碳纤维行业分析报告.doc

1、碳纤维行业分析报告碳纤维行业分析报告 .目 录一、 碳纤维简介：性能优异，用于各种高端领域31、碳纤维的分类32、碳纤维的主要用途5二、 全球碳纤维行业：需求快速增长，高端产品长期看好71、需求领域：预计将有超过9%的年均复合增长72、全球碳纤维供需分析：高端产品长期看好8三、 国内碳纤维行业：目前需求缺口达70%121、国内碳纤维行：受限于技术瓶颈，高端产品尚需突破122、国内需求：年均增速将达18.41%133、国内产能扩张：自给率不足30%144、政策扶持，长期向好15四、重点公司 简况171、S上石化：“三驾马车”带动公司稳健增长172、中钢吉炭（000928）：碳纤维为未来业绩增长点18一、 碳纤维简介：性能优异，用于各种高端领域碳纤维（CFRP）是一种纤维状碳材料，其含碳量高于90%；碳纤维呈黑色，坚硬， 具有强度高、重量轻等特点。碳纤维的比重不到钢的1/4，碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在35000MPa 以上，是钢的7.9 倍，抗拉弹性模量为230000MPa430000MPa，高于钢。因此CFRP 的比强度，即材料的强度与其密度之比可达到20000MPa/(g/cm

2、3)以上， 而A3 钢的比强度仅为590MPa/(g/cm3)左右，其比模量也比钢高。材料的比强度愈高，构件自重愈小；比模量愈高，构件的刚度愈大。这些性质预示了碳纤维在工程上的广阔前景。1、碳纤维的分类 碳纤维的分类有许多方法，按原料可分为聚丙烯腈（PAN）系碳纤维、沥青（Pitch） 系碳纤维及粘胶系碳纤维。 PAN 碳纤维及其复合材料具有以下特征：（1）机械特性，与金属相比，密度小，质轻；模量高，高刚性；强度高；疲劳强度高；耐磨耗性、润滑性优良；振动衰减性优良； （2）耐热性、安定性，热膨胀系数小，尺寸稳定性好；具有导热性；在惰性气体中耐热性优良；（3）电传导及电磁波屏蔽性，具有导电性；具有电磁波屏蔽性；（4）X 射线透过性优良；属多种导性材料，针对其目的可设计出适当的结构体。沥青系碳纤维具有的高弹性模量、高导热性等特性是聚丙烯腈系碳纤维所达不到的，通常以长纤维形态被利用。由于沥青系碳纤维为高模量级纤维，比弹性模量显著优良， 故适合于支配刚性结构物轻量化并赋予其结构刚性。另外，沥青系碳纤维具有高导热性、低电阻、低热线性膨胀率及化学稳定性好等特性。 依机械性能分类，可分为超高弹性率碳

3、纤维(UHM 类型)，弹性率600GPa 以上，强度2500MPa 以上；高弹性率碳纤维(HM 类型)，弹性率350GPa600GPa，强度2500MPa 以上；中弹性率碳纤维(IM 类型)，弹性率280GPa350GPa，强度3500MPa 以上；标准弹性率类型碳纤维(HT 类型)，弹性率200GPa280GPa，强度2500MPa 以上；低弹性率碳纤维(LM 类型)，弹性率200GPa 以下，强度3500MPa 以下。2、碳纤维的主要用途 休闲领域。最早应用PAN 碳纤维的是钓鱼竿，现在世界上碳纤维钓鱼竿的年生产量为1200 万根左右，相当于碳纤维用量约1200 吨；碳纤维在高尔夫球杆的应用是于1972 年开始的，现在世界上碳纤维高尔夫球杆的年生产量约4000 万根左右，相当于2000 吨碳纤维的用量；网球拍的应用是从1974 年开始的，目前世界上年生产碳纤维球拍约450 万个，需碳纤维用量约500 吨；在其他方面，碳纤维还广泛应用于滑雪板、雪船、滑雪杆、棒球棒、公路赛以及船舶类体育用品。 工业领域。2007 年，日本东丽公司与日产汽车等企业联手开发出了使用碳纤维的尖端材料，可大幅

4、减轻汽车主要部件，如底盘的重量。新技术可使汽车整体重量减轻1 成， 提高燃效性能4%5%；另外耐冲击性可达到原来的1.5 倍。以高级乘用车为例，目前的钢铁底盘重量约达300kg，如果改用碳纤维与树脂合成的碳纤维强化塑料，则可降低到150kg 左右，1.5t 左右的汽车总重量由此可减轻1 成。近年来以欧洲为中心，在渡轮、大型快艇和其他舟艇类方面，碳纤维的市场需求量正在增长。碳纤维在压力容器中也有广阔应用，主要用在压缩罐和空气呼吸器中，包括用碳纤维长丝缠绕所生产的所有罐类。 航空航天。在宇航领域，由于高模量碳纤维的轻量性（刚性）、尺寸稳定性的导热性， 早已应用于人造卫星等方面，近年来已开始应用于铱星等通信卫星。碳纤维制成的碳纤维增强塑料来，已经成为火箭、宇宙飞船的重要材料，还用于制造喷气式发动机等。 家电领域。将碳纤维以短纤维的形式混入用于热塑性树脂中，具有补强、抗静电、电磁波屏蔽效果，可广泛应用于家用电器、办公室机器、半导体及其相关领域，具体有X 射线医疗器械、电子器械等相关领域（除浓缩铀的旋转筒外）、各种机械部件、电器部件、伞类骨架、头盔等与生活相关的用品，以及卡车的构架、车辆的结构体

5、、冷冻箱、家用电梯等新项目。 建筑领域。主要通过碳纤维进行抗震补修和补强，这种方法在日本得到大量应用。这种施工法是将单向排列的碳纤维片材或织物状材料，用常温固化型的环氧树脂贴服于结构物表面而进行的补修与补强。公路桥的地面、横梁、建筑物和梁、构架以及烟筒等的弯曲补强中，碳纤维的模量变得格外重要。 新能源领域。包括风力发电机叶片、燃料电池电极、飞轮等用途，碳纤维的成长趋势更是强劲。虽然风力发电用途目前尚待进一步推广，但这些应用领域都能充分发挥碳纤维的特长。二、 全球碳纤维行业：需求快速增长，高端产品长期看好 1、需求领域：预计将有超过9%的年均复合增长 碳纤维行业从1971 年开始起步发展。1971 年到1980 年左右，碳纤维产品主要用在钓杆、部分航空部件中，全球年销量仅在几十吨到上百吨左右。接下来的十年，碳纤维应用领域扩展到球拍、球杆，并开始快速进入到航天飞行器领域。从1995 年开始，碳纤维在工业领域大量应用，主要用于压力容器、机械部分、海洋工程装备中。到2005 年，碳纤维材料已经广泛用于航空航天领域，各国也开始大规模将碳纤维用于汽车、风电等领域。2009 年，全球碳纤维需求总量达

6、40900 吨，2010 年需求量达46000 吨，同比增长12.47%。随着碳纤维在汽车、各种机械设备、航空航天领域应用量的迅速增长，预计未来几年碳纤维需求快速增长态势延续较长时间，2015 的全球碳纤维消费量将达到70000 吨， 年均复合增长率达9.37%；到2020 年，全球碳纤维需求甚至可达到130000 吨/ 年。2、全球碳纤维供需分析：高端产品长期看好 国外碳纤维主要生产商包括：日本东丽(Toray)公司、美国卓尔泰克(Zoltek)公司、德国西格里集团(SGLGroup)、日本三菱人造丝公司(MitsubishiRayonCompany)和美国赫克塞尔(Hexcel)公司等。 目前，世界碳纤维年产量约50000 吨，PAN 基碳纤维约占各种碳纤维材料的80%以上，其中日本东丽、东邦和三菱人造丝3 家公司占据了70%以上，其余主要的生产商还有中国台湾的台塑公司、美国的Hexcel、Cytec、Zoltek 公司，德国的SGL 公司以及韩国的泰光产业公司等。 东丽实业公司是坐落在日本东京的一家化学公司， 它是世界领先的碳纤维生产商。公司创办于1926 年，当时名为东洋人造丝

7、有限责任公司，专门生产粘胶纤维。1971 年开始生产碳纤维，目前东丽拥有碳纤维产能18900 吨。 东邦特耐克斯也是日本东京的一家碳纤维生产公司。创办于1934 年， 1975 年开始生产氧化聚丙烯腈纤维，1977 年开始生产碳纤维。这家公司在其他国家(如德国和美国) 的企业也非常活跃，目前拥有碳纤维产能13500 吨。从近年来全球碳纤维产能扩张情况与需求增长情况分析，未来几年碳纤维产能将大大超出需求量。但从碳纤维细分品种看，高端碳纤维产品仍然有广阔的市场空间。例如全球小丝束纤维的实际生产能力为名义生产能力的50%65%，估计当今这一比例为65%，实际生产能力是24500 吨；到2014 年，会增加到40000 吨。由于新的生产线上马，更专注于生产单一的产品，生产效率会更高，实际生产能力会进一步提高，可能达到45500 吨左右。 而低端产品如T-300 等，其生产技术已经被较多厂商掌握，因此产能扩张速度较快， 预计未来这部分产品市场竞争渐趋激烈。 此外随着其它行业的发展，碳纤维的应用空间随时会有新的大规模增长，如碳纤维深海勘探领域、在新能源等领域的应用等。因此，碳纤维产能过剩将主要表现

8、在低端产能中。三、 国内碳纤维行业：目前需求缺口达70% 1、国内碳纤维行：受限于技术瓶颈，高端产品尚需突破 碳纤维是军民两用材料，属于技术密集型、政治敏感的关键材料。目前，日美等发达国家对我国实施禁运封锁，高性能PAN 原丝技术等我国目前无法引进。因此目前我国碳纤维生产主要还集中在对低端产品的开发与摸索中。 在目前碳纤维产业中，核心技术环节只有少数制厂拥有，包括PAN 原丝生产中的聚合、喷丝、牵引几个步骤，以及碳化过程中的低温碳化、高温碳化两个环节。而整个产业链中，这两个环节所占利润达到55%-75%。 目前我国碳纤维产业主要集中在合成材料和终端产品应用两个环节，仅少数企业从事原丝生产和碳纤维材料生产，但质量和数量都无法满足国内市场需求。2、国内需求：年均增速将达18.41% 尽管我国碳纤维生产发展较慢，但消费量与日俱增，市场需求旺盛。目前主要用途包括体育器材、一般工业应用和军工领域等，其中体育器材用量最大，约占总消费量的80%-90%。近年来，国内军工、航空航天、国防等领域需求量增长更快，但这部分需求量多依靠进口碳纤维产品来满足。据统计，1996-2002 年国内碳纤维消费量年均增

9、长超过20%，而近年来碳纤维消费需求量增速一直保持在18%左右。目前，我国文体休闲制品的碳纤维消费市场已经趋于饱和， 许多产品以进入国际市场为主，未来发展速度将有所减缓，预计2010-2015 年期间年均增长速度约4.6%。我国碳纤维工业应用的重要、潜在市场以混凝土结构物的补强、飞机制造、民用汽车和风力发电为主，未来市场的发展前景较好，预计年均增长率达到53.4%。预计到2015 年，国内碳纤维总需求量将达到13500 吨/年，未来几年碳纤维市场将出现快速扩张态势，年均增速将达18.41%。 3、国内产能扩张：自给率不足30% 2010 年我国碳纤维原丝产能约12080 吨/年，碳纤维产能7081 吨/年，产品以小丝束等低档产品为主，T300 碳纤维实现了国产化。与国际先进水平相比，国产碳纤维由于国产原丝质量等因素的制约，其产品强度低、均匀性和稳定性多较差。而且，我国碳纤维生产企业存在规模小、缺乏核心竞争力、新技术被国际专利覆盖的问题，这些状况难以在短期内改变。 我国在（拟）建项目的产品以T300 为主，目前在建或计划建设规模较大的碳纤维项目包括中钢吉炭江城碳纤维、蓝星碳纤维、中油吉化碳纤维等项目。日本和美国碳纤维企业也考虑在我国或周边国家设立碳纤维生产厂或合资厂。同时，海峡两岸签署了“两岸经济合作架构协议（ACFA）”，台塑的碳纤维产品将以低关税或零关税输入大陆，这将加速我国碳纤维产业优胜劣汰的进程。仅从产能方面考察，国内碳纤维生产基本可满足需求，但由于国内碳纤维产品多数为低端产品，难以满足下游的性能需求，且国内多数厂商生产不稳定，实际产量远小于产能。2010 年国内碳纤维实际产量不足2000 吨，自给率不足30%，因此国内碳纤维需求缺口仍然很大。4、政策扶持，长期向好 2011 年，由于国家发改委牵头、有关部委参与起草的战略性新兴产业发展“十二五”规划总报告以及面向七大

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