碳纖維是一種含碳量有90%以上的無(wú)機(jī)纖維，是用腈綸和粘膠纖維做原料，經(jīng)高溫氧化碳化而成，具有耐高溫、抗摩擦、導(dǎo)電、導(dǎo)熱及耐腐蝕等特性。同時(shí)由于碳纖維具備耐高溫、耐腐蝕、導(dǎo)電導(dǎo)熱性好等優(yōu)良性質(zhì)，被稱為新材料之王，也被稱為“黑色黃金”。碳纖維不僅在航空航天等軍工領(lǐng)域有不可替代的地位，在風(fēng)電葉片、體育休閑、壓力容器、建筑防護(hù)、汽車交通等領(lǐng)域也大放異彩。
碳纖維按照原絲類型分為聚丙烯腈(PAN)基、瀝青基和粘膠基，按絲束規(guī)格可以分為24K以下的宇航級(jí)小絲束碳纖維(1K的含義為一條碳纖維絲束含1000 根單絲)和48K以上的工業(yè)級(jí)大絲束碳纖維，按形態(tài)可分為長(zhǎng)絲、短纖維和短切纖維，按力學(xué)性能分為通用型和高性能型。其中基碳纖維綜合性能最好、生產(chǎn)工藝成熟簡(jiǎn)單、應(yīng)用最廣、產(chǎn)量最高、品種最多，是目前全球碳纖維市場(chǎng)的主流碳纖維產(chǎn)品，產(chǎn)量占全球碳纖維總產(chǎn)量的90%以上。
圖表1 碳纖維的分類
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碳纖維的性能
碳纖維(Carbon Fiber，簡(jiǎn)稱CF)是由聚丙烯睛(PAN)(或?yàn)r青、粘膠)等有機(jī)母體纖維采用高溫分解法在1000攝氏度以上高溫的惰性氣體下碳化(其結(jié)果是去除碳以外絕大多數(shù)元素)制成的，是一種含碳量在90%以上的無(wú)機(jī)高分子纖維。碳纖與其他材料相比具有比強(qiáng)度和比模量高、制件力學(xué)性能優(yōu)異、耐酸、耐油、耐腐蝕等特點(diǎn)。
圖表2 碳纖維的性能特點(diǎn)
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碳纖維的應(yīng)用領(lǐng)域
碳纖維廣泛應(yīng)用于航空航天、海洋工程、新能源裝備、工程機(jī)械、交通設(shè)施等領(lǐng)域，是一種應(yīng)用前景十分廣闊的戰(zhàn)略性新材料。主要應(yīng)用于體育及風(fēng)電葉片行業(yè)，隨著中國(guó)市場(chǎng)需求的不斷擴(kuò)大，我國(guó)碳纖維也將有很大的發(fā)展空間。
圖表3 中國(guó)碳纖維應(yīng)用領(lǐng)域占比情況
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中國(guó)碳纖維行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析
我國(guó)的碳纖維行業(yè)起步于20世紀(jì)60年代，幾乎和日美等國(guó)家同時(shí)起步，但由于相關(guān)知識(shí)儲(chǔ)備不足、知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸屬等問(wèn)題，發(fā)展緩慢。同時(shí)，日本、美國(guó)等國(guó)家對(duì)碳纖維核心技術(shù)形成壟斷，我國(guó)碳纖維生產(chǎn)技術(shù)和裝備水平整體落后于國(guó)外，在較長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)發(fā)展止步不前，無(wú)法滿足國(guó)家重大裝備等高端領(lǐng)域的需求。2000年以來(lái)，國(guó)家加大對(duì)于碳纖維領(lǐng)域自主創(chuàng)新的支持力度，將碳纖維列為重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目。伴隨著國(guó)家政策的大力扶持，國(guó)內(nèi)碳纖維行業(yè)在技術(shù)上取得重大突破，產(chǎn)業(yè)化程度快速提升，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，地區(qū)上目前已形成以江蘇、山東和吉林等地為主的碳纖維聚集地。
隨著工業(yè)水平的不斷提升，國(guó)內(nèi)材料領(lǐng)域得到了極大的發(fā)展。碳纖維自從被發(fā)明到現(xiàn)在已經(jīng)一百多年了，但是我國(guó)對(duì)于碳纖維材料的研究時(shí)間卻僅有幾十年。在這幾十年當(dāng)中，我們憑借著智慧成功突破國(guó)外的封鎖，完成了國(guó)內(nèi)碳纖維的產(chǎn)業(yè)鏈。在國(guó)家對(duì)碳纖維公司的大力支持下，國(guó)內(nèi)碳纖維發(fā)展的勢(shì)頭如日中天，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)知名碳纖維廠家有威海光威復(fù)合材料股份有限公司、吉林碳谷碳纖維股份有限公司、中復(fù)神鷹等。
環(huán)保政策對(duì)中國(guó)碳纖維行業(yè)發(fā)展的影響
近年來(lái)，國(guó)家及地方政府出臺(tái)了一系列關(guān)于碳纖維及碳纖維復(fù)合材料的產(chǎn)業(yè)支持政策，推動(dòng)了碳纖維行業(yè)蓬勃發(fā)展，持續(xù)引導(dǎo)并進(jìn)一步提升碳纖維材料重點(diǎn)品種的關(guān)鍵生產(chǎn)和應(yīng)用技術(shù)，促進(jìn)碳纖維及其復(fù)合材料的開(kāi)發(fā)，提升行業(yè)產(chǎn)業(yè)化水平，推進(jìn)產(chǎn)能的提升，進(jìn)一步拓展碳纖維材料的應(yīng)用領(lǐng)域。其中，國(guó)務(wù)院于2015 年5 月發(fā)布的《中國(guó)制造2025》中，對(duì)未來(lái)國(guó)產(chǎn)碳纖維及其復(fù)合材料技術(shù)成熟度提出階段性要求，為確保技術(shù)研發(fā)的持續(xù)推進(jìn)提供了政策支撐;十二屆全國(guó)人大四次會(huì)議于2016 年發(fā)布的《中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十三個(gè)五年規(guī)劃綱要》中，將高性能碳纖維列入高端材料，提出需要大力發(fā)展高性能碳纖維與復(fù)合材料等技術(shù)，滿足國(guó)家建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求;工信部于2019年發(fā)布的《重點(diǎn)新材料首批次應(yīng)用示范指導(dǎo)目錄(2019年版)》中，將高強(qiáng)、高強(qiáng)中模、高模型碳纖維等列為關(guān)鍵戰(zhàn)略材料，為碳纖維生產(chǎn)技術(shù)的提升和產(chǎn)業(yè)化的推進(jìn)提供了保障;國(guó)家發(fā)改委、科技部、工信部、財(cái)政部四部委于2020年發(fā)布的《關(guān)于擴(kuò)大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)投資培育壯大新增長(zhǎng)點(diǎn)增長(zhǎng)極的指導(dǎo)意見(jiàn)》，提出聚焦重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)投資領(lǐng)域，圍繞保障大飛機(jī)等重點(diǎn)領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈穩(wěn)定，加快在高性能纖維材料等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破，為碳纖維等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展、發(fā)揮重要引擎作用提供了政策支持;十三屆全國(guó)人大四次會(huì)議于2021年發(fā)布的《中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》中，提出要加強(qiáng)碳纖維等高性能纖維及其復(fù)合材料的研發(fā)應(yīng)用，為未來(lái)碳纖維行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步提供了良好的政策環(huán)境。
上述國(guó)家政策和行業(yè)政策的推出，對(duì)促進(jìn)我國(guó)碳纖維及其復(fù)合材料的科研創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)化推廣以及產(chǎn)能提升提供了強(qiáng)有力的政策支持和良好的政策環(huán)境，對(duì)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)具有持續(xù)的積極影響。
中國(guó)碳纖維市場(chǎng)規(guī)模分析
碳纖維行業(yè)屬于國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，在輕量化市場(chǎng)具有廣闊的發(fā)展前景，在國(guó)防安全、航空航天等板塊具有不可替代的優(yōu)勢(shì)。中國(guó)碳纖維市場(chǎng)規(guī)模從2017年的38.1億元增長(zhǎng)至2021年的106.4億元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)29.3%，一直保持增長(zhǎng)趨勢(shì)。2022年中國(guó)碳纖維市場(chǎng)規(guī)模為128.1億元，同比增長(zhǎng)20.69%
圖表4 2017-2022年中國(guó)碳纖維行業(yè)市規(guī)模及增速情況
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碳纖維行業(yè)進(jìn)口分析
2022年1-12月我國(guó)累計(jì)進(jìn)口碳纖維10302.21噸,進(jìn)口碳纖維織物897 29噸,進(jìn)口碳纖維預(yù)浸料2717.33噸,進(jìn)口其他碳纖維制品15427.7噸,進(jìn)口碳纖維產(chǎn)品合計(jì)29344.52噸。
圖表5 2022年1-12月我國(guó)碳纖維產(chǎn)品進(jìn)口數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)情況
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碳纖維行業(yè)出口分析
2022年1-12月我國(guó)累計(jì)出口碳纖維1707.64噸,出口碳纖維織物754.34噸,出口碳纖維預(yù)浸料826.01噸,出口其他碳纖維制品3177.73噸,出口碳纖維產(chǎn)品合計(jì)6465.71噸。
圖表6 圖表7 2022年1-12月我國(guó)碳纖維產(chǎn)品出口數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)情況
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中國(guó)碳纖維投融資情況
在綠色能源和新型材料發(fā)展的帶動(dòng)下，中國(guó)碳纖維復(fù)合材料的下游應(yīng)用領(lǐng)域逐步擴(kuò)大，開(kāi)始在汽車制造、建筑交通等方面布局，并進(jìn)一步加大了在風(fēng)電設(shè)備領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。隨著下游行業(yè)的興起，碳纖維行業(yè)也逐漸成為投資者關(guān)注的領(lǐng)域。數(shù)據(jù)顯示，2021年我國(guó)碳纖維行業(yè)相關(guān)投資事件為8起，達(dá)到歷史新高，投資金額達(dá)6.9億元。2022年1-8月，投資數(shù)量為3起，投資金額達(dá)到歷史新高，達(dá)6.4億元。
圖表8 2016-2022年中國(guó)投融資情況
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碳纖維市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局分析
目前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)研發(fā)碳纖維的企業(yè)主要包括中復(fù)神鷹、江蘇恒神、光威復(fù)材、吉林碳谷、吉林寶旌等。按產(chǎn)能建設(shè)情況看，我國(guó)碳纖維第一梯隊(duì)企業(yè)包括中復(fù)神鷹、江蘇恒神、光威復(fù)材、吉林碳谷、吉林寶旌，前五企業(yè)產(chǎn)能占比約77%;第二梯隊(duì)企業(yè)包括蘭州藍(lán)星、上海石化、中簡(jiǎn)科技、威海拓展等企業(yè)，產(chǎn)能占比約為13%，其他企業(yè)產(chǎn)能累計(jì)占比10%左右。
圖表9 中國(guó)碳纖維企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局
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需求量上漲帶動(dòng)行業(yè)發(fā)展
近年來(lái)，中國(guó)碳纖維需求量一直維持穩(wěn)步上升趨勢(shì)，企業(yè)和投資機(jī)構(gòu)也紛紛看好碳纖維行業(yè)的發(fā)展前景，各路資本的大量涌入，為碳纖維行業(yè)帶來(lái)了刺激效應(yīng)。同時(shí)，碳纖維行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域廣闊，受益于下游風(fēng)電葉片、航空行業(yè)、汽車制造等市場(chǎng)的發(fā)展，預(yù)計(jì)碳纖維需求快速提升。目前我國(guó)碳纖維行業(yè)正處于爆發(fā)增長(zhǎng)期，未來(lái)碳纖維需求市場(chǎng)增速保持在17%左右，隨著碳纖維隨著諸多資本進(jìn)入碳纖維行業(yè)，碳纖維技術(shù)不斷得到突破，需求領(lǐng)域?qū)⑦M(jìn)一步拓展。