助力汽車輕量化的熱塑紗（二）

二、汽車輕量化大時代來臨，或成為拉動玻纖需求的最快馬車
政策推進“以塑代鋼”，汽車及交通領(lǐng)域受影響顯著。我國自“十一五”以來，就明確將“以塑代鋼”作為節(jié)約能源和資源的重要舉措，并將“復(fù)合材料、高分子材料、工程塑料及其低成本化、新型塑料合金生產(chǎn)”作為調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、發(fā)展高新技術(shù)的重點。我國改性塑料產(chǎn)量從2010年的705萬噸增長至2021年的2650萬噸，CAGR達(dá)12.8%，改性化率從16.2%逐步提升至24.0%。據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院統(tǒng)計，2020年汽車領(lǐng)域改性塑料需求大約占比19%，僅次干家電領(lǐng)域?？紤]到汽車改性塑料對于強度有更高要求，因此對玻纖增強材料的需求拉動更為明顯。
微觀數(shù)據(jù)層面，汽車改性塑料銷量占比呈提升趨勢。以國內(nèi)最大的改性塑料龍頭企業(yè)金發(fā)科技為例，2021年車用材料銷量同比增長26.82%至61.75 萬噸，在改性塑料銷量中占比提升3.9pct至35.4%，這主要受益于國內(nèi)新能源汽車銷量的翻倍式增長。
橫向比較：我國塑鋼比處于較低階段，人均玻纖消費量尚有較大提升空間。相較于國外市場改性塑料行業(yè)的成熟發(fā)展，我國塑鋼比水平較低。2012 年，美國塑料和鋼鐵應(yīng)用（體積）比例為7030，德國為6337，世界平均水平也達(dá)到5050，同期國內(nèi)塑鋼比僅3070。從細(xì)分的玻纖增強塑料市場來看，雖然我國是世界玻纖產(chǎn)量第一大國，但2018年玻纖人均消費量僅為2.4千克/人，不到美國人均消費量的45%，未來國內(nèi)玻纖增強材料滲透率存在長期提升空間。
縱向比較：當(dāng)前我國塑鋼比還有持續(xù)提升的動力。通過跟蹤鋼材、塑料產(chǎn)量，并假設(shè)鋼鐵密度7.85g/cm3、塑料密度0.9g/cm3，折算出2021年塑鋼比約為42：58。塑鋼比較10年前提升明顯，目前仍低于世界平均水平，未來仍有提升動力。
2021年國內(nèi)玻纖增強復(fù)合材料制品產(chǎn)量維持較高增長，結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)從風(fēng)電到汽車輕量化的交棒。2021年全國玻璃纖維增強復(fù)合材料制品總產(chǎn)量為584萬噸，同比增長14.51%，延續(xù)了2020年的亮眼增速。2020年主要受益于風(fēng)電市場的強勁增長，而2021年則受益于新能源汽車產(chǎn)量的增長，以及電子電氣領(lǐng)域玻纖增強材料的支撐。隨著下游需求完成“交棒”，2022年及以后汽車領(lǐng)域有望成為拉動玻纖需求最快的馬車。
（1）汽車：輕量化趨勢持續(xù)創(chuàng)造需求，新能源車大爆發(fā)貢獻新動能
傳統(tǒng)汽車：輕量化持續(xù)滲透
汽車減重為長期趨勢，輕量化勢在必行。汽車工業(yè)發(fā)展的過程中，輕量化一直為多方關(guān)注的重要領(lǐng)域，就其原因在于以下幾點：①汽車輕量化是節(jié)油和降低排放的重要方法和途徑。實驗表明：油耗與車體質(zhì)量成線性關(guān)系，每百公里油耗y（單位L）和汽車自身質(zhì)量x（單位kg）的關(guān)系為：y=0.003x+3.3434，即對一般汽車而言，質(zhì)量減少10%，可節(jié)油6%~8%，可以相應(yīng)減少二氧化碳排放；②從駕駛方面來講，汽車自重減輕后，加速性提高，穩(wěn)定性、噪音、振動方面也均有改善；③從安全性考慮，汽車質(zhì)量減輕后，碰撞時慣性小，制動距離減小，車輛對人的沖擊小得多，所以更加安全。因此，在雙碳政策背景下，疊加環(huán)保、交通安全要求趨嚴(yán)，汽車輕量化是長期趨勢。
中國制造2025規(guī)劃明確輕量化路線，材料為輕量化筑牢根基。汽車輕量化的途徑一般主要表現(xiàn)在三個方面：①結(jié)構(gòu)輕量化：最容易實施也是成本最
低的一種設(shè)計手段；②輕量化材料：最基礎(chǔ)也是最有效的手段；③先進工藝：先進輕量化材料應(yīng)用的保障。中國制造2025規(guī)劃了重點領(lǐng)域技術(shù)路線圖，從上述3種途徑對汽車輕量化做了重要規(guī)劃和思路建設(shè)，其中輕量化材料方面多次強調(diào)使用纖維復(fù)合材料作為發(fā)展方向。隨著該技術(shù)路線圖的不斷推
進，纖維增強材料已經(jīng)承擔(dān)起輕量化的重任，成為輕量化材料中的“主力軍”。
玻纖增強材料質(zhì)輕價廉，為當(dāng)前汽車輕量化材料首選。玻纖增強的復(fù)合材料已成為汽車工業(yè)的主要原材料之一，其優(yōu)勢在于擁有優(yōu)良的材料特性、良好的經(jīng)濟性、大量供應(yīng)的可能性、較好的可回收性。玻璃纖維增強型熱塑性復(fù)合材料具有低密度、設(shè)計自由度高、耐腐蝕、抗沖擊以及吸收震動等優(yōu)點，可以替代鋼、鋁用于結(jié)構(gòu)件，輕量化效果顯著?，F(xiàn)在最常用的長玻纖增強型材料已經(jīng)可以完全取代金屬材料用于前端模塊上，達(dá)到輕量化目的，減重達(dá)30%~50%。目前，大眾和馬自達(dá)等合資企業(yè)已有較普遍的應(yīng)用，改用長玻纖增強型材料后，無論是重量還是成本都有明顯下降，可謂“質(zhì)輕價廉”。玻纖增強材料應(yīng)用場景廣泛，由內(nèi)而外對全車實現(xiàn)覆蓋。隨著玻纖增強材料工藝技術(shù)的不斷發(fā)展，玻纖增強材料在汽車輕量化中的應(yīng)用場景也越來越廣泛?；仡櫜＠w增強材料的發(fā)展過程我們可以看出，前期玻纖熱固性增強材料，例如片狀模塑料（SMC），樹脂轉(zhuǎn)移模塑（RTM）技術(shù)，一般用于車門、引擎蓋、翼子板等A級表面制件，而現(xiàn)階段廣泛應(yīng)用的玻纖熱塑性增強材料進一步擴大了應(yīng)用范圍包括儀表盤支架、前端支架、保險杠、車底護板以及發(fā)動機周邊部件，實現(xiàn)了對全車大部分零件和次結(jié)構(gòu)件的覆蓋。
玻纖增強材料能較完美的配飾各個部件，輕量化效果顯著。玻纖增強材料不僅在汽車輕量化中的應(yīng)用場景實現(xiàn)了多元化，更是在多種類的同時保證了每一個組件都能發(fā)揮玻纖增強材料的優(yōu)勢。在福特和捷豹的車門板中應(yīng)用了Cslstran+PP-GF20-05
熱塑性長纖維增強材料，在高度集成的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了高強度、高顏值以及高沖擊吸能效果；在福特的前端板塊中使用了長玻纖（LFT）增強聚丙烯（PP）實現(xiàn)了單車減重1.4kg，降低成本3美元，并滿足了傳統(tǒng)車輛上部件變形<1mm的結(jié)構(gòu)要求。 國內(nèi)車用玻纖增強材料滲透空間巨大。20世紀(jì)90年代，發(fā)達(dá)國家汽車平均用塑料量100~130kg 輛，占整車重量的10%左右；日本每輛汽車平均使用塑料量100kg，占車重的12%。歐洲汽車塑料占車重量的10%左右。1996年，北美轎車的塑料平均用量為116.5kg/輛，2003年增加到142kg。截至2013 年，以德國為首的歐洲國家單車用塑料復(fù)合材料（以玻纖增強塑料為主）已經(jīng)達(dá)300~365kg，占車重22.5%；美國的單車用量也達(dá)到200~249kg，約占車重16.5%；而我國單車用量僅為90~110kg，僅占車重8%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家的平均水平。在汽車輕量化的大趨勢下，國內(nèi)玻纖增強材料市場前景廣闊。 新能源車：需求大爆發(fā)貢獻新動能 燃油車退出是大勢所趨，新能源汽車輕量化成為行業(yè)痛點。隨著石油資源的逐漸變少以及人類生態(tài)環(huán)境保護的需要，近年來許多汽車工業(yè)發(fā)達(dá)國家已開始布局汽車產(chǎn)業(yè)升級戰(zhàn)略，荷蘭、挪威、德國、印度、法國、英國等先后通過不同的組織和方式提出了停售燃油汽車時間表，沃爾沃、寶馬、大眾、豐田等名車企也先后透露出停止生產(chǎn)燃油車的動向和計劃時間表，燃油車退出市場，新能源汽車“新王上位”已成定局。然而據(jù)國家新能源汽車技術(shù)創(chuàng)新中心總經(jīng)理原誠寅表示，新能源汽車由于電動化、智能化等配置需求，增加了三電系統(tǒng)及大量智能化設(shè)備，相比較傳統(tǒng)汽車增重較多。研究表明，新能源汽車質(zhì)量降低10%，對應(yīng)續(xù)航里程可增加5%~10%，節(jié)約15%~20%的電池成本以及20%的日常損耗成本。因此，新能源汽車整車減重的需求比傳統(tǒng)汽車更加迫切。 當(dāng)前主流新能源車普遍偏重，日系燃油車整體最輕。以各大廠商部分中型車為例，特斯拉ModelY 的質(zhì)量達(dá)2010kg，基本處在其所有車型的中位數(shù)水平，最輕的Model3也重達(dá)1761kg。國內(nèi)新能源車以比亞迪為例，各車型重量中位數(shù)大致在1940kg。德系奔馳、奧迪中型燃油車質(zhì)量約1600~1700kg；而寶馬則更接近日系車，質(zhì)量在1400kg的量級。 除了傳統(tǒng)部件輕量化，新增部件也將帶來玻纖增強材料需求。除了對傳統(tǒng)部件輕量化的需求迫切，新能源汽車新增的零部件以及配套裝置也面臨減重需求。玻纖增強尼龍因為質(zhì)量輕、強度高、耐磨耐腐蝕、絕緣性能好而在新能源車中廣泛使用，具代表性的應(yīng)用有交流電機外殼、電池箱、充電系統(tǒng)（例如充電槍模塊）、電子控制器零部件、旋轉(zhuǎn)變壓器等。因此，玻纖增強材料不僅在傳統(tǒng)車型、傳統(tǒng)部件中快速滲透，也將在新能源車、新模塊中也將占據(jù)份額。 2021年我國汽車市場實現(xiàn)恢復(fù)性正增長，新能源車銷量占比13.4%。我國汽車銷量經(jīng)歷了2018-2020年連續(xù)3年下滑，在2021年實現(xiàn)恢復(fù)性正增長。2021年汽車總銷量達(dá)2627.5萬輛，同比增長3.81%；其中新能源汽車銷量同比增長157.48%至352.05萬輛，在汽車總銷量中占比提升8pct至13.4%。 2022年1-6月新能源汽車銷量繼續(xù)實現(xiàn)翻倍增長，同比增長115.61%至259.95萬輛。1-6月，汽車總銷量同比下滑6.47%至1205.7萬輛，剔除新能源 車后降幅約19.07%，主要系疫情擾動下增速受到壓制。而隨著新能源汽車銷量的爆發(fā)式增長，將帶動全年汽車總銷量增速回升。 需求測算：2025年國內(nèi)汽車用玻纖增量需求超80萬噸，CAGR達(dá)16% 參考《中國制造2025》重點領(lǐng)域技術(shù)路線圖（2015版），要求2015-2025年汽車?yán)塾嫓p重30%，平均每年減重3%，參考大約2.0/1.6噸的初始重量，大約每年減重60/50kg。到2025年，預(yù)計新能源汽車/燃油車改性塑料使用比例分別提升至24%/20%。參考中信建投電新團隊對新能源汽車銷量的判斷，以及我們對于燃油車逐年減量的保守估計，預(yù)計2025年汽車改性塑料需求量提升391萬噸，幾乎全部由新能源汽車貢獻；單車平均用量提升約136kg，其中新能源車平均提升181kg，燃油車平均提升71kg。預(yù)計2025年國內(nèi)汽車用玻纖增量需求超80萬噸，2021-2025年CAGR達(dá)16%。熱塑短切屬于玻纖粗紗中的高端制品，若按照8000元/噸的均價，2025年汽車用玻纖市場約145億元；近3年金發(fā)科技改性塑料均價約1.37萬元/噸，由此估算2025年汽車改性塑料市場規(guī)模約1180億元。 （獨角獸智庫）