帝人开发出高性能碳纤维获国际认证,日本碳纤维发展对中国有何借鉴意义?

新材料前沿潜力股 2023-07-03
3098 字丨阅读本文需 8 分钟

6月29日,日本帝人有限公司(Teijin Limited)官网宣布,其位于日本静冈县的三岛工厂生产的Tenax™碳纤维和聚丙烯腈(polyacrylonitrile,PAN)前驱体纤维已获得国际可持续发展和碳认证体系的ISCC PLUS(International Sustainability and Carbon Certification )认证,这是全球首次碳纤维和PAN前驱体纤维同时获得该认证。

日本帝人公司(Teijin)成立于1918年,是日本第一家人造丝制造商,目前公司业务范围主要涵盖了三个核心领域:高性能材料(包括芳纶、碳纤维和复合材料,以及树脂和塑料加工、薄膜、聚酯纤维和产品加工)、医疗保健(包括用于骨骼/关节,呼吸系统疾病和心血管/代谢疾病的药物和家庭医疗保健设备,护理和症状前医疗保健)以及IT(包括用于医疗,企业和公共系统的B2B解决方案,以及用于数字娱 乐的打包软件和B2C在线服务)。

关于ISCC PLUS

ISCC PLUS是一个独立的第三方验证系统,旨在根据由艾伦·麦克阿瑟基金会循环经济100网络(Ellen MacArthur Foundation’s CE100 Network)发表的质量平衡审计原则,验证废弃物源头在质量平衡方面的可追溯性。ISCC PLUS认证不仅适用于由农林业材料衍生而来的生物材料,也适用于过去无法通过传统机械过程回收的、需要经过化学过程来回收转换的混合塑料废弃物等各类材料。

PAN前驱体纤维由可持续丙烯腈(acrylonitrile,AN)制成,它使用了生物基衍生产品或回收原料中的废物和残留物,并采用质量平衡法生产。通过该方法,可以通过复杂的价值链对材料进行可验证的跟踪,例如,当生物质衍生的原材料与石油衍生的原材料混合以生产产品时。

由于可持续AN具有与石油衍生AN相同的物理性能,基于该可持续材料的PAN和Tenax™碳纤维具有与同等化石基产品相同的物理特性。这种相似性使客户能够轻松地用更可持续的替代品取代Tenax™碳纤维,从而有助于在整个产品生命周期内减少温室气体(GHG)排放。帝人公司预计将于2024年上半年在三岛工厂采用质量平衡法进行PAN和Tenax™碳纤维的商业化生产。此外,为了扩大可持续产品的供应,帝人公司将为其在欧洲、美国和亚洲生产的碳纤维及相关产品寻求ISCC PLUS认证。这一举措将推进帝人集团的使命,即提供以人为中心的创新解决方案,提高生活质量。帝人将继续努力减轻其商业活动对环境的影响,以实现其支持未来社会的长期愿景。

碳纤维是一种坚固而轻质的材料,可以帮助减少能源消耗,已经广泛应用于航空航天和工业领域。与此同时,为了支持碳中和,需要在整个供应链中减少温室气体排放,这就产生了对环境影响较小的产品的需求。在这种情况下,帝人公司将生产现场内部发电设备的燃料改为天然气,并采用生命周期评估(lifecycle assessment ,LCA)来计算其碳纤维和中间材料的环境足迹。

帝人集团:收购东邦进军碳纤维市场,未来碳纤维业务着力于航空航天及新兴领域

帝人集团主营材料、医疗保险、纤维与产品等,2022财年营业收入1.0万亿日元。帝人集团主营材料、医药医疗、纤维与产品等。2022财年(2022年4月~2023年3月),帝人集团营业收入1.0万亿日元,EBITDA878亿日元,归母净利润-177.0亿日元,呈现亏损,主要由于计提资产减值损失与非日本的海外子公司赤字增加带来的税负率上升。分业务看,2022财年,公司材料、医药医疗、纤维与产品、信息技术营收占比分别为45%、15%、32%、6%,EBITDA占比分别为18%、53%、18%、9%。

帝人碳纤维业务归属于材料业务,业务布局全球。帝人集团材料业务可细分为高性能材料、复合材料。其中,公司高性能材料包括芳纶、树脂、碳纤维,复合材料包括碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料等。帝人集团碳纤维及复合材料产品包括Tenax™碳纤维及其复合材料、Pyromex™阻燃纤维、Sereebo®碳纤维复材等。目前帝人集团在日本、中国、德国、美国等国家区域进行全球业务布局。

帝人碳纤维及复合材料产能与产品质量处于全球前列,下游主要应用于航空航天等,客户包括空客、通用等国际知名航空航天及汽车企业。根据赛奥碳纤维数据,2022年帝人的碳纤维产能1.45万吨,产能处于全球前列。目前帝人集团在日本、中国、越南、欧洲、美国等区域进行全球布局,下游应用于航空航天、工业等。2022财年,帝人碳纤维产品在下游航空航天、一般工业、体育娱 乐领域占比分别为45%、35%、20%。此外,帝人集团的碳纤维复合材料同样领先,下游 客户包括空客、通用等。

复盘历史,东邦于1975年开启碳纤维商业化,帝人于1999年收购东邦进军碳纤维,并于2018年整合碳纤维业务。日本帝人集团、东邦分别于1918年、1934年成立。东邦于1975年开始量产PAN基碳纤维并销售Besfight®品牌碳纤维产品(该品牌于2006年更名为Tenax),开启碳纤维商业化。1999年,帝人集团收购东邦人造丝,进入碳纤维市场。2001年,东邦人造丝更名为东邦特耐克丝(Toho Tenax)。随后,帝人集团开始通过内生外延方式进一步推进发展碳纤维业务。2018年,碳纤维业务子公司东邦特耐克丝被整合入帝人集团。

展望未来,帝人集团规划成为能够支持未来社会的公司,2023年预计实现营业收入/营业利润1.05万亿日元/350亿日元。帝人集团长期愿景为成为能够支持未来社会的公司[2],并规划至2050年实现碳中和的相关目标。展望2023财年,公司预计营业收入实现1.05万亿日元、营业利润350亿日元,其中材料业务有望实现营业收入4,700亿日元、营业利润110亿日元。

展望碳纤维业务,帝人集团规划把握其在航空航天和风电、压力容器等新兴领域的需求,碳纤维复材则以北美为核心开展全球化。2022财年,受益于Tenax™碳纤维下游需求增长(特别是航空航天领域)、产品价格上涨,帝人集团碳纤维业务实现营业收入与营业利润同比正增长。公司认为,碳纤维下游航空航天领域需求有望复苏,叠加风电、压力容器等新兴领域需求增长,未来将着力于把握相关碳纤维领域需求,措施包括采取获得航空航天用碳纤维中间品项目的措施、将北美新工厂运营增加的产量分配给需求旺盛的工业应用领域、在越南的新工厂扩大碳纤维热固性预浸料的销售等。而对涵盖碳纤维复材、玻纤复材在内的复合材料业务,帝人集团规划以北美为核心开展全球化。

他山之石:日本碳纤维发展对中国具备借鉴意义

碳纤维是高强度、高模量的纤维,用途广泛。碳纤维是含碳量在90%以上的高强度高模量纤维,具备耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、耐承压、导电、导热等优良性能,一般用腈纶和粘胶纤维做原料、经高温氧化碳化而成,下游可广泛应用于航空航天、体育休闲、风电等领域。碳纤维主要产品有聚丙烯腈基、沥青基及粘胶基三大类,每类产品又因原纤维种类、工艺及最终碳纤维性能不同分成许多品种。

日本碳纤维六十余年发展,从技术产业化到全球领先。复盘历史,技术发明与国际交流、企业、政 府等多方面均发挥了作用。大阪工业技术试验所進藤昭男在1959年发明PAN基碳纤维、群马大学大谷杉郎博士在1963年制造出沥青基碳纤维,提升日本碳纤维技术实力。相关公司由此陆续推进碳纤维商业化,1971年实现高性能PAN基碳纤维投产,最早在体育用品领域获得较快商业化,此后抓住时代契机切入航空航天领域,不断做大做强,逐渐扩张至汽车、风电叶片、储氢瓶等多领域,涌现出全球龙头。

近年来中国碳纤维行业不断发展,已成为全球碳纤维产能与消费大国,国产化进程推进。根据中国化学纤维工业协会与赛奥碳纤维数据,近年来,中国碳纤维行业不断发展,2021年,中国首次超过美国成为全球碳纤维最大产能国,2022年全球碳纤维总产能25.9万吨,而中国大陆产能11.2万吨,同比增长77%,产能全球领先,而产量为4.43万吨,同比增长51%。2022年全球碳纤维需求量13.5万吨、而中国碳纤维需求7.4万吨,是全球碳纤维需求大国。近年来随着中国碳纤维行业发展,国内碳纤维企业发展,国产化替代进程加速,国产碳纤维占比从2015年的19.7%提升至2022年的60.5%。

但中国国产碳纤维进口较多、出口较少,日本等海外国家仍在技术、性能等方面占据优势。根据百川盈孚数据,虽然近年中国碳纤维增产较快,但是,中国仍是碳纤维进口大国,国产碳纤维出口较少,2022年,中国碳纤维产品合计进口2.9万吨,仅出口0.6万吨。整体看,全球碳纤维市场中,日本等海外国家仍在技术、性能等方面占据优势。

当前中国碳纤维约在日本20世纪80~90年代技术水平,日本碳纤维行业对中国具备借鉴意义。日本碳纤维行业发展相对较早,已涌现日本东丽、帝人、三菱等代表性全球龙头企业。目前,中国碳纤维企业T300级等相关产品已经可对标日本相关企业同类产品水平,并逐渐实现产业化。当前中国碳纤维技术状况大约在日本20世纪80~90年代技术水平,随着中国碳纤维行业日益崛起,我们认为,日本碳纤维行业发展具备借鉴意义。

文章来源: 钱鑫博士,中金研究,前沿科技FrontierTec

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