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新材料之首碳纤维行业特点及全球重点企业优势概况

2018-11-26 22:52:38

  碳纤维属于高技术密集型产品,涉及精馏纯化、高分子合成、化纤纺制、高温处理、表面处理及界面科学等多学科交叉,产业链长,产品系列多,生产技术复杂,产业发展涉及产、学、研、用各个环节。特别是在航空航天领域,由于应用的特殊性,碳纤维产品的质量标准高、研发周期长、资金投入大,行业壁垒高,同时对稳定性有非常苛刻的要求。

  碳纤维下游应用技术的开发难度较高,碳纤维与树脂、上浆剂等材料之间工艺参数必须系统配合,复合材料设计与成型需要一体化,下游领域的应用开发需要较长的研发过程。加之研发投入大、生产成本高,导致碳纤维应用范围长期局限在航空航天和高端民用领域。近年来,随着碳纤维应用成本的下降,碳纤维下游应用领域逐步扩展到一般工业领域,风电设备、汽车制造、轨道交通等领域的应用不断拓展。

  由于碳纤维生产工艺流程复杂、研发投入巨大、研发周期较长,使得国际上真正具有研发和生产能力的碳纤维公司屈指可数。美国注重原始创新,日本擅长精细化生产,在碳纤维产业发展中各具优势。日本东丽、美国赫克塞尔垄断航空航天高性能碳纤维市场,日本东邦和日本三菱也在高性能碳纤维领域占据了一席之地;其他重点企业也各具特色,在原料多元化、合成体系、纺丝技术、丝束规格等方面具备各自的优势。随着中简科技生产的 T700 级碳纤维和光威复材、恒神股份为代表的国内企业生产的 T300 级碳纤维在航空航天领域应用的逐步扩大,一定程度上削弱了日本及欧美等国在高性能碳纤维领域的垄断地位。

  碳纤维与国防工业密不可分,市场和政府在行业发展中发挥重要作用。美国和日本采取以市场为主的模式,主要依靠大企业研发和生产,同时供应民用和国防应用领域。日本通过各种途径支持本国碳纤维企业发展,将其作为十大战略性产业之一;美国从 20 世纪 70 年代先后赞助执行了飞行能效(Aircraft EnergyEfficiency,ACEE)计划、先进复合材料技术(Advanced Composite Technology,ACT)计划和低成本复合材料计划等,最终目的在于提供在制造成本上有竞争力的复合材料机翼和机身的制造技术。1988 年,美国国会通过法令,军用碳纤维所用聚丙烯腈原丝要逐步实现自给,国防工业所需的重要材料都必须立足于本国生产,波音可以使用日本东丽的碳纤维,国防工业则必须采用美国赫克塞尔或美国氰特的碳纤维,同时对高端碳纤维产品和技术装备出口进行严格管控。俄罗斯由国家主导研发和生产,国有部门负责开发研究生产制造,保障国防工业和重大工程的需求。

  相关报告:北京普华有策信息咨询有限公司《碳纤维行业市场监测及发展前景预测研究报告》

  目前,全球碳纤维市场被日本东丽、日本东邦、日本三菱丽阳及美国赫克塞尔等少数几个公司所垄断,日本东丽和美国赫克塞尔是全球经营最为成功的碳纤维生产企业。其经营模式如下:

  (1)日本东丽的经营和管理采用内部治理模式,其主要特点是股东稳定,股东包含几个银行股东,股东间互相持股且均不参与对方公司管理,公司董事全部来自公司内部,公司管理者和决策者有丰富的碳纤维专业知识,因此,日本东丽管理者不会单独追求股东利益,而会把公司长远发展作为目标,通过持续投入,提高企业创新能力,技术创新不断推动公司碳纤维产业发展,促使日本东丽成为全球碳纤维行业的老大。

  (2)美国赫克塞尔的发展得益于美国国防部制定的碳纤维本土化政策,上世纪八十年代,美国的几个碳纤维公司均采用外部治理模式,但由于碳纤维作为国家特殊的战略物资材料,受日本东丽等公司的制约,美国碳纤维企业均濒临倒闭。美国国防部适时推出碳纤维等关键材料本土化的国家战略,由此扶持了美国赫克塞尔、美国氰特等本土碳纤维企业的发展,最终摆脱了对日本碳纤维的依赖。

  我国碳纤维行业目前仍处于初级阶段,由于碳纤维行业涉及精馏纯化、高分子合成、化纤纺制、高温处理、表面处理及界面科学等多学科交叉,且精密制造的工艺门槛甚高,掌握高性能碳纤维研发核心技术并能够实现稳定、成本可控的规模化生产的企业较少,绝大多数企业不能满足航空航天等高端产业的规模化应用需求,主要围绕体育休闲等低端领域;在高性能碳纤维研发生产方面,国内部分碳纤维企业基本实现 T700 级、T800 级碳纤维技术突破,但稳定性、产品离散度等指标与国外优势企业相比存在一定差距。

  日本是全球碳纤维的主要制造厂商,代表企业包括日本东丽、日本东邦和日本三菱丽阳等,其他地区的主要厂商包括美国的赫克塞尔、卓尔泰克以及德国的西格里等。根据 CCeV 的数据统计,日本东丽是全球唯一一个碳纤维产能超过 2万吨的企业,是全球碳纤维领域无可争议的龙头,长期为波音公司和空中客车公司主要的稳定供货商,其他重点企业也各具特色和优势,市场化程度较高。

  从全球碳纤维的理论产能区域来看,美国、日本和中国位列前三,三者合占到了全球超过 60%的产能分布。根据数据统计,2016 年,中国的碳纤维理论产能约为 1.8 万吨,但 2016 年的实际产量仅为 4,600 吨,且以低端碳纤维为主,整体产能利用率较低。

  目前,我国大多数碳纤维企业所提供产品以中低端碳纤维为主,加之国外龙头企业依靠自身规模化、低成本化优势对国内倾销式销售低端碳纤维,严重制约国内低端碳纤维生产企业的生存发展,导致我国低端碳纤维领域产能过剩问题严重。以生产中低端碳纤维为主企业竞争激烈,毛利率普遍为负,国内多数碳纤维厂家仍处在亏损状态。

  相较而言,受技术研发限制,国内碳纤维企业尚无法大规模提供高性能碳纤维,而国外龙头企业在高端碳纤维方面对国内采取禁运或限制某些领域应用措施;与此同时,以航空航天、军工等为代表的领域对高端碳纤维需求旺盛。综上上述因素,国内高性能碳纤维长期处于供不应求局面,产品销售价格较高。

  全球范围内,碳纤维核心生产技术主要掌握在日本和美国等少数几个国家,生产能力和市场需求亦主要集中在上述地区。碳纤维行业从技术实力、生产能力、销售能力来看,具有代表性的境外企业主要有日本东丽(TORAY)、日本东邦(TOHO)、日本三菱丽阳(MITSUBISHI)、美国赫克塞尔(HEXCEL)、美国卓尔泰克(ZOLTEK)、德国西格里(SGL)、美国氰特(CYTEC)、土耳其阿克萨(AKSA)。

  近几年,随着国内企业在碳纤维领域不断加大投入,研发生产实力得到大幅提升,出现了以中简科技、光威复材、江苏恒神、中复神鹰等为代表的企业。

  日本东丽成立于 1926 年,当时主要生产粘胶人造丝。1970 年 1 月 1 日,正式更名为东丽株式会社。日本政府于 1985 年 9 月签署《广场协议》后,日元汇率一路飙升,日本东丽借助纤维纺织行业以及整个日本工业结构调整的机会,对各项事业进行重组并优化公司结构,扩大海外生产基地。经历九十年的发展,日本东丽完善了从上游原丝制备到下游复合材料制品设计制造的整个产业链,在全球 26 个国家和地区开展业务,目前主要从事纤维和织物、树脂和化学成品、IT相关产品、碳纤维复合材料、环境和工程等业务。日本东丽 2016 财年实现营业收入 20,265.00 亿日元,净利润 994 亿日元。

  2002 年 7 月,东丽集团设立东丽(中国)投资有限公司 Toray Industries(China)Co.,Ltd.(TCH),主要用于投资管理中国事业,另外,东丽还在南通和上海分别建立了东丽纤维研究所(中国)有限公司及其分公司,建立了以有机合成化学、高分子化学为中心的研究基地。

  日本东丽在全球碳纤维行业处于领先地位,研发水平超前,日本东丽于 2014年已开发出 TORAYCA®T1100G 高拉伸强度和高弹性模量碳纤维,而我国大部分企业尚未能大批量生产 T700 级碳纤维。由于日本东丽现今的研发理念、大规模化的生产模式,使得其在同级别碳纤维生产方面具有低成本优势,在国内外碳纤维市场具有较强的竞争力。

  日本东邦成立于 1934 年 6 月,该公司由东邦特耐克丝和 6 家子公司组成,母公司为帝人集团(Teijin)公司,主要涉及碳纤维复合材料业务、纺织纤维业务,日本东邦于 1975 年开始量产聚丙烯腈系的碳纤维“TENAX”,2002 年,在中国上海设立东邦特耐克丝株式会社上海代表处。

  帝人集团(Teijin)公司于 1918 年成立,经过近百年发展,公司业务领域涉及高性能纤维与复合材料,电子材料与化工产品,医药医疗,纤维产品与流通和IT 等,是全球屈指的碳纤维、芳纶纤维制造商之一,同时也是全球领先的聚碳酸酯树脂制造商之一。2016 财年,实现了 1,141.1 亿日元的营业额,净利润 162.2 亿元日元。

  日本东邦是一家领先的全球化公司,在日本、德国和美国均设有机构和生产工厂,年产能力逾 1 万吨,产品广泛应用于航空航天、汽车、工程塑料、电子、体育休闲等领域。

  日本三菱丽阳成立于 1933 年 8 月,1962 年 10 月,开始生产聚丙烯纤维,1975年开始生产预浸料,1983 年开始生产碳纤维。三菱丽阳实现了从丙烯纤维原料丙烯腈的合成到聚合、原丝、碳纤维、产品等一条龙生产。

  三菱丽阳集团同时拥有 PAN 基碳素纤维和沥青基碳素纤维,以及以碳素纤维为基本原材料生产的中间材料和成型加工品,通过完善的产品链,在体育用品、产业资材、航空航天、汽车及环境等广泛领域内展开经营。根据其经营计划,从2017 年 4 月开始还将与三菱化学、三菱树脂实现整合,成为新的综合性化学生产商“三菱化学株式会社”。通过整合,以确立创造高成长及高收益型事业体的机制。

  美国赫克塞尔成立于 1946 年,是一家全球领先的复合材料公司,该公司开发制造轻质、高性能的复合材料,包括碳纤维、增强织物、预浸料、蜂窝芯、树脂系统、胶粘剂和复合材料构件,产品广泛应用于民用飞机、宇航、国防和一般工业。

  2016 财年,美国赫克塞尔营业总收入 20.04 亿美元,净利润 2.50 亿美元;2016财年复合材料业务收入为 16.10 亿元。美国市场为美国赫克塞尔贡献了近 50%的营业收入。

  美国卓尔泰克创立于 1975 年,1988 年卓尔泰克公司以美国宇航局大型运输机的相关业务及火箭喷管为契机,进入了碳纤维领域。作为世界领先的大丝束碳纤维生产厂家,美国卓尔泰克主要生产碳纤维预浸料,多轴布,符合各种工程塑料用的短切碳纤维,预氧丝。1992 年该公司在纳斯达克上市并募集资金 400 万美元,利用募集资金完善了碳纤维生产线 年利用增发股票募资,进一步完善了欧洲市场布局及原材料供应体系。

  2013 年 9 月 27 日,日本东丽宣布收购美国卓尔泰克,于 2014 年 2 月 28 日完成了所有的收购程序。收购完成后,美国卓尔泰克从纳斯达克退市。

  德国西格里是德国SIGRI股份有限公司和美国大湖碳素公司于1992年合并而成,德国西格里(SGL)是全球领先的碳素石墨材料及相关产品制造商之一,拥有从碳石墨产品到碳纤维及碳碳复合材料在内的完整生产线,其产品在钢铁、炼铝、汽车制造、化工、电子半导体、光伏和 LED 产业、锂离子电池等行业具有广泛应用。在风能、航天航空、国防工业等领域的碳素石墨材料及其相关产品的应用也呈上升趋势。西格里集团在全球拥有超过 40 个生产基地,市场及服务网络覆盖 100 多个国家。

  德国西格里于 1998 年进入中国,集团旗下中国业务主要分布在上海,由上海西格里东海碳素有限公司、西格里特种石墨(上海)有限公司、西格里石墨技术(上海)有限公司及其生产基地组成。

  2016 财年,德国西格里营业收入为 7.7 亿欧元,受非经常性损益影响,整体盈利有所降低,实现净利润-1.11 亿欧元。

  美国氰特公司是世界领先的经营特种化工及材料技术的公司之一,公司前身是美国氰胺公司化工部,1993 年在纽约证券交易所上市,是一家特种化学品和特种材料的创新公司,在研究,开发和生产领域居全球领先地位。该公司致力于创造领先的技术方案服务于全球市场,包括:航空航天、涂料、矿业、塑料和水处理,产品包括:碳纤维原丝生产、碳纤维生产、碳纤维织物生产、预浸料生产、UV/EB 能量固化树脂,液体涂料树脂,氨基交联剂,粉墨涂料树脂,涂料助剂,采矿剂,磷化学品,聚合物添加剂,界面活性剂和特殊单体等。

  土耳其阿克萨是全球最大的腈纶制造商。该公司从 1971 年开始生产腈纶丝,于 2008 年下半年开始碳纤维试生产,并于 2009 年第 3 季度开始商业化生产。2012年,美国陶氏化学(DOW)与土耳其阿克萨(AKSA)组建合资公司 DowAksa,专业生产碳纤维,并致力于下游制品的研发。近年来,土耳其阿克萨的产业化发展比较迅速,主要用于民用工业领域。2010年 1 月进入中国市场,经历五年多的耕耘,其国内市场主要分布在建筑加固、运动器材、热场材料等领域。

  光威复材成立于 1992 年,注册资本 2.76 亿元。产品主要包括碳纤维及碳纤维织物、碳纤维预浸料、玻璃纤预浸料、碳纤维复合材料制品等,其中,碳纤维及碳纤维织物由其全资子公司威海拓展生产,主要型号为 GQ3522 型(T300 级)碳纤维及织物,应用于航空航天领域。其他产品主要分布于渔具、体育休闲等工业领域。2016 年度,光威复材实现营业收入 6.33 亿元,净利润 2.20 亿元,其中碳纤维及织物营业收入为 4.37 亿元,占合计营业收入比重为 69.04%。

  恒神股份成立于 2007 年,注册资本 12.74 亿元,2015 年 5 月在全国中小企业股份转让系统(新三板)挂牌(代码 832397,简称“恒神股份”)。恒神股份主营产品有丹强丝和碳纤维两大板块,2013 年丹强丝产品营收占比达到 98%。2015 年开始专营碳纤维及相关产品,丹强丝业务不再经营,其主要产品为 T300 级碳纤维。2016年度,恒神股份累计实现营业收入 1.95 亿元,净利润为-2.27 亿元。

  中复神鹰是中国建筑材料集团公司碳纤维业务的核心企业,成立于 2006 年,注册资本 6.15 亿元。主营业务为碳纤维原丝、碳纤维、碳纤维制品的研发、制造。

  江苏航科成立于 2010 年 2 月,注册资本 5,500 万元,主营业务为高性能碳纤维及其复合材料的研究、开发、生产、销售。

作者:缅甸小勐拉 分类:www.1992019.com资讯 浏览:7 评论:0