航空航天领域对复合材料需求展望

  复合材料大多数都用在制造航空器的外饰和内饰部件，包括座椅、肋板、内部装饰、舷窗、引擎罩盖、机翼、机身和导流罩等，目前在航空航天领域运用最多的复合材料为碳纤维复合材料。

  碳纤维复合材料以其独特、卓越的理化性能，大范围的应用在火箭、导弹和高速飞行器等航空航天领域。例如采用碳纤维与塑料制成的复合材料制造的飞机、卫星、火箭等宇宙飞行器，不但推力大、噪音小，而且由于其质量较轻，所以动力消耗少，可节约大量燃料。

  利用碳纤维的耐高温、轻而硬等力学特点，大范围的应用于航天、航空、飞机、飞船的结构材料。如飞机的一次构造材料：主翼、尾翼、机体；二次构造材料：副翼、方向舵、升降舵、内装材料、地板材、桁梁、刹车片等及直升飞机的叶片；火箭的排气锥体、发动机盖等；人造卫星结构体、太阳能电池板和天线运载火箭和导弹壳体等。目前小型商务机和直升飞机的碳纤维复合材料用量已占55%左右，军用飞机25%左右，大型客机占20%左右。

  航空复合材料由纤维和树脂材料组成，根据纤维强度划分，纤维加强型材料可分为碳纤维增强复合材料（CFRP）、玻璃钢（GFRP）等，2013年，CFRP占整个航空复合材料市场的54.3%，GFRP占25.8%，预计到2018年，CFRP所占份额会增长到67.2%，玻璃钢会减少至17.3%。

  根据用途不同，航空复合材料可分为机身复合材料、航空发动机复合材料、飞机内部复合材料。2013年，机身所用复合材料占总体的64.6%，航空发动机复合材料占6.9%，飞行器内部占28.5%；预期到2018年，机身所占比重会提高到77.4%，航空发动机占4.8%，飞行器内部占17.8%。

  总体来看，航空航天领域对碳纤维的需求量呈波动状态。2009年需求量略有下降主要是受全球金融危机的影响；2010年需求量有所上升；2011年，需求量再次下降；2012年需求量较上年有所上升。

  图表2：2007年以来全球碳纤维在航空航天领域的需求量变化趋势图（单位：t/a）

  进入2l世纪以来，中国经济发展进入了加快速度进行发展的轨道，国民经济持续快速地增长，航空运输需求旺盛，中央和地方政府不断加大对民用机场建设的投入，民用机场建设掀起新一轮发展高潮。逐步形成了以北京、上海、广州三大枢纽机场为中心，昆明、成都、西安、武汉、深圳等重要城市机场为骨干，支线机场向中、西部地区延伸的新局面。

  截至2013年底，我国共有颁证运输机场193个，比上年增加10个。2013年新增机场分别为内蒙古阿拉善左旗机场、内蒙古阿拉善右旗机场、内蒙古额济纳旗机场、河北张家口机场、四川稻城机场，贵州凯里机场、安徽池州机场、贵州毕节机场、江西宜春机场、甘肃甘南藏族自治州夏河机场。另外，完成了合肥机场迁建。四川攀枝花机场恢复执行定期航班、新疆且末机场停航。

  截至2013年11月底，我国民航全行业共有飞机3810架，其中运输飞机2179架，比去年年底增加174架；通用航空飞机1631架，比去年底增加233架。自1990年后，涡桨支线客机逐步退出民航运营，100-220座的单通道喷气客机比例逐年上升，同时，双通道喷气客机的比例也持续不断的增加。50-100座级的涡扇支线客机数量近几年也增长很快。

  未来10年内，国内支线架的市场。大型民用飞机国产化需要大量的碳纤维增强复合材料（CFRP），这给我国碳纤维及其增强材料的发展提供了机遇。

  另据波音公司报导，到2020年中国需要1764架商用飞机，是美国本土以外最大的市场。中国航空公司要增加1459架新飞机，仅仅为满足国内航线。此外军机数量在上升。因此能预计，未来几年中国飞机制造业对碳纤维的需求将迅速增长。另外，我国现在可在发展太空探索科技，对高性能的碳纤维复合材料的需求也在增加。

  “十二五”高端装备制造业提到国家战略推动层面，航空航天装备制造业全产业链都具有高端装备属性，其中航空装备制造具有更大的市场空间，未来政策扶持超预期可能性大。预计行业“十二五”年均复合增长20-30%，行业进入迅速增加期，航母舰载机、枭龙、L15、歼10、歼11、直8（AC311）、直9、直10及直15等新机量产推动行业快速增长。民机方面，“十二五”支线将试飞，并有望带动航空转包实现年均超过40%增长；通用航空有爆发可能。大型航母投资需求都在100亿美元以上，而从海域安全来看，我国有很大的可能性建造两艘以上航母，两艘总造价估算应该在100-150亿美元左右，以及加上后期每年的维修保障费用，我国航母带动的投资应该是千亿元级别。

  “十二五”期间，机场等民航基础设施建设投资力度依然加大。“十二五”期间，预计全行业的投资规模将超过1.5万亿元人民币，而“十一五”期间的投资在1万亿元左右。到“十二五”期末，运输机场的数量将达到220个以上；机队规模将由现在的2600多架增至4500架以上。

  结合全球碳纤维发展状况和航空航天领域对碳纤维的需求情况，预计2014年航空航天领域对碳纤维的需求量将达到1.20万吨，2020年需求量将达到1.97万吨。

  图表5：2014-2020年全球碳纤维在航空航天领域的需求量预测图（单位：t/a）

  在国内市场上，目前在航天航空领域碳纤维的需求量还相对较少，2014年在400吨左右。

  结合目前我国碳纤维行业研发技术及在航空航天领域的应用情况，根据前瞻产业研究院发布的《2015-2020年中国复合材料行业发展前途预测与投资战略规划分析报告》预计，2015-2020年，我国碳纤维行业需求量将保持15%左右的增速，按照这一增速预测，到2020年我国航天航空领域碳纤维的需求量将达到948吨。

  图表6：2015-2020年中国航空航天领域碳纤维需求量预测（单位：吨）

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