风电碳纤维公司产品优化战略分析（参考）.docx

泓域/风电碳纤维公司产品优化战略分析风电碳纤维公司产品优化战略分析目录一、 产业环境分析 2二、 碳纤维行业分析 2三、 必要性分析 11四、 公司基本情况 12五、 产品的概念与产品的整体概念 13六、 产品战略的概念与作用 16七、 产品开发战略的类型选择 18八、 产品开发战略的影响因素 25九、 产品结构优化战略 27十、 产品组合优化的方法与战略 32十一、 项目经济效益分析 34营业收入、税金及附加和增值税估算表 34综合总成本费用估算表 36利润及利润分配表 37项目投资现金流量表 40借款还本付息计划表 42十二、 项目投资计划 43建设投资估算表 45建设期利息估算表 46流动资金估算表 47总投资及构成一览表 48项目投资计划与资金筹措一览表 50十三、 项目进度计划 50项目实施进度计划一览表 51一、 产业环境分析2019年，坚持稳中求进工作总基调，深入贯彻新发展理念，落实高质量发展要求，深化供给侧结构性改革，统筹推进稳增长、促改革、调结构、惠民生、防风险、保稳定，全力建设“高质量产业之区、高品质宜居之城”，经济高质量发展动能持续增强，社会大局保持和谐稳定，人民群众获得感、幸福感、安全感显著提升。

2020年，是“十三五”规划的收官之年，是全面建成小康社会的决胜之年当前，世界经济格局复杂多变，但中国稳中向好、长期向好的基本态势没有改变，坚持从全局谋划一域、以一域服务全局，对标对表抓落实，沉心静气谋发展，努力推动经济社会各项事业再上台阶二、 碳纤维行业分析（一）碳纤维概述碳纤维是一种含碳量在90%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料它的单丝直径通常只有5到10微米，相当于一根头发丝的十到十二分之一，强度却在铝合金4倍以上，并且具有耐高温、抗摩擦、导热及耐腐蚀等特性由于其具有碳材料的固有本征特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维，这也使其在航空航天、风电、压力容器及体育运动制品中很受欢迎碳纤维由于其密度较小，因此比强度和比模量比较高，通过与树脂、金属、陶瓷及炭等复合，可制造各种先进复合材料碳纤维增强环氧树脂复合材料，其比强度及比模量在现有工程材料中是最高的碳纤维是由有机纤维经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料碳纤维的微观结构类似人造石墨，属于多晶乱层石墨结构与石墨结构的差别在于它的原子层面之间发生了不规则的平移与转动，其六元网状共价键结合在一起的原子层基本上平行于纤维轴排列，所以一般认为碳纤维是由沿着纤维轴高度取向的乱层石墨结构组成，致使其具有很高的轴向拉伸模量。

石墨层状结构具有显著的各项异性，使其物性也呈现出各项异性碳纤维的制作过程通常包括碳化过程及石墨化过程碳化过程是指有机化合物（例如PAN）在惰性气体中加热到1000~1500℃时，所有非碳原子（氮、氢、氧等）将逐步被驱除，碳含量逐步增加，随着非碳原子的排除，固相间发生一系列脱氢、环化、交链和缩聚等化学反应，形成碳纤维在1500~2000度范围内加热的碳表现出最高的拉伸强度（5650MPa或820，000psi）如果想得到更高弹性模量的碳纤维，则需要经过石墨化过程石墨化过程是指将温度继续升高到2000~3000℃时，残留的非碳原子继续排除，进一步反应形成的芳环平面逐步增加，排列也较规整，取向性显著提高，并由二维乱层向三维有序结构转化，其弹性模量将大大提高（531GPa或77，000，000psi）二）碳纤维的物理特性碳纤维拉伸强度约为2到7GPa，拉伸模量约为200到700GPa，密度约为1．5到2．0克每立方厘米，在所有高性能纤维中具有最高的比强度和比模量想要达到400公斤普通钢的强度，需要优质钢320公斤，铝合金240公斤，使用镁合金的话则需要200公斤，而使用碳纤维则仅需160公斤，材料减重效果显著。

而通过与各种材料在弹性模量、拉伸强度等参数方面的对比，可以看出碳纤维相对于其他材料在力学性能上的巨大优势此外，碳纤维还具有柔软可加工、纤度好（一般仅约为19克）等特点三）碳纤维的化学特性碳纤维的化学性质与碳相似，它除能被强氧化剂氧化外，对一般的有机溶剂、酸、碱都具有良好的耐腐蚀性，不溶不胀，耐蚀性出类拔萃，完全不存在生锈的问题有学者在1981年将PAN基碳纤维浸泡在强碱氢氧化钠溶液中，时间已过去30多年，它仍保持纤维形态由于碳纤维的电动势为正值，而铝合金的电动势为负值，当碳纤维复合材料与与铝合金组合应用时会发生金属碳化、渗碳及电化学腐蚀现象，因此碳纤维在使用前须进行表面处理碳纤维还有耐油、抗辐射、抗放射、吸收有毒气体和减速中子等特性四）碳纤维的分类碳纤维按产品规格的不同被划分为小丝束和大丝束碳纤维大丝束和小丝束划分的根本来源于碳纤维原丝数量，如1K、3K、6K、12K、24K和48K等，K就是千的意思一簇碳纤维丝束，可以包含成千上万根的碳纤维原丝原丝数量越多，丝束越大，反之越小，大小丝束就此划分一般来说，小丝束碳纤维是指原丝数量每簇不超过24，000根的碳纤维，目前主要用于要求高性能和高质量的高端应用场景，如航空航天，是最早工业量产的碳纤维；大丝束碳纤维一般指丝束在48，000根以上的碳纤维，成本及售价相对于小丝束均较低，适用于对成本比较敏感的领域，如风电、压力容器等。

碳纤维按照原丝类型的不同可以分为PAN（聚丙烯腈）基碳纤维、沥青基碳纤维和粘胶基碳纤维其中PAN基碳纤维由于高碳产率和优越的性能，目前产量约占全球碳纤维总产量的90%以上沥青基原丝由从石油沥青、煤焦油或聚氯乙烯中提取的多环芳烃制成由于原料来源比较丰富，沥青基碳纤维成本较PAN基具有一定的优势，然而由于其原材料调制复杂且产品的性能较低，目前产量份额不足10%粘胶基原丝是制造碳纤维最古老的原料之一，但因为粘胶基原丝碳纤维转化率较低且由于拉伸石墨化的额外成本而导致成本较高，目前已被边缘化，产量份额约为1%五）PAN基碳纤维制造工艺碳纤维产业链上游属于石油化工行业，主要通过原油炼制、裂解、氨氧化等工序获得丙烯腈；碳纤维企业通过对以丙烯腈为主的原材料进行聚合反应生成聚丙烯腈，再以其纺丝获得聚丙烯腈原丝，继而经过氧化炉、碳化炉、石墨化炉、表面处理、上浆等工艺，将以聚丙烯腈结构为主的原丝经过碳化等工艺变为以石墨纤维结构为主的碳纤维，最后通过对碳纤维和高质量树脂的加工获得满足应用需求的碳纤维复合材料碳纤维制备过程中的PAN原丝的性能对碳纤维成品性能有决定性影响原丝生产过程中，工艺细节的把控或者材料配比的微小差异均可能会使原丝出现空隙、毛丝、丝线不均一等问题。

这些问题并不会在后续预氧化及碳化过程中消失，而是会被成品碳纤维继承下来，从而导致各段碳纤维的均一性出现问题，造成碳纤维的拉伸强度不足因此性能优异的PAN原丝是制备高性能碳纤维的先决条件碳纤维制备过程中的PAN原丝的性能对碳纤维成品性能有决定性影响原丝生产过程中，工艺细节的把控或者材料配比的微小差异均可能会使原丝出现空隙、毛丝、丝线不均一等问题这些问题并不会在后续预氧化及碳化过程中消失，而是会被成品碳纤维继承下来，从而导致各段碳纤维的均一性出现问题，造成碳纤维的拉伸强度不足因此性能优异的PAN原丝是制备高性能碳纤维的先决条件纺丝是指将PAN纺丝原液经过喷丝、凝固、成型等工艺制成原丝，目前主流工艺有湿法纺丝及干喷湿纺两种湿法纺丝是指纺丝原液从喷头喷出后，直接进入凝固液中；而干喷湿纺则是原液在喷出后，先经过一段空气层，然后再进入凝固液干喷湿纺纺丝速度较快，且产生的原丝缺陷较少，主要用来生产小丝束碳纤维原丝然而由于干喷湿纺生产的原丝的单锭线密度较低，无法实现大产能，因此生产大丝束碳纤维原丝时一般使用湿法纺丝从原丝到碳纤维可以概括为逐步降低其他元素含量，提高含碳量的过程首先为了提高原丝的强度和耐磨性，将原丝进行退丝处理，之后进行预氧化以得到耐热性比较高的预氧丝为接下来的碳化过程做准备。

碳化可分为低温碳化和高温碳化两部分低温碳化可得到一般碳纤维，如果想得到高模量的碳纤维（也称石墨纤维），则需要进行高温碳化最后将得到的碳纤维进行表面处理、上浆及干燥即可得到碳纤维产品预氧化处理是碳纤维制备流程中耗时最长的一道工序，氧化炉温度范围为392°F至572°F（200°C至300°C）该过程将空气中的氧气分子与PAN纤维结合在一起，并使聚合物链开始交联，这会使纤维密度从〜1．18g/cc增加到高达1．38g/cc为了避免PAN纤维放热失控（氧化过程中释放的总放热能量估计为2，000kJ/kg，会造成火灾隐患），预氧化炉制造商使用多种气流设计来帮助散热和控制温度氧化时间会根据前驱体纤维的化学反应而变化，通常而言需要60到120分钟的时间，每条生产线需要4到6个烘箱，烘箱堆叠起来可以提供两个加热区氧化后的PAN纤维包含约50％至65％的碳分子，其余部分为氢、氮和氧的混合物碳化反应在专门设计炭化炉内进行，并且需要惰性（无氧）气氛保护在没有氧气的情况下，只有非碳分子包括氰化氢和其他VOC（稳定期间以40至80ppm的浓度生成）和微粒被除去，并从高温炉内排出，随后在环境控制的焚化炉中进行后处理。

在碳化过程中必须施加一定牵伸张力，从而可以优化碳分子的结晶，以生产出含碳量超过90％的碳纤维碳纤维与高模碳纤维（又称石墨纤维）区别在于，前者是在约1315°C/2400°F下碳化的纤维，其碳含量为93％至95％，而后者在1900-2480°C（3450-4500°F）时被石墨化，碳元素含量超过99％高模量和超高模量碳纤维成本相对较高的部分原因是停留时间的长短和高温炉中必须达到的温度预氧化处理时间以小时为单位，但碳化时间要短一个数量级，以分钟为单位纤维经过碳化后，重量会显著下降，并使直径缩小基体树脂和碳纤维之间的粘合性对于增强复合材料至关重要，而在制造碳纤维的过程中，表面处理目的是增强这种粘合性生产商会采用不同的处理方法，处理后纤维表面活性增加，从而提高可用于界面纤维/基体粘结的表面积，并添加反应性化学基团如羧基等随后的工序是上浆处理，一般上浆剂占碳纤维重量的0．5％至5％，可在处理和加工（例如编织）过程中保护碳纤维成为中间产品上浆还可以将细丝束缚在各个丝束中，以减少起毛，提高可加工性并增加纤维与基体树脂之间的界面剪切强度上浆干燥结束后，漫长的碳纤维制备过程就完成了，单个的丝束分离出来然后缠绕到筒管上。

六）碳纤维生产工艺的技术要点实现原丝高纯化、高强化、致密化以及表面光洁无暇是制备高性能碳纤维的首要任务碳纤维系统工程需从原丝的聚合单体开始原丝质量既决定了碳纤维的性质，又制约其生产成本优质PAN原丝是制造高性能碳纤维的首要必备条件杂质缺陷最少化是提高碳纤维拉伸强度的根本措施杂质和缺陷在很大程度上会影响原丝的一致性，对碳纤维强度影响很大在某种意义上说，提高强度的过程实质上就是减少、减小缺陷的过程预氧化处理是碳纤维制备流程中耗时最长的一道工序在预氧化过程中，通常而言需要维持氧化炉温度200°C至300°C一到两个小时目前碳纤维产品竞争的核心已经从性能开始向成本转移如何在保证均质化的前提下，尽可能缩短预氧化时间以降低生产成本，是技术进步的一个重要方向高温技术和高温设备以及相关的重要构件的研究也很重要高温炭化温度一般需要1300到1800℃，石墨化一般需要2500到3000℃在如此高的温度下操作，既要连续运行、又要提高设备的使用寿命，所以研究新一代高温技术和高温设备就显得格外重要如在惰性气体保护、无氧状态下进行的微波、等离子和感应加热等技术七）碳纤维的应用领域小丝束碳纤维的抗拉强度较为稳定，离散型较小，变异系数控制在5%以下，这是因为胶液的渗透更到位。

而大丝束碳纤维的变异。