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2018中国碳纤维及复合材料市场报告及展望

来源:赛奥碳纤维技术有限公司 发布时间:2019-06-17 334
塑料橡胶其他其他化工增强塑料
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碳纤维与工业应用正在高度结合并孕育巨大的能量,这个能量将会对碳纤维产业及该工业产生革命性变革,或洗牌的效应。这个效应对中国会产生怎样的变化呢?

作者:林刚

2018年中国碳纤维产业,“几家欢喜几家愁”,以光威复材、中简科技为代表的服务于航空航天应用的碳纤维企业,已经展示出牢固的供应价值链关系和靓丽的业绩单;以中复神鹰、精功科技为代表的服务于工业应用领域的碳纤维企业,在提质降耗方面持续努力,已经实现保平或利润;以吉林化纤集团及中石化上海石化为代表的腈纶基因的原丝厂家,正在构建具备国际竞争力的原丝基地;以恒神为代表的服务于全产业链模式的碳纤维企业,依然在艰苦地探索中,伟大的理想如何与残酷的生存现实去结合?以中安信+康得复材+康得碳谷为代表的、携巨额资金高举高打的行业新贵们,已经陷入折戟沉沙的悲境,资本对碳纤维行业渐升恐惧,亦是行业之殇。

资金可否解决碳纤维产业挣钱难的痼疾?资金可否解决碳纤维产业盈利模式问题?这个复杂的问题,如同中国足球一般,多样的思维与观点。窃以为:资金对不同产业的重要性是不一样的:对于金融贸易等产业,资金是首要要素;对于简单制造业或成熟制造业,资金是前列要素;对于复杂技术产业,资金则是次要要素,技术创新、系统化技术、产业链协作等的重要性大于资金。试图仅用资金解决碳纤维盈利模式的投资者,可休矣。

中国经济之希望在于对复杂技术产业的驾驭,芯片、碳纤维无疑是其中的经典代表,市场与利润机会毋庸置疑。“弯道超车”及“一招鲜吃遍天”的投机取巧解决不了问题,只有摸清复杂技术产业的运行规律,长期地、系统化的积累,方能“守得云开见明月”。

中国碳纤维市场

中国碳纤维需求-年份

2018 年中国碳纤维的总需求为:31,000吨,对比2017年的23,487吨,同比增长了32%,这是个超高速的增长,全行业为之振奋。其中,进口量为22,000吨(占总需求的71%,比2017 增长了36.8%),国产纤维供应量为9,000吨(占总需求的29%),2018 年的中国市场的总体情况是:供不应求,无论是进口还是国产纤维。2015(13.4%),2016(16.5%),2017(20%),2018(32%)……我们相信:这个增长的加速度在今后几年依然能保持。在经济下行的大环境下,碳纤维产业已初步体现出“战略新兴产业”的勃勃生机。

对于国产的9,000吨销量,对于2017年的7,400 吨(注:包含前几年的库存销售),真实的增长 数据也在 30%以上。这说明,市场对国产碳纤维的认可度有显著提升,进口替代在稳步推进中。

深一步分析,我们可以发现:实现中国市场总需求 32%增长的主要贡献者:风电叶片用碳纤维,2018 年是 8,000 吨(全进口),比2017增加161%,去除该品种的贡献率,中国市场 32%的增长率回落到 12.3%的增长,可以说:一个新兴工业应用会给碳纤维产业带来翻天覆地的变化:“危”与“机”时常并行,试想:如果将这个8000吨碳纤维进口替代,会对产业链构成多么深远的影响?万吨级生产企业即可诞生,当这类万吨企业诞生时,会对现有碳纤维企业做出重大洗牌。

中国碳纤维需求-应用

中国碳纤维需求这张版图,经历多年的不变 (体育器材的半壁江山),随着风电叶片的需求量的迅猛增长,已经悄然在变化中。碳纤维市场的变化有别于传统产业:碳纤维本身的变化(尤其成本) 也会导致市场的剧变,所以,我们需动态的思维去认识及洞察这个市场。

体育器材依然是中国碳纤维最重要的市场,随着更多、更深入地了解体育器材厂家,我们对这个市场的依恋应更多,后面我们会重点介绍。风电行业,仅仅风电巨头 VESTAS 一家,就会让中国这个分市场需求每年翻番,中国风电的生 产与市场均占世界半壁江山,一旦启动对碳纤维的应用,将对世界碳纤维的产业格局形成剧烈地变革。航空航天的数据组成是:国内航空航天及军工应用,无人机应用,民用航空的进口碳纤维及制品,以及小部分通用航空的用量。汽车行业,还是以汽车改装件行业,以及为豪华车制造汽车零件的厂家的消耗为主。

中国碳纤维需求-省份

上千吨用量的省份7家,山东与江苏由于风电碳纤维的消耗,把长期排名第一的广东省推到第三名。从消费金额来看,广东依然保持第一,山东尽管碳纤维消耗量远大于上海,但主要是低成本风电 纤维,与广东、上海一道进入亿美元俱乐部。

中国碳纤维需求-来源

仅从国别来看,国产碳纤维第二年成为国内需求最大的供应商,这是中国国产碳纤维的巨大进步。

但我们应该清醒地认识到:韩国对中国的出口,主要是东丽(韩国)公司的产品,墨西哥、匈牙利及美国的一部分,因东丽收购了 ZOLTEK,也属于日系产品,总计日系依然有 13,000 吨左右的销售量,依然是中国市场最大的供应商。

中国台湾的销量有较大幅度的增加,从2017年的4,203吨到2018年的5,598吨,主要受益于风电叶片需求的增长;土耳其的碳纤维也保持了一定的增长,主要受益于风电叶片需求的增长。

中国碳纤维及中间材料的市场规模已经达到5.68亿美元,这些年是持续高速增长的。中国国产的吨数尽管超越日本,但金额上有较大的差距。我们依然按照18美元(大约115元/公斤)来核算国产碳纤维的价格,其中既考虑了高价量小的军品纤维,也考虑了B,C等品的低价位。

2018年,对比 2017年,主要来源的碳纤维的价格是走低的,尽管中国市场需求非常旺盛,这其中,8,000吨的低成本风电叶片是走低趋势的一个主要推手。

值得提醒的是:进口关税与增值税的原因,让进口的纤维增加了大约36.3%的含税成本,所以在国内销售中,大多数进口纤维的价格高于国产纤维。

中国碳纤维产业

2018 年,我们不统计僵尸企业(超过一年不运行,且装置不稳定)。统计全国的理论产能为 26,800 吨。

A. 产能千吨以上:8 家公司。中简科技扩产千吨线一条。中复神鹰、精功科技、上海石化等公司扩建的生产线没有在 2018 年建成。

B. 产能在 500-1000 吨之间:4 家公司,

C. 产能在 100-500 吨之间:5 家公司

D. 产能在 100 吨以下:2 家公司

在 26,800 中,销量大约是 9,000 吨,销量/产能比为 33.6%,对比去年的 28.5%有提升,2018 年全球的销量/理论产能比为 59.8%,去除中国因素,其他国家的销量/理论产能比为 65.3%。

需要说明的是:中国整体产业的销售/产能比较低,主要原因:一是好企业的老生产线没有运行的经济效益而停产,二是有些企业的生产线水平低,不能长期稳定运行。

2018 年,产业集中度在加速,8 家千吨级碳纤维企业的理论产能已经占到全国的 86.9%,产业集中度的趋势会越来越强。

中国碳纤维产业新发展

光威复材,已经成为行业楷模:盈利能力强,航空航天与工业市场并举,不仅是中国最大的航空 航天市场碳纤维供应商,也已成为世界最大的工业碳纤维中间制品制造商之一,光威的民品业务快速发展,成为新的业务支撑和利润增长点,形成了军民品并重的健康可持续发展能力。

2019 年 3 月,中简科技 IPO 成功过会,碳纤维行业第二家上市公司已经出现。两家企业的初步成功,把碳纤维产业从“情怀时代”带入了“盈利时代”,盈利将成为评估碳纤维优劣的最重要的标准。

中国工业级碳纤维原丝两大重要基地:吉林化纤集团(吉林碳谷)在 2018 年实现原丝销售超过8,000 吨,同比增长 60%多,实现了多个国家的批量出口,预计 2019 年有望实现 12,000-13,000 吨原丝销售,增长迅猛;中石化上海公司在 2018 年启动了 3,000 吨原丝及 1,500 吨碳化的扩建,在 2019 年又启动了 24,000 吨(12,000 吨碳纤维)的大丝束碳纤维项目,上海石化厚积薄发,如以提升效率为目标的机制改革取得重大进展后,必将迅速崛起而成为中国碳纤维重要力量。

在全球碳纤维产业中,我国的腈纶基础非常雄厚的,由此而形成的“腈纶基因”的原丝也具有强 大的竞争优势。这是中国碳纤维产业可以依赖并在其基础上形成碳纤维产业的国际竞争优势的优质资源。

中复神鹰作为完全市场竞争中的碳纤维销售的领头羊,继续在高性能小丝束碳纤维产销上领跑全国,2019 年2月份宣布了投资50亿元、在西宁建设20,000吨碳纤维的重大扩建工程。

浙江精功集碳纤维,与吉林碳谷进行碳化与原丝分工协作,2018年新扩建一条1,500吨碳化线, 2019 年中即将开车运行,发展迅速。

江苏恒神在2019年初获得陕煤集团25亿元的战略投资,这将极大改变恒神的财务现状,支撑恒神的“全产业链”理想继续推进。

2018 年,行业内也出现一些负面的情况,康得集团旗下的中安信陷入了财务困境,目前处于停产状态;计划投资500亿元,6.6万吨碳纤维的荣成碳谷项目,已经陷入停滞状态。还有一些企业传出破产清算的消息。整个2018年的中国碳纤维,真应了“大浪淘沙始于真金璀璨,沧海横流方显英雄本色”。

在 2018 年,中国碳纤维发展商业模式已经基本形成:航空航天小丝束、工业用小丝束与工业用 大丝束三大商业模式及发展模式已基本清晰。前两者,有欧美日本现成之经验借鉴,产品型号与价值链有固有体系,我们的任务是紧跟与缩小差距。而工业用大丝束的发展时间不长,除了“低成本、大 批量工业应用”这个目标是明确的,其他所有均是变量:如丝束大小定义、性能定义、检验检测标准、制品或基础复材工艺、成型工艺等。

可以预测的是:量身定制、规模效应及价值链低成本要求之下,纤维到应用的价值链会高度集成。三大商业模式之间的相互影响与互动将是剧烈的,尤其是大小丝束的高性能技术与低成本技术的融合,将成为业界重要的潮流。

中国树脂基碳纤维复合材料需求-应用(吨)

国内的碳纤维复合材料行业的产量不足 50,000 吨,在材料行业,是个极小的行业,但在新材料行业,算是初具规模的产业。

更为可喜的是:碳纤维复合材料产业的发展迅速,这几年均是两位数的高速增长,而且,增长率在逐年增加,今年已经达到30%的超高增长率。

体育复材是经典应用,复材的产量为 20,769 吨;这两万吨碳纤维复合材料(体育领域称之为碳 素材料)无疑是支撑体育器材的最广泛、最强大的先进材料。风电复材是超级新星,复材的产量已经 12,307 吨,我们预计,在 2019 或 2020 年,风电复材会超过体育器材,成为最大的分市场。

中国树脂基碳纤维复合材料需求-应用(亿元)

2018年,全国的碳纤维复合材料的产值为111.44亿元;体育器材的产值为66.88亿元,请注意,这些只是复合材料的产值,基本可以看成是预浸料的产值。而不是体育器材的产值,体育器材的产值(按OEM价格),应该为这个数字的3-4倍,200-270亿元的规模。

航空航天复材的产值是按结构件来估算的,大约有43亿元人民币产值。风电市场,是根据拉挤板和织物来估算的,大约有13.19亿元的产值。

观察与思考

2018年到2019年,国际形势风云变幻,尤其是中美关系以及中国与美国西方盟国的关系变化,对碳纤维产业也形成了一定的影响。其中,最显著的变化是:在碳纤维装备出口方面的收紧,一些核心设备的出口许可证申请难度变大,周期变长;一些辅助设备从自由出口到“最终用户声明”或管控。

通过多年的努力,碳纤维领域基本解决了“卡脖子”问题。各种型号的碳纤维基本都有制备能力,尽管性能品质的稳定性方面与国际先进水平依然有不少差距,我们处于“从有到优”的阶段。大多数用户对国产碳纤维最大的抱怨是“产品稳定性不好”,让大家用得提心吊胆。

而稳定,对碳纤维产业来讲,是一个无所不包的系统工程,涉及到原料、工艺、装备、操作、管理等方方面面的工作。日本欧美主要碳纤维厂商,他们均采用自主工艺技术、自主装备技术、设备厂家量身定制的模式。在国内,在工艺装备中下了苦功夫的企业,比如光威、中简、中复神鹰等,运营成本可控,效益也领先于其他企业。行业发展历史表明只有自己掌握了工艺及装备技术,才可能发展出有国际竞争优势的碳纤维产业。

碳纤维产业的数十家的经验证明:对于高科技产业或复杂技术产业,妄图通过进口全套装备就能挣资本的模式是行不通的,这是简单制造业或成熟制造也或可完成的。碳纤维不光是性能与品质的竞争,还有成本的竞争,装备折旧与能耗是碳纤维产业名列前三的重大成本,这与装备均有直接的关系。

一切危险都伴随着机遇,在国际环境恶化的条件下,我们没有更多的选择,加大力度促进碳纤维重大短板装备的国产化,经过3-5年的积累,经过数条生产线的验证与经验积累,不光可以为中国碳纤维企业的后续发展提供有力的装备保证,还能培养出几家优秀的装备企业,这显然是一件幸事。中国碳纤维产业的走向从本市场报告的诸多数据,我们可以看到碳纤维产业正在腾飞的影子,也看到了碳纤维产业重新洗牌的机遇。

从碳纤维的发展历史,尤其是经典的市场:航空航天与体育器材,基本是不温不火,稳步发展的,在波音787与空客350出现之前,碳纤维产业也低迷了不少年,两个大用户出来后,碳纤维价格曾经一飞冲天,是现在市场价格的5-10倍。

今天,我们可以肯定地讲:碳纤维的价格不可能再有大幅度增长的可能,因为丙烯晴价格或短暂的市场供给,小幅涨价是正常的,但总体的趋势:价格一路下行,是不可阻挡的趋势。

早些年,在国内,碳纤维用量超过100吨的复合材料,是大用户,接近1000吨的是巨大用户,国际上也如此。除了波音与空客,上千吨的客户微乎其微。这几年,通过早期的积累,利用拉挤板粘新工艺,VESTAS迅速成为世界最大碳纤维用户。

从国内的情况看,VESTAS的碳纤维拉挤板的供应商,光威复材,江苏澳盛,基本是跳跃式发展,短短2-3年,已经成为数千吨的大用户。这些变化之巨大,是半个世纪碳纤维的发展难以想象的。

十多年前,中国碳纤维工业初期,一些企业,打出万吨级的目标,行内人士只是把这个当口号,喊口号的人也感觉牛吹大了点。今天,作为一直在自由市场打拼出来的中复神鹰,宣布了20,000吨的扩产计划,光威据说准备在内蒙建设10,000吨碳纤维。东丽旗下的ZOLTEK,近几年不停地扩大在墨西哥与匈牙利的大丝束产能,从2017年宣布,到2020,在ZOLTEK发展了近三十年的 15,000吨的基础上新增了10,000吨。而这个10,000吨的扩产只用短短三年时间,这在碳纤维历史上也是第一次。

国内外的巨大变化:无论是市场应用,还是产业本身,正在孕育着一个深刻地变革,碳纤维与工 业应用正在高度结合并孕育巨大的能量,这个能量将会对碳纤维产业及该工业产生革命性变革,或洗牌的效应。这个效应对中国会产生怎样的变化呢?

对于中国碳纤维产业,这个能量会带来如下可能的变化:

A. 碳纤维产能排名的激烈变化,面对工业应用的碳纤维厂家会迅速成为排名靠前的企业。传统排在前列的企业,很快会掉队;

B. 行业都会迅速集中,除了受航空航天市场庇护的企业,其他中小产能的企业会倒闭、出局;

C. 在3-5年内,至少诞生5家万吨级碳纤维企业;

D. 这些碳纤维巨头不再需要强大的营销团队,以大用户销售为主,小客户需上门求货;

E. 具有强大腈纶基础的企业,只要自己不出大错,会迅速成为行业的王者;

F. 产业链会有更清晰的分工与合作,比如原丝与碳化、预浸料、中间制品,各链条企业集中独特优势,争先做大为首要任务,不再做产业链整合。

G. 产业链之间的战略联盟。

产业链中的其他企业,既无独到技术,有无战略联盟保护的,一定倒闭出局。同时可以预测地是:一旦碳纤维成为该工业部门的标准,而没有提前做战略布局的企业,很可能会在3-5年,从这个行业出局。

有三个方面原因:第一,随着专业知识与经验越多,对国际大厂的传言有了平和的心态,这个领域没有“神仙”,都是凡人,他们的成功故事我们也可能实现;第二,别人家的孩子始终是别人的,我们需要是培养自己的孩子,碳纤维领域有足够大的市场应用空间,有足够多的技术变革、甚至洗牌的可能。只要做好产品品质与成本,就能获取很好的回报。第三,碳纤维领域中,“超英赶美”和“放卫星”故事也越来越少了,偶尔有报道,也没法形成热点了。碳纤维产业自身及社会对碳纤维的认识,均在走向平静与思想成熟的路上。 平静与思想成熟来自于多年深耕产业的自信,思想成熟是既不“妄自尊大”,也不“妄自菲薄”。

成熟思想是开拓创新的基础,跟随了世界碳纤维巨头数十年,今天,我们有基础去探索我们自己的发展道路。

首先在碳纤维的应用领域,当前,全球碳纤维最高附加值的市场是航空航天军工市场,中国的这个领域的应用量还有待提升,目前还只是个小几百吨的市场,与美国及欧洲上万吨的市场不能比拟。但是,我们的体育器材是占世界 80-90%的份额;我们风电生产与市场,基本占世界半壁江山;我们的高铁及其他轨道交通,经过近 10 年火箭式发展速度,生产与市场基本占世界的 60%的份额;新能 源汽车,中国也是世界发展最快的国家…….

就以风电行业为例,2018 年,VESTAS 占世界陆上风电份额的 22%,消耗碳纤维大约 22,000 吨。中国生产占全球的 50%左右,简单估算,如果中国企业也效仿 VESTAS,开始批量使用碳纤维,中国起码可以贡献 50,000 吨的新增市场。而通过数十年的应用积累,2018 年的中国碳纤维需求仅为 31,000 吨。中国所有的风电叶片企业,均公认碳纤维梁帽的技术优势,唯一问题是:碳纤维成本高,复合材料成型工艺成本高。中国是否有条件解决碳纤维及复合材料的成本问题呢?不光有,而且还可能比国际风电巨头目前的方案更低。

首先,我们的基于腈纶大工业的原丝是有国际竞争优势的;其次,随着我们对碳化技术的熟悉与创新,完全有可能开发出全新的低成本碳化技术;中国有能源丰富及成本低廉的西北腹地;中国的复合材料工业有相当的基础,从业的学术技术人员是全球最多;树脂的生产与成本也无短板,复合材料的设备开发也有基础。我们缺什么呢?

我们风电叶片的自主设计能力需要增强,材料与结构是可以相互弥补的;要鼓励风电企业的创新和创新风险的免责;要理解碳纤维行业规模降低成本与提升品质的规律,与碳纤维企业一道进入良性循环。当年,VESTAS与ZOLTEK合作做碳纤维预浸料之初,据当年参与预浸料的国外朋友回忆,从来没有见过如何低劣品质的碳纤维,最终,他们做出了可用于风电的预浸料。在风电巨大合同的支撑之下,ZOLTEK提升了规模,降低了成本,还提升了品质,成为现在风电叶片的设计标准。

从碳纤维在风电梁帽的工艺看,最早是预浸料,后来发展成厚重织物的整体灌注,几年前, VESTAS采用了拉挤板,用灌注工艺胶结拉挤板成为梁帽。成为目前性能最优、成本较低的主导工艺。这些均是发展过程,碳纤维风电梁帽的复材成型技术不会停滞,依然会飞速发展,毫无疑问,存在着比拉挤板粘接更优、成本更低的工艺技术,有待相关技术人员去研发。

新的工艺技术是什么,我们不能预测,但有几个特点是可以预计的:

A. 碳纤维厂与叶片厂的直接对接,集成整合中间环节;

B. 碳纤维成型风电梁帽的成型时间更快,碳纤维零损耗;

C. 纤维的直线度接近于拉挤板,保持高的力学性能;

D. 消除粘接的缺陷隐患,一体化成型;

E. 需要风电专用碳纤维,而非从现有的碳纤维中选用。无论是叶片的负荷特点,还是巨型叶片的大规模、高效率成型。

F. 成型工艺的高度机械化与自动化,降低人工成本;

G. 整个碳樑的成本有望在现有碳樑基础上降低 30-50%。

上述的思路,也可应用在对碳纤维有巨大需求潜力的其他应用领域,如氢气瓶、轨道交通、新能 源汽车、建筑补强、体育器材等。如此之下,碳纤维、复合材料及应用形成良性互动;如此之下,碳纤维产业才可能在自己创造的应用生态环境中、去创新创造,为全球产业奉献价值;如此之下,才能打破僵局,把现有的产业放大十倍、百倍、千倍….. 这才是我们梦想中的碳纤维产业,这才匹配这个“二十一世纪人类发明的最伟大的材料”的身份,这才是“一代材料,一代制造”的真实内涵,这才是“中国制造”到“中国创造”的应有路径!

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