2022年碳纖維行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及細分產(chǎn)業(yè)分析

1、2022年碳纖維行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及細分產(chǎn)業(yè)分析1、碳纖維具備戰(zhàn)略地位，我國仍處于追趕階段1.1.1、 碳纖維及其性能特點碳纖維：由聚丙烯腈（PAN）（或瀝青、粘膠）等有機母體纖維采用高溫分解法在1,000攝氏度以上高溫 的惰性氣體下裂解碳化（去除碳以外絕大多數(shù)元素）形成碳主鏈機構制成的無機纖維，是一種含碳量在 90%以上的無機高分子纖維。性能特點：出色的力學性能和化學穩(wěn)定性，高性能纖維中具有最高的比強度和最高的比模量的纖維，具 有低密度、耐腐蝕、耐高溫、耐摩擦、抗疲勞、震動衰減性高、電及熱導性高、熱及濕膨脹系數(shù)低、X光 穿透性高、非磁體但有電磁屏蔽效應等特點。1.1.2、碳纖維是重要戰(zhàn)略物資碳纖維

2、是發(fā)展國防軍工與國民經(jīng)濟的重要戰(zhàn)略物資，應用于國防工業(yè)以及高性能民用領域。應用領域：軍工、航空航天、海洋工程、體育用品、汽車工業(yè)、新能源裝備、醫(yī)療器械、工程機械、交 通運輸、建筑及其結構補強等。1.2、碳纖維的分類原絲種類：聚丙烯腈（PAN）基、瀝青基、粘膠基。力學性能：通用型（強度/1000MPa、模量/100GPa ）、高性能型（高強型：強度2000MPa、模量 250GPa；高模型模量300GPa）。PAN基碳纖維國標：高強型、高強中模型、高模型、高強高模型。1.3、碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈條長且技術復雜，下游價值逐級放大單體聚合紡絲預氧化碳化/石墨化表面處理及上漿制備環(huán)節(jié)工藝流程復雜，原絲質(zhì)量決定

3、碳纖維性能高低，氧化碳化工藝決定碳纖維最終力學性能。下游價值逐環(huán)放大：原絲(40元/公斤)碳纖維(180元/公斤)預浸料(600元/公斤)(民用/ 1,000元/公 斤) 汽車( 3,000元/公斤)軍工、航空( 8,000元/公斤)2、我國碳纖維技術水平逐漸縮短與國際差距，但在應用技術開發(fā)及產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)上仍較為薄弱2.1、國際碳纖維企業(yè)進入成熟發(fā)展階段國際發(fā)展：1880年代碳絲發(fā)現(xiàn)1950年代美國/日本制備技術路線1960年代實驗室技術1970年代工程 化技術1980年代工業(yè)化技術及應用拓展1990年代并購潮21世紀之后應用拓展及進一步整合。2.2、我國制備技術自主研發(fā)縮窄差距，產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)尚未

4、成熟國內(nèi)發(fā)展：1960起步1970年代舉國技術攻關1980年代依賴引進1990年代停滯2000年代歐美禁運 背景下重大專項技術突破和大規(guī)模投資2010年代優(yōu)勝劣汰21世紀之后需求走向供不應求和整合擴產(chǎn) 。制備技術通過自主研發(fā)縮窄差距。國內(nèi)主要企業(yè)碳纖維基本實現(xiàn)了對T300級至T1000級、M40級別的產(chǎn) 品覆蓋，相關產(chǎn)品性能指標與對應的日本東麗產(chǎn)品相當。國際發(fā)展歷史啟示：由于應用領域的發(fā)展材支撐了碳纖維技術的不斷進步，而在此過程中工藝、產(chǎn)品無 法適應相關應用領域的企業(yè)，也會最終被淘汰出局，碳纖維材料的發(fā)展離不開高端應用支撐的產(chǎn)業(yè)鏈與 生態(tài)。國外已經(jīng)形成設計、制造、分析及驗證、應用牽引系統(tǒng)化的碳

5、纖維復合材料體系，而國內(nèi)大部分 碳纖維復合材料企業(yè)技術尚不成熟，缺乏相應的研發(fā)及工藝支持，未能形成體系化、系列化的碳纖維產(chǎn) 業(yè)鏈發(fā)展模式。3、體育休閑維持穩(wěn)定增長，關注新興產(chǎn)業(yè)應用增長點3.1、2021年全球碳纖維需求恢復至正常增長水平2021年全球碳纖維需求量11.8萬噸，同比增長10.38%，恢復至長期年均復合增速水平。根據(jù)廣東奧賽預 計2025/2030全球碳纖維需求將分別達到20萬噸和40萬噸，5年年均復合增長分別為11.13%和14.9%。3.2、2021年我國碳纖維需求快速增長，國產(chǎn)自給率加快提升2021年中國碳纖維需求量6.24萬噸，同比增長27.7%。根據(jù)廣東賽奧預計至2023

6、/2025國內(nèi)碳纖維需求年 均復合增長分別為25.8%和20.6%。2021年國產(chǎn)碳纖維銷量增速58.1%，遠高于進口增速9.15%。國內(nèi)碳纖維需求自給率繼續(xù)加快提升 （37.87%46.89%）。3.3、我國碳纖維需求結構存在差異2021年全球碳纖維需求主要用于風電、航空航天、體育休閑和汽車。2021年我國碳纖維需求主要用于風電、體育休閑、碳碳復材、壓力容器。3.4、碳纖維是航空航天領域不可替代的輕量化材料碳纖維因其輕量化特性廣泛應用于商用飛機、軍機、直升機和無人機等航空航天領域。碳纖維復合材料在結構輕量化中無可替代的材料性能，在軍用航空是生產(chǎn)武器裝備的重要材料。在戰(zhàn)斗 機和直升機上碳纖維復

7、合材料應用于戰(zhàn)機主結構、次結構件和戰(zhàn)機特殊部位的特種功能部件。F14A戰(zhàn) 機/1%F-22和F35/24%和 36%, B-2隱身戰(zhàn)略轟炸機上，碳纖維復合材料占比更是超過了50%。3.4.1、軍用航空：我國軍費持續(xù)增長，軍費向裝備傾斜近兩年軍費支出增長有所回升，自 2016 年以來，我國國防預算增長率維持在 6.6%-8.1%之間，根據(jù)2022 年政府預算草案，2022年軍費支出增速預計增長7.1%。據(jù)新時代的中國國防，2010-2017 年我國國防費中裝備費從 1774 億元增至 4288 億元，年均增速 13.44%，在國防費中占比從 33.2%增至 41.1%，軍費支出向裝備傾斜。3.4

8、.2、軍工航空：我國航空航天裝備投入仍將處于較快增長據(jù)新時代的中國國防，2012-2017年我國國防費占 GDP 的平均比重為 1.3%，我國國防費占財政支出 的平均比重為5.3%，低于美、俄、印等國，我國防投入不足與我國經(jīng)濟地位不加匹配。3.4.3、軍用航空：我國在先進裝備上與國外有較大差距我國不僅在航空裝備數(shù)量上與其他大國有差距，而且在先進裝備結構上也有較大差距。 根據(jù)World Air Forces 2021數(shù)據(jù)，美國軍機數(shù)量約 1.3 萬架，我國僅 3000 余架。從結構上看，美國戰(zhàn)斗機以三、四代機為主，我國戰(zhàn)斗機中二代機尚占據(jù)半壁江山。3.4.4、軍用航空：我國航空航天裝備投入仍將處

9、于較快增長“十四五規(guī)劃”提出，要“加快國防和軍隊現(xiàn)代化，實現(xiàn)富國和強軍相統(tǒng)一” 、 “提高國防和軍隊現(xiàn)代 化質(zhì)量效益” 、 “促進國防實力和經(jīng)濟實力同步提升” ，而航空航天裝備已成為現(xiàn)代戰(zhàn)爭制勝的關鍵要 素，未來我國航天航空投入仍將處于較快增長。3.4.5、軍用航空：未來軍機碳纖維需求總量將達到萬噸根據(jù)沈陽所揚州院對國產(chǎn)戰(zhàn)機未來數(shù)量的預測，未來15年國產(chǎn)戰(zhàn)機的數(shù)量將達到美國 的七成左右，2035年將達到6500架左右。其中戰(zhàn)斗機將達到2100架，大型飛機達到1000 架，教練機1000架，直升機2400架。3.4.6、民用航空：國際航空器市場復蘇有所延遲波音：2021年飛機交付量增長主要是窄體

10、飛機，寬體客機787飛機交付量卻大幅下滑，2021全年交付14架， 僅為2020年交付量的26.4%；777系列飛機的交付量也有了小幅下滑，由26架減少到24架。777系列飛機新 增訂單由去年的13架增加到53架（777F飛機42架，777X飛機11架），增長幅度超過了3倍。但787飛機新 增訂單由29架下滑到21架。3.4.7、民用航空：國產(chǎn)大飛機C919訂單有望釋放碳纖維長期需求據(jù)中國商飛2015年公布的C919訂單信息顯示，C919國內(nèi)外用戶達到28家，訂單總數(shù)達 到815，2018年海航集團有限公司與中國商用飛機有限責任公司簽署戰(zhàn)略合作框架協(xié)議， 計劃未來逐步引進并運營200架C919

11、大型客機，我國C919意向訂單有望突破1000架。3.5、風電領域：2021年需求有所降速2021年全球風電領域碳纖維需求增長7.84%，較2020年回落12.16個百分點。2021年我國風電領域碳纖維需求增長12.5%，較近年高增長有明顯降速。3.5.1、風電領域：碳纖維在高功率和大機組更具優(yōu)勢碳纖維作為大功率機組葉片材料更具綜合成本優(yōu)勢，風電機組大型化大容量發(fā)展趨勢將拓展其應用空間。出于經(jīng)濟性考慮，當前主流的葉片為玻璃鋼材質(zhì)（GFRP），但隨著低速風機和海上風機的不斷發(fā) 展，葉片長度的不斷增加，部分結構使用碳纖維或碳纖/玻纖混合材料在綜合成本上將更具優(yōu)勢。3.5.2、風電領域：雙碳背景下新

12、能源發(fā)展提供長期碳纖維需求空間雙碳”國家戰(zhàn)略提升風電發(fā)展天花板，中長期將持續(xù)驅動碳纖維需求空間。 根據(jù)廣東奧賽預測，2025年全球風電領域碳纖維需求將達到9.34萬噸，年均復合增速將達到25%。3.6、體育休閑：保持對碳纖維的穩(wěn)定需求2021年全球和中國體育休閑領域碳纖維需求分別為1.85萬噸和1.75萬噸，同比增長分別為20.13%和 19.86%。2020年疫情之下，群體運動的碳纖維器材有較大幅度的下滑，2021年疫情防控放開直接帶來了體育器材 的較高速的增長。 根據(jù)廣東奧賽預測，2025年全球體育休閑領域碳纖維需求將達到1.97萬噸，年均復合增速5%。3.7、壓力容器：儲氫氣瓶是未來增長

13、點2021年全球壓力容器領域碳纖維需求大幅增長25%，儲氫氣瓶是增長看點。政策支持：2022年三月，發(fā)改委發(fā)布了氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021-2035 年）。根據(jù)相關政策以及預測，2022年，中國將至少新增10,000輛氫能源車，主要在物流車、重卡和大巴領 域。2023年開始至2025年，物流車以及大巴車的示范加大和重卡的逐漸推廣。重卡領域碳纖維用量大約1700-1900噸。加上其他物流車、客車領域的用量，氫燃料電池汽車預計總量 能到使用到2500噸以上；加上呼吸氣瓶及天然氣氣瓶維持低速的增長，預計碳纖維用量能夠達到3600- 3800噸。3.8、碳碳復材：受益光伏市場有望保持對碳纖維需求高增2021年全球碳碳復材領域碳纖維需求高增長，受國內(nèi)光伏行業(yè)高速發(fā)展支撐。硅片大型化及硅片技術由P型向N型遷移，帶動C/C熱場部件對等靜壓石墨替代。硅料擴產(chǎn)有望加快，根據(jù)隆基股份可轉債募集書，2020年全球多晶硅產(chǎn)能60萬噸，未來擴產(chǎn)產(chǎn)能超過 200萬噸，C/C復材需求有望持續(xù)高速增長。4、行業(yè)持續(xù)擴產(chǎn)，全球格局巨頭壟斷仍存壓力4.1、碳纖維全球供給狀況2021年，全世界主要增加的產(chǎn)能是：吉林化纖集團增長近16,000噸(含收購江城的產(chǎn)能)；常州新創(chuàng)碳谷新入 行，新建產(chǎn)能6,000噸；卓爾泰克在墨西哥增加的3,000噸；中復神鷹增加的8,000噸（老廠有產(chǎn)