作者：古泉
按本文摘錄直2017年全球碳纖維複合材料市場報告作者為廣州賽奧碳纖維技術有限公司林剛先生感謝林剛先生分享精彩文章這裡只部分摘錄與中國碳纖維市場有關的部分
一中國碳纖維市場
1中國碳纖維需求-年份
2017年對於中國市場的需求統計我們開始加入了國產纖維的貢獻之前國產纖維在滿足市場需求方面份額與貢獻很少2017年實現了一個巨大的增量如果按此勢頭前行我們預計到2020年國產碳纖維有望與進口量平分秋色讀者要特別留意這個預測的前提按2017年的增長勢頭這裡有兩個重大信息一是市場需求的勢頭二是國產碳纖維的市場表現樂觀的信息是存在的但行業長期存在的問題並無重大改變所以對上面的預測可更多理解為對碳纖維行業的良好祝願
2017年國產碳纖維比2016新增了3800噸的銷量這個3800的新增需求來自哪兒呢從2014年以來國內碳纖維需求按照13-20%的速度增長增長的數據逐年攀升2015年比2014年增長13.4%2016年比2015年增長16.5%2017年比2016年增長20%從目前的市場情況看2018年比2017至少增長20%以上按照2017的20%的增長就出現傳統市場的大約3800噸的自然增長
我們對中國市場的需求數據的客觀性非常自信這裡面有詳實海關數據的支持也有對國內供應廠家需求大戶的反覆校核從2014年開始中國的市場的增長率不斷提升國際需求10%以上已經是一個非常樂觀的高增長了而我們從2015的13.4%2016年的16.5%到2017年的20%2018年的數據也會非常亮麗好風憑藉力送我上青雲祝願中國碳纖維產業能茁壯成長
2中國碳纖維需求-應用
體育器材依然佔據半壁江山這不僅是碳纖維的傳統市場更是中國碳纖維產業發展的市場根基這個市場我們會在後面的單項介紹中重點介紹
風電葉片用碳纖維與2016年基本持平VESTAS的需求強勁勢頭越來越猛供應格局有重大變化而另一條技術路線單向織物灌注工藝2017年也有很大的發展德國織物廠家薩泰克斯全年進口了113噸為國內風電葉片企業提供高滲透單向織物
今年的航空航天有較大的調整之前我們只是根據國內碳纖維廠家對航空航天的供應量HEXCEL對中國預浸料的出口來估算用量近幾年氰特上海每年都有200噸左右的預浸料同時又考慮到通用航空的需求無人機對碳纖維的需求總量從2016的400噸調整到2017的900噸
對於汽車行業的需求2016年的300噸我們是估算了眾多的汽車廠家包括新能源汽車的總體大致用量2017年我們增加了汽車改裝件行業以及為豪華車製造汽車零件的廠家所以把數據調到600噸
3中國碳纖維需求-來源
僅從國別來看國產碳纖維歷史上首次成為國內需求最大的供應商這是中國國產碳纖維的巨大進步但從實際的情況看韓國對中國的出口主要是東麗韓國公司的產品所以屬於日系產品墨西哥匈牙利及美國的一部分因東麗收購了ZOLTEK也屬於日系產品總計日系依然有9085噸的銷售量依然是中國市場最大的供應商
中國臺灣的銷量有較大幅度的增加從2016年3094到2017年的4203噸
ZOLTEK體系墨西哥匈牙利美國均有加大幅度的下滑對比2016年美國減少了624噸匈牙利減少了863噸墨西哥減少了50噸合計1537噸這是VESTAS體系對供應商的重大調整從去年以鹽城TPI公司及VESTAS天津體系調整到光威復材與江蘇澳盛碳纖維從ZOLTEK供應調整到主要由臺塑部分國產的供應上對於這個調整我們還不了解其中的詳細原因到底是VESTAS方面還是ZOLTEK方面
土耳其的進口量去年有一定幅度的下滑減少了288噸主要原因是2016年在國內經銷商有一定的庫存2017年在中國的實際銷售是增長的達到1100噸
另外值得關注是俄羅斯UMATEX公司去年向中國出口263噸纖維縱觀全球市場民用方面會應用碳纖維的國家並不多中國無疑是個包容性很強的大市場
日本與韓國主打的是碳纖維小絲束的傳統市場這也是目前我國絕大部分碳纖維企業賴以生存的主市場之所以包含韓國主要是考慮東麗在韓國的4700噸的碳纖維產能與相關後續工藝可以看出一個趨勢總體上日系碳纖維在華的銷售是穩步上升的儘管這些年有中國臺灣土耳其及中國廠家的激烈的競爭與市場蠶食其中東麗韓國的出貨量在穩定增長
中國碳纖維及中間材料的市場規模已經達到5.68億美元這些年是持續高速增長的中國國產的噸數儘管超越日本但金額上有較大的差距我們依然按照18美元大約115元/公斤來核算國產碳纖維的價格其中既考慮了高價量小的軍品纖維也考慮了BC等品的低價位
2017年我們將各主要供應國的纖維的3年的價格做了一個對比國產纖維的價格是增長的日本是波動的中國臺灣是遞減的俄羅斯的售價是最低的
值得關注的是2017年只有日本與美國來源的纖維價格高於國產纖維其他國家與地區的價格均低於國產纖維希望大家清醒地認識到這並非質優而貴政府的保護政策不可能是永遠的
二中國碳纖維產業
1中國碳纖維企業理論產能
2017年我們不統計殭屍企業超過一年不運行且裝置不穩定統計全國的理論產能為26,000噸
A產能千噸以上7家公司中復神鷹擴產千噸線一條吉林精功精功集團與吉林化纖的合資企業擴產1500噸線一條太鋼鋼科擴產千噸線一條
B產能在500-1000噸之間4家公司
C產能在100-500噸之間7家公司
D產能在100噸以下2家公司
在26,000噸中銷量大約是7400噸銷量/產能比為28.5%國際的銷量/產能比為57.2%去除中國因素其他國家的銷量/產能比為63.4%所以對於國產碳纖維企業提升銷量/產能比是個重要的任務
2017年產業集中度在加速7家千噸級碳纖維企業的理論產能已經佔到全國的84.8%我們相信這個產業集中度在今後幾年還會加速
2中國碳纖維項目運行效益分析
我們從項目建設與財務的角度來觀察碳纖維廠的經濟效益產生的要素
I. 碳纖維企業要經歷五個主要階段階段A-建設期階段B-試生產階段C-穩定期階段D-達標期階段E-滿意期達標期與滿意期是有細微差異的在纖維價格上也有差異
II. 碳纖維確實是個燒錢的行業任何廠家都有建設期與試生產期但廠家之間有周期差異主要體現在建設者的系統工程技術能力這包括整線工藝布置的合理性設備的穩定性工藝或設備整改會耗費大量時間尤其是工藝與設備的適配性問題穩定期與達標期是真正燒錢的周期幾乎所有的生產成本投入了但產出的是BC等品甚至是等外品在市場上基本賣不起價格甚至賣不出這是我們絕大部分碳纖維企業均經歷過的痛苦期這個痛苦來自缺乏工藝優化技術及品質穩定技術這其中包含原絲的品質穩定性與工藝優化的空間但是更多是碳化技術的水平這個過程(包含建設期+試產期)只要有81個月6.75年生產線的投入資本基本就燒完了
III. 從A-建設期開始到D-產品達標周期長短是檢驗碳纖維投資項目成敗的重要標準目前國際水平基本是12-14個月這個產品達標不僅包含生產線A等品的比例應該是90%以上還包含產品的預計成本達標這其中資本投入能耗消耗原絲得率人工消耗均要達標這個達標周期可以成為一個單位工程能力與效益的評價指標對於工業企業我們企業家與媒體用從關注試生產期間的個別纖維指標超過XX公司轉移到關注達標周期有多長只有生存這些技術能力才有持續的機會
IV. 對於計劃投資碳纖維產業的投資者在當今的發展階段如果現在您還根據上述的燒錢周期來規劃項目您一定會成為行業眾多烈士中一員當然任何一個行業只要技術沒有達到天花板均存在利用技術重大創新機遇站高一步自然趕上前人的商機這些洞察與研究不可能是您投資部門幾個人研究一些網絡資料就能決策的複雜技術產業的決策難度遠遠高於簡單製造業複雜技術產業在建設之前就很可能註定要失敗項目執行過程中的調整與挪騰空間受限所以在項目投入之前花足錢與做足行業精算而不是盲目上馬後去燒錢
3中國碳纖維產業新發展
首先值得祝賀的是吉林化纖集團吉林碳谷的原絲戰略的實施與成效2017年實現銷售超過5000噸2018年有望有更大增長國際碳纖維曾經的運行規則是對原絲技術嚴加保密基本不對外銷售目前也只有三菱麗陽與德國西格裡做原絲戰略合作吉林化纖改寫了這個規則把原絲商品化向世界供應這會對世界產業格局產生影響
作為原絲領域另一家重量級企業中石化上海公司是國內少有的擁有自主腈綸技術裝備完全國產化的企業具備在現有的腈綸裝置上局部改動生產原絲的技術能力且小批量生產的48K原絲碳化後取得了較高的性能
我們熱切的希望上述兩家世界級腈綸企業製造出大規模低成本差異化工業用原絲商品為世界的碳化客戶服務為擴大產業全球規模做出貢獻同時更要肩負振興民族碳纖維產業的責任與使命用更優的品質與成本去全力支持中國的碳化企業的發展讓碳化廠去除後顧之憂全副精力搞好碳化技術與工程
中復神鷹走的是市場自由競爭下高性能特色小絲束之路裝備的國產化程度高與同類企業對比有成本優勢
江蘇恆神與康得新集團包含中安信康得復材康得碳谷均走的是深入應用的全產業鏈建設思路恆神去年在軌道交通的研發上取得重大進展康得復材在汽車應用取得實質性進展康得碳谷與康得復材均有宏偉的建設目標正在熱火朝天的建設過程中
光威復材中簡科技太鋼鋼科均是以航空航天為核心效益資產並努力向工業領域進發光威復材既是纖維企業也成為中國最大的碳纖維應用單位強勁的自身應用需求有助於提升其工業級碳纖維的製備水平
浙江精功集團是以碳化及復材為特色的新銳企業去年的產能到3500噸銷售業績喜人2018年底將會新增3000噸產能旗下精功科技在成套碳化線裝備方面與歐洲合作在裝備國產化方面做了很多卓有成效的工作並體現在生產線的開機率上
寧波材料所一直耕耘在高模碳纖維的研發上隨著製備技術的提升模量不斷攀升現已經基本達到M60J的水平對比M60J性能寧波所的纖維強度更高是高模高韌型新品種
三複合材料應用發展趨勢與展望
1航空航天應用市場
市場的發展趨勢如下圖2017年對碳纖維的需求量為19,200噸
航空航天市場的分市場份額噸如下圖
商用飛機對碳纖維需求驅動是巨大的2017年根據波音及空客的官網信息波音的復材飛機B787交付136架與2016年持平而空客的復材飛機A350XWB交付了78架比2016年增加60%所以商用飛機碳纖維的用量增加主要來自空客
上面東麗網站摘錄的商用飛機的發展計劃主要體現了幾個信息國際商用飛機的發展趨勢是越來越聚集中小型飛機波音與空客在2017年9月前分別手握4633架B787-1471架和4325架A350XWB-1056架訂單
2體育休閒應用市場
體育休閒市場十年來的需求發展情況如下2017年的需求量為13,200噸
體育市場的分市場份額如下
碳纖維與體育強國
1971年日本東麗開始了工業化碳纖維生產產能1噸/月1972年日本公司Olympic在展覽會上使用東麗碳纖維製造的魚竿Seiki同一年的太平洋高爾夫大師賽Gay Brewers 使用碳纖維球桿贏得冠軍這激發了市場購買與使用高爾夫黑桿身black shaft golfclubs的熱情世界碳纖維的發展初期就與體育器材結下了不解之緣
談及碳纖維體育器材產業就不得不提中國臺灣清華大學吳泉源先生的文章-奠定復材製造王國的領航者中國臺灣網球拍產業發展回顧文中提到1978 年由光男公司從國外引進碳纖維複合材料開始製造碳拍之後短短的幾年間不但淘汰了木製球拍改變了世界網球拍的產銷結構成為網球拍王國而且奠定了中國臺灣在全球複合材料加工技術上重要的地位在文章的最後吳先生充滿激情的表達了這是一個世界級的技術史故事中國臺灣網球拍產業奮鬥的歷史軌跡至今依舊是許許多多產業努力奮進的標杆從網球拍開始中國臺灣持續努力在高爾夫球桿釣魚杆曲棍球桿自行車等各個碳纖維領域均取得了舉世矚目的佳績通過在大陸的投資設廠將大陸的碳纖維體育器材帶動起來這個淵源我們不應該忘記
碳纖維體育器材全球絕大部分製造在大中華地區歐美日本品牌商主要是品牌運營參與技術研發的投入不多我們企業的利潤空間有限技術創新能力也有限導致目前的主流工藝大量依靠人工缺乏自動化因此製造成本也較高這些因素共同導致了產品價格高昂不能普及到尋常百姓家體育器材有著與工業產品迥異的輕量化價值我們的汽車工程師可以在他的零件上算計每一分錢個人購買體育器材時他會因為1克重量和手感毫不猶豫多支付幾百元
先進體育器材與科學訓練方法正成為提高運動成績的有力支撐; 在提升運動成績的同時先進體育器材可獲得美譽度利於器材在群眾體育中的推廣形成品牌效應從而形成高利潤產業並反哺競技運動獲得更好的成績為運動員的退役後提供更多的職業選擇體育器材是將碳纖維材料優勢發揮得淋漓盡致的領域陸海空冰水雪處處可見碳纖維料替代天然材料與金屬材料而產生的更快更高高強競技傳奇也衍生出一輪輪波瀾壯闊的工業技術創新輝煌中華民族含中國臺灣是全球碳纖維體育器材製造大國由於器材工業設計技術及品牌運營經驗的欠缺我們守著一個全球最大潛力的市場卻不得不面對洋品牌漫天飛製造工廠血汗化的殘酷現實增強技術製造能力集成國際設計經驗國家助力品牌運營競技產業共同進步這就是時代與民族需要的先進碳纖維體育器材強國計劃
3風電葉片應用市場
2017年低風速風場和海上風電共同推進了葉片的大型化發展碳纖維在風電領域持續高速增長VESTAS在與臺塑籤訂碳纖維長期供應合同之後2017年6月VESTAS與土耳其籤訂了為期四年價值3億美元的梁帽拉擠板合同去年年底到今年年初ZOLTEK相繼宣布在墨西哥與匈牙利擴產將目前的14,900噸產能提升到25,000噸
2016年與2017年中國風電碳纖維複合材料供應還出現一個劇烈的變化2016年TPI為VESTAS製造葉片及VESTAS相關企業共進口了2465噸碳纖維而今年這個集團只進口了240噸纖維而市場的總量不變這些差額主要由光威復材與江蘇澳盛承擔了我們認為這主要是VESTAS的工藝轉變而帶來的供商劇變堅定了拉擠片材製備梁帽的工藝路線
國際主要採用碳纖維製造風電葉片的企業是VESTASGEMESA-SIEMENSNordexSenvionGE集團去年併購了LM重要的碳纖維葉片製造商還有TPI(主要為VESTAS 與Senvion 提供葉片)和巴西的Tecsis主要為GE提供葉片去年TPI宣布利用SENVION的RodPack拉擠棒技術為其生產葉片
我國主要的葉片製造商洛陽雙瑞科技中材科技重通葉片明陽風電中復連眾時代新材等均在積極推進碳纖維應用去年6月雙瑞5MW83.6米的中國最長海上風電葉片下線這款葉片採用的是碳纖維織物灌注工藝的梁帽
4汽車應用市場
汽車復材市場不得不先談到寶馬公司I3電動車根據寶馬公司年報I3去年銷售了31,482輛同比增長23.3%寶馬公司人員多次抱怨碳纖維複合材料成本太高有傳言要回到鋁合金車身去年SGL回購了與寶馬汽車合資的汽車用碳纖維廠的股份去年行業內對寶馬的Carbon Core 7系車採用的混合材料思路沒有前年那麼熱鬧了
去年除了電動車燃料汽車開始持續升溫各大汽車廠加大了投入燃料電池堆主流採用的是碳纖維紙東麗開始擴建碳纖維紙的工廠產能將是目前的5倍之多同時儘管各類儲氫的創新目前看來採用高壓碳纖維氣瓶還是個最佳的選擇35&70MPA氫氣瓶成為市場的熱點
以東麗為首的日系碳纖維廠家在積極推動汽車復材的應用尤其在收購了ZOLTEK的低成本碳纖維後東麗從之前的研發快速轉到實業布局上近幾年收購了不少汽車復材相關的國際公司
關於汽車復材市場我們有如下的看法
A. 對於不得不用碳纖維的如燃料電池的擴散層碳紙氫氣瓶這是重點
B. 要遵循汽車行業採用碳纖維的規律從F1賽車到超級豪華限量版車再到豪車直接從普通家用汽車入手無論是否新能源高成本的問題不是一時半會能解決的
C. 汽車廠家要做產品全周期輕量化價值評估價值不超過當前昂貴的碳纖復材不要浪費科研資源
5壓力容器應用市場
壓力容器方面主要是如下三個方面:
A傳統市場,主要是呼吸氣瓶CNG 氣瓶市場小幅度平穩發展
主要驅動碳纖維的需求增長的市場如下
BCNG複合拖車長管在Hexagon Lincoln的推動下其最新款TITAN XL40尺櫃15000標準立方米2015年在拉美試運行2016年7月獲得美國交通部上路許可國內主要是中材科技成都有限公司在推動這個產品並取得很大成效
C氫氣瓶市場氫燃料電池汽車用氣瓶主要使用三型瓶金屬內膽複合材料全纏繞氣瓶和四型瓶塑料內膽複合材料全纏繞氣瓶其中三型瓶一般用於公交巴士及物流車等領域工作壓力35MPa四型瓶一般用於乘用車工作壓力70MPa
發達國家的主要氣瓶廠家HexagonDynetek豐田等公司的高壓複合氣瓶技術能力和市場份額遙遙領先Dynetek公司的三型瓶佔據了目前國際市場的較大份額而Hexagon是目前四型氣瓶方面的行業領導者豐田公司自行研發的70MPa四型氣瓶已經批量應用於其Mirai商業化燃料電池車型
國內研發和製造氫燃料三型瓶的企業主要有中材科技成都有限公司北京天海工業有限公司瀋陽斯林達安科新技術有限公司北京科泰克科技有限責任公司張家港富瑞特種裝備有限公司中集集團等而四型瓶僅僅處於研發階段
壓力容器是展現碳纖維拉伸性能及離散性的最佳應用根據氣瓶爆破壓強計算的纖維拉伸強度的釋放比例是一種重要的工藝指標精確設計精確網格成型工藝自動化製造是重要的發展方向
6建築應用市場
建築領域是碳纖復材可以發揮重大作用的領域主要應用是對老危建築的補強該市場目前主要採用碳布手糊現場粘接的工藝與建築物的粘接性是工程質量的關鍵
利用碳纖維複合材料抗震防震是歐美日本的研究重點國外經驗證明利用碳纖維複合材料加固後的房屋具有良好的抗震防震效果我國的建築質量與西方有一定差距尤其是震區的危房加固相關的國家政策與加固研發還有大量的工作可為
除了普通建築的補強橋梁隧道各類工業管道的補強碳纖維複合材料均有很大的應用潛力隨著國產碳纖維及複合材料的發展這些領域也大有可為
橋梁的拉索的複合材料化是日本研發的重點我國也曾經做過一些研究. 這其中有一定的技術問題比如橫切風對碳纖維徑向的剪切與金屬連接問題但總體上推進乏力
上述的領域中國均有其他發達國家不可比擬的市場優勢國際最頂級的設計師基本都在中國設計機場標杆建築與橋梁因質量不合格需要補強的建築物恐怕中國也是世界之最這麼好的應用市場怎麼驅動不出好技術呢沒有發達國家的技術指引我們似乎就迷路了習慣了模仿我們失去了思考能力
7碳碳復材應用市場
碳碳復材的主要市場及情況如下
飛機剎車盤市場2009 年美國Honeywell 公司已開始將波音737 系列飛機從粉末冶金剎車盤改裝成碳剎車盤意味著在若干年後波音與空客所生產的飛機將全部裝備碳剎車盤國際上飛機碳剎車盤生產企業主要有法國的Messier-Bugatti 公司美國的Honeywell 公司B.F. Goodrich公司Goodyer 公司和英國的Dunlop 公司中國的飛機剎車盤主要有中航飛機股份有限公司西安制動分公司博雲新材西安超碼等廠商每架商用飛機大約需要234公斤碳纖維source江蘇天鳥高新技術有限公司
航天部件碳碳複合材料以其優異的性能成為大型固體火箭喉襯發動機的噴管擴散段端頭帽等的首選材料
熱場部件以直拉單晶爐和多晶鑄錠爐等太陽能矽片生產設備為代表的高溫熱工裝備中均需要碳碳熱場材料大直徑工業爐用的碳碳複合熱場材料多由國外廠家提供主要廠家包括德國的SGL公司日本的東海碳素公司等國內從事碳碳複合熱場材料的單位包括西安超碼航天睿特博雲新材中南大學南方搏雲等
預製體是碳碳復材重要的製造環節主要有預氧化纖維製作的預製件非連續碳絲準三維針刺預製件細編穿刺與正交三向等結構的織物預製體等中材科技南京玻璃纖維研究院江蘇天鳥高新技術有限公司天津工業大學複合材料研究所江蘇飛舟高新科技材料有限公司是傑出代表
來源：雪球