碳纤维的大时代前夜

碳纤维的大时代前夜
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编者按:本文来自微信公众号巨潮WAVE , 作者:荆玉 , 创业邦经授权转载
自1942年杜邦公司发明聚丙烯腈(PAN)纤维技术的很多年间 , 碳纤维一直是一种贵族化的材料 , 素有“黑色黄金”之称 。
它密度比铝低、强度比钢高 , 以出色的力学性能和化学稳定性被人们所称道 , 通常应用于各种高大上的航空航天设备以及昂贵的体育休闲用品:美国的小型固体洲际战略导弹“侏儒” , 宝马的i3、i8以及7系主流车型 , 世界顶级自行车品牌土拨鼠山地自行车都使用了碳纤维 。
因为价格昂贵 , 碳纤维材料难以像合成树脂、橡胶、玻纤一样实现大规模应用 。
直到2019年时 , 全球碳纤维市场需求量才首次达到10万吨 。 即使是世界级的碳纤维龙头 , 美国赫氏近年来创下的最高年营收(2019年)也仅仅是160多亿元 。 整个行业曾经异常“高冷” , 难以实现真正的繁荣 。
碳纤维的大时代前夜
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这一固有的行业困境在近些年迎来新的转机 。
随着碳纤维制造工艺日益成熟 , 制造成本不断下降 , 此时来自下游新能源产业的应用引燃了需求 , 碳纤维的规模化应用场景得以实现突破 。
在碳中和的数条关键赛道当中 , 风电行业需要使用碳纤维的材料用作风电叶片;氢能行业需要使用碳纤维材料作为燃料电池储氢瓶方便运输;光伏行业需要使用碳纤维材料取代石墨 , 用于单晶硅炉内的碳毡功能材料、保温桶、护盘等关键部件 。
包括新能源车行业也一直在期待碳纤维价格下降到合理区间 , 可以用来减少自重、提升续航 。
整个过程又恰好伴随着国内企业的崛起 。 正如在家电、电子产品、光伏等多个领域发生的一样 , 国内企业往往以较低的价格占领市场 , 同时大大拓宽下游应用规模 , 加速整个行业的成长 。
如果说此前数十年碳纤维的应用是一直是从1-10的话 , 在双碳战略和国产化的浪潮下 , 碳纤维正迎来从10-100及“中国制造”的新阶段 。 正如2021年中国纺织工业联合会副会长端小平在一次全球性化纤行业会议上做出的判断:“以碳纤维为代表的高性能纤维将开启黄金时代 。 ”
01黄金时代只有进入到广阔的民用大市场 , 碳纤维才能摆脱“高冷”的面貌 。
碳纤维材料在过去多年难以大规模应用 , 产品价格昂贵是最核心的原因之一 。 价格昂贵与应用有限互为因果:售价昂贵导致下游使用较少 , 使用较少导致下游厂商无法顺利扩产 。
但也正是因此 , 一旦碳纤维在民用大市场找到核心应用 , 下游需求很容易迅速引爆 , 带动市场规模高速扩容 。
过去两年 , 碳纤维市场繁荣的主要驱动力就来自于风电叶片与碳碳复材 , 两者都是民用领域(相对军工领域) 。 根据机构赛奥碳纤维的数据 , 2021年全球碳纤维需求量占比前三的领域依次是风电叶片28%、体育休闲16%、航空航天14% , 国内碳纤维需求量占比前三的领域依次是风电叶片36%、体育休闲28%、碳碳复材11% 。
碳纤维在风电领域的规模化应用 , 主要归功于风电整机龙头维斯塔斯 。 作为世界排名第一的风力发电设备生产商 , 维斯塔斯在风电领域创新性的使用大丝束碳纤维 , 促进了风电领域碳纤维需求的快速增长 。
CWEA数据显示 , 2015-2021年间 , 全球风电领域的碳纤维需求迅速从1.8万吨增长到了3.3万吨 , 占到了2021年全球碳纤维总需求的约30%;而2021年仅维斯塔斯的碳纤维用量就在2.5-2.8万吨左右 。