IM电竞「行业动态」碳纤维新兴领域需求量被引爆传统应用领域路在何方?
栏目:行业动态 发布时间:2022-10-24 09:35:35

  材料工业作为我国七大战略性新兴产业、“中国制造2025”重点发展的十大领域之一,是制造强国和国防工业发展的关键保障。高性能纤维及其复合材料尤其是碳纤维复合材料则是引领新材料技术与产业变革的重要一环,其被广泛应用于休闲娱乐、建筑加固、轨道交通、基础设施建设等重要传统领域。

  而随着国内外各类新兴产业发展,近年来,海上风电、航空航天、军工、压力容器等市场迅速爆发,新兴领域碳纤维需求量被引爆。那么,传统碳纤维应用产业该如何发展?其对于碳纤维复合材料的需求又该何去何从?这些都值得我们思考。

  碳纤维(carbon fiber,简称CF),是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成,经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。因其优异的综合性能及高附加值,被称作是21世纪的“黑色黄金”。它细如发丝,韧如钢铁,其密度不到钢的1/4,强度却是钢的5-7倍。与铝合金结构件相比,碳纤维复合材料减重效果可达到20%-40%;与钢类金属件相比,其减重效果可达到60%-80%。因此,它是结构轻量化的首选材料,也是极端服役环境不可替代的功能材料。

  人类的发展是在众多偶然现象之中发展起来的,犹如“盘古开天辟地”打开光明,碳纤维也是如此。

  从1860年英国人约瑟夫·威尔森·斯旺(Joseph Wilson Swan)追求光明,发明制作碳丝灯泡,到1882年碳丝电灯实用化。

  从1950年美国Wright-Patterson空军基地研制黏胶基碳纤维,到日本碳公司开始生产低模量PAN基碳纤维……

  20世纪中期以后,拥有碳纤维生产技术的分别是英国、美国和日本,而后在世界各国一系列重大科技工程和研究计划的推动下,全球高性能纤维及其复合材料前沿技术不断取得突破,碳纤维复合材料作为其中之一,也受到了很多政府和企业的青睐。

  目前,国外尤其是以美国、日本、欧洲为首的部分国家和地区基于原先强大的工业基础和长期积累,在碳纤维复合材料领域有先发优势。

  有报道称,碳纤维微纳缺陷控制技术的突破为其高性能化提供了有力支撑,并再次引发高端碳纤维原材产品的竞争热潮,比如:2018年11月,东丽株式会社宣布通过纳米尺度上微结构及石墨取向调控,开发出了M40X碳纤维,在与M40J碳纤维模量相当的情况下,实现拉伸强度和断裂延伸率提升约30%;2019年3月,赫氏集团立即呼应并推出HM50碳纤维,而像日本三菱集团与东邦化学株式会社也相继进行碳纤维技术突破,意味着碳纤维技术在全球的竞争达到全新高度。

  此外,多领域产业发展也为国外碳纤维产业注入新活力,推动其跨入到新兴工业应用的新阶段。比如,宝马公司与西格里集团的合资企业西格里汽车碳纤维有限公司(SGLACF)此前宣布其先进的碳纤维工厂正式投入运营,将覆盖碳纤维生产的完整价值链,尝试控制其材料源头;东丽株式会社通过收购卓尔泰克公司从而进入大丝束市场,实现大丝束与小丝束多元化发展,以应对未来风力发电、汽车、压力容器领域对工业级低成本碳纤维的井喷式需求等等。

  国外在碳纤维复合材料方面依靠相对成熟的技术能力,在多元化、高竞争下形成其产业生态圈,并相互依存,实现了技术与资本的交叉融合,产业化步伐也逐渐跨入成熟发展阶段。

  近年来,随着中国在碳纤维领域投入的不断增大,我国碳纤维产量所占的世界份额也在不断提高,我国碳纤维产业进入到了前所未有的新发展阶段,IM电竞培育了威海拓展、中复神鹰和江苏恒神等碳纤维生产骨干企业和一批碳纤维复合材料及制品企业。

  目前,我国核心技术不断突破,产品性能逐步提高,已突破基本型(T300级)碳纤维的研制、工程化及航空航天应用关键技术,实现重点型号的自主保障;更开展了湿法高强型(T700G级)碳纤维及高强中模型(T800H级)碳纤维等的工程化及其应用关键技术攻关。我国碳纤维复合材料应用技术日趋成熟,应用部位由次承力构件扩大到主承力构件,由单一功能材料向多功能、结构功能一体化转变,有效缓解了国家重大工程、国防重点装备的迫切需求。

  从国内整体趋势来看,2020年中国市场碳纤维的总体情况延续了2019年供不应求的局面。随着国内碳纤维复合材料技术的不断突破,国产碳纤维性能不断提升,目前如中复神鹰等的产品质量与部分价格已向外资看齐,品质与日本等国外领先的碳纤维企业差距逐步缩小的同时,价格差距也在同步缩小IM电竞。

  总之,据预测,2021年全球供不应求的情况会持续加剧,预计未来3-5年,国内外碳纤维复合材料行业都将延续近几年快速发展和增长的趋势。

  如上所述,近年来,国内不断加大轨道交通、新能源等新兴产业以及新型基础设施投资,国内碳纤维市场有望迎来扩大应用行业动态、实现产业可持续发展的重要机遇。但对于传统应用领域来说,新兴产业碳纤维需求量的增长,对其有着不小的影响,可谓是“几行欢喜几行愁”。

  根据《2019 年全球碳纤维复合材料市场报告》统计,2019 年全球碳纤维总需求为 10.37 万吨,其中用量端风电叶片、航空航天、汽车等新兴产业为主要需求点。

  在全球节能减排和碳中和等理念和政策推动下IM电竞,海上风电叶片用碳纤维,预计总需求量将达到从3万吨到10多万吨的飞跃;军工、航空航天和商用飞机碳纤维需求量近几年也在持续快速增长,这些都将会促进各大碳纤维企业加快产能建设步伐。

  在新兴产业碳纤维需求剧增的情况下,碳纤维扩产生产线建设速度却很慢,国内如中复神鹰新建的西宁基地IM电竞,目前暂无成品产出;光威包头项目投产遥遥无期……投资大时间长,将会导致供需关系进一步失调,不同行业间碳纤维需求竞争压力陡增。由于目前国内碳纤维企业已经基本纳入了央企或地方国企旗下,秉承“高质量发展”理念,碳纤维供应或将优先向更加重要的新兴产业偏移。

  那么对于如休闲娱乐、建筑加固、轨道交通等传统碳纤维应用领域来说,在产能紧张、行业间竞争激烈的情况下,在传统应用产业中碳纤维原材销售或将采取高价策略,届时行业内将受到“高价”与“供应紧张”的双重冲击。

  同时,就碳纤维复合材料本身而言,与碳纤维大丝束相比,体育休闲、建筑加固、轨道交通等领域所需的小丝束需要更高级的制造工艺,相对而言的成本也会随之升高,这对于传统碳纤维应用产业来说也是个不争的事实。

  国资、供需失衡等因素叠加,使国内碳纤维不断提高售价。2020年1月到12月,主流厂商每吨碳纤维提价约3万元。2020年12月,碳纤维原材巨头东丽公司受到日本经济产业省严重警告:“原则上没有经济产业相的批准,禁止出口”。在此情形下,2021年伊始,碳纤维市场价格持续上涨。基于此,未来碳纤维原材价格或将一路走高。

  针对我国碳纤维复合材料的发展现状及趋势,对于碳纤维下游产业,尤其是传统应用产业应该引起关注,并积极做出改变以应对当前局面。

  对于传统应用产业来说,由于其自身定位不同,发展结果也将存在差异化。IM电竞部分将流通领域的业务放在首位的企业,以贸易养技术,随着碳纤维市场的竞争加剧,由贸易所带来的利润率开始下滑,短时间内又很难适应技术为主的经营战略,导致企业难以为继。

  同时,一些下游产业中的小规模企业,由于思路局限,将产品定位在较低档次,缺乏精品意识,一味追求低成本,这无论对于碳纤维原材企业还是对于下游企业都将形成恶性竞争,最终被动淘汰,造成企业发展的路越走越窄。

  因此,我们需要转变原有过于追求低价的思维模式,打破原有传统应用产业碳纤维使用质量良莠不齐的现状,形成“品质为先”的思维模式。同时,随着我国碳纤维复合材料原材价格的不断上涨,逃避已不能解决任何问题,直面不同行业间的供需竞争所带来的压力与挑战,积极响应其价格变动,才是长久之计。在坚持高品质的情况下,有效进行价格调整,对于行业内的科技与经济发展都能起到积极带动作用,支撑相关产业均衡发展。

  目前,我国碳纤维复合材料产业体系并不完整,在部分传统应用领域仍存在无序竞争和低水平应用的乱象,不仅造成大量国家和社会资源占用与浪费,也将严重不利于行业竞争力和可持续产业生态的形成。

  事实上,与上游企业一样,下游企业也必须以技术为主导,技术的创新性与独特性决定了企业的市场竞争力,在这个全球一体化的时代,碳纤维产业链下游的这些中小企业需要提升单一的市场开拓力,以优势互补、技术共享的方式有效降低企业的科研成本和硬性投资。

  同时,对于传统应用产业,我们也需要围绕重点需求,联合碳纤维原材企业、研究设计机构、应用单位等共同开发碳纤维复合材料,建立上下游协同的创新研发体系,形成具有特色的产业优势,支撑碳纤维及其复合材料技术向自主创新方向转变。

  总之,从目前的形式来看,无论是新兴产业还是传统应用产业,想要获得发展,“眼光”与“实力”同样重要。