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一、工藝裝備是碳纖維產(chǎn)品穩(wěn)定性的核心內(nèi)容之一，成本占比較高 根據(jù)觀研報(bào)告網(wǎng)發(fā)布的《中國(guó)碳纖維設(shè)備行業(yè)發(fā)展深度研究與投資前景預(yù)測(cè)報(bào)告（2024-2031年）》顯示，碳纖維是由有機(jī)纖維在1000℃以上裂解碳化形成的含碳量高于90%的無(wú)機(jī)纖維，不僅具有碳材料的固有本征特征，又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性，是新一代增強(qiáng)纖維。 工藝裝備是碳纖維產(chǎn)品穩(wěn)定性的核心內(nèi)容之一。碳纖維制備流程中涉及的主要設(shè)備包括括放紗架、預(yù)氧化爐組、低溫碳化爐、高溫碳化爐、表面處理浴池、上漿浴池、干燥機(jī)、卷繞機(jī)、廢氣處理系統(tǒng)、廢氣系統(tǒng)管道以及廠房?jī)?nèi)界定的設(shè)備管道；碳纖維復(fù)合材料成型工藝中涉及的主要設(shè)備包括纏繞設(shè)備、拉擠設(shè)備、特殊成型模具等。 碳纖維生產(chǎn)線設(shè)備價(jià)值高，能耗大，因此相應(yīng)成本占比高，達(dá)18.2%，僅次于能源（34%）和原材料（19.2%）。 
數(shù)據(jù)來(lái)源：觀研天下數(shù)據(jù)中心整理 二、碳纖維需求爆發(fā)將帶動(dòng)設(shè)備端發(fā)展 碳纖維呈黑色，其在力學(xué)性能上具有優(yōu)異的比強(qiáng)度和比模量，導(dǎo)電能力超高、質(zhì)量輕、抗腐蝕、耐磨損、耐高溫性能優(yōu)異，惰性環(huán)境下在2000℃能保持強(qiáng)度不發(fā)生明顯變化。與其他無(wú)機(jī)纖維相比，碳纖維在非氧化的條件下以及溫度低于400℃的有氧條件下表現(xiàn)出最好的綜合性能。 碳纖維主要優(yōu)點(diǎn) | 優(yōu)點(diǎn) | 主要內(nèi)容 | | 質(zhì)量輕 | 作為一種性能優(yōu)異的戰(zhàn)略性新材料，碳纖維復(fù)合材料密度與鎂和鈹基本相當(dāng)，不到鋼的 1/4，采用碳纖維復(fù)合材料作為結(jié)構(gòu)件材料可使結(jié)構(gòu)質(zhì)量減輕 30%-40%。 | | 高強(qiáng)度、高模量 | 碳纖維的比強(qiáng)度比鋼及鋁合金高；模量也高于其他結(jié)構(gòu)材料。 | | 膨脹系數(shù)小 | 大多數(shù)碳纖維在室溫下的熱膨脹系數(shù)為負(fù)數(shù)，在 200-400℃時(shí)為 0，在小于 1,000℃時(shí)僅為 1.5×10-6/K，不易因工作溫度高而膨脹變形。 | | 耐化學(xué)腐蝕性好 | 碳纖維純碳含量高，而碳又是最穩(wěn)定的化學(xué)元素之一，導(dǎo)致其在酸、堿環(huán)境中表現(xiàn)均十分穩(wěn)定，可制成各類(lèi)化學(xué)防腐制品。 | | 抗疲勞能力強(qiáng) | 碳纖維結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，據(jù)高分子網(wǎng)統(tǒng)計(jì)，其復(fù)合材料經(jīng)應(yīng)力疲勞數(shù)百萬(wàn)次循環(huán) 試驗(yàn)后，強(qiáng)度保留率仍有 60%，而鋼材為 40%，鋁材為 30%，玻璃鋼則只有 20%-25%。 |
資料來(lái)源：觀研天下整理 中國(guó)碳纖維需求量穩(wěn)步上升。碳纖維廣泛應(yīng)用于航空航天、風(fēng)電葉片、體育休閑、壓力容器、碳/碳復(fù)合材料、交通建設(shè)等領(lǐng)域，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展不可或缺的重要戰(zhàn)略物資。2015-2023年中國(guó)碳纖維需求量從16789噸增加至69075噸，復(fù)合增長(zhǎng)率為19.34%。 
數(shù)據(jù)來(lái)源：觀研天下數(shù)據(jù)中心整理 我國(guó)已成為全球碳纖維消費(fèi)大國(guó)。2021年、2022年、2023年中國(guó)碳纖維需求量占全球碳纖維需求量的比重分別為53%、55%、60%，均為全球第一。碳纖維需求爆發(fā)將帶動(dòng)設(shè)備端發(fā)展。 
數(shù)據(jù)來(lái)源：觀研天下數(shù)據(jù)中心整理 三、政策利好，碳纖維設(shè)備國(guó)產(chǎn)替代趨勢(shì)明顯 原絲到碳纖維生產(chǎn)過(guò)程中用到的設(shè)備較多，主要有：原絲設(shè)備（聚合釜、噴絲板等）、紡絲設(shè)備（碳纖紡絲機(jī)、蒸氣牽伸機(jī)、水洗機(jī)等）、預(yù)氧化設(shè)備（預(yù)氧化爐、前期驅(qū)動(dòng)裝置）、碳化爐（分為低溫和高溫碳化爐，與之配套的是非接觸式迷宮密封裝置、加熱系統(tǒng)、廢氣排出和處理系統(tǒng)以及牽伸裝置）、石墨化爐等。整體來(lái)看，原絲生產(chǎn)設(shè)備目前國(guó)產(chǎn)化程度低，碳纖維生產(chǎn)設(shè)備部分廠商仍然使用進(jìn)口設(shè)備。 碳纖維主要優(yōu)點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn) | 主要內(nèi)容 | 質(zhì)量輕 | 作為一種性能優(yōu)異的戰(zhàn)略性新材料，碳纖維復(fù)合材料密度與鎂和鈹基本相當(dāng)，不到鋼的 1/4，采用碳纖維復(fù)合材料作為結(jié)構(gòu)件材料可使結(jié)構(gòu)質(zhì)量減輕 30%-40%。 | 高強(qiáng)度、高模量 | 碳纖維的比強(qiáng)度比鋼及鋁合金高；模量也高于其他結(jié)構(gòu)材料。 | 膨脹系數(shù)小 | 大多數(shù)碳纖維在室溫下的熱膨脹系數(shù)為負(fù)數(shù)，在 200-400℃時(shí)為 0，在小于 1,000℃時(shí)僅為 1.5×10-6/K，不易因工作溫度高而膨脹變形。 | 耐化學(xué)腐蝕性好 | 碳纖維純碳含量高，而碳又是最穩(wěn)定的化學(xué)元素之一，導(dǎo)致其在酸、堿環(huán)境中表現(xiàn)均十分穩(wěn)定，可制成各類(lèi)化學(xué)防腐制品。 | 抗疲勞能力強(qiáng) | 碳纖維結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，據(jù)高分子網(wǎng)統(tǒng)計(jì)，其復(fù)合材料經(jīng)應(yīng)力疲勞數(shù)百萬(wàn)次循環(huán) 試驗(yàn)后，強(qiáng)度保留率仍有 60%，而鋼材為 40%，鋁材為 30%，玻璃鋼則只有 20%-25%。 |
資料來(lái)源：觀研天下整理 碳纖維產(chǎn)業(yè)是國(guó)家鼓勵(lì)的基礎(chǔ)性戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，代表新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變更的方向，是培育發(fā)展新動(dòng)能、獲取未來(lái)競(jìng)爭(zhēng)新優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵領(lǐng)域。近年來(lái)國(guó)家和地方政府出臺(tái)多項(xiàng)產(chǎn)業(yè)政策，支持碳纖維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供良好政策環(huán)境，碳纖維及碳纖維設(shè)備國(guó)產(chǎn)替代趨勢(shì)明顯。 碳纖維行業(yè)相關(guān)政策 | 時(shí)間 | 政策 | 發(fā)布時(shí)間 | 主要內(nèi)容及影響 | | 2022年4月 | 《工業(yè)和信息化部國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)關(guān)于化纖工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》（工信部聯(lián)消費(fèi)〔2022〕43號(hào)） | 工業(yè)和信息化部、國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì) | 提升高性能纖維生產(chǎn)應(yīng)用水平。提高碳纖維等高性能纖維的生產(chǎn)與應(yīng)用水平，提升高性能纖維質(zhì)量一致性和批次穩(wěn)定性。進(jìn)一步擴(kuò)大高性能纖維在航空航天、風(fēng)力和光伏發(fā)電、海洋工程、環(huán)境保護(hù)、安全防護(hù)、土工建筑、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域應(yīng)用。關(guān)注高性能纖維關(guān)鍵技術(shù)突破和高效低成本生產(chǎn)。 | | 2021年9月 | 《“十四五”紡織機(jī)械行業(yè)發(fā)展指導(dǎo)性意見(jiàn)》 | 中國(guó)紡織機(jī)械協(xié)會(huì) | 重點(diǎn)發(fā)展碳纖維、芳綸、超高分子量聚乙烯等高性能纖維生產(chǎn)成套裝備，繩網(wǎng)、纖維復(fù)合材料成型裝備。 | | 2021年6月 | 《紡織行業(yè)“十四五”發(fā)展綱要》 | 中國(guó)紡織工業(yè)聯(lián)合會(huì) | 推動(dòng)建設(shè)國(guó)家級(jí)碳纖維及復(fù)合材料創(chuàng)新中心，構(gòu)建高性能纖維行業(yè)創(chuàng)新體系。加強(qiáng)高性能纖維高效低成本化生產(chǎn)技術(shù)研發(fā)，提高已實(shí)現(xiàn)工程化、產(chǎn)業(yè)化的碳纖維等高性能纖維技術(shù)成熟度和產(chǎn)品穩(wěn)定性。加快研發(fā)更高性能碳纖維等關(guān)鍵制備技術(shù)。 | | 2021年3月 | 《中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》 | 十三屆全國(guó)人大四次會(huì)議 | 專(zhuān)欄4制造業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力提升：加強(qiáng)碳纖維等高性能纖維及其復(fù)合材料的研發(fā)應(yīng)用。 | | 2020年9月 | 《關(guān)于擴(kuò)大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)投資培育壯大新增長(zhǎng)點(diǎn)增長(zhǎng)極的指導(dǎo)意見(jiàn)》 | 國(guó)家發(fā)改委、科技部、工信部、財(cái)政部 | 聚焦重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)投資領(lǐng)域，加快新材料產(chǎn)業(yè)強(qiáng)弱項(xiàng)。圍繞保障大飛機(jī)、微電子制造、深海采礦等重點(diǎn)領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈穩(wěn)定，加快在光刻膠、高純靶材、高溫合金、高性能纖維材料、高強(qiáng)高導(dǎo)耐熱材料、耐腐蝕材料、大尺寸硅片、電子封裝材料等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破。 | | 2019年11月 | 《關(guān)于擴(kuò)大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)投資培育壯大新增長(zhǎng)點(diǎn)增長(zhǎng)極的指導(dǎo)意見(jiàn)》 | 工信部 | 將高性能碳纖維（航空、航天、軌道交通、海工、風(fēng)電裝備、壓力容器）、高性能碳纖維預(yù)浸料（航空航天）、汽車(chē)用碳纖維復(fù)合材料（汽車(chē)）、風(fēng)電葉片用碳纖維復(fù)合材料（風(fēng)電葉片）、高性能碳纖維增強(qiáng)陶瓷基摩擦材料（軌道交通、車(chē)輛、工程機(jī)械）列入關(guān)鍵戰(zhàn)略材料。 | | 2019年10月 | 《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄》（中華人民共和國(guó)國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)令第29號(hào)） | 國(guó)家發(fā)改委 | 將“高性能纖維及制品的開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)、應(yīng)用”列為鼓勵(lì)類(lèi)項(xiàng)目。 |
資料來(lái)源：觀研天下整理 2023年中國(guó)碳纖維總需求為69075噸，進(jìn)口量為16075噸，國(guó)產(chǎn)碳纖維供應(yīng)量為53000噸，占比76.7%，同比增長(zhǎng)17.8%。 
數(shù)據(jù)來(lái)源：觀研天下數(shù)據(jù)中心整理 我國(guó)碳纖維主要設(shè)備已實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化供應(yīng)，國(guó)產(chǎn)設(shè)備在性能、配置、工藝、交期和價(jià)格等方面具有較強(qiáng)的綜合競(jìng)爭(zhēng)力和競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。 碳纖維設(shè)備行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局 生產(chǎn)設(shè)備 | 國(guó)外廠商 | 國(guó)內(nèi)廠商 | 競(jìng)爭(zhēng)格局 | 預(yù)氧化爐制造商 | 美國(guó) Despatch、美國(guó) Litzler、美國(guó) Harper、德國(guó)艾森曼、日本 KYK 等 | 精工科技、頂立科技、上海依江等 | 均已實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代，國(guó)產(chǎn)設(shè)備在性能、配置、工藝、交期和價(jià)格等方面具有較強(qiáng)的綜合競(jìng)爭(zhēng)力和競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)；精工科技系國(guó)內(nèi)唯一一家具備千噸級(jí)碳纖維整線裝備交付能力的廠商 | 碳化爐制造商 | 美國(guó) Harper、美國(guó) Litzler、德國(guó)艾森曼、日本 KYK、德國(guó)音斯楚特等 | 精工科技、富瑞達(dá)、頂立科技、上海依江等 | 表面處理設(shè)備制造商 | 意大利 MAE 等 | 精工科技、江蘇港鷹等 | 焚燒爐制造商 | 德國(guó)艾森曼、德國(guó)杜爾等 | 精工科技、恩國(guó)環(huán)保等 | 收/松絲機(jī)制造商 | 日本愛(ài)機(jī)、德國(guó)薩姆、日本神津、英國(guó) Texkimp 等 | 精工科技、常州蘇泰、廣州賽奧等 |
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