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隨著風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)逐漸從內(nèi)陸向海上轉(zhuǎn)移，風(fēng)電葉片的功率和規(guī)模增大是必然趨勢(shì)。同時(shí)，大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的每千瓦電力總生產(chǎn)成本也會(huì)隨著葉片的增加而降低。在碳纖維成本持續(xù)降低和葉片復(fù)合材料技術(shù)創(chuàng)新的刺激下，2016年風(fēng)電碳纖維需求快速增長(zhǎng)。
主要使用碳纖維制造風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的國(guó)際公司有VESTAS、GEMESA-SIEMENS、Nortex和GE，它們都是使用碳纖維的重要推動(dòng)者。其他重要的碳纖維葉片制造商包括LM、TPI和巴西的Tecsis。國(guó)內(nèi)主要葉片廠商:洛陽(yáng)雙瑞科技、中材科技、重通葉片、明陽(yáng)風(fēng)電、中富聯(lián)眾、時(shí)代新材等。正在積極推進(jìn)碳纖維的應(yīng)用，2017年可以批量推出大型葉片。主機(jī)中，金風(fēng)科技、海裝風(fēng)電、上海電氣、明陽(yáng)風(fēng)電都在大力推廣碳纖維梁帽大直徑風(fēng)機(jī)，應(yīng)用情況極佳。
目前全球碳纖維復(fù)合材料制造的領(lǐng)頭羊是日本和他們?cè)跉W美的工廠，其次是依靠歐美航空航天市場(chǎng)健康發(fā)展的美國(guó)HEXCEL和CYTEC公司，以及依靠強(qiáng)大產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系的德國(guó)SGL公司。隨著中國(guó)在碳纖維領(lǐng)域投入的不斷增加，中國(guó)的碳纖維產(chǎn)量占世界的份額越來(lái)越大。目前，日本三大巨頭的市場(chǎng)壟斷地位日益增強(qiáng)，仍是世界碳纖維發(fā)展的主力軍。尤其是東麗收購(gòu)ZOLTEK、三菱加大大絲束碳纖維投資后，日企在工業(yè)級(jí)碳纖維上的野心顯而易見(jiàn)。
在國(guó)際制造商中，寶馬已率先成為Sigri (SGL)公司的股東，并先后在寶馬i3和i8車(chē)型中采用了全碳纖維座艙(LifeDrive架構(gòu))和車(chē)身結(jié)構(gòu)。與傳統(tǒng)電動(dòng)車(chē)相比，i3的車(chē)身重量減輕了250kg以上，整車(chē)重量?jī)H為1250kg，i8的整車(chē)重量?jī)H為1,480kg。但從16年的銷(xiāo)售情況來(lái)看，寶馬的汽車(chē)銷(xiāo)量并不樂(lè)觀，有傳言稱(chēng)寶馬將調(diào)整碳纖維戰(zhàn)略。但隨著寶馬“碳芯7”系列車(chē)的推出，整車(chē)擁有16個(gè)多形態(tài)、工藝的零件，一定程度上彌補(bǔ)了碳纖維的需求。與此同時(shí)，由于新能源汽車(chē)對(duì)傳統(tǒng)汽車(chē)的強(qiáng)制替代，碳纖維再次引起市場(chǎng)關(guān)注。目前，碳纖維車(chē)身最大的制約因素是成本。但我們相信，隨著碳纖維技術(shù)的不斷成熟和大規(guī)模批量使用，成本會(huì)不斷降低，未來(lái)碳纖維在汽車(chē)領(lǐng)域的市場(chǎng)仍將非常廣闊。2016年汽車(chē)用碳纖維需求約為9000噸，預(yù)計(jì)到2020年全球需求將達(dá)到11000噸。與全球市場(chǎng)相比，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)仍處于起步階段，但隨著國(guó)內(nèi)新能源汽車(chē)的快速發(fā)展，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)碳纖維的需求將快速增長(zhǎng)，目前僅占總需求1%的汽車(chē)行業(yè)將帶給人們無(wú)限的想象空間。
近年來(lái)，在國(guó)家相關(guān)部委的推動(dòng)下，我國(guó)碳纖維產(chǎn)業(yè)在產(chǎn)業(yè)化和規(guī)模化發(fā)展方面取得了重大突破。碳纖維產(chǎn)業(yè)進(jìn)入前所未有的新發(fā)展階段，中國(guó)完整碳纖維R&D鏈下的碳纖維工程研發(fā)加快，初步形成魯蘇吉等地碳纖維產(chǎn)業(yè)集聚地，培育了威海發(fā)展、中孚申英、江蘇沈恒等骨干碳纖維生產(chǎn)企業(yè)和一批碳纖維復(fù)合材料及制品企業(yè)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，從2010年到2016年，中國(guó)碳纖維產(chǎn)能從6445噸增長(zhǎng)到23810噸，增長(zhǎng)了近4倍。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的碳纖維都是小絲束，其中12K占90%以上，1K、3K、6K都有自己的產(chǎn)量。目前，雖然越來(lái)越多的國(guó)內(nèi)企業(yè)開(kāi)始布局碳纖維產(chǎn)業(yè)，但整體發(fā)展節(jié)奏仍較為緩慢，產(chǎn)品仍集中在低模量區(qū)間，高端產(chǎn)品仍完全依賴(lài)進(jìn)口。
2016年中國(guó)碳纖維復(fù)合材料需求總量為19563噸。以東麗為代表的日資企業(yè)提供了6027噸碳纖維產(chǎn)品，占中國(guó)市場(chǎng)的31%，市場(chǎng)地位依然穩(wěn)固。這主要是航空級(jí)碳纖維。美國(guó)ZOLTEK公司通過(guò)其在美國(guó)、匈牙利和墨西哥的工廠，共向中國(guó)銷(xiāo)售了1734噸碳纖維及制品，占總需求的9%，基本覆蓋了風(fēng)電子市場(chǎng)；在很多汽車(chē)領(lǐng)域，混模成型也占有巨大的市場(chǎng)份額，工業(yè)碳纖維成為東麗的又一重拳。此外，國(guó)內(nèi)企業(yè)貢獻(xiàn)了3600噸，占總需求的18%。
從國(guó)際航空巨頭的發(fā)展來(lái)看，碳纖維復(fù)合材料將成為未來(lái)機(jī)體的主流。請(qǐng)閱讀我國(guó)最后一頁(yè)的信息披露和免責(zé)聲明。主設(shè)計(jì)C919已經(jīng)完成試飛。C919大型客機(jī)的中央翼、襟翼和運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)段均采用碳纖維復(fù)合材料。隨著中國(guó)軍用和商用飛機(jī)項(xiàng)目的發(fā)展，以及中國(guó)航空航天工業(yè)的發(fā)展，碳纖維復(fù)合材料的數(shù)量還將繼續(xù)增加。
目前，世界各地都在逐步淘汰傳統(tǒng)燃油汽車(chē)。未來(lái)，新能源汽車(chē)將成為汽車(chē)市場(chǎng)的絕對(duì)主流。但是，無(wú)論是傳統(tǒng)汽車(chē)還是新能源汽車(chē)，輕量化都是至關(guān)重要的一環(huán)。資料顯示，汽車(chē)自重減輕100 kg，行駛100 km可節(jié)油0.3 kg。自重降低10%，燃油經(jīng)濟(jì)性可提高10%。隨著汽車(chē)電動(dòng)化、智能化的發(fā)展趨勢(shì)，整車(chē)輕量化也是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的重要途徑。2016年，中國(guó)新能源汽車(chē)銷(xiāo)量達(dá)到50.7萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)53.13%。新能源汽車(chē)的快速增加將快速拉動(dòng)對(duì)輕量化汽車(chē)的需求。
目前，全球碳纖維復(fù)合材料市場(chǎng)仍處于快速發(fā)展階段。與2010年4.27萬(wàn)噸的需求相比，2016年全球碳纖維市場(chǎng)需求將達(dá)到7.65萬(wàn)噸。預(yù)計(jì)到2020年，全球碳纖維市場(chǎng)需求有望達(dá)到11.2萬(wàn)噸，仍保持較快發(fā)展。
自20世紀(jì)80年代碳纖維在飛機(jī)上成功應(yīng)用以來(lái)，碳纖維在航空領(lǐng)域的需求不斷增加。對(duì)于民用大型客機(jī)，波音公司和空客公司為了搶占世界飛機(jī)制造市場(chǎng)，投入大量人力和資金研發(fā)新型客機(jī)，碳纖維復(fù)合材料得到廣泛應(yīng)用。目前，兩大飛機(jī)公司的新飛機(jī)中復(fù)合材料的比例正在逐年增加。
A380是首架在中央翼盒使用復(fù)合材料的大型民用飛機(jī)。翼盒8×7×2.4m，重8.8噸。5.3噸復(fù)合材料，減重1.5噸，可增加10人以上的有效載荷或1噸以上的燃油。波音最新的B787飛機(jī)，全機(jī)身重量的55%采用了碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(CFRP)，飛機(jī)重量減輕20%以上，有效滿(mǎn)足了高效減排的發(fā)展要求。此外，B787的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手空客A350推出了A350XWB，其53%由CFRP制造。世界上最大的兩個(gè)商用飛機(jī)制造商首次在客機(jī)上如此大比例地使用CFRP，代表了輕量化的發(fā)展趨勢(shì)，復(fù)合材料的使用比例越來(lái)越大。
從下游需求來(lái)看，風(fēng)電葉片、航空、運(yùn)動(dòng)休閑占據(jù)市場(chǎng)需求前三位，分別占總需求的23.5%、23%和15.7%。但從價(jià)格上看，航空航天的需求價(jià)值最高，達(dá)到1056.6萬(wàn)美元，占總價(jià)值的一半，這主要是由于航空航天用碳纖維復(fù)合材料的價(jià)格遠(yuǎn)高于其他應(yīng)用領(lǐng)域。
國(guó)內(nèi)方面，2016年中國(guó)市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)了高于預(yù)期的增長(zhǎng)。2015年，按照我們?cè)O(shè)定的12%的增速，2016年的預(yù)期值是18803噸，而2016年的實(shí)際統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)是19563噸，比2015年增加了2774噸(16.5%)。其中，核心驅(qū)動(dòng)因素是風(fēng)電葉片用大絲束碳纖維的快速增長(zhǎng)。從2015年的800噸攀升至2016年的3000噸，占16.5%增速的79%。
從下游需求來(lái)看，運(yùn)動(dòng)裝備依然占據(jù)半壁江山，穩(wěn)健發(fā)展是這個(gè)行業(yè)的特點(diǎn)。新的大增長(zhǎng)的實(shí)現(xiàn)需要自動(dòng)復(fù)合技術(shù)的創(chuàng)新。此外，風(fēng)電葉片占總需求的15%，風(fēng)電葉片用碳纖維異軍突起，較2015年的900噸增長(zhǎng)了數(shù)倍。不過(guò)這3000噸的消費(fèi)量主要是維斯塔斯家族的需求。如果新的國(guó)際巨頭或國(guó)內(nèi)巨頭開(kāi)始這種需求，他們可以期待在未來(lái)幾年內(nèi)每年以倍數(shù)快速增長(zhǎng)。目前，中國(guó)在航空航天、汽車(chē)領(lǐng)域的碳纖維與全球市場(chǎng)相比，差距巨大，這也為未來(lái)發(fā)展提供了巨大空間。我們認(rèn)為，未來(lái)幾年，航空航天、汽車(chē)、風(fēng)電葉片將成為中國(guó)碳纖維市場(chǎng)最大的增長(zhǎng)點(diǎn)。
