《新材料產業十二五發展規劃》和《中國制造2025》均將新材料確定為重要的戰略性新興產業。2013年11月發布的《加快推進碳纖維行業發展行動計劃》要求,到2020年,我國碳纖維技術創新、產業化能力和綜合競爭能力達到國際水平,初步形成2~3家具有國際競爭力的碳纖維大型企業集團以及若干創新能力強、特色鮮明、產業鏈完善的碳纖維及其復合材料產業集聚區。《中國制造2025》明確提出,新材料產業是需要突破發展的十大重點領域之一。碳纖維作為新興材料具有其他材料無可比擬的性能優異性,市場需求巨大,尤其是電動汽車、航空航天、風電大葉片三大應用領域。目前正是我國進行產業升級的關鍵時刻,對碳纖維的需求更為迫切,同時由于高端碳纖維產品一直被發達國家壟斷,國內中高端產品正不斷替代進口,進口替代空間廣闊,多重利好助推我國碳纖維行業進入高速發展期。
碳纖維具有高強度、高模量、輕質、耐腐蝕、耐高溫、耐摩擦等性能,對比其他材料性能優越。同鈦、鋼、鋁等金屬材料相比,碳纖維的強度是鋼的20倍,拉伸模量比鋼強2~3倍,比重比鋁還輕,不到鋼的1/4。碳纖維主要與樹脂、金屬、陶瓷等基體復合制成結構材料,目前碳纖維已在航天、航空、汽車、電子、機械、化工、輕紡等多個領域廣泛應用。從產業鏈看,碳纖維從上游丙烯腈、原絲、碳纖維到復合材料,產品附加價值逐步提升,相關資料顯示,1萬元/噸的丙烯腈經過纖維化制得原絲價格為2萬元/噸,碳化而成的碳纖維紗值20萬~30萬元/噸,復合處理后的預浸料值50元/平方米。
電動汽車、航空航天、風電大葉片三大領域對碳纖維的需求量最大。電動汽車續航里程遠低于傳統燃油車,必須輕量化增加續航里程,碳纖維因其高模量、高強度、輕質化等特性成為增加續航里程的最佳選擇。據報道,寶馬已率先和西格里SGL聯合開發碳纖維增強復合材料,并成功應用于i3電動汽車系列,開創碳纖維大批量應用新時代。預計2020年,電動汽車領域碳纖維需求量有望達到18750噸。國產C919大型客機商業化進一步推動碳纖維行業快速發展。C919大型客機機尾和側翼均采用碳纖維復合材料制成,其商業化將拉動國內對碳纖維材料的需求。預計2020年,航天航空領域碳纖維的需求量將達到22800噸。隨著我國風機大型化趨勢日益明確,要實現風機大型化,最有效的辦法是風機葉片采用大絲束碳纖維復合材料,大功率、長葉片技術需求將加速風電葉片碳纖維化。隨著風電葉片碳纖維化占比不斷提高,預計2020年,風電領域碳纖維需求量為30720噸。
由于發達國家對關鍵技術進行封鎖,高端碳纖維產品一直被發達國家壟斷。目前,全世界碳纖維近半數產能集中在日本、美國等發達國家,相關資料顯示,2014年全球前五大主要碳纖維供應商日本東麗、日本帝人、三菱麗陽、德國SGL和臺塑集團的市場份額總和占全球的60%左右。當前,我國碳纖維行業還處于發展初期,產能明顯不足,2014年全球碳纖維產能約9萬噸,而我國僅3700噸。碳纖維市場中低端產品仍占據主流,對高端碳纖維產品進口的依賴度仍然很高。相關數據顯示,2014年國內碳纖維市場需求為10600噸,其中體育休閑領域約占67%,工業和航天航空領域僅占29%和4%,而同期國際市場上碳纖維在航空航天和工業領域的應用分別為22%和62%,體育休閑領域僅為16%。
隨著我國對新能源利用和節能減排的不斷推進及電動汽車、航天航空、風電三大領域的快速發展,高端碳纖維市場需求將大大提升,我國碳纖維行業也將迎來高速發展期。
來源:中國建材報
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