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以下文章来自林刚撰写的《赛欧碳纤维技术》。

评论:0 发布时间: 2023-04-29 浏览: 153
     赛欧碳纤维技术。   国际先进复合材料信息、技术、应用和市场的聚集枢纽;从高性能光纤到应用的产业链专业系统的通信与集成枢纽;政、产、学、研、供、用社会职能体系的沟通协作枢纽。   林岗   广州赛奥碳纤维科技有限公司总经理。   一个   序   2021年的中国碳纤维行业可以用“辉煌”二字来形容:市场需求旺盛,市场持续高速增长,碳纤维企业的销售人员成为“***佳职业”。大笔一挥,下游企业感恩戴德,比起几年前拎着小包到处抢订单的局面,简直是“天壤之别,人间天堂”;各碳纤维企业生意兴隆,利润水涨船高。企业要么已经获批上市,要么正在上市的路上。资本市场上关心行业发展的人也很多,关于“摇旗呐喊、把脉问诊”的文章充斥各类媒体或工作坊;一批碳纤维企业积极扩产,下大力气; 几个产业链企业正在或即将投身其中;也有几家与此无关的公司,宣布巨资进入...多么“春光明媚”的***啊!   中国碳纤维的学术和产业发展史,无论是60年代李仁源教授和张明达教授开创的60年学术和技术研究史,还是2000年前后开始的20年产业化进程,业内人士***熟悉的感受就是“孤独”二字,就像去年中复申英微信朋友圈里“央视17秒,奋斗17年”的感受。我们习惯了在黑暗中挣扎。只是***近三年,以风电为代表的市场需求突飞猛进,相应的有效供给相对不足。此外,日本禁售导致供需严重失衡,碳纤维价格大幅上涨且难觅踪迹。这个行业已经进入了“辉煌” 状态。这种幸福和眩晕的感觉让我们的一些从业者和行业外的一些企业兴奋不已,纷纷扩大生产或投入巨资。   业内人士可能还记得,2012年,笔者和申屠先生发表了《对我国碳纤维及其复合材料产业链现状的思考》一文,批评了当时“碳纤维投资企业40多家,技术简单重复建设,进展迅速”的混乱局面。接下来的十年,通过市场的“优胜劣汰”和行业的自省,行业解决了“从无到有”的问题,大步迈入了“从无到有,质量效益稳定”的良性发展轨道。我们也从“行业评论家”变成了“行业倡导者”。   在2021年行业数据的整理分析中,我们失去了前两年的信心,忧虑再次进入大脑,挥之不去。《百年孤独》里的一句话总是浮现在我的脑海里:“人生所有的辉煌都需要用孤独来偿还”。感情上,我不希望我们这个行业再次进入痛苦的“孤独期”,甚***希望我的一些预测成为笑话。我们都希望行业有序发展,生态系统健康成长。我们不是行业的旁观者,更不是算命先生,而是行业的建设者。我们有责任理性思考现实,分享给大家。   在所有的担忧中,***严重的是:2021年、2022年全国产能扩张速度过快,远远超过需求的增长;扩大的产品不具有国际竞争优势,不是有效供给产品;市场已经出现利用资源限制下游发展的迹象;很多新建和扩建项目,从构建国际竞争优势的角度来看,并没有太大的技术进步,这些产能在国际上释放的空间有限,很可能形成残酷的价格战...如果行业不重视这些问题,依然我行我素,我们三年多的“辉煌”很可能从今年开始用多年的“孤独”来偿还,而这个孤独期和之前的对比,将夹杂着同行和产业链的血战。   特别感谢   感谢碳纤维行业参与企业的极大关注和支持,大家为我们的数据和结论做出了非凡的贡献;感谢中国化纤协会领导的支持;感谢中国复合材料集团原董事长张先生、中国石化上海石化公司副总经理黄翔宇先生、中国化纤先生等业内同仁无私分享行业信息和思想。   二   全球碳纤维市场   2.1.全球碳纤维市场需求-年   相比2020年的10.69万吨,2021年全球需求数据为11.8万吨,同比增长10.4%。我们有三个参考资料来获得这些数据。首先,国际需求的规律是多年来大约10%的正常增长;第二个参考是了解各种应用行业的发展,比如商业航空的低迷,波音和空客2021年的交付量(尤其是复合材料飞机)依然没有回升,体育企业的业务蒸蒸日上。   除了这两个沿用多年的参考外,今年我们增加了一个新的方法,就是根据中国的应用市场来判断。首先,我们对中国市场需求的数据是准确的(不仅仅是可信的)。其次,中国市场在全球已经占据了举足轻重的地位(占全球市场的52.9%)。此外,我们对中国应用市场在全球的地位有着清晰的认识。通过这个方法,我们估算申请数量,然后汇总成全球年需求量。比如运动和光伏用的碳碳复合材料就是中国独有的优势。看中国,基本可以看到全球80-95%的市场情况。比如压力容器,虽然近年来中国压力容器发展令人满意,国际份额***多只有30%,但仍以欧美厂商为主。   总的来说,2021年,风电、运动装备、碳碳复合材料、压力容器是维持市场需求增长的主力。   2.2.全球碳纤维市场需求-应用(千吨)   总量:11.8万吨   风电市场依然是领头羊。但与2020年相比,仅增长了7.8%,增速较前几年20%以上的增速明显回落。这个原因后面会在风电子市场详细阐述。   与2020年相比,体育市场强劲增长20%,重回全球第二大市场地位。在这种流行病的影响下,人们的旅行和旅游急剧下降,很多时间和***都花在了体育运动上。   压力容器,主要受益于氢气瓶(虽然很多是试用或小批量需求),仍然保持了25%的高增长。   碳/碳复合材料(包括隔热毡)在国内主要由光伏产业带动,仍保持70%的超高增长。   航空航天和去年一样,其他应用市场按照现有法律稳步增长。   2021年,与2020年相比,汽车行业有明显的下降:与2020年相比,下降幅度高达24%。主要原因是全球仅有的两款大面积使用碳纤维的宝马I8和I3分别于2020年底和2021年年中停产。我们预测影响3500-4000吨;而其他碳纤维用于汽车,保持稳定增长。   2.3.全球碳纤维市场需求-应用(美元)   总额:34.009亿美元   碳纤维的全球销售额是34亿美元,主要是因为我们根据市场情况把碳纤维的价格提高了20%。   2.4.全球碳纤维市场需求-产品(千吨)   总量:11.8万吨   模量的定义:   标准模量是指230-265GPa的拉伸模量。   中等模量是指拉伸模量为270-315GPa。   高模量是指拉伸模量超过315GPa。   小丝束(或常规丝束)1-24K(含)   重拖:48K以上(东丽定义为40K以上)。   巨塔:大于100K   2021年大丝束产品份额与小丝束相当,均为43%左右。2021年,民航市场依然疲软,而风电市场仍在增长(包括部分24K线和部分25K线)。总的来说,对于碳纤维的工业应用来说,成本是一个永恒的追求。从人类目前的技术水平来看,大丝束(巨丝束)是降低成本的主要思路,因此不仅会通过低成本扩大工业应用,还会吞噬成本敏感的小丝束传统市场。   三   全球碳纤维供应   3.1.碳纤维制造商的全球理论产能   2021年,我们虽然还是采用了“运营能力”的概念,也挤出了不少水分,但还是存在“能力核算”的问题。这些问题主要存在于兼顾1K-6K生产的单位,他们会按照12K计算生产线。   通过对大部分厂商的了解,“产销率”在2021年的中国不是问题。大部分厂家的生产线都是基于90%以上的设计产能(包括改造)。   2021年全球主要增加的产能是:吉林化纤集团增加近1.6万吨(包括江城收购的产能);常州新创碳谷新进库,新增产能6000吨;墨西哥Zoltak增加了3000吨;中富申英增加8000吨(老厂有产能调整),保靖增加2000吨;东邦新增1900吨。   在世界十大制造商中,吉林化纤集团、中孚申英和宝晶是三家中国大陆企业。   2022年已宣布和正在进行的扩产包括:吉林2.7万吨(2022年完成)、保靖2.1万吨(2023年完成)、中富申英1.4万吨(2023年完成)、上海石化1.2万吨(2023年完成)、新碳谷12。6000多吨Zoltek(2023年完成)、1800吨陶氏Aksa(2022年完成)、2500吨韩国晓星(2022年完成)。   3.2.全球碳纤维运营能力-地区   总量:20.76万吨   2019年我们分析了不同***碳纤维制造的吸引力,主要看***的综合投资环境和产业生态链的吸引力。2020年,我们分析了主要碳纤维巨头在主要***和地区的布局。   2021年,中国大陆***超过美国,成为世界上***大的生产国。虽然中国的运营能力数据还是湿漉漉的,但是按照去年中国29250吨的实际销量和2021年底几家企业形成的近2万吨的产能来看,中国的产能位居世界***是不争的客观事实。而且根据各碳纤维企业公布的扩产情况,在很长一段时间内,中国都将是产能***。   同时,我们也必须清醒地认识到,我们已经建成的生产能力与世界发达***相比还有相当大的差距。***直观的数据是,2021年我们还有33129吨的进口量超过国内,同时国内碳纤维出口很少。这说明进口碳纤维在性能、质量水平、成本水平上还是有很强的优势。因此,下一步,中国碳纤维行业面临着艰巨的任务:形成具有国际竞争力的经营能力!   四   中国碳纤维市场   4.1.中国碳纤维需求-年   2021年,中国碳纤维总需求为62379吨,较2020年的48851吨增长27.7%,其中进口量为33129吨(占总需求的53.1%,较2020年增长9.2%),国内纤维供应量为29250吨(占总需求的46.9%)。2021年中国市场总体情况是:供不应求,无论是进口还是国产。   中国市场需求年增长率:2015年(13.4%)、2016年(16.5%)、2017年(20%)、2018年(32%)、2019年(22%)、2020年(29%)和2021年(27.7%)。如果能充分保证供应,2021年可以超过30%的增速。   国内销量年增长率:2015年(25%)、2016年(44%)、2017年(105.5%)、2018年(21.6%)、2019年(33.3%)、2020年(54.2%)和2021年(58.1%)。之前我们预计2025年国产会超过进口,现在可以确定2022年提前完成。   4.2.中国碳纤维需求-应用   总数量:62,379吨   上图主要是“应用能力”的对比。风电扣除了很多加工材料,只统计国内风电厂商的消耗;碳/碳复合材料(包括防火绝缘毡)已迅速跃升为中国第三大应用市场;在风机叶片、航空航天、压力容器、混合模具成型等应用市场仍有广阔的发展和发展空间。   4.3.中国-省份的碳纤维需求   总数量:62,379吨   江苏、广东和山东仍然是中国万吨级碳纤维应用的主要省份。   总额:158,813.3万美元。   从消费金额来看,2021年广东赶超山东,全国四大省亿美元应用的地位难以撼动。   4.4.中国碳纤维需求来源   总数量:62,379吨   国产碳纤维2021不断进步,市场份额从2019年的31.7%和2020年的38%持续攀升***46.9%,充分显示了国产碳纤维的巨大进步。   2021年,日本、中国、中国台湾省、美国、墨西哥等国对华出口均出现不同程度的下降,而韩国出现了翻倍增长,德国出现了巨大增长,匈牙利保持了平稳小幅增长。我们认为这主要是由于全球碳纤维短缺,导致对中国的供应量减少。韩国的大成长也有小星公司的重大贡献。德国的巨大增长应该是Sigri调整产品应用市场的结果。   从进口国来看,日本和韩国以小丝束产品为主,美国、墨西哥、匈牙利和德国以大丝束产品为主,中国和中国台湾省则是大小丝束产品兼而有之。   总额:158,813.3万美元。   2021年,由于整个碳纤维市场供不应求,价格将在2020年的基础上继续上涨。进口碳纤维及其制品数量同比仅增长9.15%,金额同比增长26.02%。国产碳纤维“毫不示弱”,涨价幅度不输进口产品。   大丝束市场也面临短缺。价格略有上涨,在13.5-14.5美元/公斤的水平。这个价格是大批量的采购价格。对于小批量的用户,这些厂家往往报出17-18美元/公斤的价格。   五   中国的碳纤维工业   5.1.中国碳纤维企业的理论产能   2021年,我们仍然不能采用“实际产能”,主要是因为一些小tow企业的生产线,特别是服务于航空航天应用市场的生产线,会在3K、6K、12K进行转产。所以厂商通常按照12K来报产能,但实际生产中,3K和6K可能是***大的品种。如果实际产能按3-6K计算,我们预计中国运营产能数据将扣除8000-10000吨。   2021的产能数据是巨大的,但市场依然紧张。主要原因是吉林化纤、中富申英、新创碳谷产能建设在下半年或年底完成,正常生产时间不足。这些产能可以在2022年全部释放。   上述大部分企业的原丝统计仅使用碳纤维产能乘以2.5的估算数据,主要说明这些厂家拥有全部或部分原丝供应能力,并不是企业真实的原丝产能。因为是自产自销,目前没有准确的统计意义。在所有厂家中,吉林化纤的6万吨产能是准确的。除自供外,还向国内外市场销售前驱体。   ***于良品率,曾经是中国碳纤维行业的痛。通过近几年的技术发展,大部分企业已经解决了这个问题,良品率已经接近国际水平。当然,在满负荷生产的产品的性能和质量的稳定性方面仍有很大的改进空间。   5.2.中国碳纤维工业的新发展   2021年,正如序言中所定义的,中国碳纤维行业的发展可以用“辉煌”二字来表达。所以,带来一系列企业扩大生产:   吉林化纤集团在“十五”期间完成了20万吨原丝、6万吨碳纤维、1万吨复合材料的宏伟规划,并规划了庞大的扩张计划:成立国兴碳纤维和科美科,2021年完成1.6万吨碳纤维的扩张,2022年预计新增2.7万吨碳纤维产能;   中富申英正在加快实施其在西宁的2万吨扩张计划;   宝武旗下宝京碳纤维2021年扩建2500吨碳化线,2022年初公布并启动万宝原丝建设计划。另一家服务于航空航天的TISCO分公司于2021年完成了1800吨碳纤维产能的建设。   2021年,在新碳谷建成1.8万吨大拖带项目,完成6000吨产能。2022年,另外1.2万吨产能的安装调试正在加紧进行,预计今年投产。   上海石化12000吨大丝束项目正在建设中,预计今年将实现6000产能输出。   2021年,钟健科技还公布了1500吨碳纤维及制品定增18.67亿元的计划。   除了碳纤维行业内的厂商,还有一些行业外的新进入者,有些是“只打雷不下雨”。其中,以下企业正在建设中:   2021年3月,新疆龙聚新材料有限公司计划投资60亿元建设年产5万吨碳纤维碳化项目,形成生产经营原丝、碳纤维、复合材料产品的新材料基地。   2021年3月,国泰大成新材料科技产业园宣布,总体规划为年产2.5万吨原丝和1万吨碳纤维、碳纤维织物、复合材料的研发生产园区。   除了上述新的投资和动作,还有***少十家企业跃跃欲试,主要是近两年饱受碳纤维供应紧张之苦的下游用户或潜在用户,以及占据一定产业链资源的企业,当然还有刚刚激情燃烧的发烧友!   在去年的报告中,我们已经呼吁“可靠的技术来源,冷静的投资和有序的发展”。这一年,我们要大声疾呼:再这么大力度下去,行业很快(或在今年内)就会进入一个价格血拼期,非航天应用企业可能再次陷入全行业亏损的可怕局面!我们先来看供需失衡的数据:(注:A-乐观增速,B-悲观增速,A+B-温和增速。)   中国市场(62379吨)已经是全球***大市场(11.8万吨),占比52.9%;中国产能已经是世界***大国,占比30%;从数据来看,还有扩大生产的机会。只要是有效供给,我们这两年的扩张,哪些是“无效供给”,哪些是“有效供给”?   2021年中国加工贸易约为1.9万吨,如果指定进口纤维,我们保守估计为2.2万吨。因此,目前国内市场对国产纤维的需求量约为40379吨。2022年,由于风电需求(国内外)放缓或下降,即使用***乐观的20%增长来预测,需求也只有48455吨。2021年我们的产能是6.34万吨,不包括1万吨的折算产能,还有5.34万吨的固体产能。如果加上今年确定要增加的45000-50000吨产能的三分之一,2022年我们的真实产能***少接近70000吨,对应的市场不到50000吨。严重供过于求!总体上看,中国现有碳纤维基本不具备国际竞争优势,加工贸易不可替代, 而且很难批量出海。国际巨头顶多损失一点利润,我们就陷入悲惨的“咽喉”了!   目前,国内领先的碳纤维企业有中石化(上海石化)、中国建材(中富申英)、中国宝武(宝晶碳纤维和TISCO钢铁分公司)、中化集团(蓝星)、陕煤(国企、沈恒)、吉化纤维(国企)。民营企业只有广维复合材料、钟健科技和新创碳谷。其中,央企和国企运营能力占比高达80%,而民企仅占20%。如果从实际产能和2020年的扩张来看,央企和国企的比例将高达90%以上。这样的阵容,比如价格战,谁的规模更大?拳头强?谁的眼泪会飞?摩拳擦掌准备冲进拳击台的投资人,你能打败哪个选手?你需要安静吗?   在中国发展现代工业文明的过程中,无数行业(包括高科技)总会陷入“价格购物”和“全行业无赢家”甚***“全产业链无赢家”的无序局面。对于性能和质量还有很大提升空间的碳纤维来说,却无法摆脱这样的“厄运”,这让业内人士特别感叹。***加强监管,提高准入门槛?国资系统通过行政协调?建立行业组织,自我管控?企业提升自己,加强自律?似乎没有有效的手段阻止价格战。   六   全球碳纤维复合材料市场   6.1.树脂基碳纤维复合材料的全球需求-年   树脂基碳纤维复合材料的需求量按纤维在复合材料中所占比例65%计算,并建立了规模概念。   6.2.全球需求-树脂基碳纤维复合材料的应用(千吨)   总数量:18.15万吨   6.3.全球需求-树脂基碳纤维复合材料的应用(10亿美元)   总额:200.5亿美元   2021年全球碳纤维复合材料收入200.5亿美元。虽然商业航空市场仍然低迷,但军用飞机和无人机等其他市场增长迅速。除汽车行业受宝马2021年年中停产I3影响外,其他应用子市场均有所增长。   中国领先的运动休闲装备,因为疫情的原因,人们有更多的时间投入到运动休闲中,从而带动了装备的快速增长。   另一个由中国主导的碳碳复合材料,尤其是热场材料,由于光伏产业的快速发展,极大地推动了该领域的蓬勃发展,该领域也是一个技术密集型和高附加值的应用市场。然而,光伏行业供大于求的矛盾越来越明显,这将为行业的健康持续发展埋下隐患。   我们一直在等待轨道交通行业正式进入我们的细分市场。毫无疑问,这个市场有着非常光明的前景。目前主要工作还在研发和小批量应用,后续章节会详细介绍。   6.4.树脂基碳纤维复合材料的全球需求-地区(10亿美元)   总额:200.5亿美元   2021年,中国市场将继续追赶其他国际和地区市场,成为全球***大的复合市场。当然,这种追赶还是有点虚幻的。2025年美国商用航空市场全面复苏时,才能真正评估市场规模。   从上述全球产业分布和行业发展历史来看,碳纤维复合材料产业链在欧美和日本仍然是非常重要的产业。当我们看到一些复合公司是劳动密集型或者有一点污染,我们就认为是低端产业。其实这些人只要看看国际***豪车小飞机的复合材料车间,基本都是这样的,这些也不能定义为低端产业吧?因此,地方政府应该珍惜这些复合材料企业,支持它们进行技术改造、环境改造和产品升级。这些企业有潜力成为造福当地经济、为政府争光的高科技企业。   中国工业门类齐全,这显然是碳纤维发展的良好基础。同时,采用碳纤维往往是产业升级的重要举措。毫无疑问,碳纤维在中国的市场潜力巨大。现在的碳纤维复合材料还处于初级阶段,更具有包容性和支撑性。随着碳纤维产业的蓬勃发展,必将带动越来越多的工业领域采用碳纤维,成为工业经济的重要组成部分。   6.5.树脂基碳纤维复合材料的全球需求-制造工艺   总数量:18.15万吨   2021年,缠绕拉挤工艺再次超越预浸料铺设工艺,保持行业***大工艺的地位。随着风力和气瓶的应用越来越多,这个***的位置短期内无法撼动。   预浸料铺设技术作为***实用、***成熟的材料形式和成型工艺,几乎所有的应用都会在***时间想到,然后在应用过程中摸索特点,找到更高效、更简化的技术,比如风电梁帽的发展历史,从预浸料铺设到重织物,再到拉挤板的过渡;比如汽车复合材料技术,从预浸料到高压RTM等。   预制体技术成为近年来的主要技术,主要是受光伏炉所需热场碳/碳复合材料的快速发展推动。目前,碳/碳复合材料中非连续三维毡、三维机织和针织等预成型技术发展迅速。这些进步中的一些也将有益于树脂基复合材料。   6.6.碳纤维复合材料的全球需求——不同的基体(10亿美元)   总额:248.1亿美元   我们发布这张图表是为了提醒你不要忽视除了树脂基和碳基以外的其他基体复合材料,它们也是碳纤维复合材料家族的一员。   此外还有大量的基体材料如金属、陶瓷、水泥等。,气凝胶也是一种新的基体,与各种纤维毡结合成为一种新的复合材料。在碳纤维领域,预氧毡和二氧化硅气凝胶的结合创造了广阔的应用市场空间;碳纤维毡、石墨毡和碳气凝胶的结合也将改变许多应用。   碳纤维本身也可以是一种“基体”,将它的结构和功能与碳纳米管、多孔纳米碳结合成一种“复合材料”。这些“复合材料”有可能为新能源产业提供革命性的创新。   2021年,热塑性复合材料约占树脂基材料总量的25%,金额约为50亿美元。其中,大部分是不连续增强塑料和连续碳纤维热塑性材料。我们估计市场份额约为2亿美元。   6.7.中国树脂基碳纤维复合材料的应用需求(吨)   总数量:95,968吨   2021年,中国碳纤维复合材料总量为9.6万吨。给行业一个大概的概念。   2021年,运动复合材料的领先地位将再次被风电大幅超越,这种格局还将持续。风力发电和体育运动将主导市场很多年。   碳-碳复合材料和压力容器是冉冉的后起之秀,发展势头强劲。   6.8.中国树脂基碳纤维复合材料的应用需求(亿元***)   总金额:699.18亿元   2021年,全国碳纤维复合材料产值699.18亿元;这些数据只是根据我们奥运会的数据模型计算出来的,只给社会一个行业规模的概念。   航天复合材料产值以结构件估算,2020年约183亿元,***超过运动装备,成为***大的子市场。2021年,由于运动装备的快速增长,超越航空航天,成为***子市场。   风电市场,我们以拉挤板和面料估算,收入约58亿元。   2021年碳碳复合材料收入约74亿,迅速成为第三大应用市场。   七   复合材料应用的发展趋势和前景   7.1.航空航天应用市场   市场发展趋势如下:2021年碳纤维需求为16450吨。   Cirium数据库数据显示,2021年,全球商用飞机交付量达1034架,同比增长28.6%;新增确认订单1647个,约为2020年的2.7倍。然而这就是窄体飞机的贡献。宽体飞机方面,根据波音公司网站信息,2021年年中,波音787被发现存在生产缺陷,暂停交付,全年仅交付14架波音787。远低于2020年53架的交付量,与疫情前100多架的交付水平相差甚远。波音***早可能在2022年2月或3月开始向客户交付新的787飞机;根据空客网站信息,2021年55架A350飞机的交付仍处于低迷状态。***的好消息是,空客宣布于2021年11月推出A350F货机,并获得了积极的市场反馈。那一年, 它赢得了22个确认和承诺订单。根据国际航空专家的预测,商用航空飞机的恢复期将延迟***2025年。上述重型碳纤维用户业务惨淡,导致商用航空需求持续低迷。幸运的是,其他航空市场弥补了这一点,使总需求与2020年持平。2021年,我们把飞行汽车带入这个市场,这是一个很有前景的子市场,碳纤维复合材料是***好的选择!   7.2.风力涡轮机叶片应用市场   2021年,风电市场发展巨变。扣除塔架成本,陆上主机价格低***1600元/KW左右,较2020年几乎减半。再加上源头材料涨价,整个产业链基本处于微利或亏损状态。这种市场形势不仅让众多计划采用碳纤维的国内外叶片企业犹豫止步,也让需求巨头维斯塔斯减缓了碳纤维需求的增长。   2022年,由于国外风电场补贴和成本因素的影响,预计全球两大巨头维斯塔斯和GE的碳纤维片材消费量基本不会增加,全年将维持在3万吨。其他公司如GAMESA、NorDex、杨明、三一和上海电气的消费量预计为3500-4500吨,与2021年的需求几乎相同。   从工艺上看:拉挤板已经成为主流。近两年来,中材科技、时代新材、中富联众、爱浪等叶片生产企业,以及三一重工、杨明电气、上海电气等主机厂相继发布了碳纤维或碳玻混合物拉挤梁叶片。值得一提的是,东方电气和CSSC双瑞目前采用的织物浸渍工艺和金风科技的预浸工艺相比拉挤板有着越来越明显的劣势。自2022年以来,碳纤维织物和预浸工艺在世界范围内大概率被拉挤板材取代。当然,也不排除在这些传统技术的基础上出现新的技术,但在产品形态、制造效率和成本上更具优势。   玻璃纤维与碳纤维的竞争:2019年底,中材科技发布了SINOMA85.6全玻璃纤维海上风电叶片,2020年在福建兴化湾安装。2022年3月,株洲时代***新发布的TMT185叶片,长度91米,采用玻璃纤维而非碳纤维,适用于4.5MW***6.5MW机型。所有的叶片企业都很清楚碳纤维的减重优势和趋势,但是却无法核算成本,尤其是这两年碳纤维供不应求的情况下。这一问题的解决需要叶片企业和碳纤维企业更深入真诚的合作。   风电市场波动剧烈,但整体发展前景光明。风电碳纤维巨头Zaltertek可以批量供应碳纤维,价格在13美元/公斤左右。这种成本优势是中国大丝束碳纤维企业的参照系。   7.3.运动休闲应用市场   近十年运动休闲市场需求发展情况如下,2021年需求为18500吨。与2020年相比,有明显增加。   体育市场的市场份额如下:   2020年疫情下,团体运动用碳纤维装备大幅度下降;然而,个人运动和休闲设备已经上升。2021年,很多***开始放开团体运动,直接带来了运动器材的快速增长。   关注休闲领域的增长潜力:如果说早年碳纤维鱼竿是***货,那么今天的一次性鱼竿都是碳纤维;我们的休闲自行车呢?随着碳纤维及其复合材料的进步,应该也是这样的趋势。   7.4.压力容器应用市场   2021年,中国气瓶用碳纤维的消费量约为3000吨。其中,呼吸气瓶的消耗量约为600吨,CNG气瓶约为500吨,储氢气瓶约为1900吨。未来几年呼吸缸的增长会比较稳定,但受基数影响增长有限。未来三年天然气气瓶的消费量将会增加,但在2025年将会放缓。主要增长点会出现在氢气瓶领域。   全球气瓶主力仍在欧美:2021年中国***大气瓶企业碳纤维消费量约800吨,国际巨头LUXFER预计2400吨,Hexagon Lincon约3200吨。中外差异显著。结合国外其他厂商,我们预计2021年市场需求数据为11000吨。未来几年,市场可能以每年20%的速度高速增长。   国内气瓶市场研究:根据相关政策和预测,2022年我国将新增***少10000辆氢能源汽车,主要集中在物流车、重卡、客车领域,其中重卡6000辆。重卡储氢瓶210L-385L,单瓶碳纤维用量40-45kg。自行车一般配备6-8个瓶组,重卡的碳纤维消耗量在1700-1900吨左右。加上其他物流车和公交车的消耗,氢燃料电池车总量有望达到2500吨以上;加上呼吸气瓶和天然气气瓶的低速增长,预计碳纤维的消费量将达到3600-3800吨。2023-2025年,加大物流车和客车示范,逐步推广重型卡车 (重卡***大碳纤维用量约500kg);2022年3月,***发改委发布了《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》。我们有理由相信,中国的碳纤维气瓶市场有望在3-4年内成长为一个万吨级的大市场。   7.5.碳-碳复合材料应用市场   2021年,碳-碳复合材料的三大市场将发展如下:   刹车盘市场:国际主要企业有法国梅西耶-布加迪、美国霍尼韦尔、B.F .古德里奇、英国固特异、英国邓禄普。我国飞机刹车盘主要有北摩高科、中航飞机有限责任公司Xi安刹车分公司、博云新材料、Xi安马超等厂家。市场正在稳步发展。   航空航天部件:主要企业是中国相关的航空航天研究所。碳/碳复合材料以其优异的性能成为大型固体火箭发动机喉衬、喷管、扩散段和发动机端盖的***材料。市场正在稳步发展。   热场组件:单晶硅炉内主要有碳毡功能材料和碳碳复合结构材料,如坩埚、保温筒、保护板等:国际企业有德国SGL公司、日本东海炭素公司等。国内从事碳碳复合热场材料的公司有Xi安马超、上海康坦、湖南金创。预制体是碳/碳复合材料的重要制造环节。国内主要企业有中材南京玻璃纤维研究所、江苏天鸟高科股份有限公司、天津工业大学复合材料研究所、宜兴飞舟高新材料有限公司..2021年,我们将把碳毡功能材料算进这个碳-碳复合材料市场。   2021年,单晶硅炉的增长仍在蓬勃发展。北极星太阳能光伏网数据显示,3万个单晶硅炉即将断档。主要企业有上虞京盛机电、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。   7.6.混合模成型应用市场   严格来说,Molding&compound不是一个应用市场,而是对工艺的描述。但是,因为这些过程跨越许多应用程序,所以很容易将它们归类为一个应用程序。复合是指不连续碳纤维增强塑料,主要包括短切增强和LFT。玻璃纤维D-LFT在汽车领域的广泛应用证明了这种复合材料形式的优越性。模塑主要指片状模塑料-SMC和块状模塑料-BMC。由于再生碳纤维的加入,这些不连续形态和不连续形态加连续形态的混合结构表现出一定的发展空间。   从事短碳纤维增强塑料的通常是改性塑料企业,如SABIC、RTP、普立万、COMPTEX、POLYNT、深圳水务、广东金发科技等。他们一般从碳纤维企业采购短碳纤维,采用双螺杆混合造粒,然后卖给应用单位注塑成型。近年来,在常规连续纤维复合材料和塑料之间,短碳纤维增强塑料因其力学性能、成本和规模化成型方便等优势赢得了无人机行业的青睐,并取得了快速增长。这种应用提出了增加复合材料刚性的需求,可以通过定制中模量碳纤维或在共混技术中增加残余纤维长度来解决。   从事碳纤维片材模塑料的企业主要有:美国QUANTUM、MAGANA、Ashland、大陆结构塑料、德国MENZOLIT等企业。与传统的玻璃纤维SMC和碳纤维SMC相比,浸润性受丝束尺寸影响较大,浸润性与机械性能有关。目前,碳纤维SMC还没有达到其应有的力学性能优势。2021年这个市场没有发生重大事件。   7.7.汽车应用市场   2021年市场需求为9500吨,比2020年的12500吨下降了3000吨。主要原因是宝马于2020年底停产复合材料车型I8,并于2021年7月停产I3。我们估计近5000吨碳纤维的需求受到影响,加上其他零部件和改装市场的增长,总量减少了3000吨左右。   2021年汽车复合材料领域,主要有以下几件大事:Saint Jean Industries圣约翰工业公司(法国)采用Hexcel公司生产的混合碳纤维/铝悬架转向节;由Williams Advanced Engineering(英国)开发的CFRP叉臂由回收碳纤维和RraceTRAK工艺在90秒内制成。Rassini(墨西哥Piedras Negras)为MY2021福特F150皮卡开发的碳纤维后悬挂系统;意大利Polynt复合材料公司、瑞士AOC公司、帝人汽车技术公司(原中国唐山CSP VICTALL)在过去几年都增加了新的SMC生产线,所有新增的SMC生产线都能够生产碳纤维SMC。Polynt还推出了Polynt-RECarbon再生纤维SMC产品, 以及分别具有UD和织物增强功能的UDCarbon和TXTCarbon的混合物。布奇复合材料公司(Faenza)宣布为宾利SUV开发22英寸全碳纤维轮毂。据说这是史上***大的全碳纤维车轮,由高压RTM(HP-RTM)制成。每个轮子可以减轻6公斤的重量。   新能源汽车的电池箱,2021年的趋势是使用玻璃纤维复合材料,而不是碳纤维或其他材料。碳纤维汽车轮毂从小批量超豪华车到大批量豪华车都是标配,可能带来万吨的碳纤维需求。   7.8.建筑应用市场   这个领域是广义的建筑,不仅包括我们通常意义上的建筑,还包括工程机械、桥梁、隧道、工业管道等。复合材料的应用主要包括以下几个领域:1 .建筑物和桥梁结构的加固;2.艺术建筑的主体结构;3.建筑机械;4.新的大跨度/空间结构;5.管道加固。   在上述应用市场中,80-90%的碳纤维用于建筑物和桥梁结构的加固。在城市更新的大背景下,相关部委在很多文件中都提到了结构加固的重要性,如《建设交通强国纲要》、《建设工程抗震管理条例》等。2022年中央一号文件再次强调农村道路安全和危桥改造,国内结构加固市场以每年20%以上的速度快速增长。目前,在基础设施加固材料领域,除了福雷斯特、西卡、东丽等国外品牌外,上海悍马等国内品牌正在迅速崛起,并得到了国内外市场的广泛认可。这些行业中优质企业的崛起也对曾经混乱的国内市场进行了重新洗牌, 而“鱼龙混杂”的局面也从根本上改变了。此外,随着三亚体育场、聊城图海河大桥等碳纤维索结构的建成,碳纤维复合材料在新型大跨度/空间结构领域的应用发展迅速,有望在未来几年内大幅度取代传统钢索。   2021年12月,国内首座承载1000吨碳纤维的斜拉桥跨图海河大桥工程举行悬索仪式。这座桥全长388米。主桥采用钢塔双索面莲花形,创新采用φ 7-121碳纤维复合材料斜拉索,***大承载能力超过1000吨。是目前国内工程中应用的***大承载能力的碳纤维索。这是碳纤维索在国内车库斜拉桥中的***应用,形成了国内***大吨位的碳纤维索锚固体系,建成后将成为世界上跨度***大的碳纤维斜拉桥。该工程由中国建筑集团第八工程局承建, 碳纤维复合材料索锚固系统的设计和制造由柳工集团欧威机械有限公司承担,碳纤维复合材料索体的制造由南京海拓复合材料有限公司承担,碳纤维由中富申英提供。   斜拉桥是我国桥梁的主要形式,中国也是***大的市场。横跨图海河大桥的成功展示是一个里程碑。这可以发展成为中国生态应用需求很大的特色市场!   7.9.电子电气应用市场   2021年,在电子电气领域,市场正在稳步增长。   一、功能应用领域:短碳纤维增强塑料在复印机、打印机、数码相机、数据传输电缆连接器等产品中的应用由来已久。与炭黑、金属等其他同类材料相比,碳纤维增强塑料的成本降低,将带来这一市场的稳定扩大。   机械增强:主要产品形式为长碳纤维增强塑料(LFT)和连续碳纤维增强材料。实际上,考虑到成本和性能,LFT是一种介于捷径和连续之间的有前途的产品形式。那么,热塑性界面的问题,如何在塑料中保持较长的长度和均匀的分散,这些技术障碍阻碍了这种产品更广泛的应用。连续碳纤维增强材料主要用于轻薄笔记本外壳,包括经典的热固性外壳和热塑性外壳。   2021年,业内主要新闻是Carbon Mobile推出C1MK II智能手机,材质为朗盛TepEX DyalLITE热塑性增强1K连续碳纤维长丝;东丽在CAMX2021上展示了由Cetex TC920 PC/ABS碳纤维编织层压板制成的惠普Buffalos笔记本电脑外壳;Isotruss碳纤维塔的发布支持5G电信的全球部署。与钢塔相比,创新的ISOTRUSS格子网格设计需要更少的碳纤维来制造通信塔,进一步缩小了价格差距,并与传统钢结构竞争,同时提供了额外的附加值。   7.10.船舶应用市场   目前海洋领域对碳纤维的需求主要是:竞技船舶、超豪华游艇、高速客船、军用船舶。多年来,除了竞技船舶,近年来,电动水翼船、水上出租车、高速客船都采用了碳纤维复合材料,形成了新的增长热点。   2021年造船市场保持持续高增长(全国造船协会统计)。据《复合材料世界信息》报道,7.7米长的电动水翼艇CandelaC-7号称其能效是气动滑行艇的4-5倍,由于采用碳纤维/环氧树脂和轻质船体,成本降低了95%。2021年5月,坎德拉推出了P12电动水翼水上出租车,以取代柴油动力渡轮。9.5米长的P-12在全景客舱中***多可搭载12名乘客。坎德拉报告称,使用相同的CFRP水翼系统和已经在C-7中得到验证的船体结构,P-12的每位乘客能耗比国产车低,运营成本比内燃机低90%。   2021年11月,网络信息:由香港海运集团旗下珠江船务旗下中威公司建造的国内首艘全长40余米的高速客船“海珠湾”号,在南沙小虎岛造船基地码头顺利下水,即将由琶洲客运公司投入使用。   图片来源:坎德拉船   图片来源:国际航运网   7.11.缆芯应用市场   2021年我们的全球需求是1100吨,相比2020年有一定的增长。行业内部统计估计只有750吨,比去年略有下降。   2021年,中复碳芯在碳纤维复合芯导线的基础上,开发出光纤碳纤维复合芯导线和绞合碳纤维复合芯导线。基于多股碳纤维复合芯技术,开发了多股碳纤维复合绞合电缆。中国碳芯研发的光纤碳纤维复合导线已在国内***电网试验线应用。多股碳纤维复合芯导线将碳纤维复合芯的弯曲直径从55D提高到45D,对复杂地形的施工更加友好,保证了线路施工中的产品质量。中国复合碳芯研发的多股碳纤维复合导线已出口厄瓜多尔, 并与辽宁省电力公司联合申请了柔性复合导体科技项目。碳纤维复合绞线在临泉大桥上也有尝试。   江苏丁一复合材料科技有限公司开发了一种金属-碳复合材料型材,目前处于测试阶段。   在国际上,碳纤维复合导体的代表公司CTC Global一直专注于该领域的技术创新及其产品在各***庭电网项目中的应用。根据欧洲局专利技术,2019年申请光纤碳纤维复合导体专利,在24个***布局。近两年承担了印度、巴基斯坦、尼泊尔、葡萄牙、孟加拉国、墨西哥、越南、不丹等***电网旧碳纤维复合导线的改造工程或光伏电站新电缆的施工。   7.12.其他应用市场   铁路交通   2021年1月15日,HTS磁浮样车在西南交大成功下线。样机采用了碳纤维复合材料车体和低阻头部,标志着HTS高速磁浮从无到有的工程化研究取得了突破。与传统的焊接钢板侧梁相比,结构先进的转向架碳纤维侧梁减重80%,为转向架减重、节能、降低成本提供了支撑。车体由上海金飞碳纤维科技有限公司、上海石化和CRRC相关部门联合研制。   2021年1月,时速200公里的第七代CRRC磁浮列车出现:碳纤维车体和悬挂架由唐山机车公司联合上海金飞碳纤维科技有限公司研制,使原金属车体重量减轻30%,选配件重量减轻33%,载客量减轻20%,提高了牵引效率,降低了悬挂能耗。   2021年7月,由CRRC研发的具有完全自主知识产权的中国时速600公里高速磁浮交通系统在青岛成功下线。碳纤维复合材料被广泛应用于该模型中。   时速200公里的磁悬浮碳纤维车体   高温超导磁悬浮碳纤维车体   先进结构转向架的碳纤维侧梁   2021年12月,上海浦东新区临港中批量氢动力数字轨道胶轮有轨电车下线。CRRC与上海金飞碳纤维科技有限公司联合开发了纤维复合材料驾驶室和控制台,减轻了车身重量,大大提高了驾驶室的舒适性。   中等容量氢动力数字轨道胶轮电车   从目前的应用情况分析,虽然碳纤维复合材料在轨道交通中的应用还远未实现大规模工业化生产,但随着我国碳纤维复合材料上下游产业的成熟发展,原材料和工艺制造成本大幅下降,将加速碳纤维复合材料在轨道交通车辆中的工程应用进程,使先进复合材料成为车辆主/次承力结构材料代际替代的***。   碳纤维功能材料   碳纤维的主要功能应用不仅是传统的阻燃材料:预氧化长丝和预氧化毡,还有传统的热场材料:碳毡、石墨软硬毡和电热毯。还有传统的防静电、电磁屏蔽材料:短碳纤维、地面增强塑料等。   新型功能碳纤维材料主要包括:   燃料电池气体扩散层(GDL );   碳毡(石墨毡)作为液流电池的电极材料;   碳毡板代替铅酸电池的铅板电极;   微孔碳纤维材料取代锂离子电池的能量密度;   预氧化毡+二氧化硅气凝胶复合材料   2021年,主要新闻是Grupo Antolin(西班牙布尔戈斯)宣布研究碳纳米纤维,并在实验室测试中取得了非常理想的结果。就电力而言,所生产的MEA(膜电极组件)装置的产量相当于市场上的产量。他们通过使用一半的铂实现了这一目标,在相同的操作周期后,降解水平降低了10倍;美国Hexcel公司宣布参与Dolphin项目,开发颠覆性PEM燃料电池堆。Hexcel提供轻质PrimeTex展开织物、HexMC模塑料和HexPly预浸料和预浸料层压板,将用于端板、气体扩散层和双极板。   八   观察和思考   2021-2022年将是中国碳纤维的一个重要转折点:这不仅是碳纤维行业在过去十年中付出巨大努力并取得巨大成就的总结期,也是下一轮发展战略的起点。在上一轮发展中,我们不仅解决了“从无到有”、“从小到大”的问题,而且国防急需品种基本正常供应;更重要的是,我们构建了碳纤维工业应用的产业基础,形成了一批能够在市场上生存发展的企业,并在一定程度上实现了全面系统的国产化,大部分技术进入了更高层次的自主研发和正向设计。这种能力对***产业安全***关重要,解决了“瓶颈”问题 在相当大的程度上;碳纤维本身具有军用和民用的天然属性。东丽作为世界***的碳纤维制造商,在美国为了军工安全,其碳纤维几乎不用于其国防和军工领域,但没有人会质疑东丽产品在各个军工领域的适用性;所以工业能力的全面建设才是***安全***坚实的保障!   反思上一轮发展,我们有哪些问题?我们肯定的还是上述方面,技术素质能力的建设不足。从自由竞争市场的角度来看,我们还没有一个具有国际竞争优势的企业。当然,这与我们只有20年的工业历史直接相关。我们任何一个碳纤维,不管什么品牌,如果从性价比上和海外市场的竞争对手公平竞争,都会输。另一个严重的问题:上一轮发展,特别是***近三年,风电叶片、光伏、压力容器需求旺盛,导致短期供不应求,价格上涨,激励了很多碳纤维企业过于热情地扩大生产,包括一些不知深浅的新进入者。我们不反对扩大生产。相反, 我们支持更大规模的技术增值,如大丝束碳纤维,这是许多工业应用的标准。从2012年开始,我们公开呼吁大发展。直到十年后的今天,市场供应量仍然远远不够。请注意,国际公认的大tow指的是48K以上,而不是早些年的24K以上的概念;全球大丝束供应严重不足。东丽的子公司ZOLTEK近年来拼命扩大生产。据说它的纤维价格是13美元/公斤,而且还有不错的毛利。如果你的24-30K能有类似的低成本技术,你的扩展当然是有效的,成本无法达到,性能和质量都有了很大的提升。比如你的48K可以达到T700的性能。当然也有很强的性价比竞争优势,扩产也在情理之中! 我们反对的是:无助于提质增效的简单重复扩张。   碳纤维领域还有巨大的技术进步空间。提质增效***少有以下几层含义:1。提高性能,2。提高质量,3。提高生产效率和4。降低成本。决定这些的因素有很多:如工艺、设备技术、操作技能、工程建设与管理、生产管理、企业管理、资源要素成本等等。碳纤维应用行业曾经是劣质的“假冒伪劣”,黑纤维当碳纤维。如果想偷工减料降低成本,基本没有操作空间。只能靠技术来降低成本,今天,问碳纤维企业,哪项技术降低成本不是高难度技术?聚丙烯腈原丝碳化收率能否更接近理论值?这是一项价值上亿元的技术; 在腈纶和原丝生产的区别上,如何评价性价比,做出***佳决策?这涉及到每吨原丝几千元的成本差异;前体油成本高。有机硅方面有没有人攻克这个难题,把每吨前驱油的成本从几千元降到几百元?每年为大型前驱企业节约1亿元?预氧化耗时长,高能量,高排放。降低单线成本几千万元就能大幅降低吗?低温马弗炉在800℃以上寿命不到一年。能不能研发出长寿命的设备,为用户节约几千万?整条碳化线消耗大量氮气,能否通过技术大幅降低?为一条线节省数百万美元?都是技术问题!   有人问:国际碳纤维巨头在做什么?对于碳纤维技术有什么高招吗?能否一步过域,直接“弯道超车”?这是碳纤维行业初期的通病。我们在行业中浸淫的时间越长,就越能理解和感知碳纤维巨头们的动作。他们在研发上确实有一些猫腻:比如日本NEDO的所谓第二代碳纤维技术,以“节能降耗、碳化单线万吨”为目标,从头到尾***少要25-30年才能进入大规模产业,而且技术是否成功也存在风险。所以我坚信,所有的巨头其实都在围绕上述复杂的技术问题做长期的积累和推广。这是惯例”硬技术”:很难有“一招鲜,吃遍天下”的妙处和捷径,更多的是把大系统中复杂的技术难题逐一突破,日积月累,***终形成坚不可摧的系统竞争优势!而这通常是中国聪明人难以接受和实践的。20多年的大浪淘沙,沉淀了一代碳纤维人,他们是如此的坚韧和执着,这是上一个周期取得巨大成就的根本原因。在巨大的生活压力和浮躁的社会环境下,希望带动年轻一代继续顽强坚持,这才是行业兴旺的正道!   1.新的供求关系及对策   近年来,碳纤维市场增长的主要动力是风力发电叶片。我们先来了解一下2021年全球风电的发展情况。根据全球风能理事会(GWEC)的《全球风能报告2022》,2021年,全球风电装机容量增加93.6 GW(并网容量)。世界上***大的两个风电市场中国和美国的新安装陆上风电分别减少到30.7 GW和12.7 GW,但其他地区都创下了历史新高。欧洲、拉丁美洲、非洲和中东的新安装土地分别增长了19%、27%和120%。2021年全球海上风电实现新增并网21.1 GW(是2020年的3倍多),创造了历史***好成绩。中国一枝独秀,海上风电增量占全球80%, 这也使得中国超越英国成为世界上海上风电累计装机容量***大的***。对于供应,彭博能源金融发布了以下排名。前十名中,中国企业有六家,其他外企为欧美前四:VESTAS、SIMENS GAMESA、GE、NORDEX。   整个风电市场的特点:中国市场和供应量约占全球一半,中国厂商主要玩中国市场,欧美前四主要玩非中国市场(在中国的市场份额几乎可以忽略不计)。风电的另一个特点是,国内定价是基于风机额定功率的单价,而国际上更关注LCOE(标准化电费)。前者追求降低成本,后者追求性价比,更注重技术进步的综合效益。显然,后者在国际上更科学。回到碳纤维的消耗上,我们估算去年维斯塔斯约2.5万吨,中国风电企业约4500吨,欧美其他企业3500吨。   对于目前的行业发展水平:碳纤维用于风电,显然不能成本驱动,而是技术驱动,但国内风电市场的游戏规则并不与国际接轨,是成本驱动。如何解决这一困境?   从风电行业来看,无论是通过走出***,还是通过行业协会,都将推动国内风电市场与国际接轨,形成LCOE的定价机制,而没有形成“技术驱动”的行业文化,更不用说不使用碳纤维,很多创新技术没有施展空间。从碳纤维的角度来说,提高性价比是行业自身竞争的需要。无论你的碳纤维用在哪个行业,哪怕是利润丰厚的航空航天领域,都没有持续健康发展的基础。另一方面,如果你能在风力发电的“残酷”成本压力下生存下来,你就能“笑傲江湖”。   风电和碳纤维行业只有精诚合作,才能产生独特的效果:首先,两个行业都还在蓬勃发展,没有理由用静态思维看问题。回顾过去,维斯塔斯在20年前就尝试使用碳纤维。那时候碳纤维不仅贵,而且质量差。他们一路坚持,才有了今天的辉煌。碳纤维人也要有发展的眼光来处理合作。现在的产品确实没有ZOLTEK的性价比高,ZOLTEK当年研发的PX-35也不是为风电量身定做的品种!风力发电的定制产品和复合技术仍然大有可为, 而且降低成本的空间也很大。这些都需要双方或者两个行业的精诚合作。一些风电企业计划进入碳纤维行业,意识到碳纤维对于未来风电的战略意义是正确的。有一点忠告:如果决策者没有发现科学研究中的技术难点和经验有效的解决方案;精算成本长期无法与现有碳纤维企业竞争。希望大家冷静谨慎!因为你的热情不仅可能会给你的企业造成负担,还会伤害碳纤维行业。   在风力发电市场之外,碳-碳复合材料和压力容器目前被认为是将继续增长的市场。运动休闲也将保持稳定强劲的增长;轨道交通潜力巨大,其需求潜力已经通过多年的科研积累逐步展现出来;尽管受疫情影响,商业航空受挫,但无人机正在蓬勃发展,飞行汽车即将进入量产,国际单通道飞机采用碳纤维的趋势已经很明显。这个市场值得期待;这些应用市场的开发和碳纤维复合材料产业的发展也是相辅相成的,需要形成精诚合作,不能仅仅停留在买卖关系,要形成应用生态链研究联盟。   通过上一轮的发展,碳纤维行业已经形成了一定的“版图划分”。从事航空航天的碳纤维企业被称为“严格认证的小丝束”。在工业应用领域:高性能小丝束、常规小丝束、大丝束(含高性能),形成了四类生产技术,各具特色。根据各自的优势和不同的应用市场,进行深度匹配和开发,建立各自特色和深度的生态链。把所有的事情都看成一个整体不是明智的做法。如果整个行业按照这种思路发展,会再次陷入低水平重复建设和购物价格的陷阱。   2.高品质的材料是市场永恒的爱。   在中国这三年的蓬勃发展中,由于世界碳纤维供应短缺,我们每个企业的生意都很红火,都可以实现无库存销售。其中也有很多用户对性能和质量不满,忍气吞声。与日本尤其是东丽的纤维相比,我们的性能和质量不稳定,纤维加工性能差,没有通过这一轮扩张得到根本改善,这无疑是行业持续健康发展的隐患。我们每一个工厂都需要清楚地认识到,这一轮的热销主要是因为市场供应不足,而不是产品质量问题。当市场供需平衡,甚***供大于求时,选择权就会回到用户手中。这时, 质量问题将再次成为各企业管理者***头疼的问题。而这***,根据我们上一章对中国市场的分析,肯定会在2022年到来。退潮时会出现裸泳者。   中国上一轮碳纤维发展(2002-2012年),除了“技术简单重复投资”的缺陷外,还有一个缺陷,类似于“亩产一万斤”的吹牛比赛:如果张家拿出T700,李家肯定要T800,***家只能有T1000。当然,航天是有一定需求的,也确实有一些企业扎扎实实做这些关键问题。做实事的人和企业更低调,很少吹牛,吹牛***多的公司也早已消失在人海中。   在这一轮发展中(2012-2022年),因为有实事可做,大家都没时间吹牛,很少有人竞争T700T800T1000大浪淘沙,靠吹牛骗人的人也沉入了河底。我们取得的***大成绩就是***急需的碳纤维基本得到了保障。民用方面,高效建生产线,快速开生产线,恰逢市场好大家都忙着扩大产能;本轮年初提出的“提质增效”共识,已经完成了“增效”的一半,但“提质”的工作并没有得到根本的改善。   碳纤维的质量主要由性能稳定性和加工性能组成。性能的稳定性包括力学性能(主要是抗拉强度和模量)和物理性能(线密度)的离散系数。复合材料结构设计通常采用B基准值(95%置信度***少90%数据高于它)。碳纤维的性能分散系数越小,复合材料的允许值越大,可以降低结构重量和成本。因此,弥散系数的重要性甚***大于力学性质本身。工艺的加工性主要包括锭子长度一致,毛羽少,不开叉,不翻捻,展丝性好,不同后处理工艺的匹配。目前, 我们国产碳纤维***大的问题就是羊毛的问题。同样的预浸料或织造设备,与进口纱线相比,清理纱道的人工大大增加。国产纤维与日本纤维在纤维展度上也有较大差距,导致丝束宽度不均匀,预浸料和织物均匀性差,难以制造超薄热固性预浸料和热塑性预浸料。   我们不鼓励企业吹嘘T300/T700T800T1000,而是希望我们的企业在分散系数、毛羽、延伸性等质量上参与市场竞争,敢于“吹嘘”,保证市场;因为我们相信,只要企业重视质量,积累一段时间的经验,业绩稳步提升是自然的。   3.碳纤维行业必须长期高举“技术驱动”的大旗。   看到行业内部分企业利用产业链资源控制,利用规模提升竞争力,我们不敢苟同。主要原因是对产业发展阶段的判断。我们多次说过,碳纤维还处于初级阶段,它的技术发展还有很大的空间。所以幼儿期的主要矛盾是技术的竞争;当技术发展遇到天花板,行业内企业技术趋于同一水平时,成熟期的主要矛盾是规模效应和上下游资源的整合力度。所以不同时期要有相应的策略。   技术比拼是“八仙过海,各显神通”。不仅大家都服气,而且还恭敬有加,认真学习。这才是让行业进入持续健康发展的正道,而规模效应和上下游资源整合力度的关键是企业的资金能力。目前国内主要的碳纤维企业都是大型央企和国企。谁要“扩军备战”,谁就有实力搞对抗。当这条路上没有人能认同任何人的时候,让我们坐在一起讨论如何销毁“核武器”,或者每个家庭要关闭多少条生产线,就像石油输出国组织一样?从***利益的角度来看,这样划算吗?在大家的规模和资源对抗的过程中, 肯定有人杀了眼,开始“恶意整合人力资源”(挖人,互相挖角),让核心技术在厂商间传播。在过去的几年里,这些野蛮无序的竞争必然会让行业陷入“万劫不复”的悲惨境地。看到欧美几大巨头依然占据领先地位,我们这一代碳纤维的人情是什么?   碳纤维技术是一个极其复杂的技术体系:从原材料的质量到原丝、碳化的各个工序,包含了大量的基础研究、技术和设备认知、参数和经验。其中,***基础的就是认知。我们的认知来自哪里?对基础研究的了解,对先进企业和专家的学习,以及自己的工程实践经验。行业内有几本教材,曾经是很多企业的入门教材,意义很重要,虽然错误很多;之后我们向国际先进企业和专家学习,很多都被实践证明和支持,逐渐成为自己的认知。但总体来说,对行业的认知主要来自外部。我们还没有形成足够的R&D能力来持续产生***认知。   R&D能力的薄弱是当前碳纤维工业的一个主要问题。一是学术和技术基础的研究。行业发展之前主要是在垂直课题的指导下进行研究,采用国际先进企业的产品开发思路。工业发展后,很多教授学者把精力投入到轰轰烈烈的工业建设中,研究工作有些滞后;另一个是企业工程技术的研究。早期生意不好的时候,大家还能安安心心做点研究。生意好的时候,几个工程技术人员主要精力放在新生产线的建设上,没有时间做前期的改进升级工作,研发工作也就停了。这些都导致了R&D投资和整个行业产能的下降。   如何提升行业的R&D和创新能力?首先要改变以下思维,树立技术自信。的确,对于很多行业,我们都是学欧美的,要有“知其然,不知其所以然”的心虚,没有什么可复制的就不会去想。当我们逐渐熟悉关键技术,尤其是有了正向设计的能力,就需要根据基本原理去思考问题,多实践,多犯错!我们不需要害怕犯错,更不需要害怕失败。我们需要习惯失败,欢迎失败,因为创新总是藏在一个充满失败的房间的角落里。看看人类绝大多数伟大的工程技术创新,你也会发现这个规律。   4.碳纤维工业应探索工业文明之路。   改革开放以来,我国制造业取得了举世瞩目的成就,大量产品位居世界***。中国制造确实已经成为“价廉物美”的***名片。那么细数之下,大部分都是技术含量不高的产品。对于高技术,尤其是硬技术,我们有太多的“瓶颈”,这是一个非常复杂的问题。我认为:先进的工业文明是一个基本问题。这里的“工业文明”一词并非针对“农耕文明”的含义,而是指技术发展空间巨大的新兴产业,避免同质无序竞争的低水平重复建设,建立技术竞争、生态链建设、竞争合作优先的先进工商业文化和社会文化。   如上所述,2021-2022年中国碳纤维产量的扩张仍在常规小丝束领域,而市场的发展趋势(风电、碳碳复合材料、气瓶等。)是大丝束(包括高性能大丝束)和量身定制的小丝束。常规产品严重供过于求,必然导致激烈的价格厮杀,价格战之下,整个行业没有赢家。下游企业也是短时间高兴,长时间拖累。有人说:“商场如战场,竞争在所难免”。为什么是竞争?行业两败俱伤的竞争是良性的还是恶意的?按照这个逻辑,可口可乐和百事可乐不能共存,波音和空客也不能共存,所以这个世界不需要反垄断法废掉武功。   回到我们的碳纤维领域,我对工业文明的理解如下:   了解行业的规则,逐步学习和掌握与之相匹配的先进管理思想。我们以日本三家碳纤维企业为例:东丽1961年进入该行业,几十年都没有盈利。按照我们的性情,他们应该不会猝死吧?他们不着急,几十年来还在努力。他们知道人类还处于碳纤维的学习曲线中,时间是***重要的输入参数。我们***的企业家大多是通过承接发达***转移过来的成熟产业取得成功的。成功带来的是自信和骄傲,他们误以为自己无所不能。在这些成熟的行业中,大部分的学习曲线已经在国际上完成,更多的技术工作已经由辅修转为辅修,但是开拓性的并不多, 从零到一的颠覆性高难度技术。碳纤维行业还有很多高难度的技术等着人类去学习,去探索,去攻克。我们需要了解行业规则,认真学习国际先进企业搞硬技术的经营思路。而不是“急功近利”“人有多大胆,生产力有多高”的“大跃进”思维,从事的是硬科技行业。   必须坚决摒弃恶性竞争的落后思维。一山容得下两只老虎吗?日本这座山一直是三虎、东丽、东邦、三菱的家,有竞争。没听说过这三只老虎乐于搞价格血拼,把对手打死。在现代商业文明中,除了我们曾经信奉的“弱肉强食”模式之外,还有一种通过创新与合作为社会创造更多价值的良性共生、共同发展模式。事实上,碳纤维给了我们非常广阔的生存和发展空间。无论是纤维品种,复合材料设计,成型工艺,还是广泛的应用,我们每个企业都能找到适合自己的空间。我们没必要去窥探别人的领地,去侵犯它。我们要尊重“开疆拓土”企业及其合法利润, 而我们应该鄙视因为嫉妒而进入这个领域,害人害己的不良行为。   行业背后的资本需要比价值投资更聪明。在中国碳纤维20多年发展的教训中,除了一些企业家头脑发热,背后也有“资本的躁动和盲目”。日本很多大企业都有接触和从事碳纤维。看到碳纤维生意这么好,怎么没有新进入者?日本资本是不如我们有钱还是不如中国资本聪明?互联网行业有句名言“站在风口上猪都能飞起来”。当资本说我们碳纤维现在是风口的时候,我是在告诉他:“碳纤维行业没有猪,都是技术踏实的人。如果你觉得现在碳纤维是个“风口”,那么恭喜你,猪也是。而且,这猪不会对着风口飞, 只有被宰的命运。“2021-2022年中国碳纤维正处于新的历史转折点。对于资本来说,会有一种新的折磨形式:“欲哭无泪,止不住,止不住血,生不如死。“投资需谨慎!   碳纤维企业要做产业链的龙头,推动产业技术创新的生态建设。   中国在发展新材料的产业政策中,始终提出“市场或应用牵引”的概念。在R&D项目的安排上,也很自然地将应用龙头企业作为项目组的牵头单位。这就导致了一个问题,因为申请单位对碳纤维及其复合材料不熟悉。他们认为碳纤维只是一种类似于钢、铝合金、塑料的材料,他们熟悉应用结构。做一个材质替换并不难。这种想法将导致R&D项目的过早死亡或不情愿的工作,这实际上不会帮助该国的R&D在这方面的实力。   有什么问题?我们知道一个结构的完成需要分析载荷,然后根据载荷设计结构,再选择材料和成型工艺。对于传统材料,应用单位只需要知道材料的性能,就可以嵌入到他们现有的设计和成型工艺中。然而,对于碳纤维复合材料,其设计和成型工艺与传统材料有很大不同。***终结果是应用单位给出碳纤维行业结构载荷和工况,碳纤维复合材料领域完成大设计(包括结构设计、成型工艺设计、质量控制设计、材料和形状选择等专业工作)。从技术上来说,谁应该带头?   让我们学习发达***的经验。1988年,美国国会技术评估办公室OTS出版了《设计的先进材料》(Advanced material by Design),其中介绍:“美国商业应用用户认为,这些材料的应用在未来5年内不会盈利,需要10到20年才能解决技术问题,开发出快速低成本的制造方法。技术发展的快速步伐可能会使这些过程过时。因此,在美国很少有商业市场拉动先进的材料技术。与美国相比,国外尤其是日本在推行一种“技术推动”(technology push) 方法。材料企业牺牲短期利润,获得必要的经验,以保证未来巨大的市场份额。这种大胆的做法将使这些公司在开发全球市场方面获得显著优势。OTA发现,长期使用先进材料的经验是竞争的先决条件,美国的商业应用公司不要指望在技术问题被其他公司解决后介入有竞争力的先进材料产品。“如果单纯回顾碳纤维的应用历史,它会发展。很多工业应用是碳纤维公司“技术驱动”的,而不是“市场驱动”的结果。   鉴于以上认知,我们的碳纤维企业需要联合国内外技术实力雄厚的复合材料设计公司(不仅仅是结构设计,更是一个大的设计理念,包括复合材料的整个制造链),共同推动具有潜在应用单位的产业生态链建设。其中,首先要清楚了解应用的结构载荷和工作条件的***优状态,明确***佳匹配的碳纤维品种,寻找或创新高效低成本的成型工艺,既不能局限于应用单位现有的金属工艺,也不能局限于所谓的传统或经典的复合材料工艺,更不能局限于目前市场上的碳纤维品种,根据应用***根本的需求或期望大胆创造! 当我们碳纤维企业有这个能力,你不带头你还能是谁?   与蓬勃发展的玻璃纤维行业一样,碳纤维也有着类似的光明前景。我们仍然看好去年报告中对2030年50-60万吨的预测。应用市场的发展为现有的碳纤维产品提供了百花齐放的机会;深入的生态建设将为碳纤维行业增加多元化产品。每个碳纤维企业都将因此深化自己的生态链,集中精力将产品打磨到国际标准。全行业需要加强基础技术和工程技术的研发:除了对现有技术进行升级之外,迫切需要开展“新一代碳纤维技术”的研究工作,使我国学术界重新繁荣起来,使企业和科研机构形成更紧密、更高效的R&d联盟。中国碳纤维将有一个光明的未来!   这篇文章的连载已经结束。   谢谢大家的支持和厚爱!   如需全文版,请扫描二维码(或点击文章左下角“阅读原文”)填表向我们索取。英文版还在准备中,发布后会立即发送到所有注册信息。请理解!   感谢您的关注!欢迎阅读指导。   原标题:[全文] 2021年全球碳纤维复合材料市场报告   阅读原文

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