我国碳纤维行业规模、产能产量、消费量不断增长风电叶片是主要应用领域

2022-06-06 09:10

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碳纤维是一种含碳量有90%以上的无机纤维，是用腈纶和粘胶纤维做原料，经高温氧化碳化而成，具有耐高温、抗摩擦、导电、导热及耐腐蚀等特性。同时由于碳纤维具备耐高温、耐腐蚀、导电导热性好等优良性质，被称为新材料之王，也被称为“黑色黄金”。碳纤维不仅在航空航天等军工领域有不可替代的地位，在风电叶片、体育休闲、压力容器、建筑防护、汽车交通等领域也大放异彩。

碳纤维按照原丝类型分为聚丙烯腈（PAN）基、沥青基和粘胶基，按丝束规格可以分为24K以下的宇航级小丝束碳纤维(1K的含义为一条碳纤维丝束含 1000 根单丝）和 48K 以上的工业级大丝束碳纤维，按形态可分为长丝、短纤维和短切纤维，按力学性能分为通用型和高性能型。其中基碳纤维综合性能最好、生产工艺成熟简单、应用最广、产量最高、品种最多，是目前全球碳纤维市场的主流碳纤维产品，产量占全球碳纤维总产量的90%以上。

资料来源：观研天下整理

一、市场发展现状

1、市场规模

根据观研报告网发布的《中国碳纤维行业现状深度研究与发展前景预测报告（2022-2029年）》显示，碳纤维是发展国防军工与国民经济的重要战略物资，是轻质高强的航空航天材料，具有很高的技术壁垒。

相对与碳纤维研发与制造发达国家，碳纤维在我国的发展相对较晚，并且无论是研发成果还是制造工艺，与发达国家相比存在一定差距。但近年来随着碳纤维及复材的重要性不断凸显，我国陆续出台了一系列鼓励政策对碳纤维行业的发展给予了巨大的政策支持，例如《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》《关于扩大战略性新兴产业投资培育壮大新增长点增长极的指导意见》等。这些政策明确了碳纤维的重要战略地位和发展方针，为碳纤维行业的发展提供了长期驱动力，并大力推动碳纤维材料研发。

自2017年以来，我国碳纤维市场规模一直保持增长趋势。数据显示，2020年，我国碳纤维市场规模为10.26亿美元，同比增长24.82%；2021年我国碳纤维市场规模12.12亿美元，同比增长18.12%。

数据来源：观研天下整理

2、产能

随着我国碳纤维行业相关技术不断提升，在自主研发方面不断突破，使得2017-2021年我国碳纤维产能不断加大。数据显示，2021年我国碳纤维产能从2017年的2.55万吨增长至3.94万吨。

数据来源：赛奥维纤维，观研天下整理

3、产量

随着碳纤维企业整体技术水平正在不断提升，产能利用率呈现出不断增长的趋势。2017-2021年我国碳纤维产量不断增长。数据显示，2020年我国碳纤维产量达1.85万吨，同比增长51.66%；2021年我国碳纤维产量达2.77万吨，同比增长49.73%。

数据来源：赛奥维纤维，观研天下整理

4、消费量

受体育用品及风电叶片的强劲增长带动，2017-2021年中国碳纤维消费量不断增长。数据显示，2020年我国碳纤维消费量达4.88万吨，同比增长29.1%；2021年我国碳纤维消费量为5.25万吨，同比增长7.58%。

数据来源：赛奥维纤维，观研天下整理

二、主要下游市场分析

碳纤维是一种应用前景十分广阔的战略性新材料，目前广泛应用于航空航天、海洋工程、新能源装备、工程机械、交通设施等领域。其中风电叶片是主要应用领域，占比达到了40.96%；其次为体育领域，占比为29.88%。

数据来源：观研天下整理

1、风电叶片

风电叶片是风电机组中将自然界风能转换为风力发电机组电能的核心部件,也是衡量风电机组设计和技术水平的主要依据。因碳纤维质量轻，风电叶片中部分结构使用碳纤维或碳纤／玻纤混合材料在性能及综合成本上将更具优势。而预计未来风力发电将向大功率、长叶片、轻量化方向迈进，当风力机超过3MW、叶片长度超过40 米时，碳纤维己成为必然选择。

风电叶片是风电机组的重要组成部分，约占风电总成本的24%左右，是最关键的零部件组成。根据数据，在风电装机容量方面，截至2021年我国风电装机容量为32848万千瓦，同比2020年增长16.68%。预计随着终端电力需求持续增长，能源需求仍是未来关键，将带动风电叶片产业整体需求持续上升，从而也将带动碳纤维需求的上升。

数据来源：国家能源局，观研天下整理

2、体育用品市场

在体育用品的生产领域中，碳纤维可代替传统木材作为生产原材料。并因具备更轻，更坚硬，更耐用，更具吸收性冲击和振动的优点，在运动领域得到了用武之地，主要用于制造高尔夫球杆、球拍、自行车等运动器械。

近年来我国针对促进体育产业发展陆续出台了《体育强国建设纲要》、《全民健身计划(2021—2025年)》等一系列扶持政策，以推进体育产业的高质量发展。而在政策利好的背景下，位于体育产业上游的体育用品行业需求将随着体育锻炼人数增加、体育场馆服务和体育培训教育项目的增长而上升，未来体育用品行业有望继续增长。从而使得对应的碳纤维市场规模将进一步增长。

2016-2018年中国体育用品零售商品销售额逐年增加，2019年中国体育用品零售商品销售额达到261亿元。新冠肺炎疫情对我国体育用品行业造成一定的影响，人们参与相关户外体育活动的大幅降低。结合行业经营环境及行业营收情况预计，2020年中国体育用品零售商品零售额在230亿元左右。具体如下：

数据来源：国家统计局，观研天下整理

预计随着国民经济实力的发展和“全民健身”倡议的普及，群众有能力参与的体育项目逐渐多样化，健身房的市场规模也逐步扩大，消费者对体育用品的质量要求进一步提升。我们预计在体育产业上行的背景下，体育用品对应的碳纤维市场还将进一步增长。

3、航空航天

碳纤维的耐高温，耐磨，耐腐蚀性，低重量等优点在军民航空及国防航天领域发挥着无可替代的作用。航空飞机中使用碳纤维可在不降低强度的条件下有效降低结构质量，实现更高的飞行性能，主要用于机翼、口盖、前机身、中机身、整流罩等部件的生产中。目前国内航空航天行业的现状是需求提振和国产替代强力驱动，“内需+外贸”双双提振。因此未来国产大飞机的量产及国防军机的更新换代，将推动碳纤维的市场需求上行。

以大飞机为例，近十年来，我国民航飞机保有量总体保持快速增长态势，不断拉动国产碳纤维的用量。根据国家民航局发布的报告显示，截至截至2021年底，民航全行业运输飞机期末在册架数4054架，比上年底增加151架。其中，客运飞机达3856架，货运飞机达198架。

数据来源：国家民航局，观研天下整理

另外工信部发布的《中国制造 2025 重点领域技术路线图》的显示，将国产碳纤维材料作为国产大飞机的战略材料。随着未来国产大飞机不断放量，兼国家政策予以支持，商用飞机碳纤维市场未来可期。

军用碳纤维未来需求不容小觑。据了解，而军用飞机将碳纤维复合材料用于机翼、口盖、前机身、中机身、整流罩等主要部件，减轻飞机的重量，增加其有效载荷。而军机数量在十三五期间完成快速积累。数据显示，2020年我国军机数量达到了3260架。预测未来 10 年，我国新增三代及四代战机的需求预计在 1000-1500 架左右，碳纤维的年需求量约为 200 吨。

数据来源：观研天下整理

4、汽车制造

由于具有比模量和比强度高、减重潜力大、安全性好等突出优点，因此碳纤维几乎可以用于汽车的各个部件，例如外观组件，电池盒，动力总成、刹车系统等，是汽车轻量化的最佳选择。目前各大型汽车公司都在不断尝试使用碳纤维来提高车辆的性能，随着新能源汽车的发展，预计未来碳纤维在汽车领域的需求将进一步快速增长。碳纤维在汽车制造领域的主要应用有电池盒、刹车系统、CFRP 轻量化组件等。

汽车是最重要的现代化交通工具。汽车也是数量最多、最普及﹑活动范围最广泛、运输量最大的交通工具。自2018年开始“遇冷”后，消费主力减少，以及近年来我国城市公共交通的完善、高铁线路网的扩散、城市限行等影响从而造成了汽车销量低迷的状态。

而虽然汽车整体市场表现低迷，但整体依然保持较高的水平，尤其是近几年来随着环保化、绿色化发展成为主流趋势，新能源汽车市场表现活跃。随着新能源汽车的进一步推广，汽车产销量也有所增加。数据显示，2021年我国汽车保有量为3.02亿辆，同比增长7.5%；汽车产量为2608.2万辆，同比增长3.4%；汽车销量为2627.5万辆，同比增长3.8%。但进入2022年，由于疫情多点散发等因素影响，汽车产销均有所下降。2022年1-4月，我国汽车产销分别完成769.0万辆和769.1万辆，同比分别下降10.5%和12.1%。