2017年中国碳纤维行业市场前景研究报告(简版)

一、碳纤维定义及分类

碳纤维是一种含碳量90%以上的纤维状碳材料,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。碳纤维具有高比强度、高比模量、抗蠕变、导电、导热等特性,强度比钢大、密度比铝小、比不锈钢耐腐蚀、比耐热钢耐高温、又能像铜一样导电,集优异的电学、热学和力学性能于一身。

碳纤维物理化学性能示意图

资料来源:中商产业研究院

根据碳纤维制备原丝的类型、碳纤维性能和其功能性分别将碳纤维分类。

资料来源:中商产业研究院整理

二、碳纤维行业产业链

碳纤维产业链上依次有原材料、中间材料、复合材料以及终端成品四大部分,每一级深加工都会产生高附加值。碳纤维生产的原材料包括原丝聚合、纺丝、炭化。中间材料即把碳纤维编织成布或者针刺成毡,做成预浸料,将碳纤维布和树脂预先结合在一起。最终的制品即复合材料就是利用碳纤维布或者预浸料通过成型工艺进行成型。

碳纤维下游应用技术的开发难度较高,各工艺参数必须系统配合,复合材料设计与成型需要衔接,下游领域的应用开发需要较长的研发过程。加之研发投入高、生产成本高,导致碳纤维应用范围长期局限在一些高端领域。

近年来,随着碳纤维应用成本的下降,碳纤维下游应用领域逐步由航空航天、体育休闲等扩展到一般工业领域,风力发电、压力容器、交通运输、输电电缆等领域的应用不断拓展。

碳纤维全产业链

资料来源:中商产业研究院

三、国际碳纤维行业发展现状

1、国际碳纤维行业发展历程

国际上聚丙烯腈(PAN)基碳纤维的生产,从20世纪60年代起步,经过70 ~ 80年代的稳定发展,90年代的飞速发展,到21世纪初其生产工艺技术已经成熟。行业发展初期,碳纤维主要用于军工和宇航,经过50余年的发展,其应用领域正在向工业领域和普通民用领域扩大。

国际碳纤维行业发展历史大致可以分为四个阶段:

资料来源:中商产业研究院整理

2、国际碳纤维竞争格局

世界碳纤维的生产主要集中少数发达国家,日本是全球最大的碳纤维生产国,日本的三家企业:日本东丽、日本东邦和日本三菱丽阳目前拥有全球丙烯腈基碳纤维50%以上的市场份额。目前,世界碳纤维技术主要掌握在日本公司手中,其生产的碳纤维无论质量还是数量上均处于世界领先地位,日本东丽更是世界上高性能碳纤维研究与生产的“领头羊”。

美国是继日本之后掌握碳纤维生产技术的少数几个发达国家之一,同时又是世界上最大的丙烯腈基碳纤维消费国,约占世界总消费量的1/3。

碳纤维主要以 PAN 为主,PAN 基碳纤维产品主要分为大丝束(48K~480K)和小丝束(1K~24K),分别以日本和美国为代表。世界主要生产大丝束碳纤维的厂家是美国福塔菲尔、卓尔泰克和阿尔笛拉三大公司,其大丝束的生产能力之和占世界总量的 75%。日本东丽公司、三菱公司目前也开始量生 24K 级别大丝束碳纤维。

大丝束碳纤维行业国际企业竞争格局

数据来源:中商产业研究院

世界小丝束碳纤维生产主要被东丽、东邦和三菱所控制,三者合计占据了全球小丝碳纤维名义产能的 70%以上。目前世界 PAN 基小丝束碳纤维按地区的生产能力亚洲约占50%,美洲约占 30%,欧洲则占20%。此外,日本石墨纤维和三菱公司沥青基碳纤维生产能力约占世界总量的78%。

小丝束碳纤维行业国际企业竞争格局

数据来源:中商产业研究院

四、我国碳纤维行业发展现状

1、碳纤维行业发展历程

我国碳纤维工业的起步可以追溯到1962年,总体上与日本碳纤维的研发同步进行,但在产业化生产和集中度方面却存在较大差距。

中国碳纤维发展历程如下图所示:

资料来源:公开资料整理

2、碳纤维市场供给分析

中国对碳纤维的研究始于20世纪60年代,近五十年来发展速度非常缓慢,主要发展期集中在近十年,尤其是在“十一五”期间,碳纤维产量才开始出现明显增长。目前,我国碳纤维产业生产规模仍然较小、产品规格单一,国内市场供不应求,主要依靠进口。

(1)碳纤维产量

近几年我国碳纤维行业“有产能,无产量”的现象严重,2016年我国碳纤维产能达到约1.8万吨,而实际产量仅为4600吨左右。虽然我国碳纤维规划及在建产能较大,但实际产量却较少。

另外,碳纤维行业总体技术尚不成熟稳定,产品质量及性价比相对较低,未来几年我国碳纤维行业在自主研发有所突破的情况下,产量将会保持较快增长,中商产业研究院预计,2017年能接近5500吨,到2020年有望达到7920吨左右。到2022年,我国碳纤维产量将超过1万吨。

数据来源:中商产业研究院

(2)碳纤维需求规模

碳纤维需求攀升,其中工业领域应用将是未来需求增加的主要动力:碳纤维在体育休闲、建筑、飞机和风机叶片上的应用已比较成熟,在汽车上的市场也逐渐开启,并且在其他工业领域的应用也是日趋增长。随着规模化生产和产品技术提升导致的成本下降,碳纤维有望得到大规模普及。其中汽车应用将会是未来碳纤维的一个重要的下游。按照近年来我国碳纤维需求量年均增速,预计“十三五”期间我国碳纤维需求量将保持15%以上的年均复合增速,到2022年我国碳纤维需求量将超过5万吨。

数据来源:中商产业研究院

五、政策助力碳纤维行业快速发展

2000年,我国只有山东、吉林等地有极少数企业涉足碳纤维产品,年生产线规模仅为几十吨,且产品水平落后。2005年后,随着国家出台相关扶持政策,碳纤维产业驶上发展快车道。

碳纤维行业相关行业政策

资料来源:中商产业研究院整理

六、我国碳纤维行业相关企业竞争格局

我国布局碳纤维企业众多,目前我国布局碳纤维行业的上市公司主要有康得新、光威复材等,行业内优秀的公司还有包括中复神鹰、中简科技、恒神股份等。

1、康得新

康得新与康得集团共同布局碳纤维产业链。形成了全产业链布局和完整的碳纤维轻量化工业化产业链,同时,对外合作全球最牛的汽车轻量化设计(雷丁公司)、技术研发中心(慕尼黑大学)、宝马汽车零配件最大供应商(GFG)、宝马碳纤维企业(SGL),共同推进碳纤维的发展。未来将打造完整的新能源汽车工业产业链以及商业生态链。

康得新与控股集团共同布局碳纤维全产业链

资料来源:公开资料整理

2、光威复材

公司是目前国内生产品种最全、生产技术最先进、产业链最完整的碳纤维行业龙头企业之一。主要产品包括碳纤维、碳纤维织物、碳纤维预浸料、玻璃纤维预浸料、碳纤维复合材料制品及碳纤维核心生产设备等,具备不同系列碳纤维产品规模化生产能力。

公司是国内少数实现盈利的碳纤维企业。主营业务收入主要来自于军品材料销售,主要客户为军工企业。目前公司已具备将核心技术应用于民用领域的条件,正在推进相关核心技术在民用领域中的应用。2016年公司碳纤维产能共计327吨,其中 T300产能176 吨,已经稳定供货十年;T800 产能105吨,与国外同类产品相当,具备生产能力 (承担国家项目任务,未进行批量生产);T700 产能46 吨(2016年 11-12 月已经小批量生产,形成试运行产能)。高强型 T1000 级碳纤维已经突破关键技术,目前正处于小批量试制阶段,高模型 M55J 级碳纤维已经基本掌握关键装备制造技术与关键工艺路线。

2016年光威复材收入结构

数据来源:中商产业研究院

3、恒神股份

江苏恒神股份有限公司创建于2007年8月,占地107万平方米,公司下设三个事业部(碳纤维、中间产品和复合材料事业部),两大中心(工程技术中心、营销中心),在英国布里斯托建立了欧洲技术研发中心,广泛吸收和消化国际上先进的技术资源。组建了碳纤维及其复合材料领域的国际化技术团队,引进国内碳纤维及复合材料行业专家60人,并从国外知名公司引进各类专家15人。

恒神股份目前拥有5条完整的碳纤维生产线,同时采用连续聚合、间歇聚和湿法纺丝、干喷湿纺工艺进行生产,碳纤维年生产能力5000吨。恒神建立“碳纤维-上浆剂-织物-树脂-预浸料-复合材料和应用设计”的完整产业链,已成为中国碳纤维行业的一大亮点。集碳纤维及复合材料设计、研发、生产、销售、技术应用服务为一体的国家高新技术企业,拥有从碳纤维到上浆剂、织物、树脂、预浸料、复合材料产品及设计应用服务的完整产业链,产品广泛应用于航空航天、轨道交通、汽车、海洋工程及新能源等领域。

恒神股份全产业链布局碳纤维

资料来源:公开资料整理

4、中简科技

中简科技一直致力于高性能碳纤维产品的研发、生产和销售。经过多年的技术积累,生产的ZT7系列高性能碳纤维率先实现国产航空航天重点型号的全面批量稳定应用。中简科技是专业从事高性能碳纤维及相关产品研发、生产、销售和技术服务的高新技术企业,是具有完全自主知识产权的国产高性能碳纤维及相关产品研发制造商,具备高强型ZT7系列、ZT8系列、ZT9系列和高模型ZM40J十名纤维工程产业化能力,并已成为国内航空航天领域ZT7系列碳纤维产品的批量供应商。

2014-2017年中简科技收入及利润统计

数据来源:中商产业研究院

七、碳纤维行业发展前景

我国碳纤维经历艰难缓慢的发展期后,即将迎来发展的春天:中国从上世纪 60 年代开始碳纤维生产的研究,同时也是碳纤维的消费大国,然而我国碳纤维消费仍主要依赖进口,国产碳纤维产业在原丝的生产和碳化技术上存在技术瓶颈,产品仍处于初级阶段,落后世界领先水平,同时以美、日为首的发达国家始终保持着对中国碳纤维行业严格的技术封锁,价格竞争也导致碳纤维企业常年亏损。未来,随着技术的逐步突破,在下游需求的拉动下,中国的碳纤维行业将迎来发展的春天。

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