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基于未來全球能源工業(yè)領域對碳纖維需求的持續(xù)爆發(fā)，以及碳纖維產(chǎn)能的快速擴張，必然推動全球碳纖維價格出現(xiàn)快速下滑，并將推動下游需求的急速放量。而中國碳纖維產(chǎn)業(yè)在未來一段時間，必將在中低端產(chǎn)品中異軍突起，利用成本優(yōu)勢快速催動本國需求崛起，并將占領全球中低端市場主流。我們對碳纖維行業(yè)給予“看好”評級。
碳纖維：先進復合材料中最重要的增強材料 copyright 123456
碳纖維是利用各種有機纖維在惰性氣體中、高溫狀態(tài)下，以碳化方法制得的含碳量90%以上的纖維狀碳素材料。碳纖維是高性能纖維中具有最高比強度和最高比模量的纖維(強度高于鋼鐵材料10倍，質量僅有鋁材的1/2)，除具有優(yōu)異的力學性能外，還兼具低密度、耐高溫、耐腐蝕、耐摩擦、抗疲勞、震動衰減性高、電及熱傳導性高、熱膨脹系數(shù)低、光穿透性強、電磁屏蔽型好等諸多優(yōu)良性能，因而碳纖維成為先進復合材料中最重要的增強材料，是國防軍工和國民經(jīng)濟中均具有舉足輕重地位的戰(zhàn)略原材料。 本文來自123
碳纖維產(chǎn)業(yè)是由原絲(PAN)生產(chǎn)再到預浸料再到具體的終端廠家這么一個產(chǎn)業(yè)鏈。當生產(chǎn)PAN基碳纖維的時候，被稱為“母體”的聚丙烯腈纖維首先要通過聚合和紡紗工藝加工聚丙烯腈而成。然后，將這些母體放入氧化爐中在200到300攝氏度進行氧化。另外，還要在碳化爐中，在溫度為1000到2000攝氏度間進行碳化制成碳纖維。 copyright 123456
應用領域深入拓展碳纖維需求爆發(fā) copyright 123456
自20世紀70年代，碳纖維在航天航空領域應用以來，其應用潛力日益受到各國高度重視。隨著碳纖維原絲工藝技術的逐漸成熟，干噴濕紡和射頻法新工藝正逐步取代傳統(tǒng)的干法和濕法紡絲，碳纖維品質的提升節(jié)節(jié)攀升、價格顯著下降，極大的拓展了高性能碳纖維的應用領域。在碳纖維品質提升與價格下降的雙推動下，能源工業(yè)領域的應用將進一步深化發(fā)展。 123,123
能源和工業(yè)領域成就碳纖維需求快速爆發(fā) copyright 123456
2010年能源和工業(yè)用途的碳纖維需求總量已占到PAN-CF總需求量的50%以上，我們預計到2019年能源和工業(yè)領域的需求可望提高至75%，并長期推動碳纖維需求的急速前行。根據(jù)我們測算，由于風電葉片、壓力容器、汽車等行業(yè)的需求快速釋放，能源和工業(yè)領域的碳纖維需求量將從2011年的2.96萬噸增長至2019年為10.5萬噸，CAGR高達17%。 123456
(1)CFRP在風電葉片領域快速滲透，成碳纖維最大需求端。風能是一種可以長期利用的可再生自然資源。目前，風電技術已很成熟，風力發(fā)電設備的關鍵部件：葉片，現(xiàn)多使用玻璃纖維增強材料(GFRP)制造，但是GFRP難于滿足葉片尺寸加大對剛性的要求。碳纖維增強材料(CFRP)在葉片上的應用，無疑將促進風能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。風力發(fā)電機超過3MW、葉片長度超過40m時，在葉片制造時采用CFRP已成必然的選擇。在大尺寸葉片生產(chǎn)中，由于材料用量、運輸和安裝成本等的下降，CFRP葉片的成本反而比GFRP葉片低。另外，利用碳纖維的導電性能，通過特殊的結構設計，可有效的避免雷擊對葉片造成的損傷。目前，就GFRP葉片的模量和強度來說，其臨界長度大約是60m，而CFRP的比強度是GFRP的2倍，比模量約是GFRP的3倍，采用CFRP葉片能有效的增加臨界長度。CFRP葉片大容量風機已成為主導趨勢，這點在歐洲和亞洲非常明顯。 123456
風電葉片一直是PAN-CF的一大市場，2010年以來，全球風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展明顯減速，而我國的風電產(chǎn)業(yè)已失去國家的扶持和補貼，在激烈競爭的環(huán)境下，風電企業(yè)將更多的考慮經(jīng)營成本和風險，不僅要考慮每千瓦的造價，更要重視度電成本，從風電投資、風電場運營維護成本和發(fā)電量等綜合考慮，長期來看，將有利于葉片的大型化和碳纖維化。隨著2011年全球風電裝機增速有所下滑，但是預計2019年全球將生產(chǎn)2.7萬臺風機以及8.2萬片葉片，其中碳纖維增強塑料(CFRP)葉片將占全部葉片材料的7%左右，即需求量接近6.4萬噸/a.2010、2019年風電所需碳纖維量分別為9990噸、64190噸，年復合增長率達到23%。
(2)碳纖維復合材料在CNG儲存的增長動能極大。壓縮天然氣(CNG)是一種較理想的能源，具有成本低、效益高、無污染、使用安全等特點，作為汽車動力和生活燃料來源已有幾十年歷史。作為CNG儲存容器的氣瓶是CNG動力的關鍵部件。由于CNG汽車的逐漸推廣，CNG氣瓶將具有十分廣闊的前景。
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壓力容器是個具有較大增長潛力的CFRP終端市場，特別是汽車的壓縮天然氣瓶(CNG)，2010年的需求量為1480t，根據(jù)我們測算到2019年有望增至11470t，將增長8倍，約占碳纖維總量的10%，年復合增長率27.4%。
(3)碳纖維復合材料在汽車領域的增長不可忽視。當前，汽車工業(yè)正面臨資源和環(huán)境的嚴峻挑戰(zhàn)，推進汽車輕量化以降低油耗，是汽車工業(yè)發(fā)展的主題。復合材料因具有加工能耗低、輕質高強、可設計性強、耐腐蝕、成型工藝性好等優(yōu)點，成為汽車工業(yè)以塑代鋼的理想材料。據(jù)數(shù)據(jù)顯示，汽車用復合材料已占全球復合材料總量的23%以上，并呈逐步上升的趨勢。 本文來自123
同時，碳纖維復合材料在電動車上的應用空間更加巨大。以BMW為例，其生產(chǎn)的i3是第一款主要由碳纖維材料制成的量產(chǎn)汽車。新型碳纖維復合材料技術的應用使得BMWi3的車身質量比傳統(tǒng)電動車減輕了250-350kg. 內(nèi)容來自123456
汽車領域將是碳纖維復合材料最具有潛力、需求量巨大的市場之一，特別是電動汽車領域輕量化需求推動下，2010年汽車產(chǎn)業(yè)的碳纖維需求量為2300t，根據(jù)我們測算到2019年有望增至9300t，年復合增長率17%。 內(nèi)容來自123456
(4)其它能源和工業(yè)領域也將出現(xiàn)不同程度的需求增量。在能源和工業(yè)的其它領域，以電力生產(chǎn)和輸送、石油開采為例，碳纖維復合材料都保持了不同程度的需求增量。
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實現(xiàn)核電清潔能源的關鍵是核燃料的供應，一個核燃料生產(chǎn)工廠一般由數(shù)十萬臺相同的專用分離器組成，如果能夠提高每個分離器的生產(chǎn)能力，則整個工廠的生產(chǎn)能力會得到極大的提高。采用全碳纖維復合材料結構的分離器，生產(chǎn)效率是第一代分離器的8倍多。 本文來自123
碳纖維在輸電領域的利用，主要是用來制作成碳纖維復合材料芯鋁導線(ACCC)。我國每年新增輸電線路100萬km，老化改造線路約20萬km，并且這個數(shù)字以每年50%左右的速度遞增，這為ACCC的大力推廣提供了潛在的需求市場。 內(nèi)容來自123456
碳纖維復合材料由于具有模量高、強度大(鋼的7-9倍)、耐腐蝕性強、易于修補、抗沖擊性強、熱膨脹系數(shù)和導熱性低、質量輕又無浮力等諸多優(yōu)點，被廣泛應用于深海石油平臺的結構件，如臍帶管加強桿、錨鏈線纜、采油立管、柔性立管等上。碳纖維復合材料支撐的系纜可用于開采深度達3000m的深海作業(yè)平臺，且耐腐蝕性優(yōu)異，工作壽面可達25年。
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我們預測核電、電力傳輸、石油開采等領域，每年的需求擴張基本保持在年復合增長率9%左右，是能源和工業(yè)領域的另外極大重要領域。
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航天航空對碳纖維的需求依然可持續(xù)爆發(fā) copyright 123456
隨著B787、A-380、A-350和COMACC919等大型項目的強勁支撐，航空航天領域對碳纖維的需求依然會持續(xù)爆發(fā)。CFRP在飛機結構材料的使用上限約為50%-55%，除B-787和A-380外，目前正在研發(fā)中的支線飛機(小于200座的窄體商用飛機)有2種，一是上海的COMACC919，另外一種是莫斯科的蘇霍伊100民用飛機，他們預計將采用15-37%的符合材料。在2011-2020年的10年間，通用航空領域可望增加12400架飛機，公務機市場將新增13600架。新飛機上的符合材料約占54%，公務機中占68%左右。 123,123
我們預計，隨著B787、A-380、A-350和COMACC919等大型項目的強勁支撐，航空航天領域對碳纖維的需求也將出現(xiàn)大幅上升。2011年全球航空航天領域對碳纖維的需求量約為7010噸，而至2019年我們預計將達到18100噸，年復合增長率達到13%。
消費和娛樂領域對碳纖維的需求保持平穩(wěn) 123456
消費和娛樂領域中，最早應用PAN-CF的是釣魚竿，現(xiàn)在世界上碳纖維釣魚竿的年生產(chǎn)量為1200萬根左右，每一萬根釣魚竿大概消耗一噸碳纖維，因此全球目前每年釣魚竿的碳纖維用量約1200噸；全球碳纖維高爾夫球桿的年生產(chǎn)量約4000萬根左右，每一萬根高爾夫球桿大概消耗0.5噸碳纖維，總量相當于2000噸碳纖維的用量；目前世界上年生產(chǎn)碳纖維球拍約450萬個，需碳纖維用量約500噸；在其他方面，碳纖維還廣泛應用于滑雪板、棒球棒、公路賽以及船舶類體育用品。
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投資建議 copyright 123456
基于未來全球能源工業(yè)領域對碳纖維需求的持續(xù)爆發(fā)，以及全球(特別是亞洲地區(qū))的碳纖維產(chǎn)能的快速擴張，必然推動全球碳纖維價格出現(xiàn)快速下滑，并將推動下游需求的急速放量。而中國碳纖維產(chǎn)業(yè)在未來一段時間，必將在中低端產(chǎn)品中異軍突起，利用成本優(yōu)勢快速催動本國需求崛起，并將占領全球中低端市場主流。我們對碳纖維行業(yè)給予“看好”評級。 123456
