碳纤维行业深度报告2021( 38 页)

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目 录

与众不同的观点........ 6

1.碳纤维——材料“黑金”，行业壁垒高、产品附加值大............ 7

1.1 碳纤维刚柔并济，下游应用广泛............. 7

1.2 高壁垒带来高附加值，提升工艺、实现批量化生产可显著降本增效............. 9

1.2.1 行业技术壁垒高，原丝生产是核心，碳化氧化是关键..... 9

1.2.2 碳纤维生产成本高，提高工艺、批量化生产均为降本良策..... 12

1.3 我国碳纤维产业方兴未艾，潜力巨大............ 14

2、师夷长技，详解美、日碳纤维崛起之路......... 16

2.1 正视与国外差距，是短板亦是上升空间......... 16

2.2 他山之石：技术创先机、政策育土壤、应用拓市场......... 18

2.3 航空为先——东丽与赫氏的腾飞之路............ 21

2.3.1 日本东丽：积淀50 余年，航空布局终迎开花结果......... 21

2.3.2 美国赫氏：深耕复材应用，打造美国航空航天碳纤维标杆...... 23

3.全球市场极速扩张，国内航空航天需求潜力巨大....... 25

3.1 国际市场：航空航天占据主导，风电叶片增速强劲.......... 25

3.2 国内市场：航空航天占比不足，体育休闲、风电叶片为需求主要来源........ 26

3.3 碳纤维为航空航天必备新材料，未来增量需求有望破万吨........ 27

3.3.1 碳纤维正推动航空航天迈入轻量化时代....... 27

3.3.2 装备升级放量、民航需求爬坡，碳纤维新增需求破万吨......... 29

4.高端民用多点开花，国产替代迎成长风口........ 32

4.1 风力发电将成碳纤维行业新驱动........... 32

4.2 碳纤维，引领新能源汽车材料革命........ 33

4.3 我国碳纤维进口替代特征初显，未来可期...... 34

4.4 国内供给格局：高端聚焦技术创新，低端发力降本增效............ 35

4.4.1 高端品供应商屈指可数，核心企业强者恒强......... 35

4.4.2 传统市场直面国际巨头竞争，降本增效是关键..... 37

图表目录

图表1 ：材料发展史与人类发展史紧密相连 ...... 7

图表2 ：碳纤维性能显著优于其他材料 ............. 8

图表3 ：我国碳纤维与东丽碳纤维分类标准 ...... 9

图表4 ：各牌号碳纤维对应拉伸模量和拉伸强度 ........ 9

图表5 ：碳纤维生产流程 ....... 9

图表6 ：碳纤维产业链全景图 ....... 10

图表7 ：目前湿法纺丝应用最为广泛 ..... 11

图表8 ：碳纤维纺丝工艺流程 ....... 11

图表9 ：碳化氧化过程须对温度进行严格控制 ......... 11

图表10 ：碳纤维碳化氧化流程 ..... 11

图表11 ：同一品种碳纤维每经一级深加工价格都将实现飞跃 ............. 12

图表12 ：2016-2019 年制造费用为中简科技碳纤维产品主要成本...... 12

图表13 ：2016-2019 年制造费用为光威复材碳纤维产品主要成本...... 12

图表14 ：碳纤维各生产环节成本情况 ............ 13

图表15 ：原丝占碳纤维成本比重达51% ........ 13

图表16 ：原丝/碳纤维生产成本随产能扩大而显著降低 ............. 13

图表17 ：降低碳纤维生产成本路径 ....... 14

图表18 ：历经半个世纪发展，国内碳纤维产业方兴未艾 ........... 15

图表19 ：政策扶持加快碳纤维产业化进程 ..... 15

图表20 ：碳纤维产业发展逻辑 ..... 16

图表21 ：工艺、设备核心技术未有本质突破，有产能无产量现象严重 ....... 17

图表22 ：国内、外碳纤维龙头企业产业链覆盖情况 ......... 17

图表23 ：我国碳纤维产业发展的主要瓶颈 ..... 18

图表24 ：碳纤维始于白炽灯灯丝 ........... 18

图表25 ：美苏军备竞赛，碳纤维重登材料舞台 ....... 18

图表26 ：1970-1990 年是碳纤维技术突破、应用场景持续拓宽的时期 ....... 19

图表27 ：1990-2000 碳纤维迎并购浪潮，世界寡头格局初步形成...... 19

图表28 ：号称碳纤维飞机的A350 ......... 20

图表29 ：日本政府支持碳纤维领域技术研发的主要项目 ........... 21

图表30 ：东丽公司碳纤维收入15 年增长，2019 年收入达2369 亿日元 ..... 21

图表31 ：东丽全业务版图 ............ 22

图表32 ：2019 年赫氏碳纤维复材收入18.6 亿美元，同比增长5% ............ 23

图表33 ：2006-2019 年赫氏碳纤维复材营业利润CAGR 为10% ....... 23

图表34 ：2019 年赫氏航空航天业务占比达87%，2005-2019 年商业航空航天强势崛起 ....... 23

图表35 ：2019 年全球碳纤维需求达10.4 万吨，同比增长12% ......... 25

图表36 ：2019 年全球碳纤维下游需求量结构 ......... 25

图表37 ：2019 年全球碳纤维需求产值结构 ............. 25

图表38 ：2019 年我国碳纤维需求达3.8 万吨，同比增幅22% ........... 26

图表39 ：2019 年风电叶片、体育休闲为国内碳纤维主要需求来源 ............. 27

图表40 ：2019 年我国与世界碳纤维需求结构差异较大（千吨）........ 27

图表41 ：世界范围内先进战斗机已大量使用碳纤维复合材料 ............. 27

图表42 ：碳纤维在F-22 战斗机上的应用 ....... 28

图表43 ：碳纤维复合材料在美国战略导弹上的应用实例 ........... 28

图表44 ：飞行器减重可带来极大经济效益 ..... 29

图表45 ：民航飞机碳纤维复合材料需求强烈 ........... 29

图表46 ：2019 年我国军机数量仅为美国的四分之一（架） ...... 30

图表47 ：我国三、四代战斗机数量落后于美国 ....... 30

图表48 ：我国各机型数量均小于美国 ............ 30

图表49 ：军机迭代将新增8210 吨碳纤维需求，市场规模达到328 亿元 ............. 31

图表50 ：国产客机在手订单兑现将产生1383 吨碳纤维复材需求，市场规模超55 亿元 ........ 31

图表51 ：风力发电系统结构 ......... 32

图表52 ：叶片长度相同时碳纤维复合材料重量更低 ......... 32

图表53 ：2019 年全球风电累计装机容量突破650GW ..... 32

图表54 ：2019 年各国全球陆上风电新增装机容量占比 ............. 33

图表55 ：2019 年全球各国海上风电新增装机容量占比 ............. 33

图表56 ：宝马i3 中碳纤维材料的应用 ........... 34

图表57 ：碳纤维助力汽车产业实现轻量化蜕变 ....... 34

图表58 ：2014-2019 年我国新能源汽车产量CAGR 达到71.4% ....... 34

图表59 ：2014-2019 年我国新能源汽车销量CAGR 达到100.3% ..... 34

图表60 ：2019 年大陆从日本、台湾进口量最大（按量） ......... 35

图表61 ：2019 年大陆总日本、美国进口金额最大（按金额） ........... 35

图表62 ：中简科技、光威复材、江苏恒神及中复神鹰为我国高端碳纤维赛道主要玩家 ......... 36

图表63 ：2013-2019 年中简科技研发支出增长近3 倍 ..... 36

图表64 ：2014-2019 年光威复材研发支出增长超2 倍 ..... 36

图表65 ：中简科技营收与利润基本均来自航空航天领域 ......... 36

图表66 ：光威复材碳纤维及织物主要应用于航空航天领域 ....... 36

图表67 ：日本提供全球49%的小丝束碳纤维产能 ............ 37

图表68 ：美国提供全球89%的大丝束碳纤维产能 ............ 37

图表69 ：2019 年以来企业纷纷宣布扩产计划 ......... 38

图表70 ：2019 年传统领域国内部分企业原丝及碳纤维运行产能........ 38