点击蓝字 关注我们

林  刚

广州赛奥碳纤维技术股份有限公司总经理

IM0104 2023全球碳纤维复合材料市场报告

IM0104 2023全球碳纤维复合材料市场报告

IM0104 2023全球碳纤维复合材料市场报告

IM0104 2023全球碳纤维复合材料市场报告

1

前言

2023对于全球的碳纤维市场,是极其特殊的一年,根据我们对多方的数据的统计及综合评估,2023年全球碳纤维的需求量为115,000吨,对比2022年的135,000吨,下降了14.8%。这是继1995年以来,全球首次出现需求负增长,对于中国企业,这是前所未有的经历与挑战,全球碳纤维市场往何处去?
我们先简要回顾全球碳纤维的需求历史:1971年,以日本东丽公司生产PAN基碳纤维Torayca T3001/月)为标志事件,人类开始了PAN基碳纤维的工业规模生产。随后几年,日本与美国相继开发了鱼竿、高尔夫球杆,这是PAN基碳纤维最初的应用市场。1975年,东丽的碳纤维成功地应用在波音B737的次承力部件,在随后几年,东丽碳纤维进入了波音B757B767的次承力部件,从此开启了PAN基在航空航天军工的应用,从1971年到1985年,我们称之为哺育期。进入80年代中期至90年代初,新的体育器材如网球拍,新的航空航天应用,如卫星、火箭、波音B777、空客A320的加入,碳纤维市场进入爬行期。然而,在1990-1995年期间,民用航空市场进入了萧条期(详见2020航空产业网,1970-2018民航飞机交付与经济周期),飞机出货量逐年降低,严重依靠航空航天军工市场的碳纤维市场也相应进入平稳及下降,我们称之为蹒跚学步期1995年到2002年,民用航空市场复苏,B777主承力结构采用碳纤维,体育器材平稳发展,新的工业应用如压力容器进入,需求稳定发展,市场进入了走步期。从2003年到2022年,2003年,波音公司开启了复材飞机B787计划;2005年,空客开启了复材飞机A320计划; 两款飞机的碳纤维复材均超过结构总质量的50%,至此开启了航空新时代;2007年,ZOLTEK宣布与世界最大风电设备供应商VESTAS达成协议,在5年内提供3亿美元的碳纤维;这些标志性事件构成了市场的高速增长,进入了跑步期
我们曾经以为碳纤维市场会一路前行、甚至飞奔,市场一片乐观情绪,数年前,本报告也做了不少乐观的预测。真应了那句谚语人类一预测(原文是思考),上帝就发笑。大约在2017年前,我们的产业发展思路是按照东丽公司的产品发展思路来规划的,之后风电等工业应用的异军突起,让这些规划被市场狠狠打脸;2017年之后,我们对风电等工业应用赋予了极大的热情与愿望,2023年又被市场打脸。从预测到被市场打脸的反复受虐之下,我们需要认真反思产业政策的科学性,集中力量诚然可以办大事,而集中聪明大脑去做预测及安排,在变幻莫测与神奇的市场经济中,可能更多会成为笑话。
2023年,我国的碳纤维市场也很不乐观,需求量为69,075吨,对比2022年的74,429吨降低了7.2%2023年的运行产能为140,830吨,对比2022112,050吨,增长了25.7%。市场需求降低,而运行产能高速增长,必然形成价格血拼、库存高企的严重内卷状态。中国碳纤维产业如何解困?加上全球碳纤维市场往何处去?的疑问。我现在是没有胆量去尝试回答这样的大问题了,只是尽量多地提供给行业更多的数据与事实,仁者见仁,各自做结论!

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、安徽赢碳新材料副总经理陈宇航先生、南通复源董事长杨斌女士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

IM0104 2023全球碳纤维复合材料市场报告

对比2022年的135,000吨, 2023年的全球需求数据为115,000吨,同比降低了14.8%,不同于往年的全球10%的增长规律。
2023年全球数据的获得,我们有如下几个依据:
首先,感谢中国碳纤维企业的一如既往的支持,大家主动通报了年度销售数据,当然我们也在市场做了多渠道的数据核定,中国的销量加上进口总数,我们权当中国的市场需求(不完全科学,比如对来料加工数据的处置)。
接着,我们开始参阅国际碳纤维同行的年度销售数据或经营情况,从供应侧来判断需求,比如日本碳纤维企业的出货量,德国SGL公司的年报,HEXCEL公司的年报等;
然后,我们参阅了大量的应用市场的发展现状,比如波音与空客在2022年的交付量(尤其是复合材料飞机),体育用品大企业的经营状况等。
最后,我们也参考国际同行对市场的数据。综合上述四类依据,我们算出了全球碳纤维的需求量。
2.2. 全球碳纤维市场需求-应用(千吨)

总量:115,000

IM0104 2023全球碳纤维复合材料市场报告

2023年的应用市场格局有较大的变化。对比前几年,风电市场对碳纤维的需求疲软;疫情之后,航空航天军工市场迅速回暖,再次回到龙头应用的位置。
体育休闲市场近几年呈现了过山车一样的变化:历史上,该市场是平稳增长的规律,疫情开始,出现了疯涨,比如,2022年对比2021年的增幅达到29.7% 除了疫情刺激大众的消费,更多原因是疫情导致的国家海运市场紊乱等因素,导致西方分销商大量库存,2023年全球逐步恢复到正常状态,大量的库存使得销售狂降,对比2022年,2023年的体育休闲降低了21.7%
压力容器市场在2023年也是有所增长的,但是在2022年,由于碳纤维紧俏,各大厂家都做了一定的库存,2023年,碳纤维供应充足,所以消耗了一定的库存,新的需求体现出小许的降低。
其他的市场,大都保持与去年类似或稍微降低,主要原因是2022年碳纤维供应紧张之下的库存用到了2023年。碳碳复材(包括保温毡)主要受中国的光伏行业影响,2023年有小幅度的增长。
2.3. 全球碳纤维市场需求-应用(美元)

总量:3,810.0百万美元

IM0104 2023全球碳纤维复合材料市场报告

IM0104 2023全球碳纤维复合材料市场报告

全球碳纤维的销售金额为38.1亿美元,对比2022年的43.85亿美元,降低了13%, 除了需求数量降低,价格对比前两年也有大幅度下降。
2.4. 全球碳纤维市场需求-产品(千吨)

总量:115,000

IM0104 2023全球碳纤维复合材料市场报告

IM0104 2023全球碳纤维复合材料市场报告

模量的定义:

标准模量是指拉伸模量为230-270GPa;

中等模量是指拉伸模量为270-350GPa;

高模量是指拉伸模量超过350GPa

*随着技术发展,这些数据将会调整

小丝束Small Tow(或常规丝束Regular Tow)1-40K(含)

大丝束Heavy Tow:48K

巨丝束Giant Tow:≥100K

上述的全球及中国市场的产品既有格局是客观的。一方面,追求更高性能是必须的,但要防止盲目追高,曲高和寡是基本规律,尤其对于企业,还是要以盈利为根本目标。
3

全球碳纤维供应

3.1.全球碳纤维理论产能-制造商

IM0104 2023全球碳纤维复合材料市场报告

2023年,尽管我们依然采用了运行产能的概念,但依然存在产能折算的问题。这些问题主要存在于兼顾生产1K-6K的单位中,他们会把产线按照12K来核算。
2023年,全世界主要增加的产能是:中复神鹰增长14,000吨,吉林化纤集团增长7,000吨,韩国晓星公司增长5,500吨,土耳其DowAksa 增加了2,400吨,中简科技增长了1,500, 长盛科技增长了800吨。
全球十强厂家中,包含了吉林化纤集团、中复神鹰、新创碳谷、宝旌四家中国大陆企业。
2023年已经宣布并在进行中的扩产有:东丽欧洲计划投资1.2亿欧元,法国工厂年产量将从5,000吨增至6,000吨,东丽美国投资1,500万美元升级生产线,实现T1100G产能翻番(2024年初已经完成),扩建其位于加利福尼亚州Morgan Hill的工厂,东丽韩国扩建3,300吨产能的第三条生产线, 把年生产能力提高到8,000/,到2025年,东丽集团至少增加7,500/年小丝束产能。吉林15,000吨高性能碳纤维,宝旌 30,000 (2025前完成) ,中复神鹰30,000吨(2026年完成),上海石化6,000吨(2024年完成), 韩国晓星在中国的9,600吨及越南的21,600吨扩产计划等。
3.2.全球碳纤维运行产能-区域

总量:290,230

IM0104 2023全球碳纤维复合材料市场报告

对比2022年的全球运行产能258,550吨,2023290,230吨,增长12.3%。所有的新增产能由中国、韩国晓星及土耳其DowAksa贡献。
近几年,中国运行产能在全球的占比:201917.3%排名美日之后第三名;202021.1%排名美之后第二名;202130.5%全球第一;202243.3%,全球第一,202347.7%,全球第一名。这些显著的进步充分证明了我国制造大国的能力。
2023年,俄乌战争对欧洲的能源问题凸显,整个欧洲的能源价格上升,这对于碳纤维生产是重要的成本,所以,除了紧密供应链的必须及碳纤维的高附加值,欧洲(包括东欧)生产碳纤维将举步维艰。据未经证实的市场传言ZOLTEK 的匈牙利工厂出现长时间的停产。
从产地生产要素优势看,全球碳纤维生产从昂贵能源国家及地区,向便宜区域的转移,是不可避免的大趋势。
4

中国碳纤维市场

4.1. 中国碳纤维需求-年份

IM0104 2023全球碳纤维复合材料市场报告

2023年中国碳纤维的总需求为69,075吨,对比2022年的74,429吨,同比降低了7.2%,其中,进口量为16,075吨(占总需求的23.3%,比2022减少了45.4%),国产纤维供应量为53,000,(占总需求的76.7%,比2022年增长了17.8%,对比2022年高达53.8%的增速,2023年的严重放缓)。
中国市场需求历年增长率:2015(13.4%), 201616.5%, 201720%, 201832%, 2019 (22%), 2020 (29%), 2021(27.7%), 2022(19.3%), 2023(-7.2%)。市场的拐点已经出现。
国产碳纤维供应量逐年增长率:201525%, 201644%, 2017105.5%, 201821.6%, 2019(33.3%, 2020 (54.2%), 2021(58.1%), 2022(53.8%), 2023(17.8%)。随着上述市场增长的放缓甚至降低,相应的国产碳纤维供应量的增长会相应放缓。
2023年进口碳纤维呈现断崖式下降,主要原因是国产碳纤维的进口替代的增强,次要原因是中国市场的发展不及预期。
4.2. 中国碳纤维需求-应用

总量:69,075

IM0104 2023全球碳纤维复合材料市场报告

IM0104 2023全球碳纤维复合材料市场报告

上图主要是应用能力的对比:在目前的碳纤维应用领域内,中国优势应用行业是体育休闲、碳碳复材(包含耐火保温毡)、建筑、电子电气;航空航天军工及压力容器迅猛发展,大幅度缩小了与国际的差距,但主力需求的商用航空应用刚起步;风电(中国总需求17,000吨中,扣除了国外用户,只是统计国内风电厂家的用量)与国际依然有巨大差距; 汽车及混配模成型会因为中国新能源车的高速发展而应用潜力巨大。
4.3. 中国碳纤维需求-省份

总量:69,075

IM0104 2023全球碳纤维复合材料市场报告

广东继续保持中国应用魁首位置,江苏赶超上海紧跟其后。江苏及山东的地位受风电影响巨大。

总金额:2,331,516千美元

IM0104 2023全球碳纤维复合材料市场报告

从金额来看,广东连续三年回到全国第一,上海再次成为第二,浙江跨入亿美元应用大省行列。

4.4. 中国碳纤维需求-供应来源

总量:69,075

IM0104 2023全球碳纤维复合材料市场报告

国产碳纤维2023保持着进步,市场份额从2019年的31.7%2020年的38%2021年的46.9% 2022年的61%,攀升到202376.7%,这充分表现了国产碳纤维的巨大进步。
中国是世界碳纤维的最大市场,同时也是各家碳纤维制造商的角斗场。各国对中国市场的供应量,近几年并无特定规律可循。我们只是尝试对其做出一定的解释:
2023年,对比2022年,小丝束方面,日本、中国台湾(大小丝束兼顾)、韩国及美国,对中国大陆出口有40-50%的降低:其中日本下降率最小37.87%,韩国下降率最高50.14%,这反应出:在强大的国产替代趋势之下,质优的日本本土纤维依然拥有不少忠实用户,自卫能力强过其他厂家。
2023年,对比2022年,大丝束方面,墨西哥,德国及匈牙利,对中国大陆的出口有51-74%断崖式下跌,其中德国下降率51.85%,墨西哥为64.49%,匈牙利为73.59%。在凶猛的国内大丝束纤维的冲击之下,这类进口很快会归零。

总金额:2,331,516千美元

IM0104 2023全球碳纤维复合材料市场报告

IM0104 2023全球碳纤维复合材料市场报告

2023年,对于中国市场,所有的供应来源除了日本,价格均在下跌,其中中国供应的价格下跌最猛,从2022年的33美元的均价跌到18美元均价;让人费解的是,在需求严重不足的情况之下,日本纤维却在涨价,是对市场的误判?还是其他未知因素?但从市场得到的消息,东丽在2024年已经开始较大幅度降价。

5

中国碳纤维产业

5.1. 中国碳纤维企业运行产能

IM0104 2023全球碳纤维复合材料市场报告

2023年,我们依然不能采用“实际产能”,主要原因是一些小丝束企业的生产线,尤其是服务于航空航天应用市场的企业,他们的生产线会在3K、6K与12K切换生产。所以,厂家通常根据12K报产能,而实际生产中,3K、6K可能是最大品种。假如按实际3-6K核算产能,我们预计整个中国的运行产能数据要扣除8,000吨。

2023年中国产能达到138,330吨,比2022的产能112,050吨多出了26,280吨 ,其中新增产能的贡献者:中复神鹰增长14,000吨,吉林化纤集团增长7,000吨,晓星中国新增2,500吨,中简科技增长了1,500吨, 长盛科技增长了800吨,西安康本增长了180吨。

上述绝大部分企业的原丝统计,只是用碳丝产能乘以2.2的估算数据,上图中有四家企业目前无自主原丝供应,其中,宝旌及新创碳谷正在抓紧建设自己的原丝基地,有可能今年投产,晓星进口韩国本厂原丝。

5.2. 中国碳纤维产业新发展

2023年,国产碳纤维用量历史上大幅度超越了进口量,进口纤维呈现断崖式下跌,毋庸置疑,这是国产碳纤维做出的重大成就。如同2022年的模式,我们还是用三分类模式来谈论中国碳纤维产业的新发展。

第一类航空航天军品应用企业,以光威复材,中简科技及太钢钢科为代表,还包括恒神及中复神鹰部分产能、煤化所扬州基地、西安康本、河南永煤、中油吉化、吉研高科和吉林神舟等企业。从代表企业的年报上看,2023年的下半年、尤其最后一个季度,营收有收窄,盈利有较大幅度降低。整个市场的价格下跌也已经传递到这个领域。新的第二、三类既有企业携成本优势在千方百计挤入市场。从吃肉到喝汤到啃骨头,这是不可逆的趋势。

第二类高性能工业应用企业,以中复神鹰、光威复材、江苏恒神、长盛科技、晓星中国等企业为代表。其中,中复神鹰完成了西宁基地2.5万吨的建设,整个公司实现了2.85万吨产能,成功挤入全球第三。2023年初又宣布了在连云港新的3万吨扩产计划;光威复材已经在内蒙安装了新的碳化线,有望在2024年实现生产;2022年4月份恒神对外宣布在陕西榆林投资建设2万吨/年高性能碳纤维生产基地,一期拟先建设5,000,包括一条干喷湿纺碳化线及一条大丝束碳化线;长盛科技(前中安信)新增了一条800吨的碳化线;第三类企业吉林化纤宣布建设3万吨干喷湿法原丝及相关的碳化线;韩国晓星公司在徐州建成了2,500吨的碳化能力;山东国泰大成建成了7,500吨原丝及3,500吨碳化能力;常州新创也在建设3万多吨的原丝装置,与前期建设的6条碳化大线一道,会进入该市场的竞争;宝旌的原丝规划中也有高性能的安排,在2024年会进入该市场;山东荣成的永成项目 (基于前中安信的荣成基地)正在积极恢复与建设中,预计2024年会有两条线,大约3,500吨碳纤维出品。这个领域无军品的高门槛与长验证周期,特定应用市场,核心是性价比,如此多的新势力进入市场,必然是惨烈的白刃战。

第三类低成本工业应用企业,以吉林化纤集团、上海石化、宝旌、蓝星、新疆隆矩为代表。吉林化纤集团在2023年完成了5万吨原丝的扩产,产能达到16万吨,碳丝产能增加到4.9万吨,世界排名第二。2024年将建设1.5万吨的干喷湿法原丝及相关碳化建设,试图去竞争上述第二类市场。上海石化完成了2.4万吨大丝束原丝及相关的6千吨碳化的建设,正在稳步提升纤维的性能,有望在2024年规模生产T700性能的48K大丝束纤维,大直径纤维在生产中有诸多难点,但在后续复材及应用有诸多优势;宝旌碳纤维在2024年初完成了对其吉林基地向吉林化纤转售的合同,2024年宝旌的碳纤维就会减少7,500吨产能,而吉林化纤会相应增加,宝旌正在浙江加快自身原丝与碳化产能的建设,有望在2024年市场万吨碳纤维产能规模。蓝星的产能规模小,新疆隆矩缺乏战略原丝支撑,2023年的日子比较艰难。该市场的生存,必须具备低成本基因的原丝技术,还要对纤维生产做大幅度低成本改良与创新,更要在应用上开疆拓土。当然受苦越多,市场前景也越大,主要任务是完成对玻纤复材、甚至塑料及铝合金大众材料的替代。

2023年媒体也报道了如下计划投资碳纤维领域项目,我们转摘如下:

1月初,由山西安泰集团股份有限公司主导的6000吨/年高性能碳纤维项目在相关平台进行了审批公示,根据公示内容:该项目主要建设内容为6000吨/年高性能碳纤维项目,建设地点位于晋中市介休市义安镇安泰工业园区。该项目将分三期实施建设,其中一期建设规模为2000吨;

2月21日,内蒙古自治区乌海市举行2023年重点项目集中开工活动,内蒙古万泰化学纤维集团有限公司年产20万吨PAN基原丝和10万吨PAN基高端碳纤维项目正式开工建设;项目投资111亿元占地总面积1055亩,分二期建设。一期投资14亿元,建设年产1.6万吨碳化全流程生产线、3.2万吨原丝生产线、自备发电站变电站以及仓储设施、污水处理站等,建设周期为2023—2025年;二期投资97亿元,建设年产8.4万吨碳化全流程生产线、16.8万吨碳纤维原丝生产线、自备发电站变电站、公用工程等,建设周期为2025-2027年;

3月8日,安徽创脉与广东清远市清新区人民政府在清新区城市客厅举行年产1万吨级低成本高性能碳纤维项目框架合作协议签约仪式;

3月13日,安徽创脉再与河南濮阳南乐县政府等举行1万吨碳纤维项目签约仪式;

3月26日,永卓控股旗下山东永成新材料有限公司(下称“永成新材料”)1.2万吨高性能碳纤维项目开工。该项目设计年产量1.2万吨,总投资50亿元,占地面积约904亩。项目分两期建设,其中一期项目计划于2024年投产;

7月7日,克拉玛依高新区内的克拉玛依愿景新材料有限公司第一批高性能碳纤维生产设备进场,该项目规划建设3万吨原丝,1.5万吨碳纤维;

11月17日,中建五局山东分公司官网官宣成功中标济宁化工产业园12万吨/年丙烯腈基纤维原丝及6万吨/年碳纤维生产基地项目。根据规划,项目整个建设周期为四年,最终形成年产6万吨碳纤维产品、1万吨碳纤维复合材料、12万吨碳纤维原丝生产能力,实施单位为山东精昌新材料科技有限公司;

11月,山西省发布省重点项目名单,中材科技高性能大丝束碳纤维智能制造项目赫然在列。据网上透漏信息,该项目投资48.06亿元,建设年产2.5万吨大丝束碳纤维项目;

12月26日,精工与东华能源(茂名)碳纤维有限公司(以下简称“东华能源”)签署了《碳纤维装备采购合同》,合同总金额5.50亿元人民币公司将分二期向东华能源提供纺丝线和碳化线设备,其中,一期金额2.82亿元,二期金额2.68亿元。

2023年12月30日,龙游县与杭州超探新材料科技有限公司举行云墨碳谷项目签约仪式。项目前期包括新建10,000吨高性能碳纤维生产线项目、2500吨碳-碳复合材料及碳素产品生产线项目等6个子项目和后期产业链延伸项目约50个。

6

全球碳纤维复合材料市场

6.1. 全球树脂基碳纤维复合材料需求-年份

IM0104 2023全球碳纤维复合材料市场报告

树脂基碳纤维复合材料的需求量,根据纤维在复材中65%比例计算,以建立一个规模概念。

6.2. 全球树脂基碳纤维复合材料需求-应用(千吨)

总量:176.9千吨

IM0104 2023全球碳纤维复合材料市场报告

6.3. 全球树脂基碳纤维复合材料需求-应用(10亿美元)

总金额:229.6亿美元

IM0104 2023全球碳纤维复合材料市场报告

2023年,全球复材的需求为176.9千吨,对比2022年的207.7千吨,降低了14.8%;全球的碳纤维复材收入232.7亿美元,对比2022年的262.1亿美元,降幅为11.2%。其中:航空航天军工市场的需求上的复苏及价格的上涨,而其他应用,不光碳纤维价格基本都在降低,其复材成本与价格也在降低,比如碳碳复材。

2023年航空航天市场的复材数量占总量的19.1% (2022年的数据为14.9%), 但收入总量的62.8%(2022年的数据为46.7%)。显然,该市场是碳纤维所有应用中的最高附加值市场,是所有碳纤维企业共同向往的黄金市场,同时也有很高进入门槛的市场,也是国际碳纤维巨头势必严防死守的疆土,各家企业应根据自身情况去做战略决策。

6.4. 全球树脂基碳纤维复合材料需求-区域(10亿美元)

总金额:229.6亿美元

IM0104 2023全球碳纤维复合材料市场报告

新冠疫情年,中国市场赶超其他国际与区域,成为全球最大复合材料市场;2023年,国际航空航天军工市场迅速复苏,中国应用市场中,复合材料附加值较高的碳碳复材降价严重,体育器材低迷,这些主要因素导致美国超越中国,成为最大复合材料市场。
纵观全球四大主要复材大市场,欧美日复合材料与应用水平还是最高的:航空航天军工领域,与日本的材料及复材工艺一起,形成了产业链闭环;以氢气为代表压力容器方面,欧美日也有深度的合作,应用推广也非常扎实;风电领域,依然是碳纤维应用的国际龙头,汽车、船舶等方面,也积累了大量的技术与应用;体育休闲应用的制造不在欧美,但品牌与渠道大都在他们的掌控之中。
我国市场的特点是全面与低成本制造能力:覆盖了几乎所有的传统应用市场,也均形成了基础的研发制造能力。对于已经掌握了技术的应用市场,通过超强的低成本制造能力,成为业界最强,比如我们的体育器材、风电拉挤板、碳碳复材等等。当然这个也是双刃剑,让本来可以多挣几年钱的业务很快就内卷严重。我们严重缺乏新的应用生态的开拓能力与耐心,这是与欧美日最大的区别与差距。
6.5. 全球树脂基碳纤维复合材料需求-制造工艺

总量:176.9千吨

IM0104 2023全球碳纤维复合材料市场报告

2023年,预浸铺放工艺超过缠绕拉挤工艺,回到业界第一大工艺的地位。这个变化主要是航空航天军工市场的增长以及风电市场的疲软决定的。

上述的传统工艺,是人类针对纤维这个二维材料,参考其他工业领域的制造思维,相对而言,是自然而然的工艺思路。然而面对巨量的潜在应用,比如风电梁帽与汽车,现在的流行的工艺是否最合适?是否最优?这儿存在严重的问号。尤其对于汽车,从最早沿用航空工艺(预浸料铺放)到高压RTM,实践证明,对于规模化小轿车,这两类工艺是不适合的,主要问题就是太复杂与成本过高。尤其对比钢板的冲压与铝合金组合件的一次性压铸。当前及今后几年,全球碳纤维的供应与价格都能满足海量应用的需求,急需颠覆性的复合材料创新工艺。

6.6. 全球碳纤维复合材料需求-不同基体(10亿美元)

总额:284.1亿美元

IM0104 2023全球碳纤维复合材料市场报告

我们发布这个图表,旨在提示大家不要忽略树脂基及碳基之外的其他基体复合材料,这些材料也是碳纤维复合材料大家族中的一员。
除了金属、陶瓷、水泥等大量的基体材料,气凝胶也作为新的基体,与各种纤维毡结合,变成新型的复合材料。在碳纤维领域,预氧毡与二氧化硅气凝胶的结合,正在创造广阔的应用市场空间;碳纤维毡、石墨毡与碳气凝胶的结合,也将改变很多应用。
碳纤维自身也可以是基体,将自己的结构与功能复合,与碳纳米管、多孔纳米碳结合成复合材料,这些复合材料很可能会为新能源产业提供革命性的创新。
2023年,整个树脂基材料中,热塑复合材料占了大约5%的比例,金额约为11.5亿美元。其中,绝大部分为非连续增强塑料,而连续碳纤维热塑材料,我们估计市场份额为3亿美元左右。
6.7. 中国树脂基碳纤维复合材料需求

总量:106,269

IM0104 2023全球碳纤维复合材料市场报告

总金额:1293亿元

IM0104 2023全球碳纤维复合材料市场报告

2023年,中国碳纤维复合材料的总量为106,269吨,对比2022年的114,506吨,降低了7.2%;这与碳纤维需求降低是同步的。2023年,全国的碳纤维复合材料的产值为1293亿,对比2022年的1449亿元,降低10.8%,主要原因是碳纤维价格的全面下跌。

7

复合材料应用发展趋势与展望

7.1. 航空航天应用市场

市场的发展趋势如下图:2023年对碳纤维的需求量为22,000吨。

IM0104 2023全球碳纤维复合材料市场报告

根据Cirium数据库数据显示,2023年空客与波音分别交付了721架与504架,对比2022年,空客提升了66架,波音提升了54架。对于复材飞机,根据波音公司网站信息:2023年交付73架波音787,比2022的31架有显著增长,已经超高2020年53架的交付量,但距离疫情前百架以上的交付水平还有差距;另据空客网站信息:2023年交付64架A350飞机,对比2022年的60架有一定增长。这些数据表面,商用航空在继续回暖,2023年加速回暖,但依然未回到2019年的水平。

每月60-100架出货量的A320及B737为主大产量机型的复材技术路线方面,欧洲主要通过CLEAN SKY 两期计划,在大力推动热塑复合材料大型结构件的研发,但明确技术路线还有大量工作。毕竟热固复材飞机B787是基于美国NASA主导的、四十多年的积累的结晶,详情见广州赛奥微信公众号刊发文章《NASA复合材料开发-经验教训和未来挑战》,热塑复材也同样需要回答类似的疑问、应对类似的挑战。

IM0104 2023全球碳纤维复合材料市场报告

商用航天领域, 这些年,SPACE X以回收、巨大载荷、高效率及低成本等颠覆性创新揭开了神圣航空高科技的神秘面纱并改写了历史。中国的同行也在奋力直追:由北京天兵科技公司设计、天津爱思达航天公司研制生产的大型复合材料火箭整流罩近期下线,直径为4200mm,长度约13m,采用全碳纤维复合材料高精度成型,它是国内商业航天最大的复合材料火箭整流罩,也是中国当前最大的全碳纤维复合材料航天结构件。

IM0104 2023全球碳纤维复合材料市场报告

图片来源:天津爱思达航天公司

7.2. 风电叶片应用市场

IM0104 2023全球碳纤维复合材料市场报告

2023年,根据国家能源局公开数据显示:去年全国新增风电吊装容量7590万千瓦,创历史新高。 国际风电巨头也纷纷公布了年报,摘录信息如下:

维斯塔斯2023年实现营收153.82亿欧元,毛利润12.83亿欧元,终于实现扭亏为盈。2023年,维斯塔斯交付了12.7GW风电机组,其中陆上风机11.7GW,海上风机1GW;新增订单18.4GW,陆上风机15.3GW,海上风机3.1GW。通用电气可再生能源2023年亏损14亿美元,与2022年亏损22亿美元相比有所收窄,同时营收高达150.5亿美元,同比增长16%;西门子歌美飒最新披露的初步测算显示,2024财年第一季度营收20.43亿欧元,同比增长4.8%。不过,整体上看该公司仍处于严重亏损,税前现金流为负11.72亿欧元;Nordex集团公布的业绩数据显示,该公司2023年订单收入达到65亿欧元,较2022年的57亿欧元同样上涨明显,整体上已经达到收支平衡。

从碳纤维的用量上,2023年的20,000吨对比2022年的34,700吨有42%的降幅,主要原因是上述国际厂家降本扭亏的压力之下,减少了碳纤维的应用。而国内数家对碳纤维的应用远远低于预期,使用量大约为6,000吨,国内风电厂家同样也面临成本的巨大压力,以及玻璃纤维的价格的大幅度下降,导致碳纤维在风电的性价比竞争优势减弱。

风电厂家对于性价比的流行评价是:每元钱购买的模量。风电专用玻纤的模量也在稳步提升,更为重要的是分母的价格在急剧下降,风电专用碳纤维该如何定义与研发?

7.3. 体育休闲应用市场

体育休闲市场十年来的需求发展情况如下,2023年的需求量为18,800吨。对比2022减少了21.7%。

IM0104 2023全球碳纤维复合材料市场报告

体育市场的分市场份额如下:

IM0104 2023全球碳纤维复合材料市场报告

2023年体育市场出现大幅度的下滑,主要原因有二:

从需求端,疫情导致的国际海运及出口系统的紊乱,导致海外市场的库存增加,需要在2023年消化;

从供给端,前几年碳纤维价格一路上涨且供应紧俏,不少制造商不得不加大库存,这些也需2023年消化。

7.4. 压力容器应用市场

IM0104 2023全球碳纤维复合材料市场报告

碳纤维气瓶主要分类:呼吸气瓶、CNG气瓶,氢气瓶及长管拖车瓶。长管拖车适用于CNG及氢气。由于加气基础设施的不足,目前CNG瓶、氢气瓶主要应用于固定路线的重卡、物流车及公交巴士。对于乘用车用氢气瓶,目前趋势还不明朗。
全球气瓶的主力依然在欧美主要厂家:LuxferFaureciaForvia)、Hanwha CimmaronHexagon CompositesHexagon-PurusIljin HysolusNPROXXPlastic OmniumToyotaToyoda Gosei等;国内主要厂家:中材气瓶、北京天海、北京科泰克、中集安瑞科、江苏国富、中集南通、浙江凯博、浙江蓝能、上海未势能源、安徽绿动、山东奥扬、沈阳斯林达、辽宁美托、沈阳中复科金、辽宁奥斯福等。
2023年,外资在华投入气瓶情况如下:佛吉亚(上海)氢能投资有限公司(简称佛吉亚氢能)位于安亭镇的项目建成投用,进一步拓展储氢瓶和储氢系统业务;彼欧与蓝能氢能科技按50/50比例组建的新合资企业彼欧蓝能(PO-Rein)正式投入运营,产能高达60,000只高压储氢容器的大型工厂计划于 2026年投入运营无锡威孚高科技集团股份有限公司与Voith GmbH & Co. KGaA签署了《合作备忘录》,推进IV型高压(70MPa)储氢瓶技术和业务合作项目总投资约1.2亿欧元。
7.5. 碳碳复材应用市场

IM0104 2023全球碳纤维复合材料市场报告

碳碳复材的三大市场发展如下:

刹车盘市场:国际的主要企业是:法国的Messier-Bugatti 公司、美国的Honeywell 公司、B.F. Goodrich公司、Goodyear公司和英国的Dunlop公司。中国的飞机刹车盘主要有北摩高科、中航飞机股份有限公司西安制动分公司、博云新材、西安超码、金博等厂商。该市场发展平稳。

航天部件:主要企业是国内航天的相关院所,碳碳复合材料以其优异的性能成为大型固体火箭喉衬、发动机的喷管、扩散段、端头帽等的首选材料。该市场发展平稳。

热场部件:单晶硅炉主要企业上虞晶盛机电、北京京运通科技、江苏华盛天龙光电设备、北京七星华创电子、德国PVA TePla AG、美国Kayex 公司、日本Ferrotec 公司;单晶硅炉内,主要有碳毡功能材料和坩埚、保温桶、护盘等碳碳复材结构材料:国际企业是德国的SGL公司,日本的东海碳素公司等;国内从事碳碳复合热场材料的单位包括金博、天宜上佳、超码、美兰德、隆基等。预制体是碳碳复材重要的制造环节,国内的主要企业是:中材科技南京玻璃纤维研究院、江苏天鸟高新技术有限公司、天津工业大学复合材料研究所、宜兴市飞舟高新科技材料有限公司。

碳毡:为了便于统计,我们将碳毡也纳入该市场,同时将其他碳毡功能应用也统计到碳碳复材市场中,目前最大量的碳毡是服务于单晶硅炉的。在储能领域,碳纤维也有巨大的应用潜力,正在持续展开。
2023年,根据国家能源局数据:截至202312月底,全国太阳能发电累计装机容量达6.1亿千瓦。2023年,光伏新增装机容量达到216.88吉瓦,同比增长148%,创下历史新高。同年,光伏产业链价格跌跌不休,价格竞争也传递到热场材料,业界已经把碳碳复材做到人类历史的最低成本(大约200多元/公斤),其中碳纤维及增密成本各占一半。
7.6. 混配模成型应用市场

IM0104 2023全球碳纤维复合材料市场报告

混配模成型(Molding & compound)严格讲,不是一个应用市场,而是对工艺的描述,但由于这些工艺横跨的应用多,所以,把它归类成一个应用,便于说明。混配(compound)是指非连续碳纤维增强塑料,主要包括短切增强和LFT。玻纤D-LFT在汽车领域的广泛应用证明了这种复合材料形态的优势。模成型(Molding)主要是指片状模塑料Sheet Molding Compound-SMC,团状模塑料Bulk Molding Compound-BMC。由于回收碳纤维的加入,让这些非连续形态的,以及非连续形态加连续形态的混合结构,展现出一定的发展空间。

从事短切碳纤维增强塑料的,通常是改性塑料企业,比如SABIC、RTP、POLYONE、COMPTEX、 POLYNT、深圳沃特、广东金发科技等。从事碳纤维片状模塑料的企业主要有:美国QUANTUM、MAGANA、Ashland、Continental Structural Plastics,德国MENZOLIT等。

2023年,南通复源新材料公司采用回收碳纤维制备成”小米粒”短切纤维,并成功应用到汽车增强塑料零件。以汽车为代表的工业应用,对材料的性价比要求非常严苛。多年来,笔者有一个观点:对于碳纤维在汽车上的大规模应用,就目前的技术水平,连续碳纤维复合材料没有机会,必须在非连续纤维增强材料上下狠功夫,尤其是短切增强塑料,性价比才可能与目前的玻纤及铝合金材料竞争。

短切碳纤维增强塑料,与纤维、浆料、混配、注塑技术等密切相关,需要在纤维存留长度、分散性及流动性得到最优解。对于常规低成本纤维,可能实现拉伸强度及弯曲强度均超400MPa, 弯曲模量超25GPa 的优异性能的,加上不到1.3g/cm^3的体密度。具备与玻纤及铝合金同台竞争的能力。

7.7. 汽车应用市场

IM0104 2023全球碳纤维复合材料市场报告

2023年的市场需求为9,500吨,与2022年持平,主要考虑两个方面:首先是宝马与西格里公司合作的复合材料汽车i3及i8, 这几年陆续停产,导致了碳纤维用量的降低;另一方面,除了传统超豪华汽车及改装市场,新能源汽车也纷纷推出豪华款,这些又带动了碳纤维用量的增加。但总体上:小批量的超豪华车(无论燃油还是新能源),采用碳纤维复材是必然的选择,因为总体成本比钣金工艺便宜。而对于量产车型,汽车行业对碳纤维的应用前景不甚明朗。

轻量化——对于无论燃油车,还是新能源车,均是重要的,这毋庸置疑,但是,量产汽车的成本控制严苛,没有相当的轻量化效益(每减重一公斤的成本),车厂自然会选择传统的材料。如果要采用碳纤维复合材料,如同我们前面所讲,首先要考虑的是短切碳纤维增强塑料。我们可以大致算个账,30%纤维含量的低成本碳纤维的成本为21-24元,70%的尼龙成本为14-17元,材料成本为35-41元/公斤,加工方面,传统做法是混配造粒+注塑(成本高),当然也可以在线混配直接注塑 (成本可参考注塑成本),这样,零件的成本有望控制在40-46元/公斤。铝合金零件的成本大致为23-25元/公斤,如果实现6系列铝合金同等性能,复材可实现减重32.6%,因为减重,所以,零件成本相应减少32.6%,就非常接近铝合金的成本。2022年底,特斯拉官网称在德州奥斯汀建设5800万美元的塑料制造工程中心,之后,该中心发布的公开消息很少,不知道他们是否有上述的类似考虑。

汽车簧下重量减重的热点是轮毂,国际主要生产商是澳洲的Carbon Revolution,意大利Bucci,美国的Vision Wheel与ESE Carbon。中国方面,豪华款新能源汽车正在或计划采用碳纤维轮毂:如广汽埃安昊铂SSR,蔚来全新ES6,高合HiPhi A,比亚迪仰望U8等。中国已经有数家研发碳纤维轮毂的企业,但均未形成大批量能力。

7.8. 建筑应用市场

IM0104 2023全球碳纤维复合材料市场报告

本领域是一个广泛意义的建筑,不仅包括我们通常意义的建筑,也包括了建筑机械、桥梁、隧道及工业管道等,复合材料的应用主要有如下几个领域:1.建筑及桥梁结构的补强:2.艺术型建筑的主体结构;3.建筑机械;4.新建大跨/空间结构;5.管道补强。

2023年建筑行业价格整体下行,但在城市更新的大背景下,结构加固补强市场较为稳定,碳纤维加固材料需求量基本与前年持平。目前碳纤维加固材料已全面进入国产化时代,除福瑞斯、西卡、慧鱼等少数国际品牌外在中国市场进行销售,大部分碳纤维加固材料市场被上海悍马等国产品牌占领。与此同时,为避免偷工减料、以次充好的现象,各地陆续实行加固材料备案,以保证工程安全。国际市场上,以上海悍马为代表的中国品牌凭借稳定的产品品质以及高性价比,亦得到了全球加固行业的认可。

产品方面,除传统的单向碳纤维织物,预应力碳纤维板、预应力碳纤维筋、碳纤维索等相关产品以其优良的加固效果,逐渐在路桥、房建、塔筒等结构加固工程中崭露头角。随着产品性能的进一步提升以及原材料成本的降低,碳纤维材料在结构补强、海洋工程等领域将获得更广阔的应用空间。

7.9. 电子电气应用市场

IM0104 2023全球碳纤维复合材料市场报告

首先是功能性应用领域:短切碳纤维增强塑料具有防静电、电磁屏蔽等功能在复印机、打印机、数码相机、数据传输电缆接头等产品早已经有成熟应用,对比其他的如炭黑、金属等类似材料,碳纤维增强塑料的成本降低,会带来这个市场的稳定扩展。

力学增强方面:主要的产品形态有长碳纤维增强塑料(LFT)和连续碳纤维增强材料。连续碳纤维增强材料,主要是用于轻薄笔记本的壳体,其中有经典工艺的热固壳体,也有热塑壳体。

在智能折叠手机领域,深圳市裕同新材科技有限公司针对大折叠高模量轻量化碳纤维材料的应用,其中铰链门板一体PEEK注塑,多折叠柔性屏下支撑及玻纤电池盖及中框的导电及散热应用已配合国内外多家终端厂商规模化验证并应用,具有一定的行业技术规模领先性;在高牌号超薄低克重碳纤维展纱及预浸料自动化成型及大功率自动化激光精密加工行业达到领先,优化并拓展了复材结构全新的加工工艺,并对碳纤维外观及平整度一致性可折叠寿命达到优质可靠性。对原材料性能提出更严格的模量要求,为手机减薄减重达到进一步超薄行业应用,做到了行业的突破!

液晶显示器的复合材料方面:广州旭璟先进材料科技有限公司研发及生产制造的产品为Cassette’s BS及 Robot Fork,终端客户包含京东方、华星光电、天马微电子、惠科集团、广州超视堺、维信诺,其他还有包含日本、韩国、中国台湾地区的机械人自动化装备公司,如日本Sankyo、Yaskawa及韩国现代…等,截至2024年1月出货数量已达壹佰多万支。

在高速电机领域,越来越高的转速,使得碳纤维护套已经成为标配,广州赛奥碳纤维技术股份有限公司通过十年的技术研发积累,从材料、大张力高精度缠绕、超高预紧力、高效固化、生产自动化等多方面为行业提供全套解决方案。

7.10. 船舶应用市场

IM0104 2023全球碳纤维复合材料市场报告

船舶领域对碳纤维的需求主要是:竞赛类船舶、超豪华游艇、高速客船及军事用途的船舶。多年来,除了竞赛类船舶,近几年,电动水翼船、水上出租车,高速客轮纷纷采用碳纤维复合材料,形成新的增长热点。

2023年3月,Zen Yachts(西班牙巴塞罗那)推出Zen50太阳能零排放双体帆船,由著名获奖船舶建筑师Julien Mélot设计,特点是由轻型碳纤维打造的船体。

2023年6月13日,Artemis technologies(爱尔兰贝尔法斯特)推出其第一艘电动船员转移浮船(CTV)和子船Artemis EF-12 CTV,展示其为海上风电场部门服务的能力。该船由玻璃和碳纤维复合材料制成,能够实现更高的速度和更长的航程。

2023年11月,中国船级社(CCS)武汉分社为中国船舶集团有限公司第七二五研究所(简称“725所”)颁发了国内首张低温膨胀节和碳纤维材料认可证书。

2023年11月9日,由珠江船务旗下的广东中威复合材料有限公司为中国香港新渡轮离岛项目建造首艘500客位碳纤维高速客船“新明珠2”号(SN004)在广州南沙举行吉水仪式。该项目包含多艘铝合金船舶及碳纤维船舶,预计2025年前陆续交付。

7.11. 芯材应用市场

IM0104 2023全球碳纤维复合材料市场报告

2022年开始,我们将该分市场的名称从之前的电缆芯变更成为芯材,这其中主要增加了建筑中用的各类碳纤维芯材,因为数量还不够多,工艺与电缆芯类似,所以我们暂时归类到此。2023年我们统计的全球需求是1,000吨,增长缓慢,电缆芯方面,据行业内部统计,估计只有400吨左右,加上建筑芯材,得出1000吨的数量。电缆芯国内在2023没有太多亮点,值得一提的是:
广东鑫源恒业电力线路器材有限公司,主要生产绞合型碳纤维导线及绳索,成功应用在某国防工程的3.3千米50毫米超重冰的大跨越工程上。 是目前全球最大跨越,最厚履冰的工程;2022年成功安装在大亚湾核电站送香港的400kV线路上。
国际方面,通过看美国CTC公司官网,转述下面三条信息:
2023.3.10 CTC Global签署协议,授权Ducab Metals公司在阿联酋生产ACCC®复合芯导线;
2023.7.17 CTC宣布将在印度建造第五座ACCC®核心制造工厂;
2023.11.2 CTC Global宣布升级ACCC InfoCore®系统,使其能够在安装前、安装过程中以及安装后的任何时候快速、简单地确认导线完整性。
关于建筑用芯材:
2023419日,江阴市滨江路项目黄山路斜拉桥安装第一根碳纤维斜拉索。经此前多轮会商及专家论证,黄山路斜拉桥试点应用碳纤维复合材料,将WC3WC3’2根拉索变更为碳纤维复合材料斜拉索,在新材料应用上抢占先机。该碳纤维斜拉索由法尔胜集团缆索公司生产。
20234月,中建八局召开武汉光谷八路项目异形斜拉桥全碳纤维索应用专家咨询会。专家组认为方案总体可行,项目落成将实现全球首座全碳纤维索斜拉桥落地。
7.12. 其他应用市场

IM0104 2023全球碳纤维复合材料市场报告
轨道交通

2023年09月,由中车株洲电力机车研究所有限公司研发的全球首列氢能源智轨电车正式亮相马来西亚车辆创新采用了70MPa储氢系统和大功率燃料电池系统,续驶里程超350公里。

2023年中车唐山机车公司联合上海晋飞碳纤科技股份有限公司优化开发了先进结构转向架碳纤维侧梁(图1)项目”。先进结构转向架碳纤维侧梁相对于传统钢板焊接侧梁重量减轻80%,为转向架减重、节能、成本降低提供支撑。

IM0104 2023全球碳纤维复合材料市场报告

图1 先进结构转向架碳纤维侧梁  

来源:晋飞

2023年多家主机厂联合上海晋飞碳纤维科技有限公司开发了多款地铁车辆司机室(图2);下一代高铁转向架舱(图3)等碳纤维复合材料部件项目,部件均基于高效、低成本、一体化热压和液体成型技术,通过结构设计优化及部件级工艺验证相结合的方法,实现复合材料主体结构的一体化成型,降低了部件组装的复杂性,有效提高典型部件的制造效率及制品稳定一致性。

IM0104 2023全球碳纤维复合材料市场报告

图2 地铁司机室外罩及内装   

来源:晋飞

IM0104 2023全球碳纤维复合材料市场报告

图3 下一代高铁转向架舱    

来源:晋飞

低成本一体化热压、液体成型工艺为同类型结构的碳纤维复合材料部件在轨道交通部件中的批量应用提供解决思路。

综合目前的应用情况分析,虽然碳纤维复合材料在轨道交通领域的应用离实现大规模工业化生产还有一定的距离,但是随着我国碳纤维复合材料上下游产业的成熟发展,原材料及工艺制造成本大幅下降,必将加快推动轨道交通车辆碳纤维复合材料工程化应用进程,使先进复合材料成为车辆主/次承载结构材料代际替换的首选。

IM0104 2023全球碳纤维复合材料市场报告
碳纤维功能材料

碳纤维的主要功能性应用,除了传统的阻燃材料:预氧丝、预氧毡,还有传统的热场材料:碳毡、石墨硬软毡、电热毯;还有传统的防静电、电磁屏蔽材料:短切碳纤维、磨粉增强塑料等等。
新型的碳纤维功能材料,主要有:
  1. 燃料电池的气态扩散层(GDL);
  2. 液流电池的电极材料的碳毡(石墨毡);
  3. 替代铅酸电池的铅板电极的碳毡板;
  4. 提升锂离子电池能量密度的多微孔碳纤维材料;
  5. 预氧毡+二氧化硅气凝胶复合材料
2023年,液流电池继续高速发展,根据头豹研究院的报告显示:2018-2021年,液流电池的历史市场规模年均复合增长率为55.2%2022年市场规模达10.6亿元,预计2027年将达到248.9亿元,2022-2027年市场规模年均复合增长率或达到87.9%
8

碳纤维回收、双碳及ESG

8.1. 碳纤维回收再利用行业介绍

IM0104 2023全球碳纤维复合材料市场报告
碳纤维回收市场

回收碳纤维来源于两类废料,一类是来自干纤维,即没有含浸过树脂的碳纤维,如断丝乱丝、头尾纱、织物裁切边角料/尾料、碳纤维等外品等,前三种总量占生产使用量的0.5~2.0%,根据碳纤维制造商的生产稳定性和等级划分标准而各不相同。从干纤维而来的回收碳纤维称为回用碳纤维
另一类是来自湿纤维,即含浸了树脂的碳纤维,如生产阶段产生的固化/未固化废预浸料和CFRP制造边角料(占比25%~30%),和使用寿命终结的CFRP废品(EOL)。从干纤维而来的回收碳纤维称为再生碳纤维
生产过程中的废料现阶段回收,EOL则若干年后回收。无论何时回收,综合而言现在新碳纤维的市场有多大,将来回收碳纤维的市场就有多大。如果再进行2次、3次回收利用,则回收碳纤维的市场就会有2倍、3倍的量。研究表明碳纤维可以进行6~7次回收后还有再利用价值。CFRP废料来源依次为航空航天、体育用品、报废预浸料,大量工业应用的碳梁、气瓶等由于生产制造不良率低,还非主要来源。目前全球CFRP回收再利用的量不足1%,其余均填埋、焚烧处理或搁置状态。
IM0104 2023全球碳纤维复合材料市场报告
全球碳纤维回收公司

截至2023年全球CFRP回收处理公司主要如下:
亚洲:中国南通复源(热解4500/年)、上海治实合金(热解)、台湾永虹(微波热解50/年)、台湾安能绿聚能(微波热解);日本CFRI(热解两步法3000/年)、Ai-carbon公司(溶解)、新菱(过热水蒸汽200/年)、高安(热解60/年)、富士加饰(热解360/年)、Earthrecycle公司(溶解20/年);韩国CATACKH(溶解)。20236月南通复源扩建二期工厂,将与一期形成4500/年总回收处理产能,12月,南通复源建成1000吨再生碳纤维米粒产线。
欧洲:德国CarboNXT & CFK(热解)、SGL Carbon(热解)、HADEG Recycling(热解);英国Gen2Carbon(原ELG热解)、Sigmatex(仅干纤维);法国Vetrotex (溶解)Fairmat(机械法);意大利 KARBOPEK(热解)。
美国:Carbon Conversions CCI、热解2500/年)、Adherent Technologies(热解和溶解)、Vartega(溶解)、Shocker Composite(溶解)、Carbon Fiber Remanufacturing(仅干纤维240/年)。20236月,美国碳纤维回收公司Vartega新建工厂启用。
IM0104 2023全球碳纤维复合材料市场报告
再利用市场

回收碳纤维再利用的主要产品形式有回收碳纤维毡(无纺毡和表面毡)、回收短切碳纤维和回收碳纤维粉三大类。按照用量排序分别是短切碳纤维、粉、毡,短碳纤维和粉主要用在高分子加工领域,2023年全球用量累计达千吨级,回收碳纤维毡的应用在百吨级。能够提供稳定回收碳纤维产品的公司有CCI、卓尔泰克、南通复源、CarboNXT、Sigmatex。

回收碳纤维主要应用领域是航空航天内饰、体育用品、汽车部件、先进空中机动组件、建筑行业、无人机、增材制造、电气和电子设备外壳及其他工业应用等。2023年2月德国Recaro公司开发出采用回用碳纤维毡(美国回收公司CCI生产)制作的赛车座椅外壳并计划上半年投入生产2023年3月光大同创和南通复源开发的再生碳纤维笔记本电脑A壳通过客户验证;2023年6月TFP推出再生碳面表面毡产品,2023年10月南通复源短切再生碳纤维产品开始用在某新能源汽车量产车型部件的生产制造;2023年12月东丽宣称联想ThinkPad X1 Carbon Gen 笔电外壳将采用来自波音CFRP废料的再生碳纤维。亨睿开发了再生碳纤维建筑模板和汽车部件并进行了碳排放核算认证。

由于回收碳纤维的非连续性和机械性能、表面性能的不同,使其应用场景完全不同于新碳纤维。目前回收碳纤维的市场尚远小于万吨级的每年报废量,新的应用市场亟待开发。新的CFRP回收利用方向还包括热塑性碳纤维复合材料、碳碳复合材料的回收再利用,可降解环氧树脂的开发等等,比如上纬开发了可降解环氧树脂并尝试在风电叶片上应用

IM0104 2023全球碳纤维复合材料市场报告
碳纤维回收再利用行业20载风雨变化

1.西方回收再利用历史

欧美日在碳纤维回收再利用始于2000年、到2021年产业化停滞不前,欧美日至今为止RCF的产业化应用案例不足数吨/年,主要原因在于应用开发方向过于理想化。2022年开始因双碳因素重启重视。早在2000年从CFRP在民机量产化应用开始,欧美日就开始了碳纤维回收再利用的研究开发,再利用的主要目标市场是航空内饰和汽车轻量化复合材料领域应用,先后启动了大量联合研究开发项目,并诞生了数家千吨级规模的回收创业公司;全球大型碳纤维制造商或航空、汽车领域的用户纷纷参与联合项目的开发、或对回收公司的投资。然而到2021年为止,欧美日的先行企业几乎没有产业化成功案例(宝马上是干纤维的应用),早期成立的那些回收公司几乎均为停滞无运营、出售或者破产消失。全球大型碳纤维制造商,对CFRP回收再利用商业化也呈现出消极态度。2022年由于RCF被重新评估为低碳足迹产品,碳纤维制造商重新正式开始探讨碳纤维的回收再利用。
2.中国回收再利用历史

中国2010年开始,起步虽晚、求生务实、开拓创新、产业化应用率先突破。从2010年到2023年以上海交通大学化工学院/南通复源为核心持续推进稳步前行。国内回收开始于2010年晚于欧美日近10年、受大飞机项目委托上海交通大学化工学院杨斌副教授团队开始回收再利用的持续开发、2017年成立南通复源。南通复源受益于:一、将应用方向聚焦于短切再生碳纤维的改性高分子领域(所谓的“降级应用”?)而非复合材料领域;二、并且在技术上突破了将蓬松RCF高密度化技术,从而在全球率先开启千吨级的新能源汽车量产应用项目,目前暂时走在全球回收再利用领域最前列。

3.各家企业战略布局

欧美日在回收再利用研究开发上基础雄厚,有很多项目处于量产应用前夜,底盘稳健未来会后机勃发;相比之下国内研究开发势单力薄,亟待加强。政府或碳纤维行业企业联合开发推动的项目屈指可数,因此呼吁更多行业上下游的联合开发,保持优势,在国际碳纤维回收领域争得更多话语权和发展机会。国外碳纤维巨头企业均较早布局回收再利用领域、积极推进回收再利用技术,并为减少CO2的RCF应用建立战略合作商业模式。三菱尤为突出,先后投资了多家回收公司如2018年英国ELG、2020年德国CarboNXT 和CFK、2024年美国Vartega,在日本国内还培育了新菱;Hexel于2016年投资回收公司CCI,2021年开始和法国Fairmat建立战略合作;东丽收购的卓尔泰克自身具有回收碳纤维(干纤维)产品的生产能力,此外,东丽曾经和多家回收公司合作开发,未雨绸缪为将来用自家碳纤维生产的复合材料制品如航空部件、压力容器、笔电外壳、碳梁等的报废寻找回收利用综合解决方案;帝人也是如此。南通复源和多家这样的国外同行公司开展联合开发项目及商业化合作,如2022年开始处理国外市场上的波音787生产制造过程产生的复材边角废料。

4.从回收技术的竞争、转变到回收再利用综合解决方案的竞争

回收技术有多种,如热分解(无氧、低氧、过热水蒸气、流化床法、微波)和化学分解(催化/定向解聚、常压溶解、超临界/亚临界、水解/醇解)之分、大型连续和小型间歇之分、一步法和两步法之分等等。市场上对回收碳纤维的应用需求各不相同,比如低CO2排放性、低成本、与VCF相同的品质、各向同性、再生连续纤维等等。因为CFRP废材的复杂多样性、市场上应用需求的多样性,所以需要有与之匹配的回收再利用综合技术方案。因此单独去评价回收技术的优劣没有意义,应该从市场出发从客户的需求出发,根据客户使用再生碳纤维的真实目的,对回收再利用综合解决方案进行考量和评价才是有价值的。

产业发展具有高度的相似性。 就像碳纤维产业的发展,经历了从重视碳纤维生产技术阶段、到重视碳纤维复合材料应用技术阶段的变化一样,碳纤维回收再利用产业的发展,也正在从第一阶段的关注碳纤维回收技术、向现阶段的关注再生碳纤维的再应用技术(二次制造CFRP技术)进行转变。这些技术包括RCF半成品加工制造技术、RCF复合材料设计技术、成型加工技术及相关自动化装备的开发、RCF产品如何标准化等等诸多亟待解决的重要课题,任重而道远。

8.2.双碳形势下碳纤维行业的节能减排

欧洲议会官网2023年5月对外公布《建立碳边境调节机制》(CBAM,又称“碳关税”)的正式法令,对于其征收范围、排放量计算、申报要求、各方权责、履约规则和程序等进行了最终明确,并于公布之日的次日生效。9月,欧盟委员会通过并公布了欧盟碳边境调节机制过渡期实施细则。该细则从10月1日起生效,一直持续到2025年底。按照计划,过渡期结束后,将于2026年正式起征“碳关税”,并在2034年之前全面实施,届时欧盟将成为世界上第一个开始征收“碳关税”的经济体。 这些扑面而来的国际双碳形势,应该引起全行业的高度重视。对碳纤维行业节能减排的主要措施包括以下:

1.CF大量应用均有“节能减排”的重大意义

碳纤维制备本身是“高耗高排”,它的应用均有“节能减排”的重大意义。2022年报告中有数据,不再赘述。

2.减少碳纤维生产制造的CO2排放量

对CF生产企业:(1)提高生产效率和产品良率;(2)使用LNG、生物燃料等燃料用于发电、蒸汽制造等;(3)将来把原料丙烯腈的一部分变成来自生物质的;(4)将来工艺路线的巨大革新。(5)与回收企业积极合作提高回收碳纤维的利用率。

对CF生产商以外的企业:(1)降低购电的CO2排放系数(各电力公司);(2)系统电源的零排放化;(3)减少原料AN生产制造的CO2排放;(4)二氧化碳捕捉、贮存和利用技术的开展。

继续呼吁我国相关的主管部门或行业组织需要尽快展开对碳纤维企业的类似指标的盘点及统计体系,这套体系建立之后,不光服务双碳目标,也可以作为碳纤维企业综合技术能力的重要评价指标。

3.促进碳纤维回收利用,提高回收碳纤维利用率

2023年制造再生碳纤维的CO2排放量约为2.5kgCO2/kgCF(南通复源),不足原生碳纤维19.9kgCO2/kgCF(日本JCMA2022)的1/9,因此增加再生碳纤维的市场流通量是碳纤维行业节能减排的最有效策略。为了促进回收再利用的发展,不仅需要提高回收技术,更需要开拓回收碳纤维应用的新市场新技术、开发回收碳纤维产品的品质评价方法等等。因此只有碳纤维回收公司单打独斗是很难推动的,需要碳纤维生产企业、政府、用户企业(高分子加工、复合材料行业)、研究机构等共同努力。

8.3.顺应潮流,积极主动发布ESG报告

ESG代表环境(Environmental)、社会(Social)和治理(Governance)。公司披露环境、社会和治理数据,提高了对利益相关方的透明度,有利于降低风险并发现机会。ESG是衡量公司长期成功潜力的指标,已成为投资者建立可持续投资组合所依赖的关键因素。环境:包括气候变化、生物多样性、水资源有效利用、能源利用、碳排放强度、环境治理体系等议题。社会:包括机会平等、结社自由、健康和安全、人类权利、顾客&产品责任、童工等议题。治理:商业道德、合规、董事会独立性、高管薪酬、股东民主等议题。

ESG对碳纤维企业是有非常切实的意义的,当前全球碳纤维还处于“高能高排”的状态下,行业技术进步的主旋律是通过“节能减排”降低成本,双碳的要求,又需要在各种资源的选择上去追求绿色,这些要求与行业的内驱动力相得益彰,值得每家企业认证梳理与提升。社会方面:碳纤维生产过程有一定的危险,保证员工安全,不仅是社会责任,更是一类技术,比如对氧化炉火灾的防范技术。碳纤维本身没啥用途,只能通过转化成复合材料而造福社会,所以,就涉及到与社会多个单位的合作问题,如何通过专业合作形成更大的利益,而非相互砸锅、恶性竞争而导致共同贫困,这是我们这一代企业家亟待提升的工业文明素质问题。知识产权的肆意践踏、恶意挖角,个人道德差为社会鄙弃,法人道德差被誉为能干与狼性文化?怎么把个人道德与法人商业道德结合起来?把“能干与狼性”多用在自身技术与产品质量的打磨上,而不是尔虞我诈的算计人方面。通过对ESG的认真梳理与执行,可以为创建一个良性竞争的行业及生态秩序贡献价值。

9

观察与思考

9.1.全球碳纤维的格局及思考

如前言所提到,2023年是自1995年以来,市场需求首次下降。其中,有国际风电巨头们前几年经营亏损而形成的需求降低;也有疫情导致国际贸易及海运紊乱而形成的2023年消化前两年的库存的原因,比如体育器材需求分市场;还有前三年国际碳纤维供不应求导致应用对市场看涨的行情,所以大量库存,2023年供应大量增加,这些企业在2023年降库存而形成的当期需求降低,如压力容器需求分市场。市场与产业格局究竟如何?
近二十多年的碳纤维产业的高速发展,我们已经不能用笼统的概念对整个产业做判断,所以,沿用我们2022报告的分类方法,对碳纤维行业做如下三类分类,第一类是航空航天军工应用企业,第二类高性能工业应用企业与第三类是大丝束工业应用企业。再次声明:这种分类方法还比较粗略,主要从当前企业的制备技术、主营产品及应用市场来分类,企业发展是动态的,市场也是变化的,这个分类也会随之调整优化。

第一类航空航天军工应用企业,主要针对航空航天兵器海工及核工军品市场,以及商用航空航天,通用航空等市场。(注:对于民用航空航天及通航,尽管碳纤维价格是市场竞争,但适航认证要求之下的材料鉴定需要长周期积累,这个门槛类似与军品市场,所以,我们今年把这个市场调整到第一类)。国内以光威复材、中简科技、太钢钢科为代表 ,中复神鹰及恒神部分产能、煤化所扬州基地、西安康本、河南永煤、中油吉化、吉研高科和吉林神舟等。生产的纤维品种,除了以T1100,IM10级和M60J级等碳纤维为代表的顶级品种,其他均已经或正在实现工业量产,基本解决了卡脖子问题。该类企业保证国家军工安全,企业首要关注点是性能与超高质量稳定性,也要特别注意用户集中度太高的风险,低成本当然要追求,但迫切程度远不如后面两类企业。该类企业的发力点:填补空白,稳质增效,降低成本!

该类别的两家龙头上市公司的季度报告摘抄如下:根据光威复材发布的2023年度业绩报告,2023年度公司实现营业总收入25.18亿元,同比增长0.26%,归属于上市公司股东的净利润8.69亿元,同比下降6.98%。碳纤维板块:拓展纤维板块业务发展整体平稳,实现销售收入16.67亿元,同比增长20.28%;其中非定型纤维因高强高模系列产品客户需求稳定增长,实现销售收入8.28亿元,同比增长46.42%。根据中简科技发布的2023年前三季度报告,前三季度公司实现营业收入 4.00 亿元,较上年同期下降23.03%,实现归属于上市公司股东净利润2.45亿元,较上年同期下降23.54%;其中,第三季度实现营业收入 0.84亿元,较上年同期下降 58.83%,实现归属于上市公司股东净利润 0.36 亿元,较上年同期下降 73.67%。另外,中简科技发布业绩预告,预计 2023 年全年归属净利润盈利 2.47 亿元至 2.9 亿元,同比上年减 51.3%  58.52%
国际方面:日本的东丽、东邦为代表,美国赫氏及索尔维(前氰特)为代表,是国际商用航空航天通航的主要供应商。军品方面,美国的的军品主要供应商是本土企业。日本本身的军事工业受限,发展空间有限,但日本东丽东邦三菱三家公司部分产能参与了本国及欧美军工建设,他们在欧美积极加强本土产能建设。

该类别的龙头上市企业赫氏的年报数据摘抄如下:2023年全年,销售额为17.89亿美元,对比2022年增长了13.4%,毛利率为24.2%。其中:商用航空业务:销售额为10.682亿美元,同比增长了17.2%;太空与国防:销售额5.448亿美元,同比增长了17.1%;工业领域:销售额为1.76亿美元,同比下降了12.3%2023年第四季度,公司实现销售额为4.575亿美元,同比增长6.5%,毛利率为22.5%。其中:商业航空业务方面,销售额为2.675亿美元,同比增长了4.4%;太空与国防业务:销售额为1.523亿美元,同比增长20.4%;工业领域业务:销售额为3770万美元,同比下降了19.3%

根据东丽官网报道:2024129日,耗资1500万美元的升级的TORAYCA T1100碳纤维的产能翻番项目,在位于美国阿拉巴马州迪凯特的工厂举行了投产活动,美国国防部及国会议员参加了活动,根据TCMA公司介绍:该型碳纤维材料是美国国防部多款武器系统的关键组件,以及电动垂直起降飞行器eVTOL的结构应用。

第二类高性能工业应用企业,主要针对高端体育器材、飞行汽车、高性能热场材料、先进电子、先进高压容器等先进工业领域。以中复神鹰、江苏恒神、长盛科技(前中安信)为代表,主打产品为T700T800 (含类似的新品如M30-40之间的高韧品种)。该类企业没有第一类企业特殊价格支撑,主要依靠性价比来获取生存与发展。这类企业是为先进工业强身健体的材料保障。企业的首要关注点是性价比,可以通过提高性能或降低成本来获取。该类企业的发力点:提升性价比,构建国际竞争优势。

该类国内龙头企业的季报数据摘抄如下:中复神鹰发布业绩快报显示,公司2023年营业收入达22.56亿元,同比增长13.12%,归属于母公司所有者的净利润3.17亿,同比下降47.57%。根据业绩快报,2023年中复神鹰营收规模首次突破20亿元。同时,得益于西宁二期项目建设完工及连云港3万吨项目投资建设,中复神鹰2023年末总资产同比增幅达31.55%

国际方面:日本的东丽、东邦、三菱,美国赫氏及氰特,韩国晓星均是该应用的重要玩家。台塑与土耳其DOWAKSA的制备技术体系是在该领域,但竞争优势不够,市场主要在第三类应用,制备技术体系与市场不匹配,盈利会比较困难。
该类国际龙头企业的季报摘抄如下:日本东丽公司公布了2023年财年(202341—2024331日)截至20231231日的前三季度(前9个月)合并经营业绩,2023财年前三季度东丽公司总销售达到1.83万亿日元,与2022年同期相比下降率3.8%碳纤维复合材料业务部门由于受到工业部门需求疲软拖累,整体收入为2093亿日元,同比小幅下降0.9%
外根据网站(www.jp.gdfreak.com)报道的日本碳纤维生产、出货、单价动向的数据:2023年日本本土碳纤维的产量减少了14.2%,销售量下降了32.9%出厂销售价仍然上涨46.2%
第三类低成本工业应用企业,主要针对是风电叶片、新能源汽车、轨道交通、常规体育器材、常规热场材料、新型功能材料等。以吉林化纤、宝旌、上海石化、蓝星为代表(还有近两年新入行的新创碳谷,新疆隆矩等)。这类企业是为整个工业体系升级换代的战略材料支撑,对比前两类企业,企业首要关注点是低成本。该类企业的发力点: 48K稳定生产,突破T700;逐步向100K迈进;全球率先开拓巨丝束(>100K)碳纤维及应用。
该类国内龙头企业吉林化纤集团旗下企业季报数据摘抄如下:吉林碳谷(836077)发布2023年年度业绩快报,公告显示,2023年营业总收入为20.49亿元,比上年同期下滑1.65%;归属于上市公司股东的净利润为2.41亿元,比上年同期下滑61.72%。业绩同比下降,主要是受复杂的内外环境影响,碳纤维需求不及预期,碳纤维价格跌幅明显。
国际方面,第三类低成本工业应用企业的代表是:东丽旗下的卓尔泰克,德国西格里,日本三菱及东邦的大丝束部分。除了卓尔泰克,我们在去年的报告中,将其他三家称之为不完整大丝束企业,指的是这三家缺乏以腈纶大工业为支撑的低成本原丝技术。对比卓尔泰克、吉林化纤及上海石化,大丝束产品发展堪忧。
今年年初,西格里网站报道:SGL Carbon发布的2023年前三季度财报显示,碳纤维业务部门的销售额为1.796亿欧元,同比下降33.2%;而调整后EBITDA320万欧元,降幅高达92.5%。业绩不佳的原因主要有两个:与宝马供应合同的到期导致其汽车终端市场份额从34.0%下降到27.0%;德国和欧洲的风电行业的遇冷,导致需求疲软,进而造成产能过剩。所以,该公司目前正在评估碳纤维业务部的各种战略选择,包括可能剥离碳纤维部分或全部的业务部门。
另外,我们目前还没有看到卓尔泰克的财务数据,但是从东丽的总财报上,已经清晰看到,尽管商用航空(东丽核心业务)有显著增长,因为复材飞机B787比去年发运增加了135.5%,而主要材料供应商是东丽。而且,整个日本碳纤维公司2023年的碳纤维价格增长了46.2%,但东丽的碳纤维复合材料板块依然出现负增长,可以猜测出,旗下卓尔泰克的2023年的业绩表现是较差的。另外,卓尔泰克的碳纤维生产基地在匈牙利与墨西哥,匈牙利因为俄乌战争的能源价格高企,也一定会大幅度增加其成本,利润应该也是大幅度滑坡。
上述三类碳纤维企业2023的数据与事实,好消息是,国际航空航天军工总体上是在继续复苏与强劲增长,其他均是不好的消息,如国内航空航天军工有下滑情况,这可能是特定事件下的短期影响,长期看,这个应用市场是应该良好的。除此之外,体育器材、工业应用市场几乎是一片黯淡。全球碳纤维市场该往何处去?如前言说警示,我不敢对未来的市场做任何预测,只是给大家分享几个我的思维角度,结论由自己下。
疫情的影响会逐步化解,市场将步入正轨。疫情使国际贸易秩序与海运体系紊乱,是体育器材市场从2019年到2023年的过山车表现的元凶。让产业苦不堪言,这些器材的品牌厂家及分销体系更是痛苦。从历史上看,这个市场一直是碳纤维的压舱石,一直是小幅度稳定增长的。这个趋势并没有改变,很快会恢复到正常的状态。
供不应求及价格高企,抑制了工业市场的需求,反之则促进。不同于航空航天军工市场,也不同于体育用品市场,这两个市场有着巨大的轻量化性价比(单位减重支付的价格)。工业应用更多是与其他可替代材料的竞争,其中大多数是性价比的竞争。最典型的是风电叶片,谁都清楚,碳纤维作为主梁的技术价值与意义,同时还有国际巨头VESTAS引领,但近几年的碳纤维价格的高高在上及难求,极大地抑制了风电企业采用碳纤维的热情。同理,低价格的碳纤维,也势必激发出各类新的应用,有些应用可能是我们碳纤维人士都想象不出的场景,这也是市场的神奇。所以,我们也呼吁各家碳纤维企业保持战略耐心,阴霾的天空不知道何时就会突然阳光普照,这不是天气预报能预测的。
高强度洗牌是任何产业发展的必然过程。前文中,我们在介绍制造商及产能,以及大量新入行的企业情况,所有全球碳纤维传统巨头中,东丽有适度的扩产,主要是应对国际航空航天军工市场的复苏。日本经济产业省发布的《为确保飞机部件的稳定供应而采取的措施方针》中提出为了应对面向下一代飞机等的碳纤维需求的增加,通过强化国内生产基础,在2027年新增5000/年碳纤维的产能方案。这也是对未来看得见的商用飞机的增长而做出的客观的安排。除了东丽及日本政府的扩产计划,其他国际碳纤维传统巨头则相对比较谨慎。对比之下,新兴碳纤维企业(尤其是中国及韩国)胆子很大。不确定的市场需求,确定的大产能扩张,就一定会导致残酷的行业洗牌。手上到底是否有超群的技术?资金实力能打多惨的价格战?还是只有无知无畏的廉价的勇猛?谁能最终在本轮洗牌中剩者为王?不要去笑话德国西格里考虑剥离碳纤维业务,这是知己知彼的理性经济人的正常行为。之前几年的报告,我们呼吁业界要从家国情怀的故事转移到企业效益,今年,我们呼吁在扩产与新投资碳纤维时,做一个理性的经济人,从财务上算好利润帐,同时摸摸自己的腰包,在不利的情况下能坚持几年,否则就可能沦入被市场清洗与驱逐的厄运。
9.2.中国碳纤维产业现状及存在问题

2023年,中国碳纤维产业取得了重大的成绩:2023年,中国大陆市场的碳纤维总需求量为69,075吨,其中,国产量53,000吨(占比76.7%),对比2022年的45,000吨增加了17.8%;进口量16,075 (占比23.3%),对比2022年的29,429吨降低了45.4% 。国产份额猛增,进口碳纤维塌方式下滑。从2022年开始,国产碳纤维已经成为中国市场的主流供应,2023年,国产碳纤维成为绝对主流,这个国产替代的趋势将会愈来愈强。从2021年开始,中国已经持续成为全球碳纤维实际运行产能及需求最大国,2023年这个地位得到极大的增强。2023年,全球十大最大产能公司中:吉林化纤(第二)、中复神鹰(第三,2022第四) 、新创碳谷(第八)、宝旌碳纤维(第九)。今后几年,这个格局还会有重大变化。
由于近些年的碳纤维行情不错,无论是既有企业的扩产,还是新手对碳纤维的投资,均非常热烈,行内同仁纷纷表达了忧虑,我们也花了一点时间,对这些信息作了规整,制作了附表:中国碳纤维产能一览表(吨/年)。特此声明:我们只是统计一个总体现象,来说明产业的情况,每家企业的具体数据如有差错,请大家谅解。
先重复两个数据,2023年全球碳纤维需求为115,000吨,国内需求为69,075吨,而我们已经拥有的运行产能为138,330吨,这个数据比全球需求高出了20.3%,全球的碳纤维都买中国的,还富裕出20%的产能;全国一公斤不进口,我们的运行产能比国内需求高出了一倍。如果再加上全国正在建设的90,000吨产能,假设这个产能在2025年都建设完毕,市场无特殊巨大增长(未来可能有,但24-25年出现概率很低),我们的产能很可能是市场需求的3倍之多。当然这个是静态的、笼统的统计数字而已,对企业的决策并无帮助,唯一有点用处的是:对于稀里糊涂、盲目的新入行者,有点提示意义。
中国碳纤维的主要厂家如下:国企-吉林化纤(第一)、中复神鹰(第二)、宝旌碳纤维(第四)、上海石化(第五)、江苏恒神(第八)、太钢钢科(第十二)蓝星(第十三)、中油吉化(第十四),还有河南永煤、西安康本、煤化所扬州基地等;民企(含外企)-新创碳谷(第三)、新疆隆矩(第六)、光威复材(第七)、中简科技(第九)、长盛科技(第十)、晓星中国(第十一)。2023年中国138,330吨运行产能中,国企占总运行产能的77.5%,民企(外企)占总运行产能的22.5% 2023年中国碳纤维的总销量53,000吨中,国企占89.8%,民企(外企)占10.2%
如果从三类应用企业(第一类航空航天军工企业类、第二类高性能工业应用企业、第三类低成本应用企业)统计,2023年总运行产能138,330吨中,第一类(扣除折算产能)占比6.3%,第二类占比25.8%,第三类占比67.9%2023年总销量53,000吨中,第一类占比14.7%,第二类占比34.3%,第三类占比51.0%.
从中国的实际情况分析,三类应用企业对比,第一类企业与第二类企业的原丝技术路线近似,多为小丝束干喷湿法,部分企业用湿法,主要技术区别在于规模与成本,当然也会因为不同的市场需求,对技术有不同程度的要求,比如产线规模。第三类企业原丝多为低成本腈纶基因湿法技术。为了更好的发展,第一类企业需更多借鉴第二类企业的规模生产及成本控制技术;第二类企业可更多借鉴第一类企业的性能及品质稳定化技术及第三类企业的大通量氧化碳化技术;第三类企业需要多借鉴第一类的湿法技术的精细程度。相互学习,夯实中国碳纤维的技术根基。

IM0104 2023全球碳纤维复合材料市场报告

9.3.中国碳纤维发展的建议

(1)产能过剩的思考

我们依然采用三类市场的来说明2023年中国产业及市场情况,销量与运行产能的比值,为了与传统概念产销比区分,我们权称之为销能比,第一类航空航天军工类企业表现优秀,扣除折算产能之后,实际销能比达到90%,第二类高性能工业应用表现平凡,销能比为50%;第三类低成本工业应用表现较差,销能比仅仅为30%
我们对比一下日本同行的数据,日本本土的产能大约24,700吨,根据日本经济产业省网上发布的销量图表,我们估算销量大约有12,000吨左右,销能比大约也在50%左右。根据中国海关的统计数据,近些年,中国大陆需求规模在7000-8400吨左右,占日本本土产能的30-33%2023年从日本进口各类碳纤维及制品总量为5,196吨,大幅度下降,这应该是日本本土销量下降的主要原因。
首先,全球的市场需求出现了阶段性的低迷,其中主要是风电叶片的需求从高速增长到降低。其次是疫情对国际贸易及海运导致的紊乱,形成了诸如体育器材的过山车需求的表现。然后是近3-4年全球市场的供不应求导致价格上涨,用户端增加了库存,2023年市场价格下降,客户端消化库存,形成了当期需求下降。最后就是以中国为主的产能急速扩张 2022年我们一年的产能增量就相当于美国的总的产能)。上述的因素导致了全球产能的过剩。
从上文已经公布的扩产或新建数据,产能超过剩、竞争白热化一定是今后数年的产业主旋律。如此状态下,行业该如何去健康持续发展呢?
去年,不少同行与我沟通,主题有两个:一个是疯狂的新投资进入行业, 其特点是:新入行者基本都能做到万分自信,自信到可以忽略市场的供需关系,自信到可以团灭现有厂家,似乎他一出手就是行业王者。行业专家们对此都忧心忡忡,希望能找到一个机制去制约这些盲目的新进入者。我也认真思考了这个问题,想起了2000年代,中国一窝蜂投资碳纤维,不光每家都抱着家国情怀、为国分忧的真诚情怀,其中不少企业家还是其行业的中国杰出人士。到2010年左右最高峰时,大约有40-50家企业。笔者忧心忡忡,与申屠年在2012年共同发表了《对中国碳纤维及其复合材料产业链发展现状的反思》,其中就主要批评了低水平简单重复投资与建设。然后就是残酷的市场洗牌,绝大部分投资项目在随后的几年,尤其是新入行的投资项目,基本均是一地鸡毛、破产倒闭的结局。既有的碳纤维企业顽强的生存下来,迎来了2020开始的黄金发展期。从这个我们碳纤维同行的共同经历,我们需要坚信:今天的产能过剩,不是市场机制失灵,我们要坚信市场机制的神奇;今天的盲目扩产及疯狂的新投资项目,必然会得到市场机制的教育;我们既有的碳纤维企业中,尤其是下大工夫在技术研发的企业,混乱之后,也一定会迎来行业的黄金发展期。这也就回答你了行业关心的第二个问题,企业该如何解困?加大技术研发,没有较多的新技术积累,绝对不要去扩建,否则就是简单重复建设,或者叫盲目扩建。
(2)加大技术创新、差异化竞争

上面我们提到了三类应用市场企业,先不说永攀科技高峰,就现有技术,相互之间依然有大量的可以学习的空间。比如第一类航空航天军工企业,应该向第二类高性能工业应用需求规模化及低成本技术,第二类可以向第三类低成本应用企业学习腈纶基因之上的低成本技术,第三类可以向第一类与第二类学习精细化技术。
我们鼓励相互学习,并不鼓励你去别人的饭碗,尤其在你自己的碗里的饭还没有吃利索的情况下。为什么不说你去别人的饭碗呢?因为别人的饭碗目前端得比较牢靠,你很难抢得走,更多几率是过去捣乱,砸场子的行为,损人不利己。到目前为止,我还没有看到一家中国企业,从技术与成本上,能打败其他厂家。论资金实力,这些厂家要么大央企,大国企,要么上市公司,谁能耗过谁?你有信心一定耗死对手? 如此下去,很可能是整个行业全面亏损,无力做技术研发与积累,几年之后,国际厂家利用新的技术,卷土重来,整个行业可能回到解放前。
中国碳纤维主要企业也就十多家,三类应用市场,各自有各自的生存发展空间,如果这十几个企业主要经营者没有形成基本的默契与共识,只是热衷于低价拼杀,覆巢之下,安无完卵。这说明:我们这代人的工业文明素质不足于支撑强大的中国碳纤维产业。我们旗帜鲜明地反对:在碳纤维产业发展的现阶段,大规模做三类应用市场的全覆盖策略。同时我们也反对所谓的全产业链建设的概念,首先界定一下:我们坚决支持创新生态链的建设,下面我们会详细描述,但是反对:在技术与应用市场并不具备的情况下,为了所谓的全产业链战略而盲目采购大批复合材料装备;看着下游还有点钱挣,技术难度似乎也不高,立即投资复制工厂,然后低价拼杀;做复材或应用的,以为市场在自己掌控中,不去看资源或技术是否真正掌控,就盲目上溯到纤维生产;这些并非明智之举,这是大象冲进瓷器店的野蛮行为,严重扰乱行业秩序,最终不光得不到利益,还伤害了生意伙伴,更重要的是:失去了以后企业长期进步的新的信息及机会。纤维厂家之间还是应该立足本细分领域,把主要精力用在降本增效稳质的技术开发上,既有的产业链关系上,除非有重大的技术或商业模式创新,还是要专业合作,公共发展。
为什么发达国家很少有这样的现象,而中国极其普遍,甚至无数人当作经营圣典、理直气壮去干,其原因除了我们商业文化因素、缺乏市场经济的洗礼,还有知识产权保护没有完全落实,没有成为大家的道德意识有关。我们都清楚:偷盗别人的东西是可耻的,但在知识产权方面,很多人不以为耻、反以为荣!
在面对既有厂家的激烈竞争的同时,前几年市场的繁荣激发了很多新的投资者进入行业,首先,我们既有工厂不能乱了方寸,不必太担心这些新进入者的威胁,历史证明:大部分的结局就是一地鸡毛、破产倒闭。另一方面,我们也得清晰地认识到:新的投资者进入,一定会有短平快的思维:通常会通过恶意挖角、采用标准工程设计公司,以及标准设备制造商,来复制你的技术,这方面,他们确实有些后发优势。所以,既有工厂必须要杜绝短平快的懒汉思维,科技创新非常艰难、道路曲折,不可能一蹴而就,它需要极大地耐心、包容、坚韧与坚持。这条艰苦卓绝的路是光明的、富有生命力、外来人很难复制的路,真可谓人间正道是沧桑
(3)国际化经营必须快马加鞭

近几年海关数据表明,我国碳纤维的出口几乎可以忽略不计。为什么导致这样的结果,主要原因如下:中国的很多产品在国际上价廉物美,获得了广泛的声誉,但对于高科技产品、尤其是先进材料,无论是国际专业媒体,专业市场报告公司,多年来,对中国碳纤维企业及产业发展均是忽视或笼统一笔带过,国际上对中国碳纤维几乎是不了解;近十年,我国碳纤维有了长足的进步,又赶上市场供不应求,价格高企,企业在国际市场上没有开拓的兴趣,同时,价格也不占优势;再加上疫情几年与国际的交往减少,以及新的国际关系态势,这些因素共同导致了我们的出口几乎忽略不计,全部都憋在国内做血拼。
2017年开始,本报告开始英文版,向国际介绍中国碳纤维产业及发展,多年积累下来,已经有国际著名专业学术期刊及媒体注意到我们的报告,这两年开始重视中国碳纤维产业。20年前,广州赛奥通过代理欧美碳纤维复合材料装备进入行业,20年之后,我们希望利用我们的国际网络,为各家碳纤维的出口及国际化做好服务。在各家企业的国际经营中,除了参加国际展览会,我们还要特别注意与国际权威媒体的合作,无论是广告宣传、新产品的发布、企业重大成就报道、国际著名行业会议等等,我们均需要投入大量的精力与财力,在国际市场树立起企业及国家品牌,这方面,东丽就是最好的榜样,不仅是行业标杆,也为日本制造的脸面增光彩。
除了销售纤维,更为重要的营销工作是进入国际创新生态链。这就要求,我们碳纤维企业的营销人员要具备丰富的复合材料及应用知识,形成一双慧眼,能看懂偶尔一个商业机会背后的应用前景;练就强壮双臂,有能力整合自身或社会相关的复合材料设计、树脂基体、复材工艺、制造、检测等资源,去协助应用端客户获得复材解决方案。这才会为以后国际仓库、国际工厂打下坚实的市场基础。如果客户只是把碳纤维当做普通商品,并随时根据价格更换供应商,这就不可能实现真正的国际化经营。
(4)全力开拓碳纤维创新生态链

全球现有的各应用市场有什么拓展空间?在上一章的各应用市场发展的基础上,我们结合三类市场的特点,做一个分析:
第一类市场航空航天军工,其中分成两类,一类是军品,主要是各种型号的应用牵引,尤其自己的需求规律,基本不受价降量升效应的影响。另一类是民品,这里面不光存在价降量升效应,还有替代同类材料的可能。比如SPACE X 火箭的发动机外壳及箭身,最开始是与日本东丽合作的碳纤维复合材料材料,后面因为成本太高,改为了不锈钢材质。而我们清楚,航天器是有显著的轻量化效益的,如果我们能提供高性价比的解决方案,我想,马斯克先生是完全可能再换回碳纤维复合材料的。同理,目前热门的飞行汽车,如果其复合材料的标准选择航空航天,则这个行业的规模发展就一定受限,如果靠近汽车的标准,从成本角度,才可能大范围的普及。
第二类高性能工艺应用市场,目前的主要应用市场是体育器材、压力容器及部分碳碳复材,这三个应用分市场确实有一定程度的价降量升的效应,但也有该应用的发展有极大关联,比如氢气瓶,即使碳纤价格降低为零,也不能期盼满街跑着氢能汽车。体育器材有较强的价降量升的效应,中国是自行车王国,西方也有大量休闲运动类自行车的需求,目前市场主体依然是沉重的金属类,如果碳纤维企业与复材自行车企业通力合作,在复材工艺上实现高效与自动化,有可能把阳春白雪的碳自行车带进千家万户,甚至共享单车领域。对比欧美,中国人均体育器材消费还是弱国,器材品牌发展还处于原始阶段,这是大有可为的领域。碳纤维企业应多关注这个领域的复合材料高效制备,已经对应用市场的宣传与培育。
第三类低成本工业应用,目前的主要应用是风电叶片、汽车、混配模成型,还有大量的功能性应用领域,如储能电极、耐火保温碳毡等等。其实更为广阔的市场还有待开发,因为我们清楚,同为轻质化材料,玻璃纤维每年的市场容量为1000万吨,铝合金的市场容量为7000多万吨,木材的用量数亿吨,塑料用量也是数亿吨….如此纷繁复杂的产业体系中,有太多可以采用碳纤维复合材料的领域。
行业内一直有一个未经证实的传言:多年前,美国汽车工程学会宣称:只有碳纤维的价格降到5美元/磅(11美元/公斤)按与人民币汇率7.2计算,就是79.2/公斤,加上出口退税,厂家可以得到88.3/公斤,按照2023年的中国低成本碳纤维售价,已经低于此价格了,如果企业良性发展,10美元/公斤(加退税换成人民币为80.3/公斤)的价格是可以接受的。我们需要特别指出的是:这是人类历史上从未有过的低价格,谁也不敢否定:之前难以企及的应用,就不可能被开拓出来。
基于这个超低成本的基础,我们曾经梦想的很多规模应用的前景,就完全可能变成现实。比如汽车、轨道交通、深海油田、各种拉索、各类高速旋转件、高速往复零件……
所以,我们强烈呼吁我们的碳纤维企业,尽快以开拓创新生态链为主要工作,利用我们国际独特的低成本碳纤维优势,在应用方面奋力开疆拓土,为人类碳纤维工业文明奉献中国元素。不光要开拓国内创新产业链,更要积极参与国际创新生态链的建设。由于创新生态链会涉及到纤维、树脂、复材、应用等多个企业,所以,我们国家的各项科技及产业政策,应该尽快从传统的鼓励企业做好一款碳纤维到鼓励社会多家企业合作,共创创新生态链的思路上来。

全文完

 

如需获取全文PDF文档以方便阅读

请扫描二维码(或点击文末左下角“阅读原文”)填写表单

我们将安排尽快发送

(英文版本尚未释出,敬请期待)

IM0104 2023全球碳纤维复合材料市场报告

感谢大家的支持与厚爱!欢迎阅读与指导。

原文始发于微信公众号(赛奥碳纤维技术):IM0104 2023全球碳纤维复合材料市场报告

艾邦建有复合材料微信群,欢迎欢迎东丽、朗盛、帝人、三菱化学、科思创、广州金发、奇一科技、上海杰事杰、浙江遂金、江苏科悦、青岛中集创赢、杭州马科森、韩塑新材、江苏易塑、中广核俊尔等复合材料企业,主机厂,零配件厂商,玻纤供应商,助剂,设备等企业加入我们微信群。
中英对照!一文详细了解复合材料领域的专业性术语

作者 808, ab