碳纖維按纖維數(shù)量可以分為小絲束和大絲束,按力學(xué)性能可以分為高強(qiáng)型、高強(qiáng)中模型、高模型、高強(qiáng)高模型四類。小絲束碳纖維初期以1K、3K、6K為主,逐漸發(fā)展為12K和24K,主要應(yīng)用于國(guó)防軍工等高科技領(lǐng)域以及體育休閑用品領(lǐng)域,如飛機(jī)、導(dǎo)彈、火箭、衛(wèi)星和漁具、高爾夫球桿、網(wǎng)球拍等。大絲束碳纖維通常指48K以上的碳纖維,包括48K、60K、80K等,主要應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域,包括紡織、醫(yī)藥衛(wèi)生、機(jī)電、土木建筑、交通運(yùn)輸和能源等。碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展形成了高性能和低成本兩條路徑。
(1)在航空航天領(lǐng)域,碳纖維復(fù)材的性能提升促進(jìn)了其大規(guī)模應(yīng)用。高性能碳纖維旨在持續(xù)提升碳纖維強(qiáng)度、彈性模量,拓展碳纖維復(fù)材在航空航天的應(yīng)用占比,例如碳纖維復(fù)材在飛機(jī)上的應(yīng)用,早期20世紀(jì)80年代,只用作非承力構(gòu)件,用量占比只有5%-6%,隨著碳纖維復(fù)材性能提升,逐漸用作次承力構(gòu)件和主承力構(gòu)件,用量占比達(dá)到50%。
(2)在工業(yè)領(lǐng)域,碳纖維的成本降低促進(jìn)了其大規(guī)模應(yīng)用。20世紀(jì)90年代中后期,大絲束碳纖維技術(shù)取得重大突破,強(qiáng)度達(dá)到T300級(jí),同時(shí),大絲束碳纖維預(yù)浸料制備也取得突破?;诖蠼z束碳纖維采用民用腈綸原絲,并具有更高的生產(chǎn)效率,其成本僅為小絲束碳纖維的20%左右。
在風(fēng)電葉片等需求牽引下,近年來(lái)國(guó)內(nèi)大絲束碳纖維生產(chǎn)企業(yè)相繼攻關(guān),迎來(lái)了大絲束碳纖維發(fā)展熱潮。航空航天領(lǐng)域,第二代碳纖維漸成主流,隨著國(guó)內(nèi)武器裝備發(fā)展以及國(guó)內(nèi)雙通道民航客機(jī)的發(fā)展,對(duì)第二代高性能碳纖維的需求有望快速增長(zhǎng)。得益于第二代碳纖維的性能相比第一代碳纖維有顯著提升,在裝備結(jié)構(gòu)中的用量占比或有進(jìn)一步的提升,從而對(duì)第二代碳纖維的需求將遠(yuǎn)超第一代碳纖維。根據(jù)中航復(fù)材,國(guó)產(chǎn)T800H級(jí)高強(qiáng)中模碳纖維增強(qiáng)高韌性雙馬樹脂基復(fù)合材料已在多個(gè)航空型號(hào)中完成或正在進(jìn)行飛行驗(yàn)證,并正向其他航空型號(hào)推廣應(yīng)用;國(guó)產(chǎn)T1100級(jí)碳纖維增強(qiáng)雙馬樹脂基復(fù)合材料在滿足力學(xué)性能要求的基礎(chǔ)上,也開始在多個(gè)航空型號(hào)上進(jìn)行應(yīng)用驗(yàn)證。
工業(yè)領(lǐng)域,國(guó)內(nèi)碳纖維產(chǎn)能規(guī)劃非常充足,國(guó)外大絲束碳纖維企業(yè)以并購(gòu)擴(kuò)大市場(chǎng)份額。根據(jù)《2023全球碳纖維復(fù)合材料市場(chǎng)報(bào)告》,2023年全球碳纖維的需求量為11.50萬(wàn)噸,國(guó)內(nèi)碳纖維需求量為6.91萬(wàn)噸。從產(chǎn)能規(guī)劃以及在建產(chǎn)能看,中復(fù)神鷹連云港將新增產(chǎn)能3萬(wàn)噸,寶武碳業(yè)子公司浙江寶旌將新增產(chǎn)能2萬(wàn)噸,恒神股份將新增產(chǎn)能2萬(wàn)噸,新創(chuàng)碳谷和上海石化2020年分別開始投建1.8萬(wàn)噸和1.2萬(wàn)噸碳纖維產(chǎn)能,新疆隆炬規(guī)劃產(chǎn)能5萬(wàn)噸,僅以上在建、規(guī)劃產(chǎn)能就達(dá)到了15萬(wàn)噸。國(guó)內(nèi)碳纖維企業(yè)紛紛擴(kuò)產(chǎn)或規(guī)劃擴(kuò)產(chǎn),而在國(guó)外碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程中,收購(gòu)整合是企業(yè)提升市占率和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的重要途徑。工業(yè)碳纖維生產(chǎn)中,降本是提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵因素之一。據(jù)東麗官網(wǎng)介紹,Zoltek生產(chǎn)的PX35碳纖維基于豐富的紡織類前驅(qū)體和專有的高通量工藝,是市場(chǎng)上成本最低的商用碳纖維。
國(guó)內(nèi),中復(fù)神鷹持續(xù)推進(jìn)降本降耗,2023年公司連云港本部實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品能耗再創(chuàng)新低,西寧基地單位碳纖維成本下降達(dá)20%;寶武碳業(yè)計(jì)劃通過(guò)增加原絲生產(chǎn)提升利潤(rùn)率,2023H1,受碳纖維行業(yè)產(chǎn)能擴(kuò)張競(jìng)爭(zhēng)加劇及下游需求階段性減弱和公司原絲對(duì)外采購(gòu)成本較高影響,公司碳纖維業(yè)務(wù)出現(xiàn)虧損,公司規(guī)劃兩期共6萬(wàn)噸PAN基碳纖維原絲生產(chǎn)能力建設(shè)。
國(guó)內(nèi)碳纖維產(chǎn)業(yè)相關(guān)上市公司包括航空航天和高端民用碳纖維全產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)光威復(fù)材、恒神股份,航空航天碳纖維領(lǐng)先企業(yè)中簡(jiǎn)科技,高端民用碳纖維企業(yè)中復(fù)神鷹、吉林化纖、上海石化等。(來(lái)源:中郵證券)
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