碳纖維被稱為“新材料之王”。基于“雙碳”政策推動下新能源大發展、航空航天等高端制造領域 國產化推進,以及消費升級帶動的高端休閑體育需求,我國碳纖維行業需求持續快速增長可期。
為了擺脫核心技術受制于人的局面,我國在2000年后開始大力發展碳纖維產業,并將其列為國家重點發展的戰略性新興產業之一,“十四五”規劃和2035年遠景目標綱要更是將在碳纖維復合材料領域開展協同應用試點示范和加強碳纖維及其復合材料的研發應用列入其中。
多應用領域齊發力,碳纖維需求增長空間可觀
根據賽奧碳纖維,2021年全球碳纖維需求量占比前三的領域依次是風電葉片28%、體育休閑16%、航空航天14%,國內碳纖維需求量占比前三的領域依次是風電葉片36%、體育休閑28%、碳碳復材11%。
從市場規模看,航空航天價值量高,超風電領域和體育休閑應用的總和。航空航天領域應用的碳纖維均價最高,達到72美元/Kg,風電領域應用均價最低,僅17美元/Kg,主因是由于航空航天級碳纖維通常采用高性能小束,各方面性能要求最高,因此在消費量上雖然排名第三,但是市場規模達到最大。
當前,氫能源和光伏是高端碳纖維產品的主要應用領域,圍繞風光氫等下游產業鏈需求,碳纖維企業正加快推動制造技術成熟,提升新能源應用領域原材料的保供率,加強企業競爭力。
賽奧碳纖維則預計,到2025年國內碳纖維需求總量將達到15.9萬噸,市場空間在250億元左右。
國內廠商產能快速鋪出,具備進一步降本空間
碳纖維行業的技術、資金和產品驗證門檻高,大多數企業都擁有較為悠久的歷史,企業數量有限。2011-2021年,全球碳纖維產能從9.3 萬噸增加至20.7萬噸,年均擴產約1.14萬噸。2021年以前擴張產能主要來自日本東麗、Zoltek、Hexcel、SGL等海外廠商。
根據賽奧碳纖維統計,2021年中國大陸首次超越美國,成為全球最大產能國,且從擴產計劃上看,我國有望較長期保持產能第一的地位。
當前我國主要的碳纖維制造商有吉林碳谷、吉林寶旌、中復神鷹、江蘇恒神、光威復材、蘭州藍星和上海石化等。其中,吉林碳谷以原絲生產為主;吉林寶旌和蘭州藍星以大絲束碳纖維生產為主,江蘇恒神和蘭州藍星兼備原絲生產和碳纖維生產能力;其他公司產能主要集中在高性能碳和小絲束碳纖維。數據顯示,吉林碳谷+吉林寶笙、中復神鷹產能占比均為24%,其次江蘇恒神占比15%、光威復材14%。
近年來,在政策發力和企業努力下,我國不斷取得碳纖維制備和應用關鍵技術的新突破,相關產能持續躍升,自給率不斷提高。
我國首個萬噸級48K大絲束碳纖維工程生產線在上海石化碳纖維產業基地投料開車;山西鋼科已形成覆蓋國內高性能碳纖維領域主要品種的生產能力;為保障國產大飛機關鍵原材料自主可控,中復神鷹持續攻關,成功突破了T800級碳纖維預浸料生產技術,產品主要性能達到國產大飛機要求,目前正在開展工藝性能評價與驗證……經過行業企業的不斷努力,國產碳纖維的市場份額從2019年的31.7%攀升至2021年的46.9%。
由于較多國產碳纖維企業尚未實現關鍵技術的突破,生產線運行及產品質量不穩定,國產碳纖維行業曾長期存在“有產能,無產量”的現象。有關專家表示,國產碳纖維的性能與質量穩定性尚有提升空間,短期內碳纖維核心裝備仍需依賴進口。
近年來隨著越來越多企業實現規模化穩定量產,國內碳纖維行業低產能利用率情況顯著好轉,已由2017年僅28.5%提升至2022年55.8%,而國際產能利用率通常為65%-85%,仍有一定差距。
在關鍵核心技術上打造創新矩陣,加快形成具有國際競爭優勢的運行產能,是我國碳纖維產業面臨的挑戰,也是實現高質量發展的長遠目標。
從中復神鷹和我國主要企業碳纖維產品結構看,國內碳纖維產品主要為小絲束,相比而言,大絲束生產更有利于降低成本,因此隨著我國大絲束產能擴張,我國碳纖維生產成本優勢有望進一步凸顯。預計到2025碳纖維生產成本還有19.7%左右的下探空間。
根據各公司擴產計劃,2025年大絲束原絲產能可達37.2萬噸,大絲束碳纖維產能可達20.8萬噸,小絲束碳纖維產能可達11.9萬噸。
“圍繞國家重大戰略和國民經濟主戰場,央企應充分發揮科技創新‘國家隊’作用,為提升我國關鍵材料和技術的自主可控,維護產業鏈、供應鏈的安全穩定作出重要貢獻。”中國建材集團黨委書記、董事長周育先說。
周育先表示,中復神鷹是中國建材集團新材料板塊的重要一員,中國建材集團將一如既往地支持中復神鷹抓住全球碳纖維產業結構和布局調整過程中的寶貴機遇,不斷開辟新領域、制勝新賽道,打造出具有全球競爭力的世界一流碳纖維企業。“未來,中國建材集團將繼續支持中復神鷹把握碳纖維產業結構和布局調整過程中的新機遇,加快形成綠色制造新動能,將生態優勢、技術優勢轉變為企業發展優勢,推動產業上下游深度耦合,聚力打造高質量產業集群。”