碳纖維的主要用途是作為增強材料與樹脂、金屬、陶瓷及炭等復合,制造先進復合材料。碳纖維增強環(huán)氧樹脂復合材料,其比強度及比模量在現(xiàn)有工程材料中是最高的。
碳纖維被譽為“新材料之王,它是目前已大規(guī)模生產(chǎn)的高性能纖維中具有最高比強度和最高比模量的纖維。小到球拍、釣魚竿等民用產(chǎn)品,大到飛機、衛(wèi)星和導彈等高精尖設備都是應用領域。
大多數(shù)碳纖維都是由聚丙烯腈原絲制成。原絲經(jīng)歷多個工序,包括碳化和氧化,從而生成高強高模的碳纖維單絲。碳纖維也可由其他含碳高的原絲(如瀝青和人造纖維)制成。
碳纖維的主要用途是作為增強材料與樹脂、金屬、陶瓷及炭等復合,制造先進復合材料。碳纖維增強環(huán)氧樹脂復合材料,其比強度及比模量在現(xiàn)有工程材料中是最高的。
碳纖維耐高溫居所有化纖之首。用腈綸和粘膠纖維做原料,經(jīng)高溫氧化碳化而成。是制造航天航空等高技術器材的優(yōu)良材料。碳纖維沿纖維軸方向有很高的強度和模量。碳纖維的密度小,因此比強度和比模量高。
2023全球碳纖維市場需求分析 全球碳纖維市場年復合增13%
2022年全球碳纖維市場規(guī)模將達到65億美元,預計到2027年這個數(shù)據(jù)將增至119億美元,期間年復合增長率達到13%,航空航天和國防工業(yè)以及風能需求不斷增長是促進該市場持續(xù)穩(wěn)定增長的主要原因。
與此同時,越來越多的碳纖維用于3D打印,以增加織物的剛性和強度,將持續(xù)推動市場需求增長,預計到2032年,全球碳纖維市場規(guī)模將達到217億美元,2027-2032年期間年復合增長率達到12.9%。
在預測期內(nèi),航空航天和國防領域在全球碳纖維市場中占有最大的市場份額。2021年,航空航天和國防領域引領碳纖維市場的規(guī)模,占總量的43.9%。碳纖維幾乎在飛機上隨處可見,波音787夢想客機由重量占50%的復合材料組成,其中大部分復合材料為碳纖維層壓或碳纖維夾層。碳纖維也被用來替代直升機的金屬部件,如旋翼葉片和機尾。它也適用于儀器外殼、門和座椅等內(nèi)部部件。此外,由于碳纖維抗腐蝕等特性,將其用于儀器外殼延長了這些儀器的使用時間,并保護它們免受損壞。
在預測期內(nèi),非復合材料部門在全球碳纖維市場中占有第二大市場份額。碳纖維用于非復合材料應用,如催化、電池電極和3D打印。結(jié)構電池是一種多功能電池,它可以在存儲能量的同時承載負載,因此可以減輕移動電動設備的整體重量。多功能電池的主要成分是碳纖維,因為它們是輕質(zhì)材料,具有良好的電學、電化學和機械性能。
由于電動汽車的快速增長和3D打印在各種新應用中的擴展,對非復合材料應用的需求將會增加。碳纖維市場的非復合材料應用預計將從2022年的3.556億美元增長到2027年的6.063億美元,期間年復合增長率11.3%,到2032年為10.235億美元,預測期間復合增長率為11.0%。
根據(jù)中研普華研究院《2023-2028年版碳纖維產(chǎn)業(yè)政府戰(zhàn)略管理與區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略研究咨詢報告》顯示:
2021 年國內(nèi)碳纖維的主要應用領域均是風電葉片。根據(jù)賽奧碳纖維《2016—2021 全 球碳纖維復合材料市場報告》,2021 年國內(nèi)碳纖維需求量占比前三的領域分別是風 電葉片(36.10%)、體育休閑(28.10%)和碳/碳復材(11.30%)。
2021 年國內(nèi)大絲束的主要應用領域中風電葉片占比第一。國內(nèi)碳纖維大絲束的主要 具體細分應用領域有風電葉片、混配模成型、建筑、電纜芯與船舶。根據(jù) 2021 全球 碳纖維復合材料市場報告中的數(shù)據(jù),風電葉片占主要大絲束應用領域需求的 78.4%, 位居第一,第二與第三分別為占比 10.5%的混配模成型與 8.7%的建筑。
2021 全球主要增量產(chǎn)能中,國內(nèi)廠家貢獻頗多。全球十強廠家中,包含了吉林化纖 集團,中復神鷹與寶旌三家中國大陸企業(yè),其中除中復神鷹主要生產(chǎn)小絲束外,其 他兩家均為大絲束廠家。2021 年全世界主要增加的產(chǎn)能是:吉林化纖集團增長近 16000 噸(含收購江城的產(chǎn)能);常州新創(chuàng)碳谷新入行,新建產(chǎn)能 6000 噸;卓爾泰克 在墨西哥增加的 3000 噸;寶旌增加 2000 噸; 東邦增加了 1900 噸??梢妵鴥?nèi)大絲束 主要生產(chǎn)廠家為全球碳纖維大絲束產(chǎn)能提供了很大的幫助。
1月6日,中復神鷹年產(chǎn)3萬噸高性能碳纖維建設項目簽約落戶連云港市連云區(qū)。副省長胡廣杰出席并致辭。
胡廣杰在致辭中表示,碳纖維作為一種戰(zhàn)略性新材料,是支撐現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系建設不可或缺的物質(zhì)基礎。中復神鷹高性能碳纖維項目是江蘇省與中國建材集團戰(zhàn)略合作的落地項目,單體投資大、科技含量高、市場前景好,對進一步提升我省產(chǎn)業(yè)鏈供應鏈韌性和安全水平、加快推動碳纖維產(chǎn)業(yè)邁入價值鏈中高端、構建現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系具有重要意義。
新材料是連云港主導產(chǎn)業(yè)之一,在全市高質(zhì)量發(fā)展大局中具有舉足輕重的位置。此次簽約的高性能碳纖維項目,計劃總投資60億元,通過建設多套聚合裝置、原絲生產(chǎn)線、碳化生產(chǎn)線以及配套工程,打造年產(chǎn)3萬噸高性能碳纖維的生產(chǎn)能力。項目全部建成投產(chǎn)后,能夠進一步滿足國內(nèi)重點領域?qū)Ω咝阅芴祭w維的迫切需求,保證關鍵原材料國產(chǎn)化,更好地促進碳纖維復合材料產(chǎn)業(yè)鏈健康發(fā)展。
“雙碳”目標下,能源和工業(yè)兩大主要碳排放領域?qū)π虏牧暇哂芯薮笮枨?,而碳纖維在風電、光伏、氫能、核能裝備及工業(yè)輕量化等領域應用廣泛。“雙碳”激發(fā)了碳纖維廣闊的市場需求,行業(yè)前景廣闊。
數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示,到2021年,我國碳纖維產(chǎn)量達到了2.9萬噸,而2021年我國碳纖維需求量達到6.24萬噸,還有巨大的需求缺口需要依賴進口解決,對外依存度較高。近年來,美國和日本對中國碳纖維貿(mào)易進行管制。其中,碳纖維一直在美國商業(yè)控制的清單中。在此背景下,我國政策高度重視碳纖維的發(fā)展,在“十二五”“十三五”以及“十四五”規(guī)劃中都明確提出要重點發(fā)展碳纖維。2022年4月,工信部、發(fā)改委又提出,要攻克48K以上大絲束、高強高模高延伸的碳纖維制備技術。從政策導向來看,國家高度重視碳纖維行業(yè)發(fā)展,國內(nèi)碳纖維產(chǎn)能逐步擴張,技術也在不斷迭代。經(jīng)過這些年的自主創(chuàng)新,國內(nèi)部分龍頭企業(yè)已掌握核心技術,有望通過擴張帶動行業(yè)降本增效,突破技術管制,逐漸實現(xiàn)國產(chǎn)替代。
碳纖維具有諸多優(yōu)秀性能,除2020年受疫情影響增速放緩,全球碳纖維需求一直穩(wěn)步上升。以2021年為例,國內(nèi)36%的碳纖維材料應用于風力發(fā)電中的風電葉片(36%),其次應用于體育休閑(28%)、碳/碳復合材料(11%)、壓力容器(5%)以及其他領域。其中,新能源領域的快速發(fā)展直接拉動了碳纖維的需求。根據(jù)業(yè)內(nèi)預計,到2025年,國內(nèi)風電用碳纖維這一細分市場的需求總量將達到5.2萬噸,2021-2025年的年復合增長率達84.3%,遠期理論空間有望達13.1萬噸;此外還有光伏發(fā)電領域,碳碳復材的碳纖維需求量將達到1.3萬噸,2021-2025年的年復合增長率達38.4%;同時,氫能、航空航天、國產(chǎn)大飛機、新能源車等行業(yè)的碳纖維需求也在高速增長中。
《2023-2028年版碳纖維產(chǎn)業(yè)政府戰(zhàn)略管理與區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略研究咨詢報告》由中研普華研究院撰寫,本報告對該行業(yè)的供需狀況、發(fā)展現(xiàn)狀、行業(yè)發(fā)展變化等進行了分析,重點分析了行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、如何面對行業(yè)的發(fā)展挑戰(zhàn)、行業(yè)的發(fā)展建議、行業(yè)競爭力,以及行業(yè)的投資分析和趨勢預測等等。報告還綜合了行業(yè)的整體發(fā)展動態(tài),對行業(yè)在產(chǎn)品方面提供了參考建議和具體解決辦法。
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2023-2028年版碳纖維產(chǎn)業(yè)政府戰(zhàn)略管理與區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略研究咨詢報告
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