碳纤维行业分析报告.docx
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碳纤维行业分析报告
2017年碳纤维行业分析报告
一、碳纤维行业最新变化2
二、认识碳纤维：
性能优异，技术壁垒高3
1、碳纤维产品性能及分类3
2、制备严密，工艺复杂5
3、应用领域广泛，未来空间依旧广阔5
4、全球碳纤维产能集中度较高6
5、国内碳纤维产能快速提升，技术壁垒不断突破7
6、需求快速增长，成本下降推进产业化进程8
三、有望最先打开的下游市场：
汽车、航空和风电10
1、汽车轻量化引爆未来市场需求10
2、航空航天成未来碳纤维重点应用领域11
3、风机叶片将是碳纤维应用的主要场所12
一、碳纤维行业最新变化
碳材料作为当今世界上拥有最完美性能的新材料之一，一直深受市场的高度关注。
碳纤维行业发展已经进入了一个快速爬坡阶段，政策扶持力度不断加码，技术实力不断提升，产业应用相继出现。
站在目前时点，行业出现了一些新的变化，因此我们认为市场热情将进一步点燃。
碳材料行业最新的几个变化：
1）政策方面：
国家从“十二五”规划开始，就把发展碳纤维等新材料作为国家的战略产业发展。
2）技术方面：
日美欧将T800及以上针对高级别航空的碳纤维对中国禁运，国内对于高端碳纤维材料的需求十分急迫。
江苏恒神和中复神鹰相继实现千吨级T800S和T800碳纤维原丝线生产能力，推进了T800原丝的产业化进程。
恒神公司利用干喷湿纺技术生产的碳纤维已经在率先突破T1000G级碳纤维技术，其拉伸强度均值、弹性模量均值达到T1000G标准，填补了空白。
3）价格方面：
碳纤维的主要原料丙烯腈价格不断下调，从2014年的1.4万元/吨下降至8000元/吨，碳纤维原丝成本降至1万元/吨左右。
国内T300技术已和国际差距不大，并已实现量产，价格从曾经的最高点800万元/吨下降至目前不到20万元/吨。
随着产业化进程的不断推进，T700和T800价格有望进一步降低。
4）需求方面：
汽车、航空、风电等领域将带动全球碳纤维产业的发展。
国外各大主要汽车厂商都在积极部署碳纤维及碳纤维复合材料在新一代汽车上的应用，其中宝马2018年将发布碳纤维打造的全新古思特车型，减重400斤，同时宝马集团将扩建碳纤维产能至9000吨。
波音和空客大飞机上碳纤维复合材料占比超过了50%，国产大飞机C919主要结构将使用约12%的碳纤维复合材料。
5）企业布局方面：
目前国内大小碳纤维生产企业近40家，国产碳纤维总产能达到1.5万吨。
国内各企业在碳纤维领域争相布局，江苏恒神建立了从碳纤维原丝到终端复合材料“一条龙”的完整产业链，康得新与国内外高校和企业合作，不断推动新能汽车中碳纤维组件的研发，海源机械增发募集6亿元用于新能源汽车碳纤维车身部件的生产研发。
基于以上五个变化，我们认为碳纤维行业将迎来爆发式的增长行情。
碳纤维高端技术的突破加快了国产化的进程，随着下游市场需求的逐步打开，产业链条上各环节将受益。
二、认识碳纤维：
性能优异，技术壁垒高
1、碳纤维产品性能及分类
碳纤维（carbonfiber，简称CF），是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。
它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。
碳纤维的比重不到钢的1/4，碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500Mpa以上，是钢的7~9倍。
碳纤维与石墨烯是“同一家族”，被誉为“黑色黄金”。
按原料类型分，碳纤维可分为PAN基、沥青基、粘胶基碳纤维，其中PAN基是当今世界碳纤维发展的主流，占碳纤维市场的90%以上。
全球范围拥有PAN原丝、织物、预浸料、单向预浸带、片材至复合材料制品全套产业链的企业，主要有日本东丽、日本东邦Tenax、日本三菱丽阳、美国Hexcel、美国Cytec、德国SGL等。
其中日本东丽公司生产的碳纤维，无论质量、产量还是品种都居世界前列。
2、制备严密，工艺复杂
碳纤维主要指PAN基碳纤维，生产线多是从原丝开始，经过原丝生产和原丝碳化两个过程，制成碳纤维。
在生产PAN基碳纤维时，被称为“母体”的聚丙烯腈纤维首先要通过聚合和纺纱，然后将这些母体方式氧化炉中在200到300摄氏度进行氧化。
然后在1000到2000摄氏度的碳化炉环境中转化为具有乱层石墨结构的碳化丝。
另外，通在2000到3000摄氏度的高温下，碳化丝经过石墨化的处理，最终形成含碳量90%以上的碳纤维。
3、应用领域广泛，未来空间依旧广阔
PAN基碳纤维需求主要集中在航空航天、工业用途和体育休闲三大市场。
其中航空航天领域将成为未来碳纤维高端应用的主要领域，以汽车和风机叶片为代表的一般工业领域将迎来高速增长行情。
4、全球碳纤维产能集中度较高
日本是全球碳纤维的主要制造厂商，代表企业包括东丽、东邦以及三菱等。
其他地区的主要厂商包括美国的zoltek、Hexcel以及德国的SGL，台湾的FPC等。
根据CCeV的数据统计，日本东丽是全球唯一一个碳纤维产能超过2万吨的企业。
从理论产能区域来看，美国、日本和中国位列前三，三者合计占到了全球超过60%的产能分布。
中国的理论产能约为1.5万吨，但根据中国化学纤维工业协会的统计，2014年实际产量仅3700吨，占全球产量的4.1%。
目前，国际碳纤维市场以日本企业为主导，尤其小丝束碳纤维产品主要被东丽、东邦和三菱三家企业垄断。
三巨头垄断55%的市场份额。
在大丝束碳纤维市场，主要生产厂商为Zoltek、SGL和三菱，占80%的市场份额。
5、国内碳纤维产能快速提升，技术壁垒不断突破
我国处于碳纤维行业的发展初期，由于国外在碳纤维设备上对国内出口的限制，国内不少企业自己设计开发预氧化炉和高、低温碳化炉。
但除了中复神鹰、威海拓展、中简科技等企业自行生产外，国内还是有相当一部分企业选择从国外引进设备来帮助生产。
目前国内大小碳纤维生产企业近40家，2010至2014年期间，我国碳纤维产能从6445吨增至15000吨，增长了2倍，年均增长23.5%；产量从1500吨增至3700吨，增长了2.5倍，年均增长25.3%。
目前我国生产的碳纤维全部为小丝束，其中12K占比超过了90%。
我国的碳纤维产地主要集中在山东、江苏和吉林。
6、需求快速增长，成本下降推进产业化进程
近年来，碳纤维需求保持了快速增长，2015年全球碳纤维需求近6万吨，预计到2020年，将达到9万吨。
国内碳纤维发展迅速，2015年需求达到1.1万吨，预计到2020年需求总量将达到2.5万吨。
需求的增长主要来自于下游汽车、航空以及风电领域的拉动。
随着碳纤维的工艺技术成熟，T300级系列产品从2010年的24万元/吨下降至2012年的12万元/吨。
1公斤碳纤维成本大概在21.80美元左右。
碳纤维的原材料丙烯腈出厂价从最高点21500元/吨下降至目前的9200元。
三、有望最先打开的下游市场：
汽车、航空和风电
1、汽车轻量化引爆未来市场需求
碳纤维产业在汽车轻量化方面有很大的市场空间。
据统计，在2013年碳纤维复合材料在汽车领域产值约10亿美元，预计2020年产值达到60亿美元。
到2020年，碳纤维在汽车上的需求将由2013年的2600吨猛增到23000吨，将与航空航天应用持平。
由于目前碳纤维复合材料成本较高，所以主要使用在顶级跑车与豪华汽车市场。
许多厂商推出了全碳纤维复合材料覆盖的概念车。
例如法拉利推出的LaFerrari，兰博基尼Aventador，保时捷918spyder，布加迪威龙等，都使用100%全碳纤维复合材料包覆，不但极大的减轻了车身质量，并且在外观造型上更具质感。
2、航空航天成未来碳纤维重点应用领域
2014年CCeV统计数据显示，航空航天市场所需碳纤维在数量占比29%，但是总市场金额占到了48%，该领域使用的多是高价值的碳纤维。
2014年航空航天领域的碳纤维需求量达到1.3万吨，预计到2018年将达到1.6万吨。
其中，商用飞机是主要的需求领域，占比约为60%。
随着我国商业飞机项目的进一步开展，碳纤维复合材料的需求将不断增加。
1）空中客车公司的A380飞机的主要结构中，22%采用了碳纤维复合材料，飞机尾翼和最大直径超过6米的后机身都是由碳纤维复合材料制造。
这些碳纤维复合材料由Hexcel公司和Cytec公司提供。
2）15年11月中国商飞研发的首家国产大飞机C919正式下线，目前接到的订单超过400架，而预计整个C919生产目标将超过2000架。
C919主要结构使用了约12%的碳纤维复合材料。
航空航天领域对于碳纤维复合材料的质量要求较高，一般只有中高端产品才能满足该领域的需求，随着技术的不断突破，越来越多的企业可以生产中高端碳纤维产品，成本将拥有进一步下降的空间。
未来，碳纤维在飞机上的大规模应用得以普及。
3、风机叶片将是碳纤维应用的主要场所
碳纤维与传统制作风机叶片的玻璃纤维相比，重量减轻30%，强度大40%，模量提高3到8倍，是目前大型风机叶片的发展方向。
2015年中国陆上及海上风电总装机容量达到29GW，同比增长了25%。
风机组也正朝着大型化发展，风机叶片越来越长，功率越来越大。
例如韩国南方电力公司与三星重工2013年建设的风电组，最长的风机直径达到171.2米，单个叶片长度达到83.5米。
碳纤维叶片拥有更大刚度和更轻的质量,并且碳纤维叶片的抗疲劳性能更优越，本身导电的性能也能避免叶片在特殊气候的腐蚀和雷击。
碳纤维化是目前大型风机叶片的发展方向。
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