碳纖維行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈(上、下游及關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè))狀況分析

• 郭夢(mèng) 2024年2月29日 來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng) 420 21
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第二章 中國(guó)碳纖維行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈(上、下游及關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè))狀況分析

第一節(jié) 碳纖維行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈圖譜

碳纖維的產(chǎn)業(yè)鏈包含從一次能源到終端應(yīng)用的完整制造過(guò)程，包含預(yù)氧化、炭化、預(yù)浸料等多個(gè)過(guò)程。碳纖維工藝復(fù)雜，涉及多種設(shè)備，生產(chǎn)條件要求嚴(yán)格，整個(gè)工藝流程中涉及技術(shù)參數(shù)控制點(diǎn)3000-5000個(gè)。從全產(chǎn)業(yè)鏈來(lái)看，中游是核心環(huán)節(jié)，技術(shù)、資金、設(shè)備、產(chǎn)品質(zhì)量門(mén)檻高。

圖表：中國(guó)碳纖維行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈圖譜

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第二節(jié) 上游產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r分析

上游主要為化工原材料供應(yīng)環(huán)節(jié)，從石油、煤炭、天然氣等經(jīng)過(guò)提煉、氨化等一系列流程后得到丙烯腈。原料裝置主要集中在中石化和中石油所屬企業(yè)，代表公司：上海石化。

以聚丙烯腈基碳纖維為例。丙烯腈原材料豐富易得，可從石油、煤炭、天然氣等化石燃料中制備得到。由于國(guó)內(nèi)新增產(chǎn)能不斷釋放，2014-2022年我國(guó)丙烯腈進(jìn)口量逐年下降，出口量不斷上升。2022年丙烯晴表觀消費(fèi)達(dá)270萬(wàn)噸，進(jìn)口為10.4萬(wàn)噸，出口達(dá)到21.7萬(wàn)噸。隨著山東海江、浙江石化等新產(chǎn)能陸續(xù)釋放，國(guó)內(nèi)自給率不斷提升。

從歷史價(jià)格看，丙烯腈價(jià)格基本與原油價(jià)格走勢(shì)相一致，近年來(lái)波動(dòng)幅度明顯減弱。此外，隨著國(guó)內(nèi)近年來(lái)丙烯腈產(chǎn)能釋放，國(guó)產(chǎn)丙烯腈價(jià)格從原來(lái)高于進(jìn)口價(jià)逐漸趨近于與進(jìn)口相一致。

第三節(jié) 下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r分析

碳纖維經(jīng)與樹(shù)脂、陶瓷等材料結(jié)合，形成碳纖維復(fù)合材料，最后由各種成型工藝得到下游各領(lǐng)域需要的最終產(chǎn)品。

一、碳纖維應(yīng)用之航空航天

航天領(lǐng)域如飛機(jī)、火箭對(duì)材料輕量化的追求，早已達(dá)到以克為計(jì)量單位的程度，在安全的基礎(chǔ)上不斷追求更輕。用碳纖維制造的飛機(jī)，可以大幅節(jié)約能耗，擴(kuò)展飛行航程，提高載荷，提高靈活性，延長(zhǎng)飛行壽命等。

美國(guó)早在1969年就已經(jīng)把碳纖維復(fù)合材料用在了F-14A戰(zhàn)斗機(jī)上，但由于工藝和造價(jià)的限制，當(dāng)時(shí)僅僅使用了飛機(jī)自重1%用量的碳纖維。到了以F-22和F-35為代表的第四代戰(zhàn)斗機(jī)，碳纖維的使用比例提升到飛機(jī)重量的24%和36%。發(fā)展到今天，X-47B、“神經(jīng)元”、“雷神”等幾個(gè)型號(hào)的無(wú)人機(jī)上，碳纖維的使用比例高達(dá)90%。

民用飛機(jī)領(lǐng)域，在早期A310、B757和B767上，碳纖維復(fù)合材料占比僅為5%-6%，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，至A380時(shí)，復(fù)合材料占比達(dá)到23%，最新的B787和A350機(jī)身上，復(fù)合材料的用量達(dá)到50%。

據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)院研究報(bào)告《2024-2028年中國(guó)碳纖維行業(yè)供需分析及發(fā)展研究報(bào)告》分析：未來(lái)20年預(yù)計(jì)客運(yùn)量將以年均4%的速度增長(zhǎng)，民用航空方面碳纖維行業(yè)將有很大的發(fā)展空間。

二、碳纖維應(yīng)用之風(fēng)電葉片

風(fēng)電葉片是風(fēng)電機(jī)組將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的關(guān)鍵部件。葉片結(jié)構(gòu)和用材會(huì)直接影響風(fēng)能的轉(zhuǎn)換效率，是風(fēng)機(jī)獲取更高風(fēng)電機(jī)組利用小時(shí)數(shù)和實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的基礎(chǔ)。從風(fēng)電葉片結(jié)構(gòu)來(lái)看，其主要由增強(qiáng)材料(梁)、夾芯材料、基體材料、表面涂料及不同部分之間的結(jié)構(gòu)膠組成。葉片80%成本來(lái)自于原材料，而60%原材料成本來(lái)自于纖維材料：增強(qiáng)纖維與基體樹(shù)脂。

碳纖維將逐步替代玻璃纖維。在滿足剛度和強(qiáng)度的前提下，碳纖維風(fēng)葉比傳統(tǒng)玻璃纖維風(fēng)葉輕20%-30%。大絲束碳纖維由于其減重、耐腐蝕性，性能優(yōu)于傳統(tǒng)材料，隨著技術(shù)和成本的突破，碳纖維逐步成為風(fēng)電葉片、梁的主要材料。

大風(fēng)機(jī)背景下，葉片直徑屢創(chuàng)新高，風(fēng)電葉片直徑和風(fēng)塔高度大型化成主要趨勢(shì)。葉片直徑的增長(zhǎng)意味著更大的掃風(fēng)面積，可有效增強(qiáng)捕風(fēng)能力，從而帶動(dòng)發(fā)電效率的提升。從葉片直徑來(lái)看，2013-2015年，105、110和111米的葉片替代了原來(lái)的93米葉片，成為行業(yè)主流。2016年和2017年，115米和121米葉片是絕對(duì)主力葉型。2018年，121米葉片占領(lǐng)了大部分市場(chǎng)，131米葉片也開(kāi)始批量生產(chǎn)。目前新增裝機(jī)的平均直徑已超過(guò)120米。

三、碳纖維應(yīng)用之體育休閑

碳纖維在體育休閑市場(chǎng)中，主要應(yīng)用于高爾夫球桿、曲棍球棍、網(wǎng)球拍、釣魚(yú)竿、自行車架、滑雪板、賽艇等高端體育休閑領(lǐng)域。這些應(yīng)用同樣主要基于碳纖維的輕質(zhì)、高強(qiáng)度、高模量、耐腐蝕等特點(diǎn)。例如碳纖維復(fù)合材料制作的高爾夫球桿比金屬桿減重近50%，碳纖維自行車較鋁材減重40%且實(shí)現(xiàn)更高的車架精度。釣魚(yú)竿、球拍、滑雪板、高爾夫球桿等體育用品的碳纖維多使用大絲束碳纖維(≥24K)。體育休閑是國(guó)內(nèi)碳纖維應(yīng)用的強(qiáng)勢(shì)領(lǐng)域，中國(guó)主導(dǎo)的體育休閑器材，大約占據(jù)全球的90%因?yàn)橐咔榈脑?，大家有更多時(shí)間投入在體育休閑中，這帶動(dòng)了器材較高速的增長(zhǎng)?？梢哉f(shuō)體育休閑領(lǐng)域是中國(guó)碳纖維復(fù)合材料市場(chǎng)的壓艙石。

更多關(guān)于行業(yè)未來(lái)投資前景規(guī)劃及相關(guān)數(shù)據(jù)分析，可以點(diǎn)擊查看中研普華產(chǎn)業(yè)院研究報(bào)告《2024-2028年中國(guó)碳纖維行業(yè)供需分析及發(fā)展研究報(bào)告》。

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  2024-2028年中國(guó)碳纖維行業(yè)供需分析及發(fā)展研究報(bào)告

  碳纖維行業(yè)是指涉及碳纖維的生產(chǎn)、研發(fā)、應(yīng)用等各個(gè)環(huán)節(jié)的行業(yè)。碳纖維是一種含碳量在90%以上的高強(qiáng)度、高模量的新型纖維材料，具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕、高模量、密度低、無(wú)蠕變、良好的導(dǎo)...

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