低空经济为碳纤维复材带来新的增长驱动力,在eVTOL结构中的使用占比远超传统飞行器
1)碳纤维复合材料是一种低密度、高强度、高模量的轻量化材料,在同等重量下拉伸强度可达到钢、铝合金、钛合金的9倍以上,弹性模量可以达到钢、铝合金、钛合金的5倍以上,使用碳纤维复合材料可以大量减少飞行器的重量,并且增强结构的强度和安全性,因而广泛应用于航空航天领域。
2)低空经济的飞行器主要有小型无人机、直升机、固定翼轻型飞机和eVTOL(电动垂直升降飞行器)等。由于eVTOL是由电机驱动,对轻量化的要求更高,因此碳纤维复合材料在eVTOL中的使用占比远超传统航空器,占到机身结构重量的70%以上。当前,低空经济被定义为国家大力发展的新质生产力,有望在持续的政策驱动下加速产业化。我们预测,若eVTOL在政策催化下加速落地,到2030年,航空航天领域碳纤维需求中来自eVTOL的部分,占比将超过24.2%,eVTOL将成为航空航天碳纤维需求量的重要来源。
碳纤维生产流程复杂、技术壁垒高,目前我国已打破美日垄断,实现了工艺的完全国产化碳纤维下游应用广阔,国产替代空间大,航空航天将成为其未来几年最重要的一条赛道
1)2023年,不同于往年的全球10%的增长规律,碳纤维全球需求为11.5万吨,对比2022年的13.5万吨同比降低了14.8%。需求结构中,最大的变化是22年排第一的风电叶片占比由25.7%下滑到17.4%,下滑为第二应用,绝对值由3.5万吨下滑至2万吨,同比下降42.4%。体育休闲用品由第二应用下滑为第三,绝对值由2.4万吨下滑至1.9万吨,同比下降21.7%。
2)航空航天军工是全球需求较大的应用领域之一,占比为19.1%,绝对值同比增加9.5%。预计随着低空经济、国产航空飞机、全球商用航天及宇航探索活动的繁荣发展,有望加速增长。若风电叶片的需求情况没有好转,航空航天有望占据更重要的地位。
3)2023年,中国碳纤维的总需求为6.9吨,对比2022年的7.4万吨同比降低了7.2%。中国市场需求历年增长率:2015(13.4%), 2016(16.5%), 2017(20%), 2018(32%), 2019 (22%), 2020 (29%), 2021(27.7%), 2022(19.3%), 2023(-7.2%)。市场第一次出现负增长。其中,国产碳纤维由4.5万吨增加至5.3万吨,同比增长17.8%,进口碳纤维由2.9万吨大幅下滑至1.6万吨,同比下滑45.4%,国产化率由60.5%提升至76.7%。可以说虽然短期行业总的需求下滑,但国产化率持续不断提升,表明随着成本、性能持续优化,国产碳纤维竞争力不断加强,有望不断取得更高的市场份额。虽然增速下滑至2017年水平,但仍不低。
4)近年来国内碳纤维企业不断扩产, 2023年,国内运行产能达到14.1万吨,同比增长了25.7%,是当年总需求6.9万吨的接近两倍 ,短期已经产能过剩。

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