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2014全球碳纤维复合材料市场报告(下)

来源: 时间:2015-04-16

层面的清晰战略,缺乏强有力的行业组织,关税退税体系落后于发展现状等等,诸多的问题,在产业展露生机之时,正是发力之时。
6. 全球碳纤维复合材料市场
6.1. 全球碳纤维复合材料需求(10亿美元)
总金额:147亿美元
本图表采用的是CCeV的2013年的统计数据,这个147亿美元由如下组成:
从上图可以看出:北美,欧洲及日本在碳纤维复合材料领域依然占据垄断地位。我国在碳碳,陶瓷基及金属基上近几年做了大量的工作,但由于技术与应用市场,距离规模产业化还有相当的距离。
 6.2. 全球树脂基碳纤维复合材料需求-年份
本表是根据我们统计的碳纤维需求吨数,根据纤维在树脂中通常的65%的比例计算的。其目的是给大家一个复合材料全球需求的规模概念。
 6.3. 全球树脂基碳纤维复合材料需求-工艺
总量:94.1亿美元
 7.复合材料应用发展趋势与展望
 7.1.航空航天应用市场
航空航天市场的分市场份额(金额)如下图:
市场的发展趋势(碳纤维需求数量)如下图:
注意2013年是一个快速发展新的起始点,航空碳材料时代真正来临。希望国内航空业能加大材料研发投入,真正实现对工业的牵引效应。
7.2. 体育休闲应用市场
体育休闲市场的分市场组成,以及十年来的需求发展情况如下。
体育休闲市场的特点是:国际品牌,大中华(以台资为主)加工制造。制造工艺相对传统,劳动力密集。国际品牌的经营能力是国人的短板,而极少欧美复材企业的参与,又使得这个领域的工艺创新乏力。期盼大陆更多有实力的企业参与到这个市场,以材料的多形态与自动化工艺推动这个市场的多元化发展。
7.3. 风电叶片应用市场
风电叶片对碳纤维的需求在2013年急剧下滑,主要原因是2013年国际新增装机容量的下降。2014年,风电对碳纤维的需求持续走低,2014年底到2015年初,国际原油价格在低位徘徊,这也会对国际风电的新增装机容量形成影响。所以,我们预测2015年的市场也会受影响。
2014年国内风电叶片有明显回暖趋势,所以,在2013-2015低谷后,风电叶片对碳纤维的需求依然会攀升。
目前,国际主要采用碳纤维制作风电叶片大梁,国际通常的预测是:当风电叶片的长度达到40-50米,就不得不采用碳纤维材料大梁,但实际情况似乎有出入。
国际主要采用碳纤维制造风电叶片的企业是:VESTAS,GEMESA和GE,其他厂家基本根据客户要求采用碳纤维,我国市场由于激烈的价格竞争,厂家提供本土的叶片很少采用碳纤维。
7.4. 混配模成型应用市场
前面提到:混配模成型(Molding& compound)严格讲,不是一个应用市场,而是对工艺的描述,但由于这些工艺横跨的应用多,所以,把它归类成一个应用,便于说明。
混配(compound)主要是指非连续碳纤维增强塑料,主要形态有磨粉,短切和长碳纤维增强,与塑料结合,用于提升材料的力学性能、静电性能、电磁屏蔽性能以及热性能。通过双螺杆的混配,形成增强塑料颗粒,在通过注塑或模压工艺,做成零件,广泛应用于电子电气、办公设备、体育器材、交通工具等。
模成型(Molding)主要是指片状模塑料Sheet Molding Compound-SMC,团状模塑料Bulk Molding Compound-BMC,这类材料是纤维与热固性基体混配后形成的,再通过模压工艺完成零件制造。广泛应用于汽车,电子电气,化工装备,船舶等领域,通常是形状比较复杂的零件。
非连续碳纤维复合材料,以对纤维性能的牺牲换取了低成本和高产能。更好地满足了工业领域对性价比的需求。
7.5. 汽车应用市场
汽车对碳纤维需求通常有两类观点:一类是盲目乐观型,全球上亿辆的产量,每辆用XX公斤,如何形成海量的市场;另一类是悲观型,对比汽车金属材料的超低成本,昂贵的碳纤维材料没有应用空间。 而国际相对共识的观点是:从纯技术层面,碳纤维复合材料显然是汽车轻量化最佳选择,现在需要的是低成本大规模碳纤维复合材料制造技术。
我们的观点是:沿用航空航天的经典工艺,其成本汽车行业显然是不能接受的,而要求复材行业去低价更换一个金属零件,更是不切实际的要求。这需要两个行业的共同努力:复合材料行业,要研发多形态的材料和自动化工艺,去接近汽车的低成本与大规模的产业特点,而汽车行业要效仿航空器的“全寿命周期成本”评估体系,结合新能源的技术现状,把材料轻量化的成本与收益计算清晰。把因减重带来的总体效益的大部分支付给复合材料,才可能有效地导入这个先进材料。
2014年,国际汽车应用市场的重要事件如下:
宝马与SGL开启美国碳纤维工厂新一轮扩产,2015年,这个厂的产能将达到9,000吨;
丰田宣布燃料电池汽车MIRAI的量产,东丽提供热塑性复合材料地板,储氢罐及碳纤维纸;
奥迪Q7引入碳纤维复合材料,大幅减重726公斤;
康得新集团宣布:“新能源电动汽车碳纤维车体及部件的产业化项目”得到了中德两国总理及政府部门的高度重视。
7.6. 压力容器应用市场
2014年,压力容器市场最大的看点是丰田宣布燃料电池企业的量产,由此会带来高压氢气瓶对碳纤维的需求,同时,无论是氢气存储、转运、加气站的容器,都会对碳纤维的需求产生拉动作用。
另一个在欧美正在兴起的市场是:页岩气的收集,转运到液化站的大型容器的需求。在资源储量达不到架设管道的气田,就需要高压容器对这些气体的运输。这个市场的兴起,也会带动压力容器的增长。
基于上述的信息,我们对2015到2020的压力容器市场的增长性持乐观的态度,对碳纤维的需求增速将大约2004-2014年这个期间。
压力容器制造工艺,也在发生在较大的变化,越来越多的厂家正在从传统的湿法工艺,转向丝束预浸带干法工艺,这个进步,可以大大提升生产效率,减少生产现场的脏乱,提升产品品质,释放更多的碳纤维力学性能,降低材料的使用量。
7.7. 建筑应用市场
我们对建筑行业的碳纤维需求的统计数字是基于CCEV的报告的,CCeV同样对这个领域充满期盼,基于:美国有半数桥梁——60万座已经到了该维修的阶段了,欧洲有更多的老桥梁与老建筑。德国政府计划在2030年前花费160亿欧元来维修。
除了建筑补强领域,桥梁的拉索的复合材料化,是日本研发的重点,我国也曾经做过一些研究。
高层建筑的电梯拉索的复合材料化,也是大型电梯公司的研究热点。
碳纤维增强水泥,碳纤维格栅增强混凝土,碳纤维格栅除冰公路,在国际上也有较多的研究,某些项目已经产业化。
前面提到,由于我国的桥梁建筑的质量问题,其实对碳纤维补强材料有很大的需求潜力,但是,行业鱼龙混杂,以次充好,施工单位的人员操作技能差,工艺流程不规范,工程质量不高,导致市场对碳纤维补强信心不高,这是我们相关部门应充分重视的。形成新的材料与施工标准,从技术层面大大降低不同素质施工人员对工程质量的影响,是个重点。
7.8. 船舶应用市场
目前,船舶领域对碳纤维的需求主要是:竞赛类船舶及附件,超豪华游艇及军事用途的船舶,以及各类船舶的桅杆。
对于竞赛类船舶,减重的价值相当巨大,据国外同行透露:每减重1公斤价值1万美元。随着我国水上竞技项目的发展以及公众的跟随效应,将对碳纤维形成新的需求。
各大海军强国加强了对碳纤维复合材料的使用,我国海军也不例外,希望,这个应用能拉动更多的碳纤维需求。
7.9. 其他值得关注的应用市场
深海石油平台
海上油田
线缆(Tether)
脐带缆(Umbilical)
立管(Riser)
人类逐步向深海开发油气资源,传统的金属材料已经无法承受负荷或安装运输成本剧增,这就需要轻质刚强的碳纤维复合材料。目前,欧美在多个深海油田试验了上述产品。已经表现出卓越性能,甚至成本竞争力。我国的海洋石油的开采工作多为国外公司承包,所以,这类产品的开发还基本没有开始。
高速铁路
据国外统计,350公里时速的高铁的单位乘员能源消耗基本与飞机持平,而运送一位乘客,汽车需要297公斤,商用飞机是446公斤,高铁则达到752公斤。高速加超重不光消耗巨大的能源,更大幅度增加了轨道设施的基础建设成本。所以,高铁的轻量化势在必行,高铁是中国工业少有的崛起明星,具备相当的自主研发能力,轻量化技术将是高铁加强与巩固自主研发能力的重要举措,高铁被称之为地面飞行器,减重可以参考航空器的减重思维。
国际上各大高铁技术公司,都在紧锣密鼓地开发高铁用碳纤维复合材料,比如日本采用碳纤维与芳纶的混杂材料做车体下部的裙边,韩国借鉴整体机身的缠绕工艺,开发出碳纤维复合材料整体车身。转型架,车头,地板等等部件,国外均有碳纤维复合材料的研发。
油气管道修补
近几年,我们常见油气管道、城市公用工程管道的泄漏给社会带来巨大的生命与财产损失。据报道,国际管道修补的市场大约5,000亿美元。越来越多的管道公司开始采用复合材料作为重要的修补材料。碳纤维复合材料虽然价格贵于玻璃纤维复合材料,但是,在一些高压与特殊环境中,是必不可少的。随着油气公司与政府的充分重视,高品质的碳纤维复合材料必定会在管道修补上得到广泛应用。
8. 政策与建议
通过上述对全球碳纤维需求与供应市场的数据分析,我们可以看到:当今国际碳纤维市场基本处于供需两旺的热火朝天的场面。对比之下,我国的碳纤维市场需求,是以体育特色在平稳的发展中;航空航天应用还远没有形成碳纤维复合材料需求的强大引擎;工业领域的应用,由于我国工业界普遍较低的创新能力,也远不如发达国家的百花齐放。从碳纤维国内生产情况看,整体上是比较冷清、甚至是凋零的,也有部分厂家取得相当喜人的进步,但总体上还处于成长期。
在碳纤维供应与应用之间,还有一个重要的链节,即复合材料技术,碳纤维如果不变成复合材料,几乎是没有任何技术与商业价值的。而复合材料与应用是密不可分的,碳纤维-复合材料-应用是紧密的产业链,不可或缺!而这三者,在我国的发展均存在着不少的困难,这是对比发达国家冰火两重天的原因。面对这个系统性的困难,我们该如何快速突破困境,加入到国际碳纤维蓬勃发展的潮流中?
A. 尽快形成“碳纤维复合材料发展国家战略”。以此作为政府各个部门政策、投入的指导文件,成为社会投资的引导文件,尽快把目前的较为混乱的局面秩序化,使得各类投入更加科学、有目的性及效益性。
B. “一代材料,一代工业”,由于对碳纤维复合材料对工业的基础性支撑作用,所以理应得到政府资金的大力扶持,这也是西方发达国家的惯例。
C. 政府资金的支持一定要发挥“四两拨千斤”的巧力,要深谙行业和洞察系统中的关节,资金投入不是增肥,而是疏通关节。比如对国产碳纤维的用户适当地补贴,要达到既让碳纤维及用户受益,又有推动国产碳纤维品质提升的激励机制。
D. 及时修正不适合碳纤维复合材料产业发展现状的法规,比如,目前国内一些碳纤维及其复合材料已经具备出口的能力,在军民两用物质政策控制下,最大程度提高出口退税,有利于碳纤维复合材料企业去结合需求旺盛的国际应用客户。
E. 复合材料是碳纤维与应用的连接链节,有效地对复合材料企业的投入,不仅可以促进碳纤维及应用的双发展,还可以形成一个复合材料产业群。国际上不乏复合材料企业收购碳纤维企业的案例。
F. 亟待形成一个对行业有号召力与影响力的协会组织,成长中的婴儿们已经出现低价厮杀的势头,一个科技材料,不以科技进步提升价值,而乐见其做成低价大白菜,这重竞争无底线的经济模式并非真正的市场经济,这种自杀性的恶性竞争行为需要行业协会的管制。
在落笔之前,经过近20年的碳纤维复合材料的从业经历,我想向同行们呼吁业界新常态:
碳纤维复合材料是个蓝海,有广阔的生存与发展空间,拥有的技术与产品更加专业,没有的产品与技术加强行业合作,全新的产品与技术大力开拓!一己之力难以承受产业链之重!
让我们行业的生态更加丰富,更加文明,更加健康!
                                                                                                                                                                                                                                                                          文章内容来自网络

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