我國(guó)碳纖維行業(yè)存在自主創(chuàng)新能力不強(qiáng)、關(guān)鍵技術(shù)落后、復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)薄弱和市場(chǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)滯后等問(wèn)題。碳纖維行業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)與應(yīng)用相互脫節(jié)，產(chǎn)業(yè)鏈不暢通是制約我國(guó)碳纖維行業(yè)健康發(fā)展的一大瓶頸。

 1、上游碳纖維缺乏核心技術(shù)

 近年來(lái)，我國(guó)碳纖維企業(yè)由10家迅速膨脹到30家，低水平重復(fù)建設(shè)現(xiàn)象普遍，產(chǎn)業(yè)集中度低，無(wú)法與國(guó)際碳纖維企業(yè)巨頭相抗衡。上游碳纖維企業(yè)片面強(qiáng)調(diào)規(guī)模擴(kuò)張，而忽視技術(shù)研發(fā)，尚未形成關(guān)鍵技術(shù)協(xié)同攻關(guān)、工藝問(wèn)題共同突破的合作機(jī)制。碳纖維技術(shù)被日本、美國(guó)等專利覆蓋，我國(guó)企業(yè)缺乏核心自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)支撐，尚未全面掌握完整的碳纖維核心關(guān)鍵技術(shù)。

 原絲是生產(chǎn)碳纖維的關(guān)鍵，而我國(guó)原絲水平落后，絕大多數(shù)碳纖維企業(yè)采用的是二甲基亞砜原絲技術(shù)，質(zhì)量尚未過(guò)關(guān)，其他原絲技術(shù)發(fā)展相對(duì)滯后，加劇了技術(shù)同質(zhì)化的低效競(jìng)爭(zhēng)。我國(guó)碳纖維性能不高、產(chǎn)品穩(wěn)定性差、生產(chǎn)成本居高不下，高性能纖維一些關(guān)鍵問(wèn)題還沒(méi)有完全突破。此外，碳纖維設(shè)備生產(chǎn)技術(shù)幾乎被國(guó)外壟斷，且嚴(yán)格限制對(duì)我國(guó)出口。而我國(guó)機(jī)械制造業(yè)落后，碳化爐等關(guān)鍵設(shè)備研發(fā)滯后。國(guó)產(chǎn)碳化爐發(fā)熱體所使用的碳化硅最高耐受溫度僅為1400℃，不能達(dá)到大尺寸碳化爐的工藝要求。因此，提高碳纖維企業(yè)的技術(shù)水平是當(dāng)務(wù)之急。

 2、中游復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)薄弱

 無(wú)論是在技術(shù)水平還是產(chǎn)量方面，與國(guó)際先進(jìn)水平相比，我國(guó)碳纖維復(fù)合材料都存在一定差距。日本、德國(guó)、美國(guó)等少數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家掌握了每平方米70克至75克標(biāo)準(zhǔn)的碳纖維預(yù)浸料生產(chǎn)技術(shù)，而我國(guó)還不能生產(chǎn)每平方米低于80克的碳纖維預(yù)浸料，高端碳纖維預(yù)浸料主要依靠進(jìn)口。我國(guó)碳纖維預(yù)浸料年需求量達(dá)7000萬(wàn)平方米左右，其中4000萬(wàn)平方米依靠進(jìn)口。碳纖維復(fù)合材料的樹(shù)脂材料以及后端的加工和設(shè)備，則完全由美國(guó)公司壟斷。我國(guó)高性能復(fù)合材料整體上尚處于起步階段，層合固化工藝及裝備還相當(dāng)落后，很多先進(jìn)的設(shè)備還必須依賴進(jìn)口，制約了我國(guó)碳纖維復(fù)合材料的發(fā)展。

 3、下游市場(chǎng)需求疲軟

 碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用對(duì)國(guó)產(chǎn)碳纖維的牽引效應(yīng)不足，特別是工業(yè)領(lǐng)域用碳纖維需求不足，這嚴(yán)重制約了我國(guó)碳纖維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)模和質(zhì)量。當(dāng)前世界發(fā)達(dá)國(guó)家的碳纖維在航空航天、工業(yè)應(yīng)用和體育休閑應(yīng)用占比分別為15%、65%和20%，我國(guó)碳纖維應(yīng)用目前仍集中在相對(duì)低端的體育休閑產(chǎn)業(yè)，航空航天、工業(yè)應(yīng)用和體育休閑用品分別占比為5%、35%和60%。我國(guó)從事碳纖維復(fù)合材料制品研制和生產(chǎn)，以及設(shè)備制造的廠家有百余家。其中大多是生產(chǎn)體育休閑用品，原因在于這些領(lǐng)域?qū)μ祭w維的性能要求不高，不需要長(zhǎng)時(shí)間的材料認(rèn)證和成品實(shí)驗(yàn)，門檻較低。而從事航空航天等高端碳纖維復(fù)合材料研制和生產(chǎn)單位僅10余家，從事纖維纏繞和拉擠成型工藝生產(chǎn)碳纖維復(fù)合材料的企業(yè)40余家。

　　三、我國(guó)碳纖維突圍之道

 我國(guó)碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展正處于關(guān)鍵時(shí)期，面對(duì)國(guó)外行業(yè)巨頭的打壓，應(yīng)積極探索適合自身發(fā)展的道路。通過(guò)實(shí)施市場(chǎng)保護(hù)制度，加強(qiáng)碳纖維生產(chǎn)企業(yè)間以及上下游企業(yè)間和科研單位之間的聯(lián)系與合作，推進(jìn)研發(fā)、生產(chǎn)、應(yīng)用一體化，以碳纖維應(yīng)用帶動(dòng)上游發(fā)展，推動(dòng)我國(guó)碳纖維產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。

 （一）實(shí)施市場(chǎng)保護(hù)制度

 作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，碳纖維產(chǎn)業(yè)不應(yīng)該與成熟產(chǎn)業(yè)保持相同的開(kāi)放程度。將其納入開(kāi)放的國(guó)際環(huán)境中，國(guó)外優(yōu)勢(shì)企業(yè)產(chǎn)品的大量涌入制約了我國(guó)碳纖維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。我國(guó)享受在一些發(fā)展水平較低的戰(zhàn)略性部門實(shí)施一定的貿(mào)易保護(hù)的特權(quán)，因此，要積極制定戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)保護(hù)制度。在我國(guó)碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平不高，也不具備世界競(jìng)爭(zhēng)力的情況下，面對(duì)國(guó)外行業(yè)巨頭的打壓，通過(guò)實(shí)施市場(chǎng)保護(hù)制度推動(dòng)碳纖維等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

 （二）促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)調(diào)發(fā)展

 國(guó)外碳纖維生產(chǎn)企業(yè)與航空航天、汽車工業(yè)等碳纖維應(yīng)用企業(yè)建立了良好的合作關(guān)系，建立了完整的碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈。例如，日本碳纖維企業(yè)與美國(guó)波音公司和法國(guó)空客公司合作，在波音B787和空客A380飛機(jī)上大量使用碳纖維復(fù)合材料。上游原絲直接影響碳纖維的質(zhì)量和成本，下游應(yīng)用需求將推動(dòng)碳纖維的發(fā)展，因此，要從整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的角度來(lái)發(fā)展碳纖維產(chǎn)業(yè)，提高自主創(chuàng)新能力和開(kāi)發(fā)能力，形成大型企業(yè)集團(tuán)，構(gòu)筑從原絲、碳纖維、中間材料至復(fù)合材料的全套產(chǎn)業(yè)鏈，以實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)最大化。

 1、積極培育碳纖維生產(chǎn)

 建立市場(chǎng)導(dǎo)向的技術(shù)創(chuàng)新機(jī)制，圍繞航空航天、汽車工業(yè)、醫(yī)療器械、體育休閑等重點(diǎn)領(lǐng)域。加大技術(shù)創(chuàng)新扶持力度，突破和掌握關(guān)鍵核心共性技術(shù)，促進(jìn)技術(shù)成果產(chǎn)業(yè)化。一是建立以企業(yè)為主體，高等院校和科研院所共同參與的創(chuàng)新體系，不斷提高企業(yè)自主創(chuàng)新意識(shí)，并把建設(shè)創(chuàng)新型產(chǎn)業(yè)作為戰(zhàn)略目標(biāo)；二是突破制約碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備瓶頸。提高碳纖維原絲生產(chǎn)技術(shù)，發(fā)展兩種或兩種以上的碳纖維原絲制備工藝，形成多元化技術(shù)體系，為生產(chǎn)高性能碳纖維提供保證。積極研發(fā)高低溫碳化爐等關(guān)鍵設(shè)備，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)業(yè)化水平；三是加強(qiáng)與國(guó)外交流，尋找與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家合作的突破口，促進(jìn)我國(guó)碳纖維產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展；四是加強(qiáng)人才引進(jìn)和科技合作，以多種形式吸引國(guó)內(nèi)外人才，為行業(yè)健康發(fā)展提供支撐。

 2、壯大復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)

 立足于服務(wù)碳纖維，開(kāi)發(fā)出適合我國(guó)碳纖維的預(yù)浸料，并以預(yù)浸料帶動(dòng)碳纖維的銷售。積極開(kāi)發(fā)碳纖維復(fù)合材料低成本制備技術(shù)，例如RTM/RFI工藝，自動(dòng)鋪放技術(shù)，纖維纏繞、拉擠成形，電子束固化等復(fù)合材料低成本制造工藝技術(shù)。開(kāi)展復(fù)合材料制造技術(shù)先進(jìn)化，材料高性能化、多功能化和應(yīng)用擴(kuò)大化研究。針對(duì)碳纖維在國(guó)防軍工和航空航天等領(lǐng)域?qū)Ω咝阅芴祭w維復(fù)合材料的要求，重視熱壓罐、自動(dòng)鋪帶機(jī)/鋪絲機(jī)等成形應(yīng)用設(shè)備的技術(shù)研發(fā)。此外，積極培育具有競(jìng)爭(zhēng)力的骨干企業(yè)，鼓勵(lì)以大型復(fù)合材料生產(chǎn)企業(yè)為龍頭，開(kāi)展跨地區(qū)、跨所有制的聯(lián)合重組，培育若干產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)，提高行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

 3、開(kāi)拓下游應(yīng)用領(lǐng)域

 碳纖維復(fù)合材料在大型飛機(jī)、風(fēng)力發(fā)電葉片、汽車部件、石油開(kāi)采抽油桿、電力輸送電纜等領(lǐng)域的應(yīng)用將推動(dòng)節(jié)能減排的實(shí)現(xiàn)，但是由于碳纖維及其復(fù)合材料的生產(chǎn)成本較高而限制了其使用范圍。因此，應(yīng)通過(guò)積極降低成本來(lái)開(kāi)拓和培育下游應(yīng)用市場(chǎng)。

 針對(duì)碳纖維及其復(fù)合材料在大飛機(jī)制造、航天工程、國(guó)防軍工等高端領(lǐng)域應(yīng)用，積極發(fā)展高性能碳纖維及其復(fù)合材料；瞄準(zhǔn)工業(yè)領(lǐng)域這個(gè)巨大的市場(chǎng)，著力發(fā)展通用級(jí)碳纖維產(chǎn)品，并通過(guò)降低成本和提升產(chǎn)品性能來(lái)增強(qiáng)自身的競(jìng)爭(zhēng)力，推進(jìn)其在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用；體育用品是碳纖維長(zhǎng)期需求的領(lǐng)域，面對(duì)普通體育用品等低價(jià)產(chǎn)品市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)激烈，應(yīng)不斷提高產(chǎn)品品質(zhì)。在國(guó)民經(jīng)濟(jì)重點(diǎn)領(lǐng)域形成巨大的碳纖維復(fù)合材料市場(chǎng)，建立起完整的碳纖維及其復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)鏈。（文/賽迪智庫(kù)原材料工業(yè)研究所 張海亮）