2022年碳纤维行业产业链及发展趋势分析 碳纤维设备开启国产化浪潮
- 来源:民生证券
- 发布时间:2022/05/21
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碳纤维作为“二十一世纪新材料之王”,其主要发展逻辑在于降本带动使用场景扩容,其中降 本的主要来源来自规模化和技术进步,使用场景“十四五”主要看风电,“十五五”主要关注氢能 和大飞机产业。从全球供需来看,技术龙头被日德美控制,近些年在逆全球化的大环境下国内开始 加速国产替代。
1. 碳纤维需求下游成长性好
1.1 全球:2022-2025 年需求 CAGR=14.1%
根据《全球碳纤维复合材料市场报告》的预测,2021 年到 2025 年,全球碳纤维用量由 11.8 万吨增至 20 万吨(CAGR=14.1%)。
根据《全球碳纤维复合材料市场报告》预测,到 2030 年,全球碳纤维需求量将提升至 59-64 万吨(航空航天 8-10 万吨,风电 19-20 万吨,氢气瓶及 CNG 气瓶 18 万吨,汽车+轨交 9-10 万 吨,功能材料 5-6 万吨),2021-2030 年碳纤维需求复合增速 19.1%。增速驱动力来自风电叶片、 航空航天、碳碳复材、压力容器。
全球碳纤维主要的参与者是日本、德国、美国和中国,2021 年日本东丽&卓尔泰克+三菱+东 邦合计 8.63 万吨,占全球产能 41.6%,中国合计 7.17 万吨,占全球产能 34.5%,美国赫式+氰特 +陶氏合计 2.66 万吨,占全球产能 12.8%,德国西格里 1.3 万吨,韩国晓星 0.4 万吨,俄罗斯 UMATEX 有 0.2 万吨。
1.2 中国:“十四五”需求 CAGR=24.0%,供给 CAGR=48.7%
中国市场(62,379 吨)已经是全球(118,000 吨)最大市场,占比高达 52.9%;中国产能已 经是全球最大国,占比 30%;数据上看仍有扩产机会。
碳碳复材(包含耐火保温毡)已经迅速跃升为我国第三大应用市场;风电叶片、航空航天、压 力容器、混配模成型等应用市场,我国还有广阔的开拓与发展空间。
21-25 年国内需求:从 6.2 万吨到 15.0 万吨,CAGR=24.6%,主要驱动力来自风电叶片。
21-25 年国内供给:从 6.3 万吨到 32.5 万吨,CAGR=50.8%,目前碳纤维产业链处于扩产周 期,短期大概率会出现产能超过需求的情况,而后续将进入碳纤维降价打开成长空间进而提升需求 的阶段,站在目前来看并不十分清楚后面需求的释放速度,我们认为可以乐观一些。
2. 碳纤维设备开启国产化浪潮
原丝和碳丝是产业链的核心环节:产业链上游企业先从石油、煤炭、天然气等化石燃料中制得 丙烯,并经氨氧化后得到丙烯腈;丙烯腈经聚合和纺丝之后得到聚丙烯腈(PAN)原丝;然后,产 业链中下游企业再经过预氧化、低温和高温碳化后得到碳纤维;碳纤维可制成碳纤维织物和碳纤维 预浸料;碳纤维与树脂、陶瓷等材料结合,可形成碳纤维复合材料,最后由各种成型工艺得到下游 应用需要的最终产品。
环节投资情况:原丝万吨投资 2-3 亿元(设备占比 50%),碳丝环节万吨投资约 15 亿元(设 备占比 50%)。
2.1 原丝:设备国产化进程提上日程
原丝生产工艺:聚合、制胶、纺丝。碳纤维原丝的工艺主要分为聚合过程、制胶过程(原液)、 纺丝过程三个过程,腈纶生产具备先天优势。
以国内最大的原丝企业吉林碳谷为例,其原丝核心设备目前仍以来进口,但提出了国产化进展 时间表。
2.2 碳丝:碳化设备国产化进程加快
碳丝生产工艺:经过预氧化、碳化、石墨化、表面处理、上浆、收丝。
根据目前市场可以获取的信息,统计下来国内 2022-2025年扩产规划可能在26.2万吨,2022- 2025 年新增产能预计在 6.65/6.9/7.2/5.45 万吨,越往后预测的准确性越低,对于 2024-2025 年 的扩产规划目前仅为参考,需要观测需求的释放速度。国内主流碳纤维企业核心设备供应商有精功 科技、艾森曼、富瑞达等,精功科技是目前国内为数较少的可以提供碳化整线的企业。(报告来源:未来智库)
(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)
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