碳纤维行业分析报告.docx

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碳纤维行业分析报告

2016年碳纤维行业分析报告

2016年10月

一、行业主管部门、监管体制、主要法律法规及政策

1、行业主管部门、监管体制

化学纤维制造业主管部门为工信部原材料工业司；由于公司产品大部分用于航空航天领域，属于军工行业，因此，主管部门亦为工信部下属的国家国防科技工业局，主要负责国防科技工业计划、政策、标准及法规的制定和执行情况的监督，及对武器装备科研生产实行资格审批。

鉴于行业的特殊性，国家国防科工局对行业内企业的监管采用的是严格的行政许可制度，主要体现在科研生产的准入许可及军品出口管理等方面。

行业自律机构为中国化纤工业协会，主要负责产业及市场研究；在技术、产品、市场、信息、培训等方面展开合作和咨询服务，推动行业发展，打破国外垄断，提高行业产品质量；协助政府部门进行行业管理，为政府决策提供建议；代表本行业与国外同行业进行交流，在政府、协会会员、用户之间发挥桥梁作用，促进行业进步。

2、行业主要法律法规

军工行业涉及的主要法律为《中华人民共和国保密法》、《中华人民共和国政府采购法》，主要法规及规范性文件有《武器装备科研生产许可管理条例》、《武器装备科研生产许可实施办法》、《武器装备科研生产许可监督检查工作规程》、《武器装备科研生产协作配套管理办法》、《军工产品质量管理条例》、《军工产品质量监督管理暂行规定》、《武器装备科研生产单位保密资格审查认证管理办法》、《中国人民解放军装备采购条例》、《关于深化装备采购制度改革若干问题的意见》、《关于加强竞争性装备采购工作的意见》、《中华人民共和国军品出口管理条例》等。

3、行业主要政策

（1）工信部于2012年1月4日发布的《新材料产业“十二五”发展规划》中提到：

高性能增强纤维为发展重点，其中针对碳纤维提出“加强高强、高强中模、高模和高强高模系列品种攻关，实现千吨级装置稳定运转，提高产业化水平，扩大产品应用范围。

”

《新材料产业“十二五”发展规划》还将碳纤维低成本化与高性能创新示范工程作为十二五期间重大工程，工程目标：

到2015年，碳纤维产能达到1.2万吨，基本满足航空航天、风力发电、运输装备等需求；主要内容：

组织开发聚丙烯腈基（PAN）碳纤维的原丝产业化生产技术，突破预氧化炉、高低温碳化炉、恒张力收丝机、高温石墨化炉等关键装备制约，开发专用纺丝油剂和碳纤维上浆剂。

围绕聚丙烯腈基（PAN）碳纤维及其配套原丝开展技术改造，提高现有纤维的产业化水平，实现GQ3522型（拉伸强度3500-4500MPa，拉伸模量220-260GPa）千吨级装备的稳定运转，降低生产成本。

加强GQ4522（拉伸强度≥4500MPa，拉伸模量220-260GPa）、QZ5526（拉伸强度≥5500MPa，拉伸模量≥260GPa）等系列品种技术攻关，实现产业化。

开展大功率风机叶片、电力传输、深井采油、建筑工程、交通运输等碳纤维复合材料应用示范。

《新材料产业“十二五”发展规划》附件《新材料产业“十二五”重点产品目录》对碳纤维类重点产品进行列示，具体情况如下：

（2）国务院于2012年7月9日发布的《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》（国发【2012】28号）为加快培育和发展以节能环保、生物、高性能装备制造、新材料为代表的战略新兴产业制定规划，对新材料产业中高性能复合材料提出发展方向和重要任务为“以树脂基复合材料和碳碳复合材料为重点，积极开发新型超大规格、特殊结构材料的一体化制备工艺，推进高性能复合材料低成本化、高性能品种产业化和应用技术装备自主化。

加快发展高性能纤维并提高规模化制备水平，重点围绕聚丙烯腈（PAN）基碳纤维及其配套原丝开展技术提升，着力实现千吨级装备稳定运转，积极开展高强、高模等系列碳纤维以及芳纶开发和产业化。

着力提高专用助剂和树脂性能，大力开发高比模量、高稳定性和热塑性复合材料品种。

积极开发新型陶瓷基、金属基复合材料。

加快推广高性能复合材料在航空航天、风电设备、汽车制造、轨道交通等领域的应用。

”

（3）工信部于2013年10月22日发布的《加快推进碳纤维行业发展行动计划》（工信部原【2013】426号）确定了碳纤维发展目标，提出：

“经过三年努力，初步建立碳纤维及其复合材料产业体系，碳纤维的工业应用市场初具规模。

聚丙烯腈（PAN）原丝、高强型（注1）碳纤维的产品质量接近国际先进水平，高强型碳纤维单线产能产量达到千吨级并配套原丝产业化制备，高强中模型碳纤维实现产业化，高模型和高强高模型碳纤维突破产业化关键技术；扩大碳纤维复合材料应用市场，基本满足国家重点工程建设和市场需求；碳纤维知识产权创建能力显著提升，专利布局明显加强；碳纤维生产集中度进一步提高。

到2020年，我国碳纤维技术创新、产业化能力和综合竞争能力达到国际水平。

碳纤维品种规格齐全，基本满足国民经济和国防科技工业对各类碳纤维及其复合材料产品的需求；初步形成2-3家具有国际竞争力的碳纤维大型企业集团以及若干创新能力强、特色鲜明、产业链完善的碳纤维及其复合材料产业集聚区。

”

（4）为贯彻落实《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》，国家发改委组织编制了《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录》（2013年第16号），确定涉及战略新兴产业7个行业、24个重点发展方向，其中“6、新材料产业6.3高性能复合材料6.3.1高性能纤维及复合材料”中明确把高性能碳纤维作为战略新兴产业重点产品。

（5）工信部于2011年7月1日发布的《产业关键共性技术发展指南（2011）》（工信部科【2011】320号）以及于2013年9月4日发布的《产业关键共性技术发展指南（2013）》（工信部科【2013】335号）均提及高性能碳纤维产业核心技术：

“熔体静电纺丝产业化关键技术研究；碳纤维原丝、预氧化丝、碳化等一体化研发技术；预氧化炉、大型碳化炉等装备关键技术；千吨级装备稳定运转技术；T700、T800等品种的开发技术；碳纤维高强高模系列品种开发技术；千吨级对位芳纶纤维的产业化技术；高强高模聚乙烯等纤维品种产业化技术。

”工信部于2015年11月12日发布的《产业关键共性技术发展指南（2015）》对碳纤维核心技术进一步明确：

“大型、高效聚合导热体系；高稳定化干喷湿法纺丝及高倍牵伸工艺；快速均质预氧化技术和高效节能预氧化碳化装备；干喷湿纺碳纤维表面处理技术及与不同树脂基体、不同复合材料成型工艺相匹配的系列化油剂和上浆剂。

”

（6）2015年5月8日，围绕实现制造强国的战略目标，国务院正式印发《中国制造2025》，碳纤维被列为关键战略材料之一，并要求到2020年，国产碳纤维复合材料要满足大飞机技术要求，国产碳纤维用量要达到4000吨以上；到2025年高性能碳纤维基本实现自主保障。

以上支持性政策文件，为碳纤维产业未来飞速发展奠定了基础。

二、行业发展状况及市场分析

1、国际碳纤维行业分析

（1）国际碳纤维行业发展概况

20世纪中叶，发达国家投入大量人力和物力研究碳纤维，碳纤维复合材料最初由于其在结构轻量化中无可替代的材料性能，首先在军用航空航天领域得到了青睐；1959年，日本大阪工业技术试验所的进藤昭男首先发明了聚丙烯腈（PAN）基碳纤维，1964年，英国皇家航空研究所（RAE）的瓦特等人打通了生产高性能聚丙烯腈（PAN）基碳纤维的工艺流程，在纤维的热稳定化过程中施加了张力牵伸，以满足结构的转化，使聚丙烯腈（PAN）基碳纤维成为主流产品，并于20世纪70年代开启民用碳纤维商业化应用；20世纪80年代至90年代，碳纤维在民用航空领域的引领下得以快速发展；进入21世纪，碳纤维生产工艺技术已经成熟，随着碳纤维应用领域的扩大，碳纤维的市场需求急剧增加，碳纤维产业日趋成熟。

从全球碳纤维市场的份额划分看，国际碳纤维市场依然为日、美企业所垄断。

日本是全球最大的碳纤维生产国，世界碳纤维技术主要掌握在日本公司手中，其生产的碳纤维无论质量还是数量上均处于世界领先地位，日本东丽更是世界上高性能碳纤维研究与生产的“领头羊”。

数据显示，在小丝束碳纤维市场上，日本企业所占有的市场份额占到全球产能的49%；在大丝束碳纤维市场上，日本企业所拥有市场份额占到全球产能的52%，美国企业所拥有的市场份额占全球产能的24%，日美两国合计拥有全球76%的大丝束碳纤维生产能力，处于明显的主导地位。

（2）国际碳纤维市场及趋势

①全球碳纤维市场需求及趋势

碳纤维很少直接应用，大多是经过深加工制成中间产物或复合材料使用，碳纤维复合材料作为结构件或功能件现已广泛应用在航空航天、工业和体育休闲用品三大领域。

碳纤维以其质轻、高强度、高模量、耐高低温和耐腐蚀等特点最早应用于航天及国防领域，如大型飞机、军用飞机、无人机及导弹、火箭、人造卫星和雷达罩等，且航空航天领域用碳纤维的性能等级相对而言是最高的。

在工业领域，碳纤维广泛应用在汽车、电缆、风能发电、压力容器、海洋产业、电子器件、工业器材和土木建筑等；在体育休闲用品领域，高尔夫球杆和钓鱼竿最早获得应用，近年来，自行车、网球拍、羽毛球拍等体育用品也越来越多的使用碳纤维材料，一般使用T300级碳纤维就可以满足需求，但为了提升产品性能，部分部件也已开始使用T700级甚至更高性能碳纤维。

随着碳纤维的不断发展，碳纤维在工业领域和航空航天领域的应用范围不断扩大，占比也呈上升趋势，预计到2020年，碳纤维的需求总量将达到15.73万吨，年均复合增长率达到13.62%；到2024年全世界总体需求有望达到21.92万吨，尽管增速有所放缓，但复合增长率仍达到11.38%。

其中增速最快的工业领域，未来十年复合增长率将达到14.52%，而最近5年的复合增长率更是高达17.55%。

工业领域碳纤维消费占总消费的比例将从2015年的63.55%逐步提升至81.63%。

航空航天领域的需求在未来5年进入快速发展期，而体育休闲领域在世界范围内应用相对成熟，需求量每年稳定增加。

1）航空航天领域需求持续增长

碳纤维复合材料是大型整体化结构的理想材料。

与常规材料相比可使飞机减重20%-40%；复合材料还克服了金属材料容易出现疲劳和被腐蚀的缺点，增加了飞机的耐用性；复合材料的良好成型性可以使结构设计成本和制造成本大幅度降低。

航空航天领域对碳纤维的需求主要来自两大方面，一是不断增加的碳纤维复合材料的应用比例，二是新增的飞机订单，预计2020年，航空航天对碳纤维的需求将达到2.21万吨。

由于碳纤维复合材料在结构轻量化中无可替代的材料性能，在军用航空的应用领域得到了广泛应用和快速发展，自20世纪70年代至今，国外军用飞机从最初将复合材料用于尾翼级的部件制造到今天用于机翼、口盖、前机身、中机身、整流罩等。

从1969年起，美国F14A战机碳纤维复合材料用量仅有1%，到美国F-22和F35为代表的第四代战斗机上碳纤维复合材料用量达到24%和36%，在美国B-2隐身战略轰炸机上，碳纤维复合材料占比更是超过了50%，用量与日俱增。

采用复合材料构件不仅可实现轻量化和设计自由度大，而且可以整体成型，减少零件数量，降低生产成本并提高生产效率。

我国军用飞机的复合材料应用也呈现逐年递增的趋势。

随着碳纤维复合材料在国防航空航天上应用比例的增加、装备列装数量增加以及装备换代更新的需要，后期国防事业对碳纤维的需求将逐年增加。

从20世纪80年代开始，碳纤维复合材料开始应用在客机上的非承力构件，在早期的A310、B757和B767上，碳纤维复合材料的占比仅为5%-6%，随着技术的不断进步，碳纤维复合材料逐渐作为次承力构件和主承力构件应用在客机上，其质量占比也开始逐步提升，到A380时，复合材料占比达到23%，具体应用在客机主承力结构部件如主翼、尾翼、机体、中央翼盒、压力隔壁等，次承力结构部件如辅助翼、方向舵及客机内饰材料等，开创了先进复合材料在大型客机上大规模应用的先河。

而最新的B787和A350，复合材料的用量达到