《ACIH:2019年全球碳纖維復合材料市場報告(47頁).pdf》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《ACIH:2019年全球碳纖維復合材料市場報告(47頁).pdf(47頁珍藏版)》請在三個皮匠報告上搜索。
1、 第 1 頁共 47 頁 廣州賽奧碳纖維技術有限公司 2019 全球碳纖維復合材料全球碳纖維復合材料 市場報告市場報告 2019 Global Carbon Fiber Composites Market Report 微信公眾號:微信公眾號:ATA-ACIH 報告人:林剛 報告人:林剛 廣州賽奧碳纖維技術有限公司 廣州賽奧碳纖維技術有限公司 第 2 頁共 47 頁 廣州賽奧碳纖維技術有限公司 目錄目錄 1. 前言前言 . 32. 全球碳纖維市場全球碳纖維市場 . 82.1. 全球碳纖維市場需求全球碳纖維市場需求-年份年份 . 82.2. 全球碳纖維市場需求全球碳纖維市場需求-應用(千噸)
2、應用(千噸) . 92.3. 全球碳纖維市場需求全球碳纖維市場需求-應用(美元)應用(美元) . 102.4. 全球碳纖維市場需求全球碳纖維市場需求-產品(千噸)產品(千噸) . 113. 全球碳纖維供應全球碳纖維供應 . 123.1.全球碳纖維理論產能全球碳纖維理論產能-制造商制造商 . 123.2.全球碳纖維運行產能全球碳纖維運行產能-區域區域 . 134. 中國碳纖維市場中國碳纖維市場 . 144.1. 中國碳纖維需求中國碳纖維需求-年份年份 . 144.2. 中國碳纖維需求中國碳纖維需求-應用應用 . 154.3. 中國碳纖維需求中國碳纖維需求-省份省份 . 164.4. 中國碳纖維需
3、求中國碳纖維需求-來源來源 . 175. 中國碳纖維產業中國碳纖維產業 . 195.1. 中國碳纖維企業理論產能中國碳纖維企業理論產能 . 195.2. 中國碳纖維產業新發展中國碳纖維產業新發展 . 206. 全球碳纖維復合材料市場全球碳纖維復合材料市場 . 216.1. 全球樹脂基碳纖維復合材料需求全球樹脂基碳纖維復合材料需求-年份年份 . 216.2. 全球樹脂基碳纖維復合材料需求全球樹脂基碳纖維復合材料需求-應用(千噸)應用(千噸) . 216.3. 全球樹脂基碳纖維復合材料需求全球樹脂基碳纖維復合材料需求-應用應用(10 億美元)億美元) . 226.4. 全球樹脂基碳纖維復合材料需求
4、全球樹脂基碳纖維復合材料需求-區域區域(10 億美元)億美元) . 236.5. 全球樹脂基碳纖維復合材料需求全球樹脂基碳纖維復合材料需求-制造工藝制造工藝 . 246.6. 全球碳纖維復合材料需求全球碳纖維復合材料需求-不同基體不同基體(10 億美元)億美元) . 256.7. 中國樹脂基碳纖維復合材料需求中國樹脂基碳纖維復合材料需求-應用(噸)應用(噸) . 266.8. 中國樹脂基碳纖維復合材料需求中國樹脂基碳纖維復合材料需求-應用(億元)應用(億元) . 277. 復合材料應用發展趨勢與展望復合材料應用發展趨勢與展望 . 287.1. 航空航天應用市場航空航天應用市場 . 287.2.
5、 風電葉片應用市場風電葉片應用市場 . 297.3. 體育休閑應用市場體育休閑應用市場 . 307.4. 汽車應用市場汽車應用市場 . 327.5. 壓力容器應用市場壓力容器應用市場 . 337.6. 混配模成型應用市場混配模成型應用市場 . 347.7. 建筑應用市場建筑應用市場 . 357.8. 碳碳復材應用市場碳碳復材應用市場 . 367.9. 電子電氣應用市場電子電氣應用市場 . 377.10. 船舶應用市場船舶應用市場 . 387.11. 電纜芯應用市場電纜芯應用市場 . 397.12. 其他應用市場其他應用市場 . 408. 觀察與思考觀察與思考 . 41 第 3 頁共 47 頁
6、 廣州賽奧碳纖維技術有限公司 1. 前言前言 1.1 世界碳纖維發展簡史世界碳纖維發展簡史 1959 年日本大阪工業試驗所(Osaka Technical Research Institute)的近藤昭男博士(Dr. Akio Shindo) 發明了 PAN 基碳纖維制備技術, 全球碳纖維產業整整發展了六十年。 “讀史明智, 鑒往知來”,讓我們一起來回顧歷史。 1960 年代的特點是實驗室技術的研發。主要以日本與英國為主導,日本主要有大阪工業試驗所、東海碳素公司(Tokai Electrode Mfg. Co., Ltd.)和日本碳素公司 Nippon Carbon co., Ltd.)(他們
7、最早從近藤先生處獲得專利授權) 、東麗(1961 開始研究,之后繼承了東海碳素與日本碳素的近十年的研究成果, 并在 1970 獲得近藤的專利授權) 、 三菱、 東邦等。 英國主要有皇家航空研究所 (RAE) 、皇家原子能公司(AERA)、考陶爾茲(Courtaulds),羅爾斯-羅伊斯(Rolls-Royce)等;盡管杜邦公司在1942 年就推出了腈綸商品,美國人還在與黏膠基較勁,其中美國聯碳公司(UCC)公司是代表, 因此美國的聚丙烯晴(PAN)基碳纖維發展晚于英國與日本。 1970 年代的特點是工程化技術的研發及應用的開拓。 工程化能力實現了 150 噸/年, 期間, 英國、美國、日本技術
8、合作頻繁。60 年代末,英國羅爾斯-羅伊斯的太超前的發動機項目 RB-211 遇到重挫(后期基于這款發動機形成了著名的瑞達系列) ,這其中包含了當時碳纖維唯一的應用機會發動機風扇葉片。1972 年,美國赫拉克勒斯(Hercules)獲得英國皇家航空研究所碳化技術,原絲采用考陶爾茲。日本東麗、東邦、三菱也紛紛與美國相互轉讓技術。美國與日本在 1972 年分別用碳纖維制造了高爾夫球桿與釣魚竿,風靡世界。同一時代,碳纖維復合材料在航空航天結構上進行工程化應用的年代,包括軍機和民機,并在軍機上實現了批量生產,為碳纖維工業嬰兒找到了應用乳汁。 1980 年代的特點是工業化,產品系列化及應用重大突破。單線
9、產能達到千噸/年,東麗公司基本完成了現有絕大部分產品型號,初期的 T300,中期的 T800、T1000,末期的 M60J。1980 年波音公司提出了商用飛機對碳纖維的要求,1982 開始采用 T300 應用在 B757、B767 及航天飛機上。英國由于缺乏應用的支撐,已經開始轉讓技術為生,其中包括對北京化工學院及吉林化學公司的兩項技術轉讓,同時期,同樣的技術也賣給了印度、俄羅斯與巴西。美國由于日本、英國的技術相互轉讓,誕生了一個開拓工業碳纖維的廠家,卓爾泰克(ZOLTEK) ,臺灣臺塑與美國 Hitco 公司進行技術合作,開始了中華民族第一個碳纖維工業化時代。 1990 年代的特點是并購及爭
10、搶市場份額。美國航空材料廠赫氏(Hexcel)并購了美國赫拉克勒斯的碳纖維產業。美國石油巨頭阿莫科(AMOCO)整合了大部分美國的碳纖維資源,不光包括美國聯碳公司(歷史上唯一一家擁有黏膠+瀝青+聚丙烯腈基碳纖維) ,還有東邦與美國塞蘭尼斯(Celanese)公司合作的碳纖維資產,這些資產歷經轉手,在 2001 年成為了氰特(CYTEC) ;德國石墨巨頭西格里(SGL)在 1997 年收購了英國考陶爾茲留下的 RK carbon,至此,碳纖維的拓荒牛英國考陶爾茲退出歷史舞臺(后期被中國藍星收購活躍了兩年) 。 2000 年代的特點是世界很平靜(暗中準備航空航天、風電、汽車的大應用) 。世界上發生
11、幾起延續 90 年代的并購事件,除了氰特,西格里從高爾夫球桿廠阿爾笛拉(ALDILA)收購了合資碳纖維的 第 4 頁共 47 頁 廣州賽奧碳纖維技術有限公司 股份,東邦收購了美國福塔菲爾(Fortafil)碳纖維,立足美國。2007 年卓爾泰克與風電巨頭維斯塔斯(VESTAS)建立合作,將碳纖維用于風電。中國開啟了狂飆猛進的碳纖維投資熱潮,除了中國大陸,韓國、俄羅斯、土耳其、臺灣等地區也有不少新進入者,其中依然生存的有韓國曉星,土耳其DOWAKSA。 2010 年代的主要特點是應用的急劇擴大及產業進一步整合。 首先是號稱碳飛機的 B787 與 A350分別在 2011 年和 2014 年完成
12、首架交付,航空航天級碳纖維需求迅猛增加。2010 年,寶馬與西格里合資在美國建設總產能9,000噸/年的碳纖維工廠, 試圖將電動汽車徹底輕量化并控制材料源頭。(2017年 8 月,西格里確認收購寶馬在汽車碳纖維合資企業的股份,寶馬退出碳纖維產業) ;由于拉擠板成功應用于葉片梁帽,風電巨頭維斯塔斯對碳纖維需求空前增長,碳纖維產業內部,加劇了整合,標志性的事件是 2014 年底,東麗收購了卓爾泰克。國內產業大浪淘沙,強者愈強。 總結世界碳纖維 60 年的發展歷史:既有近藤昭男、威廉姆瓦特等依然閃耀的科學大師;也有在其中沉沙折戟的眾多著名公司,如日本東海、日本碳素、旭化成;英國皇家原子能公司、考陶爾
13、茲、羅爾斯-羅伊斯,BP 公司;美國聯碳、阿莫科、塞蘭尼斯,德國巴斯夫(BASF) ;更有歷經風浪、依然傲立潮頭的如東麗、東邦、三菱等公司??偨Y成功公司的特點:用 30 年時間踏實完成實驗線-工程線-工業化的道路,注重產業鏈與應用生態的開發。 1.2.中國碳纖維發展簡史中國碳纖維發展簡史 我們對中國碳纖維歷史做個簡單介紹,對比世界碳纖維的 60 年發展,我們是 57 年歷史。 1960 年代研究起步:最早是 1962 年中科院長春應用化學所成立以李仍元先生為組長的“聚丙烯腈基碳纖維的研制”課題組,開展基礎研究,同期還有沈陽金屬研究所張名大先生。 1970 年代的特點是舉國體制。1970 年代初
14、,中科院化學所為了滿足國家國防需要,組建了高分子復合材料物理研究室(九室,主任:吳人潔),重點研究“碳纖維連續化制備”和“縮短碳纖維制備周期研究”并取得“四氯化錫”催化等成果;上海合成纖維研究所于 1970 年代初,開展硫氰酸鈉法丙烯腈原絲研究;1972 年,化工部吉林化工研究院開展硝酸法研制碳纖維 PAN 原絲,并在年產 3 噸裝置上取得硝酸一步法制取原絲,供山西燃化所(今煤化所)和長春應化所研究碳纖維。山西燃化所用間接預氧化和碳化做研究,并開展連續預氧化和碳化試驗。1975 年上海合纖所提供給冶金部上海碳素廠 2噸原絲研制碳纖維。1975 年,11 月 1324 日在北京,由當時的國防科委
15、主任張愛萍親自主持召開了一次專題會議,部署國內碳纖維研究工作,由國家計委安排 500 萬元資金做啟動費,制定了 10 年發展規劃,組織了原絲、碳化、結構材料、防熱材料、測試檢驗技術 5 個“攻關組” ,安排 20 多家研究和企業單位參加,如由吉林化學工業公司研究院、吉林遼源石油化工廠、蘭州化學工業公司化纖廠、上海合成纖維研究所采用不同溶劑路線研發聚丙烯腈(PAN)原絲;上海合成纖維研究所、吉林、上海、蘭州、撫順 4 家碳素廠、山西煤化所、中科院化學所等負責碳化技術研究;另外還安排了織物和材料應用研究。1978 年,國家科委恢復,碳纖維轉由科委為主管理,從 1975 至 1981 年底,中央各部
16、委共投入到承擔碳纖維原絲、碳纖維制品等的民用研制的資金約 2,600 多萬元,共建設廠房、試驗室 20,000 多平方米。建成 PAN 原絲試制動力約 50 噸/年,碳纖維長絲的試制能力 1.52.0 噸/年。 1980 年代的主格調是引進。19841985 年,國家科委鼓勵引進國外先進技術,承諾將給予資金支持。 1984 年, 冶金部支持上海碳素廠試圖引進美國 Hitco 碳化設備, 最終被美國國防部否決。 1986,吉林化學工業公司經過調研、 詢價, 世界各知名碳纖維公司均囿于“巴黎統籌條約” 限制, 不轉讓技術、 第 5 頁共 47 頁 廣州賽奧碳纖維技術有限公司 不出售設備,只有英國
17、 RK 公司同意出售大絲束預氧化爐和碳化爐,經過談判、考察,最終以 450 萬美元購買了生產能力為 100 噸(12K) /年碳化設備及相應測試儀器,按當時匯率折合 2,731 萬元。1990 年經多次試車,預氧化爐尚可,碳化爐始終開不起來。聯合國開發計劃署(UNDP)和聯合國工發組織(UNIDO)批準在北京設置 “碳纖維及其復合材料的開發應用”項目,由北京化工學院和北京航空材料研究所共同承擔,總經費共 250 萬美元;北京化工學院經調研,同樣除英國 RK 公司外,沒有廠家愿意出售, 最后由北京化工學院提供工藝參數, 委托英國 R K 公司加工制造一套 10 噸級 (12K)預氧化、碳化中試線
18、,加工費 56 萬美元。項目歷經磨難,幾次因“可能有用于軍事”而險些遭到封殺,原定 3 年完成的項目拖了 7 年,1993 年 6 月才勉強“驗收”,之后運行效率不高。 1990 年代的特點是停滯。只有吉化公司、吉林碳素廠和北京化工學院還在 “慘淡經營” ,維持小批量供貨,其他研發單位基本退出了這一領域,吉林化工研究院硝酸一步法到 1998 年終止生產。 2000 年代的特點是“大干快上”建設碳纖維熱潮。歐美的禁運,導致市場上 T300-3K 的價格漲到8000 元/公斤且有價無市,嚴重影響軍機的生產。師昌緒先生給江澤民主席寫了 “關于加速開發高性能碳纖維的請示報告”?!敖k” 將報告批轉到國
19、家計委和科技部等部門,產生較大影響,對以后的經費落實起到了決定性影響??萍疾繘Q定設立碳纖維專項,組成了專家小組,由中科院化學所副所長徐堅任組長,北京化工大學徐樑華任副組長。把碳纖維列入 863 計劃新材料領域,2002 年,安徽華皖集團從英國引進 AMEC(DR.ROSE)的 PAN 和 CF 技術和設備,碳化能力 200 噸/年。之后我們所有的碳纖維研究機構,如吉林化學(后中石油吉化公司) 、北京化工大學、中科院山西煤化所、山東大學、東華大學等一批科技機構,迅速成為工業技術的轉讓者,整個 2000 這十年,據不完全統計,上碳纖維項目的超過 40 家,投資規模超過 300 億元人民幣,全世界的
20、設備制造廠迎來了中國盛宴。 2010年代的特點是反思“狂飆猛進”和“優勝劣汰”。2012年,筆者與申屠年先生合作發表了對中國碳纖維及其復合材料產業鏈發展現狀的反思,同年的香山會議上做報告,得到行業及政府主管部門的廣泛認同與共鳴。從產業角度,燒錢開始讓人心慌與絕望,出現了很多“爛尾樓”與“僵尸企業”。同時,認真積累技術、踏實工作的企業迎來了春天:光威集團與中簡成功上市,中復神鷹扭虧為盈,吉林化纖成為國內原絲龍頭,中石化上海石化大展宏圖。整個中國碳纖維企業從高峰時超過40家變成今天的十余家企業,市場的優勝劣汰的力量是巨大的。 上述的中國歷史素材,均摘抄于國內碳纖維復合材料專家如李克健、羅益峰、陳紹
21、杰、徐堅李克健、羅益峰、陳紹杰、徐堅等老師的文章,在此一并致謝!我們呼吁同行重視歷史的記錄,復雜技術系統的發展需要很長的時間,技術需要傳承,文化與歷史也需要。人人均可成為歷史的記錄者,我們賽奧碳纖維愿意為全國同行提供協助與支持,發表、整理與保存這些歷史資料。 1.3.國外與中國發展史的比較國外與中國發展史的比較 對比世界與中國的60年,我們能得到什么呢?總體印象,如同碳纖維老前輩中科院化學所原副所長吳人潔先生曾說過:我們就像 一個剛醒來的人,打哈欠,伸懶腰,總也起不來床。這種“起不來床”的感覺,至今猶存。70年代的舉國體制模式旨在解決軍品問題時,國際上主流是在做工程化;80年代的引進模式時,
22、國際上在做工業化與商業化; 90年代我們進入最困難時期時, 國際在并購與資源重整;2000年代, 我們狂飆猛進時, 國際巨頭貌似平靜, 實則準備碳飛機、 碳汽車及碳葉片的巨大應用; 2010年代,我們在反思、在優勝劣汰,而國際在收獲大應用帶來的大收益與大發展。對照歷史之下,其實 第 6 頁共 47 頁 廣州賽奧碳纖維技術有限公司 我并未太遺憾,畢竟我們60、70、80年代的工業技術、企業化的水平與世界同期差距甚大,90年代的主格調是“下海經商”,肉吃得容易,誰還會去啃“硬骨頭”? 如果要講遺憾,就是2000年代后,實驗室技術簡單放大,直接躍進工業化,缺少的工程化技術開發,在企業的工業裝置上燒
23、錢來做;技術無特色,落后技術重復建設。這其中,提供技術方盲目自信,對工程與工業缺乏基本的敬畏,企業家利用小農經濟(或簡單制造型經濟)獲得的成功經驗用于碳纖維,對復雜產品技術缺乏思想與戰略;社會對高科技招牌行騙缺乏辨別能力,尤其地方政府主導的項目多次被騙,浪費了大量的社會資源。這充分反映了整個社會“好大喜功,急功近利”的心態。當然,我們也可以說,這是中國經濟進入工業文明階段必然要交的學費。 從社會的層面,國際上,二戰之后,大家均在大力發展科技強國,產業的社會環境相對穩定,英美日本之間的國際合作非常頻繁,70年代,美國人創造的碳纖維高爾夫球桿,網球拍,啟發了日本成為當時的碳纖維體育器材的強國,有效
24、地支撐了產業的嬰兒成長期;80年代,美國波音公司掀起了航空碳纖維的應用,又幫助碳纖維產業順利完成了兒童期;同期,日本所有碳纖維企業均與美國公司相互轉讓碳纖維生產技術,幫助了美國碳纖維的成長。這說明,一個先進的材料的誕生與成長,需要全球高端應用的哺育的產業鏈與生態。 而我們的60-70年代,政治運動頻繁,最初開始研究碳纖維的李仍元老師據說也受到文革的影響,分別轉戰吉林遼源石油化工廠、中國紡織大學,安徽大學(80年代)堅持碳纖維研究;張愛萍將軍主持的7511會議及之后的全國碳纖維大會戰,算是一個亮點與高峰。改革開放的80、90年代,技術引進是政策主格調,但受制于“巴黎統籌條約”限制,只能引進世界三
25、流技術;而同期,以經濟建設為主,軍工企業一片蕭條,沒有60-70年代重視軍工的政策環境,嚴重缺乏應用動力。90年代末到2000年代,以臺資為代表的碳纖維體育器材進入大陸地區,大陸的體育器材中玻璃纖維向碳纖維轉移,這形成了新的發展動力。2005年后,軍工企業逐步得到重視,對碳纖維的需求開始觸發產業的發展。平穩的政治經濟的發展, 對特定產業發展至關重要。 從60年代到今天, 我們的碳纖維產業的主體是在國內打轉,還沒有融入國際高端產業鏈與生態圈。近幾年,光威及澳盛的碳梁產品已經進入國際產業鏈,這是個非常欣慰的進步! 全球化的今天,嚴格意義的“自主創新”是不客觀與不現實的,更多地是在人類成果基礎上的集
26、成創新或再創新。我們需要解決“短板”與“卡脖子”難題,練好技術內功,目的不是自給自足、自我封閉、與世界為敵。用更強的能力融入世界高端產業鏈及生態,是碳纖維企業發展壯大的必然之路。 1.4.全球碳纖維歷史里程碑全球碳纖維歷史里程碑 下一頁,我們對碳纖維發展中的發現及技術發明、重大應用突破以及產業政策選為里程碑事件。旨在讓大眾對產業的發展建立清晰的歷史觀。偉大有多個標準,其中之一是為世界工業文明做出里程碑意義的重大貢獻,我想這應是當代中國碳纖維同仁的奮斗目標之一。 特別鳴謝:特別鳴謝:感謝碳纖維全行業的參與企業的高度關注與支持,大家對我們的數據與結論均作出了非凡的貢獻;感謝中國中服白雪垠白雪垠先生
27、和陳宇航陳宇航先生多年來不懈的支持;感謝中國化纖協會各位領導的支持;感謝中國復合材料集團前董事長張定金張定金先生等一批業界同仁無私分享行業信息與思想。 第 7 頁共 47 頁 廣州賽奧碳纖維技術有限公司 第 8 頁共 47 頁 廣州賽奧碳纖維技術有限公司 2. 全球碳纖維市場全球碳纖維市場 2.1. 全球碳纖維市場需求全球碳纖維市場需求-年份年份 全球碳纖維需求全球碳纖維需求(千噸)千噸)Global demand for carbon fiber(Kilo-ton)36.4103.7216.5422.20.050.0100.0150.0200.0250.0300.0350.0400.04
28、50.02008200920102011201220132014201520162017201820192020*2021*2022*2023*2024*2025*2026*2027*2028*2029*2030* 2019 年的全球碳纖維需求數據,是根據國際上公認的增長率 12%這個數據計算而來的,總需求量為 103,700 噸,這其中,中國的需求數據 37,840 噸是精準的,占了 36.4%。假如國際需求量數字太小,中國的占比就會更大,這顯然有悖于常識。畢竟我們很清楚,歐美日本是碳纖維需求的大國。 2019 年的全球市場,除了如航空航天、體育器材、汽車、建筑補強、模塑混配等經典分市場的穩
29、步發展之外,風電、壓力容器市場增長迅速,這是驅動整個市場的重要引擎。另外,各大碳纖維公司均看好單通道飛機平臺大量采用碳纖維的前景。這些均為市場注入了強大的活力。 2019 年,全球碳纖維經歷了 60 年的努力,把碳纖維的需求第一次做到 10 萬噸以上。這是碳纖維復合材料產業鏈的復雜性決定的。當絕大部分核心技術被人類掌握之后,下一個 10 萬噸的增長,時間會急劇縮短,我們預測 2025 年就會進入 20 萬噸,2030 年會進入 40-50 萬噸。 第 9 頁共 47 頁 廣州賽奧碳纖維技術有限公司 2.2. 全球碳纖維市場需求全球碳纖維市場需求-應用(千噸)應用(千噸) 總量:總量:103,
30、700 噸噸 2019全球碳纖維需求全球碳纖維需求-應用應用(千噸)千噸)2019 Global demand for carbon fiber by application(Kilo-ton)風電葉片25.526%航空航天23.523%體育休閑15.014%汽車11.811%混配模成型8.78%壓力容器7.47%建筑3.94%碳碳復材2.83%電子電氣1.41%電纜芯1.11%船舶1.11%其他1.51%風電葉片25.526%航空航天23.523%體育休閑15.014%汽車11.811%混配模成型8.78%壓力容器7.47%建筑3.94%碳碳復材2.83%電子電氣1.41%電纜芯1.11%船
31、舶1.11%其他1.51% 總體來講,絕大部分分市場,均是基于 2018 年基礎,增長率為 12%左右的增長: 航空航天(包含軍工) :2019 的數據比去年增加 12%,主要是波音 787 及空客 350 的產能的增加。 風電葉片: 風電市場的碳纖維需求強勁, 對比 2018 年增長了 16%, 主要依賴于風電巨頭 VESTAS強勢驅動,其他風電廠家對需求的牽引還不明顯。 體育休閑:每年按照 4-5%的中速穩定增長。 第 10 頁共 47 頁 廣州賽奧碳纖維技術有限公司 2.3. 全球碳纖維市場需求全球碳纖維市場需求-應用(美元)應用(美元) 總量:總量:2,870 百萬美元百萬美元 20
32、19全球碳纖維需求全球碳纖維需求-應用應用(百萬美元)百萬美元)2019 Global demand for carbon fiber by application(Million US$)航空航天1410.049.1%風電葉片357.012.4%體育休閑345.012.0%汽車212.47.4%混配模成型156.65.5%壓力容器148.05.2%建筑78.02.7%碳碳復材50.41.8%電子電氣32.21.1%船舶25.30.9%電纜芯25.30.9%其他30.01.0%航空航天1410.049.1%風電葉片357.012.4%體育休閑345.012.0%汽車212.47.4%混配模成型
33、156.65.5%壓力容器148.05.2%建筑78.02.7%碳碳復材50.41.8%電子電氣32.21.1%船舶25.30.9%電纜芯25.30.9%其他30.01.0% 應用應用 航空航天航空航天 體育休閑體育休閑 風電葉片風電葉片 汽車汽車 混配模成型混配模成型 壓力容器建筑碳 碳復材壓力容器建筑碳 碳復材 電 子電氣電 子電氣 船舶船舶 電纜芯電纜芯 其他總量其他總量 需求千噸數 23.5 15.0 25.5 11.8 8.7 7.4 3.9 2.8 1.4 1.1 1.1 1.5 103.7 數量份額 22.7% 14.5% 24.6% 11.4% 8.4%7.1%3.8%2.7%
34、1.4%1.1% 1.1% 1.4%100%美 元 /公斤 60 23 14 18 18 20 20 18 23 23 23 20 需求( 百 萬美元) 1410 345 357 212 157 148 78 50 32 25 25 30 2870 百分比 49.1% 12.0% 12.4% 7.4% 5.5%5.2%2.7%1.8%1.1%0.9% 0.9% 1.0%100.0% 全球碳纖維的銷售金額為 28.7 億美元,比 2018 年 25.71 億美元增長了 11.6%,銷售金額的增長并未與銷售額的增長完全對應。主要原因是風電市場的對碳纖維數量雖然大,但由于單價較低,對總體金額貢獻不顯
35、著。 第 11 頁共 47 頁 廣州賽奧碳纖維技術有限公司 2.4. 全球碳纖維市場需求全球碳纖維市場需求-產品(千噸)產品(千噸) 總量:總量:103,700 噸噸 2019 全球碳纖維需求全球碳纖維需求-產品產品(千噸)千噸)2019 Global demand for carbon fiber by products (Kilo-ton)標模標模-大絲束大絲束42.240.7%標模標模-小絲束小絲束41.840.3%中模量中模量18.918.2%高模量高模量0.80.7% 模量的定義: 標準模量是指拉伸模量為 230-265GPa 中等模量是指拉伸模量為 270-315GPa 高模量是
36、指拉伸模量超過 315GPa 小絲束 Small Tow(或常規絲束 Regular Tow)1-24K(含) 大絲束 Heavy Tow:大于等于 48K 巨絲束 Giant Tow:大于 100K 今年,我們希望引入巨絲束的概念。巨絲束并非新產品,這是目前腈綸的標準狀態,另外,也是國際主流預氧絲的主要原料,更是諸多功能性碳纖維材料的首選,比如碳紙、碳氈、碳碳復合材料的預制體等。 巨絲束能否加入大絲束市場的競爭?這是完全可能的,從原絲角度,它可以借助腈綸行業近百年積累的工業基礎與成本優勢,原絲與腈綸生產實現良好的互動與互補。從碳化角度:必須從技術上解決巨絲束在碳化線的邊際效益問題,比如超長的
37、預氧化時間、低溫爐排廢等問題,這不是一個“靈機一動”的概念,是一個復雜的技術體系。 有人擔心巨絲束后續成型工藝,這是思維局限在經典的小絲束成型工藝之中了。只要有高性價比的巨絲束碳纖維批量供應,產業鏈及應用就會很快開發出多種多樣的成型工藝。 第 12 頁共 47 頁 廣州賽奧碳纖維技術有限公司 3. 全球碳纖維供應全球碳纖維供應 3.1.全球碳纖維理論產能全球碳纖維理論產能-制造商制造商 29.020.05.05.015.014.312.65.45.410.25.05.08.87.06.52.02.05.510.010.04.653.610103.110102.022.022.02.01.82
38、5.025.00.513134.803.50.010.020.030.040.050.060.0Toray+ZoltekSGLMCCFCToho/TeijinHexcelFPCCytec/SolvayTanggu+JingongCCGCHengshenDowAksaGuangweiHyosungUMATEXBluestarSinopecOther ChinaVarious2019全球碳纖維運行產能及擴產計劃全球碳纖維運行產能及擴產計劃-制造商(千噸)制造商(千噸)2019 Global CF Operation Capacities & Expansion plan by Manufactur
39、er (Kilo-ton)擴產計劃擴產計劃并購產能并購產能運行產能運行產能 2019 年,我們開始調整對產能的定義:之前,我們使用了“理論產能”的概念,只要有生產線,我們就認為具有理論產能,無論擁有這條生產線的企業是否僵尸、倒閉,或者這條生產線是否落后、淘汰?,F在,我們對產能的定義為“運行產能”,首先擁有生產線的企業是處于生存狀態的,另外,對于依然生存的企業,他的生產線不是落后與淘汰的線,具備生產的能力。 由于上述統計的標準變化,我們消減了大量的、尤其是中國的“理論產能”,所以,2019 年的運行產能為 154,900,僅僅比 2018 年增加了 100 噸。 在 2019 年,全世界增加的產
40、能也確實非常少,之前的擴產計劃,要么在 2018 年就達成,要么在 2020 年達成,比如 ZOLTEK 在匈牙利的 5,000 噸產能,在 2020 年才能達成。Hexcel 的巨大擴產計劃,在 2020 年也會達成 5,000 噸;精功碳纖維、韓國曉星公司的 2,000 噸也是在 2020 年達成。 上述藍色部分,注明了各家企業的擴產計劃,到 2020 年,全球有大約 11 萬噸的擴產計劃。 第 13 頁共 47 頁 廣州賽奧碳纖維技術有限公司 3.2.全球碳纖維運行產能全球碳纖維運行產能-區域區域 總量:總量:154,900 噸噸 2019全球碳纖維運行產能全球碳纖維運行產能-區域(千
41、噸)區域(千噸)2019 Global CF Operation Capacities by Region (Kilo-ton)美國37.3024.1%美國37.3024.1%日本29.1018.8%日本29.1018.8%中國大陸26.8517.3%中國大陸26.8517.3%匈牙利10.006.5%匈牙利10.006.5%墨西哥10.006.5%墨西哥10.006.5%中國臺灣8.805.7%中國臺灣8.805.7%法國8.205.3%法國8.205.3%韓國7.204.6%韓國7.204.6%德國5.103.3%德國5.103.3%英國4.002.6%英國4.002.6%土耳其3.602
42、.3%土耳其3.602.3%俄羅斯2.001.3%俄羅斯2.001.3%西班牙0.600.4%西班牙0.600.4%其他2.101.4%其他2.101.4% 世界碳纖維制造基地的競爭,充分反映了一個區域的綜合投資水平,這其中,綜合投資環境、生產要素,產業鏈生態是重點。 美國的綜合投資環境很好,生產要素也具有全球優勢,產業鏈生態完備(航空航天、汽車、風電等等方面的應用能力強) ,主要的問題是人工,尤其是熟悉纖維行業的操作工人,另外,工會也是一個外資頭疼的問題。 歐洲的投資環境很好,產業鏈生態完備,在風電、汽車方面比美國的市場還龐大,主要的問題是生產要素中的能源與人工昂貴。所以,歐洲的碳纖維工廠只
43、能生產高附加值的碳纖維。而處于匈牙利及土耳其的碳纖維企業,主要是因為腈綸工業基礎的原因。 日本的投資環境、 生產要素及產業鏈生態的優勢都非常一般, 所以, 日本不是好的碳纖維投資地。他的超強的技術與融入全球產業生態的能力,全球尋求綜合優勢的區域建廠,讓他保持了全球領導地位。 中國的投資環境,生產要素及產業生態鏈,總體上處于全球中等位置。無論是綜合投資環境、生產要素,還是產業鏈生態,均還有大量的改革與提升的空間。 第 14 頁共 47 頁 廣州賽奧碳纖維技術有限公司 4. 中國碳纖維市場中國碳纖維市場 4.1. 中國碳纖維需求中國碳纖維需求-年份年份 15,9633,6003,60025,84
44、012,00012,00035,37219,59919,59948,42132,01132,01166,28452,28452,284020,00040,00060,00080,000100,000120,0002008200920102011201220132014201520162017201820192020*2021*2022*2023*2024*2025*中國碳纖維需求中國碳纖維需求(噸)噸)China demand for carbon fiber(MT)進口國產 2019 年中國碳纖維的總需求為:37,840 噸,對比 2018 年的 31,000 噸,同比增長了 22%,其中,
45、進口量為 25,840 噸(占總需求的 68%,比 2018 增長了 17.5%) ,國產纖維供應量為 12,000噸(占總需求的 31.7%,比 2018 年增長了 33%) ,2019 年的中國市場的總體情況是:供不應求,無論是進口還是國產纖維。 2015(13.4%) ,2016(16.5%) ,2017(20%) ,2018(32%) ,2019 (22%)2019 年的增長率少于 2018,其重要原因是供不應求,這些年的市場發展相當喜人。 對于國產的 12,000 噸銷量,對于 2018 年的 9,000 噸,增長率 33%,連續兩年超過 30%的高速增長,說明國產碳纖維的巨大進步,
46、我們預計,在 2025 年前后,國產碳纖維有望超過進口。 與 2018 年的特點類似,中國需求的超高增長的主要驅動者是風電葉片市場:2019 年風電消耗13,800 噸碳纖維,對比 2108 年的 8,000 噸,增長率 72.5%。2019 年用于風電的國產碳纖維大約有1,000 噸, 而 2018 年是全部進口。 顯然, 這幾年跳躍式增長的風電葉片用量 (2017: 3,060 噸, 2018:8,000 噸,2019:13,800 噸) ,給國內碳纖維企業帶來了難得的發展機遇。 第 15 頁共 47 頁 廣州賽奧碳纖維技術有限公司 4.2. 中國碳纖維需求中國碳纖維需求-應用應用 總量
47、:總量:37,840 噸噸 2019中國碳纖維需求中國碳纖維需求-應用應用(噸)噸)2018 China demand for carbon fiber by application(MT)中國臺灣體育7,00018.5%中國臺灣體育7,00018.5%中國大陸體育7,00018.5%中國大陸體育7,00018.5%風電葉片13,80036.5%風電葉片13,80036.5%建筑補強2,0005.3%建筑補強2,0005.3%壓力容器1,5004.0%壓力容器1,5004.0%混配模成型1,5004.0%混配模成型1,5004.0%航空航天1,4003.7%航空航天1,4003.7%碳碳復材1
48、,2003.2%碳碳復材1,2003.2%電子電氣8002.1%電子電氣8002.1%汽車7001.8%汽車7001.8%電纜芯5001.3%電纜芯5001.3%船舶1000.3%船舶1000.3%其他3400.9%其他3400.9% 0.005.0010.0015.0020.0025.0030.00航空航天體育休閑風電葉片汽車混配模成型壓力容器建筑碳碳復材電子電氣船舶電纜芯其他航空航天體育休閑風電葉片汽車混配模成型壓力容器建筑碳碳復材電子電氣船舶電纜芯其他2019中國中國/全球碳纖維應用對比全球碳纖維應用對比(千噸)千噸)2019 China/Global Application Compa
49、rison(Kilo-Ton)全球全球中國中國 從上圖中國/全球碳纖維應用對比圖上,我們可以清晰地看到我國碳纖維應用的優劣勢。13,800噸的風電應用絕大部分是為 VESTAS 服務的;體育休閑產品的制造一直是中國大陸與臺灣地區的強項;我們的航空航天軍工依然弱小,對產業規模的推動效應極低。當然,從另一個角度,這些今天的劣勢也可能轉化為我們發展的巨大空間。 第 16 頁共 47 頁 廣州賽奧碳纖維技術有限公司 4.3. 中國碳纖維需求中國碳纖維需求-省份省份 總量:總量:37,840 噸噸 2019中國碳纖維需求中國碳纖維需求-省份省份(噸)噸)2019 China demand for ca
50、rbon fiber-Province(MT)江蘇12,559.2534%廣東8,167.8722%山東7,740.5320%福建2,430.756%上海2,246.936%浙江1,024.793%天津999.813%遼寧837.282%北京515.381%其他1,318.013%江蘇12,559.2534%廣東8,167.8722%山東7,740.5320%福建2,430.756%上海2,246.936%浙江1,024.793%天津999.813%遼寧837.282%北京515.381%其他1,318.013% 上千噸用量的省份有 6 家,江蘇由于風電碳纖維的消耗,把長期排名第一的廣東省推到
51、第二名。江蘇省是中國歷史上首次突破萬噸規模的省份。 總金額:總金額:822,421 千美元千美元 2019中國碳纖維需求中國碳纖維需求-省份省份(千美元)千美元)2019 China demand for carbon fiber-Province(1,000 US$)廣東189,44622%江蘇165,31120%上海162,57120%山東121,28415%福建45,8096%天津38,4395%遼寧22,8883%浙江16,1912%北京12,0631%其他48,4206%廣東189,44622%江蘇165,31120%上海162,57120%山東121,28415%福建45,8096
52、%天津38,4395%遼寧22,8883%浙江16,1912%北京12,0631%其他48,4206% 從消費金額來看,廣東依然保持第一,山東盡管碳纖維消耗量遠大于上海,但主要是低成本風電纖維,與廣東、江蘇、上海一道進入億美元俱樂部。 第 17 頁共 47 頁 廣州賽奧碳纖維技術有限公司 4.4. 中國碳纖維需求中國碳纖維需求-來源來源 總量:總量:37,840 噸噸 2019中國碳纖維需求中國碳纖維需求(噸)噸)2019Chinademandforcarbonfiber(MT)中國大陸中國大陸12,00031.7%日本日本7,69320.3%中國臺灣中國臺灣5,66915.0%美國美國2,
53、7607.3% 墨西哥墨西哥2,4546.5%韓國韓國2,0675.5%英國英國1509.24.0%土耳其土耳其1,3243.5%匈牙利匈牙利1,0922.9%其他進口其他進口1,2733.4% 中國國產碳纖維 2019 保持著進步,市場份額從 2018 年的 22.8%攀升到 2019 年的 31.7%,可喜可賀。站在產業角度,我們需要清晰地看到: 從小絲束(常規絲束)方面:日本及其韓國的分公司,依然有近萬噸的規模。他們在經典的應用市場的地位依然很牢固。 大絲束市場方面:主要是 ZOLTEK 體系(美國大部分+墨西哥+匈牙利)有大約 6,000 噸規模,臺塑的 5,669 噸中大約有 4,0
54、00 噸大絲束市場,1,669 噸小絲束市場;土耳其的 1,324 噸基本是大絲束市場,盡管其產品還不算真正的大絲束;英國的 1,509 噸是 SGL 的大絲束產品。 國內的 12,000 噸中,有大約 5,000 噸,其典型代表是精功碳纖維的 25K 產品,是跨越大小絲束市場的,大小絲束的市場的界限正在模糊化。 2019 年,中國的市場需求:小絲束市場容量大約有 18,000 噸,其中國產 7,000 噸,主要競爭對手日本企業; 大絲束市場大約有 14,000 噸,其中國產 1,000 噸,主要競爭對手 ZOLTEK,另外有5,000 噸左右(全部國產)的產品跨越在大小絲束市場上。 第 1
55、8 頁共 47 頁 廣州賽奧碳纖維技術有限公司 總金額:總金額:822,421 千美元千美元 2019中國碳纖維金額中國碳纖維金額(千美元)千美元)2019 China demand for carbon fiber(1,000 US$)日本日本228,90927.8%中國大陸中國大陸210,00025.5%中國臺灣中國臺灣88,14910.7%美國美國98,52112.0%韓國韓國37,0294.5%墨西哥墨西哥31,3103.8%英國英國30,6963.7%匈牙利匈牙利26,2743.2%土耳其土耳其16,9562.1%其他進口其他進口54,5786.6% 2015-2019中國碳纖維需求
56、中國碳纖維需求-平均單價平均單價2015-2019 China demand for carbon fiber-Unit price(US$/KG)0.005.0010.0015.0020.0025.0030.00日本美國中國大陸韓國墨西哥中國臺灣匈牙利英國土耳其俄羅斯日本美國中國大陸韓國墨西哥中國臺灣匈牙利英國土耳其俄羅斯20152016201720182019 這是向中國銷售碳纖維及中間制品(預浸料+織物)的各國的價格水平。我們可以看到,日資及其韓國工廠的價格依然是最高的,美國的價格,是由于出口高性能預浸料與織物而拉高,其主流的出口產品是 ZOLTEK 的大絲束,與墨西哥、匈牙利是類似的。
57、中國的價格,從 2018 年的 18 美元調低到 2019 的 17.5 美元,這是兼顧了高價格的航空航天應用碳纖維。 2019 年,由于國際大絲束的供應量的短缺及中國產業控制成本的水平提升,中國價格與國際價格處于一個均衡狀態,中國碳纖維及其制品批量出口已有可能。國家相關部委已經調整了出口退稅率到 13%,各廠家可以開始加大海外市場的開拓。 第 19 頁共 47 頁 廣州賽奧碳纖維技術有限公司 5. 中國碳纖維產業中國碳纖維產業 5.1. 中國碳纖維企業理論產能中國碳纖維企業理論產能 18,0006,50013,7505,50011,6254,6507,7503,1004,5001,8003
58、,1251,2503,0001,2001,5006005001,2505001,25050002,0004,0006,0008,00010,00012,00014,00016,00018,000碳谷+精功中復神鷹江蘇恒神光威復材蘭州藍星中簡科技太鋼鋼科中油吉化吉林江城上海石化河南永煤碳谷+精功中復神鷹江蘇恒神光威復材蘭州藍星中簡科技太鋼鋼科中油吉化吉林江城上海石化河南永煤2019中國碳纖維原絲及碳纖維運行產能中國碳纖維原絲及碳纖維運行產能-制造商(噸)制造商(噸)2019 China Pan & CF Operation Capacities by Manufacturer (MT)原絲原絲碳
59、纖維碳纖維 2018 年, 我們不統計僵尸企業 (超過一年不運行, 且裝置不穩定) 。 統計全國的理論產能為 26,800噸。2019 年,我們繼續“擠水分”,統計標準從“理論產能”轉換到“運行產能”,這其中,又消減了企業處于停滯狀況的產能,以及存活企業的不再開車的老生產線產能,所以,2019 年,中國的運行產能為 26,650 噸. 這個產能中,依然有一個大“水分”,一是有些企業實際生產 3K,但根據 12K 來核算生產線產能。到 2020 年,我們希望把我國的產能數據,與國際接軌。 在 26,650 噸中,銷量大約是 12,000 噸,銷量/產能比為 45%,對比去年的 33.6%有提升。
60、國際通常的產能比在 65-85%。我國已經有企業的銷量/產能達到 77%的高水平。我們呼吁碳纖維企業:申報更合理的產能數據,加強對現有生產線的改造,使其能真正為企業創造更多價值。 2019 年,我們也增加了原絲運行產能的統計,吉林化纖旗下的吉林碳谷目前專業從事原絲的生產。精功碳纖維采用碳谷原絲,進行碳化生產。這種專業分工與合作的模式,我們認為:在現階段是先進模式、有利于產業發展的。 對于其他兼顧原絲與碳化的企業,我們按照碳纖維運行產能的 2.5 倍來概算的。 第 20 頁共 47 頁 廣州賽奧碳纖維技術有限公司 5.2. 中國碳纖維產業新發展中國碳纖維產業新發展 2019 年,中國碳纖維產業
61、的總體格調是:產銷兩旺+重磅擴產計劃及資本重組。 繼 2018 年的好的市場行情,2019 年,市場需求旺盛,絕大部分碳纖維廠面臨供不應求的態勢。另外,這與我國碳纖維企業多年苦練內功、提質降本的努力也密切相關,產品得到市場的普通認可。 2019 年到 2020 年初,有不少的企業宣布了擴產計劃: 2019 年 2 月,中復神鷹宣布了投資 50 億元、在西寧建設 20,000 噸碳纖維的重大擴建工程; 2019 年 7 月,光威復材與內蒙古包頭九原區政府、丹麥維斯塔斯公司等簽署協議,將投資 20 億元在包頭建設“萬噸級碳纖維產業化項目”; 2019 年中,吉林精功集團擴建 2,000 噸碳化線一
62、條,預計 2020 年中投產; 2020 年 3 月,中國寶武戰略規劃部與浙江紹興柯橋區人民政府簽署產業發展合作備忘錄 ,這其中涉及到精功碳纖維產業。寶武集團可能大舉進入碳纖維產業。 2020 年 3 月,蘭州藍星碳纖維與山東省沂源縣簽訂框架協議,開始二期項目建設,其中原絲50,000 噸,碳纖維 25,000 噸。 2020 年 3 月,上海石化發布公告,投資 35 億元,建設 24,000 噸原絲,12,000 噸大絲束碳纖維項目。 上述的企業都是嚴肅的企業,絕大部分擴產計劃已經在實施之中。這些產能在今后幾年的逐步釋放,不僅會緩解中國碳纖維的供需矛盾,更會為中國碳纖維真正開啟大絲束時代、低
63、成本碳纖維時代奠定基礎。而低成本的碳纖維的批量生產,一定會大力推動風電、汽車等應用的發展。 期間,也還有“張家口興科碳鼎新材料投資 80 億元建設 8,000 噸碳纖維”,“中改低碳(上海)與哈爾濱天順化工投資 20 億建設 5,000 噸原絲項目”,“甘肅張掖市投資 60 億元,新建 4,000 噸 T800碳纖維及碳纖維裝備制造基地”等“荒誕擴產計劃”。我們先不論別的,就這些標題,就體現出無與倫比的荒誕來。中復神鷹建設一萬噸(含原絲 2 萬噸) ,需要 25 億元,你 80 億才 0.8 萬噸?,20 億才0.5 萬噸原絲?你忽悠 4,000 噸 T800,準備賣給月球嗎?我們希望:國家或
64、行業主管部門應提前介入這些項目的審核,撥亂反正。 在碳纖維領域,如此高調的“忽悠”持續了近 20 年,碳纖維領域簡直成了“上當受騙”的重災區,留下了大批的爛尾樓與破舊的設備。前兩年的“計劃投資 500 億,6.6 萬噸”的榮成碳谷項目還滿目瘡痍呢,已經成為國際笑話,我們的投資者與一些地方政府,怎么就不長點記性?!這些“忽悠者”就是行業的毒瘤,在正常的社會,就應該人神共憤,群起伐之,否則將嚴重傷害行業在中國社會乃至國際社會的形象。 第 21 頁共 47 頁 廣州賽奧碳纖維技術有限公司 6. 全球碳纖維復合材料市場全球碳纖維復合材料市場 6.1. 全球樹脂基碳纖維復合材料需求全球樹脂基碳纖維復合
65、材料需求-年份年份 全球樹脂基碳纖維復合材料需求全球樹脂基碳纖維復合材料需求(千噸)千噸)Global demand for CRP(Kilo-ton)56.0159.5333.10.050.0100.0150.0200.0250.0300.0350.02008200920102011201220132014201520162017201820192020*2021*2022*2023*2024*2025* 樹脂基碳纖維復合材料的需求量,根據纖維在復材中 65%的比例計算的,建立一個規模概念。 6.2. 全球樹脂基碳纖維復合材料需求全球樹脂基碳纖維復合材料需求-應用(千噸)應用(千噸) 總量:
66、總量:159.5 千噸千噸 2019全球樹脂基復合材料需求全球樹脂基復合材料需求-應用應用(千噸)千噸)2019 Global CFRP Demand-Application(Kilo-ton)航空航天36.223%體育休閑23.114%風電葉片39.226%汽車18.211%混配模成型13.48%壓力容器11.47%建筑6.04%碳碳復材4.33%電子電氣2.21%船舶1.71%電纜芯1.71%其他2.31%航空航天36.223%體育休閑23.114%風電葉片39.226%汽車18.211%混配模成型13.48%壓力容器11.47%建筑6.04%碳碳復材4.33%電子電氣2.21%船舶1.7
67、1%電纜芯1.71%其他2.31% 第 22 頁共 47 頁 廣州賽奧碳纖維技術有限公司 6.3. 全球樹脂基碳纖維復合材料需求全球樹脂基碳纖維復合材料需求-應用應用(10 億美元)億美元) 總金額:總金額:173.7 美元美元 2019全球樹脂基復合材料銷售收入全球樹脂基復合材料銷售收入-應用應用(10億美元)億美元)2019 Global CFRP Revenues-Application(Billion US$)航空航天10.8563%體育休閑2.6515%風電葉片0.694%汽車1.096%混配模成型0.302%壓力容器0.463%建筑0.241%碳碳復材0.784%電子電氣0.10
68、1%船舶0.080%電纜芯0.060%其他0.091%航空航天10.8563%體育休閑2.6515%風電葉片0.694%汽車1.096%混配模成型0.302%壓力容器0.463%建筑0.241%碳碳復材0.784%電子電氣0.101%船舶0.080%電纜芯0.060%其他0.091% 2019 年,全球的復材收入格局與之前依然保持一致,航空航天一枝獨大的格局。這其中包含了價格適中、用量巨大的商用飛機復材、也包含價格高企、用量中等的軍用飛機及航天的復材。 盡管風電葉片的碳纖維消耗的噸數大于航空航天,但風電需要的是低成本碳纖維,同時,工藝也極盡簡潔,采用拉擠工藝,工藝成本低廉。所以,全球只有大約
69、6.9 億美元的收入貢獻。 2019 年,我們對體育器材的復材收入有較大幅度的調整,之前的年份,我們只統計到預浸料,今年,如同航空航天,我們統計到了構件。所以,體育器材的收入大幅度提升到 26.5 億美元。 第 23 頁共 47 頁 廣州賽奧碳纖維技術有限公司 6.4. 全球樹脂基碳纖維復合材料需求全球樹脂基碳纖維復合材料需求-區域區域(10 億美元)億美元) 總金額:總金額:173.7 億美元億美元 2019 全球樹脂基復合材料銷售收入全球樹脂基復合材料銷售收入-區域區域(10億美元)億美元)2019 Global CFRP revenues-Region (US$ billion)北美5
70、.7233%中國4.8228%西歐4.0523%日本1.8010%其他0.996%北美5.7233%中國4.8228%西歐4.0523%日本1.8010%其他0.996% 2019 年,如前面所述,我們改變了體育器材的統計標準,體育器材的收入大幅度提升,由于全球大約 90%的碳纖維體育器材在中國生產,這個巨大收入提高了中國的國際份額。 另一方面,對于全球的航空航天復合材料的收入中,我們調整了比例,分別為:北美 45% (除了波音,沒有還有大量的軍機及航天使用碳纖維復合材料) ;西歐:25%,主力是空客的商用及軍用飛機,以及英法的軍用飛機;中國:15%,從用量上,我們的比例遠不到這個數,但是,我
71、們的航空航天復合材料的價格高于國際同行(國際上的航空航天復材,我們按 300 美元/公斤統計的) ,所以,復材收入比較大。 上述體育器材及航空航天復材的調整,讓中國成為北美之后,第二大復材收入的區域。 第 24 頁共 47 頁 廣州賽奧碳纖維技術有限公司 6.5. 全球樹脂基碳纖維復合材料需求全球樹脂基碳纖維復合材料需求-制造工藝制造工藝 總量:總量:159.5 千噸千噸 2019全球樹脂基碳纖維復合材料需求全球樹脂基碳纖維復合材料需求-工藝工藝(千噸)千噸)2019 Global demand for CRP-Process(Kilo-Ton)預浸鋪放55.234%纏繞拉擠51.432%混
72、配模成型18.912%RTM15.310%真空灌注11.27%非連續預制體4.33%其他3.22%預浸鋪放55.234%纏繞拉擠51.432%混配模成型18.912%RTM15.310%真空灌注11.27%非連續預制體4.33%其他3.22% 2019 年,對于復合材料工藝,應用于風電葉片的拉擠碳梁發展迅速,另外,由于氫氣瓶的興起,纏繞工藝也較大的擴張。 從航空航天市場,經典的預浸料鋪放層合+熱壓罐的工藝,也受到了嚴重的挑戰:雙通道飛機的數量相對較小,一款機型大約每月十多架的產能,而單通道飛機,每月則有上百架的規模。預浸料鋪放層合+熱壓罐就不能滿足單通道飛機的產能。所以,去熱壓罐的趨勢是明確的
73、,預浸料也會做相應的改變。 復材工藝不是不變的,反而,他應該隨應用而改變。從風電碳纖維發展歷史看,最早是采用經典的預浸料鋪放,如此大型的葉片,要使用熱壓罐來排泡及固化,就太過昂貴,通常用真空袋工藝,出現了生產效率低下,產品性能差等問題。后來,借鑒玻璃纖維的工藝方法,多層織物真空灌注,但是不同于單絲直徑較粗的玻纖的浸潤性, 要想灌透多層的碳纖維織物, 織物本身必須留出樹脂的流道,這就導致織物需要特殊的技術,帶來了昂貴的成本,另外,織物很難保證在樹脂的沖擊之下,纖維的直線度,這就直接影響了復合材料的性能。當 VESTAS 采用了便于大規模生產的拉擠板之后,風電梁帽采用碳纖維的用量飛速增長,因為,這
74、個路線體現了之前工藝不具備的性價比。 我們也確信:今天能滿足各應用需求的,也不一定是最佳的工藝。一定還有其他更優的工藝有待開發。這就需要纖維、復合材料與應用端的緊密配合與聯合創新。 第 25 頁共 47 頁 廣州賽奧碳纖維技術有限公司 6.6. 全球碳纖維復合材料需求全球碳纖維復合材料需求-不同基體不同基體(10 億美元)億美元) 總額:總額:215 億美元億美元 2019全球復合材料市場需求全球復合材料市場需求-不同基體(不同基體(10億美元)億美元)2019 Global demand for composites-Matrix (Bilion US$)樹脂+碳17.3781%陶瓷1.8
75、39%金屬1.376%混雜0.934%樹脂+碳17.3781%陶瓷1.839%金屬1.376%混雜0.934% 我們發布這個圖標,旨在提示大家不要忽略樹脂基及碳基之外的其他基體復合材料,這些材料也是碳纖維復合材料大家族中的一員。 碳纖維作為一個優質的增強或骨架材料, 除了上述的基體, 我們相信, 也會有新的基體與之結合,才能卓越的性能或功能。 2019 年, 整個樹脂基材料中, 熱塑復合材料占了大約 25%的比例, 金額約為 43.4 億美元。 其中,絕大部分為非連續增強塑料,連續碳纖維熱塑材料,我們估計市場份額為 2 億美元左右。 第 26 頁共 47 頁 廣州賽奧碳纖維技術有限公司 6.
76、7. 中國樹脂基碳纖維復合材料需求中國樹脂基碳纖維復合材料需求-應用(噸)應用(噸) 總量:總量:58,215 噸噸 2019中國樹脂基碳纖維復合材料需求中國樹脂基碳纖維復合材料需求-應用(噸)應用(噸)2019 China CFRP Demand-Application (MT)體育休閑體育休閑21,53837.0%風電葉片風電葉片21,23136.5%建筑建筑3,0775.3%壓力容器壓力容器2,3084.0%混配模成型混配模成型2,3084.0%航空航天航空航天2,1543.7%碳碳復材碳碳復材1,8463.2%電子電氣電子電氣1,2312.1%汽車汽車1,0771.8%電纜芯電纜芯76
77、91.3%船舶船舶1540.3%其他其他5230.9% 2019 年,中國碳纖維復合材料的總量為 58,215 噸。給行業一個大致的概念。 體育復材依然保持著領導地位,但是風電復材增長迅速,增長率 72.5%,超越體育器材僅僅是時間問題。 第 27 頁共 47 頁 廣州賽奧碳纖維技術有限公司 6.8. 中國樹脂基碳纖維復合材料需求中國樹脂基碳纖維復合材料需求-應用(億元)應用(億元) 總金額:總金額:427.6 億元億元 2019中國樹脂基復合材銷售收入中國樹脂基復合材銷售收入-應用(億元)應用(億元)2019 China CFRP Revenues-Application (0.1B RM
78、B)體育休閑體育休閑173.3840.6%航空航天航空航天150.7735.3%碳碳復材碳碳復材31.647.4%風電葉片風電葉片29.727.0%建筑建筑11.722.7%壓力容器壓力容器8.792.1%電子電氣電子電氣5.391.3%混配模成型混配模成型4.941.2%汽車汽車6.151.4%電纜芯電纜芯2.410.6%船舶船舶0.670.2%其他其他1.990.5% 2019 年,全國的碳纖維復合材料的產值為 427.6 億元; 如前所述,我們調整了體育器材的統計方法,從之前只計算預浸料,到今年統計構件的收入。所以,體育器材 2019 年的復材收入為 173.38 億元。 航空航天復材的
79、產值,我們是按結構件來估算的,大約有 150.8 億元人民幣收入。 風電市場,我們是根據拉擠板和織物來估算的,大約有 29.72 億元的收入。 第 28 頁共 47 頁 廣州賽奧碳纖維技術有限公司 7. 復合材料應用發展趨勢與展望復合材料應用發展趨勢與展望 7.1. 航空航天應用市場航空航天應用市場 市場的發展趨勢如下圖:2019 年對碳纖維的需求量為 23,500 噸。 航空航天碳纖維需求航空航天碳纖維需求-趨勢(噸)趨勢(噸)Carbon fiber demand in Aerospace-Trend(MT)3,50023,50046,38505,00010,00015,00020,00
80、025,00030,00035,00040,00045,00050,00020042005200620072008200920102011201220132014201520162017201820192020*2021*2022*2023*2024*2025* 航空航天市場的分市場份額(噸)如下圖: 2019航空航天碳纖維需求航空航天碳纖維需求-分市場(噸)分市場(噸)2019 Carbon fiber demand in Aerospace-Segment(MT)商用飛機商用飛機16,24069.1%公務機公務機2,38010.1%軍用飛機軍用飛機2,3009.8%直升機直升機1,2505
81、.3%無人機無人機6502.8%通用飛機通用飛機4401.9%航天航天2401.0% 商用飛機無疑是碳纖維最有力的推動者,2019 年三件大事:一是波音 737 系列停飛停產,國際航空器市場形成巨大的不確定性。二是新的單通道飛機平臺,是否會雙通道飛機 B787、A350 一樣,廣泛地使用碳纖維?三是數量是雙通道飛機 10 倍的單通道飛機,會采用怎么的復合材料工藝?這些問題可多聽航空專家的觀點。從材料角度:新型的碳纖維,以東麗 T1100G、赫氏 IM10 為代表的,如果產能繼續擴大,成本持續降低,將在主承力結構大量使用;對于熱塑復材在主結構的應用,這是屬于“下一代多功能機身驗證”的性質, 而航
82、空的一代基本是 20 年時間; 成熟的熱固復合材料依然是飛機主結構的主力,除了現有的自動鋪放+熱壓罐工藝,RTM 工藝在 A220 與 MC-21 的經驗基礎之上,最可能成為單通道飛機的主選工藝。 第 29 頁共 47 頁 廣州賽奧碳纖維技術有限公司 7.2. 風電葉片應用市場風電葉片應用市場 風電葉片碳纖維需求風電葉片碳纖維需求-趨勢(噸)趨勢(噸)Carbon fiber demand in Windblade-Trend (MT)80025,50097,275020,00040,00060,00080,000100,000120,0002004200520062007200820092
83、0102011201220132014201520162017201820192020*2021*2022*2023*2024*2025*20042005200620072008200920102011201220132014201520162017201820192020*2021*2022*2023*2024*2025* 2019 年,風電市場發展非常迅猛,國內預計今年內取消補貼,所以搶裝依然延續。 根據彭博新能源財經公布的“2019 年全球風電整機制造商市場份額排名”,從市場需求方面: 2019 年全球新增陸上及海上風電裝機容量分別為 53.2GW 及 7.5GW,其中中國占據全球半壁江
84、山,中國市場新增裝機總容量為 28.9GW(包含 26.2GW 的陸上及 2.7GW 的海上風電裝機) ,全球市場占比 48%;從市場供給方面:Vestas 2019 年風機新增裝機容量 9.6GW,以 18%的份額領先全球;全球十強中,有 6 家是中國企業。 2019 年底與臺塑周中洋高級專員交流,他提供了如下寶貴的咨詢,供大家參考:“SIMENS GAMESA 已經開始使用拉擠板制作樣機;GE-LM 的使用拉擠板的工藝在開發中;Nordex 在歐洲已經開始批量使用拉擠板生產葉片;遠景風電已經開始用拉擠板制作樣機。預計 2020 年全球風電對碳纖維的需求將達到 31,272,兩年之后,預計碳
85、纖維需求大于 44,139 噸”。 盡管我們對風電的預測很樂觀,但是,確實也存在一定風險:新冠肺炎疫情及風電發展的階段性規律,有可能會讓上述的預測不符或落空。 2019 年,VESTAS 在中國的動作頻頻,與澳盛擴大了碳梁的合作,與光威集團合作在內蒙擴建碳纖維工廠,然后又與吉林化纖集團(我國當前最重要的原絲基地)簽訂了戰略協議,之前,與ZOLTEK,臺塑,土耳其 DOWAKSA 的戰略合作。我們大膽地猜測:VESTAS 應該非常清楚碳纖維在未來風電產業的戰略意義,他更清楚碳纖維的成本構成及未來發展走向。如此猜想之下,不免有點私心,替我們國內的風電巨頭暗自擔憂:不要等著哪一天,我們也認識到了碳纖
86、維在未來風電的戰略意義之后,突然發現,全球的碳纖維資源已經被對手控制了。希望我們的這些想法是“杞人憂天”。作為碳纖維的從業者,我們首先歡迎各類客戶的光臨。 第 30 頁共 47 頁 廣州賽奧碳纖維技術有限公司 7.3. 體育休閑應用市場體育休閑應用市場 體育休閑市場十年來的需求發展情況如下,2019 年的需求量為 15,000 噸。 體育休閑碳纖維需求體育休閑碳纖維需求-趨勢(噸)趨勢(噸)Carbon fiber demand in Sports/Leisure-Trend(MT)4,60015,00020,10105,00010,00015,00020,00025,00020042005
87、200620072008200920102011201220132014201520162017201820192020*2021*2022*2023*2024*2025* 體育市場的分市場份額如下: 2019體育碳纖維需求體育碳纖維需求-分市場(噸)分市場(噸)2019 Carbon fiber demand in Sports-Segment(MT)高爾夫4,00026.7%自行車3,50023.3%釣魚竿3,30022.0%球拍2,00013.3%曲棍球桿1,0507.0%滑雪桿6304.2%其他5203.5%高爾夫4,00026.7%自行車3,50023.3%釣魚竿3,30022.0%
88、球拍2,00013.3%曲棍球桿1,0507.0%滑雪桿6304.2%其他5203.5% 第 31 頁共 47 頁 廣州賽奧碳纖維技術有限公司 先進復合材料體育器材強國計劃先進復合材料體育器材強國計劃 2019年,中國復合材料學會與國家體育總局裝備中心牽頭,匯集體育界及復合材料屆專家學者及企業家,籌備“中國復合材料體育器材聯合專業委員會”。這個“專委會”的工作任務是“集成國際設計經驗 、增強技術研發能力、國家助力品牌運營、競技產業共同進步”。 在2019年11月28日,由中國復合材料學會主辦的第四屆中國國際復合材料科技大會(CCCM-4)在珠海隆重舉辦,期間,“專委會”籌委會舉辦了體育器材分
89、會場,分會場包括了碳纖維體育器材的現場展示與體驗和精彩紛呈的報告。 2020年的新冠病毒疫情為全球的體育運動蒙上了一層陰影:各類文體活動大幅度減少,相關的體育器材企業由于訂單的減少,加上之前中美貿易戰的關稅,眾多企業正備受煎熬。我們希望:中國復合材料學會及國家體育主管部門,在這個艱難時刻,依然砥礪前行,全力推動這個“強國計劃”落實。 碳纖維復合材料一直是國家產業政策的熱點,然而,我們一些主管部門,對航空航天復材應用青睞有加,對體育器材應用重視不夠,甚至是輕視。我們已經多次上書:表達了“體育器材不僅是全球碳纖維產業的催生婆,更是中國碳纖維產業的壓艙石”的客觀歷史與現實。 第 32 頁共 47
90、頁 廣州賽奧碳纖維技術有限公司 7.4. 汽車應用市場汽車應用市場 汽車碳纖維需求汽車碳纖維需求-趨勢(噸)趨勢(噸)Carbon fiber demand in Auto-Trend(MT)70011,80019,00402000400060008000100001200014000160001800020000年份年份20042005200620072008200920102011201220132014201520162017201820192020*2021*2022*2023*2024* 對于汽車是否可能大批量應用碳纖維,這是目前行業最具爭議的話題。我們也多次表達了全壽命周期的“輕量
91、化價值”的觀點。我們認為:這也是工業級碳纖維的大批量應用的“普世原則”,如果這個與其他現有材料的對比經濟賬算不明白,就沒有批量應用的前提。 另外一個思維角度:碳纖維從來就在汽車領域存在,而且一直在發展,超級車(5000 臺) 、超豪華車(50 萬臺) ,豪華車(500 萬臺),大眾型汽車(大約 1 億臺) 。目前,碳纖維在超級車及超豪華車用途很廣,豪華車上也有一些碳纖維零部件。大眾型汽車的應用的先驅是 BMW I3 (盡管 I3 的銷量只能算為豪華車類別) 。我們認為:從目前綠色環保要求及碳纖維復合材料的發展水平綜合考慮,碳纖維的主要市場是豪華車及以上市場。 對于新能源汽車,盡管電池昂貴,輕量
92、化需求迫切,但是,只要是面向大眾的,都很難支付碳纖維復合材料的高昂的成本,除非是功能性的必須需求,比如燃料電池的氣態擴散層(GDL)及高壓氫氣瓶。 第 33 頁共 47 頁 廣州賽奧碳纖維技術有限公司 7.5. 壓力容器應用市場壓力容器應用市場 壓力容器碳纖維需求壓力容器碳纖維需求-趨勢(噸)趨勢(噸)Carbon fiber demand in Pressure vessels-Trend (MT)1,0257,40017,11702,0004,0006,0008,00010,00012,00014,00016,00018,000200420052006200720082009201020
93、11201220132014201520162017201820192020*2021*2022*2023*2024*2025* 2019 年,燃料電池汽車依然是世界的熱點,對于碳纖維產業,主要的機遇是氣態擴散層及高壓氫氣瓶。 氣態擴散層(GDL) :目前的主流工藝是碳纖維紙與織物作為基體材料,與高碳基體材料結合碳化,形成碳碳復材,進行疏水性處理之后,涂覆微孔碳微粉涂層。世界上主要的 GDL 廠家為東麗,西格里以及加拿大 Ballard 旗下材料廠。東麗與 SGL 這幾天都在大幅度擴產,價格依然高企與供不應求。我國也有一些企業從事 GDL 的研發與小批量制造,但是,缺乏碳纖維材料的基礎與支撐,
94、這些企業是走不遠的,希望我們的碳纖維企業要重視這個材料的研發,否則這個材料會成為我國燃料電池“卡脖子”環節,影響氫能源產業安全。 高壓氫氣瓶:首先有別于其他氣瓶,燃料電池的氣瓶,比如要實現規模經濟的成本,美國能源部的技術路線圖:碳纖維成本需要從現在的 15 美元/(kWh),降低到 8 美元/(kWh),換算成碳纖維成本,大約是需要實現 T700 或之上的性能,價格大約 12.6 美元/公斤(目前這個檔次的纖維國際價格是 18-22 美元/公斤) 。這對現有的碳纖維產業創新能力,會形成了一個巨大的挑戰。 第 34 頁共 47 頁 廣州賽奧碳纖維技術有限公司 7.6. 混配模成型應用市場混配模
95、成型應用市場 混配模成型碳纖維需求混配模成型碳纖維需求-趨勢(噸)趨勢(噸)Carbon fiber demand in Molding & compound-Trend(MT)3,4408,70015,41302,0004,0006,0008,00010,00012,00014,00016,00018,00020042005200620072008200920102011201220132014201520162017201820192020*2021*2022*2023*2024*2025* 混配模成型(Molding& compound)嚴格講,不是一個應用市場,而是對工藝的描述,但由于
96、這些工藝橫跨的應用多,所以,把它歸類成一個應用,便于說明?;炫洌╟ompound)是指非連續碳纖維增強塑料,主要包括短切增強和 LFT。玻纖 D-LFT 在汽車領域的廣泛應用證明了這種復合材料形態的優勢。 模成型 (Molding) 主要是指片狀模塑料 Sheet Molding Compound-SMC, 團狀模塑料 Bulk Molding Compound-BMC。由于回收碳纖維的加入,讓這些非連續形態的,已經非連續形態加連續形態的混合結構,展現出一定的發展空間。 從事短切碳纖維增強塑料的,通常是改性塑料企業,比如 SABI、RTP、POLYONE、COMPTEX、 POLYNT、廣東金
97、發科技等。他們通常是從碳纖維企業采購短切碳纖維,采用雙螺桿混配造粒,然后在銷售給應用單位做注塑成型。這其中有較多的問題:首要就是一個界面問題,碳纖維生產廠家通常是將 B 等品,通過二次上漿,加工成短切纖維,原始的環氧漿料通常還包裹在二次漿料之內,在后續的高溫工藝中,環氧漿料會分解,對產品構成界面缺陷。另外一個重要問題,從碳纖維生產線到最終的注塑零件,中間環節太多,層層加碼,導致最終用戶的使用成本太高,這些都局限了短切碳纖維更廣闊的應用空間,如對這個產業及生態鏈一定程度的重整,可以迅速擴大應用面及用量。 第 35 頁共 47 頁 廣州賽奧碳纖維技術有限公司 7.7. 建筑應用市場建筑應用市場
98、建筑碳纖維需求建筑碳纖維需求-趨勢(噸)趨勢(噸)Carbon fiber demand in Construction-Trend (MT)8003,9006,90901,0002,0003,0004,0005,0006,0007,0008,00020042005200620072008200920102011201220132014201520162017201820192020*2021*2022*2023*2024*2025* 本領域是一個廣泛意義的建筑,不僅包括我們通常意義的建筑,也包括了建筑機械、橋梁、隧道及工業管道等,復合材料的應用主要有如下幾個領域:1.建筑橋梁的補強:2.藝術
99、型建筑的主體結構;3.建筑機械; 4.橋梁:5.抗震防震建筑:6.管道補強。 上述應用市場中,有 80-90%的碳纖維用于建筑橋梁的補強。早期的加固用碳纖維產品完全依賴于從以日本東麗為代表的歐美日等發達國家廠商進口,直至 21 世紀初隨著我國工業化進程發展,逐漸出現國產碳纖維布、碳纖維板等加固材料?,F階段基礎設施加固材料領域除福瑞斯、西卡、東麗等國外品牌。以上海悍馬為代表國產品牌正在快速崛起并逐步被國內外市場廣泛認可,這些行業優質企業的崛起,也對曾經混亂的國內市場做了一場洗牌,“魚龍混雜”的狀況有了根本性的改變,市場集中度加強,更利于這個行業的持續健康發展。 第 36 頁共 47 頁 廣州賽
100、奧碳纖維技術有限公司 7.8. 碳碳復材應用市場碳碳復材應用市場 碳碳復材碳纖維需求碳碳復材碳纖維需求-趨勢(噸)趨勢(噸)Carbon fiber demand in C/C-Trend (MT)6082,8004,96001,0002,0003,0004,0005,0006,00020042005200620072008200920102011201220132014201520162017201820192020*2021*2022*2023*2024*2025* 2019 年,碳纖維在碳碳復材領域是平穩增長,主要市場是:剎車盤市場:國際的主要企業是:法國的 Messier-Bugatt
101、i 公司、美國的 Honeywell 公司、B.F. Goodrich 公司、Goodyer 公司和英國的 Dunlop 公司。中國的飛機剎車盤主要有中航飛機股份有限公司西安制動分公司、博云新材、西安超碼等廠商。航天部件:主要企業是國內航天的相關院所,碳碳復合材料以其優異的性能成為大型固體火箭喉襯、發動機的噴管、擴散段,端頭帽等的首選材料;熱場部件:國際企業是德國的 SGL 公司,日本的東海碳素公司等;國內從事碳碳復合熱場材料的單位包括西安超碼、航天睿特、博云新材、中南大學、南方搏云等。預制體是碳碳復材重要的制造環節,國內的主要企業是:中材科技南京玻璃纖維研究院、江蘇天鳥高新技術有限公司、天津
102、工業大學復合材料研究所、江蘇飛舟高新科技材料有限公司。 上述市場中,最大的熱點是熱場部件的高速增長,據國內預制體龍頭企業,江蘇天鳥繆云良總經理介紹:國內市場 2019 年增長了 25%。 第 37 頁共 47 頁 廣州賽奧碳纖維技術有限公司 7.9. 電子電氣應用市場電子電氣應用市場 電子電氣碳纖維需求電子電氣碳纖維需求-趨勢(噸)趨勢(噸)Carbon fiber demand in Electonics-Trend (MT)3481,4002,48005001,0001,5002,0002,5003,00020042005200620072008200920102011201220132
103、014201520162017201820192020*2021*2022*2023*2024*2025* 2019 年,電子電氣領域,市場在平穩增長。 首先是功能性應用領域:短切碳纖維增強塑料具有防靜電、電磁屏蔽等功能在復印機、打印機、數碼相機、數據傳輸電纜接頭等產品早已經有成熟應用,對比其他的如炭黑、金屬等類似材料,碳纖維增強塑料的成本降低,會帶來這個市場的穩定擴展。 力學增強方面:主要的產品形態有長碳纖維增強塑料(LFT)和連續碳纖維增強材料。LFT 其實是一個介于短切與連續之間、 兼顧了成本與性能的一個很有前景的產品形態, 然后, 熱塑界面的問題,如何在塑料中保持較長的長度及均勻分散問
104、題,這些技術障礙阻礙了這個產品的更廣闊的應用。連續碳纖維增強材料,主要是用于輕薄筆記本的殼體,其中有經典工藝的熱固殼體,也有熱塑殼體。 2019 年,電子電氣領域對碳纖維需求重大增長是:液晶平板顯示器生產過程的機器人的輕量化。大面積平板玻璃在生產線的轉運及儲存一直采用碳纖維牙叉,這是高模量瀝青碳纖維的天下,就是要防止移動平板玻璃過程中的振動,目前這個思路已經延展到支撐牙叉的結構上,利用碳纖維復材的輕質高強,更好地服務于平板玻璃搬運的平順。 5G 基站對材料的需求也是行業的熱點,對于碳纖維材料,除了有特殊輕質高強要求的通訊塔建設和局部的需要電磁屏蔽的部件,對碳纖維復合材料有需求可能,我們還沒有看
105、到其他的機遇。 第 38 頁共 47 頁 廣州賽奧碳纖維技術有限公司 7.10. 船舶應用市場船舶應用市場 船舶碳纖維需求船舶碳纖維需求-趨勢(噸)趨勢(噸)Carbon fiber demand in Marine-Trend (MT)4771,1001,94905001,0001,5002,0002,50020042005200620072008200920102011201220132014201520162017201820192020*2021*2022*2023*2024*2025* 目前,船舶領域對碳纖維的需求主要是:競賽類船舶、超豪華游艇、高速客船及軍事用途的船舶。多年來,除
106、了競賽類船舶,不斷追求復合材料新工藝及新技術,其他船舶的發展缺乏熱點。 人類在探索海洋資源時,有一個從近海到深海到超深海的過程,比如海上石油的開采,近海還可以采用陸上固定井的思維,到深海及超深海,就不得不發明各類特殊的船舶,以獲得更好的經濟性。同時,深海的特點,對傳統陸上采用的金屬材料會有很大的挑戰,這就為碳纖維復合材料提供了巨大的機遇。 除了海洋石油,近幾年,海上風電蓬勃發展,盡管目前主要在近海的淺水,借用陸上風電的思路,做固定塔筒,我們相信,隨著近海資源的消耗,或者技術的變革,漂浮式風電一定會成為必然。漂浮式風電與漂浮式石油平臺還是有一定的區別,這就需要船舶系統開發新型的風電漂浮平臺,如何
107、固定這些平臺,可能會為碳纖維復合材料帶來新的應用機遇。 第 39 頁共 47 頁 廣州賽奧碳纖維技術有限公司 7.11. 電纜芯應用市場電纜芯應用市場 電纜芯碳纖維需求電纜芯碳纖維需求-趨勢(噸)趨勢(噸)Carbon fiber demand in ACCC-Trend (MT)2611,1001,94905001,0001,5002,0002,50020042005200620072008200920102011201220132014201520162017201820192020*2021*2022*2023*2024*2025* 2019 年,我們統計的全球需求是 1,100 噸。
108、 2019 年,美國 CTC 公司授權了巴基斯坦的特許制造商,繼續擴大其市場應用。據 CTC 網站消息,到 2019 年,他們總共在全球建設了 750 個 ACCC 導線項目,總共完成的電纜里程接近 10 萬公里。2020 年初,該公司宣布 ACCC InfoCore系統和首次商業部署,該系統可快速、準確地確保ACCC Conductor 的正確安裝。 國內電纜芯方面,2019 年國家電網的一條電纜發生斷裂事件后,整個國電網的建設計劃暫停,這對行業產生了一些不良影響,2020 年有望恢復重新建設。中復集團前董事長張定金先生介紹:整對電纜芯品質問題,中復集團采取了兩個創新工作,一是在電纜芯預埋光
109、纖,可以實時監控電纜芯的品質情況,另一方面,對于 CTC 推崇的大直徑、單根芯材,變成多根、小直徑芯材的組合體,這樣可以增強柔性,同時減少可能破化的擴展,組合體依然可以保持設計強度,正常服役。他們正在驗證上述的技術創新,一旦達成,將促進中國電纜芯市場的發展。另外,同樣的思路,也為碳纖維橋梁纜提供新的機會?!? 第 40 頁共 47 頁 廣州賽奧碳纖維技術有限公司 7.12. 其他應用市場其他應用市場 軌道交通軌道交通 這幾年,在中車的牽引之下,利用碳纖維復合材料對軌道交通做輕量化的研發工作進展很快并卓有成效。在德國舉行的柏林國際軌道交通技術展(InnoTrans 2018)上,中國中車正式發布
110、新一代碳纖維地鐵車輛“CETROVO”, 同期, 中車長春軌道客車研制的復合材料輕軌車-武漢東湖“光谷量子號”在長春軌道交通展上首次向公眾展出。2019 年底,新一代碳纖維地鐵在廣州試跑。中車青島四方與國內多家碳纖維復合材料企業合作,共同開發車頭罩,設備艙裙板等構件。軌道交通,尤其是高鐵的的工況是非常復雜的,所以,需要長時間積累相關的數據與經驗。短期內,很難對碳纖維的需求帶來較大增量。這是一個具有中國特色、重大意義的碳纖維復合材料產業鏈及生態,社會各界應充分重視這個應用生態的開拓,長期堅持,必有巨大回報。 碳纖維功能材料碳纖維功能材料 如上面說提及的燃料電池的氣態擴散層(GDL) ,碳纖維的功
111、能性應用將會有巨大的發展,尤其在儲能電池領域,碳氈(石墨氈)作為液流電池的電極材料,已經在廣泛使用;在碳氈的基礎上生長碳納米管,替代鉛酸電池的鉛板電極,煥發了古老鉛酸電池的青春,正在快步工業化與商業化;鋰離子電池中,已經有很好的多微孔碳纖維材料的實驗室產品,可以提升鋰離子電池的能量密度。 第 41 頁共 47 頁 廣州賽奧碳纖維技術有限公司 8. 觀察與思考觀察與思考 1. 對中國碳纖維產業發展的基本看法對中國碳纖維產業發展的基本看法 1.1.“小絲束小絲束”與與“大絲束大絲束”并非技術上的高低,而是商業驅動的不同品種并非技術上的高低,而是商業驅動的不同品種 制備小絲束與大絲束的技術有較大的
112、不同:從我國企業從事小絲束的研發過程看,3K 是最容易的, 到 6K 和 12K 難度就增加。 而 48K 或以上的大絲束甚至巨絲束, 無論是聚合紡絲, 還是氧化碳化,主要由于高通量,就帶來很多復雜的技術與工程問題。企業選擇大絲束品種重要的目標是追求低成本和大規模工業應用,這僅僅是一種商業的考慮,與技術高低沒有任何關系。這個道理,就如同汽車行業的“法拉利”與“大眾” ,各具商業優勢的品種而已,不存在高低之分。 數十年來,我國碳纖維跟隨日本企業(尤其東麗)的技術路線,在小絲束制備上,取得了較大的成效。然而對于大絲束的制備,總體系統技術層面,我國還基本還是“門外漢”,尚有大量的裝備及工程方面缺乏經
113、驗。而市場的需求是洶涌的,我們應奮力發展大絲束制備系統技術。 對于航空航天的市場,性能是首要因素;對于大多數碳纖維傳統民用市場(包括民用航空航天) ,性價比成為首要因素;對于大規模需求的前景市場,比如風電、汽車、軌道交通,價格是首要因素。這三類應用代表三種商業驅動模式,一定會催生出各具商業價值的碳纖維品種。只有我們的碳纖維產業能分別滿足上述三類市場的需求,形成各自規則的商業生態,我們的產業才能走出“千軍萬馬過獨木橋”,“小、散、亂”,貌似產能過剩的被動局面。中國的碳纖維企業的發展,一定要克服“抄作業”的毛病,看到某家的某個產品效益好,就一窩蜂上去干成“白菜價”,這種貌似自由市場競爭的行為,本質
114、是一個“郊區農貿市場”的認知水平,形成自己獨特的模式與效益,行業共榮,才是正道! 1.2. 低成本技術是一個系統工程低成本技術是一個系統工程 碳纖維復合材料的低成本技術系統,主要包括:A. 新型碳纖維前驅體化合物的開發,B. 碳化結構形成機理及制備技術, C. 改良的制備技術, D. 工程及工業技術, E.復合材料制造工藝及應用技術。 A. 新型碳纖維前驅體化合物的開發新型碳纖維前驅體化合物的開發: 日本 NEDO 在聚丙烯腈聚合時完成了熱穩定化, 原絲生產線出來的纖維是預氧絲,原料的替代方面,主要思路有瀝青、聚烯烴及木質素等,目前并未有重大突破。 B. 碳化結構形成機理及制備技術碳化結構形成
115、機理及制備技術:從丙烯腈到碳纖維的高效制備是當前的核心技術,目前的制備技術的能耗與排放巨大,基本是“殺敵一千,自損八百”的水平。這就隱含著巨大的技術進步空間。 C. 改良的制備技術:改良的制備技術:主要是指提“束”(大絲束)與提“速”(高速) 。這些手段的用意是:提高生產線的通量(產能)來攤薄成本。這其中隱藏著一個重大的設定:投入及增產的邊際效益問題,等投入大于或等于增產效益時,這類改良技術就會停止,比如 4 米以上的寬幅碳化線的增產邊際效益如何?還有待驗證。 D. 裝備、工程及工藝技術:裝備、工程及工藝技術:比如適應于接絲與連續生產的原絲包裝,保證更長運行時間的排廢技術,裝備廠房公用工程的折
116、舊成本,整線的節能耗降成本,工程建設周期成本,工藝、操作及管理成本,產業鏈集成成本等。這些工程技術對低成本的貢獻巨大。 第 42 頁共 47 頁 廣州賽奧碳纖維技術有限公司 E. 復合材料制造工藝及應用技術:復合材料制造工藝及應用技術:1996 年美國先進民用飛機新材料專業委員會編制的下一代民用運輸機用的新材料中提到“材料成本實際上僅占復合材料構件總成本的 8%10%,開發下一代民用運輸機工藝的一個基本準則是低成本制造的可能性委員會相信,在可預見的將來,發展趨勢是不斷開發低成本的制造工藝”。復合材料制造工藝的低成本化,應用技術的低成本化,是碳纖維復合材擴大應用不可或缺的重大環節。 從上面的低
117、成本技術系統中,可以發現:A 與 B 無疑是底層技術,這是從根本上解決了低成本的問題,這兒蘊藏著低成本技術的寶藏;而 C 中的“提束提速”是基于現有的底層技術上的改良選項;D 裝備、工程及工藝技術是產業的保障,E. 復合材料制造工藝及應用技術讓上述 A-D 的努力變成效益的出口。 1.3. 低成本技術是大小絲束共同需要的基礎技術低成本技術是大小絲束共同需要的基礎技術 “低成本技術是高技術”,低成本技術不是“粗制濫造”,人類的任何科技產品,尤其是新材料,在其發展過程之中,通常會經歷一場深刻的“低成本技術革命”的洗禮之后,方能廣泛地造福人類。低成本技術體系與生產要素價格的高低沒有關系,是一個純粹的
118、技術行為;它是針對纖維制備過程中所有的成本要素的降低,這個降低過程并不是以犧牲性能與品質為代價的,而是通過技術手段的增效降本;低成本技術本質上是人類對碳纖維制備的科學機理的更深刻的認識,用更高效節能的方式實現同樣或更高的目標,本身就是科技進步的重要標志。 日本東麗在日本的工廠,其所有生產要素的成本均高于中國,尤其是人工,但東麗的制備成本相對國內是有優勢的,其核心就在于東麗領先全球的“低成本技術”。 1.4. 低成本與高性能并非矛盾對立,協調統一是產業進步的重大方向低成本與高性能并非矛盾對立,協調統一是產業進步的重大方向 當前,軍品的超高價格只是短期的、不可持續的行為。國際上也有軍品,比如波音公
119、司,不光是民用飛機巨頭,也承擔了美國大量軍機的生產,對于同一款碳纖維,不可能在同一家公司賣出天壤之別的價格。超高價格的碳纖維解決了“從無到有”的階段性問題,如果我們的先進武器遠比美國的貴,這也對持續發展形成重大障礙, 對于航空航天 (無論軍民) , 美國政府也多次提出“低成本”要求與戰略。 目前,國際的干噴濕法的速度最高已經到 600-700 米/分,國內也達到了 500 米/分,速度地提升會帶來成本的降低,并不影響纖維的高性能;同理,對于濕紡工藝,東麗公司對 ZOLTEK 的原絲生產線提速一倍,國內的一些企業可以實現 250-300 米/分的速度,對碳纖維的性能無不良影響,反而促進了性能的提
120、升,速度本身不是性能與質量的負面因素,因為提速而帶來的現有裝置與技術的不匹配,才是真實的負面因素。 1.5. 催生低成本碳纖維的應用市場已經具備,這是中國趕超的良機催生低成本碳纖維的應用市場已經具備,這是中國趕超的良機 中國的碳纖維市場有三大類: 一是航空航天市場(規模估計在每年 1400 噸) ,目前國內外大約有 6-7 家碳纖維廠服務于此,規模小,成本高。 二是體育器材等傳統小絲束市場,2019 年需求總量是 22,640 噸,進口 12,140 噸,國產 10,500噸,其中,精功碳纖維與中復神鷹與占了 80%,兩家企業處于微利水平,這個分市場是全球絕大部分 第 43 頁共 47 頁
121、廣州賽奧碳纖維技術有限公司 企業的生存空間,競爭最為激烈,其他在此的中國碳纖維企業均是虧損。 三是以風電、軌道交通等蓬勃興起的工業應用市場,2019 年的總需求 13,800 噸,進口 12,800,國產 1,000 噸。這個領域的國際對手是 ZOLTEK、SGL,后來臺塑及 DOWAKSA 加入。 如果用現有的國內技術去競爭第二個市場,結果必然是慘烈的。第三個市場,國際上所有人,對這個工業應用的市場均看好。其中,不僅有“饑渴需求”,更具有“暴漲”的潛能,是一個可以快速培養國際碳纖維巨頭的好市場。到目前為止,中國只有精功碳纖維有涉足,國際競爭優勢還未形成。 1.6. 低成本技術碳纖維企業可能會
122、對小絲束傳統市場重新洗牌低成本技術碳纖維企業可能會對小絲束傳統市場重新洗牌 民用小絲束的國際市場售價基本在 15-24 美元/公斤,近幾年,大絲束的市場售價在 13-14 美元/公斤。隨著低成本創新技術的發展,大絲束售價有望達到 10-12 美元/公斤,如果用 10 美元的能力去打擊 15-24 美元的市場,一定是慘不忍睹的局面。 東麗也是這么思考與做的,他們在收購了 ZOLTEK 低成本大絲束技術之后,推出了 Z600,就是用來清理上述第二市場的追兵,阻擊不斷蠶食他 T700 市場的競爭對手。精功碳纖維也是采用了類似大絲束的思路來打小絲束市場,2019 年成果斐然。 1.7. 國際上大絲束的
123、高性能化有望被航空航天廣泛采用國際上大絲束的高性能化有望被航空航天廣泛采用 我們將拉伸性能接近 T700 的定義為高性能,目前,全球的高性能大絲束纖維牌號如下表: 序號 生產商 牌號 拉伸強度(MPa) 拉伸模量(GPa) 伸長率(%) 1 日本三菱 TRH50-60K 4830 250 1.9 2 日本三菱 37-800-60K 5520 255 2.1 3 德國 SGL CT50-4.8/280-50K 4800 280 1.65 腈綸稍作改造,可以作為大絲束原絲,如同 ZOLTEK 的做法,這類碳纖維實踐證明是可以被工業應用廣泛認可的,可稱之為“腈綸基因腈綸基因”思路。世界還有一種存在,
124、就是“原絲基因原絲基因”的大絲束思路,采用原絲的精細化原則去建設,三菱與 SGL 就是這個做法,這個思路之下,高性能化是必然發展結果。 近幾年,中國的薄型預浸料技術發展迅猛,30-50GSM 預浸料,有些地方做成“白菜價”了。48K以上大絲束做成絕大部分應用需要的克重預浸料并非難事。德國 SGL 的大絲束預浸料已經開始在空客 350 上使用??梢灶A測:高性能大絲束會嚴重“侵入”航空航天市場,這對于要求成本的商用飛機、通用飛機及無人機而言,無疑是個喜訊。 2. 中國碳纖維戰略發展思考中國碳纖維戰略發展思考 2.1. 碳纖維在整個產業鏈生態的戰略地位需高度重視碳纖維在整個產業鏈生態的戰略地位需高度
125、重視 碳纖維復合材料是一個產業鏈生態,主要包括原材料(碳纖維與各類樹脂) ,中間制品或復合材料,復合材料結構及應用,其中的戰略重心是碳纖維,它是從源頭決定了后續的一切?;蛘哒f,任何 第 44 頁共 47 頁 廣州賽奧碳纖維技術有限公司 沒有碳纖維支撐的復合材料與應用均不可能成大氣候。這個結論有兩層含義:首先碳纖維企業會吞噬下游、兼顧大量的中間制品與復合材料,縮短產業鏈,直接到應用,大量投資中間制品或復合材料的企業需要考慮這個趨勢;第二層含義:因為碳纖維制備的技術的復雜性與投資規模龐大,今天,他可能有求于市場與應用,但明天,他一定是王者,他是整個產業鏈及應用的游戲規則制定者,用戶并非永遠是上帝
126、。其中的道理類似于芯片對于電子行業的戰略意義。 2.2. 中國碳纖維產業的主要問題中國碳纖維產業的主要問題 中國碳纖維產業解決了“從無到有”,但普遍存在工業規模生產條件下的性能品質的穩定性差,成本高于國際水平?!皬挠械絻灐本唧w的指標是什么?我們認為是形成國際競爭優勢,可以步入世界強手之列,其中的具體路徑是“穩質降本”。 2.3. 中國碳纖維產業發展戰略中國碳纖維產業發展戰略-三步走三步走 綜合考慮全球的產業鏈生態的格局,我國碳纖維產業現階段的主要課題是“降本增效” ,提升國際競爭優勢,十多年來,我國碳纖維產業在提升性能方面,取得了巨大進步,今后幾年的重點發展是“降本” ?;谶@個認知,關于中國
127、碳纖維的總體發展戰略,我們建議采用“三步走”思路與步驟:第一步:“低成本大絲束”,第二步:“低成本高性能小絲束”,第三步“低成本高性能大絲束”。 低成本大絲束低成本大絲束-擴市場擴市場:構建一個有國際競爭優勢的制備技術平臺,切入高增長工業應用碳纖維市場。 纖維性能在 T300 上下, 根據不同的應用量身定制。 這個產品線可以進一步發展“巨絲束” (100K以上) ,進一步降低成本,擴大工業應用需求。 低成本高性能小絲束低成本高性能小絲束-強能力強能力:借鑒大絲束建立的低成本工程與工業體系,小絲束可以對自身的技術做一個有效的提升,獲得國際競爭優勢,清理市場與競爭對手,提升市場集中度。 低成本高性
128、能大絲束低成本高性能大絲束-新特色:新特色:借鑒小絲束的高性能傳統優勢,大絲束企業可先發展高強品種,強度超過 4.9GPa,進入傳統碳纖維經典市場,抓住氫氣瓶市場的巨大潛在需求;推進高強中模品種,對標 T800 或 T1100G(增加拉壓比平衡與高韌) ,以性價比優勢進入航空航天軍工應用,實現高水平的軍民融合。 3. 碳纖維產業發展的建議碳纖維產業發展的建議 3.1. 國家碳纖維科技發展戰略急需前瞻布局下一代碳纖維技術國家碳纖維科技發展戰略急需前瞻布局下一代碳纖維技術 國內碳纖維行業曾經有一種說法,該領域已無科學問題,只有工程問題。然而同期,日本政府正在組織研發“新一代碳纖維技術”, 旨在成為
129、 10 年后產業的新的技術體系, 這個新一代技術的核心就是“低成本系統技術”。多年來,我們的科技發展思路是沿著東麗的 T300、T700、T800、T1000、M40、 M55、M60J 的產品系列去規劃的,然而這些產品,東麗在 1990 年前就已經實現了產業化。如果我們的國家科技發展戰略依然去尾隨一個企業的如果我們的國家科技發展戰略依然去尾隨一個企業的 40 年前的產品發展路徑,這顯然是不合時宜的。我們的科技戰略急需從表面現象轉移到底層技術層面。年前的產品發展路徑,這顯然是不合時宜的。我們的科技戰略急需從表面現象轉移到底層技術層面。 碳纖維始終有兩大類永恒的科學問題,第一是新型碳纖維前驅體化
130、合物的開發,第二類是碳化結構形成機理及制備技術。新型碳纖維前驅體化合物的開發,第二類是碳化結構形成機理及制備技術。人類 60 年時間發展的碳纖維制備技術,是一個不折不扣的“高耗能、高排放”產業,碳纖維的制備成本遠遠高于其他成熟材料,這難道就是碳纖維的必然嗎?當然不是,僅僅 第 45 頁共 47 頁 廣州賽奧碳纖維技術有限公司 從目前知曉的化學反應的計算,也不應該是如此“高耗能”的;從 PAN 基的替代品,就可以清楚,得率有辦法提升的,從而實現“低排放”。人類距離掌握碳纖維的本質,還有相當的距離。碳纖維可以從“節能減排”的總體目標去研究,列出一系列重大基礎研究課題。我們需要集中力量解決“卡脖子
131、”問題,更需要氣閑神定地堅守在基礎研究領域。畢竟這么多年,除了“兩彈一星”,我們在人類工業文明史上的痕跡是乏善可陳。我們應該回歸到事物的本質規律,制定長期有效的科技政策,這才能讓我們為世界碳纖維工業文明奉獻中國要素。 近 20 年中國狂飆猛進的產業發展以及對科學問題的盲目的輕視,已經裹挾了大量的科技人員,完全投身于并不見長的工程與產業建設,碳纖維基礎科學研究能力正在退步與退化。如此之下,產業的自主創新與持續發展難以為繼。所以,我們需要重新凝練基礎科學問題,重新出發。 2019 年,一些地方與企業在籌辦“碳纖維復合材料國家創新中心”,對于這個國家級別、全行業的創新中心,國家的初衷是希望解決行業的
132、共性科學技術及前沿課題,并為全行業的發展提供堅實的科學技術支撐。所以,組織形式上,應覆蓋產業鏈生態絕大多數優質科技單位,鼓勵有實力、有國家責任的大型企業牽頭并多做貢獻;在投資結構上,建議用科技經費投入,非盈利模式;決策機制上,以科技問題為主導的理事會(聚集全國行業科技精英)決策機制。 3.2. 國家產業發展規劃要重視碳纖維裝備的正向設計工作的推進國家產業發展規劃要重視碳纖維裝備的正向設計工作的推進 碳纖維產業長期處于核心裝備引進的模式中,經過十多年的產業實踐,碳纖維企業發現:國外的標準設備在工藝適配性方面有較多的不足,更為重要的是,這些設備較難滿足企業自身的工藝創新需求。從世界領先的碳纖維企業
133、的經驗看,他們更多地是采用自主設計裝備、委托加工,或者購買市場標準設備、自行改造的模式。依靠引進是不可能構建自身的核心技術的。 兩三年前,國際環境有所變化,國際上對核心技術裝備出口中國有收緊的趨勢,碳纖維復合材料產業的核心裝備也不例外,國家工信部推出了“重大短板裝備專項工程” ,提出: “要把握大勢,深刻要把握大勢,深刻認識促進重大短板裝備創新突破的重要意義,把重大短板裝備發展擺在重中之重的位置來抓,要凝心認識促進重大短板裝備創新突破的重要意義,把重大短板裝備發展擺在重中之重的位置來抓,要凝心聚力,加強頂層設計,完善協同機制,切實推動新時代重大短板裝備取得突破性進展聚力,加強頂層設計,完善協同
134、機制,切實推動新時代重大短板裝備取得突破性進展” 。碳纖維行業由衷認同這樣的遠見卓識! 解決碳纖維的核心裝備,我們不贊成“裝備國產化裝備國產化”的提法與思路,這其中隱含了“炒作業”的意味。 “照貓畫虎”可能在簡單制造業有用,對于復雜技術產業如碳纖維行業,遠遠不夠解決問題,更難于匹配用戶的工藝創新。所以,我們應該鼓勵“正向設計正向設計”的思維,充分借鑒世界同行裝備的經驗基礎之上,根據原理、工藝、操作維護、工程等問題,正向設計更有價值的裝備。只要堅持走在“正向設計”的路上,創新成果產生是自然而然。 3.3.中國碳纖維產業創造自身的應用生態環境中國碳纖維產業創造自身的應用生態環境 所有碳纖維人,都非
135、常羨慕波音、空客對高性能纖維龐大的用量,都羨慕維斯塔斯對碳纖維巨大的用量,我們都希望我們能有自己的生態環境。上海市科委一位領導曾表達過一個觀點:一家企業的事就自己解決,兩家企業的事就合同解決,三家以上的事或行業共性的問題,就需要社會或政府來協調解決。而碳纖維應用生態的建設,涉及多家企業的共同長遠的利益,因為缺乏眼前利益的驅動,市場機制就很難發揮作用,這就是政府可以高瞻遠矚及大有可為的領域。 第 46 頁共 47 頁 廣州賽奧碳纖維技術有限公司 我國碳纖維生態環境的建設非常有潛力我國碳纖維生態環境的建設非常有潛力 新材料的采用是實現產業升級換代的重要途徑。西方發達國家在不少領域,由于市場的不足
136、,缺乏創新動力。比如:大型橋梁、建筑與島礁建筑結構;高鐵為代表的軌道交通;大直徑海上風電;陸上與海上油田開采設備;以燃料電池為首的新能源汽車等等領域。中國依然蓬勃發展的特色產業需要新材料去實現升級換代。 全壽命周期輕量化價值的研究是應用的決策基礎全壽命周期輕量化價值的研究是應用的決策基礎 對于任何大規模碳纖維的應用前景,如果沒有較好的輕量化價值的支撐,均會落空。很多應用的輕量化價值是變化的曲線,比如汽車的節能減排的經濟價值的評估。碳纖維產業依然處于嬰兒期,本身也有巨大的發展空間,尤其是針對工業規模應用的制備技術方面。輕量化價值的上升與碳纖維的成本的降低曲線有交點,這個應用才有采用碳纖維的可能。
137、我們整個社會要抑制“跟風口追熱點”的浮躁沖動,平心靜氣地思考與分析機遇或是陷阱。前幾年,由于寶馬公司的碳纖維汽車,引發了國內的科研熱潮,其中冷靜的聲音完全被狂熱給淹沒了?,F在相關的項目,基本是蕭條的狀況。我們需要認真反思,避免重復錯誤的發生。 碳纖維與應用在互動中實現成長與發展碳纖維與應用在互動中實現成長與發展 不同于傳統的成熟材料的合作模式,碳纖維材料,應用單位的輕量化工作,均有一個成長與發展的過程, 雙方均應以動態的、 發展的眼光來看待這個合作, 要在合作過程中促進各自的成長與發展。這是國際上創新的基本規律。等待碳纖維成熟后再去應用是錯誤的思維,在應用中去促進碳纖維的成熟才是正道?!案L口
138、追熱點”的另一面,就是“等待摘果子”。這是我們曾經的“后發優勢”與成功經驗,但西方的發明與創造跟不上我們“摘果子”的速度了,好不容易有幾個“果子”,還高懸樹尖,摘不了。我們只能自己“種果子”了,您能期盼一粒種子明天就碩果累累嗎?你能看到一顆小樹苗沒有效益,就立即砍掉嗎?在對一些機遇的冷靜思考與分析之后,我們就要堅定地走下去,應用單位與碳纖維及復合材料企業,共同將這顆小樹苗培養成參天大樹。 4. 新冠肺炎疫情對碳纖維產業發展的影響新冠肺炎疫情對碳纖維產業發展的影響 新冠肺炎疫情正在沉重打擊全球經濟,2020 年全球經濟大衰退已經是定局,衰退的程度很可能是史無前例。幾乎所有的產業都會不同程度被殃及
139、,包括碳纖維復合材料產業。 從碳纖維復合材料應用端,從新冠肺炎疫情以來,就不斷有壞消息傳來:波音關閉西雅圖工廠,空客主力機型 A320 產能降低三分之二;眾多汽車總裝廠停擺;風電巨頭紛紛關閉一些工廠;體育器材的海外訂單取消.這些應用端的急劇縮小,已經讓碳纖維復合材料感受到寒意,今后幾個月,我們肯定會感受到嚴寒。 疫情無論持續多久,終究會消停,消停之后,我們很可能會發現:之前,我們曾經熟悉與習慣的全球化可能已經悄然變質。在全球化中,我們已經習慣了:只要我們有比較優勢(國際競爭力) ,我們的產品就可以暢銷世界的鐵律。然而在 2001 年中國加入世貿之前,我們急需爭取的是“配額”及“最惠國待遇”,這
140、些對效益的作用,遠超“比較優勢”?!氨容^優勢”并非國際經濟中唯一發揮作用的鐵律,如果國際關系復雜之后,“安全問題”可能會成為國際經濟格局的首要因素,國家及產業安全的意義顯然大于效益。 第 47 頁共 47 頁 廣州賽奧碳纖維技術有限公司 從 2019 年我國碳纖維應用重量的 37,840 噸,完全在國內形成復合材料,并在國內應用的大約有20,000 噸。其他的均是為國際產業鏈配套,或成品銷往海外市場,其中國際產業鏈配套的典型就是風電碳梁,基本兩頭在外。我們碳纖維及復合材料的出口能力還非常弱小,2019 出口大約 2,000 多噸中,多為來料或進料加工。37,840 噸的供應,進口有 22,8
141、40 噸,國產有 12,000 噸。所以,總體上可以判斷:碳纖維產業是一半依靠海外,一半靠自己。 碳纖維產業的安全問題,首先從供應方面,無論是從原料、技術及裝備,我們認為,國內已有保障產業安全的基礎與條件,還需統籌布局,持續支撐,建設國家戰略科技力量,形成創新聯合體還需統籌布局,持續支撐,建設國家戰略科技力量,形成創新聯合體;從市場方面,主要的擔憂是體育器材及風電產業鏈的外移,這會將市場需求降低 50% 。體育器材國內市場有巨大潛力,有待于“先進復合材料體育器材強國計劃”的落實,協助大批的體育器材企業形成“內外兼顧”的營業模式;我國的風電從生產到市場,占據全球半壁江山,完全可以形成自己的強大產業生態鏈。所以,總體上,碳纖維產業的安全保障有一定的基礎,只要產業政策適當,我們有巨大的發展空間。 2020 年到今后 3-5 年,是中國碳纖維產業的大發展時期。世界大國對該產業從來就有“國家及產業安全”的考量。無論疫情與否,從產業效益角度,我們都應認真打造自主控制的產業鏈及生態。另外,我們產業的“國際比較優勢”依然嚴重欠缺,今后 3-5 年,需要我們苦練內功,把這個能力建設上去。無論世界風云變幻,我們依然對碳纖維復合材料產業充滿信心。