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文档简介
1、泓域咨询/青岛高性能导电材料项目投资计划书青岛高性能导电材料项目投资计划书泓域咨询/规划设计/投资分析承诺书申请人郑重承诺如下:“青岛高性能导电材料项目”已按国家法律和政策的要求办理相关手续,报告内容及附件资料准确、真实、有效,不存在虚假申请、分拆、重复申请获得其他财政资金支持的情况。如有弄虚作假、隐瞒真实情况的行为,将愿意承担相关法律法规的处罚以及由此导致的所有后果。公司法人代表签字:xxx投资公司(盖章)xxx年xx月xx日项目概要随着碳纤维技术的不断发展,碳纤维应用领域不断扩大,需求也呈上升趋势,预计到2020年,全球碳纤维需求总量将达到112.1千吨,年均复合增长率达到9.83%;预计
2、2020年国内碳纤维需求将达到40.29千吨左右,年均增长速率约14.19%。在市场规模方面,目前国内的碳纤维主要应用于体育休闲等领域,国外已经成熟运用的航空航天和工业领域将成为未来国内市场的主要增长来源。碳纤维是由有机纤维(主要是聚丙烯腈纤维)经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料纤维。碳纤维的含碳量在90%以上,具有强度高、比模量高(强度为钢铁的10倍,质量仅有铝材的一半)、质量轻、耐腐蚀、耐疲劳、热膨胀系数小、耐高低温等优越性能,是军民用重要基础材料,应用于航空航天、体育、汽车、建筑及其结构补强等领域。相比传统金属材料,树脂基碳纤维模量高于钛合金等传统工业材料,强度通过设计可达到高强钢水
3、平、明显高于钛合金,在性能和轻量化两方面优势都非常明显。然而碳纤维成本也相对较高,虽然目前在航空航天等高精尖领域已部分取代传统材料,但对力学性能要求相对不高的传统行业则更看重经济效益,传统材料依然为主力军。该碳纤维原丝项目计划总投资9555.43万元,其中:固定资产投资8525.60万元,占项目总投资的89.22%;流动资金1029.83万元,占项目总投资的10.78%。达产年营业收入9747.00万元,总成本费用7315.25万元,税金及附加163.94万元,利润总额2431.75万元,利税总额2931.10万元,税后净利润1823.81万元,达产年纳税总额1107.29万元;达产年投资利润
4、率25.45%,投资利税率30.67%,投资回报率19.09%,全部投资回收期6.74年,提供就业职位180个。报告根据我国相关行业市场需求的变化趋势,分析投资项目项目产品的发展前景,论证项目产品的国内外市场需求并确定项目的目标市场、价格定位,以此分析市场风险,确定风险防范措施等。报告主要内容:项目承担单位基本情况、项目技术工艺特点及优势、项目建设主要内容和规模、项目建设地点、工程方案、产品工艺路线与技术特点、设备选型、总平面布置与运输、环境保护、职业安全卫生、消防与节能、项目实施进度、项目投资与资金来源、财务评价等。第一章 项目承办单位基本情况一、公司概况公司是全球领先的产品提供商。我们在续
5、为客户创造价值,坚持围绕客户需求持续创新,加大基础研究投入,厚积薄发,合作共赢。公司始终坚持 “服务为先、品质为本、创新为魄、共赢为道”的经营理念,遵循“以客户需求为中心,坚持高端精品战略,提高最高的服务价值”的服务理念,奉行“唯才是用,唯德重用”的人才理念,致力于为客户量身定制出完美解决方案,满足高端市场高品质的需求。未来,在保持健康、稳定、快速、持续发展的同时,公司以“和谐发展”为目标,践行社会责任,秉承“责任、公平、开放、求实”的企业责任,服务全国。公司的能源管理系统经过多年的探索,已经建立了比较完善的能源管理体系,形成了行之有效的公司、车间和班组级能源管理体系,全面推行全员能源管理及全
6、员节能工作;项目承办单位成立了由公司董事长及总经理为主要领导的能源管理委员会,能源管理工作小组为公司的常设能源管理机构,全面负责公司日常能源管理的组织、监督、检查和协调工作,下设的能源管理工作室代表管理部门,负责具体开展项目承办单位能源管理工作;各车间的能源管理机构设在本车间内,由设备管理副总经理、各车间主管及设备管理人为本部门的第一责任人,各部门设立专(兼)职能源管理员,负责现场能源的具体管理工作。公司实行董事会领导下的总经理负责制,推行现代企业制度,建立了科学灵活的经营机制,完善了行之有效的管理制度。项目承办单位组织机构健全、管理完善,遵循社会主义市场经济运行机制,严格按照中华人民共和国公
7、司法依法独立核算、自主开展生产经营活动;为了顺应国际化经济发展的趋势,项目承办单位全面建立和实施计算机信息网络系统,建立起从产品开发、设计、生产、销售、核算、库存到售后服务的物流电子网络管理系统,使项目承办单位与全国各销售区域形成信息互通,有效提高工作效率,及时反馈市场信息,为项目承办单位的战略决策提供有利的支撑。公司近年来的快速发展主要得益于企业对于产品和服务的前瞻性研发布局。公司所属行业对产品和服务的定制化要求较高,公司技术与管理团队专业和稳定,对行业和客户需求理解到位,以及公司不断加强研发投入,保证了产品研发目标的实施。未来,公司将坚持研发投入,稳定研发团队,加大研发人才引进与培养,保证
8、公司在行业内的技术领先水平。二、所属行业基本情况碳纤维是一种含碳量超过95%的纤维材料,具有优异的力学,化学,电学等优良特性,是”新材料之王”,是军民发展不同缺少的战略性材料,价格非常昂贵,通常又被称为”黑黄金”。碳纤维复合材料由于其优良的材料性能,已经被广泛的应用于航空航天(国防)、风电叶片、汽车、船舶、压力容器、建筑、电缆芯等不同行业。2017年全球碳纤维复合材料需求达到8.42万吨,预计2020年全球总需求将达到11.21万吨,复合增长率达到10%。三、公司经济效益分析上一年度,xxx有限公司实现营业收入6102.66万元,同比增长33.74%(1539.65万元)。其中,主营业业务碳纤
9、维原丝生产及销售收入为5027.66万元,占营业总收入的82.38%。上年度主要经济指标序号项目第一季度第二季度第三季度第四季度合计1营业收入1281.561708.741586.691525.666102.662主营业务收入1055.811407.741307.191256.915027.662.1碳纤维原丝(A)348.42464.56431.37414.781659.132.2碳纤维原丝(B)242.84323.78300.65289.091156.362.3碳纤维原丝(C)179.49239.32222.22213.68854.702.4碳纤维原丝(D)126.70168.93156.
10、86150.83603.322.5碳纤维原丝(E)84.46112.62104.58100.55402.212.6碳纤维原丝(F)52.7970.3965.3662.85251.382.7碳纤维原丝(.)21.1228.1526.1425.14100.553其他业务收入225.75301.00279.50268.751075.00根据初步统计测算,公司实现利润总额1659.20万元,较去年同期相比增长203.04万元,增长率13.94%;实现净利润1244.40万元,较去年同期相比增长176.19万元,增长率16.49%。上年度主要经济指标项目单位指标完成营业收入万元6102.66完成主营业务
11、收入万元5027.66主营业务收入占比82.38%营业收入增长率(同比)33.74%营业收入增长量(同比)万元1539.65利润总额万元1659.20利润总额增长率13.94%利润总额增长量万元203.04净利润万元1244.40净利润增长率16.49%净利润增长量万元176.19投资利润率27.99%投资回报率21.00%财务内部收益率26.54%企业总资产万元22393.49流动资产总额占比万元27.63%流动资产总额万元6186.76资产负债率42.16%第二章 项目技术工艺特点及优势一、技术方案(一)技术方案选用方向1、对于生产技术方案的选用,遵循“自动控制、安全可靠、运行稳定、节省投
12、资、综合利用资源”的原则,选用当前较先进的集散型控制系统,由计算机统一控制整个生产线的各项工艺参数,使产品质量稳定在高水平上,同时可降低物料的消耗。严格按行业规范要求组织生产经营活动,有效控制产品质量,为广大顾客提供优质的产品和良好的服务。2、遵循“高起点、优质量、专业化、经济规模”的建设原则。积极采用新技术、新工艺和高效率专用设备,使用高质量的原辅材料,稳定和提高产品质量,制造高附加值的产品,不断提高企业的市场竞争能力。3、在工艺设备的配置上,依据节能的原则,选用新型节能型设备,根据有利于环境保护的原则,优先选用环境保护型设备,满足项目所制订的产品方案要求,优选具有国际先进水平的生产、试验及
13、配套等设备,充分显现龙头企业专业化水平,选择高效、合理的生产和物流方式。4、生产工艺设计要满足规模化生产要求,注重生产工艺的总体设计,工艺布局采用最佳物流模式,最有效的仓储模式,最短的物流过程,最便捷的物资流向。5、根据该项目的产品方案,所选用的工艺流程能够满足产品制造的要求,同时,加强员工技术培训,严格质量管理,按照工艺流程技术要求进行操作,提高产品合格率,努力追求产品的“零缺陷”,以关键生产工序为质量控制点,确保该项目产品质量。6、在项目建设和实施过程中,认真贯彻执行环境保护和安全生产的“三同时”原则,注重环境保护、职业安全卫生、消防及节能等法律法规和各项措施的贯彻落实。(三)工艺技术方案
14、选用原则1、在基础设施建设和工业生产过程中,应全面实施清洁生产,尽可能降低总的物耗、水耗和能源消费,通过物料替代、工艺革新、减少有毒有害物质的使用和排放,在建筑材料、能源使用、产品和服务过程中,鼓励利用可再生资源和可重复利用资源。2、遵循“高起点、优质量、专业化、经济规模”的建设原则,积极采用新技术、新工艺和高效率专用设备,使用高质量的原辅材料,稳定和提高产品质量,制造高附加值的产品,不断提高企业的市场竞争力。(四)工艺技术方案要求1、对于生产技术方案的选用,遵循“自动控制、安全可靠、运行稳定、节省投资、综合利用资源”的原则,选用当前较先进的集散型控制系统,控制整个生产线的各项工艺参数,使产品
15、质量稳定在高水平上,同时可降低物料的消耗;严格按照电气机械和器材制造行业规范要求组织生产经营活动,有效控制产品质量,为广大顾客提供优质的产品和良好的服务。2、建立完善柔性生产模式;本期工程项目产品具有客户需求多样化、产品个性差异化的特点,因此,产品规格品种多样,单批生产数量较小,多品种、小批量的制造特点直接影响生产效率、生产成本及交付周期;益而益(集团)有限公司将建设先进的柔性制造生产线,并将柔性制造技术广泛应用到产品制造各个环节,可以在照顾到客户个性化要求的同时不牺牲生产规模优势和质量控制水平,同时,降低故障率、提高性价比,使产品性能和质量达到国内领先、国际先进水平。二、项目工艺技术设计方案
16、(一)技术来源及先进性说明项目技术来源为公司的自有技术,该技术达到国内先进水平。(二)项目技术优势分析本期工程项目采用国内先进的技术,该技术具有资金占用少、生产效率高、资源消耗低、劳动强度小的特点,其技术特性属于技术密集型,该技术具备以下优势:1、技术含量和自动化水平较高,处于国内先进水平,在产品质量水平上相对其他生产技术性能费用比优越,结构合理、占地面积小、功能齐全、运行费用低、使用寿命长;在工艺水平上该技术能够保证产品质量高稳定性、提高资源利用率和节能降耗水平;根据初步测算,利用该技术生产产品,可提高原料利用率和用电效率,在装备水平上,该技术使用的设备自动控制程度和性能可靠性相对较高。2、
17、本期工程项目采用的技术与国内资源条件适应,具有良好的技术适应性;该技术工艺路线可以适应国内主要原材料特性,技术工艺路线简洁,有利于流程控制和设备操作,工艺技术已经被国内生产实践检验,证明技术成熟,技术支援条件良好,具有较强的可靠性。3、技术设备投资和产品生产成本低,具有较强的经济合理性;本期工程项目采用本技术方案建设其主要设备多数可按通用标准在国内采购。4、节能设施先进并可进行多规格产品转换,项目运行成本较低,应变市场能力很强。第三章 背景及必要性一、碳纤维原丝项目背景分析碳纤维是一种含碳量超过95%的纤维材料,具有优异的力学,化学,电学等优良特性,是”新材料之王”,是军民发展不同缺少的战略性
18、材料,价格非常昂贵,通常又被称为”黑黄金”。碳纤维生产工艺技术发展到今,已然成熟,随着碳纤维复合材料不断发展,越来越受各行各业的青睐,尤其是航空、汽车、轨道、风电叶片等强劲增长以及其带动作用,碳纤维产业发展前景更加广阔。碳纤维产业链可以分为上游和下游。上游通常是指生产碳纤维专用的材料;下游通常是指生产碳纤维应用部件的产品。介于上下游之间的企业可以认为他们是碳纤维生产工艺中的设备提供商。碳纤维产业链上游从原丝到碳纤维整个过程,需要经过氧化炉、碳化炉、石墨化炉、表面处理、上浆等工艺,将以聚丙烯腈结构为主的原丝经过碳化等工艺变为以石墨纤维结构为主的碳纤维。碳纤维产业链上游属于石油化工行业,主要通过原
19、油炼制、裂解、氨氧化等工序获得丙烯腈;碳纤维企业通过对以丙烯腈为主的原材料进行聚合反应生成聚丙烯腈,再以其纺丝获得聚丙烯腈原丝,对原丝进行预氧化、碳化等工艺制得碳纤维,通过对碳纤维和高质量树脂的加工以获得碳纤维复合材料以满足应用需求。碳纤维从原丝生产工艺到制成品的详细过程就是由上道原丝生产工艺产出PAN原丝,经过送丝架湿热预牵伸后,由牵伸机器依次传送到预氧化炉,经过数台预氧化炉群的不同梯度的温度烤化后,形成氧化纤维即预氧丝;预氧丝经过中温、高温碳化炉后形成碳纤维;碳纤维再经过最终的表面处理上浆、干燥等工艺得到碳纤维成品。全过程连续走丝,精确控制,任何一道工序出现些许问题都会影响稳定生产和最终碳
20、纤维产品的质量。碳纤维生产工艺流程长,技术关键点多,生产壁垒高,是多学科、多技术的集成。二、鼓励中小企业发展从促进产业发展看,民营企业机制灵活、贴近市场,在优化产业结构、推进技术创新、促进转型升级等方面力度很大,成效很好。据统计,我国65%的专利、75%以上的技术创新、80%以上的新产品开发,是由民营企业完成的。从吸纳就业看,民营经济作为国民经济的生力军是就业的主要承载主体。全国工商联统计,城镇就业中,民营经济的占比超过了80%,而新增就业贡献率超过了90%。从经济的贡献看,截至2017年底,我国民营企业的数量超过2700万家,个体工商户超过了6500万户,注册资本超过165万亿元,民营经济占
21、GDP的比重超过了60%,撑起了我国经济的“半壁江山”。同时,民营经济也是参与国际竞争的重要力量。中小企业也面临着重大的发展机遇,中国经济长期向好的基本面没有改变,全面深化改革正在释放新动力、激发新活力。新技术的广泛应用正引发以智能制造为核心的产业变革,不断催生新产品、新业态、新市场和新模式,为中小企业提供了广阔的创新发展空间。引导中小企业集聚发展,按照布局合理、特色鲜明、用地集约、生态环保的原则,支持培育一批重点示范产业集群。加强产业集群环境建设,改善产业集聚条件,完善服务功能,壮大龙头骨干企业,延长产业链,提高专业化协作水平。鼓励东部地区先进的中小企业通过收购、兼并、重组、联营等多种形式,
22、加强与中西部地区中小企业的合作,实现产业有序转移。引导中小企业开拓市场,支持中小企业加强市场调研,顺应需求升级要求,创新营销模式,深耕细分市场,拓展发展空间。鼓励中小企业加强工贸结合、农贸结合和内外贸结合,利用电商平台等多种方式开拓市场,提高市场拓展效率。推进连锁经营、特许经营、物流配送等现代流通方式。三、宏观经济形势分析尽管世界经济出现增速下行迹象,但是除少数经济形势严重恶化的新兴市场国家外,全球总体上处于失业率相对较低的时期。这种状况表明世界经济处于从繁荣顶峰刚刚出现回落迹象的阶段。今年以来,面对错综复杂的国际环境和艰巨繁重的国内改革发展稳定任务,按照十九大作出的战略部署,坚持稳中求进工作
23、总基调,落实高质量发展要求,有效应对外部环境深刻变化,迎难而上、扎实工作,改革开放继续深化,各项宏观调控目标可以较好完成,三大攻坚战开局良好,供给侧结构性改革深入推进,人民群众得到更多实惠,保持了经济持续健康发展和社会大局稳定,朝着实现第一个百年奋斗目标迈出新的步伐。四、碳纤维原丝项目建设必要性分析碳纤维复合材料由于其优良的材料性能,已经被广泛的应用于航空航天(国防)、风电叶片、汽车、船舶、压力容器、建筑、电缆芯等不同行业。2017年全球碳纤维复合材料需求达到8.42万吨,预计2020年全球总需求将达到11.21万吨,复合增长率达到10%。2017年全球碳纤维需求量最大的三个行业分别是风电叶片
24、1.98万吨(23.52%)、航空航天1.92万吨(22.80%)、休闲体育1.32万吨(15.68%),除此之外,汽车、混配模成型、压力容器等行业需求较大。按照价值占比情况来看,航空航天占比接近49.14%,附加值最高。2017年我国碳纤维需求达2.35万吨,同比增长达20.06%,远超全球增速(约10%),整体上延续了近期年碳纤维需求快速增长趋势,其中有7400吨是由国产碳纤维企业生产商提供,进口碳纤维总量(1.61万吨)仍然明显高于国产量,进口替代空间巨大。未来随着国内碳纤维需求的不断增长,预计2020年我国碳纤维总需求达3.30万吨,复合增长率超过11%,随着国产碳纤维技术水平提高,我
25、国国产碳纤维市场占比有望不断提升。对比我国碳纤维需求行业分布与全球碳纤维需求行业分布,可以发现我国当前碳纤维应用主要还是集中在体育休闲领域占比达51.09%,而在航空航天、风电叶片、汽车等高附加值领域结构占比要远低于全球相应部分碳纤维使用占比。全球航空航天碳纤维需求量虽仅占19.20%,但是其价值占比却高达49.14%,未来我国在航空航天、风电叶片、汽车等行业碳纤维需求市场空间广阔。我国航空装备与美国相比仍有较大差距。全球目前共有53545架军用飞机,其中美国、俄罗斯、中国军机数量分居前三,我国军机数量不足美国的四分之一,其中在作战飞机、武装直升机、运输机等方面差距尤其明显。以战斗机为例我国仍
26、有约50%(561架)的二代机(歼-7、歼-8),三代机、四代机远落后于美国,而武装直升机数量884架,仅为占美国武装直升机的16.29%(5427架)。伴随国防和军队现代化建设要求,且我国歼-20、歼-16、歼-10C、运-20、新型武装直升机等新型号的研制成功并交付使用,军用航空领域未来市场空间巨大。由于碳纤维复合材料在结构轻量化中无可替代的材料性能,在军用航空的应用领域得到了广泛应用和快速发展,国外军用飞机从最初将复合材料用于尾翼级的部件制造到今天用于机翼、口盖、前机身、中机身、整流罩等,碳纤维复材用量不断提升,以美国F-22和F35为代表的第四代战斗机上碳纤维复合材料用量达到24%和3
27、6%,在美国B-2隐身战略轰炸机上,碳纤维复合材料占比更是超过了50%。我国现役的第三代战斗机碳纤维占比约为3%,与美国第四代战机30%的平均碳纤维用量仍有较大差距,我军碳纤维使用比例仍有巨大提升空间。目前我军直-10、直-19武装直升机则大量使用由国产军用碳纤维复合材料制作的机身框架结构、直升机旋翼、机翼蒙皮和直升机尾翼部件。未来随着军机批产上量,以及碳纤维比例逐步上升,对国产碳纤维的需求将越来越大。近年来无人机(UAV)包括无人作战机(UCAV)发展迅速。出无人机系统是当今世界航空工业最具活力的发展领域,无论是在国防还是空中摄影、气象观察等民用领域,无人机系统正被越来越广泛使用。目前全球无
28、人机系统年产值约150亿美元,其中100亿美元来自军用需求,预计未来10年全球无人机系统领域年均增速将在20%以上,产值累计超过4000亿美元。美国全球鹰(GlobalHawk)高空长航时无人侦察机共用复合材料达65%,X-45C、X-47B、“神经元”、“雷神”的复合材料使用比例都为90%。2018年12月23日,“翼龙”I-D无人机成功首飞,这是我国自主研发的第一型全机身复材无人机,机体复合材料比例达到约75%。随着无人机需求的快速增长及复材使用比例的提升,碳纤维复材在无人机领域需求有望成为我国新亮点。在航天领域,航天飞行器的重量每减少1公斤,就可使运载火箭减轻500公斤,因此,在航空航天
29、工业中普遍采用先进的碳纤维复合材料。美国、欧洲的卫星结构质量不到总重量的10%,原因就在于广泛使用了高性能复合材料。而在运载火箭和战略导弹方面,碳纤维复合材料以其优异的性能得到了较好的应用与发展,先后成功用于“飞马座”、“德尔塔”运载火箭、“三叉戟”(D5)、“侏儒”导弹等型号;美国的战略导弹MX洲际导弹,俄罗斯战略导弹“白杨”M导弹均采用先进复合材料发射筒。2018年我国共计完成航天发射任务39次,据世界首位,上升趋势明显。随着中国航天实力增强以及科技发展的需要,碳纤维复合材料的运用将不断扩大。我国风电产业呈现快速发展趋势,且呈大型化发展。2017年新增装机容量中,3MW及以上机组占比达7.
30、60%,其中4MW及以上占比达4.7%,而2MW以下的风机占比仅7.30%,2-3MW级是当前新增装机的主力。从累计装机情况来看,2MW及以上级别装机容量占比不断提升,而1.5MW级别累计风机占比将不断的减少,风机新增装机呈现大型化发展趋势,尤其是在大型海上风电场及低速风机区域占比将更高。随着低速风机和海上风机的不断发展,叶片长度的不断增加,叶轮直径的增加对叶片的质量及抗拉强力提出了更轻、更高的要求。全球风电叶片长度,目前以45-59.9米为主导,占比超过70%,预计未来,到2021年,60-69.9米的叶片占比将提升到20%。碳纤维复合材料(CFRP)是制造大型叶片的关键材料,其可弥补玻璃纤
31、维复合材料(GFRP)的性能不足。但长期以来,出于成本因素,CFRP在叶片制造中只被用于樑帽、叶根、叶尖和蒙皮等关键部位。近年,随着碳纤维价格稳中有降,加之叶片长度进一步增加,CFRP的应用部位增加,用量也有较大提升。当前碳纤维复合材料在风电领域应用主要以国外的先进主机厂较多,如维斯塔斯、GE等,国内中材科技也已经有相关供应,但是整体占比不高,工艺方面相对于国外成熟拉挤工艺可能还是存在一定的差距。光威复材已经为维斯塔斯提供碳纤维复合材料碳梁。2017年全球风电碳纤维需求为1.98万吨,我国风电碳纤维需求3060吨,随着相关风电叶片的工艺逐渐成熟,我们认为我国风电碳纤维的需求将继续保持快速增长趋
32、势。除了航空航天(国防)、风电领域外,碳纤维复合材料还被广泛应用于包括民用飞机、汽车、体育休闲、混配模成型、电缆芯、建筑建材、压力容器、船舶、电子电器等多个领域。当然目前由于碳纤维材料本身的成本相对较高,限制了其大面积应用,但是我们认为随着我国在民机制造领域、新能源汽车以及国内风电领域工艺技术的不断改进,以及碳纤维制造成本的持续下降,未来我国碳纤维市场需求将保持快速增长。五、碳纤维原丝行业分析碳纤维是由有机纤维(主要是聚丙烯腈纤维)经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料纤维。碳纤维的含碳量在90%以上,具有强度高、比模量高(强度为钢铁的10倍,质量仅有铝材的一半)、质量轻、耐腐蚀、耐疲劳、热膨
33、胀系数小、耐高低温等优越性能,是军民用重要基础材料,应用于航空航天、体育、汽车、建筑及其结构补强等领域。相比传统金属材料,树脂基碳纤维模量高于钛合金等传统工业材料,强度通过设计可达到高强钢水平、明显高于钛合金,在性能和轻量化两方面优势都非常明显。然而碳纤维成本也相对较高,虽然目前在航空航天等高精尖领域已部分取代传统材料,但对力学性能要求相对不高的传统行业则更看重经济效益,传统材料依然为主力军。全产业链看,制造碳纤维产品的上游原丝端与中游复合材料均是碳纤维产业链的核心环节,整个制造的全环节技术壁垒均高。作为碳纤维的前驱体,高质量的PAN原丝是制备高性能碳纤维的前提条件,但其中的聚合、纺丝、碳化、
34、氧化等工艺并非朝夕能够达成,其产业化工艺以及反应装置核心技术是关键。例如据合成纤维工业2019年第42卷,碳纤维设备生产技术几乎被国外垄断,且严格限制对华出口,如碳化炉、石墨化炉等关键设备研发滞后。碳纤维一般不是单独使用,而是以复合材料的形式被使用,一般以树脂碳纤维居多。除PAN原丝外,碳纤维复合材料设计、制造、评价是碳纤维应用的基础,亦制约着碳纤维产业的发展。碳纤维复合材料中主要成分除碳纤维外,还有树脂基材。碳纤维原丝即PAN原丝质量固然重要,但若在中游复材环节,没有质量与性能突出、产业化规模的树脂基材,以及没有用于配套生产复材的核心设备,碳纤维仍然无法得到大规模的应用。碳纤维制备过程中,质
35、量过关的原丝是产业化的前提。碳纤维的强度显著地依赖于原丝的致密性和微观形态结构,质量过关的原丝是实现产业化的前提,是稳定生产的基础。目前,比较常用的纺丝工艺是湿法纺丝、干湿法(干喷湿纺)纺丝。在致密性方面,干喷湿纺纺丝工艺是高性能碳纤维原丝的主流制备方法,且成本相比于湿法较低。在同样的纺丝装备及能源消耗条件下,干湿法纺丝的综合产量是湿法纺丝的2-8倍,PAN基碳纤维丝束的生产成本可降低75%。干喷湿纺中,纺丝液从喷丝孔喷出形成细流后,先经过一段空气层(1-20厘米),再进入凝固浴,在凝固浴中完成固化,可实现高速纺丝,用于生产高性能的纤维,同时具有干法和湿法的优点。干喷湿纺也是当前国际碳纤维巨头
36、的主要纺丝方法,日本东丽的主流型号T700、T800、T1000碳纤维都是采用干喷湿纺制备而成。截止2018年,国内企业的碳纤维大部分仍采用湿法纺丝制备,顶尖龙头已成功掌握干喷湿纺工艺。碳纤维技术发展至今已经历三代变迁,同时实现高的拉伸强度和弹性模量是目前碳纤维研制过程中的技术难点。近年来日美从两条不同技术路径在第三代碳纤维上取得技术突破,并有望在未来5-10年内实现工业化生产,对于提高战机、武器的作战能力意义重大。东丽利用传统的PAN溶液纺丝技术使得碳纤维强度和弹性模量都得到大幅提升,是通过精细控制碳化过程,在纳米尺度上改善碳纤维的微结构,对碳化后纤维中石墨微晶取向、微晶尺寸、缺陷等进行控制
37、。以当前东丽较为先进的碳纤维制品T1100G为例,T1100G的拉伸强度和弹性模量分别为6.6GPa和324GPa,比T800提高12%以及10%,正进入产业化阶段。美国佐治亚理工学院从原丝制备工艺入手,利用创新的PAN基碳纤维凝胶纺丝技术,通过凝胶把聚合物联结在一起,产生强劲的链内力和微晶取向的定向性,保证在高弹性模量所需的较大微晶尺寸情况下,仍具备高强度,从而将碳纤维拉伸强度提升至5.55.8GPa,拉伸弹性模量达354375GPa。中游的碳纤维复合材料以树脂基复合材料(CFRP)为主,占全部碳纤维复合材料市场份额的90%以上。复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料,通过物理或化学的方法
38、,在宏观上组成具有新性能的材料。各种材料在性能上互相取长补短,产生协同效应,使复合材料的综合性能优于原组成材料以满足各种不同的要求。复合材料根据不同物相在空间上的连续性,可以将其分为基体与增强材料。一般而言,碳纤维不单独应用于下游领域,常作为增强材料形成复合材料。碳纤维复合材料以树脂基复合材料(CFRP)为主,占全部碳纤维复合材料市场份额的90%以上。在CFRP中,受力的是碳纤维,树脂在其中起到粘结的作用。CFRP以其明显的减重增强的作用而广泛应用于航天航空、体育娱乐用品等领域。换句话说,碳纤维复合材料才是直接接触下游市场的应用形式。碳纤维复合材料的制备难度,一方面在于基体树脂材料的选择,另一
39、方面在于成型技术。基体树脂材料的性能以及相对应的与碳纤维的配套体系,决定的是材料设计环节。但在该环节完成之后,无论制作试样还是量产,都离不开成型以及相关技术,虽然实际上两个环节不能完全分开。成型加工过程赋予材料一定的形态,使之体现出必要的特性。与此同时,碳纤维复合材料成型中部分技术的成功实现,是碳纤维在商业航空领域得以规模化应用的前提。用于航空航天领域的CFRP构件此前大多使用预浸料工艺,但是预浸料工艺的成本较高,因预浸料的裁减和铺叠过程是人工成本和工艺时间消耗最大的环节。为改进这一局面,由飞机制造商与材料供应商共同研究开发出来的成型技术自动铺放技术,达到了通过自动化和高速化完成对大型复合材料
40、部件的成型、提高生产效率、降低生产成本的目的。通常使用铺放成型技术可以比其他的成型工艺减少成本至少30%-50%。正是由于自动铺放成型技术的出现,CFRP在商用客机上的规模化应用才能够成为现实。六、碳纤维原丝市场分析预测随着碳纤维技术的不断发展,碳纤维应用领域不断扩大,需求也呈上升趋势,预计到2020年,全球碳纤维需求总量将达到112.1千吨,年均复合增长率达到9.83%;预计2020年国内碳纤维需求将达到40.29千吨左右,年均增长速率约14.19%。在市场规模方面,目前国内的碳纤维主要应用于体育休闲等领域,国外已经成熟运用的航空航天和工业领域将成为未来国内市场的主要增长来源。碳纤维(Car
41、bonFiber,简称CF)是由有机纤维(粘胶基、沥青基、聚丙烯腈基纤维等)在高温环境下裂解碳化形成碳主链机构的无机纤维,是一种含碳量高于90%的无机纤维。碳纤维具有目前其他任何材料无可比拟的高比强度(强度比密度)和高比刚度(模量比密度),还具有低比重、耐腐蚀、耐疲劳、耐高温、膨胀系数小等特性,被誉为“新材料之王”,广泛应用于国防工业以及高性能民用领域,主要包括航空航天、海洋工程、新能源装备、工程机械、交通设施等,是一种国家极需、应用前景广阔的战略性新材料。碳纤维在世界的发展已有百年,最早萌芽于19世纪80年代白炽灯的发明,经过约半个世纪的停滞,随着20世纪中期基础研究的发展与化学纤维的出现,
42、高性能碳纤维在美国得以问世。尤其是70年代以后,碳纤维凭借其优异的特性在下游产业中迅速商业化,更多的企业尝试将碳纤维应用于自身产品中,自此碳纤维迈入高速发展期。20世纪70年代,碳纤维在体育休闲领域大放异彩;80年代,碳纤维越来越多地应用于航空航天与汽车领域;到21世纪,以VESTAS为首的风电生产企业尝试将碳纤维应用于风电叶片中。2018年,全球碳纤维理论产能已达到154.8千吨,并在风电叶片、航空航天、体育休闲等多个领域得到广泛应用。全球碳纤维主要应用于风电叶片、航空航天、体育休闲与汽车等领域。碳纤维2018年全球需求量达到92.6千吨,总价值达到25.71亿美元。在细分市场的应用上,风电
43、叶片、航空航天、体育休闲及汽车领域的需求达到68.1千吨,占据碳纤维全球需求总量的73.5%;而从价值上看,航空航天、体育休闲、风电叶片和汽车领域合计达到20.91亿美元,占比进一步提升,达到81%。2018年航空航天的碳纤维需求量21千吨,占当年总需求量的23%,稍落后于风电叶片22千吨;但在价值上,航空航天需求高达12.6亿美元,占当年碳纤维市场总价值的49%,约为其他应用领域之和,造成差异的主要原因是航空航天用的碳纤维单价大幅高于其他民用碳纤维:航空航天领域碳纤维的单价为6万美元/吨,远高于碳纤维整体单价2.78万美元/吨。2008年全球碳纤维需求量36.4千吨,2018年达到92.6千
44、吨,十年间的平均增长率为9.8%,且近年来增长率有所提升,2015-2018年间的增长率分别为28%、15%、7%、10%,平均而言高于此前的增长率。若按每年10%的增长率计算,预计2019与2020年全球碳纤维的需求量将分别达到101.9与112.1千吨。国内碳纤维近年来取得较快发展。我国聚丙烯腈(PAN)基碳纤维的研究起步于20世纪60年代,最早从事碳纤维研发的机构主要为中科院山西煤化所、长春应用化学研究所、化学研究所(北京),但由于工艺基础薄弱、装备技术落后、西方国家技术封锁等原因,聚丙烯腈(PAN)基碳纤维国产化技术长期徘徊在较低水平。2002年建成第一条二甲基亚砜原丝工程化线后,国产
45、化聚丙烯腈(PAN)基碳纤维实现转型升级,国家科技部设立了“863”计划,重点支持国产聚丙烯腈基碳纤维的工程化研究,国家发改委、工信部等也加大支持工程化、产业化及其应用,国产碳纤维进入有序发展阶段。目前国内碳纤维产业主要聚集于江苏、山东、吉林等地,具有较高的市场集中度。21世纪以来,在国家大力扶持下,国内碳纤维产业取得了重大突破,初步形成了以江苏、山东和吉林等地为主的碳纤维产业聚集地。截止2018年,全国约有20余家聚丙烯腈基碳纤维生产企业和6家碳纤维研究单位,其中产能千吨以上的企业有8家,这8家占据了国内大部分碳纤维市场。2018年全国碳纤维理论产能为26.8千吨,8家千吨级碳纤维企业的理论
46、产能已经达到23.3千吨,占比86.94%,具有较高的市场集中度。自21世纪以来,碳纤维得到政府的高度重视,国家出台一系列政策支持碳纤维产业的发展,自此碳纤维步入快速发展期。国家在国务院关于印发“十三五”国家科技创新规划的通知中明确提出“重点研制碳纤维及其复合材料、高温合金、先进半导体材料、新型显示及其材料、高端装备用特种合金、稀土新材料、军用新材料等,突破制备、评价、应用等核心关键技术”;中国制造2025中碳纤维被列为关键战略材料之一,并要求到2020年,国产碳纤维复合材料要满足大飞机技术要求,国产碳纤维用量要达到4000吨以上;到2025年高性能碳纤维基本实现自主保障。在国家的大力推动下,
47、碳纤维行业将吸引越来越多的资金和人才加入其中,随着下游产业应用范围的扩大,碳纤维行业未来有望获得广阔发展。第四章 项目建设主要内容和规模(一)用地规模该项目总征地面积30922.12平方米(折合约46.36亩),其中:净用地面积30922.12平方米(红线范围折合约46.36亩)。项目规划总建筑面积43600.19平方米,其中:规划建设主体工程27620.15平方米,计容建筑面积43600.19平方米;预计建筑工程投资3052.60万元。(二)设备购置项目计划购置设备共计84台(套),设备购置费3873.50万元。二、产值规模项目计划总投资9555.43万元;预计年实现营业收入9747.00万
48、元。第五章 项目建设地点一、碳纤维原丝项目建设选址原则为了更好地发挥其经济效益并综合考虑环境等多方面的因素,根据碳纤维原丝项目选址的一般原则和碳纤维原丝项目建设地的实际情况,“碳纤维原丝项目”选址应遵循以下原则:1、布局相对独立,便于集中开展科研、生产经营和管理活动。2、与碳纤维原丝项目建设地的建成区有较方便的联系。3、地理条件较好,并有足够的发展潜力。4、城市基础设施等配套较为完善。5、以城市总体规划为依据,统筹考虑用地与城市发展的关系。6、兼顾环境因素影响,具有可持续发展的条件。二、碳纤维原丝项目选址方案及土地权属(一)碳纤维原丝项目选址方案1、碳纤维原丝项目建设单位通过对碳纤维原丝项目拟
49、建场地缜密调研,充分考虑了碳纤维原丝项目生产所需的内部和外部条件:距原料产地的远近、企业劳动力成本、生产成本以及拟建区域产业配套情况、基础设施条件及土地成本等。2、通过对可供选择的建设地区进行比选,综合考虑后选定的碳纤维原丝项目最佳建设地点碳纤维原丝项目建设地,所选区域完善的基础设施和配套的生活设施为碳纤维原丝项目建设提供了良好的投资环境。青岛,别称岛城、琴岛、胶澳,是山东省副省级市、计划单列市,国务院批复确定的中国沿海重要中心城市和滨海度假旅游城市、国际性港口城市。截至2019年,全市下辖7个区、代管3个县级市,总面积11293平方千米,2019年全市常住总人口949.98万人。其中,市区常
50、住人口645.20万人。青岛地处中国华东地区、山东半岛东南、东濒黄海,位于中日韩自贸区的前沿地带,是山东省经济中心、国家重要的现代海洋产业发展先行区、东北亚国际航运枢纽、海上体育运动基地,一带一路新亚欧大陆桥经济走廊主要节点城市和海上合作战略支点。青岛是国家历史文化名城、中国道教发祥地。因树木繁多,四季常青而得名。1891年清政府驻兵建制,青岛是2008北京奥运会和第13届残奥会帆船比赛举办城市,是中国帆船之都,亚洲最佳航海城,世界啤酒之城、联合国电影之都、全国首批沿海开放城市、全国文明城市、中国最具幸福感城市。被誉为东方瑞士、中国品牌之都。青岛是国际海洋科研教育中心,驻有山东大学(青岛)、北
51、京航空航天大学青岛校区、中国海洋大学等高校26所,引进清华大学、北京大学等29所高校。青岛的异域建筑种类繁多,被称作万国建筑博览会。八大关建筑群荣膺中国最美城区称号。(二)工程地质条件1、根据建筑抗震设计规范(GB50011)标准要求,碳纤维原丝项目建设地无活动断裂性通过,无液化土层及可能震陷的土层分布,地层均匀性密实较好,因此,本期工程碳纤维原丝项目建设区处于地质构造运动相对良好的地带,地下水为上层滞水,对混凝土无腐蚀性,各土层分布稳定、均匀而适宜建筑。2、拟建场地目前尚未进行地质勘探,参考临近建筑物的地质资料,地基土层由第四系全新统(Q4)杂填土、粉质粘土、淤泥质粉土、圆砾卵石层组成,圆砾
52、卵石作为建筑物的持力层,Pk=300.00Kpa;建设区域地质抗风化能力较强,地层承载力高,工程地质条件较好,不会受到滑坡及泥石流等次生灾害的影响,无不良地质现象,地壳处于稳定状态,场地地貌简单适应本期工程碳纤维原丝项目建设。三、碳纤维原丝项目用地总体要求(一)碳纤维原丝项目用地控制指标分析1、“碳纤维原丝项目”均按照项目建设地建设用地规划许可证及建设用地规划设计要求进行设计,同时,严格按照建设规划部门与国土资源管理部门提供的界址点坐标及用地方案图布置场区总平面图。2、建设碳纤维原丝项目平面布置符合轻工产品制造行业、重点产品的厂房建设和单位面积产能设计规定标准,达到工业碳纤维原丝项目建设用地控
53、制指标(国土资发【2008】24号)文件规定的具体要求。(二)碳纤维原丝项目建设条件比选方案1、碳纤维原丝项目建设单位通过对可供选择的建设地区进行缜密比选后,充分考虑了碳纤维原丝项目拟建区域的交通条件、土地取得成本及职工交通便利条件,碳纤维原丝项目经营期所需的内外部条件:距原料产地的远近、企业劳动力成本、生产成本以及拟建区域产业配套情况、基础设施条件等,通过建设条件比选最终选定的碳纤维原丝项目最佳建设地点碳纤维原丝项目建设地,本期工程碳纤维原丝项目建设区域供电、供水、道路、照明、供汽、供气、通讯网络、施工环境等条件均较好,可保证碳纤维原丝项目的建设和正常经营,所选区域完善的基础设施和配套的生活
54、设施为碳纤维原丝项目建设提供了良好的投资环境。2、由碳纤维原丝项目建设单位承办的“碳纤维原丝项目”,拟选址在碳纤维原丝项目建设地,所选区域土地资源充裕,而且地理位置优越、地形平坦、土地平整、交通运输条件便利、配套设施齐全,符合碳纤维原丝项目选址要求。(三)碳纤维原丝项目用地总体规划方案本期工程项目建设规划建筑系数59.08%,建筑容积率1.41,建设区域绿化覆盖率7.17%,固定资产投资强度183.90万元/亩。(四)碳纤维原丝项目节约用地措施1、土地既是人类赖以生存的物质基础,也是社会经济可持续发展必不可少的条件,因此,碳纤维原丝项目建设单位在利用土地资源时,严格执行国家有关行业规定的用地指
55、标,根据建设内容、规模和建设方案,按照国家有关节约土地资源要求,合理利用土地。2、在碳纤维原丝项目建设过程中,碳纤维原丝项目建设单位根据总体规划以及项目建设地期对本期工程碳纤维原丝项目地块的控制性指标,本着“经济适宜、综合利用”的原则进行科学规划、合理布局,最大限度地提高土地综合利用率。第六章 工程方案一、工程设计条件碳纤维原丝项目建设地属于建设用地,其地形地貌类型简单,岩土工程地质条件优良,水文地质条件良好,适宜本期工程碳纤维原丝项目建设。二、建筑设计规范和标准1、砌体结构设计规范(GB50003-2001)。2、建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)。3、建筑结构荷载规范(GB5
56、0009-2001)。三、主要材料选用标准要求(一)混凝土要求根据混凝土结构耐久性设计规范(GB/T50476)之规定,确定构筑物结构构件最低混凝土强度等级,基础混凝土结构的环境类别为一类,本工程上部主体结构采用C30混凝土,上部结构构造柱、圈梁、过梁、基础采用C25混凝土,设备基础混凝土强度等级采用C30级,基础混凝土垫层为C15级,基础垫层混凝土为C15级。(二)钢筋及建筑构件选用标准要求1、本工程建筑用钢筋采用国家标准热轧钢筋:基础受力主筋均采用HRB400,箍筋及其他次要构件为HPB300。2、HPB300级钢筋选用E43系列焊条,HRB400级钢筋选用E50系列焊条。四、土建工程建设
57、指标本期工程项目预计总建筑面积43600.19平方米,其中:计容建筑面积43600.19平方米,计划建筑工程投资3052.60万元,占项目总投资的31.95%。第七章 设备选型分析一、设备选型(一)设备选型的原则1、选用的设备必须有较高的生产效率,能降低劳动强度,满足生产规模的要求,2、为满足产品生产的质量要求,关键设备为知名厂家生产的品牌产品,3、按经济规律办事,讲求投资经济效益,在充分考虑设备的先进性和适用性的同时,综合考虑各设备的性价比和寿命年限。(二)设备选型方向1、以“比质、比价、比先进”为原则。选择设备时,要着眼高起点、高水平、高质量,最大限度地保证产品质量的需要,不断提高产品生产过程中的自动化程度,降低劳动强度提高劳动生产率,节约能源降低生产成本和检测成本。2、主要设备的配置应与产品的生产技术工艺及生产规模相适应,同时应具备“先进、适用、经济、配套、平衡”的特性,能够达到节能和清洁生产的各项要求。该项目所选设备必须技术先进、
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