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市场报告·2020全球碳纤维复合材料市场报告(二)

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本文摘要:(由ai生成)

2020年中国碳纤维产业活跃,产能销量增长,多家企业扩产。全球碳纤维需求增长,中国超越美国成最大市场。体育器材、航空航天和风电是中国主要优势领域。碳纤维复合材料需求量大,风电市场成为需求最大领域,航空航天产值最高。碳纤维产业发展需技术创新和产业链整合以建立国际竞争力。

  

05

中国碳纤维产业


5.1. 中国碳纤维企业理论产能

近几年,在国内产能的统计上,从“理论产能”到“运行产能”,2020年,我们继续挤水份,但再留一年给国内企业,今年依然采用“运行产能”,而非“实际产能”,这二者的区别就是:“运行产能”依然允许企业用12K 去折算他3K的产能,而“实际产能”就需要按生产线的定义品种去定义产能,这样才能反映出我国碳纤维行业的真实的“达产率”。

 

2020年,我们统计的“运行产能”为36,150吨,其中,销量是18,450吨,销量/产能比为51%。某些企业2020年上半年没有全力生产,有些生产线通过改造,超过设计产能的案例都不少;对于正常开车的企业,达产率通常在在65%以上,甚至有企业已经达到90%以上;所以,这个方面,中国跨越了低达产率的历史阶段,水平正趋近国际水平。

 

关于碳谷+宝旌,以及吉林化纤的一些说明:宝旌是宝武集团收购精功碳纤维的主要股份而形成的新公司名,精功与吉林化纤合资的碳纤维工厂也是其中一部分,他们采用吉林化纤集团旗下的原丝专业公司-吉林碳谷的原丝,所以,我们以碳谷+宝旌来做排名;吉林化纤集团旗下还有自己另外的碳纤维资产,目前主要是两条小规模碳化线,以及并购江城碳纤维的500吨碳化线。除此之外,他们正在扩产大约15,000吨的碳化装置,当然,吉林化纤旗下的碳化装置也是采用兄弟单位-碳谷的原丝。2021年,我们将对吉林化纤系与宝武系做一个区分。


5.2. 中国碳纤维产业新发展


2020年,中国碳纤维产业的发展特点:并购、扩产及火热投资。


其中主要的并购是2019年就开始的宝武集团对太钢集团(含钢科碳纤维)以及精功碳纤维产业。其次是吉林化纤集团对方大集团旗下的江城碳纤维的并购。


扩产几乎是每家主要碳纤维企业正在进行或正在策划的。其中,比较大型的扩产项目如下:

  • 20192月,中复神鹰宣布了投资50亿元、在西宁建设20,000吨碳纤维的重大扩建工程;2020年已经完成了其中4,000吨,正在快马加鞭建设中。
  • 20197月,光威复材与内蒙古包头九原区政府、丹麦维斯塔斯公司等签署协议,将投资20亿元在包头建设万吨级碳纤维产业化项目,该项目进展不是很快,但光威自身在威海也在不断地扩产中。
  • 20203月,上海石化发布公告,投资35亿元,建设24,000吨原丝,12,000吨大丝束碳纤维项目。该项目已经在紧锣密鼓地进行中。
  • 2021年1月,吉林化纤集团宣布,在十四五期间完成:20万吨原丝,6万吨碳纤维及1万吨复合材料的宏伟计划,实际也在高速的建设中。


除了上述企业,行业内其他企业,也有不少在策划扩产。除了碳纤维行业的厂家,行业外也有一些新进入者,这其中:

2020年11月,常州新创碳谷控股有限公司宣布投资50亿元,建设年产3.6万吨的大丝束碳纤维及高性能碳纤维复合材料结构件,该项目正在建设之中。

2020年12月,浙江龙游县与杭州超探新材料科技有限公司宣布投资32亿元,建设10,000吨高性能碳纤维及碳碳复合材料等项目。

2020年12月,广东金辉碳纤维材料科技公司计划到茂名滨海新区投资30亿元,建设碳纤维原丝50,000/年,碳纤维20,000/年,碳纤维复合材料40,000/年的生产基地。

20213月,新疆隆炬新材料有限公司计划投资60亿元,建设年产5万吨碳纤维碳化项目,形成生产经营碳纤维原丝、碳纤维碳化、碳纤维、复合材料制品的新材料基地。

20213月,国泰大成新材料科技产业园宣布总体规划为年产25,000吨原丝、10,000吨碳纤维、碳纤维织物及复合材料的研发和生产园。 

……


无论是对行业内企业的扩产,还是新涌入的投资商。我们经历了历史上太多企业的沉沙折戟,只能再次重复我前言中引用的专家的话及我增加的观点:
  1. “可靠技术来源”,可靠且具有先进性,尽量避免热情地为行业制造“负资产”;

  2. “冷静投资,有序发展”;

  3. 效益高于情怀,情怀碳纤维的时代已过,现在需要效益碳纤维;

  4. 行业统筹协作发展,当前,谁也没足够实力成为巨头与霸主,全球视野、产业链资源整合、实现“聚”变式跨越发展、构建国际竞争优势。


06

全球碳纤维复合材料市场


6.1. 全球树脂基碳纤维复合材料需求-年份

树脂基碳纤维复合材料的需求量,根据纤维在复材中65%的比例计算的,建立一个规模概念。

6.2. 全球树脂基碳纤维复合材料需求-应用(千吨)

总量:164.4千吨


6.3. 全球树脂基碳纤维复合材料需求-应用(10亿美元)

总金额:150.9亿美元

2020年,全球的复材收入150.9亿美元。对比2019年的173.7亿美元,有较大幅度的下降。主要原因是航空航天市场中的收入锐减,其他分市场均有增长。

 

在统计复合材料收入时,对于航空市场与风电市场:首先从工艺看:航空复材有碳纤维-预浸料-分切-自动铺放-热压罐-检验-机加-装配等繁琐的工艺,而风电则是:碳纤维-拉挤成型-碳板,之后就直接进入叶片的大总成的环节。两者的研发繁琐程度也完全不同,航空结构通常采用积木式验证方法,从材料到结构,一步步验证;而风电碳板主要对碳板做性能测试;两者的研发周期也完全不同,一款新的复材要进入机型,周期起码十年;风电碳梁通常1-2年完成;两者的附加值大不相同。

 

从另外一个角度,工业碳纤维的工艺开发思维,应该学习风电碳梁的模式,而不是机械借鉴航空航天复材(尽管人类的复合材料技术体系主要由航空航天构建的)。风电碳梁的工艺主要有预浸料铺贴,多轴织物灌注和拉挤板拼粘,预浸料铺贴显然是航空航天的思路,结果证明效率低下,孔隙率几乎不可控,拉挤板拼接思路,无论是性能还是成本,无情碾压了其他两种工艺,当然,将来也不排除会有更高性价比的工艺去碾压拉挤板拼粘工艺。

 

这个对于汽车、轨道交通是有很强的借鉴意义的。复合材料的本质优势是“一张白纸,任意挥洒”。不要迷信经典,要创造独特。


6.4. 全球树脂基碳纤维复合材料需求-区域(10亿美元)

总金额:150.9亿美元

2020年,中国市场第一次赶超美国,成为全球最大复合材料市场;当然,这个赶超有点虚,疫情对美国航空航天市场的重挫是首要因素。


中国的主要优势:体育器材几乎占据全球的90%,这是中国复合材料市场的压舱石;中国航空航天市场也有一定的规模,这是激发产业技术进步的重要源泉;风电碳梁的收入,几乎占据全球市场的60%,这是对市场的重大贡献。


除了上述三大分市场,由于我国的工业门类齐全,我们在其他市场,如汽车、压力容器、建筑补强、模塑混配、电子电气、碳碳复材、轨道交通…… 均有较大的市场。这些门类齐全的工业体系,当然其中有欧美日本的巨大贡献。从材料的视角,这些家门口的应用机会是极其宝贵的。


在新的国际环境中,有条件的碳纤维企业,除了热卖纤维,还要肩负一些支持应用开发的责任,播下一些新的应用生态的种子。希望各级地方政府或研究院的科技方面的支持多倾向于碳纤维与应用的联姻。


6.5. 全球树脂基碳纤维复合材料需求-制造工艺

总量:164.4千吨

2020年,缠绕拉挤工艺第一次超越预浸铺放工艺,成为碳纤维世界第一大工艺。尽管有航空航天市场受疫情重挫的原因。但是,即使三年后,航空航天市场复苏到2019年的水平,缠绕拉挤工艺也会把预浸铺放甩在后面。因为这两个工艺后面的主要支撑是生机勃勃的青年(风电)和少年(气瓶)。

 

人类在研究复合材料工艺时,最早的思维应该是“稻草+泥”,这个思维今天依然在沿用,比如短切塑料增强、长纤维塑料增强、SMCBMC等工艺;之后,又借鉴了金属、纺织、建材行业的思维,建立了预浸、模压、预制体等工艺。其中,窃以为:缠绕与拉挤可能是复合材料自有工艺,尽管拉挤与铝合金、塑料型材有类似的地方。这两个工艺的主要特点就是纤维到产品的极简。相比之下,无论预浸料铺贴,还是织物灌注或RTM,步骤就繁琐,过程废料多。

 

     结构复合材料工艺的本质是什么?一维纤维与基体充分结合变成致密的三维结构过程。中国复合材料能否涌现依照基本原理而石破天惊如马斯克般的创新?我不觉得这里面有什么起步晚、基础不行、环境不够的局限。当年台湾光男公司发明的气囊法制备网球拍,不一样打败了美国一帮用航空复材思维制作网球拍的大专家吗?这几年,维斯塔斯巧用传统的拉挤板于风电取得了巨大成功。这个创新有多难?

 

制约汽车、轨道交通的复合材料产业的发展,不是其他,而是传统的工业思维把大家给套住了。我相信:这些并非科学发现与创造,而更多是“能工巧匠”的创新,是中国人的擅长。

6.6. 全球碳纤维复合材料需求-不同基体(10亿美元)

总额:186.8亿美元

我们发布这个图表,旨在提示大家不要忽略树脂基及碳基之外的其他基体复合材料,这些材料也是碳纤维复合材料大家族中的一员。

 

除了金属、陶瓷、水泥等大量的基体材料,气凝胶也作为新的基体,与各种纤维毡结合,变成新型的复合材料。在碳纤维领域,预氧毡与二氧化硅气凝胶的结合,正在创造广阔的应用市场空间;碳纤维毡、石墨毡与碳气凝胶的结合,也将改变很多应用。

 

碳纤维自身也可以是“基体”,将自己的结构与功能“复合”,与碳纳米管、多孔纳米碳结合成“复合材料”,这些“复合材料”很可能会为新能源产业提供革命性的创新。

 

2020年,整个树脂基材料中,热塑复合材料占了大约25%的比例,金额约为37.7亿美元。其中,绝大部分为非连续增强塑料,连续碳纤维热塑材料,我们估计市场份额为2亿美元左右。

6.7. 中国树脂基碳纤维复合材料需求-应用(吨)

总量:75,155

2020年,中国碳纤维复合材料的总量为75,155吨。给行业一个大致的概念。

 

2020年,体育复材的领导地位首次被风电大幅度超越,这个格局会继续延续下去的。风电与体育带着众多小兄弟一起玩耍的格局会延续几年。大约5年左右,“碳碳复材”与“压力容器”会有倍增,会超越体育市场。

6.8. 中国树脂基碳纤维复合材料需求-应用(亿元)

总金额:489.19亿元

2020年,全国的碳纤维复合材料的产值为489.19亿元。


这些数据,只是根据我们赛奥的数据模型来计算的,并未挨家挨户去做统计,这是行业协会的工作。


航空航天复材的产值,我们是按结构件来估算的,2020大约有183亿元,首次超越了体育器材,成为最大金额的分市场

 

风电市场,我们是根据拉挤板和织物来估算的,大约有43亿元的收入。


2020年,碳碳复材市场处于迅猛增长,目前市场严重供不应求,下文有详细描述。

注:文为连载文章,将分四期分段持续发送

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来源:碳纤维生产技术
复合材料航空航天轨道交通汽车建筑理论材料工厂
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-06-15
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