2023碳纖維行業(yè)發(fā)展前景分析 碳纖維復(fù)合材料未來潛力巨大

• 方蔓桃 2023年4月11日 來源：百度 621 35
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日前，中自科技回復(fù)上交所問詢時透露，新項(xiàng)目均尚未實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，并表示碳纖維項(xiàng)目將給公司造成較大資金壓力，因此決定暫時不啟動該項(xiàng)目。

碳纖維行業(yè)市場多大?2021年上市后，主營環(huán)保催化劑的中自科技(SH688737,股價(jià)40.09元，市值34.49億元)的業(yè)績連續(xù)下滑。在此情況下，公司連續(xù)宣布投資新項(xiàng)目，固態(tài)電池、碳谷產(chǎn)業(yè)基地均成為公司的目標(biāo)。2023年3月下旬，公司再度宣布擬投資超10億元布局碳纖維產(chǎn)業(yè)。中自科技的舉動也引來了上交所的問詢。

碳纖維質(zhì)量比金屬鋁輕，但強(qiáng)度卻高于鋼鐵，并且具有高硬度、高強(qiáng)度、重量輕、高耐化學(xué)性、耐高溫的特性。碳纖維耐高溫居所有化纖之首，用腈綸和粘膠纖維做原料，經(jīng)高溫氧化碳化而成，是制造航天航空等高技術(shù)器材的優(yōu)良材料。碳纖維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，這也使其在航空航天、土木工程、軍事、賽車與其他競技體育運(yùn)動制品很受歡迎。

碳纖維制品，就是指以碳纖維預(yù)浸布為原材料，通過不同的加工方法，加工成為能夠滿足使用要求的材料制品。由于碳纖維擁有極高的材質(zhì)特性，因此碳纖維制品的強(qiáng)度大，硬度高，遠(yuǎn)超過同體積同重量的金屬材質(zhì)。因此，碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2023-2028年中國碳纖維行業(yè)發(fā)展分析與投資前景預(yù)測報(bào)告》顯示：

碳纖維行業(yè)市場深度分析

目前，碳纖維材料在高速列車上的應(yīng)用還有一定的局限性，大多數(shù)產(chǎn)品仍處于研究開發(fā)階段，僅部分產(chǎn)品得到實(shí)際應(yīng)用，因此，應(yīng)用前景非常廣泛。碳纖維是最重要的無機(jī)高性能纖維，這點(diǎn)是由其材料本性、產(chǎn)業(yè)技術(shù)復(fù)雜性、應(yīng)用領(lǐng)域重要性和市場規(guī)模性等因素決定的，其首個市場化應(yīng)用是1972年市售的碳纖維增強(qiáng)樹脂釣魚竿。此后，碳纖維應(yīng)用快速向以航空航天器主結(jié)構(gòu)材料為代表的高端化發(fā)展。

碳纖維的物理性質(zhì)主要是表現(xiàn)在具有很強(qiáng)的抗拉力和纖維柔軟可加工性，它的拉伸強(qiáng)度可以達(dá)到一定的范圍，而且在經(jīng)過了高溫的石墨化處理后，密度可以達(dá)到很低，還有就是它在使用的過程中自身的重量是很很輕的，所以說很多的材料都是應(yīng)用了它的物理性質(zhì)來進(jìn)行應(yīng)用的。碳纖維的化學(xué)性質(zhì)表現(xiàn)在它具有很好的耐腐蝕性，在很多的強(qiáng)酸和強(qiáng)堿性溶液中都可以保持自身的特性不會改變，而且通過對它的表面進(jìn)行處理，還可以增加它的耐油性和抗輻射的能力，所以說它的化學(xué)性質(zhì)也是它被廣泛應(yīng)用的一大優(yōu)點(diǎn)。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國已規(guī)劃及在建的碳纖維產(chǎn)能共計(jì)14.07萬噸/年，數(shù)量十分可觀，且產(chǎn)能利用率穩(wěn)步提升，預(yù)計(jì)未來我國碳纖維供需緊張的格局將逐漸緩和。數(shù)據(jù)顯示，2010-2020年，我國碳纖維總需求量中對于國產(chǎn)碳纖維的占比從4.8%提高到當(dāng)前的37.8%，相比2019年的31.7%，增長率達(dá)53.8%，國產(chǎn)替代趨勢明顯。

2020年，國內(nèi)碳纖維需求量達(dá)4.88萬噸，同比增長達(dá)29%，高于全球平均水平。預(yù)計(jì)到2025年，國內(nèi)碳纖維總需求將接近14.95萬噸，國產(chǎn)碳纖維的市場占比也將逐漸提高。

目前，全球碳纖維及其復(fù)合材料已在各個領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，包括航空航天、風(fēng)電葉片、體育休閑、壓力容器、碳/碳復(fù)合材料、交通建設(shè)等領(lǐng)域。碳纖維需求量前三的下游應(yīng)用領(lǐng)域分別為風(fēng)電葉片、航空航天及體育休閑領(lǐng)域，分別占總需求的29%，15%和14%。在中國碳纖維行業(yè)發(fā)展過程中，國家給予了大力支持，極大地促進(jìn)了碳纖維行業(yè)發(fā)展。企業(yè)和投資機(jī)構(gòu)也紛紛看好碳纖維行業(yè)的發(fā)展前景，各路資本的大量涌入，為碳纖維行業(yè)帶來了刺激效應(yīng)，使其呈現(xiàn)出前所未有的新熱點(diǎn)和新動態(tài)。同時，碳纖維行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域廣闊，其并購需求和活躍度也十分明顯。

據(jù)稱，碳纖維項(xiàng)目計(jì)劃在成都市雙流區(qū)航空經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)功能區(qū)建設(shè)年產(chǎn)預(yù)浸料100萬平米、航空復(fù)合材料80噸和航空復(fù)材零部件裝配1萬件的復(fù)雜高性能復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件研發(fā)及制造項(xiàng)目。項(xiàng)目預(yù)計(jì)從今年6月開始建設(shè)，2025年6月開始試生產(chǎn)，預(yù)計(jì)建設(shè)期為24個月。

碳纖維項(xiàng)目與中自科技主營的環(huán)保催化劑存在較大差異。在公告中，上市公司曾稱，其內(nèi)部已就新業(yè)務(wù)的可行性進(jìn)行論證，在新業(yè)務(wù)的人才儲備、技術(shù)研發(fā)、市場拓展、土地和資金安排等方面已經(jīng)提前布局和籌劃。期間還邀請了航空工業(yè)、航天科技領(lǐng)域的多名復(fù)合材料專家，對項(xiàng)目及實(shí)施方案進(jìn)行了研討。

當(dāng)前，中國的高鐵建設(shè)正處于繁榮時期，通過多年的努力和積淀，中國已全面掌握高速鐵路的核心技術(shù)，行業(yè)總體水平已躋身于世界先進(jìn)行列。交錯密布的軌道上，高鐵風(fēng)馳電掣般的“中國速度”代表著“中國制造”已經(jīng)走在自主知識產(chǎn)權(quán)引導(dǎo)發(fā)展的道路上。在此過程中，碳纖維新材料的運(yùn)用不僅推動著高速列車行駛的輕量化，也將帶動高鐵制造業(yè)實(shí)現(xiàn)全新的變革，進(jìn)一步提升“中國速度”。

到2022年度，中自科技的業(yè)績更是大幅變臉。據(jù)公司2022年度業(yè)績快報(bào)，其當(dāng)期營業(yè)收入為4.48億元，同比下降53.41%;凈利潤虧損8855.32萬元。對此，公司稱，主要是受宏觀經(jīng)濟(jì)形勢不佳、商用車市場大幅下滑等因素影響導(dǎo)致公司銷售規(guī)模大幅下降。

中自科技的主要產(chǎn)品是商用車尾氣處理催化劑，銷售情況同商用車產(chǎn)銷量直接相關(guān)。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2022年度，我國商用車產(chǎn)銷分別完成約318.5萬輛和330.0萬輛，同比下降31.90%和31.20%，其中，重卡銷量67.19萬輛，同比下降51.84%。

主業(yè)低迷形勢下，中自科技也啟動了一些新項(xiàng)目。去年4月，公司宣布以自有資金3000萬元投資設(shè)立全資子公司，通過與國內(nèi)高校合作的方式開展固態(tài)電池及其核心材料技術(shù)開發(fā)。去年7月，公司又宣布擬投資6億元建設(shè)中自碳谷產(chǎn)業(yè)基地，其中重點(diǎn)建設(shè)1600噸/年貴金屬催化劑及材料綜合利用生產(chǎn)線。

碳纖維是一種含碳量高于90%的無機(jī)纖維，有著輕質(zhì)高強(qiáng)的力學(xué)性能，具備耐高溫、耐腐蝕、導(dǎo)電導(dǎo)熱性好等多重優(yōu)勢。去年上海石化在全國首次實(shí)現(xiàn)48K大絲束碳纖維自主技術(shù)攻關(guān)和量產(chǎn)。

據(jù)介紹，大絲束碳纖維的每一根絲束都有4.8萬根纖維，每一根纖維的直徑只有頭發(fā)絲直徑的1/8左右，其力學(xué)性能優(yōu)異，比重不到鋼的1/4，強(qiáng)度卻是鋼的7倍到9倍。為了掌握大絲束碳纖維生產(chǎn)核心技術(shù)，新疆隆炬新材料有限公司從裝備到工藝為大絲束量身定制了專用生產(chǎn)線，根據(jù)大絲束的要求自行設(shè)計(jì)氧化爐、碳化爐，配置了節(jié)能型設(shè)計(jì)，能源綜合利用達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平。

碳纖維復(fù)合材料在軌道交通車輛應(yīng)用對車輛的節(jié)約能耗以及性能優(yōu)化有著很重要的作用，但是在推行過程中也存在一些難度。第一個是因?yàn)樘祭w維材料制作成本難度大、成本高，與鋁合金金屬車體制作成本相比，碳纖維車體的制作成本是其兩倍。再者就是對大型車體的研發(fā)技術(shù)要求較高，對于人才技術(shù)的要求都比較高，所以目前在軌道交通車輛上應(yīng)用較多的主要是一些承載結(jié)構(gòu)件、內(nèi)飾件等。

碳纖維復(fù)合材料未來發(fā)展?jié)摿薮?/u>

全產(chǎn)業(yè)鏈看，制造碳纖維產(chǎn)品的上游原絲端與中游復(fù)合材料均是 碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈的核心環(huán)節(jié)，整個制造的全環(huán)節(jié)技術(shù)壁壘均高。作為碳 纖維的前驅(qū)體，高質(zhì)量的 PAN 原絲是制備高性能碳纖維的前提條件， 但其中的聚合、紡絲、碳化、氧化等工藝并非朝夕能夠達(dá)成，其產(chǎn)業(yè) 化工藝以及反應(yīng)裝置核心技術(shù)是關(guān)鍵。碳纖維設(shè)備生產(chǎn)技術(shù)幾乎被國外壟斷，且嚴(yán)格限制對華 出口，如碳化爐、石墨化爐等關(guān)鍵設(shè)備研發(fā)滯后。碳纖維一般不是單 獨(dú)使用，而是以復(fù)合材料的形式被使用，一般以樹脂碳纖維居多。除 PAN 原絲外，碳纖維復(fù)合材料設(shè)計(jì)、制造、評價(jià)是碳纖維應(yīng)用的基礎(chǔ)， 亦制約著碳纖維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。碳纖維復(fù)合材料中主要成分除碳纖維 外，還有樹脂基材。碳纖維原絲即 PAN 原絲質(zhì)量固然重要，但若在中游復(fù)材環(huán)節(jié)，沒有質(zhì)量與性能突出、產(chǎn)業(yè)化規(guī)模的樹脂基材，以及 沒有用于配套生產(chǎn)復(fù)材的核心設(shè)備，碳纖維仍然無法得到大規(guī)模的應(yīng) 用。

碳纖維復(fù)合材料在軌道列車上的專利主要集中在車體、轉(zhuǎn)向架、車外設(shè)備、內(nèi)裝四個方面。其中車體和轉(zhuǎn)向架的開發(fā)和應(yīng)用專利比較多。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，到2025年，中國高鐵里程將超過3.8萬公里，且現(xiàn)役的高鐵列車超過了2500輛。列車的節(jié)能性、環(huán)保性、舒適性、便利性已成為高鐵列車未來的發(fā)展方向。而碳纖維因其優(yōu)秀的性能越來越受到軌道車輛研制企業(yè)的關(guān)注及采用，發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

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