碳纖維無障礙設施板產業(yè)市場前瞻

中國碳纖維行業(yè)市場回顧碳纖維是含碳量在90%以上的高強度高模量纖維，在可量產纖維材料中性能最佳，是目前工程上可以大規(guī)模應用的比強度最高的材料，其具有優(yōu)異的物理、化學性能，在及民用領域都有著廣泛的應用，被稱為21世紀的黑色黃金。2022年，在國內新冠疫情反彈、國際地緣沖突等背景下，發(fā)展面臨的風險挑戰(zhàn)不斷，原油價格高位大幅波動，下游需求持續(xù)低迷，化纖行業(yè)總體生產經營形勢嚴峻。碳纖維產業(yè)受下游需求穩(wěn)定增長支撐，在風電、光伏、氫能儲運等領域應用不斷拓展，行業(yè)整體保持較好發(fā)展。碳纖維下游需求占比從碳纖維下游需求量來看，2021年我國對碳纖維需求占比較高的領域是風電葉片與體育休閑，需求量占比分別是36%、28%，在航空航天領域占比僅為3%。未來隨著我國碳纖維技術的提升以及航空航天的發(fā)展，碳纖維需求量將會進一步擴大。碳纖維競爭格局碳纖維是一種集結構材料與功能材料與一身、具有多種優(yōu)異性能，擁有廣泛應用前景的基礎性新材料，廣泛應用于航空航天、風電光伏、休閑體育等行業(yè)。碳纖維屬于技術密集型、資金密集型產業(yè)，具有產業(yè)鏈長、工藝技術復雜、研發(fā)周期長、資金投入量大、行業(yè)技術性強等特點，行業(yè)進入壁壘高。目前，國內生產研發(fā)碳纖維的企業(yè)主要包括中復神鷹、江蘇恒神、光威復材、吉林碳谷、吉林寶旌等。按產能建設情況看，我國碳纖維第一梯隊企業(yè)包括中復神鷹、江蘇恒神、光威復材、吉林碳谷、吉林寶旌，前五企業(yè)產能占比約77%；第二梯隊企業(yè)包括蘭州藍星、上海石化、中簡科技、威海拓展等企業(yè)，產能占比約為13%，其他企業(yè)產能累計占比10%左右。碳纖維生產的主要技術壁壘在于原絲，原絲的質量對碳纖維力學性能影響較大。主流原絲的制備工藝包括私法紡絲和干噴濕法紡絲，其中使用干噴濕法紡絲生產出的纖維表面光滑，纖維致密性更高，干噴濕法紡絲優(yōu)勢明顯。經過長期的技術累計與投入，我國碳纖維龍頭企業(yè)正逐步打破國外技術壟斷格局，國內碳纖維產能規(guī)模也在不斷擴張。中復神鷹、江蘇恒神、光威復材和中簡科技等部分企業(yè)已經能實現T700級、T800級和T1000級碳纖維規(guī)?；a，產品性能也逐漸能與國外產品比肩。其中，中簡科技最新研發(fā)的ZT7系列碳纖維產品打破了發(fā)達國家對宇航級碳纖維的技術裝備封鎖，各項技術指標也達到了國際同類型產品先進水平。目前，國內碳纖維技術升級主要集中在更高強度（如T1100級別）和更高模量（如M55級別）碳纖維制備工藝的研發(fā)和工程化應用，以及更高制備效率（如高速紡絲和大絲束）。此外，在預氧化爐、低溫碳化爐和高溫碳化爐等生產設備方面，中復神鷹主要依靠進口和自行研發(fā)制造，江蘇恒神則等多家企業(yè)主要依靠從美國、德國地區(qū)進口。整體來看，國內碳纖維設備國產化進程還有待提高。政策大力推進碳纖維行業(yè)發(fā)展近年來，我國陸續(xù)出臺了一系列鼓勵政策對碳纖維行業(yè)的發(fā)展給予了巨大的政策支持。一方面，《中華人民共和國國民經濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標綱要》《關于擴大戰(zhàn)略性新興產業(yè)投資培育壯大新增長點增長極的指導意見》等長期統(tǒng)籌規(guī)劃的出臺，明確了碳纖維的重要戰(zhàn)略地位和發(fā)展方針，為碳纖維行業(yè)的發(fā)展提供了長期驅動力。另一方面，如《原材料工業(yè)三品實施方案》《關于化纖工業(yè)高質量發(fā)展的指導意見》等政策持續(xù)引導并進一步提升碳纖維材料重點品種的關鍵生產和應用技術，促進碳纖維及其復合材料的開發(fā)，提升行業(yè)產業(yè)化水平，拓寬材料應用領域。由于我國碳纖維相關技術起步晚于國外等因素，長期以來，國內碳纖維市場中進口碳纖維的供給量遠超國產碳纖維。2020年以來受全球新冠疫情的影響，全球貿易整體受到較大沖擊，國外碳纖維出口國內的難度加大，國內碳纖維市場整體呈現供不應求的局面。隨著我國碳纖維技術水平的提高，我國逐漸打破日本、美國的市場壟斷，國產化進一步推進。2021年碳纖維國產化率水平已達47%，較2020年提升9個百分點。預計未來將加快國產化腳步，降低對外依賴程度。碳纖維行業(yè)發(fā)展歷程（一）全球碳纖維行業(yè)發(fā)展歷程全球碳纖維行業(yè)起步于20世紀70年代，經過近30年的不斷發(fā)展，碳纖維生產工藝技術于21世紀初趨于成熟。在碳纖維行業(yè)起步階段，碳纖維應用領域較窄，主要在國防和部分工業(yè)領域小部分應用，隨著更高性能碳纖維制備技術取得突破、復合材料成型技術進步，碳纖維產品在工業(yè)機械、建筑補強、壓力容器、飛機主承力結構等領域的應用逐漸擴大，碳纖維生產成本也逐漸降低。（二）我國碳纖維行業(yè)發(fā)展歷程我國碳纖維行業(yè)幾乎和日本、美國等發(fā)達國家同時起步，但由于相關知識儲備不足等因素，發(fā)展較為緩慢。同時，日本、美國等國家對碳纖維核心技術形成壟斷，禁止碳纖維供應商對我國關鍵行業(yè)進行出口，試圖延緩我國重大裝備等高端領域的長期發(fā)展。21世紀以來，我國加大對于碳纖維領域的支持力度，相繼出臺多項法律法規(guī)及相關產業(yè)政策，鼓勵高性能碳纖維復合材料研發(fā)、生產及下游應用。伴隨著國家政策的大力扶持，國內碳纖維行業(yè)在技術上取得重大突破，產業(yè)化程度快速提升，應用領域不斷擴大。目前，在體育健康、風電葉片、建筑補強等領域，高性能復合材料及制品的應用技術已逐步成熟；汽車、醫(yī)療、壓力容器領域碳纖維制品的運用也逐步展開；民用航空領域國產碳纖維制品的應用起步相對較晚；軌道交通作為我國代表性產業(yè)，碳纖維復合材料應用周期相對較長，目前主要產品正處于逐步從非承載結構的內飾件向各類結構件轉變的發(fā)展過程。碳纖維行業(yè)發(fā)展面臨的機遇與挑戰(zhàn)（一）碳纖維行業(yè)發(fā)展面臨的機遇1、碳纖維復合材料受到產業(yè)政策的大力支持，已成為國家發(fā)展的關鍵戰(zhàn)略材料先進復合材料對國民經濟發(fā)展有極為重要的作用，以碳纖維為增強材料的先進復合材料，近年來在全球快速發(fā)展，包括航空航天、風電、軌道交通、汽車等行業(yè)已經廣泛應用。我國已推出了諸多政策以促進碳纖維產業(yè)的發(fā)展?！吨腥A人民共和國國民經濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標綱要》中將碳纖維作為高端新材料納入制造業(yè)核心競爭力提升范疇，指出要加強碳纖維等高性能纖維及其復合材料的研發(fā)應用等。碳纖維下游高端裝備應用方面，國家發(fā)改委將航空航天用新型材料開發(fā)生產、城市軌道交通車體、轉向架、齒輪箱及車內裝飾材料輕量化應用、高端放射治療設備等列為鼓勵類產業(yè)；《交通強國建設綱要》提出推進裝備技術升級，推廣新能源、清潔能源、智能化、數字化、輕量化、環(huán)保型交通裝備及成套技術裝備。國家支持性的產業(yè)政策將助力碳纖維產業(yè)各環(huán)節(jié)長期良好發(fā)展。2、碳纖維復合材料應用領域廣闊，并將廣泛運用于戰(zhàn)略性產業(yè)碳纖維復合材料具有高比強度、高比模量、可設計性好、可大面積整體成型、耐腐蝕、抗疲勞性能好、特殊電磁性能等一系列的優(yōu)異性能，既可作為承載負荷的結構材料，又可作為防熱、防燒蝕、防腐蝕的功能性材料。在民用航空、軌道交通、電動汽車、能源、海洋工程等領域的尖端技術發(fā)展中，特別是在裝備結構輕量化上具有無可替代的地位，碳纖維復合材料的應用水平和應用比例已成為衡量新一代裝備先進性的重要標志。目前，我國碳纖維復合材料正處于高速發(fā)展的關鍵時期。其中，在軌道交通領域，以碳纖維復合材料為主要發(fā)展趨勢的先進復合材料，對車輛輕量化、提速、降噪、降低能源消耗具有重要的意義。目前，雖然碳纖維復合材料在軌道交通領域的應用仍處于量產早期，但隨著我國碳纖維復合材料上下游產業(yè)的成熟發(fā)展，原材料及工藝制造成本下降將加快推動軌道交通車輛碳纖維復合材料工程化應用進程，提升碳纖維復材制品的滲透率。碳纖維在體育健康領域的應用已經過半世紀的發(fā)展，憑借其輕質高強的優(yōu)勢成為高端器械的最優(yōu)選擇，滲透率不斷提高。隨著運動健康理念的普及以及人均消費能力的提升，將持續(xù)驅動體育器械市場長期平穩(wěn)增長。在民用航空領域，碳纖維復合材料是大型整體化結構的理想材料，與常規(guī)材料相比，碳纖維復合材料可使機體減重約20~40%，并能夠克服金屬材料容易出現疲勞和被腐蝕的缺點，增強其耐用性。隨著碳纖維復合材料應用領域的不斷拓展，未來更多高性能、低成本的碳纖維復合材料將被投入使用。3、國產碳纖維工藝技術持續(xù)突破，產能釋放驅動應用拓展我國碳纖維研究雖起步較早，但由于工藝基礎薄弱、裝備技術落后等原因，聚丙烯腈基碳纖維國產化技術長期徘徊在較低水平。步入21世紀后，我國碳纖維產業(yè)得到快速發(fā)展，國內廠商先后實現技術突破、釋放產能，碳纖維國產化率持續(xù)提升。此外，國產碳纖維工藝技術提升及產能釋放所推動的規(guī)模化成本效應將進一步降低碳纖維制造成本。隨著國產碳纖維供給增加、成本下降，碳纖維復合材料應用將延伸至更多領域，下游應用場景逐漸拓寬。（二）碳纖維行業(yè)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)隨著碳纖維復合材料及制品下游應用需求的不斷增長，部分碳纖維生產企業(yè)將通過往下游產業(yè)鏈延伸，進入碳纖維復合材料及制品制造領域，行業(yè)競爭將不斷增加。同時，大多數碳纖維復合材料產品需要進行定制化生產，不同的解決方案適用的場景、效果需要較長時間檢驗，部分新進入企業(yè)為獲取訂單，