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市场规模将超万亿元,汽车轻量化领域用碳纤维需求分析

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时间:1900/1/1 0:00:00

碳纤维(CF)是一种新型的高强度、高模量纤维材料,其碳含量超过95%。碳纤维“刚柔并济”,既具有碳材料的优良特性,又具有纤维的优良特性。它的重量比钢、镁、钛和铝轻,但强度和模量更高。它具有耐腐蚀、耐高温、耐摩擦的特点,被业界誉为“黑金”。碳纤维不仅在国防和军工领域具有重要的战略应用,而且在民用领域也可以发挥重要作用。优良的机械财产,但成本高。

Volkswagen, Audi, Mercedes-Benz, BMW, Toyota

(注:比强度是材料的强度除以其表观密度,也称为强度重量比。比强度越高,用于达到相同强度的材料越轻;

比模量是模量与密度的比值。比模量越大,材料的刚度就越大。简单地说,强度越高,它被破坏的可能性就越小。模量越高,材料就越“牢固”,而且不容易弯曲。数据来源:顺策(嘉兴)斯托克汽车用碳纤维复合材料的财产和成型技术)从基本的机械财产来看,即使是普通的碳纤维复合物也远远优于高强度钢、铝合金、钛合金和镁合金。然而,具有高强度和高模量的碳纤维复合材料的比模量和比强度优于普通的碳纤维。唯一的障碍是,目前的高端碳纤维复合材料技术含量高,生产工艺极其复杂,导致成本高于上述其他类型的材料。随着产业链的延伸,增加值翻了一番。

Volkswagen, Audi, Mercedes-Benz, BMW, Toyota

作为增强纤维材料,碳纤维通常不单独使用,而是制成末端碳纤维复合材料用于应用。完整的碳纤维产业链包括从前驱体制备到终端应用的完整制造过程。从生产角度来看,可以简单概括为前驱体生产、氧化碳化、中间材料、复合材料、终端应用等环节。

Volkswagen, Audi, Mercedes-Benz, BMW, Toyota

来源:顺策(嘉兴)斯托克恒申股份公开转让说明书在整个碳纤维产业链中,深加工的每个环节都有很高的技术壁垒和极其复杂的生产工艺,因此附加值非常高。下游越远,产品的附加值就越高。引领轻量化趋势,中国未来的需求潜力巨大。汽车行业领域:如果成本下降,将打开万亿个新的蓝海。在能源效率短期内难以大幅提高的前提下,汽车轻量化已成为汽车节能环保的现实首选路径。碳纤维具有比模量和比强度高、失重潜力大、安全性好、机械财产优于钢、镁铝合金等突出优点,是不考虑成本的汽车轻量化的最佳选择。

Volkswagen, Audi, Mercedes-Benz, BMW, Toyota

利用碳纤维复合材料对汽车进行轻量化改进已在国外逐步推广应用。宝马、奥迪、梅赛德斯-奔驰、通用汽车、福特、日产、丰田和大众等知名制造商已开始深入干预碳纤维行业,并逐步将碳纤维复合材料应用于其不同车型。

Volkswagen, Audi, Mercedes-Benz, BMW, Toyota

碳纤维复合材料在国内汽车工业中的应用尚处于起步阶段。以奇瑞、观致和北汽集团为代表的国内汽车制造商开始在其新能源电动汽车中使用碳纤维复合材料。今年上半年,北汽集团与康得复合材料签署了中国首个碳纤维汽车零部件量产订单,成为中国汽车用碳纤维量产的开端。尽管前景非常好,潜在需求巨大,但碳纤维复合材料要大规模应用于汽车领域,势必会对碳纤维产业链各环节的制备技术和制造工艺提出更严格的要求,而低成本是其成功商业应用的必然出路。目前,汽车用碳纤维复合材料的成本高达400元/公斤,仅适用于跑车、豪华车等相对小众的市场,整体渗透率较低。然而,如果要在普通汽车等大众市场推广,就有必要将其成本降低到60~100元/公斤,这是现实可行的。

Volkswagen, Audi, Mercedes-Benz, BMW, Toyota

根据国家汽车减重要求,到2025年,国产汽车和电动汽车……

c类车辆预计将分别达到3000万辆和600万辆。按照分别减重25%和50%的标准,碳纤维的需求量将至少达到10万吨。如果未来在技术和技术上取得进一步突破,按照碳纤维和碳纤维复合材料10万元/吨和20万元/顿的价格(目前成本分别只有12万元/每吨和32万元/公吨),到2025年,市场空间将达到数百亿!

Volkswagen, Audi, Mercedes-Benz, BMW, Toyota

(注:假设每辆车使用100公斤碳纤维而不是铝合金(150公斤),并且每辆车每年行驶2万公里,如果碳纤维的价格能够降低到60元/公斤(行业领导者东丽的T700碳纤维价格约为150元/公斤),其经济性将与铝合金(40元/千克)相当。国内汽车碳纤维复合材料仍处于试验阶段,国外已开始大力推广,需求量逐渐增加。如果未来成本进一步降低,碳纤维势必会逐渐提高汽车市场的渗透率并逐渐扩散,巨大的汽车市场需求将迎来爆发。如果:(1)未来,碳纤维和碳纤维复合材料将继续降至4万元/吨和8万元/顿;(2) 每辆车碳纤维复合材料的平均使用量占10%;(3) 2016年,中国汽车产销达到2800万辆。未来十年,汽车产量将以年均5%的复合增长率增长(2005-2016年的平均复合增长率为14.09%),碳纤维复合材料将从2021开始逐步渗透。到2025年,碳纤维及碳纤维复合材料市场规模将突破万亿元!

碳纤维(CF)是一种新型的高强度、高模量纤维材料,其碳含量超过95%。碳纤维“刚柔并济”,既具有碳材料的优良特性,又具有纤维的优良特性。它的重量比钢、镁、钛和铝轻,但强度和模量更高。它具有耐腐蚀、耐高温、耐摩擦的特点,被业界誉为“黑金”。碳纤维不仅在国防和军工领域具有重要的战略应用,而且在民用领域也可以发挥重要作用。优良的机械财产,但成本高。

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(注:比强度是材料的强度除以其表观密度,也称为强度重量比。比强度越高,用于达到相同强度的材料越轻;

比模量是模量与密度的比值。比模量越大,材料的刚度就越大。简单地说,强度越高,它被破坏的可能性就越小。模量越高,材料就越“牢固”,而且不容易弯曲。数据来源:顺策(嘉兴)斯托克汽车用碳纤维复合材料的财产和成型技术)从基本的机械财产来看,即使是普通的碳纤维复合物也远远优于高强度钢、铝合金、钛合金和镁合金。然而,具有高强度和高模量的碳纤维复合材料的比模量和比强度优于普通的碳纤维。唯一的障碍是,目前的高端碳纤维复合材料技术含量高,生产工艺极其复杂,导致成本高于上述其他类型的材料。随着产业链的延伸,增加值翻了一番。

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作为增强纤维材料,碳纤维通常不单独使用,而是制成末端碳纤维复合材料用于应用。完整的碳纤维产业链包括从前驱体制备到终端应用的完整制造过程。从生产角度来看,可以简单概括为前驱体生产、氧化碳化、中间材料、复合材料、终端应用等环节。

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来源:顺策(嘉兴)斯托克恒申股份公开转让说明书在整个碳纤维产业链中,深加工的每个环节都有很高的技术壁垒和极其复杂的生产工艺,因此附加值非常高。下游越远,产品的附加值就越高。引领轻量化趋势,中国未来的需求潜力巨大。汽车行业领域:如果成本下降,将打开万亿个新的蓝海。在能源效率短期内难以大幅提高的前提下,汽车轻量化已成为汽车节能环保的现实首选路径。碳纤维具有比模量和比强度高、失重潜力大、安全性好、机械财产优于钢、镁铝合金等突出优点,是不考虑成本的汽车轻量化的最佳选择。

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利用碳纤维复合材料对汽车进行轻量化改进已在国外逐步推广应用。宝马、奥迪、梅赛德斯-奔驰、通用汽车、福特、日产、丰田和大众等知名制造商已开始深入干预碳纤维行业,并逐步将碳纤维复合材料应用于其不同车型。

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碳纤维复合材料在国内汽车工业中的应用尚处于起步阶段。以奇瑞、观致和北汽集团为代表的国内汽车制造商开始在其新能源电动汽车中使用碳纤维复合材料。今年上半年,北汽集团与康得复合材料签署了中国首个碳纤维汽车零部件量产订单,成为中国汽车用碳纤维量产的开端。尽管前景非常好,潜在需求巨大,但碳纤维复合材料要大规模应用于汽车领域,势必会对碳纤维产业链各环节的制备技术和制造工艺提出更严格的要求,而低成本是其成功商业应用的必然出路。目前,汽车用碳纤维复合材料的成本高达400元/公斤,仅适用于跑车、豪华车等相对小众的市场,整体渗透率较低。然而,如果要在普通汽车等大众市场推广,就有必要将其成本降低到60~100元/公斤,这是现实可行的。

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根据国家汽车减重要求,到2025年,国产汽车和电动汽车……

c类车辆预计将分别达到3000万辆和600万辆。按照分别减重25%和50%的标准,碳纤维的需求量将至少达到10万吨。如果未来在技术和技术上取得进一步突破,按照碳纤维和碳纤维复合材料10万元/吨和20万元/顿的价格(目前成本分别只有12万元/每吨和32万元/公吨),到2025年,市场空间将达到数百亿!

Volkswagen, Audi, Mercedes-Benz, BMW, Toyota

(注:假设每辆车使用100公斤碳纤维而不是铝合金(150公斤),并且每辆车每年行驶2万公里,如果碳纤维的价格能够降低到60元/公斤(行业领导者东丽的T700碳纤维价格约为150元/公斤),其经济性将与铝合金(40元/千克)相当。国内汽车碳纤维复合材料仍处于试验阶段,国外已开始大力推广,需求量逐渐增加。如果未来成本进一步降低,碳纤维势必会逐渐提高汽车市场的渗透率并逐渐扩散,巨大的汽车市场需求将迎来爆发。如果:(1)未来,碳纤维和碳纤维复合材料将继续降至4万元/吨和8万元/顿;(2) 每辆车碳纤维复合材料的平均使用量占10%;(3) 2016年,中国汽车产销达到2800万辆。未来十年,汽车产量将以年均5%的复合增长率增长(2005-2016年的平均复合增长率为14.09%),碳纤维复合材料将从2021开始逐步渗透。到2025年,碳纤维及碳纤维复合材料市场规模将突破万亿元!

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