天富注册碳纤维作为兼具卓越性能与广泛应用的高性能纤维材料,具有多方面突出特性。它由聚丙烯腈、粘胶等有机纤维材料或沥青基材料,在高温、惰性气体环境下经碳化、石墨化处理后形成的高性能纤维材料,含碳量超90%,碳以外主要元素为氮。
碳纤维可以按照原丝类型、制造方法、性能等不同维度进行分类,具体分类方式大致有以下几种(碳纤维在应用时多是作为增强材料而利用其优良的力学性能,因此使用中更多的是按其力学性能分类):
1)按力学性能分类:高强型(GQ)、高强中模型(QZ)、高模型(GM)、高强高模型(QM)。
2)按照原丝类型分类:聚丙烯腈(PAN)基、沥青基(各向同性、中间相)、粘胶基(纤维素基、人造丝基)。
3)按照制造条件和方法分类:碳纤维(800-1600℃)、石墨纤维(2000-3000℃)、活性碳纤维、气相生长碳纤维。
4)按大小用途分类:碳纤维可划分为宇航级小丝束和工业级大丝束,宇航级小丝束碳纤维初期以1K、3K、6K为主,逐渐发展为12K和24K,主要应用于国防军工等高科技领域,以及体育休闲用品,如飞机、导弹、火箭、卫星和渔具、高尔夫球杆、网球拍等。
工业级大丝束碳纤维为48K以上碳纤维,包括48K、60K、80K等,主要应用于工业领域,包括:纺织、医药卫生、机电、土木建筑、交通运输和能源等。
碳纤维产业链主要包括从上游碳纤维原料供应到中游碳纤维制备、碳纤维复合材料以及配套设备及下游应用行业。
碳纤维上游产业链主要为石油化工产业。碳纤维中游产业链主要为碳纤维制备产业,并且还包括碳纤维复合材料产业和碳纤维生产设备产业。
碳纤维下游应用领域广泛,包括航空航天、汽车零件、风电、体育用品、电子器件等多个领域,几乎所有的下游应用均为碳纤维复合材料制成的产品。
在航空航天领域,碳纤维的应用包括飞机机身、机翼、尾翼;导弹弹体、火箭发动机壳体、卫星支架等,这可以使飞机等减重20%-50%,提升燃油效率与载荷能力。
在汽车领域,碳纤维可以应用在车身结构、底盘、新能源电池箱体,降低能耗并提升安全性。并且碳纤维可以满足高端电子机械设备对强度与功能的双重需求,可以使用在制造电子器件外壳、通信部件、康复器械等。
2024年,全球碳纤维市场呈现出供需两旺且格局变动的态势。从供给侧来看,2024年全球碳纤维运行产能从2023年的290,230吨增长至309,000吨,增幅达到6.5%。
图表4:2020-2024年全球碳纤维市场运行产能及增长情况(万吨,%)
从需求侧来看,2024年全球碳纤维需求达156,100吨,较2023年的115,000吨同比大幅增长36%。
碳纤维下游应用范围广泛,且2024年多领域需求回暖。风电市场一改前几年的疲软状态,2024年实现了120%的高速增长,成为拉动碳纤维需求的重要力量,这主要得益于全球对清洁能源的持续推进以及风电技术的不断革新,使得风电叶片对碳纤维的需求猛增。
航空航天军工市场也迅速回暖,增长势头强劲,增长率达到20%。体育休闲市场经过前几年的波动,2024年回归正常轨道并高速增长,较2023年同比增长51%。全球碳纤维市场呈现向上稳定增长势态。
碳碳复材(包括保温毡)市场同样受到中国光伏行业的波及,虽然全球其他区域有一定增长,但整体市场与去年持平。除上述市场外,其他多数市场保持着正常的稳定增长,为全球碳纤维市场的发展提供了稳定的支撑。
2024年,中国碳纤维市场稳定增长,国产化进程加速。从需求层面来看,总需求达到84,062吨,相较于2023年的69,075吨,实现了21.7%的同比增长。在供应结构上,进口量为16,422吨,占总需求的19.5%,虽占比较小,但仍比2023年增长了2.1%;国产纤维供应量则大幅提升至67,640吨,占总需求的80.1%,且较2023年增长了27.6%,国产化进程显著加速。
中国碳纤维市场国产替代进程加速,行业格局持续优化。数据显示:2024年,中国碳纤维总需求达84,062吨,其中国产纤维供应量67,640吨,占比突破80%,创历史新高,较2023年的市场份额进一步提升,国产化率连续五年保持两位数增长。
进口碳纤维量虽小幅回升至16,422吨,但主要集中于日本及中国台湾地区的高端体育器材领域,显示国产产品在工业级市场已形成绝对优势。
值得注意的是,在风电拉挤板等战略新兴领域,国内企业通过国产纤维+出口复材模式实现万吨级碳纤维出口,标志着中国碳纤维产业正式进入全球供应链重构新阶段。