碳纖維行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈及市場應(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)上來說，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

碳纖維是國民經(jīng)濟(jì)和國防工業(yè)發(fā)展所必須的戰(zhàn)略物資，國外對中國實(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)用于各個國防工業(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)市場規(guī)模

2018年全球風(fēng)電和軍工市場碳纖維需求量均在2萬噸左右，預(yù)計(jì)2020年全球碳纖維需求量將超過11萬噸。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年全球市場碳纖維的需求量約為9.26萬噸，市場銷售額約為25.71億美元。從下游需求來看，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，2018年上述兩個市場碳纖維的需求量均超過2萬噸。預(yù)計(jì)未來全球碳纖維市場規(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11萬噸。

三、中國碳纖維行業(yè)市場規(guī)模

中國市場碳纖維需求旺盛，預(yù)計(jì)2020年總需求量將超過3.8萬噸。中國是碳纖維消費(fèi)大國，2018年全年中國市場碳纖維需求量約為3.1萬噸，約占全球市場碳纖維需求量的1/3。在風(fēng)電等新興應(yīng)用領(lǐng)域的推動下，國內(nèi)市場碳纖維需求量將大幅增加，預(yù)計(jì)2019年和2020年國內(nèi)碳纖維需求量每年約增長12%，到2020年全國碳纖維總需求量約為3.89萬噸。

四、中國碳纖維行業(yè)三大發(fā)展趨勢分析

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)量及性價比相對較低。不過，隨著我國高端碳纖維技術(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)，市場走向良性健康發(fā)展道路。

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

應(yīng)用現(xiàn)狀

航空航天領(lǐng)域

民用航空方面，我國國產(chǎn)大型客機(jī)中國商飛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%，該型號客機(jī)目前訂單數(shù)量已超過400架。C919目前使用的是日本東麗的CFRP，但17年3月份的時候日本國會上提出《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)銷售給外國企業(yè)的話，最高將處以10億日元(6000萬人民幣)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人機(jī)的主流耗材。

航天領(lǐng)域，我國的神舟一號到神舟九號飛船，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)推動航天技術(shù)的整體發(fā)展。

汽車領(lǐng)域

我國國產(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力車這款車的碳纖維車身由奇瑞和中國科學(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%。奇瑞稱這是中國第一臺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，占當(dāng)年奇瑞總銷量的5.69%。2015年我國的新能源乘用車總銷量達(dá)到17.68萬輛，2016年1-8月的新能源汽車總銷量已經(jīng)接近18萬臺，保持著強(qiáng)勁的增長態(tài)勢，估計(jì)到2020年，新能源乘用車的銷量可能突破100萬臺。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)合材料的汽車市場也有望實(shí)現(xiàn)爆發(fā)式增長。

體育休閑

從國內(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碳纖維需要的首位，但其年增加率呈降低趨勢，預(yù)示這個行業(yè)呈現(xiàn)出飽和狀態(tài)，高端市場仍有巨大的增長空間。

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。

碳纖材料未來能取代鋁、鐵、鋼因此需求會越來越大，加上他加工后柔軟度特性，也是金屬無法取代，在中國的發(fā)展只要調(diào)研眾多參與者前仆后繼，即可了解他的未來性將是明星材料。也是國家高層聚焦的產(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。