碳纤维行业分析报告

碳纤维行业分析报告碳纤维行业分析报告一、概述碳纤维（CF）是指含碳量高于90%的无机高分子纤维,一般作为增强 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 加入到树脂、金属、陶瓷、混凝土等材料中，构成具有强度高、模量高（模量即材料在受力状态下应力与应变之比）、重量轻、抗疲劳、耐腐蚀等一系列优异性能的新型复合材料（见 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1）。表］碳纤维与金属材料的主要性能比较种类密度抗拉强度模HE线膨胀系数碳纤维15013500铝557240钢18320400钛合金11211200碳纤维根据原丝类型可分为聚丙烯腊（PAN）基、沥青基和粘胶基、木质素纤维基、其他有机纤维基等；根据力学性能可分为通用型、高性能型两种。按碳纤维的功能可分为受力结构用碳纤维、耐焰用碳纤维、导电用碳纤维、润滑用碳纤维、耐磨用碳纤维和活性碳纤维等。按制造条件和方法分为碳纤维、石墨纤维、活性碳纤维、气相生长碳纤维。碳纤维主要有四种产品形式：纤维、布料、预浸料坯和短切纤维。布料是指由碳纤维制成的织品；预浸料坯是将碳纤维按照一个方向一致排列，并将碳纤维或布料经树脂浸泡使其转化成片状；短切纤维指的是短丝（见表2）。表2碳纤维和深加工制品及其应用概况碳纤维长丝预浸料单项预浸料（无纬布）双向预浸料（带、布）束丝预浸料织物二维织物三维织物多维织物短切纤维碳纤维纸粒料微纤（研磨）镀、喷金属各种浸渍物短切复合纤维包覆塑料导线电缆二、国内外发展现状全球碳纤维生产中以聚丙烯腊基为主。高性能碳纤维作为制造先进复合材料最重要的增强材料，世界各国都十分重视其应用开发，其应用范围也从满足性能要求高的航空、航天领域逐步向民用和文体领域推广。（一）全球碳纤维产业现状国际上PAN基碳纤维的生产，从20世纪60年代起步,经过70〜80年代的稳定，90年代的飞速发展，到21世纪初其生产工艺技术巳经成熟。起初，碳纤维主要用于军工和宇航，经过40余年的发展，其应用领域正在向工业领域和普通民用领域扩大。现已发展成为大丝束碳纤维和小丝束碳纤维两大种类。PAN基碳纤维分大丝束碳纤维（LT：48K〜480K）主要有以美国为代表的和小丝束碳纤维（CT：1K〜24K）以日本为代表的两大类。大丝束碳纤维对前驱体要求较低，产品成本低，较适合于一般民用产品T-700及以下系列产品开发。小丝束碳纤维追求高性能，代表着国际碳纤维发展的先进水平。聚丙烯腊基碳纤维是目前碳纤维发展的主流，占据主要市场份额，世界上几条著名的PAN基碳纤维生产线大多是从原丝开始，直到碳纤维以及中、下游产品开发。例如：日本东丽、东邦、三菱人造丝公司，美国的赫克利公司和阿莫科公司，以及中国台湾地区的台塑都是从聚合、纺丝开始，国外原丝主要生产工艺路线(见表3)。表3国外PAN基碳纤维原丝生产工艺研制单位溶剂工艺路线纺丝方法日本东丽二甲基亚根—步法湿纺日本东邦氯化锌水溶液一步法湿纺美国BASF熔纺日本三菱人造丝二甲基乙酰胺二步法湿纺二甲基甲酰放一步法湿纺日本爱克纶NaSCN二步法湿纺二甲基甲酰胺二步法湿纺英国考特尔兹NaSCN一步法湿纺日本旭化成二甲基亚矶二步法干喷湿纺目前PAN基碳纤维的主要生产方法有硝酸法、硫氧酸钠法、DMF法和二甲基亚根(DMSO)法等。硝酸法操作不易控制,规模难以放大，安全性差，污染严重等，不具备工程化的条件。硫氧酸钠法由于反应介质中含有大量的碱金属离子，对碳纤维原丝的质量影响较大，难以做出T300以上的更高强度的碳纤维产品。DMF法可以做出很好的碳纤维产品，日本、台湾的企业，都有采用该工艺的成功经验，但由于DMF毒性较大，已经被限制使用。二甲基亚狈(DMSO)法是目前国内外公认的最先进的工艺，DMSO腐蚀性小，可以靠简单的减压蒸傩提纯，日本东丽公司采用了该工艺。世界碳纤维的生产主要集中在日本、英国、美国、法国、韩国等少数发达国家和我国的台湾省（见表4）o表4世界PAN基碳纤维名义生产能力单位：吨生产商2008年2009年2010年东丽179601820019200东邦131001580015800卓尔泰克109501345016250三菱人造丝7600960012300爱思奇爱尔（SGL）500060007000台塑集团500060007000赫克塞尔390051507000苏泰克195020003000中国400400800其他110037004700合计6696080300930502011年2012年2013年2014年192001920019200192001580015800158001580016750172501825018500123001230012300123008000900011000120008000800080008000700070007000700040004000400040001600200050006000670076008100910099350102150108650111900碳纤维原丝原料主要有三种：粘胶丝、聚丙烯腊、沥青。其中，以聚丙烯腊为原料的碳纤维是当今世界碳纤维发展的主流，占世界碳纤维市场份额75%,技术主要集中在日本的东丽、东邦人造丝、三美人造丝，美国的ZOLTEK（卓尔泰克）、Amoco（阿克苏）、ALDILI（阿尔迪拉）等手中。以粘胶丝及沥青为原料的技术，主要由美国联合碳化物公司（UCC）掌握，生产厂商有日本MitsubishiChem（三菱化学）、Kureha（吴羽）、Donac与美国Amoco（阿克苏）公司。国际上，碳纤维最大生产商东丽、东邦人造丝、三菱人造丝的产量合计2004年占全球产量的69%（如图1）,2011年仍然占47%（如图2）接近一半。2004年PAN基碳纤维产址份额2011年世界PAN基碳纤锥名义生产能力三菱人造丝,12.4%东邦,15.9%tl卒业公闾今牛3月访衣公网稔衣笋4bU亿口元（亿美元）扩大法国、日本、韩国和美国的碳纤维生产能力，合计产能将增加6000吨/年。此次东丽工业宣布的4个扩能项目将在2015年3月前全部完成，届时公司碳纤维总生产能力将达到万吨/年，随着碳纤维应用领域的不断扩大，碳纤维的市场需求日趋增加，碳纤维及其复合材料产业呈现良好发展案薮（见表单位;H2008~20155)o6758表5碳纤维应用47127|体育版廖12%航空航天应用领域:2和2：卫N学1011E.75年增长率平均增长率运动休闲」221工业f12J15-20%4-6%JOK2(X)92010钓鱼竿等摩日那场成枭、驰圳掣国扩大5-7%能源太阳能、风力发电15-20%高压容器CNG、医用氧气瓶30-35%土木建筑桥梁增强、建筑材料25-30%交通运输船舶、汽车20-25%机械管、集装箱15-20%其他钻井平台、医疗器械15-20%5-7%3-5%工业应用403420020-25%2010年，包括体育休闲和宇航在内的工业应用大约消耗了总产量31000t中的20000t,已占到碳纤维消费量的2/3（见图3）o到2015年，体育休闲消费量将超过7000t/年,同时工业消费量应从20000t/年增长到47000t/年，到2020年,甚至达到llOOOOt/年（见图4）。从中期看，风电叶片可能是碳纤维需求的主要动力，而从长期看，汽车行业将促进碳纤维的需求。仅靠汽车行业就能改变碳纤维复合材料生产企业的面貌。图32008-2015年主要行业碳纤维消费量复合年均增长率2015-208%7%9%13%6%15%41%烯（二）国内碳纤维产业现状中国对碳纤维的研究开始于20世纪60年代，80年代开始研究高强型碳纤维。多年来进展缓慢，但也取得了一定成绩。进入21世纪以来发展较快，安徽华皖碳纤维公司率先引进了500吨/年原丝、200吨/年PAN基碳纤维（只有东丽碳纤维T300水平），使中国碳纤维工业进入了产业化。随后，一些厂家相继加入碳纤维生产行列。据不完全统计，中国已有30多家生产规模大小不一（5〜800吨/年）的PAN基碳纤维生产厂家，规划产能高达7万〜8万吨/年，实际产量却仅有2000吨左右，大部分尚达不到T300水平，产品规格为IK、3K、6K、12K。但由于一些企业没有原丝可烧，实际国内碳纤维的总产量不足40吨/年。据有关 资料 新概念英语资料下载李居明饿命改运学pdf成本会计期末资料社会工作导论资料工程结算所需资料清单 提供，2007我国从事碳纤维主业发展的企业有10多户，其中生产原丝的仅有5户（见表6）o国内碳纤维生产企业主要有中复神鹰碳纤维有限责任公司年产2500吨PAN基原丝和1000吨碳纤维生产线、威海拓展纤维有限公司年产千吨级碳纤维生产线、吉林石化碳纤维厂百吨级碳纤维生产基地等。据报道，中复神鹰碳纤维有限公司已经生产出T700的碳纤维，估计不久后将能工业化量产。表62007我国从事碳纤维主业发展的主要企业公司名称碳纤维原丝（吨）碳纤维（吨）预浸布（万平方米）最终消费品华皖碳纤维600200未投产山西恒天纺织新纤维科技有限公司200大连兴科碳纤维有限公司100嘉兴中宝碳纤维300吉林东方神舟碳纤维10吉林石化公司20山东光威集团1540不祥GOLF球棒、钓鱼杆等厦门扬大碳纤维有限公司不祥GOLF球棒、钓鱼杆等山西煤化所2010北京化工研究院10其它4020合计875410约1200随着近年来中国对碳纤维的需求量日益增长，碳纤维已被列为国家化纤行业重点扶持的新产品，成为国内新材料行业研发的热点。据不完全统计，目前拟建和在建的碳纤维生产企业有11家，合计生产能力为原丝7100吨/年、碳纤维1560吨/年，其中在建企业为4家,合计生产能力为原丝1100吨/年、碳纤维470吨/年。其中：2010年1月吉林市被科技部认定为国家碳纤维高新技术产业化基地，已有一批原丝碳化企业聚集到吉林市，如中钢江城碳纤维制品有限公司、吉研高科技有限公司。吉林化纤集团投资亿元，成立了吉林碳谷碳纤维有限公司，引进国外最先进设备，建设“年产5000吨聚丙烯腊基碳纤维原丝”项目。2011年9月，吉林化纤集团公司年产5000吨聚丙烯腊基碳纤维原丝生产线一次试车成功，并于11月18日全线投产，预计年产值可达4亿元，利润近亿元。由四川创越炭材料有限公司在四川省闽中市七里工业区投资的闻中炭材料产业园，是国内第一家以沥青碳纤维为主的生产基地，总投资达亿元，建成后可实现年产2000吨通用级沥青碳纤维生产线及配套设施，产值达60多亿元。此外，在建或计划建设规模较大的碳纤维项目还有中钢吉炭江城碳纤维、蓝星碳纤维、中油吉化碳纤维等项目。为全面掌握碳纤维核心技术，国内企业注重自主创新，某些关键设备的研发已取得突破性成果，而且原材料供应充足。我国碳纤维产业技术特点十分明显，技术多元化越来越受到重视。在我国完整的碳纤维研发链条下的碳纤维工程化研发呈现出快速发展势头，吉林、山东、江苏、山西、辽宁、安徽是我国传统的碳纤维工程化研发的基地。近年来，河北、上海、陕西逐步成为新兴的碳纤维工程化研发基地，同时，北京、广东、浙江、江苏等地也积极参与碳纤维的产业化建设。近年来，由于航空、航天技术等相关行业的快速发展，带动了高性能碳纤维及其复合材料需求的快速增长。国内碳纤维主要应用在航空航天、国防领域和体育休闲用品；新兴市场有增强塑料、压力容器、建筑加固、风力发电、钻井平台等。2004年全国碳纤维用量为4000吨，2005年用量在5000吨，年增长率在20%以上，2009年，国内碳纤维的需求总量已超过8000吨，预计2010年市场需求将达1万吨。但我国碳纤维现阶段绝大部分依赖进口。国家《新材料产业“十二五”发展规划》提出，“十二五”将重点发展高性能复合材料，并将加快发展碳纤维等高性能增强纤维。“十二五”期间，将集中力量组织实施一批重大工程和重点项目，其中包括碳纤维低成本化与高端创新示范工程。到2015年，我国碳纤维产能达到万吨，基本满足航空航天、风力发电、运输装备等需求。到2015年，国内碳纤维总需求量将达到13500吨/年。未来几年碳纤维市场将出现快速扩张态势，年均增速将达%。国家新材料产业发展战略咨询委员会副主任李克健认为，在2015年产能达到万吨，这个目标实现难度不大，因为目前建成产能已接近1万吨。如果2015年能达到万吨的产能水平，则基本能满足需求。当前国内碳纤维应用除军工外，主要集中在热场保温、刹车片、体育休闲、建筑等领域。同时，李克健副主任对万吨年产能到底有多少能变成产量表示担忧，由于技术不过关，我国很多碳纤维装置出现“趴窝”现象。三、我市碳纤维产业发展现状（一）发展现状我市在碳纤维的生产及其复合材料应用方面处于起步阶段。在碳纤维研制方面，哈尔滨天顺化工科技开发有限公司碳纤维原丝中试装置于2009年11月一次性开车成功，生产出国内领先的PAN基碳纤维原丝，碳纤维质量达到T700水平，首开国内高性能碳纤维先河。目前，哈尔滨天顺化工科技开发有限公司自2010年开始建设的年产600吨原丝和240吨碳丝项目，已经完成了年产600吨高性能碳纤维原丝生产线设备的 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 、采购、加工，正在进行原丝生产线设备安装及聚合车间和动力分厂等辅助工程建设；同时，碳纤维碳化中试生产线设备也在安装，年产240吨碳丝的工艺、设备设计，以及碳纤维研发中心建设也都在进行中。在碳纤维复合材料应用方面，哈尔滨玻璃钢研究院、哈飞集团等几家企业碳纤维复合材料应用力度不断加大，所需碳纤维主要依靠从外省购买或进口。（二）碳纤维产业链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形成一个产业链。碳纤维生产企业属于碳纤维产业的上端，其下游产业发展广泛，可应用于航空航天、国防领域和体育休闲用品；应用于增强塑料、压力容器、建筑加固、风力发电、钻井平台等新兴市场。图5碳纤维产品的应用（三）生产碳纤维原料从我市目前看，天顺化工主要是生产PAN基碳纤维，上游原料来自于大庆石油炼化丙烯腊，年产能超过20万吨。中铁包装拟生产植物基碳纤维，原料主要是植物秸秆。（四）产业链主产品碳纤维哈尔滨天顺化工科技开发有限公司建设的一期年产600吨原丝项目预计2013年试车，二期240吨碳丝项目，将在2013年建设，今年完成碳丝中试线建设。中铁包装拟生产植物基碳纤维项目，还在省环保厅环评中。（五）碳纤维下游产业及相关产业由于我市没有碳纤维生产企业，实际碳纤维的下游企业可以说几乎没有。目前，在建的有哈飞空客复合材料、南岗省先进复合材料产业基地入园项目中有哈尔滨镀宇轨道交通装备有限公司高性能摩擦导电材料和高铁刹车片、哈尔滨腾远新材料能源技术有限公司碳纤维预浸料，以及与碳纤维相关产业如哈尔滨黑龙伟业碳纤维设备公司碳纤维设备制造、黑龙江省科学院石油化学研究院特种胶粘剂及其复合材料基体树脂生产基地等一批项目启动建设。四、SWOT分析碳纤维是力学性能优良的复合增强基材，应用领域广泛。碳纤维具有出色的力学性能和化学稳定性，是目前已大量生产的高性能纤维中具有最高的比强度和最高的比模量的纤维。世界碳纤维的消费结构集中在工业应用、航天航空和体育休闲三个方面，目前工业应用约占总消费量的58%；航空航天方面应用约占23%,体育运动器材应用约占19%。碳纤维应用逐渐从航空航天、体育用品向民用工业应用转移，特别是随着大丝束碳纤维的大规模生产，其价格将不断降低，民用工业用量将继续保持大幅度增加的趋势。世界碳纤维的生产主要集中在日本、美国等少数发达国家。日本、美国利用其成熟的碳纤维产业技术，一方面研发高强度（T1000以上）碳纤维，另一方面扩产扩能，降低碳纤维生产成本。下面利用SWOT分析法对我市碳纤维产业进行分析。（一）优势1、具有技术优势。哈尔滨天顺化工科技开发有限公司成功地开发研制出具有自主知识产权的PAN基碳纤维原丝，碳纤维质量达到T700水平，为发展高性能碳纤维复合材料奠定了良好技术基础。2、具有原料优势。大庆丙烯腊的产能超过20万吨/年，原料来源充足，运距近。3、具有人才优势。哈尔滨工业大学、黑龙江大学、哈尔滨工程大学、哈尔滨理工大学、哈尔滨玻璃钢研究院、黑龙江省科学院石油化学研究院等一批高校、科研院所拥有大批专业人才，可为碳纤维产业的发展提供了强大的技术支持。4、具有市场优势。随着哈飞空客复合材料项目、哈尔滨玻璃钢研究院碳纤维复合材料综合应用等项目的实施，碳纤维需求量不断加大；加之黑龙江省作为一个冰雪大省，冰雪产业发展前景广阔，高级滑雪板、滑雪杆、冰球棒等体育用品市场容量巨大。（二）劣势1、产业源头企业还在建设中。不论天顺的PAN基碳纤维还是中铁包装的植物碳纤维，都仅是中试的产物，还未进入大批量工业生产，目前，仍在建设期，距正常批量生产还有很长的路，还存在许多不确定因素。2、产业发展远落后于国内其他地区。国家《新材料产业“十二五”发展规划》产业布局中，提出“有序建设重点新材料产业基地，重点建设江苏连云港、山东威海、吉林碳纤维及其复合材料基地，北京、广东、山东等树脂基复合材料基地，湖南碳/碳复合材料基地，四川成都综合性复合材料基地/从国家产业战略布局上，我市未纳入国家新材料产业规划。3、资金投入不足，不能尽快形成产能和产出。吉林化纤集团投资亿元，四川省向中以沥青碳纤维为主的生产基地，总投资达亿元，陕西航天四院投资亿元。我市天顺化工投资亿元，但资金上存在较大缺口。4、碳纤维及其复合材料应用研究没有形成合力。高校、科研院开展碳纤维及其复合材料应用领域研究，缺乏协调性和统一性，技术力量分散，没有形成合力。（三）机遇1、国家《新材料产业“十二五”发展规划》中，碳纤维产业被列入发展重点之一。将为产业发展提供保障措施，制定和完善有利于新材料产业发展的风险投资扶持政策，鼓励和支持民间资本投资新材料产业；鼓励金融机构支持符合新材料产业发展规划和政策的企业、项目和产业园区。支持符合条件的新材料企业上市融资、发行企业债券和公司债券等。2、目前我国碳纤维生产企业有30多家，大部分属于低水平重复建设，技术并不过关；规划产能高达7万〜8万吨/年，实际产量却仅有2000吨左右，大部分尚达不到T300水平，不能满足高技术产品要求。3、广阔的市场需求，推动碳纤维产业发展。（四）挑战我市发展碳纤维产业面临的挑战，应该是我们自己，即能否尽快实现碳纤维（T300）的批量稳产，以及攻克高性能碳纤维（T700）,并以此发展碳纤维下游产业。如果不能在近两年实现这个目标，中钢吉炭江城碳纤维、蓝星碳纤维、中油吉化碳纤维等项目投产，并达到T300以上水平，将给我市碳纤维产业链发展带来冲击。（五）结论随着碳纤维及其复合材料的不断研发，应用领域的不断扩大，需求将飞速增长。碳纤维及其复合材料以及应用领域都将成为朝阳产业。五、下步工作重点（-）加大资金和政策支持力度，为碳纤维及其复合材料产业的发展提供保障。一是对已谋划的碳纤维原丝产业化及碳纤维复合材料应用的项目，在土地、能源、电力等生产要素方面提供优先保障措施。二是组织企业积极做好项目申报工作，争取得到国家、省项目资金的扶持。对获得国家、省级专项资金支持的重大项目，市、区政府也要配套支持资金。三是参照省《关于促进新兴产业加快发展的若干政策措施》，应设立新材料产业化的试车、研发基金，或出台我市“促进新兴产业加快发展的若干政策措施”，支持和扶持碳纤维及其复合材料产业化项目。（二）整合创新资源，组建“黑龙江省碳纤维及其复合材料研发中心二以哈尔滨天顺化工有限公司为投资主体，吸纳社会资本及高等院校、科研院所高端人才，实行股份制,以独立法人形式，采取市场化运作方式，组建黑龙江省碳纤维及其复合材料研发中心。一是在人才引进方面，采取灵活性强、市场化运作的年薪制、课题制，广泛吸引国内外科研人才。在研发课题方面，采取以客户为导向的创新战略，使科研成果与市场需求紧密结合。对确定的技术攻关项目，从市科技进步专项资金中给予项目经费补助。在项目管理方面，实行项目课题组长负责制。二是积极支持研发中心进入省级企业技术中心和国家级企业技术中心。对首次进入省级企业技术中心、国家级企业技术中心的，给予研发和建设经费支持。三是鼓励引进先进技术在省内转化。对引进国内或国外先进技术进行消化、吸收和再创新，对实现产业化的项目，经申报认定后，从市发展高新技术产业专项资金中给予无偿资助、贷款贴息等支持。（三）加大园区建设和招商引资力度，加快碳纤维及其复合材料产业发展。采取市、区共建的方式，积极推进哈尔滨市南岗区新材料产业园区的建设。依托南岗区新材料产业园区，围绕天顺化工碳纤维产品，引进碳纤维及其复合材料相关企业。通过多种渠道向外界进行推介，探索通过代理招商、网上招商等途径，搭建招商平台，完善招商服务，力争引进一批战略投资者。同时，利用我市装备工业优势，研发碳纤维在装备工业中的应用。（四）积极促进碳纤维产品推广和应用。积极协调有关企业、科研院所、高等院校对中试的碳纤维产品做好试验应用工作，进一步提升产品质量，不断拓宽应用领域，延伸产业发展链条，加快碳纤维产品的推广应用进程。1、推进T300级碳纤维试车、稳产，研发T700级碳纤维。我市天顺化工碳纤维原丝生产线安装已进入后期，推进碳纤维原丝生产线的试车、稳产，市2013年的一项重点工作，其次是研发攻关T700级碳纤维。其三是研究降低碳纤维成本，以T300碳纤维为主。2、加大碳纤维及其复合材料应用研究和布局。南岗省先进复合材料产业基地建设，为我市发展先进复合材料产业奠定了基础，目前已有3户企业围绕碳纤维进入基地，下一步仍然要依托碳纤维引进相关应用领域的企业。主管副主任：部广斌石化工业处：处长：杨新发（执笔人）