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文檔簡介

1、碳纖維復合材料行業(yè)分析研究報告目錄1.1 名詞解釋42 中國碳纖維復合材料行業(yè)綜述62.1 中國碳纖維復合材料定義及分類62.2 全球碳纖維技術(shù)發(fā)展歷程及中國碳纖維復合材料行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀72.3 中國碳纖維復合材料行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈102.3.1 產(chǎn)業(yè)上游分析102.3.2 產(chǎn)業(yè)中游分析122.3.3 產(chǎn)業(yè)下游分析132.4 中國碳纖維復合材料行業(yè)市場規(guī)模143 中國碳纖維復合材料行業(yè)驅(qū)動與制約因素153.1 驅(qū)動因素153.1.1 下游需求不斷增長,直接帶動產(chǎn)業(yè)發(fā)展153.1.2 技術(shù)升級將加速中國碳纖維復合材料整體產(chǎn)業(yè)發(fā)展163.1.3 新能源汽車行業(yè)的發(fā)展將拓寬碳纖維復合材料應(yīng)用領(lǐng)域183.2 制

2、約因素183.2.1 技術(shù)壁壘高,中國缺少碳纖維復合材料相關(guān)的核心技術(shù)183.2.2 高成本制約碳纖維復合材料大規(guī)模使用193.23 碳纖維生產(chǎn)效率低,產(chǎn)能不足204 中國碳纖維復合材料行業(yè)政策及監(jiān)管分析224.1 行業(yè)支持政策224.2 行業(yè)監(jiān)管政策235 中國碳纖維復合材料行業(yè)市場趨勢245.1沖破碳纖維的技術(shù)封鎖,逐步實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化 245.2 循環(huán)再利用形式將成為碳纖維復合材料的主要發(fā)展方向255.3 碳纖維復合材料將逐步實現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展256 中國碳纖維復合材料行業(yè)競爭格局分析266.1 中國碳纖維復合材料行業(yè)競爭格局概述 266.2 中國碳纖維復合材料行業(yè)典型企業(yè)分析286.2.1 山

3、東江山纖維科技有限公司286.2.2 東莞市協(xié)創(chuàng)復合材料有限公司 306.2.3 無錫威盛新材料科技有限公司 33圖表目錄圖2-1碳纖維復合材料分類(根據(jù)基體材料的不同進行劃分)7圖2-2全球碳纖維技術(shù)發(fā)展歷程 82-3中國碳纖維復合材料產(chǎn)業(yè)鏈1011圖2-4碳纖維分類圖2-5各類碳纖維復合材料性能及應(yīng)用領(lǐng)域12圖2-6中國碳纖維復合材料市場需求量,2014-2023年預測15圖4-1中國碳纖維復合材料行業(yè)支持政策23圖6-1中國碳纖維復合材料企業(yè)概述 26圖6-2江山纖維主要產(chǎn)品 29圖6-3協(xié)創(chuàng)復合主要產(chǎn)品32圖6-4威盛新材主要產(chǎn)品341.1名詞解釋>基體材料:指復合材料中作為連續(xù)

4、相的材料,分為聚合物基體、金屬基體和無機非金屬 基體等類型。>增強材料:指被基體包容的復合材料的組成部分。根據(jù)其性質(zhì)可劃分為有機增強材料、 金屬增強材料和無機非金屬增強材料。> f14a :指f14系列中第一種服役的機型,f14即f-14雄貓式戰(zhàn)斗機,全稱為f-14 “tomcat” fighter a z是美國海軍曾使用的一款超音速空優(yōu)及長程攔截用艦載戰(zhàn)斗機。> f35 :指f-35 lightning ii,即f-35閃電ii式戰(zhàn)斗機,是一款單座單發(fā)動機三軍通用 的多用途戰(zhàn)斗機,遠、近距離空對空戰(zhàn)斗能力僅次于f-22戰(zhàn)斗機。b-2隱形轟炸機:指b-2 幽靈,是目前世界上唯

5、一的隱形戰(zhàn)略轟炸機。> 聚丙烯睛(pan )原絲:polyacrylonitrile ,是一種合成的半晶有機高分子樹脂。> 熔融紡絲工藝:化學纖維生產(chǎn)過程中的一道關(guān)鍵工序,對通風、潔凈、溫濕度和中心冷 卻吹風溫濕度都有較嚴格的要求。> 熱壓罐成型技術(shù):指用真空袋密封包裹復合材料胚料,放入熱壓罐中,在加溫前先將真空袋的空氣抽空,使樹脂固化得到碳纖維制品毛坯的技術(shù)。> 纖維纏繞成型:指將浸過樹脂膠液的連續(xù)纖維(或布帶、預浸紗)按照一定規(guī)律纏繞到芯模上,然后經(jīng)化和脫模等工序獲得制品的工藝方法。> 拉擠成型:指在牽引設(shè)備的牽引下,將連續(xù)纖維或其織物進行樹脂浸潤并通過成型模

6、具加熱使樹脂固化,來生產(chǎn)復合材料型材的工藝方法。液體模塑成型:指一種將液態(tài)單體合成為高分子聚合物,并在模具中能夠同時將聚合物固化為復合材料的工藝方法。輕量化:指在保證物體安全性和其他性能的前提下盡可能地減輕物體整體質(zhì)量的過程??古まD(zhuǎn)剛性:指車身產(chǎn)生變形的難易度。抗扭轉(zhuǎn)剛性越高,車身越難變形。t300 :指碳纖維的品級,也是碳纖維品級的分類標準之一,t系列是以拉伸強度作為衡量標準,本報告中出現(xiàn)的t300"、"t700、"t800”、t1000”和"t1100對應(yīng)表示的抗拉強度分別為3.5gpa、4.9gpa、5.5gpa、6.4gpa、和6.6gpaom3

7、5j :指碳纖維的品級,也是碳纖維品級的分類標準之一。m指高模,j指高強,數(shù)值越大,模數(shù)越高。本報告中出現(xiàn)的"m35j 、m40j、m55j對應(yīng)表示的拉伸模量分別為350gpa、400gpa和550gpao二甲基亞碉:指一種含硫有機化合物,常溫下為透明、無色無臭且具有吸濕性的可燃液體。前體材料:指制備碳纖維所使用的原絲,主要有聚丙烯月青(pan)原絲、瀝青纖維和粘膠絲。"十二五:全稱是中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十二個五年規(guī)劃綱要,主要是對2011年到2015年期間的中國重大建設(shè)項目、生產(chǎn)力分布和中國國民經(jīng)濟重要比例關(guān)系等做出規(guī)劃,為中國國民經(jīng)濟發(fā)展遠景規(guī)定目標和方向

8、。"十三五":全稱是中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃綱要,時間跨度為2016年到2020年。比強度:指材料的抗拉強度與材料表觀密度之比。比模量:指單位密度的彈性模量,是一種材料性質(zhì),又稱勁度質(zhì)量比或比勁度。1k : k數(shù)指的是碳纖維絲中單絲的根數(shù),1k碳纖維絲等于1,000根單絲。2中國碳纖維復合材料行業(yè)綜述2.1中國碳纖維復合材料定義及分類復合材料是指由兩種或兩種以上異質(zhì)、異型和異性材料復合而成的具有特殊功能和結(jié)構(gòu) 的新型材料,這些異質(zhì)、異型和異性材料中,部分作為基體,另一部分則作為增強材料。 碳纖維復合材料是指以樹脂、金屬、陶瓷和橡膠等材料為基體,以碳纖

9、維為增強材料,經(jīng)過 復合制成的結(jié)構(gòu)或功能材料。根據(jù)基體材料的不同,碳纖維復合材料可分為樹脂基復合材料、金屬基復合材料、陶瓷 基復合材料和橡膠基復合材料(見圖2-1 x樹脂基復合材料是指以聚合物(俗稱樹脂)作 為基體,以碳纖維作為增強材料所制成的復合材料,主要應(yīng)用于建筑、化學、交通、醫(yī)療和 航空航天等領(lǐng)域;金屬基復合材料是指以金屬、合金和金屬間化合物作為基體,以碳纖維為 增強材料,通過浸泡、固結(jié)所制成的復合材料,主要應(yīng)用于航空、航天、汽車和體育用品等 領(lǐng)域;陶瓷基復合材料是指以陶瓷材料為基體,以碳纖維為增強材料所制成的復合材料,主要應(yīng)用于發(fā)動機高溫部件等領(lǐng)域;橡膠基復合材料是指以橡膠材料為基體,

10、以碳纖維為增強 材料所制成的復合材料,主要應(yīng)用于管材、耐磨襯輪和特殊密封件等領(lǐng)域。圖2-1碳纖維復合材料分類(根據(jù)基體材料的不同進行劃分)-以聚合物(俗稱樹脂)作為基體,以碳 纖維為增強材料所制成的復合材料主要應(yīng)用于建筑、化學、交通、醫(yī)療和 航空航天等領(lǐng)域-以金屬、合金和金屬間化合物作為基體, 以碳纖維為增強材料,通過浸泡、固結(jié) 所制成的復合材料-主要應(yīng)用于航空、航天、汽車和體育用 品等領(lǐng)域-以陶瓷材料為基體,以碳纖維為增強材料所制成的復合材料.主要應(yīng)用于發(fā)動機高溫部件等領(lǐng)域料所制成的復合材料-主要應(yīng)用于管材、耐磨襯輪和特殊密封 件等領(lǐng)域來源:頭豹研究院繪制2.2全球碳纖維技術(shù)發(fā)展歷程及中國碳

11、纖維復合材料行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀在頭豹針對碳纖維復合材料行業(yè)進行的訪談?wù){(diào)研中,有資深專家指出中國碳纖維復合材 料發(fā)展緩慢主要是由于碳纖維關(guān)鍵技術(shù)的缺失,如炭化爐等生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)。除此之外,中國 碳纖維市場對進口產(chǎn)品具有較強的依賴性,高昂的進口價格和技術(shù)封鎖使得中國碳纖維復合 材料的發(fā)展在較長時期內(nèi)受到限制,難以實現(xiàn)國產(chǎn)化。因此,碳纖維材料的技術(shù)突破在碳纖 維復合材料的發(fā)展中能夠起到?jīng)Q定性作用。全球碳纖維技術(shù)發(fā)展至今大致經(jīng)歷了以下四個階段(見圖2-2 ): 起步時期(20世紀60年代):全球碳纖維行業(yè)實現(xiàn)了技術(shù)突破,日本成功研制出聚丙烯脂基的連續(xù)制備技術(shù),這一技術(shù)的實現(xiàn)極大地推進了碳纖維由實驗室向工業(yè)化發(fā)

12、展的進程;成長時期(20世紀70年代):日本東麗株式會社(以下簡稱:日本東麗)研發(fā) 出抗拉強度為3.5gpa左右的t300級碳纖維。日本東麗在實現(xiàn)新產(chǎn)品突破后,通 過不斷完善生產(chǎn)工藝,隨后對t300級碳纖維實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn),也加快了碳纖維 在國防和工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用;穩(wěn)步發(fā)展時期(20世紀80年代):日本東麗在t300級碳纖維的基礎(chǔ)上成功開 發(fā)了 t800級高強中模型碳纖維,碳纖維的拉伸強度得到明顯提升。這一時期,碳 纖維在拉伸模量方面也有所進展。日本東麗研發(fā)的m40級高模型碳纖維開始投產(chǎn), 部分企業(yè)率先實現(xiàn)了規(guī)?;a(chǎn)。與此同時,日本東麗m50級的高模型碳纖維也 已進入研發(fā)制備階段;加速發(fā)展時期

13、(20世紀90年代至今):全球碳纖維行業(yè)持續(xù)進行高性能產(chǎn)品的 研發(fā),日本東麗在m40級和m50級的基礎(chǔ)上開發(fā)出高模高強型碳纖維m50j ,高 強高模型碳纖維的研發(fā)和生產(chǎn)標志著碳纖維材料性能的又一大提升,也在一定程度 加速了碳纖維材料的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。圖2-2全球碳纖維技術(shù)發(fā)展歷程"1i起步時期i全球碳纖維行業(yè)實現(xiàn)了技術(shù)突破 日本成功研制出聚丙烯脂基的連i1續(xù)制備技術(shù),這一技術(shù)的實現(xiàn)極i i大地推進了碳纖維由實驗室向工i業(yè)化發(fā)展的進程穩(wěn)步發(fā)展時期|i日本東麗在t300級碳纖維的基礎(chǔ)上成i |功開發(fā)了t800級高強中模型碳纖維, |碳纖維的拉伸強度有明顯提升.這一時1 期,碳纖維在拉伸模量方面

14、也有所進展,1 日本東麗研發(fā)的m40級高模型碳纖維開| i始投產(chǎn),部分企業(yè)實現(xiàn)了規(guī)模化生產(chǎn)。i |與此同時,日本東麗m 50級的高模型碳 i纖維也已進入研發(fā)制備階段i20世紀60年代20世紀80年代20世紀90年代至今i1i成長時期i日本東麗研發(fā)出強度為3.5gpa左右的t300級碳纖維。日本東麗在實現(xiàn)i i新產(chǎn)品突破后,通過不斷完善生產(chǎn)工| i藝,隨后對t300級碳纖維實現(xiàn)了工i i業(yè)化生產(chǎn),也加快了碳纖維在國防和 i工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用r 加速發(fā)展時期 i i全球碳纖維行業(yè)持續(xù)進行高性能產(chǎn)品i i的研發(fā),日本東麗在m40和m50的基| i礎(chǔ)上開發(fā)出高模高強型碳纖維m50j ' i高強高模

15、型碳纖維的研發(fā)和生產(chǎn)標志著碳纖維材料性能的又一大提升,也i i一定程度加速了碳纖維材料的產(chǎn)業(yè)應(yīng)|來源:頭豹研究院繪制中國碳纖維復合材料行業(yè)的發(fā)展正處于技術(shù)攻克階段。在生產(chǎn)技術(shù)方面,碳纖維復合材料主要是以碳纖維為增強材料,因此上游碳纖維材料的技術(shù)發(fā)展情況將直接影響碳纖維復合材料的發(fā)展進程。上世紀70年代,中國開始碳纖維材料研究,但由于碳纖維生產(chǎn)技術(shù)長期 被日美兩國所壟斷,中國難以突破日美兩國對先進生產(chǎn)制備技術(shù)的封鎖,致使中國碳纖維材 料至今仍處于緩慢發(fā)展期,核心技術(shù)尚未攻克,難以實現(xiàn)規(guī)?;a(chǎn)。現(xiàn)階段,中國大部分 企業(yè)已能夠規(guī)模化生產(chǎn)t300級別的碳纖維產(chǎn)品。對于t700級別的碳纖維,中國僅有少

16、數(shù) 企業(yè)可進行少量生產(chǎn)。在應(yīng)用領(lǐng)域方面,十二五"時期,中國碳纖維復合材料主要應(yīng)用于體育設(shè)施、工業(yè)和 航空航天領(lǐng)域,其中體育設(shè)施類大宗商品占據(jù)下游應(yīng)用市場近50%份額。在新能源和新材 料行業(yè)的大力推進下,中國碳纖維復合材料下游應(yīng)用領(lǐng)域逐步擴大,”十三五”時期到現(xiàn)在, 碳纖維復合材料下游應(yīng)用領(lǐng)域增長較快的有風電和汽車領(lǐng)域,分別占據(jù)了下游應(yīng)用總需求的 15%和5%o在新能源汽車的推行下,碳纖維復合材料將加大在汽車領(lǐng)域的布局,從而推動行業(yè)的發(fā)展。2.3中國碳纖維復合材料行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈中國碳纖維復合材料行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的上游是碳纖維增強材料行業(yè)、樹脂等基體材料行業(yè); 中游為碳纖維復合材料生產(chǎn)行業(yè)彳亍業(yè)下

17、游為碳纖維復合材料主要應(yīng)用行業(yè),包括航空航天、 體育設(shè)施、汽車風電等領(lǐng)域(見圖2-3 ):圖23中國碳纖維復合材料產(chǎn)業(yè)鏈中游碳纖維復合材料生產(chǎn)行業(yè)上游°原材料行業(yè)碳纖維增強材料樹夠基體材料)來源:頭豹研究院繪制2.3.1產(chǎn)業(yè)上游分析中國碳纖維復合材料行業(yè)上游由碳纖維增強材料行業(yè),樹脂等基體材料行業(yè)構(gòu)成:碳纖維增強材料碳纖維是一種含碳量在90%以上的高強度的無機高分子纖維,具有高強度、高模量、 耐腐蝕、耐摩擦和耐高溫等多種性能。根據(jù)原絲不同碳纖維主要可分為聚丙烯晴基碳纖維、 瀝青基碳纖維和粘膠基碳纖維;由于每一根碳纖維都是由數(shù)千根碳纖維單絲組成,因此根據(jù) 碳纖維單絲數(shù)量的不同又可將碳纖

18、維劃分為小絲束和大絲束。小絲束指纖維單絲數(shù)量小于24,000根的碳纖維,大絲束指纖維單絲數(shù)量大于48,000根的碳纖維(見圖2-4 圖2-4碳纖維分類來源:頭豹研究院繪制碳纖維的制造工藝較為復雜,涉及關(guān)鍵生產(chǎn)技術(shù)較多,技術(shù)壁壘較高。目前全球碳纖維 技術(shù)主要集中在日本東麗、日本東邦化學工業(yè)株式會社和日本三菱人造纖維股份有限公司三 家企業(yè)中。中國碳纖維行業(yè)的技術(shù)水平與日美等發(fā)達國家存在差異,技術(shù)創(chuàng)新能力較弱,導 致碳纖維行業(yè)發(fā)展緩慢。頭豹通過對復合材料行業(yè)協(xié)會的專家訪談中得知,中國碳纖維生產(chǎn)制備的發(fā)展主要受限 于原絲的供應(yīng)。全球原絲的供應(yīng)主要集中在日本、美國和德國等少數(shù)發(fā)達國家,中國目前僅 有兩家

19、企業(yè)具有生產(chǎn)制備實力。由于技術(shù)壁壘的存在,中國生產(chǎn)的原絲品質(zhì)較低,且產(chǎn)量較 少,一定程度上牽制著碳纖維行業(yè)的發(fā)展,使得中國的碳纖維生產(chǎn)企業(yè)議價能力較低。樹脂等基體材料廣義而言,樹脂是指可作為塑料制品加工原料的任何高分子化合物。根據(jù)化學組成結(jié)構(gòu) 成分可分為環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、脈醛樹脂、三聚割胺甲醛樹脂和聚四氟乙烯等。碳纖維復 合材料會保留基體材料和增強材料的優(yōu)勢,例如碳纖維和環(huán)氧樹脂二者進行復合制成的材 料,該材料的強度和彈性模量都超過鋁合金,彌補了玻璃鋼彈性模量低的缺點。根據(jù)各類樹脂性能差異,樹脂可被應(yīng)用在電氣、交通運輸、機械儀表、航空航天、醫(yī) 療衛(wèi)生、建筑材料、信息產(chǎn)業(yè)、節(jié)能環(huán)保等多個領(lǐng)域。

20、其中,在電氣、交通運輸、節(jié)能環(huán)保 和建筑材料等領(lǐng)域發(fā)展尤其明顯,下游應(yīng)用的增加可直接提升中國對樹脂的需求水 平。與此同時,中國樹脂行業(yè)正在不斷進行升級,產(chǎn)品逐漸由中低端領(lǐng)域向中高端領(lǐng)域發(fā)展,整體行業(yè)研發(fā)水平不斷提高。2.3.2產(chǎn)業(yè)中游分析碳纖維復合材料行業(yè)的中游是碳纖維復合材料生產(chǎn)行業(yè)。根據(jù)基體材料的不同,碳纖維復合材料可劃分為以樹脂、金屬、陶瓷和橡膠為基體的四 類碳纖維復合材料,這些碳纖維復合材料性能各異(見圖2-5 樹脂基復合材料具有較好 的強度、剛度、耐濕性和成型加工性,可應(yīng)用于宇宙飛行器外表面放熱層和航空航天結(jié)構(gòu)材 料等方面;金屬基復合材料具有高比強度、高比模量,可應(yīng)用于宇航結(jié)構(gòu)材料、

21、汽車和鐵道 等方面;陶瓷基復合材料有助于改善用于復合的兩類材料的韌性并提高機械的沖擊性,可應(yīng) 用于發(fā)動機的高溫部件方面;橡膠基復合材料有助于提高器件使用壽命,并改善熱疲勞性, 可應(yīng)用于管材和耐磨襯輪等方面。圖2-5各類碳纖維復合材料性能及應(yīng)用領(lǐng)域碳纖維復合材料分類基體材料性能應(yīng)用領(lǐng)域樹脂ms合材料枷匕較好的強度、剛度、耐濕宇宙飛行器外表面放熱層顧曰 性和成型加工性航空航天結(jié)構(gòu)材料金屬基復合材料全扈高比強度、高量宇確構(gòu)材料 3鐵道陶瓷基復合材料陶瓷費韌性,提高機械的沖發(fā)動機的高溫酬橡膠:膘e使用壽命'改善管材和耐磨祖侖熱疲萬性來源:頭豹研究院繪制中國碳纖維復合材料的生產(chǎn)中,以碳纖維增強樹

22、脂基復合材料為主,其市場份額占據(jù)碳纖維復合材料市場的85% ,金屬基、陶瓷基和橡膠基則總共占據(jù)15%的市場份額。中國碳纖維復合材料行業(yè)發(fā)展較為緩慢,一方面是由于受上游原料供應(yīng)的影響,中國碳 纖維原絲生產(chǎn)技術(shù)較為落后,致使中國原絲產(chǎn)量有限且品質(zhì)較低,碳纖維復合材料的發(fā)展長 期受到制約;另一方面,中國碳纖維復合材料目前在關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域尚未取得突破,技術(shù)仍有 較大的提升空間。因此,碳纖維復合材料行業(yè)中游的發(fā)展對上游行業(yè)依賴性較高,中游產(chǎn)業(yè) 的議價能力較弱。碳纖維復合材料生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)能普遍較小,生產(chǎn)中的規(guī)模化效應(yīng)較弱,在 整個碳纖維復合材料產(chǎn)業(yè)中話語權(quán)較輕。2.3.3產(chǎn)業(yè)下游分析碳纖維復合材料下游應(yīng)用主

23、要包括航空航天、體育設(shè)施、工業(yè)和風電行業(yè)等其他領(lǐng)域, 在綠色能源和新型材料發(fā)展的帶動下,中國碳纖維復合材料的下游應(yīng)用領(lǐng)域逐步擴大,開始 在汽車和石化領(lǐng)域布局,并進一步加大了在風電領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。十二五時期中國碳纖維復合材料在體育設(shè)施、工業(yè)和航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用占比分別 約為60%、30%和10%。到十三五時期,中國碳纖維復合材料在體育設(shè)施、工業(yè)和航 空航天領(lǐng)域的應(yīng)用占比將分別為45%、25%和10% ,此外還將增加風電和汽車兩大應(yīng)用領(lǐng) 域,占比分別約為15%和5%。從下游需求來看,體育設(shè)施屬于大宗產(chǎn)品類,對碳纖維復合材料的需求量長期保持在穩(wěn) 定水平。根據(jù)頭豹數(shù)據(jù)顯示,2018年中國碳纖維復合材料

24、體育器材用量約為l3萬噸,中 國2022年即將承辦的冬奧會將加大體育設(shè)施領(lǐng)域?qū)μ祭w維復合材料的需求,未來4年內(nèi)需 求將有顯著的提升,頭豹預計,體育設(shè)施領(lǐng)域的市場占比在2022年將達到50%。除體育設(shè)施領(lǐng)域,下游風電領(lǐng)域的碳纖維復合材料的需求也將呈現(xiàn)明顯的增幅。中國不 斷加大在低速風機和i海上風機的生產(chǎn)研發(fā),葉片長度不斷增長,由于樹脂基碳纖維復合材料 是制造大型葉片的關(guān)鍵材料,風機建設(shè)的加強將直接推動碳纖維復合材料在風電領(lǐng)域的應(yīng) 用。下游應(yīng)用領(lǐng)域的增加,一方面對碳纖維復合材料的生產(chǎn)制備提出了更高的要求。在整體 產(chǎn)業(yè)鏈中,下游需求將直接影響中游的生產(chǎn),因此下游在產(chǎn)業(yè)鏈中較為重要,也因此具有較 強的

25、議價能力;另一方面,應(yīng)用領(lǐng)域的增加將直接帶動需求提升,對整個行業(yè)的發(fā)展起到推 動作用。2.4中國碳纖維復合材料行業(yè)市場規(guī)模近年來,中國陸續(xù)出臺相關(guān)政策以引導碳纖維行業(yè)的發(fā)展,2016年中國工信部發(fā)布石化和化學工業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016-2020年),提出要加快發(fā)展高性能碳纖維及復合材料,重點 突破高強碳纖維低成本、連續(xù)穩(wěn)定、規(guī)模化生產(chǎn)技術(shù),加快高強中模、高強高模級碳纖維產(chǎn) 業(yè)化突破。受上游碳纖維行業(yè)的約束,中國碳纖維復合材料發(fā)展較為緩慢。中國已掌握t300級碳 纖維工業(yè)化生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù),可基本實現(xiàn)國產(chǎn)化,但碳纖維復合材料則仍主要應(yīng)用于中低端 產(chǎn)品。根據(jù)頭豹數(shù)據(jù)顯示,中國碳纖維復合材料市場需求量由2

26、014年的2.8萬噸增長至 2018年的4.6萬噸,年復合增長率為13.2%。伴隨著政策的持續(xù)引導,資本不斷注入,中 國碳纖維復合材料企業(yè)在技術(shù)方面將有較大的提升,下游應(yīng)用將進一步擴大,直接帶動中國 碳纖維復合材料的需求增長。據(jù)頭豹預計,未來五年中國碳纖維復合材料市場需求量的年復合增長率將達到13.9% ,到2023年將達到8.9萬噸(見圖2-6 圖2-6中國碳纖維復合材料市場需求量,2014-2023年預測萬噸15 -112.9 -6 -3 .0 -中國碳纖維復合材料 市場需求量年復合增長率2014-201813.2%2019預測-2023預測13.9%35.6.96.07.88.92014

27、2015201620172018 2019預測2020預測2021 預測2022預測2023預測來源:fsteam軟件采編,頭豹數(shù)據(jù)中心編制3中國碳纖維復合材料行業(yè)驅(qū)動與制約因素3.1驅(qū)動因素3.1.1下游需求不斷增長,直接帶動產(chǎn)業(yè)發(fā)展復合材料具備良好的性能優(yōu)勢,可以克服單一材料的不足,極大地發(fā)揮其基體材料和增 強材料的優(yōu)勢。早期,碳纖維復合材料主要用于高精尖領(lǐng)域,如航空和軍用等。隨后,碳纖 維復合材料生產(chǎn)工藝逐步完善,碳纖維復合材料產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的態(tài)勢,并在民航、汽 車和建筑等應(yīng)用領(lǐng)域逐步擴大。以碳纖維復合材料在軍用航空領(lǐng)域和民用航空領(lǐng)域的應(yīng)用為 例,其表現(xiàn)如下:在軍用航空領(lǐng)域,由于具有

28、高強和質(zhì)輕的優(yōu)良性能,碳纖維已成為軍用航空領(lǐng)域必不可 少的戰(zhàn)略基礎(chǔ)材料。軍用航空領(lǐng)域?qū)μ祭w維復合材料的需求主要來自于不斷擴大的碳纖維復 合材料應(yīng)用比例。從全球市場來看,上世紀70年代初到80年代初,在美國第三代戰(zhàn)斗機f14a上,碳纖維復合材料的用量占比僅有1% ,主要用在飛機次承力部件,如垂尾翼、平尾翼、方向舵等。隨后,在美國的第四代戰(zhàn)斗機f35上,碳纖維復合材料的用量占比已經(jīng)高 達36% ,在美國b-2隱形轟炸機的碳纖維復合材料用量占比更是高達50% ,碳纖維復合材 料逐漸被應(yīng)用于軍用飛機中較大的非承力部位,比如整個機身、機頭以及機翼等部分;從中 國市場來看,復合材料在軍用航空領(lǐng)域用量占比也

29、相對較高,例如中國直-9型直升飛機機 身上使用的碳纖維增強樹脂基復合材料的用量已經(jīng)達到了 50%。由此可見,碳纖維復合材 料用量占比的擴大體現(xiàn)了下游應(yīng)用市場對其需求的增加。在民用航空領(lǐng)域,由于飛機自重的增加將直接提升耗油量進而增加飛機的碳排放量,而碳纖維等復合材料的使用降低了飛機的重量,能夠一定程度上減少飛機的碳排放量。中國民 航局在十三五節(jié)能減排的規(guī)劃中指出:到2020年建成綠色民航標準體系,實現(xiàn)民航營運綠色化,降低二氧化碳的排放量。因此,采用輕質(zhì)高強的碳纖維復合材料可實現(xiàn)飛機 輕量化,起到節(jié)能減排的作用,這一趨勢也將進一步加大碳纖維復合材料在民用航空領(lǐng)域的 應(yīng)用,提升碳纖維復合材料下游的市

30、場需求。與此同時,根據(jù)中國民用航空局2019年發(fā)布 的中國2018年民航統(tǒng)計公報中披露的數(shù)據(jù)顯示,截至2018年底,中國民航全行業(yè)運 輸飛機期末在冊架數(shù)為3,639架,比上年底增加343架。中國飛機數(shù)量的增加也將為碳纖 維復合材料下游提供更大的市場份額和應(yīng)用場景。3.1.2技術(shù)升級將加速中國碳纖維復合材料整體產(chǎn)業(yè)發(fā)展當下,碳纖維復合材料在生產(chǎn)技術(shù)、生產(chǎn)工藝和制造設(shè)備方面逐漸成熟,這將極大地改善碳纖維復合材料的生產(chǎn)制備流程,加速碳纖維復合材料的產(chǎn)業(yè)化發(fā)/p<0中國碳纖維復合材料行業(yè)相關(guān)技術(shù)的提升主要表現(xiàn)在以下幾方面: 原絲技術(shù)升級。碳纖維的生產(chǎn)主要由三類前體材料制備得到,即聚丙烯睛(pan

31、)原絲、人造絲和粘膠絲。其中,聚丙烯晴(pan )原絲是制備碳纖維的主流材料,聚丙烯晴基 碳纖維產(chǎn)量占到碳纖維產(chǎn)量的90%以上。早期,原絲在碳纖維生產(chǎn)總成本中的占比達到了 51% ,因此,降低原絲成本是降低碳纖維成本的主要方法。聚丙烯睛(pan )原絲的制備一 般是通過溶液紡絲方法制備,由于這種技術(shù)存在制備時間長、生產(chǎn)流程復雜和成本高等問題, 碳纖維生產(chǎn)廠商不斷探索和升級紡絲制備方法。隨后,熔融紡絲工藝應(yīng)運而生,用這種方法 制備聚丙烯臘(pan )原絲可以提高紡絲速度,縮短工藝流程,通過降低聚丙烯晴(pan ) 原絲的生產(chǎn)成本,進而控制碳纖維材料制備成本,為碳纖維復合材料的生產(chǎn)制備提供穩(wěn)定發(fā)

32、展的原料供應(yīng)。由此看來,原絲生產(chǎn)制備方法的提升將直接推動碳纖維復合材料的生產(chǎn)制備 效率的提升。 高效成型技術(shù)升級。早期,碳纖維復合材料采用熱壓罐成型技術(shù),然而這種技術(shù)存在 成型周期較長,能耗較大等問題,難以滿足工業(yè)大規(guī)模、高效率生產(chǎn)的要求,很難充分發(fā)揮 碳纖維復合材料的性能。相比于熱壓罐成型技術(shù),罐外熱壓成型、纖維纏繞成型、拉擠成型、 液體模塑成型技術(shù)和熱壓成型等新興技術(shù)具有自動化程度高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)勢,將降低 生產(chǎn)中的人力成本。因此,制備工藝的升級主要是通過降低生產(chǎn)成本和加速碳纖維成型的方 式,進而提升碳纖維復合材料生產(chǎn)效率。 自動化制造設(shè)備升級。長期以來,碳纖維復合材料類零部件的生產(chǎn)主

33、要以小批量的單件生產(chǎn)為主,因此在生產(chǎn)流程中容易出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量合格率低、制造成本高和生產(chǎn)效率低等問 題。在碳纖維復合材料應(yīng)用要求提高和需求量增加的發(fā)展背景下,碳纖維機械化及其自動化 制造技術(shù)不斷升級,行業(yè)加大了相關(guān)設(shè)備的改造和引進進程,中國在碳纖維復合材料生產(chǎn)制 備領(lǐng)域已經(jīng)逐步形成了規(guī)?;a(chǎn)的能力,這一制造設(shè)備升級趨勢將直接促進碳纖維復合材 料產(chǎn)業(yè)化。3.1.3新能源汽車行業(yè)的發(fā)展將拓宛碳纖維復合材料應(yīng)用領(lǐng)域碳纖維復合材料具有重量輕、成本低、強度高和耐化學腐蝕等特性,是傳統(tǒng)木模、鋼模 的良好替代品,也是發(fā)展現(xiàn)代工業(yè)不可缺少的基礎(chǔ)材料之一。由于當前的新能源汽車主要是 以電力驅(qū)動,電池重量普遍在30

34、0kg以上,因此新能源汽車對輕量化、節(jié)能和環(huán)保的需求 更為迫切,碳纖維復合材料將成為新能源汽車應(yīng)用領(lǐng)域的重要拓展方向。現(xiàn)階段,碳纖維復合材料在新能源汽車的零部件和車體中都得到了應(yīng)用。在零部件方面, 碳纖維輪轂的應(yīng)用可使汽車擁有更快的啟動、轉(zhuǎn)向和停止速度,提高汽車安全性。如綠馳 venere已經(jīng)實現(xiàn)了采用碳纖維復合材料輪轂的新能源跑車的量產(chǎn);在車身方面,蔚來es6 采用了鋁合金+碳纖維復合車身結(jié)構(gòu)的車型,可以提升車身抗扭轉(zhuǎn)剛性,提高設(shè)計自由度, 優(yōu)化汽車在彎道上的表現(xiàn)。盡管碳纖維在新能源汽車的應(yīng)用仍處于初步階段,但中國工信部頒布的汽車產(chǎn)業(yè)中長 期發(fā)展規(guī)劃明確指出,到2020年中國新能源汽車年產(chǎn)量

35、將達到200萬輛,2025年會達 到600萬輛以及新能源汽車銷量占汽車總銷量的比例達到20%以上的發(fā)展目標。根據(jù)頭豹 數(shù)據(jù)顯示,新能源汽車銷量由2014年的109,500輛增長到2018年的1,365,500輛,年 復合增長率為87.9%。新能源汽車銷量的增加將為碳纖維復合材料應(yīng)用提供更大的市場空 間,推進產(chǎn)業(yè)發(fā)展。3.2制約因素3.2.1技術(shù)壁壘高,中國缺少碳纖維復合材料相關(guān)的核心技術(shù),全球碳纖維原料制備的核心技術(shù)長期被發(fā)達國家壟斷,其中美國和日本是世界上生產(chǎn)碳 纖維的主要國家。日本東麗公司(以下簡稱:日本東麗)于1961年開始研究聚丙烯月青基碳纖維。1965年后,美國union carbi

36、de corporation和日本群馬公司都成功研發(fā)了出瀝青 基碳纖維。日本東麗一直占據(jù)碳纖維技術(shù)的制高點,形成了包括t300、t700、t800、t1000 等高強系列碳纖維產(chǎn)品和m35j、m40j、m55j等高模高強系列碳纖維產(chǎn)品。此夕卜,日本東 麗是全球首家研發(fā)并掌握了 t1100碳纖維技術(shù)的公司。中國碳纖維技術(shù)水平較國際相對落后,國際上的碳纖維技術(shù)處于高度封鎖和壟斷狀態(tài)。 與國際先進水平相比,中國缺乏具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù),碳纖維存在原絲生產(chǎn)技術(shù)路 線單一、生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定性較差和生產(chǎn)過程中能耗較大等問題。此外,中國碳纖維的生產(chǎn)線 有著低水平和重復建設(shè)的特征,技術(shù)水平主要集中在t30

37、0-t700系列,難以滿足市場上對 碳纖維復合材料的高質(zhì)量要求,缺乏市場競爭力。3.2.2高成本制約碳纖維復合材料大規(guī)模使用碳纖維原絲、碳纖維和碳纖維復合材料成本居高不下是碳纖維材料復合材料價格昂貴的 主要原因:碳纖維原絲:90%的原絲為聚丙烯晴(pan)原絲,其原料成本高昂,且現(xiàn)有 的濕紡原絲和熔紡原絲兩種制備工藝的設(shè)備和原料成本較高,致使聚丙烯晴(pan)原絲成 本居高不下;碳纖維:碳纖維的制備需要原絲要經(jīng)過預熱、預氧化、碳化、石墨化等過程, 各個環(huán)節(jié)之間需要多種制備工藝和設(shè)備的參與,設(shè)備投入、維護和折舊的成本大,且在碳纖 維加工中產(chǎn)生的能耗和運轉(zhuǎn)成本高。此外,國外壟斷的碳纖維材料價格高昂

38、,如最新的碳纖維材料t1100等,高昂的進口 碳纖維的價格進一步增加了成本;碳纖維復合材料碳纖維復合材料的制作過程較為復雜, 同時對技術(shù)人員的操作要求較高。制作碳纖維產(chǎn)品的制備過程較長且對模具精度的要求較 高,主要涉及高溫模壓成型、真空導入、固化等生產(chǎn)工藝。生產(chǎn)階段對設(shè)備、技術(shù)和人員的 高要求也將直接提升碳纖維復合材料的制作成本。因此,碳纖維原絲、碳纖維和碳纖維復合材料成本的居高不下將制約碳纖維復合材料的大規(guī)模應(yīng)用,阻礙行業(yè)的發(fā)展。3.2.3碳纖維生產(chǎn)效率低,產(chǎn)能不足中國碳纖維企業(yè)由于生產(chǎn)水平有限,2018年中國碳纖維的理論產(chǎn)能為27,448.8噸, 但實際產(chǎn)量僅為7,822.9噸,產(chǎn)能利用率

39、不足30%。且2018年碳纖維進口量為3,476.9 噸,由此可見,碳纖維對進口的依賴度也相對過高,碳纖維供不應(yīng)求的情況突出。現(xiàn)階段,中國的碳纖維企業(yè)數(shù)量已達到30余家,但總體產(chǎn)能過低。2018年中國從事 碳纖維生產(chǎn)的企業(yè)中只有7家擁有千噸級以上的生產(chǎn)能力,分別是中復神鷹碳纖維有限責 任公司(以下簡稱:中復神鷹x江蘇恒神股份有限公司(以下簡稱:江蘇恒神1浙江精功 科技股份有限公司(以下簡稱:精功科技威海光威復合材料股份有限公司(以下簡稱: 光威復材x中安信科技有限公司有限公司、蘭州藍星纖維有限公司、山西鋼科碳材料有限 公司。在生產(chǎn)能力方面,中國碳纖維單線生產(chǎn)產(chǎn)能較國際領(lǐng)先水平有較大差距。國際最

40、大的單 線生產(chǎn)能力為2,700.0噸/年,平均單線產(chǎn)能為1,800.0噸/年,中國國產(chǎn)裝備單線最大產(chǎn)能 為1,000.0噸/年;在生產(chǎn)效率方面,2018年中國碳纖維的實際產(chǎn)量為設(shè)計產(chǎn)能的28.5% , 產(chǎn)能釋放能力弱。造成這種情況的主要原因一方面是由于中國碳纖維企業(yè)普遍存在開工不足 的問題,大部分設(shè)備處于閑置狀態(tài);另一方面,在碳纖維價格上,受到國際競爭企業(yè)的壓制, 碳纖維價格一跌再跌,致使碳纖維企業(yè)面臨著越生產(chǎn)越虧損的問題。因此,碳纖維企業(yè)普遍 存在的生產(chǎn)技術(shù)和裝備水平落后問題導致產(chǎn)能利用率不足,難以滿足國內(nèi)碳纖維需求。4中國碳纖維復合材料行業(yè)政策及監(jiān)管分析4.1行業(yè)支持政策碳纖維復合材料作為

41、一種戰(zhàn)略型新材料,是、航空航天領(lǐng)域的重要原材料,做為"新材料之王。自2006年起,中國陸續(xù)推出多項政策,通過加大碳纖維及其復合材料的研究 和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,持續(xù)推動碳纖維復合材料行業(yè)的發(fā)展(見圖4-1 2006年2月,中國國務(wù)院發(fā)布國家中長期科學和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要2006-2020年, 提出要用高新技術(shù)提升和改造制造業(yè),積極發(fā)展基礎(chǔ)原材料,重點研究滿足國民經(jīng)濟基礎(chǔ)產(chǎn) 業(yè)發(fā)展需求的高性能復合材料。2012年以來,中國碳纖維復合材料及應(yīng)用領(lǐng)域的技術(shù)水平 發(fā)展迅猛,政策發(fā)布越來越密集。2012年7月,中國國務(wù)院發(fā)布十二五國家戰(zhàn)略性 新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(以下簡稱:”十二五”規(guī)劃),”十二五”規(guī)劃指

42、出要以高性能復 合材料為重點,開展碳纖維復合材料在電力、交通運輸、建筑等領(lǐng)域的應(yīng)用示范作用,推動 碳纖維復合材料的低成本化、產(chǎn)業(yè)化和應(yīng)用技術(shù)裝備自主化。十二五規(guī)劃的實施將加 快高性能復合材料基本通用和重要產(chǎn)品標準的研制速度,健全標準體系,支持碳纖維復合材 料在產(chǎn)學研重要技術(shù)標準的制定,加快碳纖維的創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化。2015年5月,中國國務(wù)院發(fā)布了中國制造2025,指出要加快研發(fā)新材料制備關(guān)鍵 技術(shù)和裝備,突破產(chǎn)業(yè)化制備瓶頸,加強新材料產(chǎn)業(yè)軍民融合發(fā)展。2017年1月,中國國 務(wù)院發(fā)布的十三五國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(以下簡稱:十三五"規(guī)劃)強 調(diào)要提高新材料的基礎(chǔ)支持能力,擴大復合材料

43、的應(yīng)用范圍,提高材料附加值,推動優(yōu)勢新 材料企業(yè)走出去。十三五規(guī)劃繼承了十二五規(guī)劃對碳纖維復合材料的大 力支持,推動產(chǎn)業(yè)進入新的發(fā)展階段。政策名稱頒布日期頒布主體主要內(nèi)容及影響“十二±1“材料領(lǐng)域科技 創(chuàng)新專項規(guī)則2017-04科技部加強中國材料體系的建設(shè),提出要大力發(fā)展高性能 碳纖維與復合材料,著力推進復合材料的開發(fā)和產(chǎn) 業(yè)化,提升先進復合材料的國際競爭力"十三五”國家戰(zhàn)略性新 興產(chǎn)業(yè)發(fā)展嫩j2017-01國務(wù)院指出要提高新材料的基礎(chǔ)支持能力,擴大復合材料 的應(yīng)用范圍,提高材料附加值,推動優(yōu)勢新材料企 業(yè)"走出去"新材料發(fā)展指南2017-01工信部、發(fā)

44、改委、科技 部、財政部實現(xiàn)碳纖維復合材料產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,突破高強高模碳 纖維產(chǎn)業(yè)化技術(shù),開展大型復合材料結(jié)構(gòu)件研究及 應(yīng)用測試化纖zdlk 十三五發(fā)展 指導意見2016-12工信部、國家發(fā)展和改 革委員會十三五"期間推動碳纖維復合材料產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技 術(shù)發(fā)展,重點攻克低成本和昂穩(wěn)定性的難題,升級 制造技術(shù)和裝備石化和化學工業(yè)發(fā)展規(guī)劃(20162020年)2016-09工信部突瞄強碳纖維低成本、連睇定、規(guī)?;a(chǎn)技 術(shù),加強應(yīng)用研究,加快高強和高模碳纖維產(chǎn)業(yè)化 突破“十五”國家戰(zhàn)略性新 興產(chǎn)業(yè)發(fā)展婀2012-07國務(wù)院以高性能復合材料為重點,開展碳纖維復合材料在 電力、交通運輸、建筑等領(lǐng)域的應(yīng)

45、用小范作用,推 動其低成本化、產(chǎn)業(yè)化和應(yīng)用技術(shù)裝備自主化國家中長期科學和技術(shù)發(fā) 展規(guī)劃綱要2006-2020年2006-02國務(wù)院制造業(yè)要重視發(fā)展基礎(chǔ)原材料產(chǎn)業(yè)“,重點研究 滿足國民基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求的周性能復合材料來源:頭豹研究院繪制4.2行業(yè)監(jiān)管政策行業(yè)標準的完善有助于推進技術(shù)的標準化進程,碳纖維復合材料在技術(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域已有 相關(guān)行業(yè)標準,如在碳纖維加固領(lǐng)域,2018年3月由中國復合材料工業(yè)協(xié)會復核的碳纖 維復合材料加固修復化工管道技術(shù)規(guī)范(以下簡稱:技術(shù)規(guī)范)正式實施,作為中國首 個碳纖維加固領(lǐng)域的規(guī)范,技術(shù)規(guī)范對用于加固修復復合材料所使用的材料的性能指標、 設(shè)計方法、施工流程和檢驗方法都

46、有了明確的規(guī)定,準則標準的建立對行業(yè)的健康發(fā)展有重 大意義。2018年1月,由中國全國人大常委會通過的新修訂的中華人民共和國標準化法(以 下簡稱:標準化法)開始施行,標準化法鼓勵學會、協(xié)會、商會、產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟等社 會團體和市場主體參與制定滿足市場標準的行業(yè)標準,構(gòu)建政府主導和市場自主的配套標準 體系。在標準化法的推動下,2018年9月中國國家碳纖維標準化委員會被批準,建立了碳纖維產(chǎn)業(yè)標準的檢測方法體系,制定了 8項行業(yè)標準,如聚丙烯臘基碳纖維原絲fz/t 54065-2012.聚丙烯睛基碳纖維原絲殘留溶劑測試方法fz/t 500322015、碳纖維含水 率和飽和吸水率試驗方法fz/t 5003

47、12015、紡織新材料力學性能數(shù)據(jù)表gb/z 32009- 2015、先驅(qū)體法連續(xù)碳化硅(sic )纖維hx/t 500092012.聚酰亞胺(pi)短纖維hx/t 51004-2014 同年3月,中國質(zhì)檢總局、工業(yè)和信息化部、發(fā)展改革委、科技部、國防 科工局、中國科學院、中國工程院、國家認監(jiān)委和國家標準委聯(lián)合發(fā)布新材料標準領(lǐng)航行 動計劃(2018-2020年),明確指出要完善碳纖維命名、分類、工業(yè)級碳纖維制備技術(shù)標 準以及制定碳纖維特性的評價標準,包括穩(wěn)定性、可靠性和服役壽命。在碳纖維應(yīng)用上,制 定應(yīng)用選型定型標準依據(jù),構(gòu)建高強高模碳纖維標準體系。5中國碳纖維復合材料行業(yè)市場趨勢5.1沖破碳

48、纖維的技術(shù)封鎖,逐步實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化中國碳纖維復合材料制造行業(yè)呈現(xiàn)出逐步打破國外產(chǎn)品和技術(shù)壟斷的趨勢。目前,中國 在碳纖維t300級生產(chǎn)方面,已經(jīng)掌握了整個流程工業(yè)化生產(chǎn)的重要技術(shù),基本實現(xiàn)了 t300 級的技術(shù)突破,形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的碳纖維產(chǎn)業(yè)化整體技術(shù)。自2000年以來,中國 碳纖維技術(shù)向多元化方向發(fā)展。在原有的硝酸法原絲制造技術(shù)的基礎(chǔ)上,中國已掌握以二甲 基亞硯為溶劑的一步法濕法紡絲技術(shù),中國自主研制的部分t700碳纖維產(chǎn)品質(zhì)量已經(jīng)達到 國際標準。2017年,中國在長期被國外壟斷的t800碳纖維產(chǎn)品上實現(xiàn)了低成本的國產(chǎn)化,t800 級碳纖維已經(jīng)進入了應(yīng)用示范階段。2018年,精功集團有限

49、公司(以下簡稱:精功集團) 和永鴻股份控股集團聯(lián)合展開了微波石墨化生產(chǎn)線的研發(fā)工作,最終碳纖維產(chǎn)品被評級為t700/t800以上,并達到了各項指標要求,實現(xiàn)了替代進口的作用。同時,中國國產(chǎn)碳纖 維材料逐漸進入產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用進程,以中安信科技有限公司為例具研發(fā)生產(chǎn)的za55-12/24k 高性能碳纖維復合材料的質(zhì)量和國際領(lǐng)先的日本東麗和美國赫氏同類產(chǎn)品相當,可實現(xiàn)穩(wěn)定 量產(chǎn)。5.2循環(huán)再利用形式將成為碳纖維復合材料的主要發(fā)展方向碳纖維復合材料具有強度高、耐高溫、耐腐蝕等的性能,這些特殊性能也提升了碳纖維復合材料中廢棄物處理和再利用的難度。碳纖維復合材料的回收及利用能夠?qū)崿F(xiàn)高價值材料 的再利用,也可減

50、少能源消耗和環(huán)境污染。在新能源和新材料大力推行的背景下,碳纖維復 合材料的回收利用具有較大的發(fā)展前景。從全球碳纖維復合材料發(fā)展角度來看,許多公司已經(jīng)推出成本低效益高的回收利用方案,同時也研發(fā)出可將回收的碳纖維用于復合材料工業(yè)的產(chǎn)品,如德國elg碳纖維公司擁有碳 纖維復合材料廢棄物的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)技術(shù),采用熱裂法回收碳纖維,目前其再生纖維的產(chǎn)能是 1,500.0噸/年。2013年3月,中國工業(yè)和信息化部在關(guān)于加快推進碳纖維行業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的指導意見(征求意見稿)中指出,到2020年,重點企業(yè)綜合能耗和排放指標接近 國外先進水平,建立循環(huán)型碳纖維產(chǎn)業(yè)體系。中國的碳纖維復合材料回收再利用還處在初始 階段

51、,但在政策引導和技術(shù)發(fā)展的驅(qū)動下,碳纖維復合材料的回收環(huán)節(jié)將逐漸成為碳纖維復 合材料市場的重要組成部分。5.3碳纖維復合材料將逐*實現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展碳纖維復合材料的產(chǎn)業(yè)鏈包括上游原材料行業(yè)、中游碳纖維復合材料生產(chǎn)行業(yè)、下游碳纖維復合材料應(yīng)用行業(yè)。在國家政策扶持下,中國碳纖維復合材料行業(yè)在關(guān)鍵技術(shù)、裝備、產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)及下游應(yīng)用等方面均已取得重大進展,推動了 "產(chǎn)、學、研、用”體系發(fā)展,實 現(xiàn)了產(chǎn)品的系列化。例如威海拓展纖維素有限公司、江蘇恒神、中復神鷹、光威復材等碳纖 維企業(yè)已具備碳纖維復合材料生產(chǎn)和應(yīng)用服務(wù)的能力。其中,光威復材根據(jù)碳纖維復合材料 的產(chǎn)業(yè)鏈特點,借助自主知識產(chǎn)權(quán)的工藝技術(shù)

52、和經(jīng)驗,在提升碳纖維生產(chǎn)的同時,也致力于 碳纖維復合材料的生產(chǎn)及應(yīng)用,進行全產(chǎn)業(yè)鏈擴展,并成功實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。在企業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展趨勢的帶動下,中國碳纖維復合材料行業(yè)將初步逐步貫穿上下游產(chǎn) 業(yè),即從碳纖維生產(chǎn)到碳纖維復合材料制品,再到碳纖維復合材料下游應(yīng)用,如軍用航空領(lǐng) 域、風電裝配制造和體育器材等領(lǐng)域,這種全套產(chǎn)業(yè)鏈模式是保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高競爭力的 重要舉措。因此,碳纖維復合材料研發(fā)、設(shè)計、應(yīng)用、產(chǎn)業(yè)化的全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展模式有望成為 行業(yè)新的發(fā)展趨勢。6中國碳纖維復合材料行業(yè)競爭格局分析6.1中國碳纖維復合材料行業(yè)競爭格局概述中國碳纖維復合材料行業(yè)的發(fā)展極大程度上依賴于上游碳纖維行業(yè)的發(fā)展,上游碳纖維

53、 因核心技術(shù)長期被日美等國所壟斷,致使中國碳纖維行業(yè)發(fā)展緩慢。因此,以碳纖維為原料 加工制備的碳纖維復合材料發(fā)展受到限制。在頭豹針對碳纖維復合材料行業(yè)進行的訪談?wù){(diào)研 中,有專家提到,2016年至今中國在部分碳纖維復合材料的國產(chǎn)化方面有所進步,現(xiàn)階段 碳纖維產(chǎn)量較“十二五,時期有所提升,中國碳纖維材料產(chǎn)量由2014年的1.4萬噸增長至 2018年的2.7萬噸,年復合增長率為17.8%。根據(jù)專家介紹,中國碳纖維市場前五大生產(chǎn) 企業(yè)分別是中復神鷹、江蘇恒神、精功集團、以下簡稱:光威復材和中安信嘉華科技有限公 司(以下簡稱:中安信)(見圖6-1 x企業(yè)名稱企業(yè)概述產(chǎn)品概述中國建材集團控股實現(xiàn)碳纖維產(chǎn)量

54、由20噸到1,000噸的突破中復神鷹 集原絲、碳絲及復合材料研發(fā)、生掌握濕法紡絲和干噴濕紡技術(shù),并可批量產(chǎn)和銷告等業(yè)務(wù)為一體的技術(shù)企業(yè)供應(yīng)國產(chǎn)t700、t800和m30級碳纖維產(chǎn)業(yè)涵蓋了碳纖維制造、復合材料技術(shù)研 新材料產(chǎn)業(yè)以精功碳纖維產(chǎn)業(yè)基地發(fā)和復合材料制造為發(fā)展平臺形成高強碳纖維復合材料及制品的設(shè)計、研發(fā)、生產(chǎn)、銷告完整的產(chǎn)業(yè)體系中安信務(wù)于一體的技術(shù)企業(yè)提供專業(yè)的結(jié)構(gòu)加固材料領(lǐng)域的系統(tǒng)解決來源:頭豹研究院繪制十茸正 豕to十 田建外 耒血丁工月又口3耒歷史£1、吹史:賓 口 1<1個fvt夕、ztj tuthd點守2ll 務(wù)為一體的技術(shù)企業(yè),實現(xiàn)了碳纖維產(chǎn)量由20噸到1,0

55、00噸的突破。中復神鷹掌握濕法紡 絲和干噴濕紡技術(shù),并可批量供應(yīng)國產(chǎn)t700、t800和m30級碳纖維;江蘇恒神是一家擁 有自原絲、碳纖維、上漿劑、織物、樹脂、預浸料和復合材料制品的全產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè),產(chǎn)品廣 泛應(yīng)用于航空航天、軌道交通、海洋工程、工程機械、新能源等領(lǐng)域;精功集團的新材料產(chǎn) 業(yè)以精功碳纖維產(chǎn)業(yè)基地為發(fā)展平臺,產(chǎn)業(yè)涵蓋了碳纖維制造、復合材料技術(shù)研發(fā)和復合材 料制造,形成了高強碳纖維復合材料及制品的設(shè)計、研發(fā)、生產(chǎn)、銷售完整的產(chǎn)業(yè)體系;光 威復材主要以高端裝備設(shè)計制造技術(shù)為支撐,形成了從原絲開始的碳纖維、樹脂、復合材料 制品的完整產(chǎn)業(yè)鏈布局,是中國碳纖維行業(yè)生產(chǎn)品種最為多樣的企業(yè)之一;中

56、安信是一家專 業(yè)從事碳纖維及碳纖維相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)、制造、銷售及工程技術(shù)服務(wù)于一體的技術(shù)企業(yè),為客戶提供專業(yè)的結(jié)構(gòu)加固材料領(lǐng)域的系統(tǒng)解決方案。當前,中國碳纖維復合材料行業(yè)空間較玻璃纖維等復合材料市場空間小,但在技術(shù)不斷發(fā)展和設(shè)備流程逐步成熟的背景下,中國碳纖維復合材料的行業(yè)附加值具有較大的發(fā)展空 間,市場間競爭主要集中在對上游碳纖維原料的獲取。各碳纖維復合材料企業(yè)對碳纖維技術(shù) 和設(shè)備的獲取將對提升企業(yè)的競爭力和市場份額起到重要作用。6.2中國碳纖維復合材料行業(yè)典型企業(yè)分析6.2.1山東江山纖維科技有限公司6.2.1.1企業(yè)概況山東江山纖維科技有限公司(以下簡稱:江山纖維)成立于2011年,目前掌

57、握預浸、 編織、拉擠、纏繞等核心工藝技術(shù),并具有研發(fā)frd系列匹配的樹脂生產(chǎn)體系。江山纖維 于2017年對山東國碳復材科技有限公司進行投資,在現(xiàn)有研究平臺上進行碳纖維領(lǐng)域的探 索和開發(fā)。江山纖維為下游復合材料制品企業(yè)提供纖維原料,是中國碳纖維中間材料最大的 生產(chǎn)商之一。目前江山纖維的生產(chǎn)能力達到碳纖維補強板10萬平方米,碳纖維雙向編織布 60萬平方米,碳纖維補強布200萬平方米,碳纖維預浸布800萬平方米。江山纖維產(chǎn)品客 戶的行業(yè)主要涉及土木建筑、體育休閑、風電汽車和電子工業(yè)等領(lǐng)域。6.2.1.2主要產(chǎn)品江山纖維主要產(chǎn)品涉及碳纖維雙向編織布、碳纖維預浸布和碳纖維片材:碳纖維雙向 編織布是通過原裝進口 ik、3k、6k、12k碳絲

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