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        軍機(jī)+航天航空+風(fēng)電,讓碳纖維派上大用場

        2021-09-10 07:22:44馬曉榮
        中國軍轉(zhuǎn)民·下半月 2021年4期
        關(guān)鍵詞:軍機(jī)碳纖維北斗

        馬曉榮

        一、軍機(jī):總體數(shù)量不足,新機(jī)型值得期待

        總體數(shù)量上,我國軍機(jī)數(shù)量僅為美國的24%(表1)?!妒澜缈哲娏α?020》顯示:2019年,中國軍機(jī)數(shù)量為3210架,占世界軍機(jī)總量的6%;美國軍機(jī)數(shù)量13266架,占世界軍機(jī)總量的25%。美國軍機(jī)數(shù)量相當(dāng)于俄羅斯、中國、印度、日本、韓國及法國的戰(zhàn)機(jī)數(shù)量總和,是中國軍機(jī)數(shù)量的4.1倍。2019年美國的軍機(jī)數(shù)量繼續(xù)保持下降趨勢,而我國軍機(jī)數(shù)量持續(xù)增加。

        戰(zhàn)斗機(jī)方面,解放軍戰(zhàn)斗機(jī)占我國軍機(jī)總量的50%,戰(zhàn)斗機(jī)數(shù)量為美軍戰(zhàn)斗機(jī)總量的60%。美國的戰(zhàn)斗機(jī)主要以F-15、F-16和F-18為代表的三代機(jī)為主,約占66%,部分空軍和海軍已經(jīng)使用以F-22和F-35為代表的四代機(jī),約占美國戰(zhàn)斗機(jī)總數(shù)12%;而解放軍戰(zhàn)斗機(jī)主要以殲-7、殲-代表的二代機(jī)占比48%,以殲-10、殲-11和殲-15為代表的三代機(jī)占比41%。殲-20和殲-31為代表的四代機(jī)尚未大規(guī)模投入使用,目前殲-20僅列裝15架,我國戰(zhàn)斗機(jī)與美國存在代差。

        直升機(jī)方面,美軍直升機(jī)總量5471架,占全球27%,我軍直升機(jī)總量 903架。解放軍以武直10和武直19為主,俄產(chǎn)米17、米171也有較多配備,10噸以上的通用直升機(jī)匱乏;美國自身國土面積大,國境線較長,因而軍機(jī)中直升機(jī)的比重最大。主要為S-70/ SH/UH-60對應(yīng)的“黑鷹”系列,以及AH-64對應(yīng)的“阿帕奇”系列。

        教練機(jī)方面,解放軍共有366架,美國教練機(jī)共2835架,總數(shù)約為解放軍的7.7倍。解放軍初教機(jī)JL-8占比接近50%,高教機(jī)JL-9和JJ-7只有10%;美國主要采用以T6為主的初教機(jī)、以T38為主的中教機(jī)、以T45為主的高教機(jī),其中以T6為主的初教機(jī)占比僅為26%。從占比情況可知,美國教練機(jī)中初教機(jī)比重小,逐步向中高教機(jī)轉(zhuǎn)移,而我國初教機(jī)卻占了半壁江山,說明我國急需增加中高教機(jī)數(shù)量。

        運(yùn)輸機(jī)方面,解放軍運(yùn)輸機(jī)224架,美軍運(yùn)輸機(jī)945架。解放軍運(yùn)輸機(jī)以運(yùn)-7、運(yùn)-8、運(yùn)-9等中輕型為主,我國的大型運(yùn)輸機(jī)以運(yùn)-20為代表,2019年已服役7架。美軍運(yùn)輸機(jī)主要采用C-17和C-130等中型及大型運(yùn)輸機(jī)。

        加油機(jī)方面,美國加油61架,穩(wěn)居世界第一。美軍加油機(jī)主要采用KC-135、KC-767、MC-130、KC-130等型號,多架加油機(jī)同時具備硬式和軟式加油能力;我國的加油機(jī)數(shù)量匱乏,目前僅有3架II-78型加油機(jī),未來預(yù)計采用運(yùn)-20等大型運(yùn)輸機(jī)改裝完善。

        特種飛機(jī)方面,解放軍特種飛機(jī)111架,美國特種飛機(jī)744架,約是解放軍的6.7倍。美軍特種飛機(jī)以 EA-18、E-2、P-3為主,多集中在海軍和空軍。解放軍特種飛機(jī)以 運(yùn)-8的改型機(jī)為主。

        結(jié)構(gòu)占比上,解放軍和美軍軍機(jī)構(gòu)成結(jié)構(gòu)差異明顯。美軍直升機(jī)占比最大,約為41%;教練機(jī)和戰(zhàn)斗機(jī)分列二、三位,占比分別為28%、11%;運(yùn)輸機(jī)、特種飛機(jī)和加油機(jī)的比重較為接近,約為7%、6%和5%。解放軍戰(zhàn)斗機(jī)的占比最高,已經(jīng)達(dá)到了軍機(jī)總數(shù)的50%;直升機(jī)和教練機(jī)分列二、三位,占比分別為28%和12%;運(yùn)輸機(jī)和特種飛機(jī)的比重分別為7%和4%;加油機(jī)的數(shù)量僅為3架,隸屬于我國空軍部隊(duì)。

        中美軍機(jī)結(jié)構(gòu)差異的原因是多方面。①空軍定位存在差距。解放軍空軍定位為戰(zhàn)術(shù)空軍,空軍執(zhí)行任務(wù)空域和國土空域基本一致,本土防御作戰(zhàn)是空軍主要任務(wù),因此戰(zhàn)斗機(jī)是主要發(fā)展方向。美軍事力量全球布局,空軍更注重遠(yuǎn)程打擊,運(yùn)輸機(jī)和加油機(jī)占比明顯較多。②對地攻擊思路不同。解放軍空軍沿用俄空軍發(fā)展思路,對地攻擊采用強(qiáng)擊機(jī),目前擁有大量強(qiáng)5、強(qiáng)6;美軍對地攻擊一直使用武裝直升機(jī),因此直升機(jī)占比尤其高。③發(fā)展階段不同。解放軍戰(zhàn)機(jī)主要集中在二三代,美國主要使用三四代戰(zhàn)機(jī),因此需要更多中、高級教練機(jī)。

        (一)戰(zhàn)斗機(jī):殲-20 進(jìn)入批產(chǎn)階段,年產(chǎn)量有望翻倍

        我國唯一列裝四代機(jī),產(chǎn)量有望快速提升。殲-20 是我國目前唯一的四代機(jī)(圖1),2011年1月11日首飛,于2017年正式列裝我國空軍。根據(jù)《世界空軍力量2020》,我國目前殲-20已列裝15架,相比美國擁有177架F-22 和143架F-35,并且手握超過2000架F-35訂單,我國四代機(jī)數(shù)量顯著不足。殲-20對標(biāo)美國F-22均為重型四代殲擊機(jī),相比之下,其長度比更大并采用鴨翼式布局,將有效提升超機(jī)動性,由于殲-20體積更大,因此在航程和載荷方面存在優(yōu)勢,但在火控系統(tǒng)、隱身性能和發(fā)動機(jī)性能上仍有明顯的差距。根據(jù)我們對產(chǎn)業(yè)鏈的調(diào)研,我國四代機(jī)殲-20產(chǎn)量自2020年開始有望持續(xù)提升。

        我國周邊國家批量采購四代機(jī),殲-20數(shù)量亟需擴(kuò)充。美國是F-35項(xiàng)目的主要購買國和資金提供者,但其部分同盟國由于提供了資金支持也獲得了購買權(quán),另外,日本和韓國也簽訂了購買合同。其中,澳大利亞作為“三級”合伙人訂購100架F-35A,目前已交付使用6架;日本先后訂購了42架和105架各型F-35,根據(jù)《世界空軍力量 2020》,目前日本已有12架F-35 列裝;韓國總計訂購了40架F-35,根據(jù)新聞報道目前已有兩架交付。相比之下,目前我國殲-20的數(shù)量在東亞地區(qū)四代機(jī)競爭中優(yōu)勢并不明顯,因此我國四代機(jī)數(shù)量亟需提升。根據(jù)與美國四代機(jī)數(shù)量的對比,我們預(yù)計未來 10年我國殲-20有望新增400架。

        (二)直升機(jī):直-20首次亮相,未來需求量將達(dá)1000架

        10噸級通用型直升機(jī)直-20首次公開亮相,配備國產(chǎn)1600kw級渦軸發(fā)動機(jī)(圖2)。國慶70周年閱兵中,直-20首次公開亮相,它將是中國陸航和海軍2020年之后的主力直升機(jī)機(jī)型。直-20采用了一系列先進(jìn)技術(shù),如旋翼和機(jī)身都采用了碳纖維復(fù)合材料,飛控系統(tǒng)采用電傳操縱系統(tǒng),使用了基于光纖數(shù)據(jù)總線的綜合航空電子系統(tǒng)和玻璃化座艙。直-20最大亮點(diǎn)在于它配備了國產(chǎn)最新型1600kw渦軸發(fā)動機(jī),起飛功率相較黑鷹直升機(jī)的T700 渦軸發(fā)動機(jī)要大20%以上,可以與英國最新RMT322渦軸發(fā)動機(jī)相媲美。

        我國直升機(jī)相比美軍數(shù)量較少,直-20將填補(bǔ)10噸級直升機(jī)缺口?!妒澜缈哲娏α俊凤@示:全球現(xiàn)役軍用直升機(jī)總量為20489架,其中美國的數(shù)量為5471架,占全球現(xiàn)役軍用直升機(jī)總數(shù)的27%,排名第一。中國軍隊(duì)現(xiàn)役軍用直升機(jī)數(shù)量903架,占總數(shù)的4%,排名世界第三。結(jié)構(gòu)上看,美軍的黑鷹直升機(jī)數(shù)量為2307架,占其直升機(jī)總數(shù)的43%,在直-20列裝之前,我國10噸級通用型直升機(jī)仍是空白。全新亮相的直-20憑借其優(yōu)異的性能,能夠在陸軍航空兵中得到大量使用,承擔(dān)運(yùn)輸和對地攻擊任務(wù)。直-20在高原地區(qū)仍有著出色的作戰(zhàn)能力,3000米高度上直-20載荷可以接近2噸,機(jī)降突擊、物資運(yùn)輸能力進(jìn)一步增強(qiáng),可以更好適應(yīng)西南高原地區(qū)作戰(zhàn)環(huán)境。直-20衍生型號還可以應(yīng)用于海軍和空軍,在空軍中,主要承擔(dān)搜索救援任務(wù);在海軍中,可以承擔(dān)反潛、反艦、搜救等多種任務(wù),同時能夠有效解決長期困擾中國海軍的“直-9太小、直-18又太大”的矛盾,成為中國海軍新一代艦載直升機(jī)的主力。根據(jù)與美軍同級機(jī)型數(shù)量的對比,我們預(yù)計未來 10年內(nèi)我軍對直-20的需求量將達(dá)1000架。

        (三)轟炸機(jī):轟-6系列需求可觀,我國亟需戰(zhàn)略隱身轟炸機(jī)

        我國轟炸機(jī)在性能上與美國相比仍有較大差距。根據(jù)《世界空軍力量》數(shù)據(jù),我國共有254架轟炸機(jī),其中轟-6系列在役150架,殲轟-7在役104 架;美國擁有152架轟炸機(jī),其中B-1B為59架,B-2為19架,B-52擁有 74架。我國轟炸機(jī)在總體數(shù)量上存在優(yōu)勢,但是與美俄相比在起飛重量、航程、載彈量等性能上還存在較大差距。我國在高性能、具有隱身性能 方面的戰(zhàn)略轟炸機(jī)上仍然是空白。

        短時間內(nèi)轟-6系列仍為主力,隱身戰(zhàn)略轟炸機(jī)需求急迫。目前我國主力的轟炸機(jī)型仍是 轟-6和殲轟-7,但殲轟-7服役年限較長,逐漸暴露出一些問題,未來可能被殲-16多用途戰(zhàn)斗機(jī)取代,因此轟-6的最新型號轟-6K在未來一段時間的需求量較為可觀(圖3)。轟-6是我國參照前蘇聯(lián)圖-16研制的中型轟炸機(jī),轟-6K是目前轟-6轟炸機(jī)的最新型號,可實(shí)施空地遠(yuǎn)程巡航導(dǎo)彈 供給,作戰(zhàn)半徑將近3500公里,在中國邊境地區(qū)就可威懾第二島鏈,極大地增強(qiáng)中國空軍的戰(zhàn)略打擊能力。雖然轟-6系列是我國目前的主力轟炸機(jī),但是相比美國B-52、B-2、B-1和俄羅斯的圖-95、圖-160在載彈量、起重、航程方面都有較大的劣勢,并且還不具備B-2的隱身能力。我國的戰(zhàn)略轟炸機(jī)仍為空白,“20”系列中也僅剩轟炸機(jī)未亮相,我們認(rèn)為我軍對新型隱身戰(zhàn)略轟炸機(jī)的需求迫切。

        二、航天:北斗三號全球組網(wǎng)完成,低軌通信衛(wèi)星建設(shè)快速推進(jìn)

        (一)北斗導(dǎo)航:北斗三號全球組網(wǎng),產(chǎn)業(yè)規(guī)模有望快速突破

        北斗三號組網(wǎng),全球系統(tǒng)部署完成。6月23日,我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運(yùn)載火箭,成功發(fā)射北斗系統(tǒng)第55顆導(dǎo)航衛(wèi)星,暨北斗三號最后一顆全球組網(wǎng)衛(wèi)星。至此,北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)星座部署比原計劃提前半年完成。此次發(fā)射的衛(wèi)星屬地球靜止軌道衛(wèi)星,經(jīng)過一系列在軌測試入網(wǎng)后,我國將進(jìn)行北斗全系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試,在確保系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠、性能指標(biāo)優(yōu)異基礎(chǔ)上,擇機(jī)面向用戶提供全天時、全天候、高精度全球定位導(dǎo)航授時服務(wù)。隨著北斗三號全球組網(wǎng)完成,我國衛(wèi)星導(dǎo)航市場將進(jìn)入快速發(fā)展期,全產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)袌鲆?guī)模有望大幅提升。

        (1)全自主研發(fā),從區(qū)域走向全球

        北斗導(dǎo)航系統(tǒng)是我國自主研制的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)。北斗系統(tǒng)可在全球范圍內(nèi)全天候、全天時為各類用戶提供高精度、高可靠定位、導(dǎo)航、授時服務(wù),并具短報文通信能力,已經(jīng)初步具備區(qū)域?qū)Ш?、定位和授時能力。作為繼美國GPS、俄羅斯GLONASS 和歐盟GALILEO之后全球第四款全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),已成為聯(lián)合國衛(wèi)星導(dǎo)航委員會已認(rèn)定的供應(yīng)商。目前,北斗三號即將完成組網(wǎng),最后一顆地球靜止軌道衛(wèi)星將于5月發(fā)射,屆時北斗全球系統(tǒng)建設(shè)將全面完成。北斗導(dǎo)航系統(tǒng)在建設(shè)初期快速實(shí)現(xiàn)區(qū)域服務(wù)能力,隨著全球組網(wǎng)的不斷推進(jìn),即將實(shí)現(xiàn)全球化服務(wù)。

        北斗導(dǎo)航系統(tǒng)包括空間段、地面段和用戶段三部分。空間段由若干顆地球靜止軌道衛(wèi)星、傾斜地球同步軌道衛(wèi)星和中圓地球軌道衛(wèi)星等組成。地面段包括主控站、時間同步/注入站和 監(jiān)測站等若干地面站,以及星間鏈路運(yùn)行管理設(shè)施。用戶段包括北斗及兼容其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) 的芯片、模塊、天線等基礎(chǔ)產(chǎn)品,以及終端設(shè)備、應(yīng)用系統(tǒng)與應(yīng)用服務(wù)等。

        目前已有四大全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)及多個區(qū)域、增強(qiáng)系統(tǒng),北斗系統(tǒng)從區(qū)域走向全球。四大全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)分別為美國GPS、俄羅斯GLONASS、歐盟GALILEO和中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。除此之外,區(qū)域?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)有日本的QZSS和印度的IRNSS,增強(qiáng)系統(tǒng)有美國的WAAS、日本的 MSAS、歐盟的EGNOS、印度的 GAGAN 以及尼日尼亞的NIG-GOMSAT-1等。在全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)中,美國的GPS是應(yīng)用最為廣泛、覆蓋最廣的導(dǎo)航系統(tǒng),我國北斗系統(tǒng)目前已實(shí)現(xiàn)從區(qū)域向全球的進(jìn)化,在地基增強(qiáng)系統(tǒng)的輔助下定位精度大幅提升。

        (2)全球GNSS產(chǎn)值為1507億歐元,我國衛(wèi)星導(dǎo)航市場規(guī)模超3000億元

        2019年全球GNSS 產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)1507億歐元,預(yù)計2029年市場規(guī)模將達(dá)到3244億歐元。根據(jù)《GNSS Market Report》,2019年全球衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模為1500億歐元,預(yù)計2029年市場規(guī)模將達(dá)到3244億歐元,2019—2029年復(fù)合增速為8%。未來十年產(chǎn)業(yè)規(guī)模翻倍的主要原因是大眾市場的快速發(fā)展和中端設(shè)備(價值大于5歐元、小于150歐元)消費(fèi)增長。從終端數(shù)量角度看,2019年GNSS終端保有量為64億套,預(yù)計2029年GNSS終端的保有量將達(dá)到95億臺,未來十年復(fù)合增速為4.5%;2019年GNSS接收機(jī)銷售量為17億臺套,預(yù)計2029年銷售量將達(dá)到28億臺套,未來十年復(fù)合增速為 5.7%。

        2019年我國衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)3450億元,2006—2019年復(fù)合增速達(dá)28.92%。根據(jù)《中國衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書(2020)》,2019年我國衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)3450億元(圖4),較2018年同比增長14.39%,2006—2019年復(fù)合增速達(dá)到28.92%。與衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用直接相關(guān),包括芯片、器件、算法、軟件、導(dǎo)航數(shù)據(jù)、終端設(shè)備、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等在內(nèi)的核心產(chǎn)值達(dá)到1166億元,占總產(chǎn)值的 33.8%,北斗對核心產(chǎn)值的貢獻(xiàn)率超過80%;與定位授時應(yīng)用相關(guān)的衛(wèi)星導(dǎo)航衍生關(guān)聯(lián)產(chǎn)值為2284億元,關(guān)聯(lián)產(chǎn)值顯著高于核心產(chǎn)值。《國家衛(wèi)星導(dǎo)航中長期發(fā)展規(guī)劃》提出,到2020年我國衛(wèi)星導(dǎo)航市場規(guī)模預(yù)計達(dá)到4000 億元。在大眾消費(fèi)市場的逐漸普及對國內(nèi)衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用市場的貢獻(xiàn)率達(dá)到 60%。

        (3)北斗產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)崂?/p>

        根據(jù)北斗導(dǎo)航空間段、地面段和用戶段拆分。

        空間段中主要以衛(wèi)星系統(tǒng)建設(shè)和火箭發(fā)射為主。北斗導(dǎo)航系統(tǒng)空間段中的衛(wèi)星包括若干顆地球靜止軌道衛(wèi)星、傾斜地球同步軌道衛(wèi)星和中圓地球軌道衛(wèi)星。除衛(wèi)星的研制外,火箭發(fā) 射也屬于衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)鏈的空間段。目前,空間段的參與者以國企為主,衛(wèi)星研制領(lǐng)域主要是航天科技五院及其下屬上市平臺中國衛(wèi)星,民營企業(yè)中歐比特、銀河航天實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星自主研發(fā),天銀 機(jī)電、康拓紅外布局衛(wèi)星組件業(yè)務(wù);火箭發(fā)射領(lǐng)域國企占據(jù)絕對優(yōu)勢,航天科技一院、航天科工四院、航天科技八院是我國目前火箭研制的主體,近年來民營火箭公司開始進(jìn)入商業(yè)航天領(lǐng)域,如星際榮耀、藍(lán)箭航天等。

        地面段主要為地基增強(qiáng)系統(tǒng),包括主控站、時間同步/注入站和監(jiān)測站等若干地面站,以及星間鏈路運(yùn)行管理設(shè)施。主控站用于系統(tǒng)運(yùn)行管理與控制,注入站用于向衛(wèi)星發(fā)送信號,監(jiān)測站則用于接收衛(wèi)星信號。由于存在衛(wèi)星軌道誤差、衛(wèi)星鐘差誤差等,地基增強(qiáng)技術(shù)將有效提高衛(wèi)星應(yīng)用精度。截至2019年,北斗系統(tǒng)已建成155個框架網(wǎng)基準(zhǔn)站和超過2200個區(qū)域網(wǎng)基準(zhǔn)站,成為全球基站數(shù)量最多、覆蓋范圍最廣的地基增強(qiáng)系統(tǒng)。北斗地面段的主要參與者中,三大運(yùn)營商、國家電網(wǎng)負(fù)責(zé)地面站的建設(shè),中國兵器集團(tuán)與阿里巴巴合資成立的千尋位置負(fù)責(zé)地面站中的服務(wù)器建設(shè),到2020年上半年千尋位置將完成所有北斗地基增強(qiáng)站服務(wù)器的替換工作。

        用戶段包括北斗及兼容其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的芯片、模塊、天線等基礎(chǔ)產(chǎn)品,以及終端設(shè)備、應(yīng)用系統(tǒng)與應(yīng)用服務(wù)等。芯片主要包括射頻芯片和基帶芯片,用于接收和解算衛(wèi)星的信 號頻率,目前我國自主研發(fā)的北斗芯片已成功進(jìn)入28nm時代。天線用于接收衛(wèi)星型號,目前絕大部分天線為右旋極化陶瓷介質(zhì),其中的陶瓷天線是技術(shù)核心。板卡是利用芯片、外圍電路 和控制軟件為用戶實(shí)現(xiàn)應(yīng)用需求。終端設(shè)備包括專業(yè)終端設(shè)備和消費(fèi)終端設(shè)備,其中專業(yè)終端 有高精度測繪終端和授時終端等,消費(fèi)終端以各類導(dǎo)航終端為主。與國際衛(wèi)星市場相同,用戶段下游應(yīng)用系統(tǒng)和應(yīng)用服務(wù)的市場空間廣闊。

        北斗芯片決定應(yīng)用發(fā)展,國產(chǎn)芯片不斷實(shí)現(xiàn)突破。此前,我國北斗應(yīng)用主要受國產(chǎn)芯片限制,隨著芯片發(fā)展,北斗產(chǎn)業(yè)鏈下游應(yīng)用產(chǎn)值不斷提升(表3)。我國導(dǎo)航芯片發(fā)展經(jīng)歷了三個階段,2007年以前基本靠進(jìn)口GPS芯片;在北斗二號衛(wèi)星發(fā)射后,我國北斗芯片開始快速突破;2012年后GNSS 高精度芯片板卡從進(jìn)口主導(dǎo)轉(zhuǎn)變?yōu)閲a(chǎn)替代,性能水平已達(dá)到甚至超過國外水平。截至2019年底,國產(chǎn)北斗導(dǎo)航型芯片模塊累計出貨量超1億片,季度出貨量超1000萬片。目前北斗領(lǐng)域研發(fā)費(fèi)用的90%用于衛(wèi)星研制和火箭發(fā)射,而芯片研究前期投入大,市場中參與的企業(yè)較少。通過多年的努力,我國 GNSS 芯片已具備市場競爭力,其中北斗星通子公司和芯星通、合眾思壯的技術(shù)水平較為領(lǐng)先,已成功研發(fā)出北斗三號芯片。

        (二)低軌通信衛(wèi)星:納入新基建范疇,建設(shè)進(jìn)度持續(xù)加速

        低軌通信衛(wèi)星納入新基建,建設(shè)節(jié)奏有望加快。2020年4月,國家發(fā)改委支出新型基礎(chǔ)設(shè)施主要包括信息基礎(chǔ)設(shè)施、融合基礎(chǔ)設(shè)施和創(chuàng)新基礎(chǔ)設(shè)施三方面,其中信息基礎(chǔ)設(shè)施中又包括了以5G、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)為代表的通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施,衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)首次納入“新基建”范疇。根據(jù)目前國內(nèi)多個低軌通信衛(wèi)星星座計劃的建設(shè)節(jié)奏,部分項(xiàng)目于2020年陸續(xù)發(fā)射首顆星,預(yù)計從2020年開始衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入快速建設(shè)期。隨著國家政策的支持,低軌通信衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)鏈將逐漸受益。

        (1)星鏈計劃發(fā)展迅速,我國低軌衛(wèi)星項(xiàng)目持續(xù)推進(jìn)

        低軌道通信衛(wèi)星系統(tǒng)由空間段、控制段、地面段三個部分組成。其中,空間段由太空中所有衛(wèi)星組成,這些衛(wèi)星分布在多個軌道面上,形成特定的衛(wèi)星星座結(jié)構(gòu)。由于一顆衛(wèi)星的覆蓋區(qū)域有限,通信衛(wèi)星系統(tǒng)要求在全球的任何位置、任何時刻至少被一顆衛(wèi)星覆蓋,所以必須采用多顆衛(wèi)星組成衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的方式協(xié)同工作,通常一個衛(wèi)星星座由多個位于不同軌道平面的衛(wèi)星環(huán)組成。控制段由衛(wèi)星通信系統(tǒng)的所有地面控制和管理設(shè)備組成,對運(yùn)行的衛(wèi)星實(shí)施跟蹤、遙測和控制等管理功能,對衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和鏈路進(jìn)行檢測、控制及維護(hù)。地面段包括用戶終端和業(yè)務(wù)地面站,其中用戶終端包括手機(jī)、便攜設(shè)備、移動站、航空器上的通信終端等,它們將用戶直接連接到空間段;業(yè)務(wù)地面站相當(dāng)于陸地蜂窩中的移動交換中心,負(fù)責(zé)交換和通信控制等功能,并且通過它實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)與地面通信網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。

        低軌通信衛(wèi)星系統(tǒng)優(yōu)勢顯著。與高軌同步衛(wèi)星相比,低軌衛(wèi)星優(yōu)勢顯著:①高度較低,傳輸延時大大縮短,低軌通信衛(wèi)星能夠?qū)崿F(xiàn)50ms以內(nèi)的延時,與地面光纖網(wǎng)絡(luò)相當(dāng),這也使其可以支持在線服務(wù)等基于實(shí)時或近實(shí)時數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用,同時能夠?yàn)橛脩艚K端提供高效、更具性價比的數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù);②低軌通信衛(wèi)星可以實(shí)現(xiàn)廣域覆蓋,為偏遠(yuǎn)地區(qū)、飛機(jī)、艦艇等提供精細(xì)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù);③多個低軌衛(wèi)星組成的星座組網(wǎng)模式可以增強(qiáng)5G 網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性,在飛機(jī)、輪船、火車、汽車等移動環(huán)境中提供不間斷服務(wù)。④相比高軌道衛(wèi)星 成本更低,由于研制周期大幅縮短,因此研制成本降低;低軌衛(wèi)星均為微小衛(wèi)星,體積小、重量輕,可實(shí)現(xiàn)一箭多星,因此發(fā)射成本下降。

        國際廠商低軌衛(wèi)星布局較早,SpaceX的星鏈項(xiàng)目發(fā)展迅速。由于低軌衛(wèi)星在軍事、空天互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的巨大應(yīng)用價值,并且地球近空領(lǐng)域頻率和軌道資源有限,根據(jù)國際電聯(lián)的規(guī)定,頻譜與軌道歸屬采用“先發(fā)先得”原則。近年來,各國在全球低軌衛(wèi)星星座領(lǐng)域展開了激烈的競爭。20世紀(jì)90年代,由于微小衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了多個低軌衛(wèi)星星座項(xiàng)目,但由于技術(shù)的不成熟,研制周期較長、制造成本較高和商業(yè)化運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)不足導(dǎo)致第一代低軌衛(wèi)星項(xiàng)目均 以失敗告終。隨著微小衛(wèi)星研制技術(shù)成熟甚至火箭可重復(fù)發(fā)射技術(shù)的實(shí)現(xiàn),第二代低軌衛(wèi)星進(jìn)入快速發(fā)展階段。目前國際主要制造商大多位于美國,包括SpaceX、OneWeb、泰雷斯等,主要星座計劃包含Starlink(星鏈)、OneWeb、銥星等。其中,SpaceX的星鏈計劃發(fā)展迅速,截至2020年6月,已累計發(fā)射540顆星鏈衛(wèi)星,預(yù)計2020年將發(fā)射超過1200顆星鏈衛(wèi)星,到2027年將部署約1.2萬顆星鏈衛(wèi)星,并且 SpaceX計劃于2025年下半年開始在北美地區(qū)啟動衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)(圖5)。

        我國低軌衛(wèi)星項(xiàng)目逐步開展,國企、民營公司齊頭并進(jìn)。近幾年,我國廠商相繼發(fā)布低軌衛(wèi)星計劃,其中航天科技的“鴻雁”計劃、航天科工的“虹云”計劃和“行云”計劃、中電科的“天象”計劃均已完成首顆星發(fā)射,作為國家隊(duì)處于產(chǎn)業(yè)發(fā)展的前列。另外,部分民營企業(yè),如銀行航天、九天微星、和德宇航、國電高科、歐科威等公司的低軌衛(wèi)星計劃也已經(jīng)完成首顆星的發(fā)射,星座部署處于穩(wěn)步推進(jìn)的狀態(tài)。從衛(wèi)星數(shù)量上看,國企的低軌衛(wèi)星項(xiàng)目衛(wèi)星規(guī)劃數(shù)量較多,另一方面,由于依托傳統(tǒng)軍工集團(tuán)的技術(shù)支持,國企項(xiàng)目衛(wèi)星的載荷普遍較大,星座建設(shè)意義重大。

        (2)我國低軌衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)鏈完善

        我國低軌衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)鏈呈現(xiàn)國企、民營企業(yè)相輔相成的競爭格局。隨著商業(yè)航天的快速發(fā)展,我國低軌衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)中民營企業(yè)開始嶄露頭角。從衛(wèi)星設(shè)計環(huán)節(jié)看,目前具有整體設(shè)計能力的企業(yè)包括傳統(tǒng)軍工集團(tuán)航天科技、航天科工、中電科,以及中科院和部分高校,另外如銀河航天、九天微星、和德宇航等民營企業(yè)也具備衛(wèi)星的整體設(shè)計能力。在衛(wèi)星的分系統(tǒng)、零部件 領(lǐng)域,供應(yīng)商仍以軍工國企為主,而元器件領(lǐng)域部分民營企業(yè)已經(jīng)成為核心供應(yīng)商。地面站建設(shè)主要為軍工集團(tuán),下游終端和衛(wèi)星運(yùn)營方面也是以軍工國企為主。整體上看,民營企業(yè)在衛(wèi)星設(shè)計和元器件供應(yīng)環(huán)節(jié)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)突破,未來軍工國企和民營企業(yè)將在競爭中不斷發(fā)展。

        三、碳纖維:下游需求推動,高端新材料即將騰飛

        碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈包括先驅(qū)體、碳纖維、中間材料和復(fù)合材料(圖6)。核心碳纖維需要通過先驅(qū)體的原絲制備,制備方法主要有濕法紡絲和干濕法紡絲,在制成碳纖維后又可以制備成諸如預(yù)浸料、織布的中間材料,最終由中間材料與樹脂、金屬、陶瓷等基體復(fù)合形成復(fù)合材料。

        碳纖維先驅(qū)體:目前,碳纖維先驅(qū)體主要包括粘膠(纖維素)基碳纖維、瀝青纖維和聚 丙烯腈(PAN)纖維。粘膠基是最早用于提取碳纖維的原絲,但由于其理論總碳量僅為44.5%, 所以其制備碳纖維成本較高,目前產(chǎn)量已不足世界總產(chǎn)量的1%,但由于其燃燒時鈉光弱而不易被雷達(dá)發(fā)現(xiàn),因此在軍工領(lǐng)域仍有少量的產(chǎn)量。瀝青基是目前碳纖維領(lǐng)域中僅次于PAN基的第二大原料路線。PAN基碳纖維的炭化收率比粘膠纖維高,可達(dá)45%以上,因此制備成本較低。其抗拉強(qiáng)度和抗拉模量均為三種碳纖維中最高,目前應(yīng)用范圍最為廣泛,產(chǎn)量超過世界總產(chǎn)量的 90%。

        濕法紡絲與干濕法紡絲:在兩種技術(shù)路線的對比中,干濕法紡絲的紡絲速度快、生產(chǎn)率上有較大提高,生產(chǎn)成本方面干濕法的成本更低。目前的市場中,僅有少數(shù)公司的部分產(chǎn)品使 用干濕法制備,如日本東麗的T700、T800和T1000,而包括日本東邦在內(nèi)的其它企業(yè)均采用濕法紡絲工藝制備碳纖維原絲。光威復(fù)材 IPO 募投項(xiàng)目(高強(qiáng)度碳纖維高效制備技術(shù)產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目)生產(chǎn)的T700S、T800S也采用干濕法紡絲技術(shù)。

        碳纖維分類:根據(jù)強(qiáng)度,分為標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度(1000~2000Gpa)、高強(qiáng)(2000~4000Gpa)、超高強(qiáng)(超過4000GPa);根據(jù)拉伸模量,分為標(biāo)準(zhǔn)模量碳纖維(230~265GPa)、中等模量碳纖維(270~315GPa)、高模量碳纖維(超過315GPa);根據(jù)絲束大小,分為小絲束或常規(guī)絲束(1~24K根)和大絲束(超過24K根)。小絲束碳纖維一般應(yīng)用于航空、航天、軍工等高科技領(lǐng)域,而大絲束由于其成本較低更多應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域,相比之下,目前小絲束碳纖維的使用量遠(yuǎn)超大絲束碳纖維。

        (一)我國碳纖維國產(chǎn)化率持續(xù)提升,市場集中度將進(jìn)一步提高

        全球碳纖維需求不斷提升,我國國產(chǎn)碳纖維需求快速增長。2008年全球碳纖維需求量僅為36.4千噸,到2019年全球碳纖維需求量為103.7千噸,2008—2019 年復(fù)合增速為9.99%。根據(jù)預(yù)測2020年全球碳纖維需求量將超過115千噸,同比增速高于近十年需求復(fù)合增速。我國碳纖維需求方面,由于國內(nèi)產(chǎn)能和技術(shù)水平原因,國內(nèi)碳纖維需求仍以進(jìn)口為主,進(jìn)口約占 70%,主要供應(yīng)商為日本東麗(包括其收購的美國卓爾泰克)。2019年我國對進(jìn)口碳纖維的需求量為25840噸,對國產(chǎn)碳纖維的需求量為12000噸,整體需求量為37840噸,國產(chǎn)化率約為31.71%。預(yù)計到2025年,我國對于國產(chǎn)碳纖維的需求量將大幅提升至52284噸,2019—2025年復(fù)合增速為 27.8%,2025年國產(chǎn)化率有望達(dá)到44%,國產(chǎn)碳纖維的需求提升顯著。世界范圍內(nèi)航空航天碳纖維價值量最大,我國碳纖維需求量主要來自體育器材。根據(jù)《2019 年全球碳纖維復(fù)合材料市場報告》,2019年全球碳纖維下游應(yīng)用市場價值量前三位分別為航空航天、體育休閑和風(fēng)電葉片,價值量分別為14.1、3.45、3.57 億美元,市場份額分別為49.1%、12.0%和12.4%。航空航天作為碳纖維最大的應(yīng)用領(lǐng)域,占據(jù)了近一半的市場價值。按需求量測算,航空航天為23.5千噸,需求量最大的風(fēng)電葉片為25.5千噸。我國碳纖維需求中,體育器材需求量占據(jù)了半壁江山,2019年市場份額為37%;其次是風(fēng)電葉片,份額達(dá)到36.5%,較2018年的市場份額大幅提升。我國風(fēng)電行業(yè)規(guī)模龐大,隨著碳纖維風(fēng)電葉片的推廣,未來市場份額將大幅提升;航空航天碳纖維需求量在我國1100噸,市場份額占比僅2.9%,未來發(fā)展空間巨大。

        際巨頭主要分布于日本、美國,以高端碳纖維為主。全球最大的碳纖維廠商日本東麗于2013年收購了當(dāng)時全球第三大廠商美國卓爾泰克,再次鞏固了東麗全球巨頭的地位,2018年其年產(chǎn)能達(dá)到了49000噸,遠(yuǎn)超全球前十中的其他廠商,并且卓爾泰克在匈牙利建設(shè)的5000噸產(chǎn)線將于2020 年投產(chǎn),屆時東麗和卓爾泰克的年產(chǎn)能將達(dá)到54000噸。另外,美國赫氏2018年年產(chǎn)能為10000噸,排名全球第五位,其位于美國三地的工廠正在擴(kuò)產(chǎn),預(yù)計2020年產(chǎn)能可達(dá)15000噸,全球產(chǎn)能排名將更進(jìn)一步。從應(yīng)用領(lǐng)域看,國際巨頭以高端的航空碳纖維為主,如東麗、赫氏是波音和空客的主要供應(yīng)商;德國西格里、日本三菱麗陽和東邦在汽車碳纖維中優(yōu)勢顯著。

        我國碳纖維生產(chǎn)廠商銷售產(chǎn)能比較低,整體市場集中度仍有待提高。2018年,全國所有碳纖維廠商的產(chǎn)能總和為26800噸,但銷售量僅為9000 噸,銷售產(chǎn)能比為33.58%。全球范圍內(nèi)銷售與理論產(chǎn)能的比值為59.8%,我國廠商的銷售產(chǎn)能比顯著低于全球,主要原因是部分廠商的部分產(chǎn)線過于老舊而處于持續(xù)停產(chǎn)狀態(tài),另一方面,部分產(chǎn)線的生產(chǎn)水平較差而無法維持 長期生產(chǎn)。我國碳纖維市場集中度與全球市場相比還有差距,前5名的廠商(共計6家)產(chǎn)能合計為20850噸,市場集中度為67%,與全球前五名廠商90%的集中度相比還有提升空間。前五名廠商的現(xiàn)有產(chǎn)能分別為:中復(fù)神鷹6000噸、江蘇恒神4650 噸、精功集團(tuán)3500噸、光威復(fù)材3100 噸、中安信1800噸和蘭州藍(lán)星1800噸。近年來,我國核心碳纖維生產(chǎn)廠商不斷新建產(chǎn)線,個別企業(yè)開始建設(shè)萬噸級民品產(chǎn)線,全國碳纖維產(chǎn)能有望快速提升。從下游領(lǐng)域看,光威復(fù)材和中簡科技在軍品領(lǐng)域處于領(lǐng)先水平,其余公司均以民品為主,整體來看高端碳纖維 的供給量較少。

        (二)下游應(yīng)用:我國航空碳纖維市場空間巨大,風(fēng)電碳梁增長迅速

        (1)未來我國軍機(jī)、民機(jī)碳纖維年需求量分別為944噸和1447.5噸

        碳纖維復(fù)合材料廣泛用于軍用飛機(jī)中,我國軍機(jī)碳纖維應(yīng)用比例逐步提升。由于碳纖維復(fù)合材料在結(jié)構(gòu)輕量化中無可替代的性能優(yōu)勢,其在軍用航空中得到了廣泛應(yīng)用和快速發(fā)展。20世紀(jì)70年代至今,國外軍用飛機(jī)從最初將復(fù)合材料用于尾翼級的部件制造發(fā)展到今天用于機(jī)翼、口蓋、前機(jī)身、中機(jī)身、整流罩等多個部位。以美國軍機(jī)為例,F(xiàn)-14A戰(zhàn)機(jī)碳纖維復(fù)合材料用量僅有1%,到F-22和F-35為代表的第四代戰(zhàn)斗機(jī)上碳纖維復(fù)合材料用量達(dá)分別為24%和36%,大型轟炸機(jī)方面B-2隱身戰(zhàn)略轟炸機(jī)的碳纖維復(fù)合材料占比達(dá)到了38%。目前我國最先進(jìn)的第四代戰(zhàn)斗機(jī)殲-20的碳纖維使用比例為27%,相比之下第三代戰(zhàn)斗機(jī)殲-10和殲-1的碳纖維用量僅為6%和10%。隨著我國新型戰(zhàn)機(jī)的換代升級,軍機(jī)碳纖維使用比例也將不斷提升。

        我軍戰(zhàn)機(jī)更新?lián)Q代需求強(qiáng)烈,新機(jī)型列裝將推動軍用航空碳纖維市場規(guī)模增長。我國軍機(jī)與美國相比存在代差,美國的戰(zhàn)斗機(jī)主要以F-15、F-16 和F-18為代表的三代機(jī)為主,約占66%,部分空軍和海軍已經(jīng)使用以F-22 和F-35為代表的四代機(jī),約占美國戰(zhàn)斗機(jī)總數(shù)的12%;而解放軍戰(zhàn)斗機(jī)主要以殲-7、殲-8代表的二代機(jī)占比48%,以殲-10、殲-11和殲-15為代表的 三代機(jī)占比41%。殲-20和殲-31為代表的四代機(jī)尚未大規(guī)模投入使用,目前殲-20僅列裝15架。未來我國軍機(jī)將進(jìn)行快速更新?lián)Q代,新機(jī)型開始批量生產(chǎn)。我們按照未來15年我國軍機(jī)數(shù)量達(dá)到美國現(xiàn)有軍機(jī)數(shù)量的70%測算,未來我國新增戰(zhàn)斗機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、特種飛機(jī)、加油機(jī)、教練機(jī)和直升機(jī)預(yù)計達(dá)6500架,各型軍機(jī)數(shù)量與美國對標(biāo),按照各型軍機(jī)空重和碳纖維復(fù)合材料占比、碳纖維占比計算(由于航空碳纖維復(fù)材的性能和工藝的要求,碳纖維在復(fù)材中的占比約為60%),未來軍機(jī)碳纖維需求量將達(dá)到14154噸,年均需求為944噸。隨著碳纖維復(fù)合材料在軍用航空領(lǐng)域上應(yīng)用比例的增加和軍機(jī)換代更新帶來的軍及數(shù)量增長,我國軍機(jī)碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用將呈現(xiàn)逐年遞增的趨勢。

        碳纖維復(fù)合材料在民用飛機(jī)上用量不斷提升,新機(jī)型波音787已達(dá) 50%。20世紀(jì)80年代開始,碳纖維復(fù)合材料開始應(yīng)用在客機(jī)上的非承力構(gòu)件。早期的 A310、B757和B767上, 碳纖維復(fù)合材料的占比僅為5%~6%。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,碳纖維復(fù)合材料逐漸作為次承力構(gòu)件和主承力構(gòu)件應(yīng)用在客機(jī)上,其質(zhì)量占比也開始逐步提升??湛虯380中復(fù)合材料占比達(dá) 到23%,具體應(yīng)用在客機(jī)主承力結(jié)構(gòu)部件如主翼、尾翼、機(jī)體、中央翼盒、壓力隔壁等,次承力結(jié)構(gòu)部件如輔助翼、方向舵及客機(jī)內(nèi)飾材料等,開創(chuàng)了先進(jìn)復(fù)合材料在大型客機(jī)上大規(guī)模應(yīng)用的先河。最新的B787和A350,復(fù)合材料的用量接近甚至超50%,如機(jī)頭、尾翼、機(jī)翼蒙皮等部位也采用了碳纖維復(fù)合材料。

        未來20年,全球客機(jī)需求量為44040架,我國客機(jī)需求量超過8000架。根據(jù)波音的預(yù)測,2019—2038年全球?qū)⑿略?4040架客機(jī),在交付的新飛機(jī)中,44%將用來替換老舊機(jī)型,其余則用來滿足運(yùn)力增長需求。我國方面,波音預(yù)計未來20年我國單通道客機(jī)和寬體客機(jī)的需求量分別為 6080 架和2010架,商飛的預(yù)測更加樂觀,分別為7077架和2128架。我們綜合 波音、空客和商飛的預(yù)測,2019—2038年間我國民航客機(jī)的需求量為8238 架,屆時我國將成為全球最大的航空市場。

        目前C919碳纖維復(fù)合材料用量為12%,未來我國國產(chǎn)客機(jī)碳纖維需求達(dá)28950噸。隨著新機(jī)型碳纖維復(fù)合材料用量的提升,2018年僅波音777、787及空客A380、A350這4種機(jī)型對碳纖維的需求將達(dá)到9200噸左右,相比2016年增加約2800噸。我國自主研發(fā)的C919大型客機(jī)是建設(shè)創(chuàng)新型國家的標(biāo)志性工程,其中先進(jìn)材料為首次在國產(chǎn)民機(jī)中大規(guī)模應(yīng)用,第三代鋁鋰合金材料、先進(jìn)復(fù)合材料在C919機(jī)體結(jié)構(gòu)用量分別達(dá)到8.8%和12%,后期碳纖維占比將提升至25%。碳纖維復(fù)材主要用于C919的尾翼和中央復(fù)合材料壁板以及主起落架艙門工作包、前起落架艙門工作包、翼身整流罩工作包和垂直尾翼工作包等,機(jī)輪剎車系統(tǒng)則涉及碳/碳復(fù)合材料及高溫合金的生產(chǎn)與制造。據(jù)商飛介紹,與俄羅斯共同研制的C929機(jī)型中復(fù)合材料的用量將超過50%。我們預(yù)計未來20年將生產(chǎn)2500架C919和500 架C929,按照C919空重42噸、C929空重110 噸測算,我國國產(chǎn)大飛機(jī)碳纖維需求量達(dá)到28950噸,年均需求為1447.5 噸。

        (2)風(fēng)電葉片大型化趨勢顯著,碳梁需求大幅提升

        碳梁葉片可提升風(fēng)能利用率,風(fēng)電碳梁需求提升。風(fēng)力發(fā)電中,大尺寸的風(fēng)電葉片可以提高風(fēng)能利用小時數(shù),但較大尺寸的葉片對于材料的性能要求苛刻。碳纖維復(fù)合材料作為風(fēng)機(jī)葉片的制造材料具有以下優(yōu)勢:提升葉片整體剛度,減輕葉片質(zhì)量;提高葉片的抗疲勞性能;使風(fēng)機(jī)輸出更平穩(wěn)均衡,提高效率;具有振動阻尼特性等。在風(fēng)電大型化的驅(qū)動下,碳纖維葉片的需求提升,但相應(yīng)的葉片成本將顯著提升,因此目前采用碳纖維和玻璃纖維混合使用的方案,碳纖維主要應(yīng)用于葉片中的關(guān)鍵部件,如碳梁梁帽。根據(jù) GWEC 的數(shù)據(jù),目前直徑在111~130m 的葉片占比最大,達(dá)到57%,取代了直徑為91~110m的葉片,葉片大型化不斷推進(jìn),風(fēng)電碳纖維需求提升。

        2019 年全球風(fēng)電裝機(jī)量達(dá)到60.4GW,2020年將迎來爆發(fā)。2019年,全球風(fēng)電裝機(jī)總量為60.4GW,較上年同期增長19.13%,風(fēng)電裝機(jī)容量重回快速增長期。其中,全球陸上風(fēng)電裝機(jī)量達(dá)到54.2GW,同比提高17.06%;全球海上風(fēng)電裝機(jī)量將達(dá)到6.1GW,同比增長38.63%,海上裝機(jī)量快速增長。根據(jù)全球風(fēng)能理事會(GWEC)預(yù)計,2020年全球風(fēng)電裝機(jī)容量將達(dá) 76.1GW,較2019年增長26%,實(shí)現(xiàn)裝機(jī)量的爆發(fā)式增長;到2024年,全球風(fēng)電裝機(jī)容量每年至少增加73.4GW,其中海上風(fēng)電裝機(jī)量將超過15GW。

        中國始終是全球第一大風(fēng)電市場,海上風(fēng)電快速發(fā)展。GWEC數(shù)據(jù)顯示,2019年中國占全球風(fēng)電新增裝機(jī)量的比重為39.74%,風(fēng)電新增裝機(jī)容量連續(xù)十年全球第一。其中陸上風(fēng)電新增23760MW,占全球新增容量的 44%;海上風(fēng)電新增2395MW,占全球新增容量的39%。截至2019年,中國陸上風(fēng)電累計裝機(jī)229.56GW,海上累計裝機(jī)6.84GW,是世界首個陸上風(fēng)電總裝機(jī)超過200GW的國家,提前完成了風(fēng)電“十三五”規(guī)劃目標(biāo),并且在海上風(fēng)電領(lǐng)域發(fā)展迅速。

        維斯塔斯為全球風(fēng)電巨頭,持續(xù)推動風(fēng)電碳纖維應(yīng)用。2019年,維斯塔斯實(shí)現(xiàn)營收121.47億歐元,同比增長19.86%。裝機(jī)量方面,全年新增裝機(jī)量達(dá) 13GW,較上年同期增長28.84%, 并且2019年新簽訂單17.9GW,較2018年14.2GW的訂單增長26%,繼續(xù)刷新著新簽訂單量。作為首個裝機(jī)量超過100GW的風(fēng)電企業(yè),維斯塔斯保持著快速增長勢頭。作為全球最大的風(fēng)電企業(yè),維斯塔斯率先開始在葉片中采用碳纖維材料。光威復(fù)材和江蘇澳盛是維斯塔斯碳梁的主要供應(yīng)商,兩家合計占比55%,其中光威 2019年供貨649.27萬米。目前,維斯塔斯擁有風(fēng)電碳梁的技術(shù)專利,2020 年專利到期后各風(fēng)機(jī)制造企業(yè)有望快速采用碳纖維碳梁技術(shù),由于風(fēng)電碳梁技術(shù)壁壘較小,專利放開后競爭同樣會加劇。

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