东丽10年前对行业的判断过于乐观,但是将来可能中国会推动这种乐观
碳纤维的利用场景宽泛,重要是交通领域轻量化带来的节能减碳以及新能源产品带来的轻量化高强度需要。
汗青上东丽预测2020年碳纤维行业需要达到14万吨,但现实上2020年全球需要约10.69万吨,即便思考2020年起头的疫情对各领域需要的影响,东丽昔时对行业需要的估计仍显乐观。
只管如此,我们并不疑惑将来行业需要的空间,我们以为随着中国碳纤维出产能力与成本的赶超,叠加高低游产业链配套(重要是复合伙料创新工艺与成本降落),碳纤维行业下游需要有望加快扩张。
碳纤维作为“21世纪新资料之王”
利用领域辽阔
碳纤维已宽泛利用在航空航天、风电叶片、体育休嫌注压力容器、碳/碳复合伙料、交通建设等领域。从全球市场来看,2020年碳纤维需要的前三大利用领域顺次为风电叶片、航空航天和休闲体育。
具体而言,风电叶片需要量最大,需要量为3.06万吨,较2019年增长20%,维持急剧增长趋向,2020 年需要量占比达29%。其次是航空航天,需要量为1.65万吨,全球新冠疫情对航空业造成不利影响,民用客机重要出产厂家对碳纤维的需要有肯定幅度的降落,需要量较2019年降落30%,2020年需要量占比为15%。需要量排名第三的领域为体育休闲,需要量为1.54 万吨,较2019年增长3%,需要量占比为14%,重要使用在高尔夫球杆、自行车架、垂钓竿、球拍、曲棍球棍等高端休闲体育市场
据《2020全球碳纤维复合伙料市场汇报》,2025/2030年全球碳纤维需要可达20/40万吨。
我国碳纤维利用结构与全球相比差距大
国产代替加快
从利用结构来看,2020年我国碳纤维重要用于风电和体育休闲领域,航空航天在我国占比力少。具体而言,风电叶片利用最大,在我国利用占比41%,需要量为20000吨,但这一领域所用的碳纤维多数是进口产品,客户也根基上是国表公司;其次是体育休闲,占比为30%,需要量为14600吨;航空航天在我国的利用仅为1700吨,占比为3.5%
从国产代替角度来看,2020年国产碳纤维18500吨,占总需要的38%,相比2019年的12000吨,增长率为54.2%,陆续2年超过30%的高速增长;2018年增长率为21.6%
据《2020全球碳纤维复合伙料市场汇报》,2025年我国碳纤维需要可达15万吨,2030年30万吨可期。
短期:光伏行业高景气,带头碳/碳复材高增速,5年CAGR30%可期
光伏硅棒造备热场资料短期高增速
碳/碳复材重要利用于刹车盘、航天部件、热场部件三大市场,其中刹车盘、航天部件市场需要根基维吃旖稳,热场部件重要利用于单晶拉造炉、多晶铸锭炉热场系统中,单晶拉造炉、多晶铸锭炉用于光伏和半导体晶硅造作,受益于光伏市场高速增长,热场部件需要量迅速增长,导致2020年我国碳碳复合伙料碳纤维需要量同比增长150%。热场部件属于耗材,受下游光伏行业的增长以及碳碳复材在热场系统中渗入率提升,碳碳复材需要有望维持急剧增长。据《2020全球碳纤维复合伙料市场汇报》,2025年全球领域内碳碳复材碳纤维需要量达18565吨,2020~2025年CAGR为30%
碳/碳复合伙料代替石墨复合伙料,将来市场空间辽阔。我国晶硅造作热场资料行业起步较晚,光伏行业发展前期,其单晶拉造炉、 多晶铸锭炉热场系统部件资料重要选取国表进口的高纯、高强等静压石墨。随着国内先进碳基复合伙料造备技术的发展,先进碳基复合伙料成为降低硅晶体造备成本、提高硅晶体质量的最优选择,正逐步形成在晶硅造作热场系统中对石墨资料部件的升级换代。
风电市场的碳纤维无论是国内还是全球,都是最大的市场,据《2020全球碳纤维复合伙料市场汇报》,目前全球市场风电用碳纤维需要约为3万吨,我国占了2万吨,但是这个领域两端在表(碳纤维+利用用户)的水平约莫是85%,随着将来国产大丝束的突破,国产代替率有望大幅上升,2025年全球风电叶片碳纤维的需要量将增至10万吨,我国风电用碳纤维需要量将达5.5万吨。
风电用碳纤维的增长逻辑在于:1)碳中和布景下,风电市场的高景气;2)陆优势电转移到海优势电,风机叶片的大功率化和大型化成为必然,玻纤已无法合用于大尺寸风电叶片,碳纤维在机能方面可实现对玻纤的美满代替。
维斯塔斯22年7月专利到期,GE、Siemens以及国内厂商放量确定,25年前行业规模有望扩3倍以上;这部门需要增量国内重要由吉林碳谷、光威内蒙古、新创碳谷等大丝束集群满足,但海表新增需要可能部门由海表供给商扩产满足。
持久:氢能产业潜力巨大,打开碳纤维需要天花板,需要连年翻倍
当下重要有四种储氢方式:高压气态储氢、低温液态储氢、有机液体储氢,固体资料储氢。其中高压气态储氢是目前利用最广,技术最为成熟的方式,高压气态储氢利用领域可分为三类:运输端、加氢站端、燃料电池车端。燃料电池车载储氢瓶是车载储氢最重要的设备,可分为五类,其中除了I型瓶纯钢造,不必要碳纤维缠绕,其余均需选取碳纤维缠绕。
碳纤维是储氢罐最为重要的资料,据美国DOE数据,储氢罐成本占比超过50%,乘用车储氢罐单车用量为75kg,商用车储氢罐单车用量为320kg,结 合《中 国 氢 能 产 业 发 展 报 告2020》,2025/2030氢 燃 料电 池 汽 车10/100万辆的规划,我们测算得出2025/2030年我国储氢罐用碳纤维需要量可达1.62/9.43万吨。据《2020全球碳纤维复合伙料市场汇报》,全球领域内压力容器碳纤维需要2025/2030年可达2.19/18万吨。
我国体育休闲行业碳纤维需要量大,且产品以幼丝束为主,高尔夫球杆、自行车和垂钓竿为重要利用方向。全球近90%的碳纤维体育器材加工在中国大陆和中国台湾实现,2020年国内体育用品领域碳纤维需要量为1.55万 吨,占国内需要总量的30%,较2019年增长4%。体育休闲领域产品类别宽泛,对碳纤维的需要出现凹凸端并存的局面,国内需要重要以T300级、 T700级为主,蕴含少量 T800 级和高模量产品。规格以 3K、12K 等幼丝束为主,需要种类较多。

体育休闲领域碳纤维需要增长较为不变,近年来维持3%~5%的不变增长趋向,据《2020全球碳纤维复合伙料市场汇报》,2025年全球体育休闲碳纤维需要达2万吨,2020~2025年CAGR为5%。
20世纪70年代至今,国表军用飞机从最初将复合伙料用于尾翼级的部件造作发展到今天用于机翼、口盖、前机身、中机身、整流罩等多个部位。
碳纤维复合伙料在民用飞机上用量不休提升,新机型波音787已达50%。20 世纪80年代起头,碳纤维复合伙料 起头利用在客机上的非承力构件。早期的A310、B757和B767上,碳纤维复合伙料的占比仅为 5%~6%。随着技术的不休进取,碳纤维复合伙料逐步作为次承力构件和主承力构件利用在客机上, 其质量占比也起头逐步提升。据《2020全球碳纤维复合伙料市场汇报》,2025年全球航空航天碳纤维需要达2.63万吨。
国内依照军用与民用进行拆分,军用将来增长率约为20%~25%,民用受益于国产大飞机的突破,有望进一步刺激我国高附加值碳纤维利用。
依照美国能源部和其他部门和机构的数据发现车辆总沉量将削减10%,燃料亏损将削减6%-8%,排放将削减5%-6%D芄豢闯,汽车轻量级是削减燃料亏损并;せ肪车挠行Р街。碳纤维布的密度约为1.6g/cm3,不到钢的1/4。同时,它拥有优异的机械机能, 环境耐候性,尺寸不变性,可设计性,高吸力效能和减震,并开发拥有开发远景的轻质资料。
与量产汽车行业相比,在中国轨路交通车辆结构的利用有可能是首先大量使用国产碳纤维的工业领域。
汽车及轨路交通的后续复合伙料工艺多,利用技术难度大,低成本复合伙料工艺的创造是将来汽车与轨路交通能否放量的关键点,据《2020全球碳纤维复合伙料市场汇报》,2030年全球碳纤维需要可达9~10万吨。
新型的碳纤维职能资料重要有:1)燃料电池的气态扩散层(GDL);2)液流电池的电极资料的碳毡(石墨毡);3)代替铅酸电池的铅板电极的碳毡板;4)代替锂离子电池的能量密度的多微孔碳纤维资料;5)预氧毡+二氧化硅气凝胶造备的阻燃、静音、疏水、保温的多职能资料,可用于电动车电池之间的隔离、可用于各类职能构筑、也可用于潜艇、坦克等的静音资料……
碳纤维职能化的重要趋向是,在碳纤维这个微米尺度上的纳米化,蕴含了碳纤维单丝上成长碳纳米管,碳纳米纤维,在碳纤维的单丝中形成纳米孔隙等。这是一个纳米物质宏观化的良好蹊径,碳纤维的职能利用远景极其辽阔,理当引起国内各类钻研机构的高度器沉。
文章起源 | 申万宏源钻研
郑嘉伟
全文详见汇报原文