生活中，我们经常见到一些非常坚固的“塑料”，这些“塑料”硬度较大、持久耐用，又比较轻盈。不过，这些材料大多不是塑料，而是玻纤复合材料。玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，但一般需要和其他材料如合成树脂复合并充当“骨架”，是保证材料机械性能的关键。
玻璃纤维产业作为新材料产业是国务院确定的七大战略性新兴产业，被定性为国民经济的先导产业。从品类来看，全球范围内玻璃纤维已发展到3000多个玻纤品种、50000多个规格，每种规格都对应一种用途，并且品种和规格仍以每年平均1000-1500种(个)的速度在增长。从成分情况来看，据不完全统计，在无碱、中碱和髙碱玻纤产量结构中，无碱玻璃纤维占据行业全行业95%以上产量规模。
我国玻纤行业近20年的复合年均增长率（CAGR）达17.3%，且行业集中度较高，中国玻璃纤维行业的头部企业毛利率在25-35%之间，明显高于国外巨头10%的毛利率。我国玻璃纤维行业属于外向型结构，进口和出口一直呈双向增长态势，尤其是随着玻纤产业的蓬勃发展，进出口更是保持高速增长，玻璃纤维出口量已经达到玻纤总产量的59.1%。2021年全国玻纤及制品出口量为 168.3 万 吨，同比增长 26.5%;进口量为 18.2 万吨。目前我国玻纤应用的前三大领域分别为建筑、电子电器、交通运输，占比分别为34%、21%、16%。
根据《玻璃纤维行业“十四五”发展规划》，“十四五”期间的产能调控目标是：严格控制玻璃纤维纱总产能过快增长，将行业年度玻璃纤维纱实际总产量同比增速控制在不高于当年GDP增速3个百分点；结构调整目标是：不断完善高强、高模、超细（单丝直径≤6微米）、低介电、高硅氧、耐碱、耐腐蚀、可降解、异形截面、本体彩色、玄武岩等各类高性能及特种玻璃纤维的生产工艺与装备，扩大玻璃纤维及其制品品种系列，拓展玻璃纤维应用领域，到“十四五”末，各类高性能及特种玻璃纤维纱产量占比要从目前不足30%提升至50%及以上。
近年来，国家统计局将玻璃纤维及玻纤制品列入《战略性新兴产业分类》目录。在政策扶持下，我国玻璃纤维行业将得到快速发展。长远来看，中东、亚太基础设施的加强和改造，对玻纤需求增加了很大的数量，随着全球在玻纤改性塑料、运动器材、航空航天等方面对玻纤的需求不断增长，玻纤行业前景乐观。
01
性能优异的无机非金属材料
法国物理学家雷内·费尔绍发明了玻璃纤维，当时他生产用细玻璃丝装饰的纺织品。玻璃纤维在20世纪30年代首次用于家庭火炉过滤器和绝缘材料。
后来，玻璃纤维在18世纪末开始大规模生产。直到1935年，它还是一种被忽视的复合材料，直到玻璃纤维被制成纱、玻璃纤维织物和玻璃棉后，它才开始流行。
玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好、机械强度高，但缺点是性脆，耐磨性较差。玻璃纤维通常用作复合材料中的增强材料、电绝缘材料和绝热保温材料、电路基板等国民经济各个领域。
玻璃纤维是以叶腊石、石英砂、石灰石、白云石、硼钙石、硼镁石六种矿石为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造成的，其单丝的直径为几个微米到二十几个微米，相当于一根头发丝的1/20-1/5，每束纤维原丝都由数百根甚至上千根单丝组成。玻璃纤维按形态和长度，可分为连续纤维、定长纤维和玻璃棉；按玻璃成分，可分为无碱、耐化学、高碱、中碱、高强度、高弹性模量和耐碱(抗碱)玻璃纤维等。
玻璃纤维的7种常见类型：
你可以把玻璃纤维分成不同的种类，这取决于使用的原材料和它们的比例。
以下是7种不同类型的玻璃纤维及其在日常产品中的应用:
1. 碱玻璃(A-玻璃)
碱玻璃或钠石灰玻璃。它是使用最广泛的玻璃纤维类型。碱玻璃约占所有制造玻璃的90%。它是最常见的类型，用于制造玻璃容器，如食品和饮料的罐子和瓶子，以及窗玻璃。
由钢化钠钙玻璃制成的烘烤器皿也是A玻璃的一个完美例子。它价格合理，高度可行，而且相当难。A-型玻璃纤维可多次重新熔化、再软化，是玻璃回收的理想玻璃纤维类型。
2. 耐碱玻璃 AE-玻璃或AR-玻璃
AE或AR玻璃代表耐碱玻璃，这种玻璃是专门用于混凝土的。它是由氧化锆组成的复合材料。
氧化锆是一种坚硬的耐热矿物，它的加入使这种玻璃纤维适合用于混凝土。AR-玻璃通过提供强度和灵活性来防止混凝土开裂。此外，不像钢铁，它不容易生锈。
3.化学玻璃
cC-玻璃或化学玻璃被用作管道和储存水和化学品的容器的层压板外层的表面组织。由于在玻璃配方过程中使用了高浓度的硼硅酸钙，它在腐蚀性环境中显示出最大的化学抗性。
C-玻璃在任何环境下都能保持化学和结构平衡，对碱性化学品具有相当高的抵抗力。
4. 电介质玻璃
电介质玻璃(D-玻璃)纤维常用于电器、炊具等。由于具有较低的介电常数，它也是光纤玻璃纤维的理想类型。这是由于其成分中含有三氧化二硼。
5.电子玻璃
电子玻璃或E-玻璃纤维布是一种行业标准，提供了性能和成本之间的平衡。它是一种轻型复合材料，在航空航天、海洋和工业环境中有应用。E-玻璃作为增强纤维的性能使其成为种植机、冲浪板和船只等商业产品的宠儿。
玻璃棉纤维中的E -玻璃可以用一种非常简单的制造技术制成任何形状或大小。在预生产中，E-玻璃纤维的特性使其清洁和安全的工作。
6. 结构玻璃
结构玻璃(S 玻璃)以其机械性能而闻名。商标名称R-玻璃, S-玻璃和T-玻璃都指的是同一类型的玻璃纤维。与E -玻璃纤维相比，具有更高的抗拉强度和模量。这种玻璃纤维被设计用于国防和航空航天工业。
它也被用于刚性弹道装甲应用。因为这种类型的玻璃纤维是高性能的，只用于特定的行业，产量有限。这也意味着S-玻璃可能很贵。
7. Advantex玻璃纤维
这种类型的玻璃纤维广泛应用于石油、天然气和采矿行业，以及发电厂和海洋应用(污水处理系统和废水处理系统)。它结合了E-玻璃的机械和电气性能，以及E、C、R型玻璃纤维的耐酸性腐蚀性能。它用于结构更容易腐蚀的环境中。
02
不起眼，但非常关键
玻纤和玻璃都带一个“玻”字，那他们有关系吗？
事实上，玻纤和玻璃原材料差别不大，主要材质非常相似，但生产流程有很大的差别。玻纤可被视为是将玻璃拉制成极细的玻璃丝，类似于豆腐和千张丝。从产业链角度上讲，玻纤和玻璃是完全不同的产品，日用玻璃约1500元/吨，而玻纤一般可达到6000元/吨。
玻纤用途广泛，在生产生活中发挥重要作用，主要应用领域集中在建筑建材、电子电气、交通运输、管罐、工业应用以及新能源环保等领域。2021年我国玻璃纤维产量为624万吨，较上年同比增长15.3%，占全球玻璃纤维产量的比重为65.68%。不过，玻纤在实际生活中存在感较低，这是由于其部分应用领域离我们生活较远，如航空航天化工储罐等等；另外一个原因是玻纤材料在生活中大多数看起来都像塑料，容易被忽略。
玻纤兼具周期性和成长性。
玻纤的主要下游建筑、交通、化工等行业都是典型的周期行业，但由于玻纤的渗透率不断提升，整体来看，玻纤的成长性高于其周期性。建筑建材是玻纤的主要应用场景，下图展示了中国玻纤产量和全国房屋竣工面积之间的关系。虽然竣工面积有所波动，但近十年来玻纤产量保持了约8%的复合增速。哪怕2022年房地产竣工数据不佳，玻纤依然实现了约10%的增长。
随着“碳达峰、碳中和”上升为国家战略目标，伴随着建筑环保节能的发展、汽车轻量化趋势、电子电器行业的增长以及新能源占比的提升，叠加海外需求支撑，玻纤行业获得了持续快速的增长，之前不用玻纤的场景，也越来越多地应用了玻纤。
03
稳定的寡头竞争格局
玻纤行业竞争格局稳定，中国玻纤行业在世界上具有举足轻重的话语权，可以用“两个60%+”来描述，即中国产量占全球的60%+，国内CS3占到了60%+。
玻纤是典型的重资产行业。
以粗纱为例，每万吨玻璃纤维所需固定资产投入约为 1-1.5亿元。高额投资成本使得普通新进入者难以承受。另外玻纤虽属传统行业，但也有一定的技术壁垒，行业龙头相较其他公司有着极高的成本优势。高高在上的资金和技术门槛有效的避免了新进入者的“搅局”。另外，玻纤生产线开窑后，需要连续生产8-10年，中途难以降低负荷去调节生产量，冷修成本巨大，这也会让新进入者三思。
稳定的竞争格局带来了持续的优异业绩。下图展示了行业龙头中国巨石（600176）的财务数据。中国巨石每年拥有上百亿的收入，40%左右的毛利率，大几十亿的利润，并且基本上都是真金白银。
2023 年预计新增玻纤产线 6 条，产能 78 万吨，2023 年产能保持适度增长。2021年来由于下游高景气叠加旺盛的出口需求，玻纤产能也有了较快的增长。据卓创资讯数据，2021年国内主要玻纤企业新增产能为82万吨，有效产能增量约38.8万吨；2022年国内主要玻纤企业新增产能为82.5万吨，有效产能增量约62.7万吨。整体而言，近几年新增有效产能和需求的增长趋势大致一致。另外在寡头格局下，生产规模又不是越大越好，大家都不需要内卷，又不需要担心新进入者添乱，产能只是一个数字，寡头们可以通过调整产能冷修，实现各取所得、按需分配。
另外玻纤产品众多，下游应用领域并不完全重叠，目前行业内各龙头裂土而治，各有优势。中国巨石规模效应明显，生产无碱粗纱为主；泰山玻纤风电纱竞争能力强，重庆国际电子纱有一定竞争优势。
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碳纤维，对玻纤替代极其有限
风电是玻纤的重要应用，风电的快速增长给玻纤带来了更广阔的市场空间。根据国家能源局数据，风电装机容量约3.7亿千瓦，同比增长11.2%。在风电行业，玻纤主要被应用于制造风电叶片与机舱罩。不过，玻纤的卧榻之侧开始有他人酣睡，遭遇了碳纤维的直接竞争。
风电虽然属于“新”能源，但其实已经有了上百年的发展。叶片的性能对风电设备极为重要，材料也从开始的木材、变成了后来的铝合金，再到现在的玻璃纤维复合材料和碳纤维复合材料。强度、耐用性和重量是风电叶片的关键指标。虽然玻璃纤维复合材料的密度和碳纤维复合材料相差不多，但玻璃纤维复合材料的抗拉强度和抗拉模量却远不及碳纤维复合材料，传统的玻璃纤维叶片在长度超过一定阈值之后， 质量过大导致性能降低，出现共振扭转等问题。碳纤维在大型风机上具有明显优势。
不过，碳纤维也有一个缺点——贵，其成本差不多要比玻纤贵十倍。但偏偏新能源行业讲究的就是降本增效，从目前来看，玻纤依然是最有性价比的材料。根据赛奥碳纤维数据，2021年碳纤维在风电叶片方面应用的渗透率仅为4.7％。我国相关企业在风电碳梁领域，目前技术成熟度依然不够。另外，我国对风电项目的招标成本相对较低，难以支撑使用碳纤维叶片。
近几年，大丝束碳纤维的产能和降本实现了很大的发展，在叶片的渗透率也有所提升。另外，风电巨头Vestas以碳纤维条带为主要材料的风力涡轮叶片的相关专利，专利保护已于2022年7月19日到期，这些都是碳纤维的优势。不过，玻纤行业也在不断发展，中国巨石超高模量玻纤在部分性能上与碳纤维差距已明显缩小。
玻纤和碳纤维在风电上的竞争尚未见分晓，立足当下，玻纤依然难以撼动。
来源：第一缕光001， 星空财富，中国玻璃纤维
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