By 2025, my country's new materials will achieve 10 trillion, and these three directions will definitely explode
Uma das novas direções de materiais: materiais leves
1. Fibra de carbono
Carbon fiber materials are used in aerospace, wind power, sports and leisure, automobiles and other fields with their excellent properties. They are the most widely used and market-oriented materials in the field of new materials, and are known as "the king of new materials". The global carbon fiber market demand has grown rapidly in recent years, and my country has also seized the opportunity to develop into the world's second largest carbon fiber producer.
However, compared with foreign countries, my country's carbon fiber industry still has the problems of low capacity utilization, few high-end products, and difficult application and development. The downstream industry still relies heavily on imported carbon fiber products. In the current international environment, realizing the dual autonomy of carbon fiber scale production and application development is the key to enhancing my country's national defense and manufacturing strength and ensuring the stability of the supply chain.
Carbon fiber is a carbon backbone structure inorganic fiber with a carbon content higher than 90 percent formed by the pyrolysis and carbonization of organic fibers such as polyacrylonitrile (PAN) (or pitch, viscose) in a high temperature environment, as a high-performance material. Produced in the 1960s.
A fibra de carbono tem excelentes propriedades mecânicas e estabilidade química: como a fibra com a maior resistência específica (densidade específica de resistência) e a maior rigidez específica (densidade específica do módulo) entre as fibras de alto-desempenho que atualmente são massa{{1 }}produzida, a fibra de carbono é uma parte importante da aeroespacial, energia eólica. Materiais ideais para pás, veículos de novas energias e outros campos com requisitos leves. As características de resistência à corrosão, resistência a altas temperaturas e pequeno coeficiente de expansão o tornam um substituto para materiais metálicos em ambientes agressivos; além disso, as propriedades de condutividade elétrica e térmica expandem sua aplicação no campo da eletrônica de comunicação.
De acordo com o número de filamentos em cada feixe de fibras de carbono, as fibras de carbono são geralmente divididas em duas categorias: estopa pequena e estopa grande. O reboque pequeno tem melhor desempenho, mas preço mais alto, e geralmente é usado em campos de alta-tecnologia, como aeroespacial e indústria militar, bem como artigos esportivos- de ponta; reboque grande tem custo menor e é frequentemente utilizado em indústrias básicas, incluindo construção civil, equipamentos de transporte e energia, etc.
Escala de Capacidade Global e Expectativas de Demanda
In 2020, the global carbon fiber operating capacity is 171,650 tons, an increase of 16,750 tons compared with 2019, a growth rate of 10.8 percent . The United States, China, and Japan assumed the main production capacity, accounting for 21.7 percent , 21.1 percent , and 17.0 percent , respectively. At present, the major manufacturers still have about 80,000 tons/year of unfinished expansion plans, which also reflects the manufacturers' optimistic expectations for the industry's prospects.
Em termos de demanda, as quatro principais indústrias de aplicação do mercado de fibra de carbono são aeroespacial, pás de energia eólica, esportes e lazer e automóveis. Em 2020, as quatro indústrias a jusante serão responsáveis por mais de 70% da demanda de fibra de carbono e mais de 76% do valor da produção.
Since 2015, the industry estimates that the world's carbon fiber demand has maintained a growth of about 12 percent , but due to the impact of the epidemic, the global demand for carbon fiber in 2020 will total 107,000 tons, an increase of only 3 percent compared to 2019. The total sales amount was about 2.615 billion US dollars, a year-on-year decrease of 8.8 percent , mainly due to the slump in the aviation industry caused by the epidemic, which affected the sales of high-value high-performance carbon fiber. The wind power field has become the main driving force for the industry to maintain growth, and the demand for carbon fiber has maintained an annual growth of 20 percent despite the epidemic.
In the short term, the recovery of the world aviation industry and the large-scale laying of wind power equipment in 2021 can bring the carbon fiber market back to the channel of rapid growth. In the long run, the aviation industry needs to digest the excess capacity in 2020, and wind power will continue to be the main driving force for the growth of the carbon fiber market in the future. In October 2020, representatives of more than 400 wind energy companies around the world jointly issued the "Wind Energy Beijing Declaration", planning to add more than 50 million kilowatts of installed capacity in 2020-2025.
No contexto da expansão da produção por grandes fabricantes de energia eólica, a aplicação de fibra de carbono em turbinas eólicas ainda não foi implementada em larga escala, e apenas a gigante mundial de energia eólica Vestas formou um grande - aplicação de escala. À medida que outras empresas de energia eólica desenvolvem aplicações para compósitos de fibra de carbono, é provável que a demanda por fibra de carbono no setor de energia eólica cresça exponencialmente. Estima-se que até 2025, a demanda total por fibra de carbono no mundo ultrapassará 200,000 toneladas, equivalente a uma taxa de crescimento anual de 13,3%.