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(1)目前碳纤维:应用前景及材料性能优异等价格

 假老练雄 2022-06-17 发布于广东

1.碳纤维规格多样,材料性能优异

碳纤维材料性能优异,多规格产品可广泛应用于航空航天、风电叶片等高附加值领域。碳纤维是由聚丙烯 腈、沥青基等有机纤维(原丝)在高温环境下裂解碳化形成的碳主链结构高性能纤维材料,其含碳量在 90% 上。碳纤维具有质轻、高强度、高模量、导电、导热、耐腐蚀、耐疲劳、耐高温、膨胀系数小等优异性能,是目前已大量生产的高性能纤维中具有最高的比强度和最高的比模量的纤维。碳纤维在航空航天、风电叶片、体育休闲、压力容器、碳/碳复合材料、交通建设等领域广泛应用。

根据原丝种类的不同,碳纤维可分为聚丙烯腈(PAN)基碳纤维、沥青基碳纤维和粘胶基碳纤维三大类。聚丙烯腈(PAN)基碳纤维较于其他两种碳纤维工艺难度更低,同时拥有优异的成品品质和优良的力学性能,是目前应用领域最广,产量也最大的一种碳纤维,占据市场 90%以上的份额。

根据丝束大小的不同,碳纤维可以分为大丝束纤维和小丝束纤维,分别对应不同的应用领域。一般 48K 及以上被称为大丝束(1K 表示一束碳纤维丝中含有 1000 根原丝),主要应用于以风电为代表的工业领域;24K 及以下被称为小丝束,主要应用于航空航天、体育休闲等领域。大丝束碳纤维与小丝束碳纤维相比具有生产原料广、性价比高的优势。

2. PAN基碳纤维成为市场主流,原丝成本占据半壁江山

聚丙烯腈(PAN)基碳纤维工艺简单、品质优良,在碳纤维中占比 90%以上。聚丙烯腈(PAN)基碳纤维 制造主要分为原丝和碳化两个环节。原丝生产过程主要包括聚合、脱泡、计量、喷丝、牵引、水洗、上油、烘 干收丝等工序。原丝经预氧化、低温碳化、高温碳化工艺即可制成碳纤维,再经石墨化即可制得石墨纤维,石 墨纤维是含碳量高于 99%的碳纤维。理论上,每吨碳纤维理论耗用丙烯腈 1.96 吨;从丙烯腈到原丝、再到碳纤维,生产效率越高、损耗越少,越接近理论耗用值。

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以聚丙烯腈(PAN)基碳纤维为例分析碳纤维制造成本:从工艺步骤来看,碳纤维生产成本主要包括原丝、预氧化、碳化、表面上浆和卷绕成本。其中,PAN 原丝成本约 11.11 美元/kg,占碳纤维生产成本的 51%,是主 要因素;其次是碳化和预氧化,成本为 5.12 美元/kg 3.40 美元/kg,占比分别为 23%16%。按照 30%的毛利率计算,碳纤维均价在 28 美元/kg左右。从成本要素平均构成来看,原材料和燃料各占碳纤维生产成本的 30% 人工占 20%,折旧占10%。大丝束碳纤维成本整体较低,原材料成本占比相对更高;小丝束在燃料和折旧方面 成本占比更高。

3.碳纤维价格上涨叠加丙烯腈降价,毛利率空间显著增厚

国内碳纤维价格连续 3年上涨,当前维持高位运行。2022年一季度国内碳纤维市场均价维持在 180 /公斤以上,其中国产T300 级别12K 碳纤维市场价格参考 180-200 /千克;国产 T300 级别 24/25K 碳纤维市场价格参考 150-155 /千克;国产 T300 级别48/50K 碳纤维市场价格参考 140-145 /千克;国产 T700 级别12K 碳纤 维市场价格参考 260-270 /千克。

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