，在輕量化市場(chǎng)具有廣闊的發(fā)展前景，在國防安全、航空航天等板塊具有不可替代的優(yōu)勢(shì)。中國碳纖維市場(chǎng)規(guī)模從2017年的38．1億元增長至2021年的106．4億元，年均復(fù)合增長率達(dá)29．3%，一直保持增長趨勢(shì)。相關(guān)研究機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，2023年中國碳纖維市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)153．7億元。下游應(yīng)用市場(chǎng)廣闊，有望帶動(dòng)碳纖維需求量上漲碳纖維因其性能優(yōu)異，廣泛用于風(fēng)電葉片、體育休閑、航空航天等領(lǐng)域，下游市場(chǎng)前景廣闊。我國碳纖維應(yīng)用市場(chǎng)中，風(fēng)電葉片、體育休閑及碳碳復(fù)材領(lǐng)域應(yīng)用較多，三者合計(jì)占比達(dá)到75．4%。其中，風(fēng)電葉片是我國碳纖維最大消費(fèi)市場(chǎng)，占碳纖維消費(fèi)總量的36．1%，風(fēng)電葉片中的主梁帽、蒙面表皮、葉片根本、葉片前后邊緣防雷系統(tǒng)等部位均需要用到碳纖維材料，以大幅減輕葉片重量，減少作用在支撐梁上的受力和扭矩等。風(fēng)電葉片作為碳纖維最大的應(yīng)用市場(chǎng)，近年來，在全球能源轉(zhuǎn)型驅(qū)動(dòng)下，全球風(fēng)電行業(yè)發(fā)展迅速。2021年全球風(fēng)電新增裝機(jī)93．6GW，累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到837GW，同比增長12．4%。其中，我國是全球風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模最大地區(qū)，在雙碳戰(zhàn)略及能源改革大背景下，我國不斷推進(jìn)風(fēng)電行業(yè)發(fā)展，加快風(fēng)電領(lǐng)域技術(shù)升級(jí)。從裝機(jī)容量看，2022年我國新增風(fēng)電裝機(jī)37．63GW，累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)到365．4GW，同比增長5．41%，是全球規(guī)模最大的風(fēng)電市場(chǎng)。風(fēng)電也逐漸成為我國新能源發(fā)電的重要組成部分。2022年全口徑發(fā)電量累計(jì)83886．3億千瓦時(shí)，同比增長3．41%。其中，風(fēng)電全年累計(jì)發(fā)電6867．2億千瓦時(shí)，同比增長12．3%，占全口徑總發(fā)電量的8．19%，風(fēng)電發(fā)電規(guī)模占比不斷提升。未來，隨著風(fēng)力發(fā)電機(jī)率持續(xù)增大，特別是海上風(fēng)機(jī)需求刺激下，風(fēng)電大型化趨勢(shì)日益明顯。風(fēng)機(jī)大型化后，風(fēng)電葉片大型化、輕量化需求也將逐漸增加，也將進(jìn)一步拉動(dòng)碳纖維及其復(fù)合材料需求上漲。我國約有11．2%左右的碳纖維用于合成碳碳復(fù)合材料，其主要應(yīng)用于剎車盤、航天部件等零部件。其中，碳碳復(fù)合材料主要應(yīng)用于光伏行業(yè)。據(jù)悉，約有70%的碳碳復(fù)合材料應(yīng)用在光伏領(lǐng)域中，且由于碳碳復(fù)合材料質(zhì)量輕、耐高溫性能較高，其在光伏領(lǐng)域的應(yīng)用逐步提升。在國家大力推廣發(fā)展光伏行業(yè)下，我國光伏裝機(jī)容量持續(xù)增加。2022年，我國新增光伏裝機(jī)容量0．87億千瓦。其中，隨著整縣推進(jìn)項(xiàng)目不斷加速，分布式光伏首次實(shí)現(xiàn)對(duì)集中式光伏趕超，新增分布式光伏占光伏新增裝機(jī)量的68%，集中式光伏僅占32%。截止到2022年底，我國光伏累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到3．93億千瓦時(shí)，同比增長28%。未來，隨著光伏行業(yè)延續(xù)高景氣發(fā)展，碳碳復(fù)合材料需求將繼續(xù)增加，碳纖維及其復(fù)合材料有望保持高速增長。碳纖維產(chǎn)業(yè)迎來大規(guī)模發(fā)展碳纖維是制造先進(jìn)復(fù)合材料的重要增強(qiáng)材料，強(qiáng)度高、抗摩擦、耐腐蝕，可廣泛應(yīng)用于航空航天、能源裝備、交通運(yùn)輸、體育休閑等領(lǐng)域。自誕生以來，高端碳纖維復(fù)合材料技術(shù)長期掌握在發(fā)達(dá)國家手中。為了擺脫核心技術(shù)受制于人的局面，我國在2000年后開始大力發(fā)展碳纖維產(chǎn)業(yè)，并將其列為國家重點(diǎn)發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，十四五規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要更是將在碳纖維復(fù)合材料領(lǐng)域開展協(xié)同應(yīng)用試點(diǎn)示范和加強(qiáng)碳纖維及其復(fù)合材料的研發(fā)應(yīng)用列入其中。在雙碳目標(biāo)引領(lǐng)下，碳纖維產(chǎn)業(yè)將迎來大規(guī)模發(fā)展，市場(chǎng)應(yīng)用不斷拓展。根據(jù)賽奧碳纖維《2016—2021全球碳纖維復(fù)合材料市場(chǎng)報(bào)告》，我國碳纖維需求量從2016年的1．96萬噸增至2021年的6．24萬噸，年均復(fù)合增長率為26．06%，2021年同比增速達(dá)27．69%，預(yù)計(jì)2025年國內(nèi)需求量為15．93萬噸。國內(nèi)企業(yè)大規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)，碳纖維行業(yè)迎來爆發(fā)期國內(nèi)碳纖維龍頭大規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)，將改變世界碳纖維產(chǎn)能格局。從全球碳纖維企業(yè)的后續(xù)擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃來看，碳纖維產(chǎn)能擴(kuò)張主要以中國企業(yè)為主。未來幾年國內(nèi)碳纖維企業(yè)擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃總量預(yù)計(jì)接近30萬噸，但需關(guān)注各企業(yè)的項(xiàng)目落地性以及落地時(shí)間和實(shí)際產(chǎn)能，在供給短缺的背景下，率先實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目落地和產(chǎn)能擴(kuò)大，并穩(wěn)定生產(chǎn)的企業(yè)將具備明顯的先發(fā)優(yōu)勢(shì)，搶占更多的市場(chǎng)份額。碳纖維行業(yè)屬于國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，在輕量化市場(chǎng)具有廣闊的發(fā)展前景，在國防安全、航空航天等板塊具有不可替代的優(yōu)勢(shì)。我國碳纖維市場(chǎng)規(guī)模一直保持增長趨勢(shì)，從2017年的38．1億元增長至2021年的106．4億元，年均復(fù)合增長率達(dá)29．3%，預(yù)計(jì)2023年中國碳纖維市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)153．7億元。未來隨著航空航天、風(fēng)電葉片、碳復(fù)合材料等新興產(chǎn)業(yè)的需求帶動(dòng)，我國對(duì)碳纖維的需求還有望進(jìn)一步提高。政策大力推進(jìn)碳纖維行業(yè)發(fā)展近年來，我國陸續(xù)出臺(tái)了一系列鼓勵(lì)政策對(duì)碳纖維行業(yè)的發(fā)展給予了巨大的政策支持。一方面，《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》《關(guān)于擴(kuò)大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)投資培育壯大新增長點(diǎn)增長極的指導(dǎo)意見》等長期統(tǒng)籌規(guī)劃的出臺(tái)，明確了碳纖維的重要戰(zhàn)略地位和發(fā)展方針，為碳纖維行業(yè)的發(fā)展提供了長期驅(qū)動(dòng)力。另一方面，如《原材料工業(yè)三品實(shí)施方案》《關(guān)于化纖工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見》等政策持續(xù)引導(dǎo)并進(jìn)一步提升碳纖維材料重點(diǎn)品種的關(guān)鍵生產(chǎn)和應(yīng)用技術(shù)，促進(jìn)碳纖維及其復(fù)合材料的開發(fā)，提升行業(yè)產(chǎn)業(yè)化水平，拓寬材料應(yīng)用領(lǐng)域。由于我國碳纖維相關(guān)技術(shù)起步晚于國外等因素，長期以來，國內(nèi)碳纖維市場(chǎng)中進(jìn)口碳纖維的供給量遠(yuǎn)超國產(chǎn)碳纖維。2020年以來受全球新冠疫情的影響，全球貿(mào)易整體受到較大沖擊，國外碳纖維出口國內(nèi)的難度加大，國內(nèi)碳纖維市場(chǎng)整體呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面。隨著我國碳纖維技術(shù)水平的提高，我國逐漸打破日本、美國的市場(chǎng)壟斷，國產(chǎn)化進(jìn)一步推進(jìn)。2021年碳纖維國產(chǎn)化率水平已達(dá)47%，較2020年提升9個(gè)百分點(diǎn)。預(yù)計(jì)未來將加快國產(chǎn)化腳步，降低對(duì)外依賴程度。碳纖維競(jìng)爭(zhēng)格局碳纖維是一種集結(jié)構(gòu)材料與功能材料與一身、具有多種優(yōu)異性能，擁有廣泛應(yīng)用前景的基礎(chǔ)性新材料，廣泛應(yīng)用于航空航天、風(fēng)電光伏、休閑體育等行業(yè)。碳纖維屬于技術(shù)密集型、資金密集型產(chǎn)業(yè)，具有產(chǎn)業(yè)鏈長、工藝技術(shù)復(fù)雜、研發(fā)周期長、資金投入量大、行業(yè)技術(shù)性強(qiáng)等特點(diǎn)，行業(yè)進(jìn)入壁壘高。目前，國內(nèi)生產(chǎn)研發(fā)碳纖維的企業(yè)主要包括中復(fù)神鷹、江蘇恒神、光威復(fù)材、吉林碳谷、吉林寶旌等。按產(chǎn)能建設(shè)情況看，我國碳纖維第一梯隊(duì)企業(yè)包括中復(fù)神鷹、江蘇恒神、光威復(fù)材、吉林碳谷、吉林寶旌，前五企業(yè)產(chǎn)能占比約77%；第二梯隊(duì)企業(yè)包括蘭州藍(lán)星、上海石化、中簡(jiǎn)科技、威海拓展等企業(yè)，產(chǎn)能占比約為13%，其他企業(yè)產(chǎn)能累計(jì)占比10%左右。碳纖維生產(chǎn)的主要技術(shù)壁壘在于原絲，原絲的質(zhì)量對(duì)碳纖維力學(xué)性能影響較大。主流原絲的制備工藝包括私法紡絲和干噴濕法紡絲，其中使用干噴濕法紡絲生產(chǎn)出的纖維表面光滑，纖維致密性更高，干噴濕法紡絲優(yōu)勢(shì)明顯。經(jīng)過長期的技術(shù)累計(jì)與投入，我國碳纖維龍頭企業(yè)正逐步打破國外技術(shù)壟斷格局，國內(nèi)碳纖維產(chǎn)能規(guī)模也在不斷擴(kuò)張。中復(fù)神鷹、江蘇恒神、光威復(fù)材和中簡(jiǎn)科技等部分企業(yè)已經(jīng)能實(shí)現(xiàn)T700級(jí)、T800級(jí)和T1000級(jí)碳纖維規(guī)?；a(chǎn)，產(chǎn)品性能也逐漸能與國外產(chǎn)品比肩。其中，中簡(jiǎn)科技最新研發(fā)的ZT7系列碳纖維產(chǎn)品打破了發(fā)達(dá)國