IM0094 2021全球碳纤维复合材料市场报告（二）

6 全球碳纤维复合材料市场

6.1. 全球树脂基碳纤维复合材料需求-年份

树脂基碳纤维复合材料的需求量，根据纤维在复材中65%的比例计算的，建立一个规模概念。

6.2. 全球树脂基碳纤维复合材料需求-应用（千吨）

总量：181.5千吨

6.3. 全球树脂基碳纤维复合材料需求-应用(10亿美元）

总金额：200.5亿美元

2021年，全球的碳纤维复材收入为200.5亿美元，尽管依然有商用航空市场低迷的影响，但是，其他如军机、无人机市场急剧增长；除了汽车行业受BMW 2021年中停产I3的影响外，其他应用分市场均有增长。

中国主导的体育休闲器材，因为疫情的原因，大家有更多时间投入在体育休闲中，这带动了器材较高速的增长。

另一个中国主导的碳碳复材，尤其是热场材料，由于光伏行业的迅猛发展，极大地带动了该领域的蓬勃发展，该领域同时也是一个技术密集及高附加值的应用市场。但光伏行业的供过于求的矛盾越来越明显，会对行业健康持续发展埋下隐患。

我们一直在等待轨道交通行业正式进入我们的分市场，毫无疑问，该市场有非常光明的前景，目前的主要工作依然处于研发及小批量应用，后面的章节将详细介绍。

6.4. 全球树脂基碳纤维复合材料需求-区域(10亿美元）

总金额：200.5亿美元

2021年，中国市场继续赶超其他国际与区域，成为全球最大复合材料市场；当然，这个赶超依然有点虚，当2025年，美国商用航空市场全面恢复之后，才能真实评价市场的规模。

从上述全球产业分布、以及行业的发展历史看，碳纤维复合材料产业链依然是欧美日本非常看重的产业，当我们一些地区，因为看到一些复合材料企业劳动密集，或者有少许污染，就认为是低端产业。其实，只要这些人去看看国际顶级豪车、小型飞机的复合材料车间，也基本是这个模样，而这些总不能定义为低端产业吧？所以，地方政府要珍惜这些复合材料企业，支持他们做技改、环境改造及产品升级，这些企业有潜力成为让当地经济受益、政府脸上有光的高科技企业。

中国工业门类齐全，显然是发展碳纤维的良好基础，同时，碳纤维的采用又往往是工业升级换代的重大举措。碳纤维在中国的市场潜力是巨大，这个毋庸置疑。今天的碳纤维复合材料依然处于幼儿期，多包容、多支持，随着碳纤维产业的茁壮成长，势必会带动越来越多的工业领域采用碳纤维，成为工业经济的重要组成。

6.5. 全球树脂基碳纤维复合材料需求-制造工艺

总量：181.5千吨

2021年，缠绕拉挤工艺再次超越预浸铺放工艺，保持业界第一大工艺的地位。随着风电与气瓶应用的增长，这个第一的地位，短期内无法撼动。

预浸铺放工艺，作为实用性最广、应用经验最成熟的材料形态及成型工艺，几乎所有的应用均会在第一时间想到它，然后在应用过程中再摸索特点，发现更高效简化工艺，比如风电梁帽的开发历史，从预浸铺放过渡到厚重织物，再到拉挤板材；比如汽车复材工艺，从预浸铺放过渡到高压RTM等。

预制体工艺，近几年成为主要工艺，主要是因为光伏炉所需的热场碳碳复材的迅猛发展而推动的，无论是非连续立体毡，还是三维机织、编织等预制体工艺，目前在碳碳复材中发展迅速。其中的一些进步也会让树脂基复合材料受益。

6.6. 全球碳纤维复合材料需求-不同基体(10亿美元）

总额：248.1亿美元

我们发布这个图表，旨在提示大家不要忽略树脂基及碳基之外的其他基体复合材料，这些材料也是碳纤维复合材料大家族中的一员。

除了金属、陶瓷、水泥等大量的基体材料，气凝胶也作为新的基体，与各种纤维毡结合，变成新型的复合材料。在碳纤维领域，预氧毡与二氧化硅气凝胶的结合，正在创造广阔的应用市场空间；碳纤维毡、石墨毡与碳气凝胶的结合，也将改变很多应用。

碳纤维自身也可以是“基体”，将自己的结构与功能“复合”，与碳纳米管、多孔纳米碳结合成“复合材料”，这些“复合材料”很可能会为新能源产业提供革命性的创新。

2021年，整个树脂基材料中，热塑复合材料占了大约25%的比例，金额约为50亿美元。其中，绝大部分为非连续增强塑料，连续碳纤维热塑材料，我们估计市场份额为2亿美元左右。

6.7. 中国树脂基碳纤维复合材料需求-应用（吨）

总量：95,968吨

2021年，中国碳纤维复合材料的总量为96,000吨。给行业一个大致的概念。

2021年，体育复材的领导地位再次被风电大幅度超越，这个格局会继续延续下去的。风电与体育两大应用主导市场的格局会持续多年。

碳碳复材及压力容器是正在冉冉升起的“明星”，发展势头凶猛。

6.8. 中国树脂基碳纤维复合材料需求-应用（亿元）

总金额：699.18亿元

2021年，全国的碳纤维复合材料的产值为699.18亿元；这些数据，只是根据我们赛奥的数据模型来计算的，只是给社会一个行业规模的概念。

航空航天复材的产值，我们是按结构件来估算的，2020年大约有183亿元，首次超越了体育器材，成为最大金额的分市场。2021年，由于体育器材的较高速增长，又反超航空航天，成为第一的分市场。

风电市场，我们是根据拉挤板和织物来估算的，大约有58亿元的收入。

2021年，碳碳复材收入约74亿，迅速成为第三大应用市场。

7  复合材料应用发展趋势与展望

7.1. 航空航天应用市场

市场的发展趋势如下图：2021年对碳纤维的需求量为16,450吨。

根据Cirium数据库数据显示，2021年全球商用飞机交付量达到1034架，同比增长28.6%；新增确认订单1647架，约为2020年的2.7倍。然而这是窄体飞机的贡献，对于宽体飞机，根据波音公司网站信息：2021年年中，波音787被查出存在生产缺陷并暂停交付，全年仅交付14架波音787。远低于2020年53架的交付量，与其疫情前百架以上的交付水平更是相去甚远，波音可能最早在2022年2月或3月重新开始向客户交付新的787飞机；另据空客网站信息：2021年交付55架A350飞机，依然是低迷状态。唯一的好消息是：空中客车在2021年11月宣布推出A350F货机，并得到了积极的市场反馈，在当年即获得了22架确认及承诺订单。另据国际航空专家预测：商用航空飞机的恢复期会延迟到2025年。上述重头的碳纤维用户经营惨淡，导致商用航空的需求持续低迷，还好有其他航空市场的弥补，使得总需求与2020年持平。2021年，我们将飞行汽车纳入了该市场，这是相当有前景的分市场，碳纤维复合材料是不二选择！

7.2. 风电叶片应用市场

2021年，风电市场发展风云剧变，陆上主机报价扣除塔筒成本后，价格已低至大约1600元/KW，比起2020年几乎腰斩。再加上源头的材料涨价，整个产业链基本处于微利或亏损状态。这个市场行情不光让国内外众多计划采用碳纤维的叶片企业犹豫及止步，也让需求巨头VESTAS放缓了碳纤维需求增长的力度。

2022年，受国外风场补贴因素影响以及成本因素影响，预计全球两大巨头VESTAS及GE的碳纤维板材用量基本不会增长，维持在全年用量为30,000吨，其他几家如GAMESA、NorDex，明阳、三一、上海电气等的用量预计为3500-4500吨，大概率与2021的需求持平。

从工艺角度：拉挤板材用于大梁已成为主流，近两年中材科技、时代新材、中复连众、艾朗等叶片厂家以及主机厂三一重工、明阳电气、上海电气等都陆续发布了使用碳纤维或碳玻混合拉挤大梁叶片，值得一提的是，东方电气、中船双瑞目前使用的织物灌注以及金风科技的预浸料工艺，对比拉挤板材，劣势越来越明显。2022 开始，碳纤维织物及预浸料工艺在全球范围内大概率被被拉挤板材全部替代掉。当然，不排除有基于这些传统工艺的思想，但产品形态及制造效率、成本更有优势的新工艺出现。

玻纤与碳纤的竞争：2019年年底，中材科技发布SINOMA85.6的全玻纤海上风电叶片并于2020年在福建兴化湾装机使用。2022年3月，株洲时代最新发布的TMT185叶片，长度达91米，全部使用玻璃纤维而非碳纤维，适配4.5MW到6.5MW机型。所有叶片企业非常清晰碳纤维的减重优势及趋势，只是在成本上算不过账，尤其这两年碳纤维供不应求的情况下。这个问题的解决有待于叶片企业与碳纤维企业更深入的精诚合作。

风电市场的波动剧烈，但是总体上发展前景光明，风电碳纤维巨头-卓尔泰克，是可以批量按照13美元/公斤左右供应碳纤维的。这个成本优势，是我国大丝束碳纤维企业的参照系。

7.3. 体育休闲应用市场

体育休闲市场十年来的需求发展情况如下，2021年的需求量为18,500吨。对比2020有显著地增长。

体育市场的分市场份额如下：

2020年疫情之下，群体运动的碳纤维器材有较大幅度的下滑；而个人体育休闲的器材反而上升。而2021年，不少国家开始放开群体运动，这直接带来了体育器材的较高速的增长。

要关注休闲领域的增长潜力：如果碳纤维鱼竿，早年是高档货，今天的一次性鱼竿都是碳纤维；我们的休闲用自行车呢？随着碳纤维及其复合材料的进步，也应该是这样的趋势。

7.4. 压力容器应用市场

2021年，全国的气瓶碳纤维用量大约为3000吨。其中，呼吸气瓶用量大约为600吨，CNG气瓶大约500吨，储氢气瓶用量约为1900吨。未来几年，呼吸气瓶的增长会比较稳定，但受基数影响，增长量有限。天然气气瓶的用量在未来3年会有所增长，但在2025年开始会有所减缓。主要的增长点会出现在氢气瓶领域。

全球气瓶的主力依然在欧美：2021年我国最大的气瓶企业碳纤维用量大约是800吨，而同期的国际巨头LUXFER预计有2,400吨，而Hexagon Lincon则有3,200吨左右，国内外差异是显著的。结合其他国外厂家，我们估算的2021年市场需求数据为11,000吨。今后数年，该市场可能按20%年增长率高速增长。

国内气瓶市场研判：根据相关政策以及预测，2022年，中国将至少新增10,000辆氢能源车，主要在物流车、重卡和大巴领域，其中重卡为6,000台。重卡储氢气瓶为210L-385L，单个瓶子碳纤维用量在40-45公斤之间，单车一般配置6-8个瓶组，重卡领域碳纤维用量大约1700-1900吨。加上其他物流车、客车领域的用量，氢燃料电池汽车预计总量能到使用到2500吨以上；加上呼吸气瓶及天然气气瓶维持低速的增长，预计碳纤维用量能够达到3600-3800吨。2023年开始至2025年，物流车以及大巴车的示范加大和重卡的逐渐推广（最大重卡碳纤维用量约为500KG）；2022年三月，发改委发布了《氢能产业发展中长期规划（2021-2035 年）》，我们有理由相信：中国碳纤维气瓶市场在3-4年，有望成长为万吨级别的大市场。

7.5. 碳碳复材应用市场

2021 年，碳碳复材的三大市场发展如下：

刹车盘市场：国际的主要企业是：法国的Messier-Bugatti 公司、美国的Honeywell 公司、B.F. Goodrich公司、Goodyear公司和英国的Dunlop公司。中国的飞机刹车盘主要有北摩高科、中航飞机股份有限公司西安制动分公司、博云新材、西安超码等厂商。该市场发展平稳。

航天部件：主要企业是国内航天的相关院所，碳碳复合材料以其优异的性能成为大型固体火箭喉衬、发动机的喷管、扩散段、端头帽等的首选材料。该市场发展平稳。

热场部件：单晶硅炉内，主要有碳毡功能材料和坩埚、保温桶、护盘等碳碳复材结构材料：国际企业是德国的SGL公司，日本的东海碳素公司等；国内从事碳碳复合热场材料的单位包括湖南金博碳素、中天火箭、西安超码等。预制体是碳碳复材重要的制造环节，国内的主要企业是：中材科技南京玻璃纤维研究院、江苏天鸟高新技术有限公司、天津工业大学复合材料研究所、宜兴市飞舟高新科技材料有限公司。2021年，我们将碳毡功能材料统计到这个碳碳复材市场中。

2021年，单晶硅炉依然增长火爆，根据北极星太阳能光伏网的数据：单晶硅炉即将破3万台，主要的企业为上虞晶盛机电、北京京运通科技、江苏华盛天龙光电设备、北京七星华创电子、德国PVA TePla AG、美国Kayex 公司、日本Ferrotec公司。

7.6. 混配模成型应用市场

混配模成型（Molding&compound）严格讲，不是一个应用市场，而是对工艺的描述，但由于这些工艺横跨的应用多，所以，把它归类成一个应用，便于说明。混配（compound）是指非连续碳纤维增强塑料，主要包括短切增强和LFT。玻纤D-LFT在汽车领域的广泛应用证明了这种复合材料形态的优势。模成型（Molding）主要是指片状模塑料Sheet Molding Compound-SMC，团状模塑料Bulk Molding Compound-BMC。由于回收碳纤维的加入，让这些非连续形态的，以及非连续形态加连续形态的混合结构，展现出一定的发展空间。

从事短切碳纤维增强塑料的，通常是改性塑料企业，比如SABIC、RTP、POLYONE、COMPTEX、 POLYNT、深圳沃特、广东金发科技等。他们通常是从碳纤维企业采购短切碳纤维，采用双螺杆混配造粒，然后在销售给应用单位做注塑成型。近几年，在常规连续性纤维复材及塑料之间，短切碳纤维增强塑料以其远超塑料的力学性能，远超连续纤维的成本及规模成型便利性，赢得无人机行业青睐，得以快速增长。该应用提出了增加复材刚性的需求，可以从定制中模量的碳纤维解决，也可从混配技术上增加残留纤维长度来解决。

从事碳纤维片状模塑料的企业主要有：美国QUANTUM、MAGANA、Ashland、Continental Structural Plastics，德国MENZOLIT等企业。对比与传统的玻纤SMC、碳纤维SMC的浸润性受丝束大小的影响较大，而浸润性的好坏与力学性能相关联，目前的碳纤维SMC还没有实现其该有的力学性能优势。2021该市场并无重大事件。

（未完待续）