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01 碳纖維行業(yè)概述

    碳纖維（carbonfiber，簡(jiǎn)稱CF），是一種含碳量在90%以上的高強(qiáng)度、高模量纖維的新型纖維材料。它是由片狀石墨微晶等有機(jī)纖維沿纖維軸向方向堆砌而成，經(jīng)碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。碳纖維“外柔內(nèi)剛”，質(zhì)量比金屬鋁輕，但強(qiáng)度卻高于鋼鐵，并且具有耐腐蝕、高模量的特性，在國(guó)防軍工和民用方面都是重要材料。它不僅具有碳材料的固有本征特性，又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性，是新一代增強(qiáng)纖維。

    碳纖維具有許多優(yōu)良性能，碳纖維的軸向強(qiáng)度和模量高，密度低、比性能高，無蠕變，非氧化環(huán)境下耐超高溫，耐疲勞性好，比熱及導(dǎo)電性介于非金屬和金屬之間，熱膨脹系數(shù)小且具有各向異性，耐腐蝕性好，X射線透過性好。良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能、電磁屏蔽性好等。

02 碳纖維行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀解析

1 國(guó)際碳纖維發(fā)展概況

    國(guó)際上PAN基碳纖維的生產(chǎn)起步于20世紀(jì)50年代末，經(jīng)過70~80年代的穩(wěn)定發(fā)展，90年代的飛速發(fā)展，到21世紀(jì)初其生產(chǎn)工藝技術(shù)已逐步成熟。

行業(yè)發(fā)展初期，碳纖維主要用于軍工和宇航，經(jīng)過50余年的發(fā)展，現(xiàn)正在向工業(yè)領(lǐng)域和普通民用領(lǐng)域延伸。

    2018年全球碳纖維需求總量8.42萬噸，其中需求量最大的三個(gè)行業(yè)分別是風(fēng)電葉片1.98萬噸（23.52%）、航空航天1.92萬噸（22.80%）、休閑體育1.32萬噸（15.68%），除此之外，汽車、混配模成型、壓力容器等行業(yè)需求較大。根據(jù)碳纖維應(yīng)用端其價(jià)值分布情況來看，2017年全球碳纖維總價(jià)值23.44億美元，其中航空航天（含國(guó)防）的價(jià)值為11.52億美元，占比達(dá)49.14%，體現(xiàn)了航空航天領(lǐng)域碳纖維應(yīng)用的高附加值屬性，其次在風(fēng)電葉片、汽車等領(lǐng)域具備較大的發(fā)展?jié)摿Α?/span>

2 國(guó)內(nèi)碳纖維發(fā)展概況

    我國(guó)碳纖維工業(yè)的起步可以追溯到20世紀(jì)60年代，但在關(guān)鍵技術(shù)、產(chǎn)量和行業(yè)集中度方面與西方發(fā)達(dá)國(guó)家存在較大差距。

總體而言，五十多年來，我國(guó)碳纖維產(chǎn)業(yè)經(jīng)過長(zhǎng)期自主研發(fā)，從無到有，從小到大，打破了國(guó)外技術(shù)裝備封鎖，碳纖維產(chǎn)業(yè)化取得初步成果。

從20世紀(jì)60年代的中科院山西煤化所、長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所、化學(xué)研究所(北京)等科研機(jī)構(gòu)為主體，發(fā)展到初步形成以江蘇、山東和吉林等地為主的碳纖維產(chǎn)業(yè)聚集地。

    近年來，在國(guó)家的大力扶持下，國(guó)內(nèi)碳纖維產(chǎn)業(yè)取得了重大突破，碳纖維及應(yīng)用領(lǐng)域的技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)化程度出現(xiàn)了加速發(fā)展的勢(shì)頭，進(jìn)入前所未有的新的發(fā)展階段。

碳纖維復(fù)合材料由于其優(yōu)良的材料性能，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于航空航天（國(guó)防）、風(fēng)電葉片、汽車、船舶、壓力容器、建筑、電纜芯等不同行業(yè)。預(yù)計(jì)2020年全球總需求將達(dá)到11.21萬噸，復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到10%

    2017年我國(guó)碳纖維需求達(dá)2.35萬噸，同比增長(zhǎng)達(dá)20.06%，整體上延續(xù)了近幾年碳纖維需求快速增長(zhǎng)趨勢(shì)，其中有7400噸是由國(guó)產(chǎn)碳纖維企業(yè)生產(chǎn)商提供，進(jìn)口碳纖維總量（1.61萬噸）仍然明顯高于國(guó)產(chǎn)量，進(jìn)口替代空間巨大。未來隨著國(guó)內(nèi)碳纖維需求的不斷增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)2020年我國(guó)碳纖維總需求將達(dá)3.30萬噸，復(fù)合增長(zhǎng)率超過11%；同時(shí)，隨著國(guó)產(chǎn)碳纖維技術(shù)水平提高，我國(guó)國(guó)產(chǎn)碳纖維市場(chǎng)占比有望不斷提升。

03 碳纖維的行業(yè)解析以及未來發(fā)展趨勢(shì)

1 全球市場(chǎng)

    全球碳纖維需求整體上呈現(xiàn)穩(wěn)步上升的態(tài)勢(shì)，2017年全球碳纖維需求8.42萬噸，2012年為4.6萬噸，年均復(fù)合增長(zhǎng)率12.7%。假設(shè)未來三年碳纖維需求復(fù)合增速為10%，則2020年碳纖維需求將達(dá)到11.21萬噸。

    據(jù)《纖維技術(shù)》，從產(chǎn)品的角度，碳纖維需求最多的是標(biāo)模的大絲束與小絲束碳纖維，分別占碳纖維總需求的41.45%與38.95%。其中，美國(guó)企業(yè)占據(jù)了多半大絲束市場(chǎng)，日本企業(yè)則占據(jù)了小絲束碳纖維領(lǐng)域的半壁江山。

    從應(yīng)用領(lǐng)域的角度，風(fēng)機(jī)葉片、航空航天、體育休閑與汽車是碳纖維應(yīng)用最廣的四個(gè)領(lǐng)域，分別占比23.52%、22.8%、15.68%和11.64%，合計(jì)占碳纖維總需求的73.63%。
不同應(yīng)用領(lǐng)域碳纖維價(jià)格差距明顯，航空航天作為高性能碳纖維的主要應(yīng)用領(lǐng)域，碳纖維平均單價(jià)明顯高于其他應(yīng)用領(lǐng)域。
據(jù)賽奧碳纖維技術(shù)，2017年全球碳纖維需求23.44億美元，其中航空航天領(lǐng)域需求金額11.52億元，占比49.14%，而其用量占比僅22.8%。
風(fēng)機(jī)葉片碳纖維用量占比雖然最大，但由于其主要使用低成本大絲束，市場(chǎng)金額僅為2.77億元，占比11.82%。

2  國(guó)內(nèi)市場(chǎng)

    需求提升明顯，整體形勢(shì)向好。據(jù)復(fù)合材料網(wǎng)，我國(guó)碳纖維需求總量從2014年的1.48萬噸，增長(zhǎng)到2017年的2.35萬噸。

    2015-2017年我國(guó)碳纖維需求增長(zhǎng)率分別為14.3%、15.7%、20.1%，呈加速增長(zhǎng)趨勢(shì)。

    若保守估計(jì)未來三年國(guó)內(nèi)碳纖維需求增長(zhǎng)率為12%，則2020年我國(guó)碳纖維需求量為3.3萬噸。

    進(jìn)口碳纖維仍占大頭，國(guó)產(chǎn)碳纖維需求躍升。近年來，我國(guó)碳纖維制品需求中進(jìn)口產(chǎn)品仍占多數(shù)，但國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品需求已從2013年的1500噸，增長(zhǎng)至2017年的7400噸，年均復(fù)合增速高達(dá)49.03%。

國(guó)產(chǎn)占有率已從2013年的10.8%，提升至2017年的31.51%。而進(jìn)口碳纖維需求增長(zhǎng)相對(duì)穩(wěn)定，2017年需求量為1.6萬噸，同比去年僅增長(zhǎng)0.8%，其中體育休閑與工業(yè)用碳纖維進(jìn)口量最大。

    近年來，我國(guó)碳纖維的需求量呈現(xiàn)波動(dòng)增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。以體育用品及風(fēng)電葉片的勁增長(zhǎng)帶動(dòng)了我國(guó)碳纖維的消費(fèi)量，2011年我國(guó)碳纖維需求量?jī)H僅達(dá)0.93萬噸。2013年我國(guó)碳纖維需求量超1.5萬噸。截止至2017年，我國(guó)碳纖維需求量實(shí)現(xiàn)高速增長(zhǎng)，突破2萬噸，達(dá)到2.35萬噸，同比增長(zhǎng)19.89%。

3  全球碳纖維行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局分析：美日占比大

    從企業(yè)角度來看，全球碳纖維企業(yè)大致可分為三個(gè)梯隊(duì)：首先是兼具規(guī)模和技術(shù)優(yōu)勢(shì)的企業(yè)，日本東麗、日本東邦等為典型代表;其次是在特定領(lǐng)域具備較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的企業(yè)，比如德國(guó)西格里在汽車領(lǐng)域;再其次則是具備成本優(yōu)勢(shì)的企業(yè)，比如Formosa、Aksa、韓國(guó)曉星等。2017年，日本東麗、德國(guó)西格里、美國(guó)卓爾泰克(已被東麗收購)、三菱麗陽、日本東邦五家企業(yè)合計(jì)產(chǎn)能8.52萬噸，占全球總產(chǎn)能的58%。其中，日本東麗公司仍是全球碳纖維生產(chǎn)第一大公司，2017年產(chǎn)能達(dá)到2.71萬噸。

    2017年我國(guó)國(guó)內(nèi)企業(yè)碳纖維銷量大約是7400萬噸，銷量/產(chǎn)能比為28.46%，同期國(guó)際銷量/產(chǎn)能比為57.20%，如不考慮中國(guó)因素，其他國(guó)家的銷量/產(chǎn)能比為63.40%。可見，我國(guó)碳纖維企業(yè)的銷量/產(chǎn)能比要遠(yuǎn)低于其他國(guó)家平均水平。

    現(xiàn)今，碳纖維行業(yè)總體技術(shù)尚不成熟穩(wěn)定，產(chǎn)品質(zhì)量及性價(jià)比相對(duì)較低。不過，隨著我國(guó)高端碳纖維技術(shù)的不斷突破以及生產(chǎn)向規(guī)模化和穩(wěn)定化發(fā)展，企業(yè)布局逐漸向高附加值的下游應(yīng)用領(lǐng)域延伸，我國(guó)碳纖維行業(yè)將逐步實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代，企業(yè)盈利能力有望逐步恢復(fù)，市場(chǎng)走向良性健康發(fā)展道路。

    尤其是在國(guó)務(wù)院正式發(fā)布《中國(guó)制造2025》中，對(duì)我國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和跨越發(fā)展作了整體部署，明確了建設(shè)制造強(qiáng)國(guó)的戰(zhàn)略任務(wù)和重點(diǎn)，選擇10大優(yōu)勢(shì)和戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)作為突破點(diǎn)，力爭(zhēng)到2025年達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先地位或國(guó)際先進(jìn)水平。

04 我國(guó)碳纖維行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)

1 碳纖維研制和產(chǎn)業(yè)化建設(shè)將進(jìn)一步加快

    經(jīng)過四十多年的研發(fā)和約十年的產(chǎn)業(yè)化建設(shè)，中國(guó)建立起了自己的碳纖維技術(shù)體系和較完整的碳纖維產(chǎn)業(yè)，初步形成了產(chǎn)業(yè)化的碳纖維研發(fā)與生產(chǎn)平臺(tái)，建立了針對(duì)國(guó)產(chǎn)高性能碳纖維的應(yīng)用評(píng)價(jià)、復(fù)合材料制備與應(yīng)用體系。中國(guó)碳纖維制造已開始逐步打破了日、美長(zhǎng)期的技術(shù)封鎖和市場(chǎng)壟斷局面。未來幾年，在國(guó)家政策的強(qiáng)力支持及國(guó)內(nèi)碳纖維規(guī)模化發(fā)展推動(dòng)下，中國(guó)碳纖維的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程將進(jìn)一步加快，進(jìn)一步打破國(guó)外產(chǎn)品和技術(shù)壟斷。

2 碳纖維產(chǎn)業(yè)將加速進(jìn)口替代

    總體來看，國(guó)內(nèi)T300級(jí)和T700級(jí)碳纖維產(chǎn)品質(zhì)量已達(dá)到國(guó)外同類產(chǎn)品水平，在航天航空、國(guó)防軍工、體育休閑等領(lǐng)域部分替代進(jìn)口。但是國(guó)內(nèi)碳纖維行業(yè)對(duì)外依存度依然非常高，進(jìn)口產(chǎn)品占整個(gè)市場(chǎng)銷量的80%以上，高端產(chǎn)品市場(chǎng)甚至達(dá)到95%。國(guó)內(nèi)政策已經(jīng)明確提出到2020年，我國(guó)碳纖維技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)化能力和綜合競(jìng)爭(zhēng)能力達(dá)到國(guó)際水平，國(guó)家政策鼓勵(lì)進(jìn)口替代的意圖非常明確，隨著國(guó)內(nèi)碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈的不斷成熟，國(guó)內(nèi)碳纖維必將速度進(jìn)口替代進(jìn)程。

3 應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，工業(yè)消費(fèi)占比逐步上升

    碳纖維除了用于航天航空和風(fēng)電、汽車、體育用品及國(guó)防領(lǐng)域等主要領(lǐng)域外，在軌道交通、電力輸送、海洋工程、建筑補(bǔ)強(qiáng)、石油開采、壓力容器等領(lǐng)域的需求潛力同樣可觀。從全球碳纖維應(yīng)用來看，工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用仍占主流，我國(guó)受限于產(chǎn)品技術(shù)水平難以滿足規(guī)模生產(chǎn)高端碳纖維，體育休閑領(lǐng)域占據(jù)了大部分市場(chǎng)。目前國(guó)內(nèi)體育休閑市場(chǎng)已經(jīng)逐漸飽和，未來幾年，隨著碳纖維生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步及工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，工業(yè)領(lǐng)域的占比將逐步擴(kuò)大，預(yù)計(jì)到2020年將超過60%。

4 低端產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)加劇，行業(yè)開始走向整合

    國(guó)產(chǎn)碳纖維整體性能、質(zhì)量與國(guó)際先進(jìn)國(guó)家相比存在較大差距，產(chǎn)品又都集中于低端產(chǎn)品，纖維應(yīng)用技術(shù)服務(wù)能力差，產(chǎn)品市場(chǎng)接受程度不高。大多數(shù)碳纖維企業(yè)并沒有完全掌握工藝技術(shù)和設(shè)備性能，造成產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性差，且產(chǎn)品同質(zhì)化非常嚴(yán)重。初步統(tǒng)計(jì)的國(guó)內(nèi)16家具備原絲和碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈的企業(yè)中，有13家采用了DMSO紡絲工藝路線。所有的碳纖維企業(yè)都以生產(chǎn)高強(qiáng)型T300級(jí)和T700級(jí)以及高強(qiáng)中模型T800級(jí)碳纖維為主，產(chǎn)品又都集中在3K、6K、12K、24K，而24K以上的大絲束品種基本沒有生產(chǎn)。