6 全球碳纖維復合材料市場

6.1. 全球樹脂基碳纖維復合材料需求-年份

樹脂基碳纖維復合材料的需求量，根據纖維在復材中65%的比例計算的，建立一個規模概念。

6.2. 全球樹脂基碳纖維復合材料需求-應用（千噸）

總量：181.5千噸

6.3. 全球樹脂基碳纖維復合材料需求-應用(10億美元）

總金額：200.5億美元

2021年，全球的碳纖維復材收入為200.5億美元，盡管依然有商用航空市場低迷的影響，但是，其他如軍機、無人機市場急劇增長；除了汽車行業受BMW 2021年中停產I3的影響外，其他應用分市場均有增長。

中國主導的體育休閑器材，因為疫情的原因，大家有更多時間投入在體育休閑中，這帶動了器材較高速的增長。

另一個中國主導的碳碳復材，尤其是熱場材料，由于光伏行業的迅猛發展，極大地帶動了該領域的蓬勃發展，該領域同時也是一個技術密集及高附加值的應用市場。但光伏行業的供過于求的矛盾越來越明顯，會對行業健康持續發展埋下隱患。

我們一直在等待軌道交通行業正式進入我們的分市場，毫無疑問，該市場有非常光明的前景，目前的主要工作依然處于研發及小批量應用，后面的章節將詳細介紹。

6.4. 全球樹脂基碳纖維復合材料需求-區域(10億美元）

總金額：200.5億美元

2021年，中國市場繼續趕超其他國際與區域，成為全球最大復合材料市場；當然，這個趕超依然有點虛，當2025年，美國商用航空市場全面恢復之后，才能真實評價市場的規模。

從上述全球產業分布、以及行業的發展歷史看，碳纖維復合材料產業鏈依然是歐美日本非常看重的產業，當我們一些地區，因為看到一些復合材料企業勞動密集，或者有少許污染，就認為是低端產業。其實，只要這些人去看看國際頂級豪車、小型飛機的復合材料車間，也基本是這個模樣，而這些總不能定義為低端產業吧？所以，地方政府要珍惜這些復合材料企業，支持他們做技改、環境改造及產品升級，這些企業有潛力成為讓當地經濟受益、政府臉上有光的高科技企業。

中國工業門類齊全，顯然是發展碳纖維的良好基礎，同時，碳纖維的采用又往往是工業升級換代的重大舉措。碳纖維在中國的市場潛力是巨大，這個毋庸置疑。今天的碳纖維復合材料依然處于幼兒期，多包容、多支持，隨著碳纖維產業的茁壯成長，勢必會帶動越來越多的工業領域采用碳纖維，成為工業經濟的重要組成。

6.5. 全球樹脂基碳纖維復合材料需求-制造工藝

總量：181.5千噸

2021年，纏繞拉擠工藝再次超越預浸鋪放工藝，保持業界第一大工藝的地位。隨著風電與氣瓶應用的增長，這個第一的地位，短期內無法撼動。

預浸鋪放工藝，作為實用性最廣、應用經驗最成熟的材料形態及成型工藝，幾乎所有的應用均會在第一時間想到它，然后在應用過程中再摸索特點，發現更高效簡化工藝，比如風電梁帽的開發歷史，從預浸鋪放過渡到厚重織物，再到拉擠板材；比如汽車復材工藝，從預浸鋪放過渡到高壓RTM等。

預制體工藝，近幾年成為主要工藝，主要是因為光伏爐所需的熱場碳碳復材的迅猛發展而推動的，無論是非連續立體氈，還是三維機織、編織等預制體工藝，目前在碳碳復材中發展迅速。其中的一些進步也會讓樹脂基復合材料受益。

6.6. 全球碳纖維復合材料需求-不同基體(10億美元）

總額：248.1億美元

我們發布這個圖表，旨在提示大家不要忽略樹脂基及碳基之外的其他基體復合材料，這些材料也是碳纖維復合材料大家族中的一員。

除了金屬、陶瓷、水泥等大量的基體材料，氣凝膠也作為新的基體，與各種纖維氈結合，變成新型的復合材料。在碳纖維領域，預氧氈與二氧化硅氣凝膠的結合，正在創造廣闊的應用市場空間；碳纖維氈、石墨氈與碳氣凝膠的結合，也將改變很多應用。

碳纖維自身也可以是“基體”，將自己的結構與功能“復合”，與碳納米管、多孔納米碳結合成“復合材料”，這些“復合材料”很可能會為新能源產業提供革命性的創新。

2021年，整個樹脂基材料中，熱塑復合材料占了大約25%的比例，金額約為50億美元。其中，絕大部分為非連續增強塑料，連續碳纖維熱塑材料，我們估計市場份額為2億美元左右。

6.7. 中國樹脂基碳纖維復合材料需求-應用（噸）

總量：95,968噸

2021年，中國碳纖維復合材料的總量為96,000噸。給行業一個大致的概念。

2021年，體育復材的領導地位再次被風電大幅度超越，這個格局會繼續延續下去的。風電與體育兩大應用主導市場的格局會持續多年。

碳碳復材及壓力容器是正在冉冉升起的“明星”，發展勢頭兇猛。

6.8. 中國樹脂基碳纖維復合材料需求-應用（億元）

總金額：699.18億元

2021年，全國的碳纖維復合材料的產值為699.18億元；這些數據，只是根據我們賽奧的數據模型來計算的，只是給社會一個行業規模的概念。

航空航天復材的產值，我們是按結構件來估算的，2020年大約有183億元，首次超越了體育器材，成為最大金額的分市場。2021年，由于體育器材的較高速增長，又反超航空航天，成為第一的分市場。

風電市場，我們是根據拉擠板和織物來估算的，大約有58億元的收入。

2021年，碳碳復材收入約74億，迅速成為第三大應用市場。

7  復合材料應用發展趨勢與展望

7.1. 航空航天應用市場

市場的發展趨勢如下圖：2021年對碳纖維的需求量為16,450噸。

根據Cirium數據庫數據顯示，2021年全球商用飛機交付量達到1034架，同比增長28.6%；新增確認訂單1647架，約為2020年的2.7倍。然而這是窄體飛機的貢獻，對于寬體飛機，根據波音公司網站信息：2021年年中，波音787被查出存在生產缺陷并暫停交付，全年僅交付14架波音787。遠低于2020年53架的交付量，與其疫情前百架以上的交付水平更是相去甚遠，波音可能最早在2022年2月或3月重新開始向客戶交付新的787飛機；另據空客網站信息：2021年交付55架A350飛機，依然是低迷狀態。唯一的好消息是：空中客車在2021年11月宣布推出A350F貨機，并得到了積極的市場反饋，在當年即獲得了22架確認及承諾訂單。另據國際航空專家預測：商用航空飛機的恢復期會延遲到2025年。上述重頭的碳纖維用戶經營慘淡，導致商用航空的需求持續低迷，還好有其他航空市場的彌補，使得總需求與2020年持平。2021年，我們將飛行汽車納入了該市場，這是相當有前景的分市場，碳纖維復合材料是不二選擇！

7.2. 風電葉片應用市場

2021年，風電市場發展風云劇變，陸上主機報價扣除塔筒成本后，價格已低至大約1600元/KW，比起2020年幾乎腰斬。再加上源頭的材料漲價，整個產業鏈基本處于微利或虧損狀態。這個市場行情不光讓國內外眾多計劃采用碳纖維的葉片企業猶豫及止步，也讓需求巨頭VESTAS放緩了碳纖維需求增長的力度。

2022年，受國外風場補貼因素影響以及成本因素影響，預計全球兩大巨頭VESTAS及GE的碳纖維板材用量基本不會增長，維持在全年用量為30,000噸，其他幾家如GAMESA、NorDex，明陽、三一、上海電氣等的用量預計為3500-4500噸，大概率與2021的需求持平。

從工藝角度：拉擠板材用于大梁已成為主流，近兩年中材科技、時代新材、中復連眾、艾朗等葉片廠家以及主機廠三一重工、明陽電氣、上海電氣等都陸續發布了使用碳纖維或碳?；旌侠瓟D大梁葉片，值得一提的是，東方電氣、中船雙瑞目前使用的織物灌注以及金風科技的預浸料工藝，對比拉擠板材，劣勢越來越明顯。2022 開始，碳纖維織物及預浸料工藝在全球范圍內大概率被被拉擠板材全部替代掉。當然，不排除有基于這些傳統工藝的思想，但產品形態及制造效率、成本更有優勢的新工藝出現。

玻纖與碳纖的競爭：2019年年底，中材科技發布SINOMA85.6的全玻纖海上風電葉片并于2020年在福建興化灣裝機使用。2022年3月，株洲時代最新發布的TMT185葉片，長度達91米，全部使用玻璃纖維而非碳纖維，適配4.5MW到6.5MW機型。所有葉片企業非常清晰碳纖維的減重優勢及趨勢，只是在成本上算不過賬，尤其這兩年碳纖維供不應求的情況下。這個問題的解決有待于葉片企業與碳纖維企業更深入的精誠合作。

風電市場的波動劇烈，但是總體上發展前景光明，風電碳纖維巨頭-卓爾泰克，是可以批量按照13美元/公斤左右供應碳纖維的。這個成本優勢，是我國大絲束碳纖維企業的參照系。

7.3. 體育休閑應用市場

體育休閑市場十年來的需求發展情況如下，2021年的需求量為18,500噸。對比2020有顯著地增長。

體育市場的分市場份額如下：

2020年疫情之下，群體運動的碳纖維器材有較大幅度的下滑；而個人體育休閑的器材反而上升。而2021年，不少國家開始放開群體運動，這直接帶來了體育器材的較高速的增長。

要關注休閑領域的增長潛力：如果碳纖維魚竿，早年是高檔貨，今天的一次性魚竿都是碳纖維；我們的休閑用自行車呢？隨著碳纖維及其復合材料的進步，也應該是這樣的趨勢。

7.4. 壓力容器應用市場

2021年，全國的氣瓶碳纖維用量大約為3000噸。其中，呼吸氣瓶用量大約為600噸，CNG氣瓶大約500噸，儲氫氣瓶用量約為1900噸。未來幾年，呼吸氣瓶的增長會比較穩定，但受基數影響，增長量有限。天然氣氣瓶的用量在未來3年會有所增長，但在2025年開始會有所減緩。主要的增長點會出現在氫氣瓶領域。

全球氣瓶的主力依然在歐美：2021年我國最大的氣瓶企業碳纖維用量大約是800噸，而同期的國際巨頭LUXFER預計有2,400噸，而Hexagon Lincon則有3,200噸左右，國內外差異是顯著的。結合其他國外廠家，我們估算的2021年市場需求數據為11,000噸。今后數年，該市場可能按20%年增長率高速增長。

國內氣瓶市場研判：根據相關政策以及預測，2022年，中國將至少新增10,000輛氫能源車，主要在物流車、重卡和大巴領域，其中重卡為6,000臺。重卡儲氫氣瓶為210L-385L，單個瓶子碳纖維用量在40-45公斤之間，單車一般配置6-8個瓶組，重卡領域碳纖維用量大約1700-1900噸。加上其他物流車、客車領域的用量，氫燃料電池汽車預計總量能到使用到2500噸以上；加上呼吸氣瓶及天然氣氣瓶維持低速的增長，預計碳纖維用量能夠達到3600-3800噸。2023年開始至2025年，物流車以及大巴車的示范加大和重卡的逐漸推廣（最大重卡碳纖維用量約為500KG）；2022年三月，發改委發布了《氫能產業發展中長期規劃（2021-2035 年）》，我們有理由相信：中國碳纖維氣瓶市場在3-4年，有望成長為萬噸級別的大市場。

7.5. 碳碳復材應用市場

2021 年，碳碳復材的三大市場發展如下：

剎車盤市場：國際的主要企業是：法國的Messier-Bugatti 公司、美國的Honeywell 公司、B.F. Goodrich公司、Goodyear公司和英國的Dunlop公司。中國的飛機剎車盤主要有北摩高科、中航飛機股份有限公司西安制動分公司、博云新材、西安超碼等廠商。該市場發展平穩。

航天部件：主要企業是國內航天的相關院所，碳碳復合材料以其優異的性能成為大型固體火箭喉襯、發動機的噴管、擴散段、端頭帽等的首選材料。該市場發展平穩。

熱場部件：單晶硅爐內，主要有碳氈功能材料和坩堝、保溫桶、護盤等碳碳復材結構材料：國際企業是德國的SGL公司，日本的東海碳素公司等；國內從事碳碳復合熱場材料的單位包括湖南金博碳素、中天火箭、西安超碼等。預制體是碳碳復材重要的制造環節，國內的主要企業是：中材科技南京玻璃纖維研究院、江蘇天鳥高新技術有限公司、天津工業大學復合材料研究所、宜興市飛舟高新科技材料有限公司。2021年，我們將碳氈功能材料統計到這個碳碳復材市場中。

2021年，單晶硅爐依然增長火爆，根據北極星太陽能光伏網的數據：單晶硅爐即將破3萬臺，主要的企業為上虞晶盛機電、北京京運通科技、江蘇華盛天龍光電設備、北京七星華創電子、德國PVA TePla AG、美國Kayex 公司、日本Ferrotec公司。

7.6. 混配模成型應用市場

混配模成型（Molding&compound）嚴格講，不是一個應用市場，而是對工藝的描述，但由于這些工藝橫跨的應用多，所以，把它歸類成一個應用，便于說明。混配（compound）是指非連續碳纖維增強塑料，主要包括短切增強和LFT。玻纖D-LFT在汽車領域的廣泛應用證明了這種復合材料形態的優勢。模成型（Molding）主要是指片狀模塑料Sheet Molding Compound-SMC，團狀模塑料Bulk Molding Compound-BMC。由于回收碳纖維的加入，讓這些非連續形態的，以及非連續形態加連續形態的混合結構，展現出一定的發展空間。

從事短切碳纖維增強塑料的，通常是改性塑料企業，比如SABIC、RTP、POLYONE、COMPTEX、 POLYNT、深圳沃特、廣東金發科技等。他們通常是從碳纖維企業采購短切碳纖維，采用雙螺桿混配造粒，然后在銷售給應用單位做注塑成型。近幾年，在常規連續性纖維復材及塑料之間，短切碳纖維增強塑料以其遠超塑料的力學性能，遠超連續纖維的成本及規模成型便利性，贏得無人機行業青睞，得以快速增長。該應用提出了增加復材剛性的需求，可以從定制中模量的碳纖維解決，也可從混配技術上增加殘留纖維長度來解決。

從事碳纖維片狀模塑料的企業主要有：美國QUANTUM、MAGANA、Ashland、Continental Structural Plastics，德國MENZOLIT等企業。對比與傳統的玻纖SMC、碳纖維SMC的浸潤性受絲束大小的影響較大，而浸潤性的好壞與力學性能相關聯，目前的碳纖維SMC還沒有實現其該有的力學性能優勢。2021該市場并無重大事件。

（未完待續）