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碳纤维行业投资建议-行业政策及趋势-上海华子新材料科技三分时时彩

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行业政策及趋势
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管理员
发表时间:
2014-09-24


碳纤维行业:应用领域广泛 需求快速爆发

基于未来全球能源工业领域对碳纤维需求的持续爆发,以及碳纤维产能的快速扩张,必然推动全球碳纤维价格出现快速下滑,并将推动下游需求的急速放量。而中国碳纤维产业在未来一段时间,必将在中低端产品中异军突起,利用成本优势快速催动本国需求崛起,并将占领全球中低端市场主流。我们对碳纤维行业给予“看好”评级。

  碳纤维:先进复合材料中最重要的增强材料

  碳纤维是利用各种有机纤维在惰性气体中、高温状态下,以碳化方法制得的含碳量90%以上的纤维状碳素材料。碳纤维是高性能纤维中具有最高比强度和最高比模量的纤维(强度高于钢铁材料10倍,质量仅有铝材的1/2),除具有优异的力学性能外,还兼具低密度、耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、抗疲劳、震动衰减性高、电及热传导性高、热膨胀系数低、光穿透性强、电磁屏蔽型好等诸多优良性能,因而碳纤维成为先进复合材料三分时时彩中最重要的增强材料,是国防军工和国民经济中均具有举足轻重地位的战略原材料。

  碳纤维产业是由原丝(PAN)生产再到预浸料再到具体的终端厂家这么一个产业链。当生产PAN基碳纤维的时候,被称为“母体”的聚丙烯腈纤维首先要通过聚合和纺纱工艺加工聚丙烯腈而成。然后,将这些母体放入氧化炉中在200到300摄氏度进行氧化。另外,还要在碳化炉中,在温度为1000到2000摄氏度间进行碳化制成碳纤维。

  应用领域深入拓展碳纤维需求爆发

  自20世纪70年代,碳纤维在航天航空领域应用以来,其应用潜力日益受到各国高度重视。随着碳纤维原丝工艺技术的逐渐成熟,干喷湿纺和射频法新工艺正逐步取代传统的干法和湿法纺丝,碳纤维品质的提升节节攀升、价格显著下降,极大的拓展了高性能碳纤维的应用领域。在碳纤维品质提升与价格下降的双推动下,能源工业领域的应用将进一步深化发展。

  能源和工业领域成就碳纤维需求快速爆发

  2010年能源和工业用途的碳纤维需求总量已占到PAN-CF总需求量的50%以上,我们预计到2019年能源和工业领域的需求可望提高至75%,并长期推动碳纤维需求的急速前行。根据我们测算,由于风电叶片、压力容器、汽车等行业的需求快速释放,能源和工业领域的碳纤维需求量将从2011年的2.96万吨增长至2019年为10.5万吨,CAGR高达17%。

  (1)CFRP在风电叶片领域快速渗透,成碳纤维最大需求端。风能是一种可以长期利用的可再生自然资源。目前,风电技术已很成熟,风力发电设备的关键部件:叶片,现多使用玻璃纤维增强材料(GFRP)制造,但是GFRP难于满足叶片尺寸加大对刚性的要求。碳纤维增强材料(CFRP)在叶片上的应用,无疑将促进风能发电产业的发展。风力发电机超过3MW、叶片长度超过40m时,在叶片制造时采用CFRP已成必然的选择。在大尺寸叶片生产中,由于材料用量、运输和安装成本等的下降,CFRP叶片的成本反而比GFRP叶片低。另外,利用碳纤维的导电性能,通过特殊的结构设计,可有效的避免雷击对叶片造成的损伤。目前,就GFRP叶片的模量和强度来说,其临界长度大约是60m,而CFRP的比强度是GFRP的2倍,比模量约是GFRP的3倍,采用CFRP叶片能有效的增加临界长度。CFRP叶片大容量风机已成为主导趋势,这点在欧洲和亚洲非常明显。

  风电叶片一直是PAN-CF的一大市场,2010年以来,全球风电产业发展明显减速,而我国的风电产业已失去国家的扶持和补贴,在激烈竞争的环境下,风电企业将更多的考虑经营成本和风险,不仅要考虑每千瓦的造价,更要重视度电成本,从风电投资、风电场运营维护成本和发电量等综合考虑,长期来看,将有利于叶片的大型化和碳纤维化。随着2011年全球风电装机增速有所下滑,但是预计2019年全球将生产2.7万台风机以及8.2万片叶片,其中碳纤维增强塑料(CFRP)叶片将占全部叶片材料的7%左右,即需求量接近6.4万吨/a.2010、2019年风电所需碳纤维量分别为9990吨、64190吨,年复合增长率达到23%。

  (2)碳纤维复合材料在CNG储存的增长动能极大。压缩天然气(CNG)是一种较理想的能源,具有成本低、效益高、无污染、使用安全等特点,作为汽车动力和生活燃料来源已有几十年历史。作为CNG储存容器的气瓶是CNG动力的关键部件。由于CNG汽车的逐渐推广,CNG气瓶将具有十分广阔的前景。

  压力容器是个具有较大增长潜力的CFRP终端市场,特别是汽车的压缩天然气瓶(CNG),2010年的需求量为1480t,根据我们测算到2019年有望增至11470t,将增长8倍,约占碳纤维总量的10%,年复合增长率27.4%。

  (3)碳纤维复合材料在汽车领域的增长不可忽视。当前,汽车工业正面临资源和环境的严峻挑战,推进汽车轻量化以降低油耗,是汽车工业发展的主题。复合材料因具有加工能耗低、轻质高强、可设计性强、耐腐蚀、成型工艺性好等优点,成为汽车工业以塑代钢的理想材料。据数据显示,汽车用复合材料已占全球复合材料总量的23%以上,并呈逐步上升的趋势。

  同时,碳纤维复合材料在电动车上的应用空间更加巨大。以BMW为例,其生产的i3是第一款主要由碳纤维材料制成的量产汽车。新型碳纤维复合材料技术的应用使得BMWi3的车身质量比传统电动车减轻了250-350kg.

  汽车领域将是碳纤维复合材料最具有潜力、需求量巨大的市场之一,特别是电动汽车领域轻量化需求推动下,2010年汽车产业的碳纤维需求量为2300t,根据我们测算到2019年有望增至9300t,年复合增长率17%。

  (4)其它能源和工业领域也将出现不同程度的需求增量。在能源和工业的其它领域,以电力生产和输送、石油开采为例,碳纤维复合材料都保持了不同程度的需求增量。

  实现核电清洁能源的关键是核燃料的供应,一个核燃料生产工厂一般由数十万台相同的专用分离器组成,如果能够提高每个分离器的生产能力,则整个工厂的生产能力会得到极大的提高。采用全碳纤维复合材料结构的分离器,生产效率是第一代分离器的8倍多。

  碳纤维在输电领域的利用,主要是用来制作成碳纤维复合材料芯铝导线(ACCC)。我国每年新增输电线路100万km,老化改造线路约20万km,并且这个数字以每年50%左右的速度递增,这为ACCC的大力推广提供了潜在的需求市场。

  碳纤维复合材料由于具有模量高、强度大(钢的7-9倍)、耐腐蚀性强、易于修补、抗冲击性强、热膨胀系数和导热性低、质量轻又无浮力等诸多优点,被广泛应用于深海石油平台的结构件,如脐带管加强杆、锚链线缆、采油立管、柔性立管等上。碳纤维复合材料支撑的系缆可用于开采深度达3000m的深海作业平台,且耐腐蚀性优异,工作寿面可达25年。

  我们预测核电、电力传输、石油开采等领域,每年的需求扩张基本保持在年复合增长率9%左右,是能源和工业领域的另外极大重要领域。

  航天航空对碳纤维的需求依然可持续爆发

  随着B787、A-380、A-350和COMACC919等大型项目的强劲支撑,航空航天领域对碳纤维的需求依然会持续爆发。CFRP在飞机结构材料的使用上限约为50%-55%,除B-787和A-380外,目前正在研发中的支线飞机(小于200座的窄体商用飞机)有2种,一是上海的COMACC919,另外一种是莫斯科的苏霍伊100民用飞机,他们预计将采用15-37%的符合材料。在2011-2020年的10年间,通用航空领域可望增加12400架飞机,公务机市场将新增13600架。新飞机上的符合材料约占54%,公务机中占68%左右。

  我们预计,随着B787、A-380、A-350和COMACC919等大型项目的强劲支撑,航空航天领域对碳纤维的需求也将出现大幅上升。2011年全球航空航天领域对碳纤维的需求量约为7010吨,而至2019年我们预计将达到18100吨,年复合增长率达到13%。

  消费和娱乐领域对碳纤维的需求保持平稳

  消费和娱乐领域中,最早应用PAN-CF的是钓鱼竿,现在世界上碳纤维钓鱼竿的年生产量为1200万根左右,每一万根钓鱼竿大概消耗一吨碳纤维,因此全球目前每年钓鱼竿的碳纤维用量约1200吨;全球碳纤维高尔夫球杆的年生产量约4000万根左右,每一万根高尔夫球杆大概消耗0.5吨碳纤维,总量相当于2000吨碳纤维的用量;目前世界上年生产碳纤维球拍约450万个,需碳纤维用量约500吨;在其他方面,碳纤维还广泛应用于滑雪板、棒球棒、公路赛以及船舶类体育用品。

  投资建议

  基于未来全球能源工业领域对碳纤维需求的持续爆发,以及全球(特别是亚洲地区)的碳纤维产能的快速扩张,必然推动全球碳纤维价格出现快速下滑,并将推动下游需求的急速放量。而中国碳纤维产业在未来一段时间,必将在中低端产品中异军突起,利用成本优势快速催动本国需求崛起,并将占领全球中低端市场主流。我们对碳纤维行业给予“看好”评级。

 

文章来源:未知
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