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低空经济要爆?这四类新材料蓄势待发

来源:证券日报、中国化工信息周刊

6月28日,2024年上半年的最后一个交易日,低空经济概念一度强势拉升,相关企业一路飘红。截至收盘,金盾股份、川大智胜等相关企业涨停。

据悉,2023年我国低空经济规模达到5059.5亿元,同比增长33.8%。全球市场来看,2030年全球城市空中交通(Urban Air Mobility,UAM)规模550亿美元,2040年达到1万亿美元,2050年达到9万亿美元。


受政策力挺

6月27日,民航局党组举行理论学习中心组第五次集体学习。民航局党组书记、局长宋志勇主持学习并强调,要深化理解低空经济的科学内涵,大力促进低空经济安全高效和可持续发展。要抓紧推进无人驾驶试验区建设、适航审定能力建设、运营合格证审定、机场设施规划建设、低空飞行服务保障体系建设等五方面重点工作。

另外,今年两会期间,“低空经济”首次被写入政府工作报告。今年3月,工业和信息化部、科学技术部、财政部、中国民用航空局印发《通用航空装备创新应用实施方案(2024—2030年)》,提出到2030年,推动低空经济形成万亿级市场规模。中国民航局积极落实相关规划,修订了30余部民航法规,初步建立通用航空标准法规体系,推进建设低空飞行服务保障体系。

国家级低空经济相关政策(图片来源:国联证券)

各地政府纷纷响应国家政策,据相关数据统计,截至2024年5月底,已有29个省区市将“低空经济”有关内容写入2024年政府工作报告,包括北京、广东、安徽、四川、湖南、江西、江苏、陕西、重庆、云南、海南、山东、河南、山西、内蒙古、辽宁、福建等。

目前已有8个省明确制定了相关产业规模目标。


关键材料产业现状及挑战

随着低空经济的兴起,低空飞行器成为推动该领域发展的关键技术之一。化工新材料作为低空飞行器研发和制造的基石,其性能直接影响飞行器的安全性、经济性和环保性。化工新材料在低空飞行器中的应用主要集中在:

1、轻量化材料:如高强度碳纤维,用于减轻飞行器自重,提高外壳机械强度和航程;

2、能源存储材料高能量密度的锂离子电池和正在研发中的新型电池技术,为电动飞行器提供动力;

3、环境适应材料如聚酰亚胺,抗腐蚀、耐高低温材料,保证飞行器在复杂环境下的稳定性;

4、智能/通讯材料:如压电陶瓷、聚四氟乙烯等,用于飞行器的智能控制、提高通讯系统的性能。

  • 高强碳纤维
截至2023年末,全球大约有30家在规模上具有显著地位的碳纤维制造企业,其中,9家的产能超过万吨大关,海外企业有5家,而中国企业则占据了其余4家。在2023年,中国的碳纤维总产量约5.5万吨,与前一年相比增长了14.8%。与此同时,进口量约为1.6万吨,与去年同期相比显著下降了45.4%。中国碳纤维生产企业经过近年来产能的持续扩张已位居前列,如中国吉林化纤和中复神鹰产能分列第二、三位。但行业整体呈现高端严重不足、中端成本偏高、低端产能过剩的局面,产品多集中在T300、T700级别,T800及以上级别高性能产品明显不足,产品质量一致性、批次稳定性、应用工艺性等同世界领先企业仍存差距。在关键辅助材料和设备方面,中国也存在一定的差距。高品质的油剂、上浆剂等配套材料的种类相对较少,而用于复合材料的环氧树脂性能尚未达到最佳,不能完全实现自主供应。一些关键材料品种仍然依赖进口,这限制了中国碳纤维复合材料性能的进一步提升和应用范围的扩展。
  • 锂电材料

2023中国锂电池全年出货量为885GWh,同比增长达到34%以上。锂电池四大主材——正极/负极材料、电解液、隔膜的全球产能占比较高,平均达到80%以上,随着产能近年快速增加,产能利用率有所下降。当前用于电动航空的电池包括凝聚态电池(宁德时代)、圆柱电池(蔚蓝锂芯、正力新能、国轩高科等)、软包电池(孚能科技等)、固态电池(欣视界、恩力动力、麻省固能等),电池形状多样,多种路线当前并行开发。中长期来看,软包电池具备高能量密度、高放电性能、和更轻重量的优势,有望成为低空飞行器电池主流方案。
  • 聚酰亚胺(PI)

PI以其出色的耐热性能而闻名,它的长期使用温度范围宽广,从-269℃至260℃,是综合性能最佳的有机高分子材料之一。PI产品以薄膜、复合材料、泡沫塑料、工程塑料、纤维等形式为主,可应用到电气绝缘、液晶显示、汽车医疗、原子能、卫星、微电子、精密机械包装等众多领域。从全球市场来看,美国杜邦公司、日本钟渊化学工业株式会社、日本东丽株式会社、日本宇部兴产株式会社和韩国SKC Kolon PI公司等占据了整个行业近80%的产能。

PI行业的技术门槛较高,目前中国PI生产企业产能规模普遍较小(多为百吨级装置),中国约有50家规模大小不等的PI生产企业,总体上生产的产品性能不稳定、精细化程度低、品种少。PI高端产品基本全部被国外企业垄断,严重制约了我国相关产业的发展。国内不少厂商正试图打破海外巨头的垄断,长春高琦、深圳瑞华泰、桂林电科院、江苏奥神等国内企业在PI薄膜、纤维等领域都取得了较大进展。

  • 聚四氟乙烯(PTFE)

PTFE是一种以四氟乙烯作为单体聚合制得的高分子聚合物。2023年中国PTFE总产能为19万吨/年,产量达11.9万吨。

当前,中国PTFE产能结构性过剩,2023年产能利用率约为63%,产品仍以注塑级的中低端产品为主。目前,中国PTFE在高端产品,如在半导体领域使用的高纯PTFE树脂、氢能燃料电池和环保领域使用的PTFE薄膜级分散树脂等方面仍然需要进口,但随着国内技术进步,进口依赖度正逐渐降低。

·ACMI·

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