碳纖維(carbon fiber)因高強(qiáng)度、高模量、質(zhì)輕的優(yōu)異性能,不僅在航空航天等軍工領(lǐng)域有不可替代的地位,在體育休閑品、建筑防護(hù)、汽車交通等民用領(lǐng)域也大放異彩,被譽(yù)為材料界的黑色黃金。
重磅政策支持
《中國(guó)制造2025》
2015年5月,國(guó)務(wù)院正式發(fā)布《中國(guó)制造2025》,對(duì)我國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和跨越發(fā)展作了整體部署,明確了建設(shè)制造強(qiáng)國(guó)的戰(zhàn)略任務(wù)和重點(diǎn)。選擇10大優(yōu)勢(shì)和戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)作為突破點(diǎn),力爭(zhēng)到2025年達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先地位或國(guó)際先進(jìn)水平。
《十三五國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》
2016年12月,國(guó)務(wù)院印發(fā)《“十三五”國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》(以下簡(jiǎn)稱《規(guī)劃》),對(duì)“十三五”期間我國(guó)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標(biāo)、重點(diǎn)任務(wù)、政策措施等作出全面部署安排。
發(fā)展現(xiàn)狀
碳纖維分PAN基碳纖維、粘膠基碳纖維和瀝青基碳纖維。目前全球碳纖維工業(yè)化產(chǎn)品以PAN基碳纖維為主,占全球碳纖維總產(chǎn)量的90%以上。
從企業(yè)角度看,目前全球碳纖維制造的主導(dǎo)者是日本東麗、東邦、三菱麗陽(yáng),美國(guó)HEXCEL和CYTEC公司和德國(guó)SGL公司,碳纖維行業(yè)集中度極高。而我國(guó)目前碳纖維企業(yè)有30多家。
從產(chǎn)品角度看,日前,日本東麗透露正在研究T2000級(jí)別碳纖維,強(qiáng)度可以達(dá)到60GPa,是T1000級(jí)碳纖維強(qiáng)度的十倍。T2000碳纖維在聚合過(guò)程中不適用引發(fā)劑,利用輻照引發(fā)聚合,可以避免雜質(zhì)的摻入,而這一點(diǎn)國(guó)內(nèi)幾乎沒(méi)有深入研究。日本東麗目前能將碳纖維CV值降低至0.1,而我們國(guó)內(nèi)碳纖維的CV值在5左右。
國(guó)內(nèi)的T300系列基本可以達(dá)到國(guó)際水平,軍工應(yīng)用領(lǐng)域較為成熟,民用市場(chǎng)逐漸開拓。T700級(jí)高性能碳纖維突破了干噴濕紡工藝,產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)及應(yīng)用逐步加快。T800級(jí)碳纖維已經(jīng)小批量試產(chǎn),但還尚未完全實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。MJ系列高性能碳纖維已經(jīng)突破關(guān)鍵制備技術(shù)。
從市場(chǎng)角度看,國(guó)際碳纖維市場(chǎng)依然為日本、美國(guó)所壟斷。
據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,在小絲束碳纖維市場(chǎng)上,日本企業(yè)所占有的市場(chǎng)份額占到全球產(chǎn)能的49%;在大絲束碳纖維市場(chǎng)上,日美兩國(guó)合計(jì)擁有全球76%的大絲束碳纖維生產(chǎn)能力,處于明顯的主導(dǎo)地位。隨著中國(guó)在碳纖維領(lǐng)域投入的不斷增大,中國(guó)碳纖維產(chǎn)量所占份額在不斷提高。
據(jù)Composiites的Chris預(yù)計(jì),在未來(lái)五年中全球碳纖維在工業(yè)市場(chǎng)比現(xiàn)在的消費(fèi)量將會(huì)大大增加。
2015年,國(guó)內(nèi)碳纖維的需求量是1.5萬(wàn)噸,其中,國(guó)外企業(yè)占據(jù)80%左右的市場(chǎng),國(guó)產(chǎn)碳纖維自給率只有20%左右。
趨勢(shì)一:碳纖維產(chǎn)品向穩(wěn)定性、高端化方向發(fā)展
雖然國(guó)內(nèi)碳纖維生產(chǎn)企業(yè)中設(shè)計(jì)產(chǎn)能千噸級(jí)以上的有3-4家,但缺乏核心技術(shù)團(tuán)隊(duì),生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定性和過(guò)程控制的一致性較差,無(wú)法保證碳纖維產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定性,生產(chǎn)成本很高。因此,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的穩(wěn)定化生產(chǎn),提高設(shè)備利用率是必然趨勢(shì)。
據(jù)統(tǒng)計(jì),目前國(guó)內(nèi)碳纖維在航空航天、體育休閑和工業(yè)應(yīng)用三大領(lǐng)域中,高端應(yīng)用領(lǐng)域占比僅4%。需要潛心鉆研,實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破,形成體系化、系列化的碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展模式,打破國(guó)外高端領(lǐng)域的壟斷。
趨勢(shì)二:尋求新的市場(chǎng)領(lǐng)域
目前碳纖維高端應(yīng)用領(lǐng)域由日本、美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家壟斷。我國(guó)大多數(shù)碳纖維企業(yè)產(chǎn)品處于低端領(lǐng)域。而低端應(yīng)用如體育休閑領(lǐng)域,行業(yè)巨頭在價(jià)格制定和攻關(guān)科研方面易形成合力,壓制國(guó)內(nèi)碳纖維企業(yè)。
因此,我國(guó)碳纖維行業(yè)急需尋求新的市場(chǎng)領(lǐng)域,獲得突破發(fā)展。
趨勢(shì)三:企業(yè)轉(zhuǎn)型兼并購(gòu),布局完整產(chǎn)業(yè)鏈
碳纖維行業(yè)是技術(shù)和資金高度密集型行業(yè),對(duì)內(nèi)需要巨大投資,對(duì)外面臨國(guó)際巨頭的打壓,所以不可避免要面臨轉(zhuǎn)型,通過(guò)兼并購(gòu)整合資源以形成大規(guī)模的碳纖維生產(chǎn)企業(yè),參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)。
碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈的相關(guān)產(chǎn)品中,從原絲到碳纖維到復(fù)合材料以及之后的復(fù)合材料應(yīng)用設(shè)計(jì),產(chǎn)品的增值幅度很大。通過(guò)布局體系化、系列化的全產(chǎn)業(yè)鏈,碳纖維企業(yè)可以壓縮成本、增加盈利點(diǎn),有能力面對(duì)國(guó)際巨頭的競(jìng)爭(zhēng),扭轉(zhuǎn)困局。
小結(jié)
碳纖維作為非常高端的化工新材料,涉及許許多多非常精細(xì)的工藝條件和制備細(xì)節(jié),很難在短時(shí)間內(nèi)就取得巨大的突破。雖然我國(guó)的碳纖維產(chǎn)業(yè)目前較世界先進(jìn)水平仍有差距,但是相信通過(guò)加強(qiáng)自主創(chuàng)新研發(fā)、抓住機(jī)遇奮力發(fā)展,未來(lái)中國(guó)的碳纖維產(chǎn)業(yè)一定能擺脫壓制、傲視群雄。