高速鐵路複合材料細分集中度情況

一、高速鐵路複合材料行業經濟特性

碳纖維等新型纖維材料,使高速列車拋棄了傳統的鋼結構車身,實現了超輕量化,能耗隨之大為降低,時速顯著提升。更值得一提的是,車身採用的碳纖維材料還可以回收利用。

碳纖維材料抗衝擊性大大強於鋼鐵,特別是用碳纖維製成的方向盤,機械強度和抗衝擊性相比普通材料分別提35%和20%以上。整車強度理論上也比普通材料的車身至少強上20%~30%,在複合材料的武裝下,高鐵的安全性是不言而喻的。

高速鐵路複合材料細分集中度情況

碳纖維新材料的運用不僅推動高速列車行駛的低碳化,也將帶來車用材料的綠色生產,引領軌道交通工業的變革。德國、日本都已在醞釀未來兩三年實現碳纖維汽車的產業化。目前,我國碳纖維新型材料已大量運用於航空航天等高科技領域,神舟飛船、常娥火箭、大型飛機制造等都大量採用了新型纖維材料。

高鐵內部軟裝飾全部採用國產紡織品,而且全部達到國際環保和阻燃標準。高鐵內飾紡織品所用纖維必須具有阻燃、環保等功能性且相關物理性指標必須達到國際標準。高鐵使用的阻燃纖維完全不同於傳統阻燃纖維,用於運動和靜止兩種不同狀態時的阻燃纖維要求完全不同。高鐵、大型飛機等高速運行的狀態,對阻燃纖維的各項指標提出了超乎常規的要求。當高鐵時速達到250公里時的阻燃纖維性能指標,遠遠高於時速為200公里的要求。

二、高速鐵路複合材料行業產業鏈結構情況

車體材料方面,目前使用不鏽鋼和鋁合金,由於車輛輕量化的要求越來越高,複合材料日漸受到關注。意大利ETR500高速列車的車頭前突部分採用的是芳綸纖維增強環氧樹脂的FRP,法國國營鐵路公司(SNCF)的TGV高速列車採用碳和玻璃纖維強化環氧樹脂包覆發泡蜂窩材料芯。

轉向架方面,轉向架必須滿足安全、運行舒適度以及耐磨損、易檢修等要求。多采用優質碳素鋼、低合金低碳高強度鋼、耐候鋼製造的構架。近來研究熱點為高分子複合材料和鋁合金製造的構架。德國開發了世界上第一個纖維複合材料的轉向架構架。

車輛內裝及設備方面,車輛內裝及設備主要有裝飾板、廁所、盟洗室、座椅及水箱等,應以鋁合金和高分子材料為主,如裝飾板採用鋁合金上疊合一層不燃性的纖維增強塑料,廁所、盟洗室、座椅及水箱還要考慮到衛生和耐腐蝕性,也以不燃性的為佳。

受電弓滑板材料方面,受電弓滑板是機車供電系統中的重要集電元件,它的使用必須經濟安全,既對接觸網導線磨耗小,自身有足夠的使用壽命,又不影響弓網關係。目前國內外研究的浸金屬碳滑板已步入了實用化的階段,與此同時,還應加強碳纖維一金屬複合材料滑板的研究,這種滑板在集電、潤滑、抗撞擊性能方面都會超過現有的金屬滑板、碳滑板、浸金屬碳滑板和粉末冶金滑板,其應用前景十分廣闊。

無砟軌道系統方面,板式無砟軌道是由長鋼軌、扣件系統、軌道板、水泥瀝青砂漿、混凝土底座及凸形擋臺組成的一種新型軌道結構。為了使板式軌道具有一定的彈性,並固定軌道結構的位置,在混凝土底座和軌道板之間,以及凸形擋臺周圍填充緩衝材料層,同時消除混凝土構件施工誤差。緩衝充填材料目前一般使用水泥瀝青砂漿,採用水泥、乳化瀝青、砂及各種摻和料混合而成,通稱CA砂漿。

高鐵鐵軌所用到的高分子減振、降噪材料多達十幾種。聚氨酯、碳纖維複合材料、熱塑性彈性體、聚氯乙烯、硅橡膠、環氧樹脂、丁基橡膠、丁苯橡膠、三元乙丙膠等。凸形擋臺填充使用聚氨酯樹脂,具有粘度小,易於施工;防沉降效果好,具有較高的承載強度及韌性,抗衝擊性能優秀,並擁有良好粘結強度,優異的抗疲勞性、耐熱老化性及耐腐蝕性等優點。

用於高速鐵路路基和軌道之間的減振材料聚酯聚醚彈性體,目前國內生產企業還不能滿足需求,主要從國外進口。而美國杜邦公司的聚酯聚醚彈性體材料售價在每噸10萬元左右甚至更高。如果該材料實現國產化,價格可以降低一半。

三、高速鐵路複合材料行業主要驅動因素

1、技術驅動

隨著研發技術水平的不斷提高,新的化工材料不斷被發現,複合材料新的應用領域也不斷被髮掘,給複合材料提供了市場應用需求,從而推動行業的發展。

2、需求驅動

複合材料在應用中所具有的節能、環保等性能符合綠色發展的要求,另外,隨著經濟的發展,傳統能源儲量在不斷減少,複合材料具有較大的替代空間,複合材料的市場需求加大,從而推動行業的發展。

就國內市場來看,由於我國複合材料產業市場起步晚、生產技術基礎差,以及受體制的制約,目前有相當一部分市場成熟的複合材料產品,尤其是基本產品呈生產能力不足的局面,國內市場上處於供不應求的狀況,有些產品國內供應缺口甚至超過50%,需要依賴進口來滿足。目前國內複合材料整體自給率在56%左右,其中新領域的複合材料自給率僅為52%,工程塑料和特種橡膠自給率僅為35%和30%。

3、國家政策大力支持

複合材料應用領域包括電子、家電、汽車、體育休閒、風力發電、軌道交通、船舶、航空航天、建築節能等領域,在國民經濟中佔有重要地位,是國家產業政策重點鼓勵發展的行業。

國家產業政策扶持加快了行業內企業的技術進步,促進了企業自主開發能力,提高了國內行業龍頭企業的市場競爭力。

自給率較低反映出目前我國複合材料市場需求空間還較大,將會對複合材料行業發展帶來較大的促進作用。

四、2017年高速鐵路複合材料集中度情況

根據北京普華有策信息諮詢有限公司發佈的《2018-2025年中國高速鐵路複合材料市場發展戰略及投資前景預測研究報告》顯示:

1、行業市場集中度情況

高速鐵路複合材料細分集中度情況

2、行業區域集中度情況

高速鐵路複合材料細分集中度情況

3、行業企業集中度情況

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