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全球及我国碳纤维供需现状及趋势分析 我国碳纤维供需矛盾将得到进一步缓解

、碳纤维需求分析

碳纤维是一种含碳量在90%以上的无机高分子纤维,由聚丙烯腈(PAN)(或沥青、粘胶)等有机母体纤维采用高温分解法在1000摄氏度以上高温的惰性气体下碳化制成。

碳纤维具备出色的力学性能和化学稳定性,密度比铝低、强度比钢高,是目前已大量生产的高性能纤维中具有最高的比强度和最高的比模量的纤维,具有质轻、高强度、高模量、导电、导热、耐腐蚀、耐疲劳、耐高温、膨胀系数小等一系列其他材料所不可替代的优良性能,用途十分广泛。

根据观研报告网发布的《中国碳纤维行业发展趋势分析与投资前景研究报告(2022-2029年)》显示,2021年全球碳纤维需求量达11.8万吨,较2016年增长5.3万吨。从下游应用领域来看,2021年全球碳纤维需求量占比最大的是风电叶片,需求量达3.3万吨,占比28%;体育休闲赶超航空航天,重回第二大应用领域,需求量1.85万吨,同比增长20%,占比16%,主要是疫情影响下人们增加了体育运动;航空航天领域占比14%,位列第三,主要是受新冠疫情影响民航领域需求低迷。

2021年全球碳纤维需求量达11.8万吨,较2016年增长5.3万吨。从下游应用领域来看,2021年全球碳纤维需求量占比最大的是风电叶片,需求量达3.3万吨,占比28%;体育休闲赶超航空航天,重回第二大应用领域,需求量1.85万吨,同比增长20%,占比16%,主要是疫情影响下人们增加了体育运动;航空航天领域占比14%,位列第三,主要是受新冠疫情影响民航领域需求低迷。

数据来源:观研天下数据中心整理

数据来源:观研天下数据中心整理

数据来源:观研天下数据中心整理

我国碳纤维市场需求高速增长,需求量全球占比超五成。近年来我国碳纤维市场需求不断提升,2021年我国碳纤维市场需求量达6.24万吨,同比增长27.7%,自2015年以来年均复合增速为24.45%。从需求增速来看,我国碳纤维需求增速远超全球10.38%的需求增速。主要原因在于:一方面,国内风电保持较快增长,另一方面,疫情影响下全球碳纤维需求因民航市场严重受挫增速放缓,而国内民航碳纤维需求占比远小于全球民航占比,负面影响较小。

我国碳纤维市场需求高速增长,需求量全球占比超五成。近年来我国碳纤维市场需求不断提升,2021年我国碳纤维市场需求量达6.24万吨,同比增长27.7%,自2015年以来年均复合增速为24.45%。从需求增速来看,我国碳纤维需求增速远超全球10.38%的需求增速。主要原因在于:一方面,国内风电保持较快增长,另一方面,疫情影响下全球碳纤维需求因民航市场严重受挫增速放缓,而国内民航碳纤维需求占比远小于全球民航占比,负面影响较小。

数据来源:观研天下数据中心整理

据数据,国内风电叶片领域碳纤维需求量达2.25万吨,占比36.1%;体育休闲和碳碳复材占比分别为28.1%、11.2%,位列第二、第三。与全球碳纤维需求结构相比,我国在航空航天和汽车等高附加值领域的需求占比明显低于国际水平,产品需求结构存在进一步升级的空间。

据数据,国内风电叶片领域碳纤维需求量达2.25万吨,占比36.1%;体育休闲和碳碳复材占比分别为28.1%、11.2%,位列第二、第三。与全球碳纤维需求结构相比,我国在航空航天和汽车等高附加值领域的需求占比明显低于国际水平,产品需求结构存在进一步升级的空间。

数据来源:观研天下数据中心整理

、碳纤维供给分析

碳纤维生产工艺流程长,技术壁垒极高。国外巨头长期掌握碳纤维核心技术,在全球市场占据主导地位。国际上碳纤维的生产起步于20世纪60年代,经过五十余年的发展到21世纪初,其生产工艺技术已经成熟。

现阶段,全球碳纤维市场中,日本、美国、欧洲等发达国家凭借各自的优势碳纤维产业发展较为完善,其中日本碳纤维在技术和产品品质方面居于领导地位,近些年通过超强的技术与融入全球产业生态的能力,在全球寻求综合优势的区域建厂,使其保持了全球领导地位,目前日本东丽为全球碳纤维龙头,是世界上高性能碳纤维研究与生产领域的“领头羊”

全球碳纤维生产主要参与国家及地区优势

国家及地区 优势
日本 日本碳纤维在技术和产品品质方面居于领导地位,近些年通过超强的技术与融入全球产业生态的能力,在全球寻求综合优势的区域建厂,使其保持了全球领导地位
美国 美国的综合投资环境较好,生产要素具有全球优势,产业链生态完备,航空航天、汽车、风电等方面的应用能力强
欧洲 欧洲产业链生态完备,在风电、汽车领域的市场庞大,此外,处于匈牙利及土耳其的碳纤维企业具备腈纶工业基础,碳纤维产业发展较为完善。

资料来源:观研天下整理

我国碳纤维工业起步于1962年,总体上与日本同时起步,但由于日、美等碳纤维企业采取严格的技术封锁和产品封锁,我国碳纤维研究进展缓慢,长期受制于人,严重依赖进口。

2000年以来,国家加大对碳纤维领域自主创新的支持力度,将碳纤维列为重点研发项目。2015年国务院对未来国产碳纤维及其复合材料技术成熟度提出阶段性要求,为确保技术研发的持续推进提供了政策支撑;2016年发布的“十三五”规划纲要中将高性能碳纤维列入高端材料,提出需要大力发展高性能碳纤维与复合材料等技术,满足国家建设和经济发展需求;2021年发布的“十四五”规划和2035远景目标纲要中,提出要加强碳纤维等高性能纤维及其复合材料的研发应用,为未来碳纤维行业的技术进步提供了良好的政策环境。

伴随着国家政策的大力扶持,国内企业逐步打破国外技术封锁,与世界碳纤维先进技术水平的差距在逐渐缩小。

我国碳纤维行业相关政策

时间 政策 主要内容
2021.03 《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》 提出要加强碳纤维等高性能纤维及其复合材料的研发应用,为未来碳纤维行业的技术进步提供了良好的政策环境。
2019.11 《重点新材料首批次应用示范指导目录(2019年版) 》 将应用于航空、航天、轨道交通、海工、风电装备、压力容器等领域的高强型、高强中模型、高模型等碳纤维列入关键战略材料。
2019.10 《产业结构调整指导目录(2019年本)》 将碳纤维等高性能纤维及制品的开发、应用和生产列为国家产业架构调整指导目录的鼓励类项目。
2018.12 《产业发展与转移指导目录(2018年本)》 1.鼓励上海、江苏、浙江、山东和天津等地加快发展先进无机非金属材料、碳纤维、高性能复合材料及特种功能材料、战略前沿材料等产业: 2. 鼓励江苏省优先承接发展高性能碳纤维及其复合材料、碳/碳复合材料、无机非金属高性能纤维、新型纤维。
2018.11 《战略性新兴产业分类(2018)》 1.将高性能碳纤维及制品制造列入战略性新兴产业分类; 2.将高强碳纤维、高强中模碳纤维、高模碳纤维、高强高模碳纤维、碳纤维织物预制体、碳纤维预制体等列入重点产品和服务。
2018.03 《新材料标准领航行动计划(2018~2020年)》 指出将完善碳纤维行业各项标准,建立并完善测试评价体系,有利于促进碳纤维等新材料关键技术产业化,提升先进复合材料生产及应用水平,重点发展高性能碳纤维等高性能纤维及其应用。
2017.11 《增强制造业核心竞争力三年行动计划(2018-2020年)》 解决碳纤维的重大科学问题和技术难关,突破碳纤维制备与应用的关键共性技术,提升碳纤维复合材料的保障能力和国际竞争力。
2017.10 《产业关键共性技术发展指南(2017年)》 提出优先发展的产业关键共性技术174项,涉及原材料工业、装备制造、电子信息与通信业、消费品工业、节能环保与资源综合利用等领域。其中,碳纤维产业部分覆盖了碳纤维全产业链。
2017.04 《“十三五”材料领域科技创新专项规划》 加强我国材料体系的建设,大力发展高性能碳纤维与复合材料、高温合金、军工新材料、第三代半导体材料、新型显示技术、特种合金和稀土新材料等,满足我国重大工程与国防建设的材料需求。初步建立我国自主的基础材料与新材料体系,关键材料的自给率超过80%。
2017.01 《新材料产业发展指南》 明确高性能碳纤维为国家关键战略材料,要求突破高强高模碳纤维产业化技术,组织开展碳纤维应用示范。
2016.07 《“十三五”国家科技创新规划》 1.鼓励力碳纤维及其复合材料核心关键技术的研发,将其列入科技创新2030重大工程; 2. 将高性能纤维及复合材料列入先进结构材料技术发展核心;鼓励以高端碳纤维为代表的先进碳材料突破技术难题,抢占材料前沿制高点。
2016.03 《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》有关碳纤维及其复合材料部分 大力发展高性能碳纤维与复合材料等技术,满足国家建设和经济发展需求。
2015.05 《中国制造2025》 对国家碳纤维及复合材料技术发展制定未来发展指标要求,促进高性能碳纤维及其复合材料技术研发的持续推进。

资料来源:观研天下整理

从我国碳纤维来源来看,2021年国产纤维供应量为2.92万吨,占总需求的46.9%,较2020年增长58.1%;进口量3.31万吨,占总需求的53.1%,较2020增长9.2%,国产化率从2016年的18.4%提升至2021年的46.9%。我国碳纤维国产替代趋势明显,主要由于我国碳纤维整体呈现供不应求局面,而疫情影响碳纤维进口难度增加以及日本、美国等国限制碳纤维对华出口使得国内需求缺口增加。随着国内新产能的进一步投产和放量,预计2022年碳纤维国产化率将超过50%,存在广阔的国产替代空间。

从我国碳纤维来源来看,2021年国产纤维供应量为2.92万吨,占总需求的46.9%,较2020年增长58.1%;进口量3.31万吨,占总需求的53.1%,较2020增长9.2%,国产化率从2016年的18.4%提升至2021年的46.9%。我国碳纤维国产替代趋势明显,主要由于我国碳纤维整体呈现供不应求局面,而疫情影响碳纤维进口难度增加以及日本、美国等国限制碳纤维对华出口使得国内需求缺口增加。随着国内新产能的进一步投产和放量,预计2022年碳纤维国产化率将超过50%,存在广阔的国产替代空间。

数据来源:观研天下数据中心整理

数据来源:观研天下数据中心整理

数据来源:观研天下数据中心整理(zlj)

未来几年,国内仍将有大规模的扩产计划,其中规模较大的项目例如吉林化纤集团近两年先后开启的20万吨和40万吨的碳纤维全产业链项目(其中碳纤维规划分别为5万吨和6万吨),中复神鹰在西宁建设的2.4万吨碳纤维项目,上海石化1.2万吨48K大丝束碳纤维项目等。未来中国大陆仍将有9万吨的产能增量,届时碳纤维产能将占全球的50%以上,未来国内碳纤维供需矛盾将进一步缓解。

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