高性能纖維是我國國民經濟發展和國防建設不可或缺的戰略性新材料高性能纖維是我國國民經濟發展和國防建設不可或缺的戰略性新材料 近年來近年來 我國高性能纖維在產業化技術我國高性能纖維在產業化技術 產品品種質量產品品種質量 市場化應用等方面取得快速市場化應用等方面取得快速發展發展 20162016年年 我國高性能纖維總產能約為我國高性能纖維總產能約為1818萬噸萬噸 出口出口7 7 6464萬噸萬噸 同比增長同比增長1 1 4848 產能規模居世界前列產能規模居世界前列 化纖工業化纖工業 十三五十三五 發展規劃發展規劃 的目標是高性能纖維有效產的目標是高性能纖維有效產 能達到能達到2626萬噸萬噸 市場前景廣闊市場前景廣闊 前言前言 Introduction 20192019年高性能纖維年高性能纖維 行業市場前景研究報告行業市場前景研究報告 高性能纖維是我國國民經濟發展和國防建設不可或缺的戰略性新材料高性能纖維是我國國民經濟發展和國防建設不可或缺的戰略性新材料 近年來近年來 我國高性能纖維在產業化技術我國高性能纖維在產業化技術 產品品種質量產品品種質量 市場化應用等方面取得快速市場化應用等方面取得快速發展發展 20162016年年 我國高性能纖維總產能約為我國高性能纖維總產能約為1818萬噸萬噸 出口出口7 7 6464萬噸萬噸 同比增長同比增長1 1 4848 產能規模居世界前列產能規模居世界前列 化纖工業化纖工業 十三五十三五 發展規劃發展規劃 的目標是高性能纖維有效產的目標是高性能纖維有效產 能達到能達到2626萬噸萬噸 市場前景廣闊市場前景廣闊 前言前言 Introduction 目 錄 目 錄 CONTENTS 高性能纖維市場概況高性能纖維市場概況 2 4 碳纖維碳纖維 芳綸纖維芳綸纖維 超高分子量聚乙烯纖維超高分子量聚乙烯纖維 5 玄武巖纖玄武巖纖維維 1 2 3 4 5 6 聚苯硫醚纖維聚苯硫醚纖維 7 高性能纖維市場前景高性能纖維市場前景 01 高性能纖維 PAGE 7 5 高性能纖維一般指強度大于17 6cN dtex 彈性模量在440cN dtex以上的纖 維 高性能纖維是纖維科學和工程界開發的一批具有高強度 高模量 耐高溫 性的新一代合成纖維 高性能纖維具有普通纖維沒有的特殊性能 主要應用于 軍工和高科技產業各個領域 1 極高的機械性能 高強度 高彈性模量 2 高性能纖維具有耐高溫性 具有高溫下尺寸穩定 熱收縮率很 低 因此在耐熱防護材料上有特殊用途 3 密度低 有利于制品的輕量化 4 有機高性能纖維加工簡便 容易成型 5 有機和無機高性能纖維耐腐蝕 定義定義 特點特點 定義及特點定義及特點 PAGE 7 6 耐腐蝕 纖維 耐高溫 纖維 功能纖 維 彈性體 纖維 抗燃纖 維 高強度 高模量 纖維 高性能 纖維 高性能纖維按性能性能 可分為耐腐蝕性纖維 耐高溫纖維 抗燃纖維 高強度高模量纖維 功 能纖維和彈性體纖維等 分類分類 PAGE 7 7 碳纖維碳纖維 超高分子量聚乙烯纖維超高分子量聚乙烯纖維 聚苯硫醚聚苯硫醚 芳綸纖維芳綸纖維 玄武巖纖玄武巖纖維維 碳纖維質量輕 強度高 相比金 屬具有比重小 模量大 耐溫耐 磨 耐腐蝕和可加工等優異特性 廣泛用于航天航空 風電葉片 體育器材 汽車等領域 芳綸 是一種新型高科技合成纖維 具有超高強度 高模量和耐高溫 耐酸耐堿 重量輕 絕緣 抗老化 生命周期長等優良性能 廣泛應用 于復合材料 防彈制品 建材 特 種防護服裝 電子設備等領域 超高分子量聚乙烯纖維 又稱高強高模 聚乙烯纖維 是目前世界上比強度和比 模量最高的纖維 其分子量在100萬 500萬的聚乙烯所紡出的纖維 作為耐高溫隔熱保溫材料 復合增 強纖維材料 高性能摩擦和過濾材 料 玄武纖維可廣泛應用于航天 航空 高速列車 汽車 船舶 國 防 軍工 安防 建筑等行業 聚苯硫醚主要用于特種功能過濾材 料 如燃煤鍋爐過濾袋用布 造紙 機用布 電子工業專用紙 電絕緣 體 電解隔膜 氣液過濾材料 防 霧材料 耐輻射材料 特種墊圈和 包裝材料的高性能組分等 主要種類主要種類 高性能纖維材料主要有碳纖維 芳綸纖維 玄武巖纖維 聚苯硫醚纖維 超高強高模聚乙烯纖維 聚對苯撐苯并雙惡唑纖維 聚酞亞胺纖維和聚四氟乙烯纖維等 政策政策 發布時間發布時間 主要內容主要內容 中國制造2025 2015 5 重點發展高檔數控機床和機器人 航空航天裝備 海洋工程裝備及 高技術船舶 先進軌道交通裝備 節能與新能源汽車 電力裝備 農機裝備 生物醫藥及高性能醫療器械等十個高性能纖維均有不同 應用的領域 十三五 國家科技創新規劃 2016 8 強化重點領域關鍵環節的重大技術開發 發展高性能纖維及復合材 料等先進結構材料 中國科學院 十三五 發展規劃綱要 2016 9 科技創新2030 重大項目 中提出要重點新材料研發及應用 重 點研制碳纖維及其復合材料等 突破制備 評價 應用等核心關鍵 技術 石化和化學工業發展規劃 2016 2020 年 2016 9 將高性能纖維作為化工新材料創新發展工程之一 化纖工業 十三五 發展指導意見 2016 11 進一步提升與突破高性能纖維重點品種關鍵生產和應用技術 拓展 高性能纖維作為戰略性新興材料在先進軌道交通 新能源汽車 航 天裝備 海洋工程和電力等領域的應用 十三五 國家戰略性新興產業發展規 劃 2016 11 面向航空航天 軌道交通 電力電子 新能源汽車等產業發展需求 擴大高性能纖維規模化應用范圍 加強新材料產業上下游協作配套 在碳纖維復合材料等領域開展協同應用試點示范 搭建協同應用平 臺 PAGE 7 8 行業政行業政 策策 資料來源 中商產業研究院整理 政策政策 發布時間發布時間 主要內容主要內容 新材料產業發展指南 2016 12 以高性能碳纖維 芳綸纖維等高性能纖維及復合材料等為重點 突 破技術關 市場關 實現產業化和規模應用 十三五 材料領域科技創新專項規劃 2017 4 以包括高性能碳纖維 芳綸纖維 超高分子量聚乙烯纖維等在內的 高性能纖維及復合材料等為核心 解決材料設計與結構調控的重大 科學問題 產業關鍵共性技術發展指南 2017年 2017 10 在原材料工業 裝備制造業 消費品工業和節能環保與資源綜合利 用四個領域 提升碳纖維應用的關鍵技術 2017年石化化工行業經濟運營情況 2018 2 指導碳纖維及復合材料產業發展聯盟等聯盟開展工作 推動碳纖維 等在下游領域的應用推廣 推動碳纖維復合材料在汽車行業的應用 重點新材料首批次應用示范指導目錄 2018 9 關鍵戰略材料中包含有高性能碳纖維 芳綸纖維材料制品等纖維材 料 2019年政府工作報告 2019 3 培育新一代信息技術 高端裝備 生物醫藥 新能源汽車 新材料 等新興產業集群 PAGE 7 9 行業政策行業政策 資料來源 中商產業研究院整理 PAGE 7 10 發展現狀發展現狀 近年來 我國高性能纖維在產業化技術 產品品種質量 市場化應用等方面取得快速 發展 高性能纖維已成為制造業提升的新動 力 全面滲透到汽車輕量化 航空航天 風 力發電 國防軍工 土木建筑 船舶纜繩等 領域 我國逐步成為全球品種覆蓋面最廣的 高性能纖維生產和消費大國 盡管在高端領 域我國高性能纖維產業自主創新能力還有待 提升 但國內企業已在探索核心技術 逐漸 打破國外壟斷 國產化率有望穩步提升 18 26 0 5 10 15 20 25 30 2016年 十三五目標 高性能纖維產能預測高性能纖維產能預測 產能 萬噸 2016年產能18萬噸 出口7 64萬噸 同 比增長1 48 數據來源 中國石油和化學工業聯合會 中商產業研究院 02 碳纖維 PAGE 7 12 定義及特點定義及特點 碳纖維是含碳量大于95 的纖維材料 由聚丙烯 腈 黏膠纖維 瀝青纖維等有機纖維在高溫下碳化制 得 本質上來說 他是碳的同素異形體 碳纖維性能優異 具有耐腐蝕 抗氧化 不生銹等 優良性質 但碳纖維由于橫向耐沖力差 耐磨性差 多 作為增強材料加入到樹脂 金屬 陶瓷 混凝土等材料 中 構成復合材料 其中樹脂型復合材料生產最多 使 用最為廣泛 定義定義 特點特點 PAGE 7 13 分類分類 按力 學性 能 標準模量 230GPa左右 中模量 280 350GPa 高模量 350GPa 按絲 束大 小 小絲束 或標準絲束 24K 大絲束 24K 按照力學性能分類 碳纖維可分為標準模量 230GPa左右 中模量 280 350GPa 和高模 量 350GPa 三類 按照纖維絲束大小分類 可分為小絲束 或標準絲束 24K 和大絲束 24K 兩大類 按不同的前驅體分類 聚丙烯腈基碳纖維占碳纖維總量的92 瀝青基碳纖維 占7 黏膠基碳纖維只占1 PAGE 7 14 產業鏈產業鏈 丙烯腈 原絲 碳纖維 復合材料 核心機械設備 碳纖維織物 航空 體育 汽車 風電 漁具 碳纖維預浸 聚合紡絲 碳化 編織 浸 潤 成型 應用 資料來源 中商產業研究院整理 PAGE 7 15 生產工藝生產工藝 資料來源 中簡科技招股說明書 碳纖維碳纖維生產工藝復 雜 包括聚合 紡絲 氧化碳 化 表面處理和上漿 目前聚 合方面已有黏膠 瀝青 聚丙 烯腈及生物質等多種原料及聚 合技術 應用最為廣泛及成熟 的仍為聚丙烯腈 PAGE 7 16 應用領域應用領域 碳纖維生產工藝復雜 技術含量高 高性能碳纖維制備技術及配套設備主要控制在日本和美國手中 目前全球范圍內能實現碳纖維工業化生產的國家僅十個左右 規模化生產企業也只有少數幾家 而另一 方面全球碳纖維需求量迅猛增加 應用領域包括航空航天 兵器裝備 電子通訊 軌道交通 船舶制造 汽車零部件 醫療器械 風電葉片 高端體育休閑用品 重大基礎設施建設等領域 航空航天 航洋工程 新能源汽車 軌道交通 工程機械 風力發電 PAGE 7 17 全全球產能分球產能分布布 截至2017年 全球碳纖維產能超過14 7萬噸 日本獨占鰲頭 日本東麗為碳纖維行業龍頭 在日 本 韓國 法國 美國等地均有生產裝置 并且先后完成多起行業內收購 25 19 17 7 6 6 5 4 4 7 全球碳纖維產能占比情全球碳纖維產能占比情況況 美國 日本 中國大陸 韓國 中國臺灣 匈牙利 墨西哥 德國 法國 其他 數據來源 中商產業研究院整理 PAGE 7 18 全全球主要企業產球主要企業產能能 27100 15000 14900 14300 13900 8800 7200 7000 6000 4650 3600 3500 3100 2500 2000 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 東麗 西格里 卓爾泰 克 三菱 帝人東 邦 臺塑 赫氏 索爾維 中復神 鷹 江蘇恒 神 陶氏奧 克斯 精工集 團 光威復 材 曉星 UMATEX 20172017年世界主要企業碳纖維產能情況年世界主要企業碳纖維產能情況 產能 噸 年 當前日本東麗碳纖維合計產能達4 2萬噸 占全球總產能的28 6 除東麗外 日本三菱 帝人東 邦 德國西格里 臺灣臺塑 美國赫氏 韓國曉星 科隆 中國中復神鷹 江蘇恒神 光威復材等公 司亦有碳纖維生產線 數據來源 中國石油和化學工業聯合會 中商產業研究院 PAGE 7 19 市場分布市場分布 19 80 19 20 13 20 9 80 6 90 5 60 風電葉片 航空航天 體育休閑 汽車 混陪模成型 壓力容器 20172017年全球碳纖維前五領域需求量年全球碳纖維前五領域需求量 單位 萬噸 11 52 3 04 2 77 1 76 1 24 航空航天 體育休閑 風電葉片 汽車 混配模成 型 20172017年全球碳纖維前五領域市場份額年全球碳纖維前五領域市場份額 單位 億美元 碳纖維用量占比前三的領域是風電葉片 航天航空和體育休閑 分別占比為23 5 22 8 和15 7 而碳纖維下游市場規模前三分別為航空航天 體育休閑和風電葉片 分別占比48 9 12 9 和11 8 數據來源 中國石油和化學工業聯合會 中商產業研究院 PAGE 7 20 全球市場需求全球市場需求 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 20152015 20202020年碳纖維需求量及預測情況年碳纖維需求量及預測情況 需求量 萬噸 伴隨著應用于飛機的復合材料比例 增加 碳纖維的質輕 高強在航空航天 領域的優勢逐漸凸顯 波音 空客相繼 推出碳纖維復合材料質量占比50 的大 型客機 且空客350產能有較大增長 直接帶來全球碳纖維產量的增加 2017年全球需求量約為8 4萬噸 2009 2017年年均復合增長率為11 4 按照全球碳纖維需求量10 年均復合增 長率計算 到2020年碳纖維需求量將達 到11 2萬噸 數據來源 中國石油和化學工業聯合會 中商產業研究院 PAGE 7 21 國國內主要企業產能內主要企業產能 據不完全統計 多達45家 企業參與了碳纖維投資 到 2017年投入近300億巨額資金 但直至2015年 我國碳纖維市 場開始進入理性化發展 各大 碳纖維企業開始拓寬視角 上 游下游齊發力 國內碳纖維產 業正在形成新的局面 60006000 46504650 35003500 31003100 18001800 18001800 12001200 600600 550550 500500 500500 360360 中復神鷹 江蘇恒神 精功集團 光威復材 中安信 蘭州藍星 太鋼鋼科 中油吉化 吉林江城 上海石化 河南永煤 中簡科技 中國主要碳纖維企業產能情況中國主要碳纖維企業產能情況 產能 噸產能 噸 年 年 資料來源 中國石油和化學工業聯合會 中商產業研究院 PAGE 7 22 國內下游領域國內下游領域 25 5 25 5 13 0 7 7 5 5 4 3 3 8 5 2 9 5 國內碳纖維需求占比情況國內碳纖維需求占比情況 中國大陸體育 中國臺灣體育 風電葉片 建筑補強 混配模成型 壓力容器 航空航天 電子電器 汽車 其他 在我國碳纖維消費領域 體育休閑領 域競爭激烈 高端領域供應不足 2017年 我國碳纖維消費量約2 35萬噸 其中體育 用品占消費比例51 而航空航天占比僅 3 8 但隨著國產大飛機C919 C929的逐步 問世及軍用飛機的研發 碳纖維復合材料 在航空航天領域的應用也將愈加廣泛 另 外 隨著戰機的更新換代 更高碳纖維復 合材料含量的先進戰機成為新需求 這將 成為國產碳纖維向高端領域發展的動力 資料來源 中國石油和化學工業聯合會 中商產業研究院 PAGE 7 23 國內市場需求國內市場需求 13611 12793 14408 15963 16087 16685 16956 16740 1500 2000 2500 3600 7400 9620 12506 16258 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 2013 2014 2015 2016 2017 2018E 2019E 2020E 20132013 20202020年中國碳纖維需求量及預測年中國碳纖維需求量及預測 進口量 噸 國產量 噸 我國碳纖維需求隨著自給率提高將有進一步增長 從產量和進口量趨勢看 到2020年我國碳纖維 產量及進口量基本持平 消費量預計達到3 3萬噸 2017 2020年年均復合增長率約12 0 資料來源 中國石油和化學工業聯合會 中商產業研究院 PAGE 7 24 公公司部分產司部分產品品 光威復材 公司成立于1992年 2017年9月1日上市 致力于高性能碳纖維及復合材料的研發和生產 國內碳纖維行業第一家A股上市公司 公司以高端裝備設計制造技術為支撐 形成了從原絲開始的碳纖維 織物 樹脂 高性能預浸材料 復合材料制品的完整產業鏈布局 是目前國內碳纖維行業生產品種最全 生產技術最先進 產業鏈最完整的龍頭企業之一 公司產品涵蓋碳纖維原絲 PAN基 不同型號的碳纖維 T300 T700 T800 M40J M50J等型號 不同樹脂基碳纖維預浸料 以及適用于不同行業的碳纖維復合材料制品 風電碳梁 玻纖管 漁具等 碳纖維 玻纖管 玻璃纖維預浸料 風電碳梁 鍍銀 暗 玻璃纖維 提花織物預浸料 企業分析企業分析 PAGE 7 25 2014年 承擔了國家863計劃 M55J級 碳纖 維制備項目 2002年開始研制碳纖維 2005年 光威拓展承擔的兩項 863 碳纖維專 項 通過鑒定 并建成國內首條CCF300百噸線 啟動國產碳纖維航空應用驗證 2008年 建成國內第一條千噸級碳纖維生產線 2017年 突破CCF1000和CCM55J碳纖維關鍵技 術 9月1日 在深圳證券交易所創業板掛牌上 市 2015年 自主研發制造溫度為3000 超高溫石 墨化爐 CCM46J石墨纖維工程化 2010 2013年 公司完善碳纖維產業鏈 并突 破T700級工程化關鍵技術 2016年突破了CCM50J關鍵技術 2010年 突破CCF700關鍵技術 2012年 公司開始研制T800級碳纖維 2013年 突破CCF800 CCM40J關鍵技術 形成 碳纖維全產業鏈條 發展歷程發展歷程 PAGE 7 26 創新成果創新成果 內容內容 干噴濕紡工藝技術 通過試驗線試生產 驗證了募投項目以干噴濕紡工藝生產T700S T800S低成本碳纖維 的工藝技術能力 產品各項性能指標與國際同級產品水平相當 生產效率明顯提高 T800H一條龍項目 已經完成主導工藝評審 并完成了數字化車間評審 具備批量生產能力 正在進行工 程化應用驗證 M40J一條龍項目 完成了主導工藝評審 任務書評審 復合材料驗證 并開展了批次穩定性取樣評價 經第三方評價 碳纖維性能全面達標 55J項目 相繼突破關鍵技術和工程化生產 產品性能達到國際同類產品水平 通過 863 中期 檢查 同時作為參研單位獲批承擔國家項目 正在配合應用單位進行復材性能評價 低成本預浸料高端應 用項目 完成批次預浸料物理性能和力學性能摸底測試 達到項目性能指標要求 24K大絲束項目 實現小批量生產 產品性能與國外同級別產品水平相當 并通過驗證成為風電碳梁項 目的合格供應商 T1000級碳纖維 突破關鍵技術 產品性能經第三方檢測 與國外同級別產品水平相當 資料來源 中商產業研究院整理 PAGE 7 27 4 99 4 68 5 43 6 33 9 49 13 64 0 75 0 51 1 76 1 99 2 37 3 77 0 1 2 3 4 0 2 4 6 8 10 12 14 16 2013 2014 2015 2016 2017 2018 20132013 20182018年光威復材營收及凈利增長情況年光威復材營收及凈利增長情況 營收 億元 凈利 億元 44 39 38 35 13 48 3 78 20182018年光威復材營收按產品分類占比情況年光威復材營收按產品分類占比情況 碳纖維及織物 碳梁 預浸料 制品及其他 2013 2018年光威復材營收從4 99億元增長到13 64億元 凈利潤從0 75億元增長到3 77億元 從 2018年產品營收占比來看 碳纖維及織物占比最高為44 39 2018年營收為6 03億元 其次是碳梁產品 營收5 21億元 數據來源 公司公告 中商產業研究院整理 03 芳綸纖維芳綸纖維 PAGE 7 29 定義及分類定義及分類 芳綸是一種性能優異的合成材料 芳綸全稱為 聚苯二甲酰苯二胺 是一種新型高科 技合成纖維 具有超高強度 高模量和耐高溫 耐酸耐堿 重量輕等優良性能 其強度是 鋼絲的5 6倍 模量為鋼絲或玻璃纖維的2 3倍 韌性是鋼絲的2倍 而重量僅為鋼絲的 1 5左右 在560度的溫度下 不分解 不融化 它具有良好的絕緣性和抗老化性能 具 有很長的生命周期 芳綸主要分為對位芳綸 或稱芳綸1414 芳綸II 為聚對苯二甲酰對苯二胺纖 維 間位芳