碳纖維行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈及市場(chǎng)應(yīng)用分析報(bào)告

碳纖維是含碳量大于95%的纖維材料，由聚丙烯腈、黏膠纖維、瀝青纖維等有機(jī)纖維在高溫下碳化制得。本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，它是碳的同素異形體。按照力學(xué)性能分類，碳纖維可分為標(biāo)準(zhǔn)模量(230GPa左右)、中模量(280~350GPa)和高模量(>350GPa)三類;按照纖維絲束大小分類，可分為小絲束(或標(biāo)準(zhǔn)絲束，≤24K)和大絲束(>24K)兩大類;按不同的前驅(qū)體分類，聚丙烯腈基碳纖維占碳纖維總量的92%，瀝青基碳纖維占7%，黏膠基碳纖維只占1%。

碳纖維性能優(yōu)異，具有耐腐蝕，抗氧化，不生銹等優(yōu)良性質(zhì)。但碳纖維由于橫向耐沖力差、耐磨性差，多作為增強(qiáng)材料加入到樹脂、金屬、陶瓷、混凝土等材料中，構(gòu)成復(fù)合材料，其中樹脂型復(fù)合材料生產(chǎn)最多，使用最為廣泛。

一、碳纖維行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈

碳纖維是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防工業(yè)發(fā)展所必須的戰(zhàn)略物資，國(guó)外對(duì)中國(guó)實(shí)行嚴(yán)格的技術(shù)封鎖。碳纖維是一種主要由90%以上碳元素組成的高性能新型纖維材料，具有耐高溫、耐磨擦、耐腐蝕、導(dǎo)電導(dǎo)熱、比重小、重量輕、強(qiáng)度高和柔軟可加工等其他材料不可替代的優(yōu)良性能。碳纖維除了應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電、體育休閑、交通運(yùn)輸、汽車工業(yè)、能源、化工、建筑等民用領(lǐng)域外，也廣泛應(yīng)用于各個(gè)國(guó)防工業(yè)領(lǐng)域，是軍用飛機(jī)、火箭、導(dǎo)彈、衛(wèi)星、艦船等先進(jìn)武器裝備不可缺少的戰(zhàn)略性材料。

二、全球碳纖維行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模

2018年全球風(fēng)電和軍工市場(chǎng)碳纖維需求量均在2萬(wàn)噸左右，預(yù)計(jì)2020年全球碳纖維需求量將超過(guò)11萬(wàn)噸。碳纖維是軍民兩用材料，在風(fēng)電葉片、航空航天、體育休閑、汽車、壓力容器、建筑等領(lǐng)域均有廣泛的應(yīng)用。根據(jù)數(shù)據(jù)，2018年全球市場(chǎng)碳纖維的需求量約為9.26萬(wàn)噸，市場(chǎng)銷售額約為25.71億美元。從下游需求來(lái)看，風(fēng)電葉片和航空航天為代表的軍工領(lǐng)域是最大的下游市場(chǎng)，2018年上述兩個(gè)市場(chǎng)碳纖維的需求量均超過(guò)2萬(wàn)噸。預(yù)計(jì)未來(lái)全球碳纖維市場(chǎng)規(guī)模將保持10%左右的復(fù)合增速，2020年全球碳纖維需求量將超過(guò)11萬(wàn)噸。

三、中國(guó)碳纖維行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模

中國(guó)市場(chǎng)碳纖維需求旺盛，預(yù)計(jì)2020年總需求量將超過(guò)3.8萬(wàn)噸。中國(guó)是碳纖維消費(fèi)大國(guó)，2018年全年中國(guó)市場(chǎng)碳纖維需求量約為3.1萬(wàn)噸，約占全球市場(chǎng)碳纖維需求量的1/3。在風(fēng)電等新興應(yīng)用領(lǐng)域的推動(dòng)下，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)碳纖維需求量將大幅增加，預(yù)計(jì)2019年和2020年國(guó)內(nèi)碳纖維需求量每年約增長(zhǎng)12%，到2020年全國(guó)碳纖維總需求量約為3.89萬(wàn)噸。

四、中國(guó)碳纖維行業(yè)三大發(fā)展趨勢(shì)分析

現(xiàn)今，碳纖維行業(yè)總體技術(shù)尚不成熟穩(wěn)定，產(chǎn)品質(zhì)量及性價(jià)比相對(duì)較低。不過(guò)，隨著我國(guó)高端碳纖維技術(shù)的不斷突破以及生產(chǎn)向規(guī)?；头€(wěn)定化發(fā)展，企業(yè)布局逐漸向高附加值的下游應(yīng)用領(lǐng)域延伸，我國(guó)碳纖維行業(yè)將逐步實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代，企業(yè)盈利能力有望逐步恢復(fù)，市場(chǎng)走向良性健康發(fā)展道路。

尤其是在國(guó)務(wù)院正式發(fā)布《中國(guó)制造2025》中，對(duì)我國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和跨越發(fā)展作了整體部署，明確了建設(shè)制造強(qiáng)國(guó)的戰(zhàn)略任務(wù)和重點(diǎn)，選擇10大優(yōu)勢(shì)和戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)作為突破點(diǎn)，力爭(zhēng)到2025年達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先地位或國(guó)際先進(jìn)水平。

應(yīng)用現(xiàn)狀

航空航天領(lǐng)域

民用航空方面，我國(guó)國(guó)產(chǎn)大型客機(jī)中國(guó)商飛C919的機(jī)尾和側(cè)翼也采用了碳纖維復(fù)合材料，占整機(jī)質(zhì)量的12%，該型號(hào)客機(jī)目前訂單數(shù)量已超過(guò)400架。C919目前使用的是日本東麗的CFRP，但17年3月份的時(shí)候日本國(guó)會(huì)上提出《外匯法》修訂草案：在未經(jīng)許可的情況下，將碳纖維和半導(dǎo)體等技術(shù)銷售給外國(guó)企業(yè)的話，最高將處以10億日元(6000萬(wàn)人民幣)的罰款。和俄羅斯合作的C929商飛中碳纖維復(fù)合材料的使用量預(yù)計(jì)可達(dá)到50%左右。

軍用航空方面，我國(guó)中航沈飛公司研制生產(chǎn)的殲11B和11BS戰(zhàn)斗機(jī)已經(jīng)廣泛采用國(guó)產(chǎn)軍用碳纖維材料制成的垂直尾翼部件;直10和直19武裝直升機(jī)則大量使用由國(guó)產(chǎn)軍用碳纖維材料制作的機(jī)身框架結(jié)構(gòu)、直升機(jī)旋翼、機(jī)翼蒙皮和直升機(jī)尾翼部件。此外，軍用無(wú)人機(jī)也大量采用復(fù)合材料結(jié)構(gòu)以提升續(xù)航能力和可靠性，超大和超輕的碳纖維材料將成為無(wú)人機(jī)的主流耗材。

航天領(lǐng)域，我國(guó)的神舟一號(hào)到神舟九號(hào)飛船，其飛船推進(jìn)分離系統(tǒng)的主承力部件由碳纖維復(fù)合材料制造。采用碳纖維復(fù)合材料可以大大減輕火箭和導(dǎo)彈的發(fā)射重量，節(jié)省發(fā)射費(fèi)用。碳纖維復(fù)合材料的技術(shù)進(jìn)步和廣泛應(yīng)用將繼續(xù)推動(dòng)航天技術(shù)的整體發(fā)展。

汽車領(lǐng)域

我國(guó)國(guó)產(chǎn)的碳纖維新能源汽車起步較晚，奇瑞公司于2014年推出了插電式混合動(dòng)力車這款車的碳纖維車身由奇瑞和中國(guó)科學(xué)院共同研究打造，車身采用碳纖維復(fù)合材料，外殼重量減輕10%，油耗降低7%;車身總體減重達(dá)40%~60%。奇瑞稱這是中國(guó)第一臺(tái)車身主體由碳纖維復(fù)合材料構(gòu)成的車型。2015年艾澤瑞7的銷量達(dá)2.26萬(wàn)，占當(dāng)年奇瑞總銷量的5.69%。2015年我國(guó)的新能源乘用車總銷量達(dá)到17.68萬(wàn)輛，2016年1-8月的新能源汽車總銷量已經(jīng)接近18萬(wàn)臺(tái)，保持著強(qiáng)勁的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，估計(jì)到2020年，新能源乘用車的銷量可能突破100萬(wàn)臺(tái)。隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)模的高速擴(kuò)張，碳纖維復(fù)合材料的汽車市場(chǎng)也有望實(shí)現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)。

體育休閑

從國(guó)內(nèi)碳纖維需要布局看，體育休閑范疇碳纖維的需要仍占有中國(guó)碳纖維需要的首位，但其年增加率呈降低趨勢(shì)，預(yù)示這個(gè)行業(yè)呈現(xiàn)出飽和狀態(tài)，高端市場(chǎng)仍有巨大的增長(zhǎng)空間。

傳統(tǒng)的體育用品大多選用木材及其復(fù)合材料制品?？墒翘祭w維增強(qiáng)復(fù)合材料的力學(xué)性能比木材高得多，它的比強(qiáng)度和比模量分別是杉木的4倍和3倍，是梧桐木的3.4倍和4.4倍。因而，它在體育用品方面得到了廣泛的使用。

碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料首要用在以下幾個(gè)方面：高爾夫球棒,釣魚竿,網(wǎng)球拍,羽毛球拍，賽車，滑雪板，車架等。此外，碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在體育用品方面還能夠制作動(dòng)力雪撬用的繃簧板、洋弓、箭、跳竿、冰球棒、游艇、賽艇、賽艇槳、帆船桅桿、摩托車零件、爬山用品以及滑翔機(jī)、人力飛機(jī)等。

碳纖材料未來(lái)能取代鋁、鐵、鋼因此需求會(huì)越來(lái)越大，加上他加工后柔軟度特性，也是金屬無(wú)法取代，在中國(guó)的發(fā)展只要調(diào)研眾多參與者前仆后繼，即可了解他的未來(lái)性將是明星材料。也是國(guó)家高層聚焦的產(chǎn)業(yè)，不論軍工、工程、運(yùn)輸交通及電子的需求將持續(xù)增加。