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基于未來全球能源工業(yè)領(lǐng)域?qū)μ祭w維需求的持續(xù)爆發(fā)，以及碳纖維產(chǎn)能的快速擴(kuò)張，必然推動(dòng)全球碳纖維價(jià)格出現(xiàn)快速下滑，并將推動(dòng)下游需求的急速放量。而中國碳纖維產(chǎn)業(yè)在未來一段時(shí)間，必將在中低端產(chǎn)品中異軍突起，利用成本優(yōu)勢快速催動(dòng)本國需求崛起，并將占領(lǐng)全球中低端市場主流。我們對(duì)碳纖維行業(yè)給予“看好”評(píng)級(jí)。
碳纖維：先進(jìn)復(fù)合材料中最重要的增強(qiáng)材料 copyright 123456
碳纖維是利用各種有機(jī)纖維在惰性氣體中、高溫狀態(tài)下，以碳化方法制得的含碳量90%以上的纖維狀碳素材料。碳纖維是高性能纖維中具有最高比強(qiáng)度和最高比模量的纖維(強(qiáng)度高于鋼鐵材料10倍，質(zhì)量僅有鋁材的1/2)，除具有優(yōu)異的力學(xué)性能外，還兼具低密度、耐高溫、耐腐蝕、耐摩擦、抗疲勞、震動(dòng)衰減性高、電及熱傳導(dǎo)性高、熱膨脹系數(shù)低、光穿透性強(qiáng)、電磁屏蔽型好等諸多優(yōu)良性能，因而碳纖維成為先進(jìn)復(fù)合材料中最重要的增強(qiáng)材料，是國防軍工和國民經(jīng)濟(jì)中均具有舉足輕重地位的戰(zhàn)略原材料。 本文來自123
碳纖維產(chǎn)業(yè)是由原絲(PAN)生產(chǎn)再到預(yù)浸料再到具體的終端廠家這么一個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈。當(dāng)生產(chǎn)PAN基碳纖維的時(shí)候，被稱為“母體”的聚丙烯腈纖維首先要通過聚合和紡紗工藝加工聚丙烯腈而成。然后，將這些母體放入氧化爐中在200到300攝氏度進(jìn)行氧化。另外，還要在碳化爐中，在溫度為1000到2000攝氏度間進(jìn)行碳化制成碳纖維。 copyright 123456
應(yīng)用領(lǐng)域深入拓展碳纖維需求爆發(fā) copyright 123456
自20世紀(jì)70年代，碳纖維在航天航空領(lǐng)域應(yīng)用以來，其應(yīng)用潛力日益受到各國高度重視。隨著碳纖維原絲工藝技術(shù)的逐漸成熟，干噴濕紡和射頻法新工藝正逐步取代傳統(tǒng)的干法和濕法紡絲，碳纖維品質(zhì)的提升節(jié)節(jié)攀升、價(jià)格顯著下降，極大的拓展了高性能碳纖維的應(yīng)用領(lǐng)域。在碳纖維品質(zhì)提升與價(jià)格下降的雙推動(dòng)下，能源工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用將進(jìn)一步深化發(fā)展。 123,123
能源和工業(yè)領(lǐng)域成就碳纖維需求快速爆發(fā) copyright 123456
2010年能源和工業(yè)用途的碳纖維需求總量已占到PAN-CF總需求量的50%以上，我們預(yù)計(jì)到2019年能源和工業(yè)領(lǐng)域的需求可望提高至75%，并長期推動(dòng)碳纖維需求的急速前行。根據(jù)我們測算，由于風(fēng)電葉片、壓力容器、汽車等行業(yè)的需求快速釋放，能源和工業(yè)領(lǐng)域的碳纖維需求量將從2011年的2.96萬噸增長至2019年為10.5萬噸，CAGR高達(dá)17%。 123456
(1)CFRP在風(fēng)電葉片領(lǐng)域快速滲透，成碳纖維最大需求端。風(fēng)能是一種可以長期利用的可再生自然資源。目前，風(fēng)電技術(shù)已很成熟，風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的關(guān)鍵部件：葉片，現(xiàn)多使用玻璃纖維增強(qiáng)材料(GFRP)制造，但是GFRP難于滿足葉片尺寸加大對(duì)剛性的要求。碳纖維增強(qiáng)材料(CFRP)在葉片上的應(yīng)用，無疑將促進(jìn)風(fēng)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。風(fēng)力發(fā)電機(jī)超過3MW、葉片長度超過40m時(shí)，在葉片制造時(shí)采用CFRP已成必然的選擇。在大尺寸葉片生產(chǎn)中，由于材料用量、運(yùn)輸和安裝成本等的下降，CFRP葉片的成本反而比GFRP葉片低。另外，利用碳纖維的導(dǎo)電性能，通過特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可有效的避免雷擊對(duì)葉片造成的損傷。目前，就GFRP葉片的模量和強(qiáng)度來說，其臨界長度大約是60m，而CFRP的比強(qiáng)度是GFRP的2倍，比模量約是GFRP的3倍，采用CFRP葉片能有效的增加臨界長度。CFRP葉片大容量風(fēng)機(jī)已成為主導(dǎo)趨勢，這點(diǎn)在歐洲和亞洲非常明顯。 123456
風(fēng)電葉片一直是PAN-CF的一大市場，2010年以來，全球風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展明顯減速，而我國的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)已失去國家的扶持和補(bǔ)貼，在激烈競爭的環(huán)境下，風(fēng)電企業(yè)將更多的考慮經(jīng)營成本和風(fēng)險(xiǎn)，不僅要考慮每千瓦的造價(jià)，更要重視度電成本，從風(fēng)電投資、風(fēng)電場運(yùn)營維護(hù)成本和發(fā)電量等綜合考慮，長期來看，將有利于葉片的大型化和碳纖維化。隨著2011年全球風(fēng)電裝機(jī)增速有所下滑，但是預(yù)計(jì)2019年全球?qū)⑸a(chǎn)2.7萬臺(tái)風(fēng)機(jī)以及8.2萬片葉片，其中碳纖維增強(qiáng)塑料(CFRP)葉片將占全部葉片材料的7%左右，即需求量接近6.4萬噸/a.2010、2019年風(fēng)電所需碳纖維量分別為9990噸、64190噸，年復(fù)合增長率達(dá)到23%。
(2)碳纖維復(fù)合材料在CNG儲(chǔ)存的增長動(dòng)能極大。壓縮天然氣(CNG)是一種較理想的能源，具有成本低、效益高、無污染、使用安全等特點(diǎn)，作為汽車動(dòng)力和生活燃料來源已有幾十年歷史。作為CNG儲(chǔ)存容器的氣瓶是CNG動(dòng)力的關(guān)鍵部件。由于CNG汽車的逐漸推廣，CNG氣瓶將具有十分廣闊的前景。
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壓力容器是個(gè)具有較大增長潛力的CFRP終端市場，特別是汽車的壓縮天然氣瓶(CNG)，2010年的需求量為1480t，根據(jù)我們測算到2019年有望增至11470t，將增長8倍，約占碳纖維總量的10%，年復(fù)合增長率27.4%。
(3)碳纖維復(fù)合材料在汽車領(lǐng)域的增長不可忽視。當(dāng)前，汽車工業(yè)正面臨資源和環(huán)境的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，推進(jìn)汽車輕量化以降低油耗，是汽車工業(yè)發(fā)展的主題。復(fù)合材料因具有加工能耗低、輕質(zhì)高強(qiáng)、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)、耐腐蝕、成型工藝性好等優(yōu)點(diǎn)，成為汽車工業(yè)以塑代鋼的理想材料。據(jù)數(shù)據(jù)顯示，汽車用復(fù)合材料已占全球復(fù)合材料總量的23%以上，并呈逐步上升的趨勢。 本文來自123
同時(shí)，碳纖維復(fù)合材料在電動(dòng)車上的應(yīng)用空間更加巨大。以BMW為例，其生產(chǎn)的i3是第一款主要由碳纖維材料制成的量產(chǎn)汽車。新型碳纖維復(fù)合材料技術(shù)的應(yīng)用使得BMWi3的車身質(zhì)量比傳統(tǒng)電動(dòng)車減輕了250-350kg. 內(nèi)容來自123456
汽車領(lǐng)域?qū)⑹翘祭w維復(fù)合材料最具有潛力、需求量巨大的市場之一，特別是電動(dòng)汽車領(lǐng)域輕量化需求推動(dòng)下，2010年汽車產(chǎn)業(yè)的碳纖維需求量為2300t，根據(jù)我們測算到2019年有望增至9300t，年復(fù)合增長率17%。 內(nèi)容來自123456
(4)其它能源和工業(yè)領(lǐng)域也將出現(xiàn)不同程度的需求增量。在能源和工業(yè)的其它領(lǐng)域，以電力生產(chǎn)和輸送、石油開采為例，碳纖維復(fù)合材料都保持了不同程度的需求增量。
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實(shí)現(xiàn)核電清潔能源的關(guān)鍵是核燃料的供應(yīng)，一個(gè)核燃料生產(chǎn)工廠一般由數(shù)十萬臺(tái)相同的專用分離器組成，如果能夠提高每個(gè)分離器的生產(chǎn)能力，則整個(gè)工廠的生產(chǎn)能力會(huì)得到極大的提高。采用全碳纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的分離器，生產(chǎn)效率是第一代分離器的8倍多。 本文來自123
碳纖維在輸電領(lǐng)域的利用，主要是用來制作成碳纖維復(fù)合材料芯鋁導(dǎo)線(ACCC)。我國每年新增輸電線路100萬km，老化改造線路約20萬km，并且這個(gè)數(shù)字以每年50%左右的速度遞增，這為ACCC的大力推廣提供了潛在的需求市場。 內(nèi)容來自123456
碳纖維復(fù)合材料由于具有模量高、強(qiáng)度大(鋼的7-9倍)、耐腐蝕性強(qiáng)、易于修補(bǔ)、抗沖擊性強(qiáng)、熱膨脹系數(shù)和導(dǎo)熱性低、質(zhì)量輕又無浮力等諸多優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于深海石油平臺(tái)的結(jié)構(gòu)件，如臍帶管加強(qiáng)桿、錨鏈線纜、采油立管、柔性立管等上。碳纖維復(fù)合材料支撐的系纜可用于開采深度達(dá)3000m的深海作業(yè)平臺(tái)，且耐腐蝕性優(yōu)異，工作壽面可達(dá)25年。
本文來自123
我們預(yù)測核電、電力傳輸、石油開采等領(lǐng)域，每年的需求擴(kuò)張基本保持在年復(fù)合增長率9%左右，是能源和工業(yè)領(lǐng)域的另外極大重要領(lǐng)域。
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航天航空對(duì)碳纖維的需求依然可持續(xù)爆發(fā) copyright 123456
隨著B787、A-380、A-350和COMACC919等大型項(xiàng)目的強(qiáng)勁支撐，航空航天領(lǐng)域?qū)μ祭w維的需求依然會(huì)持續(xù)爆發(fā)。CFRP在飛機(jī)結(jié)構(gòu)材料的使用上限約為50%-55%，除B-787和A-380外，目前正在研發(fā)中的支線飛機(jī)(小于200座的窄體商用飛機(jī))有2種，一是上海的COMACC919，另外一種是莫斯科的蘇霍伊100民用飛機(jī)，他們預(yù)計(jì)將采用15-37%的符合材料。在2011-2020年的10年間，通用航空領(lǐng)域可望增加12400架飛機(jī)，公務(wù)機(jī)市場將新增13600架。新飛機(jī)上的符合材料約占54%，公務(wù)機(jī)中占68%左右。 123,123
我們預(yù)計(jì)，隨著B787、A-380、A-350和COMACC919等大型項(xiàng)目的強(qiáng)勁支撐，航空航天領(lǐng)域?qū)μ祭w維的需求也將出現(xiàn)大幅上升。2011年全球航空航天領(lǐng)域?qū)μ祭w維的需求量約為7010噸，而至2019年我們預(yù)計(jì)將達(dá)到18100噸，年復(fù)合增長率達(dá)到13%。
消費(fèi)和娛樂領(lǐng)域?qū)μ祭w維的需求保持平穩(wěn) 123456
消費(fèi)和娛樂領(lǐng)域中，最早應(yīng)用PAN-CF的是釣魚竿，現(xiàn)在世界上碳纖維釣魚竿的年生產(chǎn)量為1200萬根左右，每一萬根釣魚竿大概消耗一噸碳纖維，因此全球目前每年釣魚竿的碳纖維用量約1200噸；全球碳纖維高爾夫球桿的年生產(chǎn)量約4000萬根左右，每一萬根高爾夫球桿大概消耗0.5噸碳纖維，總量相當(dāng)于2000噸碳纖維的用量；目前世界上年生產(chǎn)碳纖維球拍約450萬個(gè)，需碳纖維用量約500噸；在其他方面，碳纖維還廣泛應(yīng)用于滑雪板、棒球棒、公路賽以及船舶類體育用品。
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投資建議 copyright 123456
基于未來全球能源工業(yè)領(lǐng)域?qū)μ祭w維需求的持續(xù)爆發(fā)，以及全球(特別是亞洲地區(qū))的碳纖維產(chǎn)能的快速擴(kuò)張，必然推動(dòng)全球碳纖維價(jià)格出現(xiàn)快速下滑，并將推動(dòng)下游需求的急速放量。而中國碳纖維產(chǎn)業(yè)在未來一段時(shí)間，必將在中低端產(chǎn)品中異軍突起，利用成本優(yōu)勢快速催動(dòng)本國需求崛起，并將占領(lǐng)全球中低端市場主流。我們對(duì)碳纖維行業(yè)給予“看好”評(píng)級(jí)。 123456
