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碳纖維是一種高強度、高模量的高效能纖維材料,碳纖維密度不到鋼的1/4、強度是鋼的5-7倍,廣泛應用於航空航天、能源裝備、交通運輸、體育休閒等領域。經過多年的研發和約十年的產業化建設,中國建立起了自己的碳纖維技術體系和較完整的碳纖維產業,初步形成了產業化的碳纖維研發與生產平臺,逐步打破了日、美長期的技術封鎖和市場壟斷局面。

早期碳纖維可以追溯到19世紀末期,20世紀中葉發達國家投入大量人力和物力研究碳纖維,在軍用航空航天領域實現了應用,此後日本大阪工業研究所發明了PAN纖維製造碳纖維的方法,各種碳纖維製備技術相繼湧現。進入21世紀以來,碳纖維生產工藝技術已經成熟,隨著碳纖維應用領域的擴大,碳纖維的市場需求急劇增加,碳纖維產業日趨成熟。中國碳纖維需求量一直維持穩步上升趨勢,2018年國內碳纖維市場需求為3.1萬噸,同比增長32%,預計未來年複合增長率為12%,在2020年國內市場需求將達到3.89萬噸。

全球碳纖維分領域需求上升

碳纖維複合材料具有品質輕,強度高的特性,活躍在各種各樣的用途上。包括用於追求輕且易用的高效能體育用品、追求在宇宙飛行用的輕量且高效能材料的航空航天飛行器,以及壓力容器、汽車、風車、船舶、土木建築等各種各樣的一般產業用途。根據賽奧碳纖維技術統計,2018年全球碳纖維運用細分領域中風電葉片葉片和航天國防領域最多,分別達到22000噸、21000噸。而增長最為顯著的是汽車零部件領域,2013-2018年需求複合增長率達到33%。

從全球市場看,2018年全球市場碳纖維需求為9.26萬噸,預計在2020年全球需求將達到11.21萬噸。

就需求結構而言,碳纖維材料總量一半以上應用在工業領域,風電葉片領域應用佔比24%,航空航天領域應用佔比23%,體育休閒領域佔比15%,汽車工業領域佔比12%,四者總計佔比74%。其中,體育休閒用品所消耗的碳纖維呈逐年下降之勢。

從產能的角度來看,全球碳纖維市場基本被日本和美國企業壟斷。2018年世界碳纖維產能為15.5萬噸。從地區來看,美國生產3.73萬噸佔24%,日本生產2.91萬噸,佔比19%,中國生產碳纖維2.68萬噸,佔比19%。

但是從企業來看,日本企業在全球小束絲碳纖維市場份額佔到約58%,其中日本東麗佔比27%、日本東邦佔比18%、日本三菱佔比13%;全球大束絲碳纖維市場集中度更高,基本被日本Zoltek和德國SGL兩家控制(注:Zoltek2013年被東麗收購),Zoltek全球佔比49%,德國SGL全球佔33%。

中國碳纖維處於產能擴張階段

從整體供需狀況上看,目前世界上碳纖維的主要消費地區仍然集中在美國、歐洲和日本。根據賽奧碳纖維技術統計,中國碳纖維需求量一直維持穩步上升趨勢,2018年國內碳纖維市場需求為3.1萬噸,同比增長32%,預計未來年複合增長率為12%,在2020年國內市場需求將達到3.89萬噸。

目前國內T300級碳纖維效能達到國際水平,主要運用於航空航天及體育休閒等領域;T700級碳纖維已建成千萬噸級生產線,低成本幹噴溼紡T700級碳纖維已經實現規模化生產;中國首條千噸級T800原絲生產線由中復神鷹生產線2016年投產;但T800級以上的碳纖維國內企業還處於小規模試驗,技術相對東麗還是存在較大差距。中國在T800級別以上的碳纖維生產中都還是處於小批量試驗生產階段,而國外的東麗公司已經實現了比較成熟的高模產品。中國碳纖維公司產能前三名是:中復神鷹、江蘇恆神以及精密集團。

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