航空航天領域對復合材料需求展望

復合材料在航空航天領域的應用廣泛

復合材料主要用于制造航空器的外飾和內飾部件，包括座椅、肋板、內部裝飾、舷窗、引擎罩蓋、機翼、機身和導流罩等，目前在航空航天領域運用最多的復合材料為碳纖維復合材料。

碳纖維復合材料以其獨特、卓越的理化性能，廣泛應用在火箭、導彈和高速飛行器等航空航天領域。例如采用碳纖維與塑料制成的復合材料制造的飛機、衛(wèi)星、火箭等宇宙飛行器，不但推力大、噪音小，而且由于其質量較輕，所以動力消耗少，可節(jié)約大量燃料。

利用碳纖維的耐高溫、輕而硬等力學特點，廣泛應用于航天、航空、飛機、飛船的結構材料。如飛機的一次構造材料：主翼、尾翼、機體；二次構造材料：副翼、方向舵、升降舵、內裝材料、地板材、桁梁、剎車片等及直升飛機的葉片；火箭的排氣錐體、發(fā)動機蓋等；人造衛(wèi)星結構體、太陽能電池板和天線、運載火箭和導彈殼體等。目前小型商務機和直升飛機的碳纖維復合材料用量已占55%左右，軍用飛機25%左右，大型客機占20%左右。

圖表1：碳纖維在航空航天領域中的應用（單位：%）

資料來源：前瞻產業(yè)研究院整理

航空航天用碳纖維增強復合材料和機身所用復合材料比重將會上升

航空復合材料由纖維和樹脂材料組成，根據(jù)纖維強度劃分，纖維加強型材料可分為碳纖維增強復合材料（CFRP）、玻璃鋼（GFRP）等，2013年，CFRP占整個航空復合材料市場的54.3%，GFRP占25.8%，預計到2018年，CFRP所占份額會增長到67.2%，玻璃鋼會減少至17.3%。

根據(jù)用途不同，航空復合材料可分為機身復合材料、航空發(fā)動機復合材料、飛機內部復合材料。2013年，機身所用復合材料占總體的64.6%，航空發(fā)動機復合材料占6.9%，飛行器內部占28.5%；預期到2018年，機身所占比重會提高到77.4%，航空發(fā)動機占4.8%，飛行器內部占17.8%。

全球航空領域復合材料的需求現(xiàn)狀

總體來看，航空航天領域對碳纖維的需求量呈波動狀態(tài)。2009年需求量略有下降主要是受全球金融危機的影響；2010年需求量有所上升；2011年，需求量再次下降；2012年需求量較上年有所上升。

圖表2：2007年以來全球碳纖維在航空航天領域的需求量變化趨勢圖（單位：t/a）

數(shù)據(jù)來源：前瞻產業(yè)研究院整理

中國航空航天產業(yè)高速發(fā)展、飛機需求數(shù)量飆增加大對復合材料的需求

進入2l世紀以來，中國經濟發(fā)展進入了快速發(fā)展的軌道，國民經濟持續(xù)高速增長，航空運輸需求旺盛，中央和地方政府不斷加大對民用機場建設的投入，民用機場建設掀起新一輪發(fā)展高潮。逐步形成了以北京、上海、廣州三大樞紐機場為中心，昆明、成都、西安、武漢、深圳等重要城市機場為骨干，支線機場向中、西部地區(qū)延伸的新局面。

截至2013年底，我國共有頒證運輸機場193個，比上年增加10個。2013年新增機場分別為內蒙古阿拉善左旗機場、內蒙古阿拉善右旗機場、內蒙古額濟納旗機場、河北張家口機場、四川稻城機場，貴州凱里機場、安徽池州機場、貴州畢節(jié)機場、江西宜春機場、甘肅甘南藏族自治州夏河機場。另外，完成了合肥機場遷建。四川攀枝花機場恢復執(zhí)行定期航班、新疆且末機場停航。

圖表3：2013年我國各地區(qū)運輸機場數(shù)量（單位：個，%）

資料來源：前瞻產業(yè)研究院整理

截至2013年11月底，我國民航全行業(yè)共有飛機3810架，其中運輸飛機2179架，比去年年底增加174架；通用航空飛機1631架，比去年底增加233架。自1990年后，渦槳支線客機逐步退出民航運營，100-220座的單通道噴氣客機比例逐年上升，同時，雙通道噴氣客機的比例也不斷增加。50-100座級的渦扇支線客機數(shù)量近幾年也增長很快。

圖表4：2006-2013年全國民航運輸飛機數(shù)量（單位：架）

資料來源：民航局 前瞻產業(yè)研究院整理

未來10年內，國內支線客機還有900架的市場。大型民用飛機國產化需要大量的碳纖維增強復合材料（CFRP），這給我國碳纖維及其增強材料的發(fā)展提供了機遇。

另據(jù)波音公司報導，到2020年中國需要1764架商用飛機，是美國本土以外最大的市場。中國航空公司要增加1459架新飛機，僅僅為了滿足國內航線。此外軍機數(shù)量在上升。因此可以預計，未來幾年中國飛機制造行業(yè)對碳纖維的需求將迅速增長。另外，我國現(xiàn)在可在發(fā)展太空探索科技，對高性能的碳纖維復合材料的需求也在增加。

航空航天產業(yè)1.5萬億體量投資為復合材料行業(yè)提供更大的市場空間

“十二五”高端裝備制造業(yè)提到國家戰(zhàn)略推動層面，航空航天裝備制造業(yè)全產業(yè)鏈都具有高端裝備屬性，其中航空裝備制造具有更大的市場空間，未來政策扶持超預期可能性大。預計行業(yè)“十二五”年均復合增長20-30%，行業(yè)進入快速增長期，航母艦載機、梟龍、L15、殲10、殲11、直8（AC311）、直9、直10及直15等新機量產推動行業(yè)快速增長。民機方面，“十二五”支線客機ARJ21預計將量產，大飛機C919將試飛，并有望帶動航空轉包實現(xiàn)年均超過40%增長；通用航空有爆發(fā)可能。大型航母投資需求都在100億美元以上，而從海域安全來看，我國很有可能建造兩艘以上航母，兩艘總造價估算應該在100-150億美元左右，以及加上后期每年的維修保障費用，我國航母帶動的投資應該是千億元級別。

“十二五”期間，機場等民航基礎設施建設投資力度依然加大。“十二五”期間，預計全行業(yè)的投資規(guī)模將超過1.5萬億元人民幣，而“十一五”期間的投資在1萬億元左右。到“十二五”期末，運輸機場的數(shù)量將達到220個以上；機隊規(guī)模將由現(xiàn)在的2600多架增至4500架以上。

2020年全球航空領域對碳纖維的需求量將達1.97億噸/年

結合全球碳纖維發(fā)展情況和航空航天領域對碳纖維的需求情況，預計2014年航空航天領域對碳纖維的需求量將達到1.20萬噸，2020年需求量將達到1.97萬噸。

圖表5：2014-2020年全球碳纖維在航空航天領域的需求量預測圖（單位：t/a）

數(shù)據(jù)來源：前瞻產業(yè)研究院整理

2020年中國航天航空領域對碳纖維的需求量將近千噸

在國內市場上，目前在航天航空領域碳纖維的需求量還相對較少，2014年在400噸左右。

結合目前我國碳纖維行業(yè)研發(fā)技術及在航空航天領域的應用情況，根據(jù)前瞻產業(yè)研究院發(fā)布的《2015-2020年中國復合材料行業(yè)發(fā)展前景預測與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》預計，2015-2020年，我國碳纖維行業(yè)需求量將保持15%左右的增速，按照這一增速預測，到2020年我國航天航空領域碳纖維的需求量將達到948噸。

圖表6：2015-2020年中國航空航天領域碳纖維需求量預測（單位：噸）

資料來源：前瞻產業(yè)研究院整理

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