碳纤维行业发展历程分析

碳纤维行业发展历程分析

碳纤维行业发展历程（一）全球碳纤维行业发展历程全球碳纤维行业起步于20世纪70年代，经过近30年的不断发展，碳纤维生产工艺技术于21世纪初趋于成熟。在碳纤维行业起步阶段，碳纤维应用领域较窄，主要在国防和部分工业领域小部分应用，随着更高性能碳纤维制备技术取得突破、复合材料成型技术进步，碳纤维产品在工业机械、建筑补强、压力容器、飞机主承力结构等领域的应用逐渐扩大，碳纤维生产成本也逐渐降低。（二）我国碳纤维行业发展历程我国碳纤维行业几乎和日本、美国等发达国家同时起步，但由于相关知识储备不足等因素，发展较为缓慢。同时，日本、美国等国家对碳纤维核心技术形成垄断，禁止碳纤维供应商对我国关键行业进行出口，试图延缓我国重大装备等高端领域的长期发展。21世纪以来，我国加大对于碳纤维领域的支持力度，相继出台多项法律法规及相关产业政策，鼓励高性能碳纤维复合材料研发、生产及下游应用。伴随着国家政策的大力扶持，国内碳纤维行业在技术上取得重大突破，产业化程度快速提升，应用领域不断扩大。目前，在体育健康、风电叶片、建筑补强等领域，高性能复合材料及制品的应用技术已逐步成熟；汽车、医疗、压力容器领域碳纤维制品的运用也逐步展开；民用航空领域国产碳纤维制品的应用起步相对较晚；轨道交通作为我国代表性产业，碳纤维复合材料应用周期相对较长，目前主要产品正处于逐步从非承载结构的内饰件向各类结构件转变的发展过程。需求量上涨带动碳纤维行业发展近年来，中国碳纤维需求量一直维持稳步上升趋势，企业和投资机构也纷纷看好碳纤维行业的发展前景，各路资本的大量涌入，为碳纤维行业带来了刺激效应。同时，碳纤维行业应用领域广阔，受益于下游风电叶片、航空行业、汽车制造等市场的发展，预计碳纤维需求快速提升。目前我国碳纤维行业正处于爆发增长期，未来碳纤维需求市场增速保持在17%左右，随着碳纤维随着诸多资本进入碳纤维行业，碳纤维技术不断得到突破，需求领域将进一步拓展。疫情迫使碳纤维加速发展国外碳纤维产业受疫情的影响较大，而我国却迎来大发展的机遇，在当前严峻的国际形势下，迫使我国加速碳纤维全产业链的发展，在稳定产品质量的基础上，开发针对不同应用领域的量身定制系列产品，并使产业布局更趋合理，在此基础上做大做强，预期到2030年前我国有望发展成为全球最大的碳纤维生产国和消费国。国内碳纤维龙头大规模扩产，将改变世界碳纤维产能格局。从全球碳纤维企业的后续扩产计划来看，碳纤维产能扩张主要以中国企业为主。未来几年国内碳纤维企业扩产计划总量预计接近30万吨，但需关注各企业的项目落地性以及落地时间和实际产能，在供给短缺的背景下，率先实现项目落地和产能扩大，并稳定生产的企业将具备明显的先发优势，抢占更多的市场份额。碳纤维市场规模碳纤维行业属于国家战略性新兴产业，在轻量化市场具有广阔的发展前景，在国防安全、航空航天等板块具有不可替代的优势。中国碳纤维市场规模从2017年的38．1亿元增长至2021年的106．4亿元，年均复合增长率达29．3%，一直保持增长趋势。相关研究机构预测，2023年中国碳纤维市场规模将达153．7亿元。下游应用市场广阔，有望带动碳纤维需求量上涨碳纤维因其性能优异，广泛用于风电叶片、体育休闲、航空航天等领域，下游市场前景广阔。我国碳纤维应用市场中，风电叶片、体育休闲及碳碳复材领域应用较多，三者合计占比达到75．4%。其中，风电叶片是我国碳纤维最大消费市场，占碳纤维消费总量的36．1%，风电叶片中的主梁帽、蒙面表皮、叶片根本、叶片前后边缘防雷系统等部位均需要用到碳纤维材料，以大幅减轻叶片重量，减少作用在支撑梁上的受力和扭矩等。风电叶片作为碳纤维最大的应用市场，近年来，在全球能源转型驱动下，全球风电行业发展迅速。2021年全球风电新增装机93．6GW，累计装机容量达到837GW，同比增长12．4%。其中，我国是全球风电装机规模最大地区，在双碳战略及能源改革大背景下，我国不断推进风电行业发展，加快风电领域技术升级。从装机容量看，2022年我国新增风电装机37．63GW，累计装机规模达到365．4GW，同比增长5．41%，是全球规模最大的风电市场。风电也逐渐成为我国新能源发电的重要组成部分。2022年全口径发电量累计83886．3亿千瓦时，同比增长3．41%。其中，风电全年累计发电6867．2亿千瓦时，同比增长12．3%，占全口径总发电量的8．19%，风电发电规模占比不断提升。未来，随着风力发电机率持续增大，特别是海上风机需求刺激下，风电大型化趋势日益明显。风机大型化后，风电叶片大型化、轻量化需求也将逐渐增加，也将进一步拉动碳纤维及其复合材料需求上涨。我国约有11．2%左右的碳纤维用于合成碳碳复合材料，其主要应用于刹车盘、航天部件等零部件。其中，碳碳复合材料主要应用于光伏行业。据悉，约有70%的碳碳复合材料应用在光伏领域中，且由于碳碳复合材料质量轻、耐高温性能较高，其在光伏领域的应用逐步提升。在国家大力推广发展光伏行业下，我国光伏装机容量持续增加。2022年，我国新增光伏装机容量0．87亿千瓦。其中，随着整县推进项目不断加速，分布式光伏首次实现对集中式光伏赶超，新增分布式光伏占光伏新增装机量的68%，集中式光伏仅占32%。截止到2022年底，我国光伏累计装机容量达到3．93亿千瓦时，同比增长28%。未来，随着光伏行业延续高景气发展，碳碳复合材料需求将继续增加，碳纤维及其复合材料有望保持高速增长。碳纤维产业迎来大规模发展碳纤维是制造先进复合材料的重要增强材料，强度高、抗摩擦、耐腐蚀，可广泛应用于航空航天、能源装备、交通运输、体育休闲等领域。自诞生以来，高端碳纤维复合材料技术长期掌握在发达国家手中。为了摆脱核心技术受制于人的局面，我国在2000年后开始大力发展碳纤维产业，并将其列为国家重点发展的战略性新兴产业之一，十四五规划和2035年远景目标纲要更是将在碳纤维复合材料领域开展协同应用试点示范和加强碳纤维及其复合材料的研发应用列入其中。在双碳目标引领下，碳纤维产业将迎来大规模发展，市场应用不断拓展。根据赛奥碳纤维《2016—2021全球碳纤维复合材料市场报告》，我国碳纤维需求量从2016年的1．96万吨增至2021年的6．24万吨，年均复合增长率为26．06%，2021年同比增速达27．69%，预计2025年国内需求量为15．93万吨。国内企业大规模扩产，碳纤维行业迎来爆发期国内碳纤维龙头大规模扩产，将改变世界碳纤维产能格局。从全球碳纤维企业的后续扩产计划来看，碳纤维产能扩张主要以中国企业为主。未来几年国内碳纤维企业扩产计划总量预计接近30万吨，但需关注各企业的项目落地性以及落地时间和实际产能，在供给短缺的背景下，率先实现项目落地和产能扩大，并稳定生产的企业将具备明显的先发优势，抢占更多的市场份额。碳纤维行业属于国家战略性新兴产业，在轻量化市场具有广阔的发展前景，在国防安全、航空航天等板块具有不可替代的优势。我国碳纤维市场规模一直保持增长趋势，从2017年的38．1亿元增长至2021年的106．4亿元，年均复合增长率达29．3%，预计2023年中国碳纤维市场规模将达153．7亿元。未来随着航空航天、风电叶片、碳复合材料等新兴产业的需求带动，我国对碳纤维的需求还有望进一步提高。政策大力推进碳纤维行业发展近年来，我国陆续出台了一系列鼓励政策对碳纤维行业的发展给予了巨大的政策支持。一方面，《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》《关于扩大战略性新兴产业投资培育壮大新增长点增长极的指导意见》等长期统筹规划的出台，明确了碳纤维的重要战略地位和发展方针，为碳纤维行业的发展提供了长期驱动力。另一方面，如《原材料工业三品实施方案》《关于化纤工业高质量发展的指导意见》等政策持续引导并进一步提升碳纤维材料重点品种的关键生产和应用技术，促进碳纤维及其复合材料的开发，提升行业产业化水平，拓宽材料应用领域。由于我国碳纤维相关技术起步晚于国外等因素，长期以来，国内碳纤维市场中进口碳纤维的供给量远超国产碳纤维。2020年以来受全球新冠疫情的影响，全球贸易整体受到较大冲击，国外碳纤维出口国内的难度加大，国内碳纤维市场整体呈现供不应求的局面。随着我国碳纤维技术水平的提高，我国逐渐打破日本、美国的市场垄断，国产化进一步推进。2021年碳纤维国产化率水平已达47%，较2020年提升9个百分点。预计未来将加快国产化脚步，降低对外依赖程度。碳纤维竞争格局碳纤维是一种集结构材料与功能材料与一身、具有多种优异性能，拥有广泛应用前景的基础性新材料，广泛应用于航空航天、风电光伏、休闲体育等行业。碳纤维属于技术密集型、资金密集型产业，具有产业链长、工艺技术复杂、研发周期长、资金投入量大、行业技术性强等特点，行业进入壁垒高。目前，国内生产研发碳纤维的企业主要包括中复神鹰、江苏恒神、光威复材、吉林碳谷、吉林宝旌等。按产能建设情况看，我国碳纤维第一梯队企业包括中复神鹰、江苏恒神、光威复材、吉林碳谷、吉林宝旌，前五企业产能占比约77%；第二梯队企业包括兰州蓝星、上海石化、中简科技、威海拓展等企业，产能占比约为13%，其他企业产能累计占比10%左右。碳纤维生产的主要技术壁垒在于原丝，原丝的质量对碳纤维力学性能影响较大。主流原丝的制备工艺包括私法纺丝和干喷湿法纺丝，其中使用干喷湿法纺丝生产出的纤维表面光滑，纤维致密性更高，干喷湿法纺丝优势明显。经过长期的技术累计与投入，我国碳纤维龙头企业正逐步打破国外技术垄断格局，国内碳纤维产能规模也在不断扩张。中复神鹰、江苏恒神、光威复材和中简科技等部分企业已经能实现T700级、T800级和T1000级碳纤维规模化生产，产品性能也逐渐能与国外产品比肩。其中，中简科技最新研发的ZT7系列碳纤维产品打破了发达国