碳纖維織物行業(yè)投資潛力及發(fā)展前景

碳纖維織物行業(yè)投資潛力及發(fā)展前景

碳纖維復(fù)合材料行業(yè)特點(diǎn)（一）碳纖維復(fù)合材料技術(shù)密集碳纖維復(fù)合材料行業(yè)的技術(shù)難點(diǎn)主要體現(xiàn)在配方研發(fā)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝技術(shù)積累等方面。在復(fù)合材料配方研發(fā)方面，復(fù)材產(chǎn)品定制化程度較高，不同部件通常需單獨(dú)研發(fā)，隨著下游應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，復(fù)合材料制造廠商必須通過(guò)持續(xù)的研發(fā)創(chuàng)新，以滿足客戶在產(chǎn)品性能、成本、輕量化等方面的需求；在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝技術(shù)方面，復(fù)合材料制品整體制造方案的設(shè)計(jì)依賴于企業(yè)自身長(zhǎng)期的工藝摸索和經(jīng)驗(yàn)積累，不是短期的大額資本投入所能彌補(bǔ)。（二）碳纖維復(fù)合材料集中度低從全產(chǎn)業(yè)鏈看，制造碳纖維產(chǎn)品的上游碳纖維材料和中游復(fù)合材料均是產(chǎn)業(yè)鏈的核心環(huán)節(jié)，全環(huán)節(jié)技術(shù)壁壘較高。其中，上游碳纖維生產(chǎn)流程復(fù)雜、前期投入巨大，從全球范圍及國(guó)內(nèi)市場(chǎng)來(lái)看均呈現(xiàn)集中度較高的競(jìng)爭(zhēng)格局；碳纖維最主要的應(yīng)用形式是形成碳纖維復(fù)合材料進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用，由于終端應(yīng)用場(chǎng)景豐富，聚焦于中游碳纖維復(fù)合材料開(kāi)發(fā)及下游應(yīng)用的廠商眾多，碳纖維復(fù)材制品行業(yè)整體集中度較低，呈現(xiàn)分散化特點(diǎn)。根據(jù)公開(kāi)披露信息，目前碳纖維復(fù)合材料制品相關(guān)收入規(guī)模均較小，處于小企業(yè)、大市場(chǎng)的發(fā)展階段，在交通裝備、醫(yī)療健康、體育健康、民用航空等領(lǐng)域具有一定先發(fā)優(yōu)勢(shì)，隨著行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展擴(kuò)大，行業(yè)未來(lái)將擁有充足的市場(chǎng)空間。碳纖維市場(chǎng)需求2021年，中國(guó)碳纖維需求達(dá)6．24萬(wàn)噸，高于全球平均水平，且進(jìn)口產(chǎn)品依存度較高，主要源自日本、美國(guó)等國(guó)家的碳纖維龍頭企業(yè)。未來(lái)隨著航空航天、風(fēng)電葉片、碳/碳復(fù)合材料等。新興產(chǎn)業(yè)的需求帶動(dòng)，預(yù)計(jì)2023年中國(guó)碳纖維總需求將達(dá)9．16萬(wàn)噸，國(guó)產(chǎn)碳纖維的市場(chǎng)占比也將逐漸提高。碳纖維行業(yè)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)（一）碳纖維原材料加速，推動(dòng)國(guó)產(chǎn)碳纖維復(fù)合材料及制品在下游的廣泛應(yīng)用現(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)碳纖維市場(chǎng)仍以進(jìn)口碳纖維為主、國(guó)產(chǎn)碳纖維為輔，但國(guó)內(nèi)廠商已逐步實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)突破，國(guó)產(chǎn)碳纖維產(chǎn)品型號(hào)基本實(shí)現(xiàn)了對(duì)國(guó)際領(lǐng)先廠商主要碳纖維型號(hào)的對(duì)標(biāo)。賽奧碳纖維數(shù)據(jù)顯示，2021年國(guó)內(nèi)碳纖維需求量為6．24萬(wàn)噸，國(guó)產(chǎn)碳纖維供應(yīng)量為2．93萬(wàn)噸，若國(guó)產(chǎn)碳纖維全部供應(yīng)于國(guó)內(nèi)需求，國(guó)產(chǎn)化率約47．00%，較2020年增長(zhǎng)9個(gè)百分點(diǎn)，趨勢(shì)明顯。未來(lái)，隨著我國(guó)碳纖維原材料加速，我國(guó)碳纖維行業(yè)整體亦將實(shí)現(xiàn)的突破，為碳纖維復(fù)合材料及制品在下游更廣泛的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。（二）碳纖維復(fù)合材料及制品應(yīng)用領(lǐng)域橫向拓展、縱向延伸，促進(jìn)碳纖維全產(chǎn)業(yè)鏈高速發(fā)展長(zhǎng)期以來(lái)，由于碳纖維應(yīng)用技術(shù)開(kāi)發(fā)難度較高，研發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)間長(zhǎng)、研發(fā)投入大、生產(chǎn)成本高，我國(guó)碳纖維下游主要應(yīng)用于體育健康、風(fēng)電葉片、建筑加固等領(lǐng)域，在軌道交通及民用航空等新興領(lǐng)域涉足尚淺。而碳纖維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，一方面離不開(kāi)碳纖維原材料的技術(shù)開(kāi)發(fā)及生產(chǎn)制造能力，另一方面，將碳纖維原材料制作為預(yù)浸料等中間體及最終制品，將新材料開(kāi)發(fā)與下游領(lǐng)域應(yīng)用需求結(jié)合，以進(jìn)一步驗(yàn)證材料性能，對(duì)于新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展亦至關(guān)重要。未來(lái)，隨著碳纖維國(guó)產(chǎn)進(jìn)程加速，圍繞國(guó)產(chǎn)碳纖維適配的基體樹(shù)脂與中間材料的改性與賦能、碳纖維復(fù)合材料產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的提升，國(guó)產(chǎn)碳纖維復(fù)合材料及制品的應(yīng)用將得到進(jìn)一步拓展與深化，促進(jìn)碳纖維全產(chǎn)業(yè)鏈的高速發(fā)展。中國(guó)碳纖維行業(yè)市場(chǎng)回顧碳纖維是含碳量在90%以上的高強(qiáng)度高模量纖維，在可量產(chǎn)纖維材料中性能最佳，是目前工程上可以大規(guī)模應(yīng)用的比強(qiáng)度最高的材料，其具有優(yōu)異的物理、化學(xué)性能，在及民用領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用，被稱為21世紀(jì)的黑色黃金。2022年，在國(guó)內(nèi)新冠疫情反彈、國(guó)際地緣沖突等背景下，發(fā)展面臨的風(fēng)險(xiǎn)挑戰(zhàn)不斷，原油價(jià)格高位大幅波動(dòng)，下游需求持續(xù)低迷，化纖行業(yè)總體生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)形勢(shì)嚴(yán)峻。碳纖維產(chǎn)業(yè)受下游需求穩(wěn)定增長(zhǎng)支撐，在風(fēng)電、光伏、氫能儲(chǔ)運(yùn)等領(lǐng)域應(yīng)用不斷拓展，行業(yè)整體保持較好發(fā)展。碳纖維行業(yè)產(chǎn)能不斷擴(kuò)張，國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程持續(xù)加快碳纖維上游為原油化工行業(yè)，需從石油、煤炭、天然氣等化石燃料中提取制備丙烯，然后通過(guò)氨氧化后得到丙烯腈。碳纖維企業(yè)以丙烯腈為原材料進(jìn)行聚合反應(yīng)生成聚丙烯腈，再以其紡絲獲得聚丙烯腈原絲，進(jìn)行加工生產(chǎn)后得到碳纖維。2022年以來(lái)，受俄烏政策沖突等因素影響，全球能源供應(yīng)偏緊，為了保障我國(guó)能源供應(yīng)安全，國(guó)家及企業(yè)不斷加大石油天然氣勘探開(kāi)發(fā)力度。2022年，我國(guó)生產(chǎn)原油20466．7萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)2．9%；生產(chǎn)天然氣2177．9億立方米，同比增長(zhǎng)6．4%，我國(guó)能源供應(yīng)整體安全穩(wěn)定。2022年，利華益集團(tuán)、江蘇斯?fàn)柊睢⑦|寧金發(fā)等企業(yè)相繼擴(kuò)產(chǎn)，我國(guó)丙烯腈新增產(chǎn)能52萬(wàn)噸，產(chǎn)能同比增長(zhǎng)16．5%。隨著產(chǎn)品產(chǎn)能不斷增加，丙烯腈產(chǎn)量也在不斷增加。2022年我國(guó)丙烯腈產(chǎn)量約300萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)14．81%，行業(yè)供給充足。從丙烯腈市場(chǎng)價(jià)格走勢(shì)看，2022年上半年，受多地疫情反復(fù)及國(guó)際地緣沖突等因素影響，原油價(jià)格高位大幅波動(dòng)，疊加疫情對(duì)物流供需影響，丙烯腈市場(chǎng)價(jià)格震蕩下行。其中，山東市場(chǎng)價(jià)格從年初的1．33萬(wàn)元/噸下降至6月底的1．08萬(wàn)元/噸，跌幅達(dá)到18．80%。2022年下半年，丙烯腈市場(chǎng)價(jià)格呈先漲后降態(tài)勢(shì)。受上半年長(zhǎng)時(shí)間虧損使得丙烯腈工廠采取限制措施，產(chǎn)品供給相對(duì)減少，丙烯腈市場(chǎng)價(jià)格有所回升。進(jìn)入11月，多地?cái)U(kuò)能項(xiàng)目相繼投產(chǎn)，行業(yè)供應(yīng)增加，下游市場(chǎng)需求整體平穩(wěn)，丙烯腈市場(chǎng)價(jià)格持續(xù)下降。對(duì)碳纖維生產(chǎn)企業(yè)來(lái)說(shuō)，行業(yè)原材料采購(gòu)成本相對(duì)下滑。2015年以來(lái)，我國(guó)出臺(tái)了多項(xiàng)推動(dòng)碳纖維行業(yè)發(fā)展相關(guān)政策，鼓勵(lì)上海、江蘇、浙江等地區(qū)加快發(fā)展碳纖維及其復(fù)合材料。在相關(guān)政策推動(dòng)下及風(fēng)電、光伏等新能源產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展帶動(dòng)下，我國(guó)碳纖維市場(chǎng)需求快速增長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)中復(fù)神鷹、光威復(fù)材、中簡(jiǎn)科技等多家企業(yè)相繼宣布擴(kuò)產(chǎn)，產(chǎn)品產(chǎn)能隨之逐步擴(kuò)大。2022年我國(guó)碳纖維產(chǎn)量及需求量分別為4．43萬(wàn)噸和7．75萬(wàn)噸，同比分別增長(zhǎng)77．2%和24．2%。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2022年我國(guó)碳纖維相關(guān)企業(yè)宣布計(jì)劃投產(chǎn)產(chǎn)能累計(jì)5．9萬(wàn)噸。其中，新增的產(chǎn)品產(chǎn)能主要為大絲束碳纖維，其主要應(yīng)用在風(fēng)電、汽車領(lǐng)域。未來(lái)，隨著新增產(chǎn)能項(xiàng)目逐步投產(chǎn)，我國(guó)碳纖維產(chǎn)能或?qū)⑦_(dá)到11萬(wàn)噸，將超過(guò)日本在全球的市場(chǎng)份額。整體來(lái)看，雖然產(chǎn)品供給能力不斷提升，但仍無(wú)法滿足下游市場(chǎng)需求，行業(yè)供需缺口較大。受國(guó)外對(duì)我國(guó)碳纖維行業(yè)技術(shù)、設(shè)備封鎖，長(zhǎng)期以來(lái)國(guó)內(nèi)碳纖維產(chǎn)品主要依賴進(jìn)口。隨著碳纖維相關(guān)技術(shù)不斷創(chuàng)新升級(jí)，我國(guó)碳纖維生產(chǎn)能力不斷提高，國(guó)內(nèi)碳纖維產(chǎn)品出口數(shù)量大幅提升。根據(jù)海關(guān)數(shù)據(jù)，2022年我國(guó)碳纖維進(jìn)出口數(shù)量分別為10319．22噸和1709．65噸，同比分別增長(zhǎng)78．18%和263．85%，進(jìn)出口差額達(dá)到8609．56噸。從進(jìn)口源看，日本、韓國(guó)、墨西哥、中國(guó)臺(tái)灣和美國(guó)是我國(guó)碳纖維的重點(diǎn)進(jìn)口地區(qū)。2022年我國(guó)分別從日本、韓國(guó)、墨西哥、中國(guó)臺(tái)灣和美國(guó)進(jìn)口碳纖維2434．73噸、2014．93噸、1825．49噸、1439．19噸和1190．76噸，分別占總進(jìn)口比重23．59%、19．53%、17．69%、13．95%和11．54%，前五名地區(qū)合計(jì)占比86．3%。受日本本地及歐美市場(chǎng)需求上漲，疊加?xùn)|麗風(fēng)波事件影響，日本對(duì)我國(guó)出口的碳纖維產(chǎn)品數(shù)量相對(duì)減少。從國(guó)內(nèi)主要進(jìn)口省市看，進(jìn)口碳纖維前三名地區(qū)分別是江蘇省、廣東省和上海市，進(jìn)口占比分別為43．97%、27．35%和12．76%，進(jìn)口前三名地區(qū)合計(jì)占比達(dá)到84．08%。由于進(jìn)口的碳纖維由于品質(zhì)較好，企業(yè)將進(jìn)口碳纖維主要用于體育用品及風(fēng)電葉片領(lǐng)域。隨著國(guó)家將碳纖維及其復(fù)合材料列入科技創(chuàng)新2030重大工程以來(lái)，國(guó)家及企業(yè)持續(xù)加大其關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，行業(yè)相關(guān)工藝、技術(shù)、設(shè)備也取得了多項(xiàng)突破，國(guó)內(nèi)碳纖維及其復(fù)合材料產(chǎn)量持續(xù)增長(zhǎng)，產(chǎn)品國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程加快。近年來(lái)，在政策發(fā)力和企業(yè)努力下，我國(guó)不斷取得碳纖維及其復(fù)合材料生產(chǎn)制備和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，產(chǎn)品產(chǎn)能規(guī)模也不斷擴(kuò)大，碳纖維國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程持續(xù)加快。2018-2022年，我國(guó)碳纖維國(guó)產(chǎn)化占比不斷提升。2022年以來(lái)，多家碳纖維龍頭企業(yè)不斷擴(kuò)大產(chǎn)品產(chǎn)能，加快產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng)新，我國(guó)碳纖維產(chǎn)品國(guó)產(chǎn)率從2018年的29．03%逐步提升至2022年的57．16%，5年間產(chǎn)品國(guó)產(chǎn)率擴(kuò)大28．13個(gè)百分點(diǎn)，提高了近一倍。未來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)碳纖維相關(guān)技術(shù)不斷創(chuàng)新，產(chǎn)品產(chǎn)能規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，預(yù)計(jì)到2025年，我國(guó)碳纖維國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程將提升至62%以上。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。正因其具備十分優(yōu)異的特殊性能，自研發(fā)以來(lái)，碳纖維及其復(fù)合材料研發(fā)技術(shù)長(zhǎng)期被發(fā)達(dá)國(guó)家掌握，也是國(guó)外對(duì)外我國(guó)進(jìn)行技術(shù)封鎖和產(chǎn)品壟斷的重要物質(zhì)。為了擺脫核心技術(shù)受制于人的局面，我國(guó)自2000年開(kāi)始大力發(fā)展碳纖維產(chǎn)業(yè)，并將其列為國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。碳纖維制造難度較高，工藝流程復(fù)雜。經(jīng)過(guò)多年經(jīng)驗(yàn)積累及技術(shù)創(chuàng)新，目前國(guó)內(nèi)主要有濕法紡絲和干噴濕法兩種生產(chǎn)方法，由于干噴濕紡工業(yè)技術(shù)難度較大，國(guó)內(nèi)僅有少數(shù)企業(yè)掌握該技術(shù)工藝，國(guó)內(nèi)大部分企業(yè)仍采用濕法紡絲生產(chǎn)碳纖維。資料顯示，碳纖維生產(chǎn)成本中，原絲、氧化及碳化成本較高，其中原絲成本占比達(dá)51%，是決定碳纖維性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是企業(yè)未來(lái)實(shí)現(xiàn)降本增效的重要領(lǐng)域。按絲束規(guī)格不同，可以將碳纖維分為大絲束碳纖維和小絲束碳纖維。其中大絲束碳纖維的碳纖維根數(shù)在48K及以上，小絲束碳纖維根數(shù)則在48K以下。與小絲束碳纖維相比大絲束受到制作工藝的限制其模量與強(qiáng)度稍顯遜色，但是制作成本與售價(jià)具備高性價(jià)比，在工業(yè)領(lǐng)域尤其是風(fēng)電領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。碳纖維行業(yè)發(fā)展情況廣義的碳纖維行業(yè)包含碳纖維原材料、碳纖維復(fù)合材料以及碳纖維復(fù)合材料制品等細(xì)分領(lǐng)域，碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈則包含從天然能源到終端應(yīng)用的完整制造過(guò)程。行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈中下游的碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用環(huán)節(jié)，直接上游為碳纖維原材料及樹(shù)脂材料，下游應(yīng)用領(lǐng)域包括交通裝備及其他工業(yè)、醫(yī)療健康、體育健康、民用航空及建筑加固等領(lǐng)域。復(fù)合材料一般由基體和增強(qiáng)材料兩部分組成?；w材料主要起支撐和保護(hù)增強(qiáng)材料的作用；增強(qiáng)材料作為復(fù)合材料的主要承力組分，是復(fù)合材料強(qiáng)度和剛度的主要來(lái)源，增強(qiáng)材料多為纖維材料。按基體材料的類別可分為無(wú)機(jī)非金屬基復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料和樹(shù)脂基復(fù)合材料，按增強(qiáng)纖維類別可分為玻璃纖維、芳綸纖維、碳纖維等復(fù)合材料。高性能纖維主要用作增強(qiáng)體來(lái)制造輕質(zhì)高強(qiáng)的高性能復(fù)合材料，在提高材料效率和節(jié)能減排上體現(xiàn)出巨大經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)《中國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告（2020）》，碳纖維復(fù)合材料是目前用得最多也是最重要的一種高性能纖維復(fù)合材料，隨著碳纖維生產(chǎn)工藝技術(shù)持續(xù)提升，碳纖維產(chǎn)業(yè)日趨成熟，在今后較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，其主導(dǎo)地位仍不可能被替代。與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)材料相比，碳纖維復(fù)合材料具有耐腐蝕、抗疲勞、耐高溫、膨脹系數(shù)小、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)、易于大面積整體成型加工等優(yōu)點(diǎn)。因而，碳纖維增強(qiáng)的樹(shù)脂基復(fù)合材料是當(dāng)代先進(jìn)復(fù)合材料發(fā)展主流。樹(shù)脂材料在復(fù)合材料中作用是將碳纖維粘結(jié)，固定纖維位置并提升復(fù)合材料層間剪切性能，同時(shí)傳遞纖維應(yīng)力并保護(hù)纖維避免磨損和腐蝕。樹(shù)脂的性能會(huì)直接影響碳纖維復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與剛度、使用溫度、斷裂韌性和耐濕熱老化等制品使用性能