碳纤维是一种集结构材料与功能材料于一身、具有多种优异性能并拥有广泛用途的基础性新材料。高强度、高模量、低比重特点的碳纤维以及以碳纤维为增强体的复合材料,以其出色的增强减重效果成为各类军、民装备最重要的候选材料之一,成为国防装备的关键材料,在航空航天、轨道交通、风力发电、新能源汽车、建筑补强等领域具有较大的发展空间;其耐腐蚀、耐高温、线胀系数小等特点,可以使其在诸如高温、高湿、高寒、高腐蚀性等的恶劣环境中代替金属材料使用;此外,其导电性可以使碳纤维大范围的使用在通讯、电子、能源电力等领域。因此,随着行业技术的进步、社会需求水平的提高,碳纤维日益成为发展国防军工与国民经济的重要战略物资,在军民领域均具有广泛的应用前景。
我国碳纤维市场规模呈逐年上涨态势。目前我国已基本实现T700级碳纤维国有化,但碳纤维整体产品仍处在中下游水平。2019年,我国碳纤维市场规模实现8.22亿美元,较2018年同比增长15.67%。2020年,中国碳纤维市场规模约为10.27亿美元。
碳纤维产业链包含上游的原油化工产业,中游的原丝加工、碳纤维相关产物以及碳纤维复合材料生产加工、核心机械制造以及下游的应用市场。
2020年,中央政府提出了“国内大循环为主的双循环发展格局”,碳纤维行业具备军民两用特性,相关的技术及装备多年来在国际往来中一直有严格的限制。发展自主的技术、装备、产业及应用生态,无论是从其敏感性、还是企业的国际竞争优势,都是必要的。另一方面,体育用品、风电叶片分市场是很典型的两头在外“外循环”模式,反映了该领域中国的制造优势与国际材料、品牌运营、应用创新及消费能力等优势结合的现有平衡生态。如果在材料(碳纤维)与应用两环有所突破,整个产业及产业链就可实现“国内大循环为主的双循环发展格局”。 碳纤维是发展国防军工和国民经济的重要战略物资,大范围的应用于航空、航天、风电、新能源汽车等领域,具有极高的战略价值和经济的效果与利益,是国家近年来重点发展的战略性新兴起的产业,国家层面及地方层面都出台了有关政策支持行业发展。
《中华人民共和国国民经济与社会持续健康发展第十四个五年规划和2035年远大目标纲要》指出:要加强碳纤维等高性能纤维及其复合材料的研发应用,为未来碳纤维行业的技术进步提供了良好的政策环境;《关于扩大战略性新兴起的产业投资培育壮大新增长点增长极的指导意见》要求聚焦重点产业投资领域,加快新材料产业强弱项。围绕保障大飞机、微电子制造、深海采矿等重点领域产业链供应链稳定,加快在光刻胶、高纯靶材、高温合金、高性能纤维材料、高强高导耐热材料、耐腐蚀材料、大尺寸硅片、电子封装材料等领域实现突破;《重点新材料首批次应用示范指导目录(2019年版)》将应用于航空、航天、轨道交通、海工、风电装备、能承受压力的容器等领域的高强型、高强中模型、高模型等碳纤维列入关键战略材料。
碳纤维是由聚丙烯腈等有机母体纤维,在高温环境下裂解碳化形成碳主链机构,含碳量在90%以上的高强度高模量纤维,具有耐高温、抗摩擦、导电、导热及耐腐蚀等特性。多个方面数据显示,2020年我国碳纤维产能及产量分别达3.62万吨及1.85万吨,预计2022年我国碳纤维产能及产量分别可达4.43万吨及2.77万吨。
近年来,我国碳纤维的需求量呈现波动增长的态势。2015-2020年,我国碳纤维需求量从16908吨增长到48851吨,近5年年增长了2.5倍。2019年,我国碳纤维需求量达到3.78万吨,较2018年同比增长22.06%。根据赛奥碳纤维《2020全球碳纤维复合材料市场报告》,2020年,我国碳纤维需求量达到4.88万吨左右,同比增长28.97%,占全球碳纤维需求量(10.69万吨)的45.7%。
碳纤维性能优异,大范围的应用于风电叶片、航空航天、体育用品、汽车工业、混配模成型、能承受压力的容器、建筑补强、电子电器等领域,被誉为“黑色黄金”。碳纤维的质量决定了其应用领域,我国碳纤维需求量大多分布在在风电叶片、体育等领域。2020年,我国风电叶片需求量为20000吨,占我国碳纤维总需求的40.9%;其次是体育休闲对碳纤维需求量为14600吨,占我国碳纤维总需求的29.9%。我国碳纤维以体育用品及风电叶片应用领域的强劲增长带动了我国碳纤维的消费量增长。但我国目前在航空航天领域对碳纤维的需求量仅1700吨,占总需求的3.5%,据世界水平还有一定的差距。
风电叶片是“十四五”期间碳纤维下游需求量开始上涨最快的领域。风电叶片未来将是全球碳纤维需求量开始上涨的主要动力,到2025年风电叶片碳纤维需求复合增速约为25%,到2030年需求复合增速约为16%,预计全球风电叶片碳纤维需求未来将持续增长,或从2020年的3.06万吨,提升至2025年的9.34万吨。
纤维的应用曾经是以航空航天为主驱动的,这些年,已经变成了航空航天驱动与工业用驱动的双引擎驱动模式。在“碳达峰、碳中和”政策下,另一个明星——光伏产业的单晶硅炉需要的碳碳复材和碳毡等热场材料即将供不应求。未来我国航空航天事业的快速的提升将带来对碳纤维的持续需求,国产高性能碳纤维将继续保持良好的增长态势,需求结构进一步向高端应用领域靠拢。返回搜狐,查看更加多