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IM0088 2020全球碳纤维复合材料市场报告(一)
时间:2021年04月21日 来源:赛奥碳纤维技术  作者:林刚 浏览次数:

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01前言

2020的新冠疫情给人类的生活带来了深刻的影响, 时至今日,依然没有缓解的迹象,新冠病毒是否会与人类长期共存?人类的生活方式是否会巨变?已经成为世人心中沉重的课题。

 

新冠疫情对经济的主要影响是非固定人群集中活动及相关的产业——民用航空首当其冲,飞机订单的大量减少,直接导致对航空复材需求的大幅度降低。相关的主要碳纤维供应商,东丽及美国赫氏的业绩大幅度下滑。综合判断,该市场的下降幅度为30%。在体育用品市场方面,全球绝大部分体育比赛的取消或延迟,使体育产业总体上遭遇重挫。而对于碳纤维器材的影响,网球、冰雪、水上项目等群体运动器材的应用下降,高尔夫、自行车、钓鱼等个人体育器材由于休闲时间的增多,则不降反升,总体上,依然保持了2.7%的增长。风电叶片,依然保持在势不可挡的发展。其中的关键推动者是丹麦风电巨头维斯塔斯, 综合其他厂家的需求,这个市场的增长率在20%。碳纤维其他应用市场,疫情影响不是很大,大致保持在以往的增长速率,其中压力容器、碳碳复合材料(主要是热场材料)高速增长。

    

2020年中国碳纤维行业呈现一片繁荣的景象。市场在强劲增长,加之8月份之后日本限制碳纤维对华销售,所有碳纤维厂家均是卖方市场:价格不断提高,拿货需要找关系,多家中国碳纤维公司盈利增长。几乎每家主要碳纤维公司均在“大干快上”、扩大产能。这也掀起了新一轮的投资热潮。多家业界外企业宣布巨额投资、摩拳擦掌要进入碳纤维行业。行内专家呼吁“可靠技术来源,冷静投资,有序发展”,这代表了多年深耕行业的慎重思考。笔者再在此上补充三点:1.可靠且具有先进性。尽量避免热情地为行业制造“负资产”;2. 效益高于情怀。情怀碳纤维的时代已过,现在需要效益碳纤维;3. 行业统筹协作发展。当前,谁也没足够实力成为巨头与霸主,全球视野、产业链资源整合、实现“聚”变式跨越发展、构建国际竞争优势。

 

2020年中,中央政府提出了“国内大循环为主的双循环发展格局”,碳纤维行业具备军民两用特性,相关的技术及装备多年来在国际往来中一直有严格的限制。发展自主的技术、装备、产业及应用生态,无论是从其敏感性、还是企业的国际竞争优势,都是必要的。另一方面,体育用品、风电叶片分市场是比较典型的两头在外“外循环”模式,反映了该领域中国的制造优势与国际材料、品牌运营、应用创新及消费能力等优势结合的现有平衡生态。如果在材料(碳纤维)与应用两环有所突破,整个产业及产业链就可实现“国内大循环为主的双循环发展格局”。

 

    2020年底国家提出的“碳达峰、碳中和”的战略,对碳纤维产业将有深远的影响:新的能源战略将极大刺激风电、光伏、氢能等再生或新能源的发展。无论是风电、光伏或氢能,对碳纤维产业均有举足轻重的影响。这个战略除了能源的供给改变,对其存储、运输及使用也会有新的节能减排综合要求,这不仅会激发对轻量化结构的需求,也会刺激诸多功能性的需求。

 

特别鸣谢

感谢碳纤维全行业的参与企业的高度关注与支持,大家对我们的数据与结论均作出了非凡的贡献;感谢中国化纤协会各位领导的支持;感谢中国复合材料集团前董事长张定金先生、中石化上海石化副总经理黄翔宇先生、中国中服陈宇航先生等一批业界同仁无私分享行业信息与思想。

 

02全球碳纤维市场

2.1. 全球碳纤维市场需求-年份

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2020年由于疫情的影响,对全球碳纤维的需求数据的统计制造了很大的障碍,我们的做法是,根据应用市场,逐一了解其中的重要企业的业绩变化:比如商用航空领域,我们阅读了波音及空客的飞机交付量,及碳纤维复合材料的主要供应商东丽与赫氏的年度业绩报表,对这个分市场做出降低30%的综合判断;对于体育领域,我们主要是看龙头代工企业的2020年的绩效,比如为全球众多高尔夫代工的台湾明安国际、为电动自行车及网球拍代工的台湾拓凯工业、为冰球杆代工的波力公司等,综合判断,群体运动器材有较大下降,个体运动由于业余时间增加,反而增长,所以,我们体育市场的增长率从去年的5%调整到2.7%;风电依然保持强劲增长,无论是维斯塔斯的业绩表现,还是从碳梁供应商江苏澳盛、光威复材都能获取同样的信息。

 

除了上述三大分市场(占据整个市场的近60%),我们对汽车、建筑、压力容器、模塑混配、电子电气、碳碳复材等分市场领域的主要厂家也做了访谈,基本保持了与2019年类似的增长率。其中,值得一提的是:压力容器由于氢能的加入,保持着20%的增长,碳碳复材由于单晶硅热场材料的猛增,全球市场增长了近80%

 

通过综合统计,得出了106,860吨的总量,对比2019年的103,700,增长了3%。这个增长是不容易的,当民用航空遭遇重挫,其他市场能强劲补充,这充分展示了碳纤维产业的勃勃生机。

2.2. 全球碳纤维市场需求-应用(千吨)

 

 

总量:106,860

 

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对比2019年的分市场饼图,其中的明星是风电市场,依然保持在20%的强劲增长,对比遭受重挫的航空航天市场(主要受影响的主要是民用航空、公务机),用量急剧降低。风电市场的增长潜力非常巨大,这有待于维斯塔斯之外的其他风电巨头企业,尤其是中国风电企业批量使用碳纤维。

 

体育休闲确实是行业的压舱石,60年来,无论市场剧变,风吹雨打,它总是默默地、稳定地支撑着碳纤维的应用,全行业应该善待体育用品的客户。

 

汽车行业:采用碳纤维的车型越来越多,尤其是新能源汽车,其中电池盒(尤其是底盖),有望成为碳纤维的重大需求品种。


2.3. 全球碳纤维市场需求-应用(美元)

 

 

总量:2,615百万美元

 

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全球碳纤维的销售金额为26.15亿美元,201928.7亿美元降低了8.8%。这是由于航空航天高价格的碳纤维销售的降低而导致的。

2.4. 全球碳纤维市场需求-产品(千吨)

 

 

总量:106,860

 

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模量的定义:

标准模量是指拉伸模量为230-265GPa

中等模量是指拉伸模量为270-315GPa

高模量是指拉伸模量超过315GPa

 

小丝束Small Tow(或常规丝束Regular Tow1-24K(含)

大丝束Heavy Tow大于等于48K (东丽的定义是大于40K

巨丝束Giant Tow:大于100K


2019年大丝束占比42.2% 2020年大丝束产品继续快速提升市场份额到48.3%。这个高比例有三层原因,一是大丝束在风电市场驱动下的强劲增长,二是小丝束市场受航空航天市场的下滑的影响。三是部分实为小丝束(比如25K)、但由于大丝束供应不足而替代。今后三年时间,这个份额扩大的趋势还会增加。

 

巨丝束市场是一直存在的,比如西格里与卓尔泰克的预氧丝,均是采用300-320K 来制备的,这个预氧丝被加工成预氧毡,再加工成碳毡,有着越来越广阔的市场应用;其中,也有部分巨丝束被直接制备为碳纤维,作为碳毡的原料,进入了刹车片的功能化市场。

 

 

03全球碳纤维供应


3.1.全球碳纤维理论产能-制造商

 

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2020年,我们依然采用了“运行产能”的概念,主要是统计在实际运行的产能。但这个概念依然不能完全反应出厂家的产能的真实情况。比如同样的生产宽幅与生产速度,生产3K12K 显然有较大的产能区别。今年,我们依然允许企业对其生产线做一定程度的折算 (按照12K标准)。这个折算之后,就会出现总产能与产出之间较大的差距,就可能被解读成“达产率”落后的误解。从2021年开始,我们会采用“实际产能”的概念,一条生产线定义为生产3K,就不能按12K折算为1,000吨,就应该计算为300吨。这是中国碳纤维成长过程中出现的问题。


2020年,全世界主要增加的产能是:卓尔泰克在匈牙利增加的5,000吨,碳谷+宝旌(前精功碳纤维)增加的2,000吨,中复神鹰增加的2,000吨,光威增加的2,000吨,晓星公司增加的2,000吨。


 

根据之前的报道,帝人集团下的东邦将增加2,700吨,赫氏会增加5,000吨;目前并无这些扩产完工的报道,预计受疫情影响,会延迟到2021年达产。


 

上面没有包括吉林化纤集团的扩产数据,该公司宣布在十四五期间:原丝扩产到20万吨,碳纤维扩展到6万吨。2020年,吉林化纤集团下自己控制的碳纤维产能为1100吨,目前确定有1.5万吨碳纤维扩产。

3.2.全球碳纤维运行产能-区域

 

 

总量:171,650

 

 

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2019年,我们分析了不同国家对碳纤维制造的吸引力,主要取决于该国的综合投资环境及产业生态链的吸引力。今年,我们从另外一个角度来分析一下全球区域的碳纤维布局。


美国:本土主力碳纤维企业,赫氏与氰特公司(被比利时索尔维集团收购)承担着美国军用碳纤维的制造,剩余部分服务于民用。东丽旗下的卓尔泰克在美国也有部分大丝束生产(主力在匈牙利与墨西哥);日本东丽在美国的生产能力比本土还大,东邦通过并购美国的AKZO-FORTAFIL发展碳纤维,为了与东丽竞争波音市场,布局了庞大的扩产计划;三菱通过并购美国的GRAFIL碳纤维工厂进入美国市场,后又收购了德国西格里在怀俄明州的碳化线;德国西格里在MOSA湖旁边建立了汽车碳纤维工厂。全球碳纤维6大巨头在美国均有工厂。


欧洲:碳纤维的发源地是英国,德国西格里通过收购英国碳纤维资产进入碳纤维领域;东丽与东邦分别在法国与德国投资碳纤维工厂;赫氏分别在法国与西班牙建立碳纤维工厂。东丽集团旗下的卓尔泰克在匈牙利有碳纤维工厂;全球碳纤维6大巨头中,有4家在欧洲有投资。


 

日本:主体是本土三巨头的碳纤维工厂,以及三菱与德国西格里合资的原丝工厂。


韩国:除了东丽的工厂,主要晓星集团的碳纤维工厂,泰光的工厂停顿多年;其他韩国化工巨头还处于研发状态。


中国:除了台湾地区的台塑及永虹,在大陆区域,均是本土的碳纤维工厂。


从全球产业布局上,东丽显然技高一筹,是行业的领头羊。

 

 

04中国碳纤维市场


4.1. 中国碳纤维需求-年份

 

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2020年中国碳纤维的总需求为48,851吨,对比2019年的37,840吨,同比增长了29%,其中,进口量为30,351吨(占总需求的62%,比2019增长了17.5%),国产纤维供应量为18,450吨(占总需求的38%,比2019年增长了53.8%2020年的中国市场的总体情况是:供不应求,无论是进口还是国产纤维。

 

201513.4%),201616.5%),201720%),201832%),2019 22%,2020 (29%)……如果供给能充分保障,2021年是可以再次突破30%的增长率的

 

对于国产的18,450吨销量,相比2019年的12,000吨,增长率53.8%。连续三年超过30%的高速增长,说明国产碳纤维的巨大进步;之前我们预计2025年国产能超过进口,估计这个超越会提前2-3年实现。

 

如此超水平的表现,不得不提到风电领域的贡献,风电叶片的用量(20173,060吨,20188,000吨,201913,8002020:20,000是关键引擎。值得注意的是,这个领域两头在外(碳纤维+应用客户)的程度大约是85%。这是中国碳纤维与风电叶片的重大战略机遇,解决此问题并完成相当程度的内循环,会被历史所铭记。


4.2. 中国碳纤维需求-应用

 

 

总量:48,851

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上述图表重点是说明我国的应用能力的问题,所以,我们需要剥离风电领域的对外部分。碳纤维的应用技术丝毫不比碳纤维制备技术简单,尤其是航空航天的复合材料技术体系。当中国碳纤维蓬勃发展之际,我们呼吁众多应用企业与我们一道,加大研发力度,赶超先进国家的应用能力。

4.3. 中国碳纤维需求-省份

 

 

总量:48,851

 

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长期排在第一名的广东省,由于风电的原因,在去年被江苏赶超,今年又被山东赶超;江苏与山东长期领先中国各省份,三个万吨级碳纤维需求大省,应该是后面数年不变的格局。


总金额:1,026,738千美元

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从消费金额来看,广东在2020年被江苏赶超,按此趋势,山东完全有赶超广东上海的潜能,全国四家亿美元俱乐部的格局,会持续数年。

4.4. 中国碳纤维需求-来源

 

总量:48,851吨

 

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国产碳纤维2020保持着进步,市场份额从2019年的31.7%攀升到2020年的38%

 

在小丝束市场方面,中国的主要竞争对手是日本及东丽在韩国工厂及韩国晓星公司,他们2020年在华销售总量,大约是9,900, 这还是受东丽在20208月份之后被暂停出口的业绩表现,否则应该轻松突破万吨。对比2019年,我相信东丽公司已经开始要头疼中国的竞争对手了。这除了中国碳纤维行业的进步,我们也必须清晰地认识到,出口管制以及关税的问题也为这些国外同行们制造了不少的障碍。如果在同一平台上竞技,我们的竞争力依然不足,需要在工艺、装备、品控、操作等多方面继续练好内功。

 

 

国产碳纤维2020保持着进步,市场份额从2019年的31.7%攀升到2020年的38%

 

在小丝束市场方面,中国的主要竞争对手是日本及东丽在韩国工厂及韩国晓星公司,他们2020年在华销售总量,大约是9,900, 这还是受东丽在20208月份之后被暂停出口的业绩表现,否则应该轻松突破万吨。对比2019年,我相信东丽公司已经开始要头疼中国的竞争对手了。这除了中国碳纤维行业的进步,我们也必须清晰地认识到,出口管制以及关税的问题也为这些国外同行们制造了不少的障碍。如果在同一平台上竞技,我们的竞争力依然不足,需要在工艺、装备、品控、操作等多方面继续练好内功。

 

大丝束市场方面:主要是东丽旗下卓尔泰克(美国+墨西哥+匈牙利)、日本三菱、德国西格里以及台塑、土耳其DowAksa,总量大约17,000吨,这个市场主要就是风电叶片以及部分其他用途的拉挤板(如建筑补强、机器人)及重型预浸料。国内与之对应的是蓝星及碳谷+宝旌,为这个市场提供了大约4,000吨碳纤维。在这个领域,卓尔泰克、西格里及蓝星是真正大丝束碳纤维企业台塑、DowAksa以及碳谷+宝旌是因为大丝束供给不足,用小丝束提束或并股的替补选手,技术体系上还依然是小丝束的。所以,这个领域亟待国内企业攻坚克难,尽快填补巨大缺口。


总金额:1,026,738千美元

 

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2020年,由于整个碳纤维市场的紧缺,总体上,价格行情是走高的。疫情对航空航天市场的重挫,导致东丽的部分民用碳纤维产量增加,但是这些增加的产能又因为下半年出口受限而存放仓库中,这导致国内碳纤维的价格较大幅度上调。2020年,小丝束的高价位大约在20-22美元/公斤的水平上.

 

 大丝束市场,也同样面临紧缺。价格稍微提升,在13.5-14.5美元/公斤的水平上。这个价位是大批量的采购价格,对于小批量的用户,这些厂家经常报出17-18美元/公斤价格。


 

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