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(1)热塑性复合材料:热塑性复合材料是以玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等增强各种热塑性树脂的总称,国外称FRTP(Fiber Rinforced Thermo Plastics)。
热塑性复合材料是复合材料中的一类,常见热塑性复合材料还包括玻璃纤维增强热塑性复合材料和碳纤维增强复合材料。热塑性复合材料行业集中度比较低,高端产品仍由欧美企业主导,中国本土生产的热塑性复合材料在产品性能上仍有较大差距。据中金企信国际咨询公布的《2021-2027年中国热塑性复合材料行业市场调查分析及投资策略专项研究预测报告》统计数据显示:目前,在增强材料方面,玻璃纤维是最为广泛使用的,2019年,全球约97.5%的热塑性复合材料均使用玻璃纤维作为增强材料。碳纤维目前由于价格很高,使用量比较小,但是其发展速度是最快的。
企业市场现状:目前,从事热塑性复合材料生产的公司很多,行业集中度也比较低。国际上领先的生产商包括巴斯夫,杜邦,沙特基础工业,帝斯曼,索尔维,朗盛等。中国本土企业主要是金发科技,普利特复合材料,银禧科技等。
其中,欧洲是最大的热塑性复合材料生产地区。2019年,欧洲地区热塑性复合材料产量占据全球29.3%左右的市场份额,第二个生产地区是中国,拥有约29.1%的产量份额。
消费方面,中国、欧洲及北美是主要的消费地区,三者占据了全球71.5%左右的需求。热塑性复合材料具有强度高、耐腐蚀、隔热、介电、容易成型等优点,已被广泛应用于建筑和各类基础设施,家电,汽车,航天航空,电子电器等众多领域,其中来自建筑和各类基础设施的需求占据了32.06%的份额。中金企信国际咨询专业编制《热塑性复合材料项目可行性研究报告》为企业投融资、项目立项、银行贷款申请、批地申请等提供专业化优质服务。
(2)碳纤维复合材料:碳纤维复合材料是指至少有一种增强材料是碳纤维的复合材料。无论形态如何,连续纤维或者短纤维,单向或者多项、编织或者非编织,都是碳纤维复合增强材料,其优异的比强度和比模量性能可以带来明显的耐用度与减重效果。并且,碳纤维作为添加物还可以提高复合材料的导电和导热性能,且由于碳纤维的热膨胀系数非常小,还可以用来提高复合材料的尺寸稳定性。因此,尽管有着固有的脆性,碳纤维还是成为先进复合材料领域中最为重要的增强纤维之一。
市场应用方面:2019年全球碳纤维复合材料在风电叶片(41%)、航空航天(25.2%)、体育休闲(2.2%)、汽车(4.4%)及建筑、船舶等领域作为结构件制成材料广泛使用。2019年全球碳纤维需求量为10.37万吨,CAGR(2011-2019年)为11.3%。
生产企业方面:国际碳纤维行业以日本东丽、德国西格里、日本三菱丽阳、日本东邦、美国赫氏五家企业领衔,其合计全球市场占有率高达七成以上。由于我国碳纤维产业起步较晚,多个品级产品存在生产瓶颈,尚未完全涉足复合材料和终端产品的设计环节,下游市场认可度较低,在核心技术(如高强高模碳纤维、高端大丝束碳纤维、高端装备、核心助剂、复合材料设计)、应用(如汽车、航天领域)等方面均与国际领先企业存在较大差距,导致国内碳纤维市场仍有较低的自给率较低,2019年自给率仅42%左右,预计2020年将略有上升,但浮动空间有限。
国内外市场发展现状:热塑性树脂基复合材料兼具高性能和环保的特点,近年来应用快速发展,尤其是在汽车、冷链物流、管道、3C 等行业。由于轻量化和节能的要求,热塑性复合材料在汽车领域的应用量增长显著,与轻金属、高强钢共同成为汽车轻量化整体解决方案。轻型车辆(额定总重低于 8,500 磅)每年消耗复合材料大约为 50亿磅,其中热塑性复合材料占大部分。自 2018 年下半年以来,全球的汽车行业增长下滑,加之美国放宽燃油经济性指标对汽车复合材料增长均产生一定的影响。但在美国以外,一方面更严格的二氧化碳排放法规将继续推动汽车轻量化的发展;另一方面,新能源汽车扩大电池续航里程,也促进了复合材料在汽车零部件深度轻量化方面的应用需求。
在过去的几年中,中国的碳纤维复合材料行业一直稳定增长。目前,国内碳纤维产量约为8,000 吨,而碳纤维总消费量为 30,000 吨,进口量为 22,000 吨,以满足全国市场需求。中国的碳纤维产业仍处于起步阶段,市场对国内碳纤维产品缺乏认可是目前制约中国碳纤维行业发展的瓶颈。对于许多应用,使用国产碳纤维需要重新认证。预计到 2025 年,中国碳纤维行业将达到一个突破点,国产碳纤维复合材料将超过进口量。
碳纤维复合材料在行业级无人机中的应用越来越广。由于无人机行业监管趋严,特定条件及需求的提升,消费无人机市场遇冷,行业级无人机市场在不断增长。近年来,随着集成制造的普及,无人机基础零部件生产开始向小型化、低成本、低能耗方向发展,无人机制造成本不断走低,同时伴随着人工智能、5G 通信等新技术的逐步完善应用,无人机行业迎来新的发展机遇,行业在良好的发展环境中迅速增长,行业规模不断扩大。前瞻产业研究院估计,2019 年中国无人机行业整体市场规模达 359 亿元,“无接触配送”或将成为未来发展趋势。
2019 年,中美贸易关系致使全球贸易紧张局势都在升级。目前,玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维和所有复合产品已被列入美国 25%的关税清单。这些全球贸易的不确定性迫使中国复合材料行业深耕国内市场。
随着科技创新和产品质量的提高,中国复合材料行业未来将更加健康地增长。政府鼓励的农村城镇化建设,现代农业发展以及 5G 通信方面的新举措也将扩大现有应用,并为复合材料开辟新的领域。
产业前景:在热塑性复合材料方面,受惠于绿色经济发展,包括工程塑料、长纤维增强热塑性复合材料、连续纤维增强热塑性复合材料在内的各类热塑性复合材料在汽车轻量化、家电、建筑等领域得到越来越广泛的应用,中国热塑性复合材料制品产量稳步增长。在国家发布的《纤维复合材料工业“十三五”发展规划》中,强调了热塑性复合材料的发展。
在产品结构方面,绿色发展、环境保护已成为人类社会的共识,可持续发展对于企业的运行至关重要。随着复合材料的回收及循环利用问题逐步成为业界关注焦点,热塑性复合材料因其重量轻,抗冲击性和疲劳韧性好,成型周期短,特别是易回收利用的特性,逐渐受到市场的青睐,近年来发展速度明显快于热固性复合材料,已经占到纤维复合材料总产量的 37.2%.在产业结构方面,目前复合材料行业产业集成度不高,小企业比例过大,从业人员素质、技术水平参差不齐。面向产业的集成技术创新薄弱,产品研发力度不够,中低档制品居多。在市场结构方面,产值在几十亿以上的规模化应用市场主要包括风电、化工储罐、输水管道、电器绝缘、船艇、冷却塔和卫浴等领域,汽车、轻质住房、城市基建、畜牧养殖、环保和体育休闲等应用市场有待进一步开发。公司将继续在热塑性复合材料和碳纤维复合材料上进行研发推广。
在热塑性复合材料上,围绕着汽车轻量化主题继续深耕。随着高速铁路、乘用车和交通运输等产业的发展,市场对高性能纤维热塑性复合材料的需求日趋旺盛。目前,热塑性蜂窝夹芯板材已经成功应用于国内外各类箱式货车、物流车和房车领域;轻质 GMT 制品应用方面不断取得新突破。未来,随着热塑性复合材料生产工艺和制品性能的不断完善,制品市场拓展也将不断取得新突破。热塑性复合材料在汽车中的门基板、座椅骨架和防撞梁等应用都已呈现明显的上升趋势,伴随国外汽车零部件生产企业持续多年研发投入,未来有望代替车内现有的大部分半结构件和部分结构件,在保持性能前提下可以实现减重超过 30%,全球市场将高达 1000 亿元以上。另外,连续纤维增强热塑性复合材料得到了冷链运输领域和管道行业的认可,未来市场空间巨大。