上游行业与复合材料行业的关联性分析及对发展前景的影响

上游行业与复合材料行业的关联性分析及对发展前景的影响上游行业与复合材料行业的关联性分析及对发展前景的影响化工原料制造化学纤维制造行业主要为本行业提供各类主要原材料，用于制造产品。中国作为全球制造基地，化工原料制造业、化学纤维制造业逐步成熟，尼龙、聚乙烯、聚丙烯、橡胶等大宗原材料供给较为充分，能够为本行业提供充足的原材料供应。复合材料行业发展历程：行业处在快速发展阶段近年来，工信部等多部门都陆续印发了支持复合材料行业的发展政策，内容着力于复材料行业先进技术创新。同时，十四五规划指出在推进技术创新之外，还要与双碳政策和绿色制造相结合，提高资源利用水平。目前，我国较为主流的复合材料有碳纤维复合材料，主要应用与风电叶片，在碳中和的政策指引下，预计该类复合材料的需求将持续增加;其次玻璃纤维复合材料作为装配式建筑的一部分也有较高的需求;芳纶纤维复合材料的应用范围稍少于前两种材料，多数用于航空航天领域。复合材料行业始于上世纪三十年代。在第二次世界大战期间，由于钢铁等常规材料匮乏，为了满足需求，玻璃纤维复合材料逐渐被用于制造产品，成为钢铁等传统材料的替代品。由于这种新型材料相较于传统钢铁材料具有质量轻、强度高、绝缘性好、保温、隔热等优点，其被逐步应用于坦克、战斗机、武器、防弹衣等产品的生产。我国复合材料行业起步于上世纪50年代，从无到有，逐步发展壮大，产量不断攀升，我国复合材料的产量已经多年位居全球第一，超过全球总产量的30%；生产工艺不断提升，生产装备的系列化、系统化、自动化、智能化等都有了长足的发展进步；所用基体材料从不饱和聚酯树脂、酚醛树脂、环氧树脂等，逐步扩充到乙烯基酯树脂、聚氨酯树脂、双组分反应型热塑树脂；所用增强材料从玻璃纤维、芳纶纤维、碳纤维逐步扩充到玄武岩纤维、植物纤维等；应用领域从最初的，逐步拓展到建材、汽车及交通运输、风电及新能源、化工领域、航空航天、体育休闲、现代农牧养殖等国民经济的各个领域。目前，玻璃纤维复合材料已经在我国风电、化工储罐、输水管道、电器绝缘、船艇、冷却塔、卫浴等领域获得较大规模应用市场。根据中国玻璃纤维工业协会统计的数据，2021年国内玻璃纤维复合材料制品总产量达584万吨，同比增长14．51%。2011年以来，我国玻璃纤维复合材料制品产量整体呈不断上升趋势。其中，2018年前后，我国玻璃纤维复合材料制品产量出现短暂低谷期，主要原因是：一方面，我国环保政策收紧导致大量小微企业及散乱污企业被限产或关停；另一方面，我国汽车产业在2018年前后增速放缓，导致市场需求减少。2019年至2021年，我国玻璃纤维复合材料制品恢复增长状态，产量复合增长率高达14．56%，这主要受益于玻璃纤维复合材料制品在交通运输（汽车、轨道交通、机场建设等基础设施）、清洁能源（风力发电、水利发电、火电防腐除尘等）等领域的广泛应用。随着高性能复合材料的广泛应用，复合材料制造工艺朝多元化、自动化方向快速发展，复合材料成型工艺从2-3种（主要为手糊和手工铺贴）发展到近10种；我国复合材料自动化制造技术得到较好发展，自动铺带、自动铺丝以及预浸料自动拉挤等先进高效的工艺技术正逐步投入应用，发展了热熔预浸料生产和热压罐复合材料成型工艺技术、纤维/布带缠绕成型技术、树脂传递模塑料成型工艺（RTM）成型技术和复合材料结构整体成型技术，复合材料制造技术体系初步形成，基本满足了航空、航天、兵器、能源和交通运输领域的需求。拉挤类复合材料制品主要包括复合材料塔杆、复合材料桥架、复合材料电缆支架、碳纤维复合芯导线等电力绝缘类产品，以及桥梁、隧道等基础设施建设用型材产品等。此外，连续拉挤板材类产品，尤其是采光板类产品在工业厂房、农牧业等领域受到越来越多的关注。当前，缠绕类复合材料制品主要包括输（排）水管类产品、石化及食品用贮罐、高压管道、脱硫塔、车载气瓶等，相关产品被广泛应用于化工、食品、酿造等领域。当前，压制类复合材料制品主要包括SMC／BMC模压汽车部件、电力开关柜、电表箱和绝缘零部件、建筑人造石等。近年来，压制板材类产品异军突起，尤其是夹层板类产品在轨道交通、商用车、船舶、体育器材等领域应用快速增长，成为兼具结构与功能性的轻质高强材料。复合材料液体模塑成型技术，是指将液态聚合物注入铺有纤维预成型体的闭合模腔中，或加热熔化预先放入模腔内的树脂膜，液态聚合物在流动充模的同时完成树脂与纤维的浸润并固化成型为制品的一类制备技术。真空辅助树脂传递模塑、树脂浸渍模塑成型工艺、树脂膜渗透成型工艺、结构反应注射模塑成型工艺，是最常见的液体模塑成型技术。当前该类制品主要的产品包括风电叶片、风电机组罩体等，尤其是用于海上风电的大型化风电叶片，成为研发热点。此外，由于液体模塑成型具有成本低、工艺灵活、可成型大型复杂制品、可加筋加芯及插入物、整体成型等优点，逐步用于生产各种大型部件，应用于船舶、汽车、轨道交通等领域。我国结构功能一体化复合材料技术发展显著，结构吸波和透波复合材料在新型飞机、导弹、舰船、地面车辆等领域得到大量应用。结构装甲复合材料兼具抗弹防护和结构承载功能，第一代的抗弹/结构复合材料高强玻璃纤维增强树脂基复合材料，性能已达到美国MIL-46197A结构装甲复合材料标准，已用于多种装甲装备的舱门舱盖。第二代的抗弹/结构复合材料具备抗弹、承载、隐身等多功能一体化的特点，在保持较高刚强度和抗弹性能的情况下，在较宽雷达波段吸波效果突出，已用于坦克大型动力舱顶盖和外露部件。我国树脂基防热复合材料在载人航天和星空探测等发展计划的推动下，研制出蜂窝增强低密度树脂基防热复合材料并在载人返回舱上实现成功应用。经过六十余年的发展，当前纤维复合材料行业在制造技术、生产规模、产品品种等方面取得了长足的发展，我国复合材料的产量已经多年位居全球第一，超过全球总产量的30%；近几年热固性复合材料年产量均在500万吨左右（通过每年树脂在复合材料行业的应用推算）。其中重点应用领域涉及到了交通运输（汽车、轨道交通、机场建设等基础设施）、电子电器、绝缘、防腐、石油化工、食品卫生、清洁能源（风力发电、水利发电、火电防腐除尘等）、市政建设、水利工程、建筑建材（结构、卫浴、门窗、装饰等）、游乐设施、体育用品等。复合材料已经成为国民经济各支柱产业中不可替代的材料。和主要发达国家相比，我国人均复合材料消费量仍然偏低，中低档制品居多，下游市场分散。中国的复合材料市场在未来预计将持续增长，随着新能源、交通运输、建材、环保、航空和国防等行业的发展和中国经济的快速发展，中国的复合材料应用市场广阔。中国为复合材料专利最多的国家目前，全球复合材料第一大技术来源国为中国，中国复合材料专利申请量占全球复合材料专利总申请量的78%;其次是日本，日本复合材料专利申请量占全球复合材料专利总申请量的12%。美国和韩国虽然排名第三和第四，但是与排名第一的中国专利申请量差距较大。由于我国人均复合材料消费量低、市场空间大，近年来产量呈不断上升趋势。根据DDFiberglass披露的数据，2021年，我国复合材料产量约为360万吨。随着高性能低成本的增强材料，功能性、强韧性和工艺优异的基体材料的研发和应用，材料、结构一体化设计理念的逐步深入，中国复合材料制造技术不断进步，工艺水平不断提升，行业朝着高、精、尖方向不断发展。但仍然存在很多问题，中低档制品居多、劳动密集型为主、技术自主创新能力不足，新商品与新技术开发力度不够、高端种类短缺、生产设备与工艺技术均与国外有很大的差距等短板，依旧严重制约了中国复合材料行业的发展。如碳纤维开发已成为中国国内碳纤维复合材料发展的瓶颈，形成了进口碳纤维、国内深加工的受制约格局。为追赶世界碳纤维发展步伐，全国目前有30多家企业在展开研发和应用，并形成了大连、威海、连云港、哈尔滨、宜兴、东莞、宁波、北京、上海等碳纤维加工和制造基地。复合材料行业需求从全球来看，复合材料在交通运输领域需求较大，以及工业设备领域，分别占据24%和26%的需求量;而国内的复合材料目前主要集中于建筑与结构领域，作为主力的交通运输及工业设备领域发展空间巨大。随着国民经济的高速发展，经济结构的转变，新能源、环保、高端装备制造等其他新兴产业的加快发展，国内高性能纤维复合材料需求将日渐强劲。其中交通运输、工业设备发展推动高分子复合材料增长潜力很大，从子行业应用看，航天航空、汽车、风电等行业需求增长力度较强。在陶瓷基复合材料中，先进陶瓷成分的加入，使其应用范围超越了很多常规材料，并展现出更加优异的综合性能。目前，陶瓷基复合材料被用于航空航天和国防、交通、能源、电气和电子以及医疗等行业。根据研究机构ResearchAndMarkets的报告，全球陶瓷基复合材料市场预计将从2021年的113．5亿美元增长到2022年的122．6亿美元，复合年增长率为8．05%。预计该市场将在2026年增长到171．5亿美元，复合年增长率为8．75%。复合材料市场规模根据Marketsandmarkets数据显示，2021年全球复合材料市场规模为880亿美元，预计2026年能够到达1，263亿美元，年复合增长率7．5%。以增强材料划分，Marketsandmarkets数据显示，碳纤维复合材料市场将以12．4%的年复合增长率从2020年的175亿美元增长至2025年315亿美元。其中，玻璃纤维复合材料仍占有最大的市场份额，2020年市场规模估计为460亿美元，2020-2027年间复合增长率为5．3%，预计2025年将达到600亿美元。复合材料行业竞争格局根据中国企业数据库企查猫，目前中国复合材料企业超过3000家，主要分布在珠三角和环渤海等地，特别以广东和山东为代表。截至2022年7月，广东共有相关复合材料企业数619家，占比13．9%，山东省则有667家，占比12．7%，江苏企业数量排名第三，为469家。目前我国复合材料行业企业在注册资本5000万元以上的企业数量较少，约为500家，该类企业主要生产两种或多种新型复合材料，如高分子复合材料、石墨烯复合材料等;注册资本在1000-5000万元的企业数量超过1000家，该类企业主要生产一种或两种复合材料，如纸塑复合材料、木塑复合材料等。注册资本1000万元以下的企业数量较多，多为基础复合材料的生产。2021年，工信部、科技部和自然资源部联合出台《十四五原材料工业发展规划》，根据《规划》，我国复合材料行业未来将朝着关键材料技术突破、高端材料标准完备以及提高复合材料冶炼制造过程中的资源综合利用水平发展