碳纤维行业正沿小丝束与大丝束两条工艺路线分道而行:小丝束多采用干喷湿纺,大丝束则以湿法更具性价比,这一适配格局共同拓宽了碳纤维的应用边界,也为市场规模的持续扩张提供了工艺基础。 干喷湿纺的纺丝速度比湿法快2~3倍,但难以增加单束丝数;湿法在50K等大丝束产品上难度较低,成本还能有所下降(5%~10%)。两条路线各取所长,分别对应不同下游门类,是碳纤维需求放量的核心驱动力。
两条路线为何分工
原丝制备的路径选择,本质上是纺丝速度与单束丝数之间的权衡。干喷湿纺喷丝后为正牵伸,纺丝速度快,比湿法快2~3倍,纤维表面较平滑,但单束丝数存在瓶颈——以中复神鹰的技术为例,干喷湿纺做50K大丝束比较困难。湿法喷丝后为负牵伸,纺丝速度一般,纤维表面有沟槽,但在大丝束上没有什么难度,成本还能有所下降(5%~10%)。
因此,小丝束对应干喷湿纺,大丝束对应湿法,形成两条并行的工艺路线。国内企业已在两条路线上实现突破:干喷湿纺方向有中复神鹰、光威复材、中简科技、恒神股份等推进;湿法方向则有光威复材、中简科技、恒神股份的多级别产品布局。
市场规模由哪些下游放量驱动
碳纤维需求量的释放,很大程度上由价格与拉挤工艺决定。在我国,风电是碳纤维下游最主要的应用领域;当价格在110-120元/公斤时,碳纤维在叶片上的渗透率会大幅提升。这意味着,大丝束凭借湿法带来的成本优势,有望在风电等对成本敏感的场景中打开更大空间。
与此同时,行业扩产节奏也在影响供给格局。据专家统计,从2020年下半年到2021年底,国内碳纤维扩产加新建产能大约25万吨,但按原丝、碳丝2:1的配套比例,真正终端使用的碳丝约8万吨。这些产能预计在3-5年逐步释放,并会考虑上下游配置,不会在短期之内集中释放。规划落地到投产一般需要3年,顺利的话可缩短到2年左右。
降本路径决定增长弹性
碳纤维降本有三条路径:提高纺丝速度、增加单束丝数、提升原丝与碳纤维的转换比例。其中后两条难度相对较低,是国内企业主要努力的方向。目前行业原丝与碳纤维转化比例普遍为2:1,优秀企业可做到1.9。
从成本结构看,原丝环节占比较高,未来降本空间也更大。以吉林化纤大丝束为例,原丝全成本约为丙烯腈价格加2万元;碳化环节一般需要2万度电,按0.7元每度工业电价约1.4万元,加上折旧、生产、管理等其他费用,碳纤维总成本在10-12万元左右。原丝降本空间明显更大,这也意味着两条工艺路线的成本优化,将持续影响下游应用的渗透节奏。
常见问题
小丝束和大丝束分别适合什么工艺?
小丝束多用干喷湿纺,优势是纺丝速度快、比湿法快2~3倍;大丝束则用湿法更有性价比,在50K等产品上难度较低,成本还能下降5%~10%。两者是纺丝速度与单束丝数之间的取舍。
碳纤维市场规模主要由哪些下游驱动?
在我国,风电是碳纤维下游最主要的应用领域,未来需求量很大程度上由价格和拉挤工艺决定。当价格在110-120元/公斤时,碳纤维在叶片上的渗透率会大幅提升。
碳纤维降本主要靠什么?
降本有三条路径:提高纺丝速度、增加单束丝数、提升原丝与碳纤维转换比例,其中后两条相对更现实。从成本结构看,原丝环节占比过半,是未来降本空间更大的环节。