從產業鏈看中國碳纖維存在問題及突圍之道

碳纖維的市場前景被全球材料界普遍看好，每一步的發展都備受矚目。然而，我國碳纖維上市公司幾乎全部虧損，新材料之王的光環正在消退。是什麼原因導致了我國碳纖維企業現在的困境？我國碳纖維產業又面臨哪些挑戰，存在什麼問題？應該採取什麼樣的突圍方式？本文對此進行了研究，以期幫助我國碳纖維企業突出重圍。

碳纖維是含碳量在90%以上的無機高分子纖維，具有高強度、高模量、耐高溫、耐腐蝕、耐摩擦、導熱和導電等多種優異的性能。碳纖維是國民經濟和國防建設不可或缺的戰略性新材料，在航空航天、汽車工業、風力發電、油田鑽探、碳纖維複合芯電纜、建築補強、文體休閑和醫療器械等方面具有廣泛的應用。碳纖維產業鏈主要包括原絲、碳纖維、中間材料、複合材料和下游應用五個環節。

碳纖維的應用領域主要是航空航天、工業應用和體育休閑三大塊。從全球來看，碳纖維在一般工業應用需求佔比達61%，航空航天約為22%，體育休閑僅17%。碳纖維國際市場被日、美企業所壟斷，近幾年，土耳其、韓國和沙特和我國等新興國家碳纖維產業正在崛起。

二、我國碳纖維產業面臨挑戰和存在問題（一）挑戰

由於碳纖維複合材料應用領域的特殊性，國外對高性能碳纖維技術與高端工藝裝備實施壟斷封鎖，低端碳纖維產品向我國傾銷。日本等國外大型企業佔據全球95%以上碳纖維市場，並利用其技術和規模優勢壓低價格，導致國內企業被迫降價。我國穩定生產一個級別的碳纖維後，國外企業的價格就大幅下降一次。例如，2010年12k的T300產品價格為24萬元/噸，2012年則下降到12萬元/噸。受國外低價傾銷和惡意競銷的影響，加上我國碳纖維企業小而散的狀態，質量尚不太穩定，而且生產成本高於進口同類產品價格，全行業呈虧損狀態。

上游碳纖維價格大的波動，對下游複合材料企業成本影響很大，制約了我國碳纖維複合材料產業的健康發展。此外，隨著土耳其、韓國、俄羅斯、印度和沙特等國家碳纖維項目的陸續投產，並且隨著國內碳纖維產能的逐步釋放，碳纖維市場競爭將更加殘酷。

我國碳纖維行業存在自主創新能力不強、關鍵技術落後、複合材料產業薄弱和市場應用開發滯後等問題。碳纖維行業研發、生產與應用相互脫節，產業鏈不暢通是制約我國碳纖維行業健康發展的一大瓶頸。

1、上游碳纖維缺乏核心技術

近年來，我國碳纖維企業由10家迅速膨脹到30家，低水平重複建設現象普遍，產業集中度低，無法與國際碳纖維企業巨頭相抗衡。上游碳纖維企業片面強調規模擴張，而忽視技術研發，尚未形成關鍵技術協同攻關、工藝問題共同突破的合作機制。碳纖維技術被日本、美國等專利覆蓋，我國企業缺乏核心自主知識產權的技術支撐，尚未全面掌握完整的碳纖維核心關鍵技術。

原絲是生產碳纖維的關鍵，而我國原絲水平落後，絕大多數碳纖維企業採用的是二甲基亞碸原絲技術，質量尚未過關，其他原絲技術發展相對滯後，加劇了技術同質化的低效競爭。我國碳纖維性能不高、產品穩定性差、生產成本居高不下，高性能纖維一些關鍵問題還沒有完全突破。此外，碳纖維設備生產技術幾乎被國外壟斷，且嚴格限制對我國出口。而我國機械製造業落後，碳化爐等關鍵設備研發滯後。國產碳化爐發熱體所使用的碳化硅最高耐受溫度僅為1400℃，不能達到大尺寸碳化爐的工藝要求。因此，提高碳纖維企業的技術水平是當務之急。

2、中游複合材料產業薄弱

無論是在技術水平還是產量方面，與國際先進水平相比，我國碳纖維複合材料都存在一定差距。日本、德國、美國等少數發達國家掌握了每平方米70克至75克標準的碳纖維預浸料生產技術，而我國還不能生產每平方米低於80克的碳纖維預浸料，高端碳纖維預浸料主要依靠進口。我國碳纖維預浸料年需求量達7000萬平方米左右，其中4000萬平方米依靠進口。碳纖維複合材料的樹脂材料以及後端的加工和設備，則完全由美國公司壟斷。我國高性能複合材料整體上尚處於起步階段，層合固化工藝及裝備還相當落後，很多先進的設備還必須依賴進口，制約了我國碳纖維複合材料的發展。

3、下游市場需求疲軟

碳纖維複合材料應用對國產碳纖維的牽引效應不足，特別是工業領域用碳纖維需求不足，這嚴重製約了我國碳纖維產業的發展規模和質量。當前世界發達國家的碳纖維在航空航天、工業應用和體育休閑應用佔比分別為15%、65%和20%，我國碳纖維應用目前仍集中在相對低端的體育休閑產業，航空航天、工業應用和體育休閑用品分別佔比為5%、35%和60%。我國從事碳纖維複合材料製品研製和生產，以及設備製造的廠家有百餘家。其中大多是生產體育休閑用品，原因在於這些領域對碳纖維的性能要求不高，不需要長時間的材料認證和成品實驗，門檻較低。而從事航空航天等高端碳纖維複合材料研製和生產單位僅10餘家，從事纖維纏繞和拉擠成型工藝生產碳纖維複合材料的企業40餘家。

我國碳纖維產業發展正處於關鍵時期，面對國外行業巨頭的打壓，應積極探索適合自身發展的道路。通過實施市場保護制度，加強碳纖維生產企業間以及上下游企業間和科研單位之間的聯繫與合作，推進研發、生產、應用一體化，以碳纖維應用帶動上游發展，推動我國碳纖維產業持續健康發展。

作為戰略性新興產業，碳纖維產業不應該與成熟產業保持相同的開放程度。將其納入開放的國際環境中，國外優勢企業產品的大量湧入制約了我國碳纖維產業的發展。我國享受在一些發展水平較低的戰略性部門實施一定的貿易保護的特權，因此，要積極制定戰略性新興產業市場保護制度。在我國碳纖維產業發展水平不高，也不具備世界競爭力的情況下，面對國外行業巨頭的打壓，通過實施市場保護制度推動碳纖維等戰略性新興產業的發展。

國外碳纖維生產企業與航空航天、汽車工業等碳纖維應用企業建立了良好的合作關係，建立了完整的碳纖維產業鏈。例如，日本碳纖維企業與美國波音公司和法國空客公司合作，在波音B787和空客A380飛機上大量使用碳纖維複合材料。上游原絲直接影響碳纖維的質量和成本，下游應用需求將推動碳纖維的發展，因此，要從整個產業鏈的角度來發展碳纖維產業，提高自主創新能力和開發能力，形成大型企業集團，構築從原絲、碳纖維、中間材料至複合材料的全套產業鏈，以實現利潤最大化。

1、積極培育碳纖維生產

建立市場導向的技術創新機制，圍繞航空航天、汽車工業、醫療器械、體育休閑等重點領域。加大技術創新扶持力度，突破和掌握關鍵核心共性技術，促進技術成果產業化。一是建立以企業為主體，高等院校和科研院所共同參與的創新體系，不斷提高企業自主創新意識，並把建設創新型產業作為戰略目標；二是突破制約碳纖維產業發展的關鍵技術和設備瓶頸。提高碳纖維原絲生產技術，發展兩種或兩種以上的碳纖維原絲製備工藝，形成多元化技術體系，為生產高性能碳纖維提供保證。積極研發高低溫碳化爐等關鍵設備，降低生產成本，提高產業化水平；三是加強與國外交流，尋找與國外發達國家合作的突破口，促進我國碳纖維產業持續健康發展；四是加強人才引進和科技合作，以多種形式吸引國內外人才，為行業健康發展提供支撐。

2、壯大複合材料產業

立足於服務碳纖維，開發出適合我國碳纖維的預浸料，並以預浸料帶動碳纖維的銷售。積極開發碳纖維複合材料低成本製備技術，例如RTM/RFI工藝，自動鋪放技術，纖維纏繞、拉擠成形，電子束固化等複合材料低成本製造工藝技術。開展複合材料製造技術先進化，材料高性能化、多功能化和應用擴大化研究。針對碳纖維在國防軍工和航空航天等領域對高性能碳纖維複合材料的要求，重視熱壓罐、自動鋪帶機/鋪絲機等成形應用設備的技術研發。此外，積極培育具有競爭力的骨幹企業，鼓勵以大型複合材料生產企業為龍頭，開展跨地區、跨所有制的聯合重組，培育若干產業集聚區，提高行業競爭力。

3、開拓下游應用領域

碳纖維複合材料在大型飛機、風力發電葉片、汽車部件、石油開採抽油桿、電力輸送電纜等領域的應用將推動節能減排的實現，但是由於碳纖維及其複合材料的生產成本較高而限制了其使用範圍。因此，應通過積極降低成本來開拓和培育下游應用市場。

針對碳纖維及其複合材料在大飛機製造、航天工程、國防軍工等高端領域應用，積極發展高性能碳纖維及其複合材料；瞄準工業領域這個巨大的市場，著力發展通用級碳纖維產品，並通過降低成本和提升產品性能來增強自身的競爭力，推進其在工業領域的應用；體育用品是碳纖維長期需求的領域，面對普通體育用品等低價產品市場的競爭激烈，應不斷提高產品品質。在國民經濟重點領域形成巨大的碳纖維複合材料市場，建立起完整的碳纖維及其複合材料產業鏈。

來源：碳纖維生產技術

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