2019年全球高性能纤维市场前景研究报告.pdf

高性能纤维是我国国民经济发展和国防建设不可或缺的战略性新材料。近年来，我国高性能纤维在产业化技术、产品品种质量、市场化应用等方面取得快速发展。 2016年，我国高性能纤维总产能约为18万吨，出口7.64万吨，同比增长1.48%。产能规模居世界前列。《化纤工业“十三五”发展规划》的目标是高性能纤维有效产能达到26万吨，市场前景广阔。 前言 Introduction 2019年高性能纤维 行业市场前景研究报告 高性能纤维是我国国民经济发展和国防建设不可或缺的战略性新材料。近年来，我国高性能纤维在产业化技术、产品品种质量、市场化应用等方面取得快速发展。 2016年，我国高性能纤维总产能约为18万吨，出口7.64万吨，同比增长1.48%。产能规模居世界前列。《化纤工业“十三五”发展规划》的目标是高性能纤维有效产能达到26万吨，市场前景广阔。 前言 Introduction 目录 CONTENTS 高性能纤维市场概况 2 4 碳纤维 芳纶纤维 超高分子量聚乙烯纤维 5 玄武岩纤维 1 2 3 4 5 6 聚苯硫醚纤维 7 高性能纤维市场前景 01 高性能纤维 PAGE 7 5 高性能纤维一般指强度大于17.6cN/dtex，弹性模量在440cN/dtex以上的纤维。高性能纤维是纤维科学和工程界开发的一批具有高强度、高模量、耐高温性的新一代合成纤维。高性能纤维具有普通纤维没有的特殊性能，主要应用于军工和高科技产业各个领域。 1、极高的机械性能。高强度、高弹性模量。 2、高性能纤维具有耐高温性，具有高温下尺寸稳定，热收缩率很低，因此在耐热防护材料上有特殊用途。 3、密度低，有利于制品的轻量化。 4、有机高性能纤维加工简便，容易成型。 5、有机和无机高性能纤维耐腐蚀。 定义 特点 定义及特点 PAGE 7 6 耐腐蚀纤维 耐高温纤维 功能纤维 弹性体纤维 抗燃纤维 高强度高模量纤维 高性能纤维 高性能纤维按性能可分为耐腐蚀性纤维、耐高温纤维、抗燃纤维、高强度高模量纤维、功能纤维和弹性体纤维等。 分类 PAGE 7 7 碳纤维 超高分子量聚乙烯纤维 聚苯硫醚 芳纶纤维 玄武岩纤维 碳纤维质量轻、强度高，相比金属具有比重小、模量大、耐温耐磨、耐腐蚀和可加工等优异特性，广泛用于航天航空、风电叶片、体育器材、汽车等领域。 芳纶，是一种新型高科技合成纤维，具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻、绝缘、抗老化、生命周期长等优良性能，广泛应用于复合材料、防弹制品、建材、特种防护服装、电子设备等领域。 超高分子量聚乙烯纤维，又称高强高模聚乙烯纤维，是目前世界上比强度和比模量最高的纤维，其分子量在100万～500万的聚乙烯所纺出的纤维。 作为耐高温隔热保温材料、复合增强纤维材料、高性能摩擦和过滤材料，玄武纤维可广泛应用于航天、航空、高速列车、汽车、船舶、国防、军工、安防、建筑等行业。 聚苯硫醚主要用于特种功能过滤材料．如燃煤锅炉过滤袋用布、造纸机用布、电子工业专用纸、电绝缘体、电解隔膜、气液过滤材料、防雾材料、耐辐射材料、特种垫圈和包装材料的高性能组分等。 主要种类 高性能纤维材料主要有碳纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、聚苯硫醚纤维、超高强高模聚乙烯纤维、聚对苯撑苯并双恶唑纤维、聚酞亚胺纤维和聚四氟乙烯纤维等。 政策 发布时间 主要内容 《中国制造2025》 2015.5 重点发展高档数控机床和机器人、航空航天装备、海洋工程装备及高技术船舶、先进轨道交通装备、节能与新能源汽车、电力装备、农机装备、生物医药及高性能医疗器械等十个高性能纤维均有不同应用的领域 《“十三五”国家科技创新规划》 2016.8 强化重点领域关键环节的重大技术开发，发展高性能纤维及复合材料等先进结构材料 《中国科学院“十三五”发展规划纲要》 2016.9 “科技创新2030—重大项目”中提出要重点新材料研发及应用，重点研制碳纤维及其复合材料等，突破制备、评价、应用等核心关键技术。 《石化和化学工业发展规划(2016—2020年)》 2016.9 将高性能纤维作为化工新材料创新发展工程之一 《化纤工业“十三五”发展指导意见》 2016.11 进一步提升与突破高性能纤维重点品种关键生产和应用技术，拓展高性能纤维作为战略性新兴材料在先进轨道交通、新能源汽车、航天装备、海洋工程和电力等领域的应用 《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》 2016.11 面向航空航天、轨道交通、电力电子、新能源汽车等产业发展需求，扩大高性能纤维规模化应用范围；加强新材料产业上下游协作配套，在碳纤维复合材料等领域开展协同应用试点示范，搭建协同应用平台 PAGE 7 8 行业政 策 资料来源：中商产业研究院整理 政策 发布时间 主要内容 《新材料产业发展指南》 2016.12 以高性能碳纤维、芳纶纤维等高性能纤维及复合材料等为重点，突破技术关、市场关，实现产业化和规模应用 《“十三五”材料领域科技创新专项规划》 2017.4 以包括高性能碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维等在内的高性能纤维及复合材料等为核心，解决材料设计与结构调控的重大科学问题 《产业关键共性技术发展指南(2017年)》 2017.10 在原材料工业、装备制造业、消费品工业和节能环保与资源综合利用四个领域，提升碳纤维应用的关键技术 《2017年石化化工行业经济运营情况》 2018.2 指导碳纤维及复合材料产业发展联盟等联盟开展工作，推动碳纤维等在下游领域的应用推广，推动碳纤维复合材料在汽车行业的应用 《重点新材料首批次应用示范指导目录》 2018.9 关键战略材料中包含有高性能碳纤维、芳纶纤维材料制品等纤维材料 《2019年政府工作报告》 2019.3 培育新一代信息技术、高端装备、生物医药、新能源汽车、新材料等新兴产业集群 PAGE 7 9 行业政策 资料来源：中商产业研究院整理 PAGE 7 10 发展现状 近年来，我国高性能纤维在产业化技术、产品品种质量、市场化应用等方面取得快速发展，高性能纤维已成为制造业提升的新动力，全面渗透到汽车轻量化、航空航天、风力发电、国防军工、土木建筑、船舶缆绳等领域，我国逐步成为全球品种覆盖面最广的高性能纤维生产和消费大国。尽管在高端领域我国高性能纤维产业自主创新能力还有待提升，但国内企业已在探索核心技术，逐渐打破国外垄断，国产化率有望稳步提升。 18 26 0 5 10 15 20 25 30 2016年 十三五目标 高性能纤维产能预测 产能（万吨） 2016年产能18万吨，出口7.64万吨，同比增长1.48%。 数据来源：中国石油和化学工业联合会、中商产业研究院 02 碳纤维 PAGE 7 12 定义及特点 碳纤维是含碳量大于95%的纤维材料，由聚丙烯腈、黏胶纤维、沥青纤维等有机纤维在高温下碳化制得。本质上来说，他是碳的同素异形体。 碳纤维性能优异，具有耐腐蚀，抗氧化，不生锈等优良性质。但碳纤维由于横向耐冲力差、耐磨性差，多作为增强材料加入到树脂、金属、陶瓷、混凝土等材料中，构成复合材料，其中树脂型复合材料生产最多，使用最为广泛。 定义 特点 PAGE 7 13 分类 按力学性能 标准模量（230GPa左右） 中模量（280~350GPa） 高模量（＞350GPa） 按丝束大小 小丝束（或标准丝束，≤24K） 大丝束（＞24K） 按照力学性能分类，碳纤维可分为标准模量（230GPa左右）、中模量（280~350GPa）和高模量（＞350GPa）三类；按照纤维丝束大小分类，可分为小丝束（或标准丝束，≤24K）和大丝束（＞24K）两大类；按不同的前驱体分类，聚丙烯腈基碳纤维占碳纤维总量的92%，沥青基碳纤维占7%，黏胶基碳纤维只占1%。 PAGE 7 14 产业链 丙烯腈 原丝 碳纤维 复合材料 核心机械设备 碳纤维织物 航空 体育 汽车 风电 渔具 …… 碳纤维预浸 聚合纺丝 碳化 编织 浸润 成型 应用 资料来源：中商产业研究院整理 PAGE 7 15 生产工艺 资料来源：中简科技招股说明书 碳纤维碳纤维生产工艺复杂，包括聚合、纺丝、氧化碳化、表面处理和上浆。目前聚合方面已有黏胶、沥青、聚丙烯腈及生物质等多种原料及聚合技术，应用最为广泛及成熟的仍为聚丙烯腈。 PAGE 7 16 应用领域 碳纤维生产工艺复杂、技术含量高，高性能碳纤维制备技术及配套设备主要控制在日本和美国手中。目前全球范围内能实现碳纤维工业化生产的国家仅十个左右，规模化生产企业也只有少数几家。而另一方面全球碳纤维需求量迅猛增加，应用领域包括航空航天、兵器装备、电子通讯、轨道交通、船舶制造、汽车零部件、医疗器械、风电叶片、高端体育休闲用品、重大基础设施建设等领域。 航空航天 航洋工程 新能源汽车 轨道交通 工程机械 风力发电 PAGE 7 17 全球产能分布 截至2017年，全球碳纤维产能超过14.7万吨，日本独占鳌头。日本东丽为碳纤维行业龙头，在日本、韩国、法国、美国等地均有生产装置，并且先后完成多起行业内收购。 25% 19% 17% 7% 6% 6% 5% 4% 4% 7% 全球碳纤维产能占比情况 美国 日本 中国大陆 韩国 中国台湾 匈牙利 墨西哥 德国 法国 其他 数据来源：中商产业研究院整理 PAGE 7 18 全球主要企业产能 27100 15000 14900 14300 13900 8800 7200 7000 6000 4650 3600 3500 3100 2500 2000 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 东丽 西格里 卓尔泰克 三菱 帝人东邦 台塑 赫氏 索尔维 中复神鹰 江苏恒神 陶氏奥克斯 精工集团 光威复材 晓星 UMATEX 2017年世界主要企业碳纤维产能情况 产能（吨/年） 当前日本东丽碳纤维合计产能达4.2万吨，占全球总产能的28.6%。除东丽外，日本三菱、帝人东邦，德国西格里，台湾台塑，美国赫氏，韩国晓星、科隆，中国中复神鹰、江苏恒神、光威复材等公司亦有碳纤维生产线。 数据来源：中国石油和化学工业联合会、中商产业研究院 PAGE 7 19 市场分布 19.80 19.20 13.20 9.80 6.90 5.60 风电叶片 航空航天 体育休闲 汽车 混陪模成型 压力容器 2017年全球碳纤维前五领域需求量 单位：万吨 11.52 3.04 2.77 1.76 1.24 航空航天 体育休闲 风电叶片 汽车 混配模成型 2017年全球碳纤维前五领域市场份额 单位（亿美元） 碳纤维用量占比前三的领域是风电叶片、航天航空和体育休闲，分别占比为23.5%、22.8%和15.7%；而碳纤维下游市场规模前三分别为航空航天、体育休闲和风电叶片，分别占比48.9%、12.9%和11.8%。 数据来源：中国石油和化学工业联合会、中商产业研究院 PAGE 7 20 全球市场需求 6.8 7.5 8.4 9.2 10.2 11.2 0 2 4 6 8 10 12 2015 2016 2017 2018E 2019E 2020E 2015-2020年碳纤维需求量及预测情况 需求量（万吨） 伴随着应用于飞机的复合材料比例增加，碳纤维的质轻、高强在航空航天领域的优势逐渐凸显，波音、空客相继推出碳纤维复合材料质量占比50%的大型客机，且空客350产能有较大增长，直接带来全球碳纤维产量的增加。 2017年全球需求量约为8.4万吨，2009-2017年年均复合增长率为11.4%。按照全球碳纤维需求量10%年均复合增长率计算，到2020年碳纤维需求量将达到11.2万吨。 数据来源：中国石油和化学工业联合会、中商产业研究院 PAGE 7 21 国内主要企业产能 据不完全统计，多达45家企业参与了碳纤维投资，到2017年投入近300亿巨额资金。但直至2015年，我国碳纤维市场开始进入理性化发展，各大碳纤维企业开始拓宽视角，上游下游齐发力，国内碳纤维产业正在形成新的局面。 6000 4650 3500 3100 1800 1800 1200 600 550 500 500 360 中复...