碳纖維：黑色身軀演繹不平凡的金色人生（附全球主要企業介紹）

碳纖維是由有機母體纖維在 1000℃-3000℃的高溫、惰性氣體環境下，高溫分解、碳化而成的含碳量 90%以上的無機高分子纖維。從分子結構上看，碳纖維可以看成是由石墨烯沿纖維軸斱向排列而成。其力學、化學、電學等性能優異，是國民經濟與國防建設不可缺少的戰略新型材料，被譽為“黑色黃金”。

▲主要碳材料

碳纖維對一般的有機溶劑、酸、鹼都具有良好的耐腐蝕性，不溶不脹，耐蝕性出類拔萃，完全不存在生鏽的問題。憑藉其強度大、模量高、密度低、線膨脹係數小、耐蝕等特點，將碳纖維稱為新材料之王，可謂是當之無愧。

▲碳纖維物理化學性能優異

碳纖維是目前已大量生產的高性能纖維中具有最高的比強度和最高的比模量的纖維，並具有低密度、耐腐蝕、耐高溫、耐摩擦、抗疲勞、震動衰減性高、電及熱導性高、熱及溼膨脹係數低、X 光穿透性高、非磁體但有電磁屏蔽效應等特點，是發展國防軍工與國民經濟的重要戰略物資，廣泛應用於軍工、航空航天、體育用品、汽車工業、能源裝備、醫療器械、工程機械、交通運輸、建築及其結構補強等領域。

▲碳纖維的應用領域廣泛

全球市場需求強勁，高端需求快速增長

隨著航空航天、體育休閒和工業應用對碳纖維的需求大幅度增加，全球碳纖維市場規模快速增長。

2008年全球碳纖維的需求量為3.64 萬噸，較2001 年增長逾100%，2011 年全球碳纖維的需求量達到4.41 萬噸。2016 年全球碳纖維的需求量在6.51 萬噸左右。

未來隨著風力發電、汽車工業、飛機制造、高壓容器等產業的需求的大幅增長，以及體育休閒領域的平穩發展，碳纖維市場需求增速將愈發顯著。

▲2014-2020年全球碳纖維市場規模與增速

從國際碳纖維需求區域的總體分佈情況來看，近年來世界碳纖維需求最多的地區為北美，該地區需求量約佔全球總需求量的35.69%；其次是歐洲，需求量約佔26.64%；日本和亞洲其他國家分別佔19.74%和17.93%。

▲國際碳纖維市場需求區域分佈

從全球應用市場看，2015 年碳纖維需求在航空航天領域應用佔比22%，汽車領域佔比12%，風電葉片領域佔比24%，三者總計佔比58%。

在全球範圍內，碳纖維複合材料總量的一半應用在工業領域，特別是在風電葉片和汽車領域，體育休閒用品所消耗的碳纖維複合材料佔比不到20%。

▲2015年不同應用領域碳纖維市場需求量佔比

汽車輕量化和風力發電將是全球市場新的需求增長點

目前國內外一致認為，最富有前景的應用領域是工業應用，如汽車工業，應用碳纖複合材料可以減輕重量，節約能源，增加可靠性；風力發電是能源領域增長最快的，其葉片使用碳纖維量可觀。

隨著汽車輕量化和風力發電的不斷髮展，碳纖維在工業領域的應用將越來越多。

▲2015年-2020年全球碳纖維需求增長CAGR

▲2020年全球碳纖維下游應用及佔比

全球產能持續增長，區域集中性強

目前全球碳纖維工業化產品仍以 PAN 基碳纖維為代表，其力學性能最高，應用領域最廣，

佔全球碳纖維總產量的 90％以上。2006 年全球 PAN 基碳纖維產能約為 4.16 萬噸，2016年全球碳纖維總產量約為15.1噸，複合增速達到 14%。

▲全球碳纖維產能現狀及預測（噸）

從地域來看：美國、日本和中國、中國臺灣是全球碳纖維的主要供應商國家，合計佔比達到

68%。

▲全球碳纖維各國生產份額

全球碳纖維企業三大梯隊，日韓美佔優勢

目前碳纖維主要的供應室來自Toray、SGL、Toho 和MRC 等公司，其中Toray收購Zoltek 公司以後，產能達到4.45 萬噸。國內只有中復神鷹、江蘇恆神和精業新材等公司具備一定的產能。

▲碳纖維全球市場供應-公司（千噸）

全球碳纖維企業可分為三個梯隊：

▶▷首先是兼具規模和技術優勢的企業， Toray、Toho 等為典型代表；

▶▷其次是在特定領域具備較強競爭力的企業

，比如SGL 在汽車領域，Cytec 在航空航天領域；

▶▷再其次則是具備成本優勢的企業，比如Formosa、Aksa、韓國曉星等。

▲碳纖維企業三大梯隊

國內企業產能小，無法實現規模化效應

中國目前的碳纖維供應商主要是中復神鷹、江蘇恆神、威海拓展等。產能都在5000 噸級別往下，沒有形成行業集中度，缺乏與國外巨頭競爭的優勢。

▲碳纖維國內企業市場供給

從產品結構看：

●國內T300級碳纖維性能達到國際水平，已進入產業化發展階段；

●T700級碳纖維已建成千噸級生產線，產品進入應用考核階段，低成本幹噴溼紡T700級碳纖維已經實現規模化生產；

●T800級碳纖維噸級線建成並於2016年實現規模化生產，但高模高強的高等級碳纖維的製備技術仍與國際碳纖維企業有較大差距。

▲國內碳纖維產品結構

受制於產量產能，我國碳纖維製品仍大量依賴進口

由於技術能力的限制，我國高端碳纖維材料主要依賴進口，每年進口的碳纖維及碳纖維製品的總量在 1 萬噸左右，進口依存度依舊在高位徘徊。2014 我國碳纖維消耗量為13753 噸，約85%依賴進口。

▲我國碳纖維製品仍大量依賴進口

從 2014 年進口產品應用分類來看，體育休閒類產品佔進口量的45.6%，工業應用佔26.3%，航空航天領域佔 4.7%。

體育休閒和工業領域是進口碳纖維及其製品應用的主要去向，其中工業應用領域份額逐年擴大，未來將是碳纖維主要的應用方向。

▲2014年我國進口碳纖維應用分佈佔比

國內外主要碳纖維企業情況

境外主要企業（包括中國臺灣）

1日本東麗（TORAY）

ToyoRayon 成立於1926 年，當時主要生產粘膠人造絲。隨著日本經濟逐漸復甦並且在二十世紀五、六十年代經歷了迅猛的增長，Toyo Rayon 逐漸發展成為一個綜合性的人造纖維製造商。

其後，該公司於1970 年1 月1 日重組，並從一家綜合性的人造纖維製造商發展成為一個從事各種化學業務，包括塑料製品、精細化學品以及製藥的綜合性化學公司，產品涉及三大人造纖維（即尼龍、聚酯纖維和丙烯酸）、性能卓越的薄膜、工程塑料樹脂、碳纖維複合材料、信息技術類產品、高性能薄膜產品、醫藥及醫療產品等各種基礎材料和相關產品。

2日本東邦（TOHO）

日本東邦成立於 1934 年6 月，該公司由東邦特耐克絲和6 家子公司組成，母公司為帝人集團公司。主要涉及碳纖維事業、紡織纖維事業。

3日本三菱麗陽（MITSUBISHI）

日本三菱麗陽株式會社成立於 1933 年8 月31 日，該公司自成立以來應用合成纖維和合成樹脂領域所積累的高分子技術，不斷拓展中空纖維膜、光纖、碳素纖維等新興業務領域。

目前，該公司已經建立了世界上獨特且強有力的丙烯系列業務實體MMA（甲基丙烯酸甲酯）系列及AN（丙烯腈）系列，發展成為以此為支柱業務的高分子化學制造企業。

4美國赫克塞爾（HEXCEL）

美國赫克塞爾是一家全產業鏈的複合材料公司，美國最大的碳纖維生產企業，其主要業務涉及：原絲生產、碳纖維生產、碳纖維織物生產、預浸料生產、蜂窩材料生產、結構件生產。

5美國卓爾泰克（ZOLTEK）

美國卓爾泰克是世界領先的碳纖維生產廠家，該公司總部在美國密蘇里州聖·路易斯，主要生產廠分別在美國德克薩斯州的阿別侖、美國密蘇里州聖·查爾斯和匈牙利尼賴吉蘇發羅。

2014 年2 月28 日，該公司被日本東麗收購，正式成為日本東麗的子公司。

6德國西格里（SGL）

德國西格里創建於 1992 年，由德國SIGRI 集團與美國大湖碳素（Great Lakes Carbon）集團合併而成，1995 年於德國法蘭克福證券交易所上市，總部位於德國威斯巴登。該公司是全球領先的碳素石墨材料以及相關產品的製造商之一。