铜川碳纤维汽车轻量化材料项目可行性研究报告【模板参考】.docx
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1、泓域咨询/铜川碳纤维汽车轻量化材料项目可行性研究报告报告说明自2010年以来,全球碳纤维需求量保持稳健增长,从2010年的不足5万吨攀升至2020年的10.7万吨,主要得益于碳纤维的下游应用场景不断丰富,同时在很多领域对传统材料的替代程度日益提升。2020年,虽然部分下游行业受疫情冲击,但全球碳纤维的整体需求量较2019年仍有提升,增长势头未减。从碳纤维应用领域来看,2020年风电叶片对碳纤维的需求量占比最高,且较2019年有3pct的增长,是需求占比增长幅度最大的应用领域。民用航空方面受疫情严重影响,致使航空航天领域碳纤维用量明显下滑,其需求量占比从23%下降至15%,但由于航空航天级的碳纤
2、维材料价格高昂,其碳纤维产品需求金额仍然占据首位,高达38%。从碳纤维产品类型来看,2020年大丝束产品需求量占比增长最为显著,从41%提升到45%,原因是大丝束产品在风电市场驱动下需求增长强劲。根据谨慎财务估算,项目总投资37817.04万元,其中:建设投资31165.63万元,占项目总投资的82.41%;建设期利息427.42万元,占项目总投资的1.13%;流动资金6223.99万元,占项目总投资的16.46%。项目正常运营每年营业收入62800.00万元,综合总成本费用53570.30万元,净利润6717.49万元,财务内部收益率11.41%,财务净现值-3805.26万元,全部投资回收
3、期6.95年。本期项目具有较强的财务盈利能力,其财务净现值良好,投资回收期合理。由上可见,无论是从产品还是市场来看,本项目设备较先进,其产品技术含量较高、企业利润率高、市场销售良好、盈利能力强,具有良好的社会效益及一定的抗风险能力,因而项目是可行的。本期项目是基于公开的产业信息、市场分析、技术方案等信息,并依托行业分析模型而进行的模板化设计,其数据参数符合行业基本情况。本报告仅作为投资参考或作为学习参考模板用途。目录第一章 行业发展分析8一、 碳纤维产业应用场景广阔,需求持续扩容8二、 碳纤维:备受瞩目的轻量化材料9三、 汽车轻量化未来可期,碳纤维大有可为13第二章 项目投资背景分析16一、
4、碳纤维工艺流程复杂,资本开支较高16二、 碳纤维国际市场情况17三、 国内市场情况19四、 坚持以新发展阶段、新发展理念、新发展格局为战略指引21第三章 项目总论23一、 项目名称及项目单位23二、 项目建设地点23三、 可行性研究范围23四、 编制依据和技术原则23五、 建设背景、规模24六、 项目建设进度25七、 环境影响25八、 建设投资估算26九、 项目主要技术经济指标26主要经济指标一览表27十、 主要结论及建议28第四章 选址可行性分析29一、 项目选址原则29二、 建设区基本情况29三、 集群化发展先进制造业30四、 项目选址综合评价31第五章 建筑工程可行性分析32一、 项目工
5、程设计总体要求32二、 建设方案32三、 建筑工程建设指标34建筑工程投资一览表34第六章 发展规划分析36一、 公司发展规划36二、 保障措施42第七章 法人治理结构44一、 股东权利及义务44二、 董事47三、 高级管理人员52四、 监事54第八章 SWOT分析说明56一、 优势分析(S)56二、 劣势分析(W)58三、 机会分析(O)58四、 威胁分析(T)59第九章 人力资源配置分析67一、 人力资源配置67劳动定员一览表67二、 员工技能培训67第十章 节能方案说明70一、 项目节能概述70二、 能源消费种类和数量分析71能耗分析一览表72三、 项目节能措施72四、 节能综合评价73
6、第十一章 劳动安全生产75一、 编制依据75二、 防范措施78三、 预期效果评价82第十二章 进度计划方案83一、 项目进度安排83项目实施进度计划一览表83二、 项目实施保障措施84第十三章 项目环保分析85一、 环境保护综述85二、 建设期大气环境影响分析85三、 建设期水环境影响分析87四、 建设期固体废弃物环境影响分析87五、 建设期声环境影响分析88六、 环境影响综合评价88第十四章 投资方案分析89一、 投资估算的依据和说明89二、 建设投资估算90建设投资估算表92三、 建设期利息92建设期利息估算表92四、 流动资金94流动资金估算表94五、 总投资95总投资及构成一览表95六
7、、 资金筹措与投资计划96项目投资计划与资金筹措一览表97第十五章 经济效益分析98一、 经济评价财务测算98营业收入、税金及附加和增值税估算表98综合总成本费用估算表99固定资产折旧费估算表100无形资产和其他资产摊销估算表101利润及利润分配表103二、 项目盈利能力分析103项目投资现金流量表105三、 偿债能力分析106借款还本付息计划表107第十六章 项目招标及投标分析109一、 项目招标依据109二、 项目招标范围109三、 招标要求110四、 招标组织方式112五、 招标信息发布112第十七章 总结说明114第十八章 附表116主要经济指标一览表116建设投资估算表117建设期利
8、息估算表118固定资产投资估算表119流动资金估算表120总投资及构成一览表121项目投资计划与资金筹措一览表122营业收入、税金及附加和增值税估算表123综合总成本费用估算表123固定资产折旧费估算表124无形资产和其他资产摊销估算表125利润及利润分配表126项目投资现金流量表127借款还本付息计划表128建筑工程投资一览表129项目实施进度计划一览表130主要设备购置一览表131能耗分析一览表131第一章 行业发展分析一、 碳纤维产业应用场景广阔,需求持续扩容随着我国碳纤维生产技术的不断突破,碳纤维国产替代驶入快车道。根据赛奥碳纤维统计数据,2020年中国碳纤维总需求量为4.89万吨,占
9、全球总需求量的45.7%。2020年我国碳纤维需求量同比增长29%,需求增速远高于全球碳纤维需求3%的增速。我国碳纤维的对外依存度较高,2020年我国碳纤维进口量为3.04万吨,约占总需求的62.2%,同比增长17.5%,国产量为1.85万吨,同比增长53.8%。随着下游各应用领域的不断发展壮大,我国碳纤维需求有望进一步增长。根据赛奥碳纤维预测,到2025年,我国碳纤维需求总量将达到14.95万吨,五年CAGR高达25.1%。碳纤维复合材料凭借其优异性能,在航空航天、武器装备、风电叶片、轨道交通等领域具有无可替代的地位。当前,我国碳纤维的下游应用(销量口径)主要集中在风电叶片和体育休闲领域,其
10、中风电叶片领域发展势头强劲,2020年风电叶片领域的碳纤维需求量首次超过体育休闲领域的需求量。由于新冠疫情冲击,2020年航空航天领域的碳纤维需求增速有较大幅度下降。我国碳纤维在航空航天与汽车领域的应用规模远低于全球相应的规模,因而我国碳纤维在这些领域的应用同样具备较大的发展潜力。值得注意的是,在碳纤维的各下游应用中,航空航天用碳纤维复合材料技术壁垒高,工艺流程繁琐,需经过碳纤维-预浸料-分切-自动铺放-热压罐检验-机加工-装配等步骤,且需要至少十年的研发周期,因此具备最高的附加值。根据赛奥碳纤维数据,2020年我国航空航天领域的碳纤维需求量仅占需求总量的3.5%,但是收入规模占比最大,约占碳
11、纤维下游各应用的总收入规模的37.4%。二、 碳纤维:备受瞩目的轻量化材料(一)碳纤维属于新一代增强纤维,百年发展铸就高技术壁垒碳纤维(CarbonFiber)是由有机纤维在高温环境下裂解碳化形成碳主链结构,含碳量高于90%的无机高性能纤维,具体含碳量随种类不同而不同。碳纤维是一种力学性能优异的新材料,一方面其具有碳材料的固有本性特征,如耐高温、耐摩擦、导电、导热及耐腐蚀等,另一方面其又兼备纺织纤维的柔软可加工性,属于新一代增强纤维。回顾碳纤维技术百余年的发展历史,碳纤维材料的研发初期进展缓慢,成果寥寥,但中期取得重大技术突破后便迎来了快速发展期。碳纤维最早萌芽于1880年爱迪生等人发明的碳丝
12、,直至20世纪中期高性能碳纤维才正式在美国问世。20世纪70年代以后,碳纤维凭借其优异的性能在下游产业中迅速商业化,更多企业尝试将碳纤维应用于体育休闲、航空航天产业,获得了良好的市场反响。进入21世纪,碳纤维更是广泛应用于新能源装备、工业机器、建筑和汽车等多个领域,成为当今世界不可或缺的战略性新材料。(二)碳纤维性能优异,下游应用场景多元在力学性能方面,碳纤维较金属、塑料和玻璃纤维有更高的拉伸模量和拉伸强度,其拉伸模量一般是玻璃纤维的3倍、钛合金的2倍,拉伸强度至少是铝合金的9倍、钢材的6倍。同时,碳纤维的密度仅约为钢的25%,钛合金的40%。因此碳纤维属于性能优越的轻量化材料,将其应用在风电
13、、航空航天等领域中不仅可以提升产品的强度,还可以实现显著的减重。在极端环境的适应力方面,碳纤维同样有出色的性能表现。碳纤维耐超高温,非氧化气氛条件下可在2000时使用,在3000的高温下不会发生熔融软化。碳纤维也耐低温,在-180低温下钢铁会变得比玻璃脆,而碳纤维依旧具有弹性。此外,碳纤维耐浓盐酸、磷酸等介质侵蚀,耐腐蚀性超过黄金和铂金,同时也拥有较好的耐油性能。碳纤维还具有热膨胀系数小、导热系数大的特征,可以耐急冷急热,即使从3000的高温突然降到室温也不会炸裂。优异的力学性能加之出色的环境适应力,使碳纤维成为众多生产、生活领域不可替代的新材料。比如,以碳纤维增强材料的树脂基复合材料(CFR
14、P)既能应用于宇宙飞行器等尖端领域,也在风电叶片、体育休闲和建筑结构补强等方面发挥了重要作用。碳/碳复合材料(碳纤维及其制品制成的增强复合材料,C/C)以其低密度、耐烧蚀、高导热的优异性能在导弹、火箭、航天飞机等产品中得到了有效运用。伴随着社会经济的发展,碳纤维的应用场景有望持续拓宽,市场潜力有望进一步提升。(三)碳纤维分类标准多样,大小丝束碳纤维技术逐个突破碳纤维可以根据原丝类型、力学性能和单丝数量进行分类。依据原丝类型的不同,碳纤维可以分为聚丙烯腈(PAN)基碳纤维、沥青基碳纤维和粘胶基碳纤维。聚丙烯腈基碳纤维成品性能优异,工艺简单,是碳纤维市场的主力产品,在世界碳纤维总产量中的占比约为9
15、0%;沥青基碳纤维虽然原料来源丰富,但产品性能较差,目前应用规模较小;粘胶基碳纤维技术难度大,制备成本高,但具有耐高温的性能,主要用于耐烧蚀材料等领域。依据拉伸强度和拉伸模量两大力学性能指标,碳纤维可以分为通用型碳纤维(强度在1000MPa、模量在100GPa左右)和高性能型碳纤维。而高性能型碳纤维又分为高强型(拉伸强度大于2000MPa)和高模型(拉伸模量大于300GPa),其中拉伸强度大于4000MPa的称作超高强型,拉伸模量大于450GPa的为超高模型。碳纤维在应用时多是作为增强材料而利用其优良的力学性能,因而在实践中拉伸强度及模量是国际碳纤维分类的主要标准,多采用日本东丽(TORAY)
16、的分类法。按照每束碳纤维中的单丝根数,碳纤维可以分为小丝束和大丝束两大类别。一般按照碳纤维中单丝根数与1000的比值命名,例如,12K指单束碳纤维中含有12000根单丝的碳纤维。通常将24K及以下型号的碳纤维归为小丝束。小丝束碳纤维早期以1K、3K、6K等型号为主,而后逐渐发展出12K和24K的品种。小丝束碳纤维性能优异但价格较高,一般用于航天军工等高科技领域,同时产品附加值较高的体育用品中也有所使用。小丝束碳纤维常见的下游产品包括有飞机、导弹、火箭、卫星和钓鱼杆、高尔夫球杆、网球拍等。一般48K及以上型号的碳纤维属于大丝束,包括48K、50K、60K等型号。早期大丝束碳纤维产品性能与小丝束差
17、距较大,没有得到广泛运用,但临近21世纪大丝束碳纤维技术取得重大突破,拉伸强度可达到3600MPa,随后大丝束产业迎来了高速发展期,生产成本和售价也不断降低。2020年国际市场大丝束碳纤维的售价约为13.5-14.5美元/千克,而小丝束碳纤维的售价则约为20-22美元/千克。大丝束产品往往运用于基础工业领域,包括土木建筑、交通运输和新能源装备等。如果以“性能价格比(每美元的拉伸强度和拉伸模量)”这一指标来衡量,大丝束产品通常更具优势。以ZOLTEK的大丝束碳纤维产品PANEX3348K为例,它每美元的拉伸强度和拉伸模量分别达到205MPa和13GPa;而小丝束碳纤维T300-12K每美元的拉伸
18、强度和拉伸模量仅为107MPa和7GPa。近年来大丝束产品的性能不断提升,性能价格比的优势愈发凸显,应用领域持续拓宽。在国际碳纤维产业发展初期,由于小丝束碳纤维的性能普遍优于大丝束碳纤维,率先开拓了碳纤维的下游应用场景,因此制备小丝束的生产技术更早成熟,我国碳纤维产业也遵循类似的发展路径。目前我国企业已掌握多种小丝束碳纤维的生产工艺,但在大丝束产品方面起步较晚,产业实力与美国、日本的国际碳纤维巨头仍有一定差距。在攻克大丝束技术难关时,国内企业往往面临缺乏标准、CV值(条干不匀变异系数)不稳定、毛丝占比高和碳化环节毛丝凸显四大挑战。直到2017年后,吉林碳谷等少数企业才实现了大丝束碳纤维的技术突
19、破。三、 汽车轻量化未来可期,碳纤维大有可为汽车轻量化是一项系统工程,具体实施途径包括轻量化材料应用、结构设计优化、先进制造工艺和集成化设计,其中结构设计优化和制造工艺等带来的减重效果相对较小,且优化空间越来越小。而轻量化材料应用效果则更为直接,新材料应用及多材料优化组合在轻量化效果上潜力巨大。碳纤维复合材料具备其他材料不可比拟的比强度、比模量、耐腐蚀性等优异性能,且具有良好的轻量化效果,能够适应多种汽车零部件的使用工况。碳纤维复合材料相比铝合金可以减重50%,当制成与高强度钢同等强度和刚度的构件时,使用碳纤维复合材料构件重量可减轻70%。短期内“高强度钢+铝合金”仍然是主流的汽车轻量化材料,
20、未来随着碳纤维材料制造工艺和成本的不断突破,其在汽车领域的应用潜力巨大。近年来,碳纤维复合材料被广泛应用于汽车的车身、刹车片、传动轴、发动机、燃料箱、尾部沸腾器和新能源汽车动力电池箱体等,使汽车部件轻量化的同时更加节能环保。在全球各大汽车厂商中,宝马率先实现碳纤维在量产车上的突破性应用,开创了车用碳纤维新时代。每辆宝马i3约使用200-300kg碳纤维复合材料,减少了约250-350kg重量,整车重量仅1224kg。同时,由于车身较轻,大幅度提升了车辆性能和续航里程,节省了约1299美元电池成本。随后各大车企相继推出多款碳纤维材料汽车,在车身底盘方面,通用超轻概念车采用碳纤维车身和底盘实现减重
21、68%,斯巴鲁采用CFRP车顶,相比高强度钢车顶减重80%。在制动盘方面,PorscheAG等车采用碳纤维制动盘,能够在50m内将车速从300km/h降到50km/h。在传动轴方面,丰田86采用的碳纤维传动轴仅重5.53kg,实现减重50%。日本成功研发出用碳纤维代替铝合金制造压气机叶轮的工艺,有效缩短了响应滞后时间,实现减重48%。我国在车用碳纤维领域也成功实现了技术突破,已有众多车企在新产品中加入碳纤维复合材料。在“碳达峰碳中和”的背景下,节能减排已成为汽车工业的重要发展方向,其中汽车车体轻量化是解决问题的关键之一。欧洲铝协研究数据表明,若汽车整车质量降低10%,燃油效率可提高6%-8%。
22、从绝对量来说,汽车重量每降低100kg,每百公里可节约0.6L燃油,二氧化碳排放可减少约10g/Km。与此同时,在新能源汽车领域,在电池技术无法在短期得到重大突破的情况下,电池轻量化能够提升汽车的动力性能和续航里程,从而降低电池数量和成本。2020年10月,中国汽车工程师学会发布的节能与新能源汽车技术路线图(2.0版)明确了到2035年燃油乘用车整车轻量化系数降低25%、纯电动乘用车整车轻量化系数降低35%的目标,有望大幅提振汽车用碳纤维需求。第二章 项目投资背景分析一、 碳纤维工艺流程复杂,资本开支较高碳纤维生产流程较长,同时各个制备环节的时间、精度和温度会对成品质量产生较大影响,因而在完整
23、的工艺流程中存在很多控制点,对企业的生产设备、技术要求很高。生产企业需要在生产中不断探索每个控制点的精确参数,最终将各个控制点都调试到最佳状态,才能制造出高性能的碳纤维产品。碳纤维生产技术整体上存在三大壁垒,分别为配方、工艺及工程壁垒,突破难度依次提升,从壁垒突破周期来看三大壁垒分别为1-2年、3-5年、5年以上。以碳纤维原丝的预氧化、碳化环节为例,生产过程中的温度需要得到精确的控制,以保障碳纤维产品的拉伸强度。预氧化环节的温度在200300之间,通过在氧化性气氛中施加一定压力,对PAN原丝进行缓慢温和的氧化,在PAN直链的基础上形成大量环状结构,从而达到可以耐受更高温度的目的。碳化过程则需在
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