全球及中國碳纖維發展分析：國內趨勢亟待自主創新

　　碳纖維（carbon fiber，簡稱CF），是一種含碳量在95%以上的高強度、高模量纖維的新型纖維材料。被譽為材料界的「黑色黃金」，性能高端、產量稀少，但卻用途廣泛，特別是在航天軍事等高端領域，碳纖維更發揮著不可替代的作用。因此，許多企業都在碳纖維材料的研發與生產上投入了大量精力。

　　如此重要的材料，其生產和研發的難度不亞於攀登珠穆朗瑪峰。目前，碳纖維材料的市場基本被日本、美國等已開發國家所壟斷。近幾年，我國的碳纖維產業也得到了迅速發展，中復神鷹等企業也逐漸擁有了與日美等國企業一較高下的實力。

　　但我國的碳纖維行業若想獲得更長遠的發展，也需吸收和借鑑其他國家的發展經驗，進而突破自身發展瓶頸，在碳纖維市場中分得更大的蛋糕。

　　國際風雲日美兩家獨大

　　20世紀中葉，已開發國家投入大量人力和物力研究碳纖維，碳纖維複合材料最初由於其在結構輕量化中無可替代的材料性能，首先在軍用航空航天領域得到了青睞；1959年，日本大阪工業技術試驗所的進藤昭男首先發明了聚丙烯腈（PAN）基碳纖維，1964年，英國皇家航空研究所（RAE）的瓦特等人打通了生產高性能聚丙烯腈（PAN）基碳纖維的工藝流程，在纖維的熱穩定化過程中施加了張力牽伸，以滿足結構的轉化，使聚丙烯腈（PAN）基碳纖維成為主流產品，並於20世紀70年代開啟民用碳纖維商業化應用；20世紀80年代至90年代，碳纖維在民用航空領域的引領下得以快速發展；進入21世紀，碳纖維生產工藝技術已經成熟，隨著碳纖維應用領域的擴大，碳纖維的市場需求急劇增加，碳纖維產業日趨成熟。

　　碳纖維很少直接應用，大多是經過深加工製成中間產物或複合材料使用，碳纖維複合材料作為結構件或功能件現已廣泛應用在航空航天、工業和體育休閒用品三大領域。碳纖維以其質輕、高強度、高模量、耐高低溫和耐腐蝕等特點最早應用於航天及國防領域，如大型飛機、軍用飛機、無人機及飛彈、火箭、人造衛星和雷達罩等，且航空航天領域用碳纖維的性能等級相對而言是最高的。在工業領域，碳纖維廣泛應用在汽車、電纜、風能發電、壓力容器、海洋產業、電子器件、工業器材和土木建築等；在體育休閒用品領域，高爾夫球桿和釣魚竿最早獲得應用，近年來，自行車、網球拍、羽毛球拍等體育用品也越來越多地使用碳纖維材料。

　　從全球碳纖維市場的份額劃分看，國際碳纖維市場依然為日、美企業所壟斷。日本是全球最大的碳纖維生產國，世界碳纖維技術主要掌握在日本公司手中，其生產的碳纖維無論質量還是數量上均處於世界領先地位，日本東麗更是世界上高性能碳纖維研究與生產的「領頭羊」。

　　據相關數據顯示，在小絲束碳纖維市場上，日本企業所占有的市場份額占到全球產能的49%；在大絲束碳纖維市場上，日本企業所擁有市場份額占到全球產能的52%，美國企業所擁有的市場份額占全球產能的24%，日美兩國合計擁有全球76%的大絲束碳纖維生產能力，處於明顯的主導地位。

　　目前全球碳纖維製造的主導者是日本和他們設立在歐美的工廠，其次是依靠歐美航空航天市場健康發展的美國HEXCEL和CYTEC公司，以及依靠強大工業創新體系的德國SGL公司，隨著中國在碳纖維領域投入的不斷增大，中國碳纖維產量占世界份額也在不斷提高。

　　國內趨勢亟待自主創新

　　2016全球與中國市場碳纖維深度研究報告顯示，目前國內大小碳纖維生產企業近40家，2010至2014年期間，我國碳纖維產能從6445噸增至15000噸，產量從1500噸增至3700噸，發展取得了相當的成績。

　　據統計，目前國內碳纖維在航空航天、體育休閒和工業應用三大領域的用量比例是4%、67%和29%。其中，體育休閒占絕大多數，而在民用航空、交通工具、新能源裝備、工程建設等方面的應用雖然已經開始起步，但應用水平偏低。

　　目前國內碳纖維市場中，國產碳纖維自給率只有20%左右，對外依存率達到80%。中復神鷹的工作人員在採訪中曾表示，國外碳纖維企業通過技術及價格優勢打壓國內碳纖維企業，使我國的碳纖維市場長期受制於歐美及日本等國家。

　　碳纖維複合材料的設計水平不足，配套的材料缺乏，相關的應用標準體系不健全，導致應用領域窄。此外，樹脂、上漿劑等配套材料品種少、性能不足，複合材料用輔助原料還不能完全實現自主供給，部分品種還依賴進口等，不僅制約了碳纖維複合材料在高端製品上的應用，同時還嚴重影響著國產碳纖維的市場應用。

　　國外碳纖維龍頭企業使用的設備基本上都是根據自身技術特點進行的自主設計，在專有設備的基礎上改進升級，形成了具有自主智慧財產權的專有碳纖維生產裝備；而國內引進的國外生產設備是非禁運通用型碳纖維生產裝備，且價格較高。雖然國內碳纖維生產企業中設計產能千噸級以上的有3~4家，但由於缺乏核心技術團隊，大多數碳纖維生產企業對進口生產裝備的技術參數和性能指標缺乏消化和吸收能力，生產線自動化程度和對自身碳纖維生產技術的匹配性遠遠落後於國外同行，導致生產工藝的穩定性和過程控制的一致性較差，影響了碳纖維產品質量和穩定性，且生產成本很高，造成設備閒置、經營虧損，無法與國際先進企業競爭。

　　不僅如此，目前我國大多數碳纖維企業產品處於低端領域，且行業集中度不高，有能力生產航空航天用的高端碳纖維企業屈指可數，大量企業集中於體育領域。但日本、美國等已開發國家的碳纖維行業集中度極高，日本以東麗、東邦、三菱為主，美國則以HEXCEL和CYTEC占大頭，在價格制定和攻關科研方面更容易形成合力。

　　更重要的是，我國碳纖維的產業鏈需要進一步完善。目前，國外已經形成設計、製造、分析及驗證、應用牽引系統化的碳纖維複合材料體系。如日本東麗和美國赫克塞爾都有預浸料、織物、短切纖維、夾層材料等中間成型物，同時，直接為客戶提供量身定製的複合材料解決方案和產品，方便了客戶的使用，也解決了碳纖維產品與樹脂匹配性問題。由於國內大部分碳纖維複合材料企業技術尚不成熟，缺乏相應的研發及工藝支持，目前尚未能形成體系化、系列化的碳纖維產業鏈發展模式。

　　雖然我國的碳纖維產業目前較世界先進水平仍有差距，未能在市場上搶占先機。但隨著碳纖維市場需求的不斷擴大和國家經濟發展結構調整，只要相關企業抓住機遇，加強自主創新研發，相信中國的碳纖維產業也將分得更大的蛋糕。

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