基础化工行业:《需求驱动,碳纤维产业风口已至》

类别:行业研究 机构:海通证券股份有限公司 研究员:刘威 日期:2017-06-19

汽车轻量化成为必然,碳纤维是最佳选择

    近年来,新能源汽车渗透率快速提高,但是续航里程一直是制约新能源汽车发展的关键问题。根据整车质量与能量消耗的正相关性,减轻整车质量能够有效降低电动汽车耗电量。相比钢铁、铝合金等传统材料,碳纤维凭借优异的性能优势成为汽车轻量化最佳选择。

    政府制定严格的车辆燃料经济性标准和二氧化碳排放法规是新能源汽车选择碳纤维复合材料的重要推手。美、日、欧盟等都已发布汽车减排标准。根据全国汽车标准化技术委员会规划,我国2015年CO2排放为155g/km,2020年需降至112g/km;2015年平均油耗为6.9L/(100km),2020年需减至5.0L/(100km)。

    根据《节能与新能源汽车技术路线图》,到2020、2025和2020年,我国碳纤维复合材料使用量分别占车重0.5%、2%和5%

    在航空领域,利用碳纤维的耐高温、比强度高和比模量高等力学特性,其可作为大飞机等的结构材料使用。根据报告“Low-CostCompositeMaterialsandStructuresforAircraftApplications”,国外碳纤维复合材料在小型商务飞机和直升飞机上的使用量已占70%~80%,在军用飞机上占30%~40%,在大型客机上占15%~50%。在国内,以C919为代表的大型客机商业化为碳纤维应用提供广阔的空间。根据碳纤维资讯,我们预计航天航空领域碳纤维的需求量将达到22800吨。

    航天工业上,碳纤维多用作防热材料或结构材料,如导弹发射筒、固体火箭发动机(壳体、喷管与连接部件)、导弹鼻锥与大面积防热层;卫星的构架、天线、太阳能翼片底板、卫星-火箭结合部件;航天飞机与高速飞行器的机头、机翼前缘和舱门、大面积防热盖板等抗氧化制件等。航天飞行器的重量每减少1kg,就可使运载火箭减轻500kg。采用碳纤维复合材料将大大减轻火箭和导弹的惰性重量,减轻发射重量,节省发射费用或携带更重的弹头或增加有效射程和落点精度。

    随着风力发展要求越来越高,叶片需要逐渐变大,风轮直径已突破120m,叶片重量达18t。全玻璃钢叶片已无法满足叶片大型化、轻量化的要求。采用碳纤维的120m风轮叶片可以有效减少总体自重大38%,成本下降14%。根据GWEC预测,2020年全球风电累计装机容量749.4GW,复合增速高达12.5%。随着风电叶片碳纤维化占比不断提高,化纤协会预计2020年碳纤维需求量将超过3万吨。

    根据碳纤维资讯数据,15年底全球体育休闲市场碳纤维的用量为1.5万吨,约占总需求的15%,预计到2020年将到达1.7万吨,到2024年将超过1.9万吨,年均复合增长率为2.3%,整体来看休闲体育产业规模较为稳定,市场趋于饱和,暂时不会具有拉动碳纤维产业规模爆发式增长的动力。

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