碳纤维司机室行业发展基本情况

碳纤维司机室行业发展基本情况

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。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。碳纤维行业发展情况广义的碳纤维行业包含碳纤维原材料、碳纤维复合材料以及碳纤维复合材料制品等细分领域，碳纤维产业链则包含从天然能源到终端应用的完整制造过程。行业产业链中下游的碳纤维复合材料应用环节，直接上游为碳纤维原材料及树脂材料，下游应用领域包括交通装备及其他工业、医疗健康、体育健康、民用航空及建筑加固等领域。复合材料一般由基体和增强材料两部分组成。基体材料主要起支撑和保护增强材料的作用；增强材料作为复合材料的主要承力组分，是复合材料强度和刚度的主要来源，增强材料多为纤维材料。按基体材料的类别可分为无机非金属基复合材料、金属基复合材料和树脂基复合材料，按增强纤维类别可分为玻璃纤维、芳纶纤维、碳纤维等复合材料。高性能纤维主要用作增强体来制造轻质高强的高性能复合材料，在提高材料效率和节能减排上体现出巨大经济效益。根据《中国新材料产业发展报告（2020）》，碳纤维复合材料是目前用得最多也是最重要的一种高性能纤维复合材料，随着碳纤维生产工艺技术持续提升，碳纤维产业日趋成熟，在今后较长的时间内，其主导地位仍不可能被替代。与传统结构材料相比，碳纤维复合材料具有耐腐蚀、抗疲劳、耐高温、膨胀系数小、可设计性强、易于大面积整体成型加工等优点。因而，碳纤维增强的树脂基复合材料是当代先进复合材料发展主流。树脂材料在复合材料中作用是将碳纤维粘结，固定纤维位置并提升复合材料层间剪切性能，同时传递纤维应力并保护纤维避免磨损和腐蚀。树脂的性能会直接影响碳纤维复合材料的结构强度与刚度、使用温度、断裂韧性和耐湿热老化等制品使用性能；另一方面，应用需求的升级，对树脂材料也提出了更高的阻燃、低温快速固化等新要求，将进一步推动树脂功能化改性与技术创新，对碳纤维复合材料的应用与发展起着重要作用。碳纤维行业投融资情况在绿色能源和新型材料发展的带动下，中国碳纤维复合材料的下游应用领域逐步扩大，开始在汽车制造、建筑交通等方面布局，并进一步加大了在风电设备领域的产业应用。随着下游行业的兴起，碳纤维行业也逐渐成为投资者关注的领域。数据显示，2021年我国碳纤维行业相关投资事件为8起，达到历史新高，投资金额达6．9亿元。2022年1-8月，投资数量为3起，投资金额达到历史新高，达6．4亿元。进入碳纤维行业的主要壁垒（一）碳纤维行业技术壁垒碳纤维复合材料行业具有较高的技术壁垒。首先，复合材料产品制造是以设计为主导，材料为基础，综合成型制造、工艺检测、结构分析、实验验证等多学科知识的系统工程，具有跨专业、多技术融合的特点。其次，碳纤维复合材料用途广泛，但客户定制化程度高，需要依据丰富的专业经验在可实践前提下及时响应客户需求。此外，在碳纤维复合材料及制品的应用中，行业内企业经过长时间的积累形成了各自的复合材料数据库及仿真应用平台，打造自身的研发体系和生产体系，构建了独特的竞争优势和准入门槛，因此形成了较高的技术与经验壁垒。（二）碳纤维行业人才壁垒由于碳纤维复合材料产品一般具有产品、工艺多样化、单件加工、关键环节较多等特点，在生产制造过程中需要一批技术经验丰富、工艺操作娴熟的生产型人才。同时，复合材料生产与应用融合了材料学、机械制造、软件分析等学科知识，培育具备多领域专业知识、深度掌握核心技术的复合型人才也需要较长时间的积累。稳定、高质量的研发力量能够有效保障企业日常研发工作有序开展、研发计划如期执行、研发成果满足要求。此外，采购、销售团队的专业素质、市场洞察力、与客户及供应商日常协调维护需较长时间的沉淀积累。行业新进入者较难在短时间内获得并积累一批具备丰富制造技术经验、拥有各类专业素养的优秀人才，从而形成了较高的人才壁垒。（三）碳纤维行业客户资源壁垒碳纤维复合材料下游客户包含轨道交通、民用航空、高端医疗影像等高精尖装备及高端体育健康器械客户，对产品性能、稳定性等方面要求较高，且具有定制化的需求，较为看中复合材料企业的技术开发能力、产品质量管理水平、经验积累情况等。多数碳纤维预浸料、制品的应用领域下游客户均对供应商实行严格的认证机制，且验证期耗时较长，通常从技术开发到量产耗时数月甚至数年时间。目前，优质的国内碳纤维复合材料及制品生产商较少，碳纤维产品下游应用客户与生产企业间建立了长期合作关系，合作粘性较强，碳纤维复合材料及制品生产企业一旦进入客户的供应商体系后稳定性较好，从而形成较高的客户资源壁垒。风电将带动碳纤维持续发展根据相关数据显示，2021年，我国市场风电用碳纤维为2．25万吨，为国内碳纤维最大应用领域，占比达到了全球风电用碳纤维的68%。随着国内碳纤维快速扩张并持续降本增效、维斯塔斯拉挤工艺专利到期、风机大型化趋势及海上风电快速渗透等多重利好因素叠加，预计国内风电用碳纤维将获得更大发展空间，持续带动国内碳纤维需求增长。碳纤维行业产能不断扩张，国产化进程持续加快碳纤维上游为原油化工行业，需从石油、煤炭、天然气等化石燃料中提取制备丙烯，然后通过氨氧化后得到丙烯腈。碳纤维企业以丙烯腈为原材料进行聚合反应生成聚丙烯腈，再以其纺丝获得聚丙烯腈原丝，进行加工生产后得到碳纤维。2022年以来，受俄乌政策冲突等因素影响，全球能源供应偏紧，为了保障我国能源供应安全，国家及企业不断加大石油天然气勘探开发力度。2022年，我国生产原油20466．7万吨，同比增长2．9%；生产天然气2177．9亿立方米，同比增长6．4%，我国能源供应整体安全稳定。2022年，利华益集团、江苏斯尔邦、辽宁金发等企业相继扩产，我国丙烯腈新增产能52万吨，产能同比增长16．5%。随着产品产能不断增加，丙烯腈产量也在不断增加。2022年我国丙烯腈产量约300万吨，同比增长14．81%，行业供给充足。从丙烯腈市场价格走势看，2022年上半年，受多地疫情反复及国际地缘冲突等因素影响，原油价格高位大幅波动，叠加疫情对物流供需影响，丙烯腈市场价格震荡下行。其中，山东市场价格从年初的1．33万元/吨下降至6月底的1．08万元/吨，跌幅达到18．80%。2022年下半年，丙烯腈市场价格呈先涨后降态势。受上半年长时间亏损使得丙烯腈工厂采取限制措施，产品供给相对减少，丙烯腈市场价格有所回升。进入11月，多地扩能项目相继投产，行业供应增加，下游市场需求整体平稳，丙烯腈市场价格持续下降。对碳纤维生产企业来说，行业原材料采购成本相对下滑。2015年以来，我国出台了多项推动碳纤维行业发展相关政策，鼓励上海、江苏、浙江等地区加快发展碳纤维及其复合材料。在相关政策推动下及风电、光伏等新能源产业快速发展带动下，我国碳纤维市场需求快速增长，国内中复神鹰、光威复材、中简科技等多家企业相继宣布扩产，产品产能随之逐步扩大。2022年我国碳纤维产量及需求量分别为4．43万吨和7．75万吨，同比分别增长77．2%和24．2%。据不完全统计，2022年我国碳纤维相关企业宣布计划投产产能累计5．9万吨。其中，新增的产品产能主要为大丝束碳纤维，其主要应用在风电、汽车领域。未来，随着新增产能项目逐步投产，我国碳纤维产能或将达到11万吨，将超过日本在全球的市场份额。整体来看，虽然产品供给能力不断提升，但仍无法满足下游市场需求，行业供需缺口较大。受国外对我国碳纤维行业技术、设备封锁，长期以来国内碳纤维产品主要依赖进口。随着碳纤维相关技术不断创新升级，我国碳纤维生产能力不断提高，国内碳纤维产品出口数量大幅提升。根据海关数据，2022年我国碳纤维进出口数量分别为10319．22吨和1709．65吨，同比分别增长78．18%和263．85%，进出口差额达到8609．56吨。从进口源看，日本、韩国、墨西哥、中国台湾和美国是我国碳纤维的重点进口地区。2022年我国分别从日本、韩国、墨西哥、中国台湾和美国进口碳纤维2434．73吨、2014．93吨、1825．49吨、1439．19吨和1190．76吨，分别占总进口比重23．59%、19．53%、17．69%、13．95%和11．54%，前五名地区合计占比86．3%。受日本本地及欧美市场需求上涨，叠加东丽风波事件影响，日本对我国出口的碳纤维产品数量相对减少。从国内主要进口省市看，进口碳纤维前三名地区分别是江苏省、广东省和上海市，进口占比分别为43．97%、27．35%和12．76%，进口前三名地区合计占比达到84．08%。由于进口的碳纤维由于品质较好，企业将进口碳纤维主要用于体育用品及风电叶片领域。随着国家将碳纤维及其复合材料列入科技创新2030重大工程以来，国家及企业持续加大其关键技术研发，行业相关工艺、技术、设备也取得了多项突破，国内碳纤维及其复合材料产量持续增长，产品国产化进程加快。近年来，在政策发力和企业努力下，我国不断取得碳纤维及其复合材料生产制备和关键技术攻关，产品产能规模也不断扩大，碳纤维国产化进程持续加快。2018-2022年，我国碳纤维国产化占比不断提升。2022年以来，多家碳纤维龙头企业不断扩大产品产能，加快产品技术创新，我国碳纤维产品国产率从2018年的29．03%逐步提升至2022年的57．16%，5年间产品国产率扩大28．13个百分点，提高了近一倍。未来，随着国内碳纤维相关技术不断创新，产品产能规模持续扩大，预计到2025年，我国碳纤维国产化进程将提升至62%以上。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。正因其具备十分优异的特殊性能，自研发以来，碳纤维及其复合材料研发技术长期被发达国家掌握，也是国外对外我国进行技术封锁和产品垄断的重要物质。为了摆脱核心技术受制于人的局面，我国自2000年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产业。碳纤维制造难度较高，工艺流程复杂。经过多年经验积累及技术创新，目前国内主要有湿法纺丝和干喷湿法两种生产方法，由于干喷湿纺工业技术难度较大，国内仅有少数企业掌握该技术工艺，国内大部分企业仍采用湿法纺丝生产碳纤维。资料显示，碳纤维生产成本中，原丝、氧化及碳化成本较高，其中原丝成本占比达51%，是决定碳纤维性能的关键环节，也是企业未来实现降本增效的重要领域。按丝束规格不同，可以将碳纤维分为大丝束碳纤维和小丝束碳纤维。其中大丝束碳纤维的碳纤维根数在48K及以上，小丝束碳纤维根数则在48K以下。与小丝束碳纤维相比大丝束受到制作工艺的限制其模量与强度稍显逊色，但是制作成本与售价具备高性价比，在工业领域尤其是风电领域得到了广泛应用。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