碳纖維復合材料行業(yè)前景

碳纖維行業(yè)投融資情況在綠色能源和新型材料發(fā)展的帶動下，中國碳纖維復合材料的下游應(yīng)用領(lǐng)域逐步擴大，開始在汽車制造、建筑交通等方面布局，并進一步加大了在風電設(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年我國碳纖維行業(yè)相關(guān)投資事件為8起，達到歷史新高，投資金額達6．9億元。2022年1-8月，投資數(shù)量為3起，投資金額達到歷史新高，達6．4億元。碳纖維復合材料行業(yè)特點（一）碳纖維復合材料技術(shù)密集碳纖維復合材料行業(yè)的技術(shù)難點主要體現(xiàn)在配方研發(fā)、結(jié)構(gòu)設(shè)計和工藝技術(shù)積累等方面。在復合材料配方研發(fā)方面，復材產(chǎn)品定制化程度較高，不同部件通常需單獨研發(fā)，隨著下游應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，復合材料制造廠商必須通過持續(xù)的研發(fā)創(chuàng)新，以滿足客戶在產(chǎn)品性能、成本、輕量化等方面的需求；在結(jié)構(gòu)設(shè)計和工藝技術(shù)方面，復合材料制品整體制造方案的設(shè)計依賴于企業(yè)自身長期的工藝摸索和經(jīng)驗積累，不是短期的大額資本投入所能彌補。（二）碳纖維復合材料集中度低從全產(chǎn)業(yè)鏈看，制造碳纖維產(chǎn)品的上游碳纖維材料和中游復合材料均是產(chǎn)業(yè)鏈的核心環(huán)節(jié)，全環(huán)節(jié)技術(shù)壁壘較高。其中，上游碳纖維生產(chǎn)流程復雜、前期投入巨大，從全球范圍及國內(nèi)市場來看均呈現(xiàn)集中度較高的競爭格局；碳纖維最主要的應(yīng)用形式是形成碳纖維復合材料進行實際應(yīng)用，由于終端應(yīng)用場景豐富，聚焦于中游碳纖維復合材料開發(fā)及下游應(yīng)用的廠商眾多，碳纖維復材制品行業(yè)整體集中度較低，呈現(xiàn)分散化特點。根據(jù)公開披露信息，目前碳纖維復合材料制品相關(guān)收入規(guī)模均較小，處于小企業(yè)、大市場的發(fā)展階段，在交通裝備、醫(yī)療健康、體育健康、民用航空等領(lǐng)域具有一定先發(fā)優(yōu)勢，隨著行業(yè)的進一步發(fā)展擴大，行業(yè)未來將擁有充足的市場空間。碳纖維行業(yè)產(chǎn)能不斷擴張，國產(chǎn)化進程持續(xù)加快碳纖維上游為原油化工行業(yè)，需從石油、煤炭、天然氣等化石燃料中提取制備丙烯，然后通過氨氧化后得到丙烯腈。碳纖維企業(yè)以丙烯腈為原材料進行聚合反應(yīng)生成聚丙烯腈，再以其紡絲獲得聚丙烯腈原絲，進行加工生產(chǎn)后得到碳纖維。2022年以來，受俄烏政策沖突等因素影響，全球能源供應(yīng)偏緊，為了保障我國能源供應(yīng)安全，國家及企業(yè)不斷加大石油天然氣勘探開發(fā)力度。2022年，我國生產(chǎn)原油20466．7萬噸，同比增長2．9%；生產(chǎn)天然氣2177．9億立方米，同比增長6．4%，我國能源供應(yīng)整體安全穩(wěn)定。2022年，利華益集團、江蘇斯爾邦、遼寧金發(fā)等企業(yè)相繼擴產(chǎn)，我國丙烯腈新增產(chǎn)能52萬噸，產(chǎn)能同比增長16．5%。隨著產(chǎn)品產(chǎn)能不斷增加，丙烯腈產(chǎn)量也在不斷增加。2022年我國丙烯腈產(chǎn)量約300萬噸，同比增長14．81%，行業(yè)供給充足。從丙烯腈市場價格走勢看，2022年上半年，受多地疫情反復及國際地緣沖突等因素影響，原油價格高位大幅波動，疊加疫情對物流供需影響，丙烯腈市場價格震蕩下行。其中，山東市場價格從年初的1．33萬元/噸下降至6月底的1．08萬元/噸，跌幅達到18．80%。2022年下半年，丙烯腈市場價格呈先漲后降態(tài)勢。受上半年長時間虧損使得丙烯腈工廠采取限制措施，產(chǎn)品供給相對減少，丙烯腈市場價格有所回升。進入11月，多地擴能項目相繼投產(chǎn)，行業(yè)供應(yīng)增加，下游市場需求整體平穩(wěn)，丙烯腈市場價格持續(xù)下降。對碳纖維生產(chǎn)企業(yè)來說，行業(yè)原材料采購成本相對下滑。2015年以來，我國出臺了多項推動碳纖維行業(yè)發(fā)展相關(guān)政策，鼓勵上海、江蘇、浙江等地區(qū)加快發(fā)展碳纖維及其復合材料。在相關(guān)政策推動下及風電、光伏等新能源產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展帶動下，我國碳纖維市場需求快速增長，國內(nèi)中復神鷹、光威復材、中簡科技等多家企業(yè)相繼宣布擴產(chǎn)，產(chǎn)品產(chǎn)能隨之逐步擴大。2022年我國碳纖維產(chǎn)量及需求量分別為4．43萬噸和7．75萬噸，同比分別增長77．2%和24．2%。據(jù)不完全統(tǒng)計，2022年我國碳纖維相關(guān)企業(yè)宣布計劃投產(chǎn)產(chǎn)能累計5．9萬噸。其中，新增的產(chǎn)品產(chǎn)能主要為大絲束碳纖維，其主要應(yīng)用在風電、汽車領(lǐng)域。未來，隨著新增產(chǎn)能項目逐步投產(chǎn)，我國碳纖維產(chǎn)能或?qū)⑦_到11萬噸，將超過日本在全球的市場份額。整體來看，雖然產(chǎn)品供給能力不斷提升，但仍無法滿足下游市場需求，行業(yè)供需缺口較大。受國外對我國碳纖維行業(yè)技術(shù)、設(shè)備封鎖，長期以來國內(nèi)碳纖維產(chǎn)品主要依賴進口。隨著碳纖維相關(guān)技術(shù)不斷創(chuàng)新升級，我國碳纖維生產(chǎn)能力不斷提高，國內(nèi)碳纖維產(chǎn)品出口數(shù)量大幅提升。根據(jù)海關(guān)數(shù)據(jù)，2022年我國碳纖維進出口數(shù)量分別為10319．22噸和1709．65噸，同比分別增長78．18%和263．85%，進出口差額達到8609．56噸。從進口源看，日本、韓國、墨西哥、中國臺灣和美國是我國碳纖維的重點進口地區(qū)。2022年我國分別從日本、韓國、墨西哥、中國臺灣和美國進口碳纖維2434．73噸、2014．93噸、1825．49噸、1439．19噸和1190．76噸，分別占總進口比重23．59%、19．53%、17．69%、13．95%和11．54%，前五名地區(qū)合計占比86．3%。受日本本地及歐美市場需求上漲，疊加東麗風波事件影響，日本對我國出口的碳纖維產(chǎn)品數(shù)量相對減少。從國內(nèi)主要進口省市看，進口碳纖維前三名地區(qū)分別是江蘇省、廣東省和上海市，進口占比分別為43．97%、27．35%和12．76%，進口前三名地區(qū)合計占比達到84．08%。由于進口的碳纖維由于品質(zhì)較好，企業(yè)將進口碳纖維主要用于體育用品及風電葉片領(lǐng)域。隨著國家將碳纖維及其復合材料列入科技創(chuàng)新2030重大工程以來，國家及企業(yè)持續(xù)加大其關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，行業(yè)相關(guān)工藝、技術(shù)、設(shè)備也取得了多項突破，國內(nèi)碳纖維及其復合材料產(chǎn)量持續(xù)增長，產(chǎn)品國產(chǎn)化進程加快。近年來，在政策發(fā)力和企業(yè)努力下，我國不斷取得碳纖維及其復合材料生產(chǎn)制備和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，產(chǎn)品產(chǎn)能規(guī)模也不斷擴大，碳纖維國產(chǎn)化進程持續(xù)加快。2018-2022年，我國碳纖維國產(chǎn)化占比不斷提升。2022年以來，多家碳纖維龍頭企業(yè)不斷擴大產(chǎn)品產(chǎn)能，加快產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng)新，我國碳纖維產(chǎn)品國產(chǎn)率從2018年的29．03%逐步提升至2022年的57．16%，5年間產(chǎn)品國產(chǎn)率擴大28．13個百分點，提高了近一倍。未來，隨著國內(nèi)碳纖維相關(guān)技術(shù)不斷創(chuàng)新，產(chǎn)品產(chǎn)能規(guī)模持續(xù)擴大，預計到2025年，我國碳纖維國產(chǎn)化進程將提升至62%以上。碳纖維是制造先進復合材料的重要增強材料，強度高、抗摩擦、耐腐蝕，可廣泛應(yīng)用于航空航天、能源裝備、交通運輸、體育休閑等領(lǐng)域。正因其具備十分優(yōu)異的特殊性能，自研發(fā)以來，碳纖維及其復合材料研發(fā)技術(shù)長期被發(fā)達國家掌握，也是國外對外我國進行技術(shù)封鎖和產(chǎn)品壟斷的重要物質(zhì)。為了擺脫核心技術(shù)受制于人的局面，我國自2000年開始大力發(fā)展碳纖維產(chǎn)業(yè)，并將其列為國家重點發(fā)展的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。碳纖維制造難度較高，工藝流程復雜。經(jīng)過多年經(jīng)驗積累及技術(shù)創(chuàng)新，目前國內(nèi)主要有濕法紡絲和干噴濕法兩種生產(chǎn)方法，由于干噴濕紡工業(yè)技術(shù)難度較大，國內(nèi)僅有少數(shù)企業(yè)掌握該技術(shù)工藝，國內(nèi)大部分企業(yè)仍采用濕法紡絲生產(chǎn)碳纖維。資料顯示，碳纖維生產(chǎn)成本中，原絲、氧化及碳化成本較高，其中原絲成本占比達51%，是決定碳纖維性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是企業(yè)未來實現(xiàn)降本增效的重要領(lǐng)域。按絲束規(guī)格不同，可以將碳纖維分為大絲束碳纖維和小絲束碳纖維。其中大絲束碳纖維的碳纖維根數(shù)在48K及以上，小絲束碳纖維根數(shù)則在48K以下。與小絲束碳纖維相比大絲束受到制作工藝的限制其模量與強度稍顯遜色，但是制作成本與售價具備高性價比，在工業(yè)領(lǐng)域尤其是風電領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。疫情迫使碳纖維加速發(fā)展國外碳纖維產(chǎn)業(yè)受疫情的影響較大，而我國卻迎來大發(fā)展的機遇，在當前嚴峻的國際形勢下，迫使我國加速碳纖維全產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，在穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)上，開發(fā)針對不同應(yīng)用領(lǐng)域的量身定制系列產(chǎn)品，并使產(chǎn)業(yè)布局更趨合理，在此基礎(chǔ)上做大做強，預期到2030年前我國有望發(fā)展成為全球最大的碳纖維生產(chǎn)國和消費國。國內(nèi)碳纖維龍頭大規(guī)模擴產(chǎn)，將改變世界碳纖維產(chǎn)能格局。從全球碳纖維企業(yè)的后續(xù)擴產(chǎn)計劃來看，碳纖維產(chǎn)能擴張主要以中國企業(yè)為主。未來幾年國內(nèi)碳纖維企業(yè)擴產(chǎn)計劃總量預計接近30萬噸，但需關(guān)注各企業(yè)的項目落地性以及落地時間和實際產(chǎn)能，在供給短缺的背景下，率先實現(xiàn)項目落地和產(chǎn)能擴大，并穩(wěn)定生產(chǎn)的企業(yè)將具備明顯的先發(fā)優(yōu)勢，搶占更多的市場份額。需求量上漲帶動碳纖維行業(yè)發(fā)展近年來，中國碳纖維需求量一直維持穩(wěn)步上升趨勢，企業(yè)和投資機構(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)帶來了刺激效應(yīng)。同時，碳纖維行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域廣闊，受益于下游風電葉片、航空行業(yè)、汽車制造等市場的發(fā)展，預計碳纖維需求快速提升。目前我國碳纖維行業(yè)正處于爆發(fā)增長期，未來碳纖維需求市場增速保持在17%左右，隨著碳纖維隨著諸多資本進入碳纖維行業(yè)，碳纖維技術(shù)不斷得到突破，需求領(lǐng)域?qū)⑦M一步拓展。碳纖維行業(yè)發(fā)展面臨的機遇與挑戰(zhàn)（一）碳纖維行業(yè)發(fā)展面臨的機遇1、碳纖維復合材料受到產(chǎn)業(yè)政策的大力支持，已成為國家發(fā)展的關(guān)鍵戰(zhàn)略材料先進復合材料對國民經(jīng)濟發(fā)展有極為重要的作用，以碳纖維為增強材料的先進復合材料，近年來在全球快速發(fā)展，包括航空航天、風電、軌道交通、汽車等行業(yè)已經(jīng)廣泛應(yīng)用。我國已推出了諸多政策以促進碳纖維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標綱要》中將碳纖維作為高端新材料納入制造業(yè)核心競爭力提升范疇，指出要加強碳纖維等高性能纖維及其復合材料的研發(fā)應(yīng)用等。碳纖維下游高端裝備應(yīng)用方面，國家發(fā)改委將航空航天用新型材料開發(fā)生產(chǎn)、城市軌道交通車體、轉(zhuǎn)向架、齒輪箱及車內(nèi)裝飾材料輕量化應(yīng)用、高端放射治療設(shè)備等列為鼓勵類產(chǎn)業(yè)；《交通強國建設(shè)綱要》提出推進裝備技術(shù)升級，推廣新能源、清潔能源、智能化、數(shù)字化、輕量化、環(huán)保型交通裝備及成套技術(shù)裝備。國家支持性的產(chǎn)業(yè)政策將助力碳纖維產(chǎn)業(yè)各環(huán)節(jié)長期良好發(fā)展。2、碳纖維復合材料應(yīng)用領(lǐng)域廣闊，并將廣泛運用于戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)碳纖維復合材料具有高比強度、高比模量、可設(shè)計性好、可大面積整體成型、耐腐蝕、抗疲勞性能好、特殊電磁性能等一系列的優(yōu)異性能，既可作為承載負荷的結(jié)構(gòu)材料，又可作為防熱、防燒蝕、防腐蝕的功能性材料。在民用航空、軌道交通、電動汽車、能源、海洋工程等領(lǐng)域的尖端技術(shù)發(fā)展中，特別是在裝備結(jié)構(gòu)輕量化上具有無可替代的地位，碳纖維復合材料的應(yīng)用水平和應(yīng)用比例已成為衡量新一代裝備先進性的重要標志。目前，我國碳纖維復合材料正處于高速發(fā)展的關(guān)鍵時期。其中，在軌道交通領(lǐng)域，以碳纖維復合材料為主要發(fā)展趨勢的先進復合材料，對車輛輕量化、提速、降噪、降低能源消耗具有重要的意義。目前，雖然碳纖維復合材料在軌道交通領(lǐng)域的應(yīng)用仍處于量產(chǎn)早期，但隨著我國碳纖維復合材料上下游產(chǎn)業(yè)的成熟發(fā)展，原材料及工藝制造成本下降將加快推動軌道交通車輛碳纖維復合材料工程化應(yīng)用進程，提升碳纖維復材制品的滲透率。碳纖維在體育健康領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)過半世紀的發(fā)展，憑借其輕質(zhì)高強的優(yōu)勢成為高端器械的最優(yōu)選擇，滲透率不斷提高。隨著運動健康理念的普及以及人均消費能力的提升，將持續(xù)驅(qū)動體育器械市場長期平穩(wěn)增長。在民用航空領(lǐng)域，碳纖維復合材料是大型整體化結(jié)構(gòu)的理想材料，與常規(guī)材料相比，碳纖維復合材料可使機體減重約20~40%，并能夠克服金屬材料容易出現(xiàn)疲勞和被腐蝕的缺點，增強其耐用性。隨著碳纖維復合材料應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，未來更多高性能、低成本的碳纖維復合材料將被投入使用。3、國產(chǎn)碳纖維工藝技術(shù)持續(xù)突破，產(chǎn)能釋放驅(qū)動應(yīng)用拓展我國碳纖維研究雖起步較早，但由于工藝基礎(chǔ)薄弱、裝備技術(shù)落后等原因，聚丙烯腈基碳纖維國產(chǎn)化技術(shù)長期徘徊在較低水平。步入21世紀后，我國碳纖維產(chǎn)業(yè)得到快速發(fā)展，國內(nèi)廠商先后實現(xiàn)技術(shù)突破、釋放產(chǎn)能，碳纖維國產(chǎn)化率持續(xù)提升。此外，國產(chǎn)碳纖維工藝技術(shù)提升及產(chǎn)能釋放所推動的規(guī)模化成本效應(yīng)將進一步降低碳纖維制造成本。隨著國產(chǎn)碳纖維供給增加、成本下降，碳纖維復合材料應(yīng)用將延伸至更多領(lǐng)域，下游應(yīng)用場景逐漸拓寬。（二）碳纖維行業(yè)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)隨著碳纖維復合材料及制品下游應(yīng)用需求的不斷增長，部分碳纖維生產(chǎn)企業(yè)將通過往下游產(chǎn)業(yè)鏈延伸，進入碳纖維復合材料及制品制造領(lǐng)域，行業(yè)競爭將不斷增加。同時，大多數(shù)碳纖維復合材料產(chǎn)品需要進行定制化生產(chǎn)，不同的解決方案適用的場景、效果需要較長時間檢驗，部分新進入企業(yè)為獲取訂單，將可能利用其產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢進行價格競爭，一定程度上影響行業(yè)的健康發(fā)展。下游應(yīng)用市場廣闊，有望帶動碳纖維需求量上漲碳纖維因其性能優(yōu)異，廣泛用于風電葉片、體育休閑、航空航天等領(lǐng)域，下游市場前景廣闊。我國碳纖維應(yīng)用市場中，風電葉片、體育休閑及碳碳復材領(lǐng)域應(yīng)用較多，三者合計占比達到75．4%。其中，風電葉片是我國碳纖維最大消費市場，占碳纖維消費總量的36．1%，風電葉片中的主梁帽、蒙面表皮、葉片根本、葉片前后邊緣防雷系統(tǒng)等部位均需要用到碳纖維材料，以大幅減輕葉片重量，減少作用在支撐梁上的受力和扭矩等。風電葉片作為碳纖維最大的應(yīng)用市場，近年來，在全球能源轉(zhuǎn)型驅(qū)動下，全球風電行業(yè)發(fā)展迅速。2021年全球風電新增裝機93．6GW，累計裝機容量達到837GW，同比增長12．4%。其中，我國是全球風電裝機規(guī)模最大地區(qū)，在雙碳戰(zhàn)略及能源改革大背景下，我國不斷推進風電行業(yè)發(fā)展，加快風電領(lǐng)域技術(shù)升級。從裝機容量看，2022年我國新增風電裝機37．63GW，累計裝機規(guī)模達到365．4GW，同比增長5．41%，是全球規(guī)模最大的風電市場。風電也逐漸成為我國新能源發(fā)電的重要組成部分。2022年全口徑發(fā)電量累計83886．3億千瓦時，同比增長3．41%。其中，風電全年累計發(fā)電6867．2億千瓦時，同比增長12．3%，占全口徑總發(fā)電量的8．19%，風電發(fā)電規(guī)模占比不斷提升。未來，隨著風力發(fā)電機率持續(xù)增大，特別是海上風機需求刺激下，風電大型化趨勢日益明顯。風機大型化后，風電葉片大型化、輕量化需求也將逐漸增加，也將進一步拉動碳纖維及其復合材料需求上漲。我國約有11．2%左右的碳纖維用于合成碳碳復合材料，其主要應(yīng)用于剎車盤、航天部件等零部件。其中，碳碳復合材料主要應(yīng)用于光伏行業(yè)。據(jù)悉，約有70%的碳碳復合材料應(yīng)用在光伏領(lǐng)域中，且由于碳碳復合材料質(zhì)量輕、耐高溫性能較高，其在光伏領(lǐng)域的應(yīng)用逐步提升。在國家大力推廣發(fā)展光伏行業(yè)下，我國光伏裝機容量持續(xù)增加。2022年，我國新增光伏裝機容量0．87億千瓦。其中，隨著整縣推進項目不斷加速，分布式光伏首次實現(xiàn)對集中式光伏趕超，新增分布式光伏占光伏新增裝機量的68%，集中式光伏僅占32%。截止到2022年底，我國光伏累計裝機容量達到3．93億千瓦時，同比增長28%。未來，隨著光伏行業(yè)延續(xù)高景氣發(fā)展，碳碳復合材料需求將繼續(xù)增加，碳纖維及其復合材料有望保持高速增長。碳纖維行業(yè)發(fā)展情況廣義的碳纖維行業(yè)包含碳纖維原材料、碳纖維復合材料以及碳纖維復合材料制品等細分領(lǐng)域，碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈則包含從天然能源到終端應(yīng)用的完整制造過程。行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈中下游的碳纖維復合材料應(yīng)用環(huán)節(jié)，直接上游為碳纖維原材料及樹脂材料，下游應(yīng)用領(lǐng)域包括交通裝備及其他工業(yè)、醫(yī)療健康、體育健康、民用航空及建筑加固等領(lǐng)域。復合材料一般由基體和增強材料