6 全球碳纖維復(fù)合材料市場

6.1. 全球樹脂基碳纖維復(fù)合材料需求-年份

樹脂基碳纖維復(fù)合材料的需求量，根據(jù)纖維在復(fù)材中65%的比例計(jì)算的，建立一個(gè)規(guī)模概念。

6.2. 全球樹脂基碳纖維復(fù)合材料需求-應(yīng)用（千噸）

總量：181.5千噸

6.3. 全球樹脂基碳纖維復(fù)合材料需求-應(yīng)用(10億美元）

總金額：200.5億美元

2021年，全球的碳纖維復(fù)材收入為200.5億美元，盡管依然有商用航空市場低迷的影響，但是，其他如軍機(jī)、無人機(jī)市場急劇增長；除了汽車行業(yè)受BMW 2021年中停產(chǎn)I3的影響外，其他應(yīng)用分市場均有增長。

中國主導(dǎo)的體育休閑器材，因?yàn)橐咔榈脑?，大家有更多時(shí)間投入在體育休閑中，這帶動(dòng)了器材較高速的增長。

另一個(gè)中國主導(dǎo)的碳碳復(fù)材，尤其是熱場材料，由于光伏行業(yè)的迅猛發(fā)展，極大地帶動(dòng)了該領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展，該領(lǐng)域同時(shí)也是一個(gè)技術(shù)密集及高附加值的應(yīng)用市場。但光伏行業(yè)的供過于求的矛盾越來越明顯，會(huì)對(duì)行業(yè)健康持續(xù)發(fā)展埋下隱患。

我們一直在等待軌道交通行業(yè)正式進(jìn)入我們的分市場，毫無疑問，該市場有非常光明的前景，目前的主要工作依然處于研發(fā)及小批量應(yīng)用，后面的章節(jié)將詳細(xì)介紹。

6.4. 全球樹脂基碳纖維復(fù)合材料需求-區(qū)域(10億美元）

總金額：200.5億美元

2021年，中國市場繼續(xù)趕超其他國際與區(qū)域，成為全球最大復(fù)合材料市場；當(dāng)然，這個(gè)趕超依然有點(diǎn)虛，當(dāng)2025年，美國商用航空市場全面恢復(fù)之后，才能真實(shí)評(píng)價(jià)市場的規(guī)模。

從上述全球產(chǎn)業(yè)分布、以及行業(yè)的發(fā)展歷史看，碳纖維復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)鏈依然是歐美日本非常看重的產(chǎn)業(yè)，當(dāng)我們一些地區(qū)，因?yàn)榭吹揭恍?fù)合材料企業(yè)勞動(dòng)密集，或者有少許污染，就認(rèn)為是低端產(chǎn)業(yè)。其實(shí)，只要這些人去看看國際頂級(jí)豪車、小型飛機(jī)的復(fù)合材料車間，也基本是這個(gè)模樣，而這些總不能定義為低端產(chǎn)業(yè)吧？所以，地方政府要珍惜這些復(fù)合材料企業(yè)，支持他們做技改、環(huán)境改造及產(chǎn)品升級(jí)，這些企業(yè)有潛力成為讓當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)受益、政府臉上有光的高科技企業(yè)。

中國工業(yè)門類齊全，顯然是發(fā)展碳纖維的良好基礎(chǔ)，同時(shí)，碳纖維的采用又往往是工業(yè)升級(jí)換代的重大舉措。碳纖維在中國的市場潛力是巨大，這個(gè)毋庸置疑。今天的碳纖維復(fù)合材料依然處于幼兒期，多包容、多支持，隨著碳纖維產(chǎn)業(yè)的茁壯成長，勢必會(huì)帶動(dòng)越來越多的工業(yè)領(lǐng)域采用碳纖維，成為工業(yè)經(jīng)濟(jì)的重要組成。

6.5. 全球樹脂基碳纖維復(fù)合材料需求-制造工藝

總量：181.5千噸

2021年，纏繞拉擠工藝再次超越預(yù)浸鋪放工藝，保持業(yè)界第一大工藝的地位。隨著風(fēng)電與氣瓶應(yīng)用的增長，這個(gè)第一的地位，短期內(nèi)無法撼動(dòng)。

預(yù)浸鋪放工藝，作為實(shí)用性最廣、應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)最成熟的材料形態(tài)及成型工藝，幾乎所有的應(yīng)用均會(huì)在第一時(shí)間想到它，然后在應(yīng)用過程中再摸索特點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)更高效簡化工藝，比如風(fēng)電梁帽的開發(fā)歷史，從預(yù)浸鋪放過渡到厚重織物，再到拉擠板材；比如汽車復(fù)材工藝，從預(yù)浸鋪放過渡到高壓RTM等。

預(yù)制體工藝，近幾年成為主要工藝，主要是因?yàn)楣夥鼱t所需的熱場碳碳復(fù)材的迅猛發(fā)展而推動(dòng)的，無論是非連續(xù)立體氈，還是三維機(jī)織、編織等預(yù)制體工藝，目前在碳碳復(fù)材中發(fā)展迅速。其中的一些進(jìn)步也會(huì)讓樹脂基復(fù)合材料受益。

6.6. 全球碳纖維復(fù)合材料需求-不同基體(10億美元）

總額：248.1億美元

我們發(fā)布這個(gè)圖表，旨在提示大家不要忽略樹脂基及碳基之外的其他基體復(fù)合材料，這些材料也是碳纖維復(fù)合材料大家族中的一員。

除了金屬、陶瓷、水泥等大量的基體材料，氣凝膠也作為新的基體，與各種纖維氈結(jié)合，變成新型的復(fù)合材料。在碳纖維領(lǐng)域，預(yù)氧氈與二氧化硅氣凝膠的結(jié)合，正在創(chuàng)造廣闊的應(yīng)用市場空間；碳纖維氈、石墨氈與碳?xì)饽z的結(jié)合，也將改變很多應(yīng)用。

碳纖維自身也可以是“基體”，將自己的結(jié)構(gòu)與功能“復(fù)合”，與碳納米管、多孔納米碳結(jié)合成“復(fù)合材料”，這些“復(fù)合材料”很可能會(huì)為新能源產(chǎn)業(yè)提供革命性的創(chuàng)新。

2021年，整個(gè)樹脂基材料中，熱塑復(fù)合材料占了大約25%的比例，金額約為50億美元。其中，絕大部分為非連續(xù)增強(qiáng)塑料，連續(xù)碳纖維熱塑材料，我們估計(jì)市場份額為2億美元左右。

6.7. 中國樹脂基碳纖維復(fù)合材料需求-應(yīng)用（噸）

總量：95,968噸

2021年，中國碳纖維復(fù)合材料的總量為96,000噸。給行業(yè)一個(gè)大致的概念。

2021年，體育復(fù)材的領(lǐng)導(dǎo)地位再次被風(fēng)電大幅度超越，這個(gè)格局會(huì)繼續(xù)延續(xù)下去的。風(fēng)電與體育兩大應(yīng)用主導(dǎo)市場的格局會(huì)持續(xù)多年。

碳碳復(fù)材及壓力容器是正在冉冉升起的“明星”，發(fā)展勢頭兇猛。

6.8. 中國樹脂基碳纖維復(fù)合材料需求-應(yīng)用（億元）

總金額：699.18億元

2021年，全國的碳纖維復(fù)合材料的產(chǎn)值為699.18億元；這些數(shù)據(jù)，只是根據(jù)我們賽奧的數(shù)據(jù)模型來計(jì)算的，只是給社會(huì)一個(gè)行業(yè)規(guī)模的概念。

航空航天復(fù)材的產(chǎn)值，我們是按結(jié)構(gòu)件來估算的，2020年大約有183億元，首次超越了體育器材，成為最大金額的分市場。2021年，由于體育器材的較高速增長，又反超航空航天，成為第一的分市場。

風(fēng)電市場，我們是根據(jù)拉擠板和織物來估算的，大約有58億元的收入。

2021年，碳碳復(fù)材收入約74億，迅速成為第三大應(yīng)用市場。

7  復(fù)合材料應(yīng)用發(fā)展趨勢與展望

7.1. 航空航天應(yīng)用市場

市場的發(fā)展趨勢如下圖：2021年對(duì)碳纖維的需求量為16,450噸。

根據(jù)Cirium數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)顯示，2021年全球商用飛機(jī)交付量達(dá)到1034架，同比增長28.6%；新增確認(rèn)訂單1647架，約為2020年的2.7倍。然而這是窄體飛機(jī)的貢獻(xiàn)，對(duì)于寬體飛機(jī)，根據(jù)波音公司網(wǎng)站信息：2021年年中，波音787被查出存在生產(chǎn)缺陷并暫停交付，全年僅交付14架波音787。遠(yuǎn)低于2020年53架的交付量，與其疫情前百架以上的交付水平更是相去甚遠(yuǎn)，波音可能最早在2022年2月或3月重新開始向客戶交付新的787飛機(jī)；另據(jù)空客網(wǎng)站信息：2021年交付55架A350飛機(jī)，依然是低迷狀態(tài)。唯一的好消息是：空中客車在2021年11月宣布推出A350F貨機(jī)，并得到了積極的市場反饋，在當(dāng)年即獲得了22架確認(rèn)及承諾訂單。另據(jù)國際航空專家預(yù)測：商用航空飛機(jī)的恢復(fù)期會(huì)延遲到2025年。上述重頭的碳纖維用戶經(jīng)營慘淡，導(dǎo)致商用航空的需求持續(xù)低迷，還好有其他航空市場的彌補(bǔ)，使得總需求與2020年持平。2021年，我們將飛行汽車納入了該市場，這是相當(dāng)有前景的分市場，碳纖維復(fù)合材料是不二選擇！

7.2. 風(fēng)電葉片應(yīng)用市場

2021年，風(fēng)電市場發(fā)展風(fēng)云劇變，陸上主機(jī)報(bào)價(jià)扣除塔筒成本后，價(jià)格已低至大約1600元/KW，比起2020年幾乎腰斬。再加上源頭的材料漲價(jià)，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈基本處于微利或虧損狀態(tài)。這個(gè)市場行情不光讓國內(nèi)外眾多計(jì)劃采用碳纖維的葉片企業(yè)猶豫及止步，也讓需求巨頭VESTAS放緩了碳纖維需求增長的力度。

2022年，受國外風(fēng)場補(bǔ)貼因素影響以及成本因素影響，預(yù)計(jì)全球兩大巨頭VESTAS及GE的碳纖維板材用量基本不會(huì)增長，維持在全年用量為30,000噸，其他幾家如GAMESA、NorDex，明陽、三一、上海電氣等的用量預(yù)計(jì)為3500-4500噸，大概率與2021的需求持平。

從工藝角度：拉擠板材用于大梁已成為主流，近兩年中材科技、時(shí)代新材、中復(fù)連眾、艾朗等葉片廠家以及主機(jī)廠三一重工、明陽電氣、上海電氣等都陸續(xù)發(fā)布了使用碳纖維或碳玻混合拉擠大梁葉片，值得一提的是，東方電氣、中船雙瑞目前使用的織物灌注以及金風(fēng)科技的預(yù)浸料工藝，對(duì)比拉擠板材，劣勢越來越明顯。2022 開始，碳纖維織物及預(yù)浸料工藝在全球范圍內(nèi)大概率被被拉擠板材全部替代掉。當(dāng)然，不排除有基于這些傳統(tǒng)工藝的思想，但產(chǎn)品形態(tài)及制造效率、成本更有優(yōu)勢的新工藝出現(xiàn)。

玻纖與碳纖的競爭：2019年年底，中材科技發(fā)布SINOMA85.6的全玻纖海上風(fēng)電葉片并于2020年在福建興化灣裝機(jī)使用。2022年3月，株洲時(shí)代最新發(fā)布的TMT185葉片，長度達(dá)91米，全部使用玻璃纖維而非碳纖維，適配4.5MW到6.5MW機(jī)型。所有葉片企業(yè)非常清晰碳纖維的減重優(yōu)勢及趨勢，只是在成本上算不過賬，尤其這兩年碳纖維供不應(yīng)求的情況下。這個(gè)問題的解決有待于葉片企業(yè)與碳纖維企業(yè)更深入的精誠合作。

風(fēng)電市場的波動(dòng)劇烈，但是總體上發(fā)展前景光明，風(fēng)電碳纖維巨頭-卓爾泰克，是可以批量按照13美元/公斤左右供應(yīng)碳纖維的。這個(gè)成本優(yōu)勢，是我國大絲束碳纖維企業(yè)的參照系。

7.3. 體育休閑應(yīng)用市場

體育休閑市場十年來的需求發(fā)展情況如下，2021年的需求量為18,500噸。對(duì)比2020有顯著地增長。

體育市場的分市場份額如下：

2020年疫情之下，群體運(yùn)動(dòng)的碳纖維器材有較大幅度的下滑；而個(gè)人體育休閑的器材反而上升。而2021年，不少國家開始放開群體運(yùn)動(dòng)，這直接帶來了體育器材的較高速的增長。

要關(guān)注休閑領(lǐng)域的增長潛力：如果碳纖維魚竿，早年是高檔貨，今天的一次性魚竿都是碳纖維；我們的休閑用自行車呢？隨著碳纖維及其復(fù)合材料的進(jìn)步，也應(yīng)該是這樣的趨勢。

7.4. 壓力容器應(yīng)用市場

2021年，全國的氣瓶碳纖維用量大約為3000噸。其中，呼吸氣瓶用量大約為600噸，CNG氣瓶大約500噸，儲(chǔ)氫氣瓶用量約為1900噸。未來幾年，呼吸氣瓶的增長會(huì)比較穩(wěn)定，但受基數(shù)影響，增長量有限。天然氣氣瓶的用量在未來3年會(huì)有所增長，但在2025年開始會(huì)有所減緩。主要的增長點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)在氫氣瓶領(lǐng)域。

全球氣瓶的主力依然在歐美：2021年我國最大的氣瓶企業(yè)碳纖維用量大約是800噸，而同期的國際巨頭LUXFER預(yù)計(jì)有2,400噸，而Hexagon Lincon則有3,200噸左右，國內(nèi)外差異是顯著的。結(jié)合其他國外廠家，我們估算的2021年市場需求數(shù)據(jù)為11,000噸。今后數(shù)年，該市場可能按20%年增長率高速增長。

國內(nèi)氣瓶市場研判：根據(jù)相關(guān)政策以及預(yù)測，2022年，中國將至少新增10,000輛氫能源車，主要在物流車、重卡和大巴領(lǐng)域，其中重卡為6,000臺(tái)。重卡儲(chǔ)氫氣瓶為210L-385L，單個(gè)瓶子碳纖維用量在40-45公斤之間，單車一般配置6-8個(gè)瓶組，重卡領(lǐng)域碳纖維用量大約1700-1900噸。加上其他物流車、客車領(lǐng)域的用量，氫燃料電池汽車預(yù)計(jì)總量能到使用到2500噸以上；加上呼吸氣瓶及天然氣氣瓶維持低速的增長，預(yù)計(jì)碳纖維用量能夠達(dá)到3600-3800噸。2023年開始至2025年，物流車以及大巴車的示范加大和重卡的逐漸推廣（最大重卡碳纖維用量約為500KG）；2022年三月，發(fā)改委發(fā)布了《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021-2035 年）》，我們有理由相信：中國碳纖維氣瓶市場在3-4年，有望成長為萬噸級(jí)別的大市場。

7.5. 碳碳復(fù)材應(yīng)用市場

2021 年，碳碳復(fù)材的三大市場發(fā)展如下：

剎車盤市場：國際的主要企業(yè)是：法國的Messier-Bugatti 公司、美國的Honeywell 公司、B.F. Goodrich公司、Goodyear公司和英國的Dunlop公司。中國的飛機(jī)剎車盤主要有北摩高科、中航飛機(jī)股份有限公司西安制動(dòng)分公司、博云新材、西安超碼等廠商。該市場發(fā)展平穩(wěn)。

航天部件：主要企業(yè)是國內(nèi)航天的相關(guān)院所，碳碳復(fù)合材料以其優(yōu)異的性能成為大型固體火箭喉襯、發(fā)動(dòng)機(jī)的噴管、擴(kuò)散段、端頭帽等的首選材料。該市場發(fā)展平穩(wěn)。

熱場部件：單晶硅爐內(nèi)，主要有碳?xì)止δ懿牧虾哇釄?、保溫桶、護(hù)盤等碳碳復(fù)材結(jié)構(gòu)材料：國際企業(yè)是德國的SGL公司，日本的東海碳素公司等；國內(nèi)從事碳碳復(fù)合熱場材料的單位包括湖南金博碳素、中天火箭、西安超碼等。預(yù)制體是碳碳復(fù)材重要的制造環(huán)節(jié)，國內(nèi)的主要企業(yè)是：中材科技南京玻璃纖維研究院、江蘇天鳥高新技術(shù)有限公司、天津工業(yè)大學(xué)復(fù)合材料研究所、宜興市飛舟高新科技材料有限公司。2021年，我們將碳?xì)止δ懿牧辖y(tǒng)計(jì)到這個(gè)碳碳復(fù)材市場中。

2021年，單晶硅爐依然增長火爆，根據(jù)北極星太陽能光伏網(wǎng)的數(shù)據(jù)：單晶硅爐即將破3萬臺(tái)，主要的企業(yè)為上虞晶盛機(jī)電、北京京運(yùn)通科技、江蘇華盛天龍光電設(shè)備、北京七星華創(chuàng)電子、德國PVA TePla AG、美國Kayex 公司、日本Ferrotec公司。

7.6. 混配模成型應(yīng)用市場

混配模成型（Molding&compound）嚴(yán)格講，不是一個(gè)應(yīng)用市場，而是對(duì)工藝的描述，但由于這些工藝橫跨的應(yīng)用多，所以，把它歸類成一個(gè)應(yīng)用，便于說明?；炫洌╟ompound）是指非連續(xù)碳纖維增強(qiáng)塑料，主要包括短切增強(qiáng)和LFT。玻纖D-LFT在汽車領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用證明了這種復(fù)合材料形態(tài)的優(yōu)勢。模成型（Molding）主要是指片狀模塑料Sheet Molding Compound-SMC，團(tuán)狀模塑料Bulk Molding Compound-BMC。由于回收碳纖維的加入，讓這些非連續(xù)形態(tài)的，以及非連續(xù)形態(tài)加連續(xù)形態(tài)的混合結(jié)構(gòu)，展現(xiàn)出一定的發(fā)展空間。

從事短切碳纖維增強(qiáng)塑料的，通常是改性塑料企業(yè)，比如SABIC、RTP、POLYONE、COMPTEX、 POLYNT、深圳沃特、廣東金發(fā)科技等。他們通常是從碳纖維企業(yè)采購短切碳纖維，采用雙螺桿混配造粒，然后在銷售給應(yīng)用單位做注塑成型。近幾年，在常規(guī)連續(xù)性纖維復(fù)材及塑料之間，短切碳纖維增強(qiáng)塑料以其遠(yuǎn)超塑料的力學(xué)性能，遠(yuǎn)超連續(xù)纖維的成本及規(guī)模成型便利性，贏得無人機(jī)行業(yè)青睞，得以快速增長。該應(yīng)用提出了增加復(fù)材剛性的需求，可以從定制中模量的碳纖維解決，也可從混配技術(shù)上增加殘留纖維長度來解決。

從事碳纖維片狀模塑料的企業(yè)主要有：美國QUANTUM、MAGANA、Ashland、Continental Structural Plastics，德國MENZOLIT等企業(yè)。對(duì)比與傳統(tǒng)的玻纖SMC、碳纖維SMC的浸潤性受絲束大小的影響較大，而浸潤性的好壞與力學(xué)性能相關(guān)聯(lián)，目前的碳纖維SMC還沒有實(shí)現(xiàn)其該有的力學(xué)性能優(yōu)勢。2021該市場并無重大事件。

（未完待續(xù)）