我国碳纤维行业现状及趋势分析国产化进程加快市场供需缺口逐渐收窄

2024-01-11 09:34

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一、碳纤维需求量

碳纤维是含碳量在90%以上的高强度高模量纤维，在可量产纤维材料中性能最佳，被称为21世纪的“黑色黄金”，在航空航天、海洋工程、新能源装备、工程机械、交通设施等领域广泛应用。近年来，我国碳纤维需求量一直维持稳步上升趋势，截至目前已占全球总需求的一半以上。

根据数据，2015-2022年全球碳纤维市场需求量由5.3万吨增长至13.5万吨，年复合增长率为14.3%。2015-2022年我国碳纤维市场需求量由3.1万吨增长至7.44万吨，年复合增长率为23.7%。

数据来源：观研天下数据中心整理

2015-2022年我国碳纤维市场需求量占全球碳纤维市场总需求量的比重由31.70%提升至55.11%。

数据来源：观研天下数据中心整理

二、碳纤维下游市场结构

从需求结构看，碳纤维下游市场中体育休闲和风电叶片占据主流，2022年总占比超50%，分别占比30.9%、23.5%。航空航天军工为碳纤维第三大需求市场，占比10.5%。除此之外，碳碳复材、压力容器、混配模成型、建筑、汽车、电子电气分别占比9.1%、8.1%、5.4%、4.2%、3.2%、2.7%。

数据来源：观研天下数据中心整理

三、碳纤维生产技术难点

碳纤维工艺复杂，生产条件要求严格，整个工艺流程中涉及技术参数控制点3000-5000个。碳纤维技术壁垒高，自研发以来，碳纤维及其复合材料研发技术长期被发达国家掌握，也是国外对外我国进行技术封锁和产品垄断的重要物质。

碳纤维生产环节技术难点

环节	重要性	难点
纺丝溶液和原丝制备	碳纤原丝的质量和成本很大程度上决定了碳纤维的质量和生产成本	按照聚合工艺的连续性，可以分为一步法，两步法;按照纺丝工艺，可以分为湿法和干喷湿纺法。其中，纺丝工艺的选择及控制为稳定生产高性能原丝的关键因素
预氧化	预氧化过程是碳纤维制备过程中能耗最高，耗时最长，制约PAN基碳纤维生产效率的关键工序	预氧化受纤维张力、热处理温度、处理介质等因素影响
碳化	碳化是将预氧丝转变为高强碳纤维的过程，是碳纤维类石墨结构形成的关键因素	碳化温度、碳化时间、碳化张力/牵伸、碳化过程的升温速率等均会影响碳纤维的质量性能
预浸料	预浸料是把基体浸渍在强化纤维中制成的预浸片材产品，是复合材料的重要中间材料	工艺重点在于两个方面，一是碳纤维的分散，二是成型工艺

资料来源：观研天下整理

四、碳纤维产业相关政策

根据观研报告网发布的《中国碳纤维行业现状深度研究与投资前景分析报告（2024-2031年）》显示，为了摆脱核心技术受制于人的局面，我国自2000年开始大力发展碳纤维产业，并将其列为国家重点发展的战略性产业。2018年11月，《战略性新兴产业分类(2018)》将高性能碳纤维及制品制造列入战略性新兴产业分类；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。《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。《中华人民共和国国民经济和社会发展第四个五年规划和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，为碳纤维行业的技术进步提供了良好的政策环境。

碳纤维产业相关政策

时间	政策	主要内容
2022.09	《原材料工业“三品”实施方案》	推进高性能化工材料、碳纤维及其复合材料、生物基和生物医用材料、先进无机非金属材料、电子功能材料、电子封装与装联材料、电子工艺与辅助材料等设计制造技术研发和质暈精确控制技术攻关。运用质量工程技术，缩短研发、工程化、产业化周期。
2022.04	《关于化纤工业高质量发展的指导意见》	提升高性能纤维生产应用水平。提高碳纤维、芳纶、超高分析暈聚乙烯纤维、聚酰亚胺纤维、聚苯硫醚纤维、聚四氟乙烯纤维、连续玄武岩纤维的生产和应用水平，提升高性能纤维质量一致性和批次稳定性。进一步扩大高性能纤维在航空航天、风力和光伏发电、海洋工程、环境保护、安全防护、土工建筑、交通运输等领域应用。
2021.10	《2030年前碳达峰行动方案》	集中力量开展复杂大电网安全稳定运行和控制、大容量风电、高效光伏、大功率液化天然气发动机、大容量储能、低成本可再生能源制氢、低成本二氧化碳捕集利用与封存等技术创新，加快碳纤维、气瀣胶、特种钢材等基础材料研发，补齐关键零部件、元器件、软件等短板。推广先进成熟绿色低碳技术，开展示范应用。建设全流程、集成化、规模化二南化瑞捕策利用与封存示范项目。推进熔盐储能供热和发电示范应用。加快氢能技术研发和示范应用，探索在工业、交通运输、建筑等领域规\|模化应用。
2021.04	《2021年全国标准化工作要点》	持续开展新材料标准领航行动，推动稀土新材料、碳纤维及其复合材料、先进半导体材料、民机材料等领域的标准研制。
2021.03	《中华人民共和国国民经济和社会发展第四个五年规划和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
2020.09	《关于扩大战略性新兴产业投资培育壮大新增长点增长极的指导意见》	要求聚焦重点产业投资领域，加快新材料产业强弱项。围绕保障大飞机、微电子制造、深海采矿等重点领域产业链供应链稳定，加快在光刻胶，高纯靶材、高温合金、高性能纤维材料、高强高导耐热材料、耐腐蚀\|材料、大尺寸硅片、电子封装材料等领域实现突破。
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