中国碳纤维行业发展现状分析

中国碳纤维行业发展现状分析一、碳纤维行业概况碳纤维(carbonfiber，简称CF)，是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维主要分为粘胶基、沥青基和聚丙烯腈（PAN）基三大种类，各有不同的使用场景和生产方法。其中沥青基碳纤维碳收率最高，可达80%-90%，但由于生产成本高，而难以应用于大批量工业应用制造。PAN基碳纤维综合性能最好、生产工艺成熟简单、应用最广、产量最高、品种最多，是目前全球碳纤维市场的主流碳纤维产品，产量占全球碳纤维总产量的90%以上。完整的碳纤维产业链包含从能源获取到成品制造的全过程。碳纤维行业上游是制备聚丙烯晴（PAN）原丝过程，由于在原材料中原油制丙烯成本最低，故而此过程首先从原油中制出丙烯，再将丙烯经氨氧化后得到丙烯腈，再经聚合和纺丝之后得到聚丙烯腈（PAN）原丝。产业链中游是利用原丝经过预氧化、低温和高温碳化后就得到碳纤维，以及制备碳纤维织物和碳纤维预浸料，碳纤维预浸料可根据不同需求制成各类复合材料成品。产业链下游是以航空航天、体育休闲、风电叶片、工业领域为主的相关应用领域。二、全球碳纤维行业发展现状分析近年来，随着碳纤维行业产业链下游应用领域的不断发展，直接拉动了全球碳纤维需求的增长。全球碳纤维总需求已从2013年5.01万吨，增长到了2019年的10.37万吨，复合增速为11.89%，预计2020年全球总需求将达到11.24万吨。碳纤维行业下游产业中，风电叶片、航空航天、体育休闲的碳纤维需求量分别为2.55万吨、2.35万吨、1.50万吨，占据需求构成的前三位，占比分别为24.59%、22.66%、14.46%。2019年，航空航天产业对碳纤维需求量仅占总需求量的22.66%，但其销售金额价值却达到了14.1亿美元，占碳纤维总销售金额的49.13%，占比将近一半；体育休闲、风电叶片、汽车领域的碳纤维市场需求价值分别为3.45亿美元、3.57亿美元、2.12亿美元，除航天航空的其他领域市场需求合计占比50.87%。三、中国碳纤维行业发展现状分析自21世纪初，我国自主研发碳纤维以来，行业取得了飞速发展。国内碳纤维总需求从2013年的15.1千吨增长到了2019年的37.8千吨，平均年增长25.92%，高于全球平均水平。2019年我国碳纤维总需求占全球总需求34%，预计2020年总需求可到45千吨。2019年，我国碳纤维需求构成中，体育休闲和风电叶片占比基本一致，均为37%，远远高于其他下游应用领域，且对于在全球碳纤维需求占比极大的航空航天领域，我国却只有4%，市场潜力巨大。2018年，我国碳纤维行业市场规模已达5.68亿美元，其中除台湾外，国产规模达1.62亿美元，占我国市场规模的23%。由此可见，我国近77%的碳纤维来源于进口，其中，从日本进口碳纤维金额最高，为2.3亿美元，占比32%。以上数据显示，我国碳纤维国产化率较低，未来随国产替代推进，行业将得到进一步发展。随着我国国民经济的发展以及国防工业战略地位的进一步提升，国内碳纤维产业取得了重大突破，产能从2008年的4686吨增长至2018年的26,800吨，年平均增长率达20.3%。在2018年全球理论产能排名中，中国位列第三，但国内碳纤维行业目前仍处于初级阶段，国产厂商主要以生产低端性能碳纤维为主，高性能碳纤维研发生产方面的稳定性、产品离散度等指标与国外优势企业相比存在一定差距。四、国内碳纤维行业发展前景1、国家政策助力行业向前发展碳纤维产业是国家鼓励的基础性战略性新兴产业，为实现军事和民用重大装备的自主保障，近年来国家和地方政府出台多项产业政策，支持碳纤维产业的发展。未来在相关行业政策的扶持下，中国碳纤维行业将持续向前发展。2、技术进步带动行业产业升级2016年1月，中国科学院所在国内率先实现了国产M55J制备技术重大突破，同年9月进行了制备技术验证，并获得拉伸强度4.15GPa、拉伸模量585GPa的高强高模碳纤维，后续研究进一步实现了国产M55J高强高模碳纤维连续稳定生产，纤维主体性能批间批内离散系数＜5%。这标志着国内小丝束技术取得了重大进步。2018年8月，“聚丙烯腈（PAN）基大丝束原丝及碳纤维技术及工艺包开发’项目通过鉴定，标志着国内突破突破大丝束瓶颈。技术的进步带来的是国产碳纤维产量的增加，这也将进一步促进国产占有率的大幅增长，改变我国“有产能，低产量”的格局，并有望在2025年前后，国产碳纤维在国内市场占比超过进口。3、下游市场的快速扩大带来国内需求的激增在中国制造2025中，碳纤维被列入战略材料，规划预计2020年国产碳纤维用量达4000吨以上，满足大飞机技术要求，到2025年高性能