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碳纤维行业得原丝者得天下,民用碳纤维放量在即,高端产品迎历史机遇

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碳纤维行业得原丝者得天下,民用碳纤维放量在即,高端产品迎历史机遇

发布日期:2022-05-06 作者:网络 点击:

丹麦风力发电机制造商维斯塔斯,拥有碳纤维材料风力涡轮叶片的相关资质。2022年,为期十年的的保护期到期。我国相关碳纤维制造企业摩拳擦掌,准备杀向市场。

维斯塔斯风电服务规模大,技术强。他一个公司的累计装机量,是我国陆海总装机量的三倍多,可谓巨无霸企业。可是公司报表显示,利润、现金流、股东回报均差强人意,原因就是中国公司的竞争。今年专利墙的倒掉会给公司带来什么呢……

1、碳纤维原丝

按照原料划分,碳纤维原丝可以分为聚丙烯腈基碳纤维原丝、沥青基碳纤维原丝、粘胶基碳纤维原丝等,聚丙烯腈基碳纤维原丝性能优势明显。


原丝可以分为大丝束、小丝束。小丝束性能优异但价格较高,一般应用在航空航天、军工等高科技领域。大丝束产品性能相对较低,一般应用在基础工业领域,像是风电叶片所用的碳梁等。在国内,中复神鹰较早突破干喷湿纺技术,不断深耕小丝束。吉林碳谷重点布局大丝束原丝,市占率第一。

美国橡树岭国家实验室的数据:

工业级碳纤维在规模化生产下的生产成本144元/千克,原丝成本大约占50%,也就是72元/千克;航空级碳纤维在规模化生产下的生产成本179元/千克,原丝89元/千克。

我国山东大学的数据:

3300吨/年规模的聚丙烯腈基原丝生产线,成本为38元/千克;1500吨/年规模的聚丙烯腈基碳纤维成本为 116元/千克。

2、中国碳纤维原丝行业竞争格局分析

2020年我国碳纤维原丝产能较高的是碳谷+宝旌,产能为4万吨,宝旌是宝武集团收购精功碳纤维的主要股份而形成的新公司名,精功与吉林化纤合资的碳纤维工厂也是其中一部分,其采用吉林化纤集团旗下的原丝专业公司—吉林碳谷的原丝,所以被称为碳谷+宝旌;吉林化纤集团旗下还有自己另外的碳纤维资产,目前主要是两条小规模碳化线,以及并购江城碳纤维的500吨碳化线。除此之外,他们正在扩产大约15000吨的碳化装置。当然,吉林化纤旗下的碳化装置也是采用兄弟单位—碳谷的原丝。

目前没有发现国际碳纤维巨头向国内批量出口碳纤维原丝的情况,国际碳纤维产业巨头主要向国内出售碳纤维或碳纤维制品,且发达国家高尖端产品亦限制出口,限制了国内碳纤维行业的发展。碳纤维作为军民两用产品,属性较为敏感,国际巨头很难向国内出口技术门槛较高的碳纤维原丝。

碳纤维制作过程及其繁琐,技术含量极高。经过大量的研发和生产经验积累,人们发现纤维素(Rayon)、聚丙烯腈(PAN)、沥青(pitch),这三种原料中聚丙烯腈原丝所制得的碳纤维性能较好。

首先要得到丙烯,丙烯一般炼化企业或者煤化工企业能够量产,丙烯在催化剂存在下与氨和空气中的氧起氨氧化反应,生成丙烯腈单体。丙烯腈再聚合得到聚丙烯腈。聚丙烯腈用溶剂融合,然后经过拉丝、水洗形成原丝,原丝密度、强度必须非常均匀,否则功亏一篑。

碳纤维原丝制备有干喷湿纺、湿纺两种工艺,干喷湿纺具有产品质量高、纺丝速度快等优点。我国生产商中复神鹰采用干喷湿纺工艺,吉林碳谷采用湿纺工艺。恒神股份、光威复材采用干喷湿纺、湿纺两种工艺。

3、碳纤维铺产能

目前来看,碳纤维行业可以说是得原丝者得天下。2020年全球碳纤维产能,美国中国日本排名前三,分别是3.7万吨、3.6万吨、2.9万吨。现在结合各种报告来看,到2025年,我国悲观的原丝需求量也在15万吨左右。

目前吉林碳谷有6万吨产能,目前正在建设15万吨,合计21万吨/年,吉林碳谷先发制人这是要独占市场的节奏。新建15万吨产能主要以50k及以上的大丝束产品为主,将主要应用于风电叶片、轨道交通、体育休闲用品等领域。未来还要上12万吨,未来总计33万吨,这是要上天的节奏。

中复神鹰现有2.1万吨产能,正在西宁建设2万吨高性能碳纤维及配套原丝项目。中复神鹰产品都是小丝束,高端航空航天用品。

其它如江苏恒神1.3万吨产能,光威复材1.2万吨产能。

在我国市场中,碳纤维原丝生产商主要有恒神股份、中复神鹰、光威复材、吉林碳谷等,恒神股份、光威复材采用干喷湿纺、湿纺两种工艺,中复神鹰采用干喷湿纺工艺,吉林碳谷采用湿纺工艺。吉林碳谷可生产大丝束、小丝束碳纤维原丝,2020年,我国碳纤维原丝消耗量约为10.3万吨,其中,国产原丝占比约为38%,在国产原丝消耗量中,吉林碳谷占比约为50%。吉林碳谷是我国较大的碳纤维原丝供应商。

碳纤维性能优异,下游可应用范围广,可应用在电子、机械、工业设备、风电、汽车、船舶、轨道交通、航空航天等多个领域。经过不断发展,我国碳纤维生产实力不断提升,但高端碳纤维以及复合材料需求对外依赖度依然大。在国际政治经济形势多变情况下,碳纤维产品依靠进口稳定供应风险大,我国必须实现高端产品自主生产,碳纤维原丝作为生产原料,其高端化发展需求同样迫切。

我国正在由制造大国向制造强国转型,市场对高性能材料需求增长迅速,高端碳纤维及复合材料拥有广阔发展空间,但我国生产能力弱,需求对外依赖度大。碳纤维原丝性能直接影响碳纤维产品质量与生产成本,是我国碳纤维产业技术升级的关键环节之一,未来,在高端市场得到认可的碳纤维原丝生产商更具发展潜力。



来源:肥瘦相间0072003,华经情报网张鑫,新思界网

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