“黑色黃金”碳纖維前景可期未來發展如何突破？

數據顯示，2015年，碳纖維復合材料市場規模290億美元，超千億元人民幣。預計在2020年，碳纖維的產業鏈預計總規模將突破600億美元。或許很多讀者都會這樣問我：什么是碳纖維?碳纖維在中國的市場前景可期嗎?碳纖維的未來發展又該如何突破?別急，且聽筆者細細道來!

什么是碳纖維?

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。它是由片狀石墨微晶等有機纖維沿纖維軸向方向堆砌而成，經碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。碳纖維"外柔內剛"，質量比金屬鋁輕，但強度卻高于鋼鐵，并且具有耐腐蝕、高模量的特性，在國防軍工和民用方面都是重要材料。它不僅具有碳材料的固有本征特性，又兼備紡織纖維的柔軟可加工性，是新一代增強纖維。

眾所周知，碳纖維具有許多優良性能，例如軸向強度和模量高，密度低、比性能高，無蠕變，非氧化環境下耐超高溫，耐疲勞性好，比熱及導電性介于非金屬和金屬之間，熱膨脹系數小且具有各向異性，耐腐蝕性好，X射線透過性好。良好的導電導熱性能、電磁屏蔽性好等。 碳纖維性能優異，技術難度大，具有極高的產業鏈附加值。碳纖維廣泛應用于國防、交通運輸、風電、運動以及土木等領域，被譽為“黑色黃金”。

碳纖維在中國的市場前景如何?

碳纖維作為戰略性新興材料，在“十三五”期間將迎來重要的戰略發展機遇。數據顯示，中國2015年占全球18.6%市場份額，對應54.1億美元的產業鏈規模。一方面，國內新能源汽車及商用飛機的輕量化趨勢推動產業發展;另一方面，《中國制造2025》等政策持續加碼。預計中國市場將實現近19%的年復合增速，2020年將達到128億美元市場規模，碳纖維需求量將達到2.6萬噸，毫無疑問，碳纖維將成為中國化工領域新的增長極。

目前，我國已經沖破國外技術的封鎖，碳纖維的生產技術日益成熟，具備大規模市場化的條件。雖然，國內碳纖維生產技術與國外差不多，但是成本稍高些。專家表示，隨著需求越來越迫切，碳纖維的應用領域會越來越多、越來越快。未來大絲束低成本的碳纖維在民用領域的應用將是發展趨勢。另外，從國際化、市場化上看，國內在碳纖維的研究、設計、應用上還需突破。

另外，碳纖維正由成長期進入到快速應用期，未來主要應用領域在航空航天、風電葉片、交通等領域，預計在工業領域應用占70%，在休閑娛樂等領域的應用占15%至30%。像大家所熟稔的的寶馬A3、長安汽車等汽車，碳纖維都發揮了重要的作用。

未來碳纖維發展趨勢

一、全球產能繼續提高

伴隨著碳纖維應用領域的廣泛拓展，國際主要碳纖維企業正在繼續提高產能。中國復合材料集團有限公司董事長張定金表示，帝人集團將在美國南卡羅萊納州投資300億日元建立新的碳纖維工廠，是該集團近十年來最大的一筆設備投資。據了解，新工廠的最大年產能為3000噸，此次增產將使該集團碳纖維年產能增加約30%。

此外，東麗也宣布至2020年計劃投資1000億日元，在美國打造一條全新高效能碳纖維生產線，初期年產2000噸。三菱麗陽近來也聲明，將向旗下大竹事業所追加設備投資，將大絲束碳纖維的年產能從目前的2700噸增加到3900噸。新設備預計將于2017年第三季度投產運作。到2017年，三菱麗陽的總產能將從目前的10100噸提升至13300噸，提高約三成。

二、民用和工業領域的需求強勁

相關數據表明，2015年全球PAN基碳纖維的總用量約為6萬噸，航空、工業和運動/休閑三大行業分別占據22%、62%和16%。“對碳纖維需求量增幅較大的行業有風力發電、模塑料、壓力容器及汽車。”張定金預計，到2020年，碳纖維需求量將達到10萬噸，其中72%將會應用于汽車行業和風電行業。

當前，我國汽車保有量約為1.5億輛，70%的成品油用于機動車燃料，預計到2025年汽車保有量為3億輛，國家能源發展戰略難以滿足這一增長需求，汽車排放造成霧霾等環境惡化亟待解決。輕量化技術是汽車降低油耗、減少排放、提高電動車續航里程最有效的工程途徑之一，也是《中國制造2025》提出的核心技術和核心競爭力之一，而高性能纖維復合材料是輕量化技術最有效的工程材料。東華大學教授余木火介紹，全球幾乎所有汽車企業都在開展碳纖維汽車研發，同時零部件企業、碳纖維企業、樹脂基體、復合材料等企業也都在研發碳纖維汽車零部件。

與此同時，建筑領域的碳纖維布呈現需求、價格雙降趨勢，復合板材用量、預浸料需求逐漸增加，模壓成型產品需求呈上升趨勢。未來碳纖維應用領域前景廣闊。全國特種合成纖維信息中心主任羅益鋒表示，碳纖維與碳纖維復合材料的研發和產業化已進入重大創新期，在未來5～10年間，將迎來大發展的鼎盛時期。同時，隨著生產成本的不斷下降和低成本回收再生技術的發展，其市場應用將逐步趨于普及，成為新型大宗產品。

三、高效率和低成本發展考驗國內企業

國產碳纖維雖然解決了“從無到有”的問題，但還處于較低水平，與美、日等碳纖維強國相比，國產碳纖維目前的技術水平、制造水平和質量穩定性等還有較大差距。終端制造業在做成本核算時，按照現有中間體市場價格測算得出的結論是成本太高，直接否定使用碳纖維零部件的計劃。現階段最重要的是，碳纖維行業應該明確告訴制造業規模應用的真實成本，不要用不合理的報價，嚇退一大批想用碳纖維的制造業。

目前，國際碳纖維生產企業不斷致力于研發低成本化生產技術。例如，東京大學聯合日本產業技術綜合研究所、東麗、帝人、東邦特耐克絲(帝人集團)、三菱麗陽共同開發了一種新的碳纖維制造技術。該技術省去了纖維在空氣中長時間加熱的工序，與現有的技術相比，可把制造碳纖維所必需的能量及二氧化碳排放量減少約一半。采用新技術可使目前每條生產線年均1000噸的碳纖維最大生產量增加9倍。可喜的是，東華大學也正在開發碳纖維低成本化生產新技術，其研究的“PAN芳環化 熔體或干噴濕紡 快速氧化”技術，已獲美國授權發明專利2件、日本授權發明專利5件、中國申請發明專利3件。目前，該技術正處于中試階段。

當前，我國碳纖維企業約有30多家，規模整體較小，與年產3萬噸的國際龍頭企業無法競爭。我國急需建立工業用大絲束碳纖維技術及其產業鏈，同時支持小絲束碳纖維、大絲束碳纖維制造技術的研發，以工業應用帶動提升碳纖維整體產業鏈科技水平。未來應建立若干“高性能纖維與輕量化產業鏈示范工程”，形成產業鏈各環節具有合理開工率、連續穩定運行、合理企業利潤的完整示范工程;培育行業龍頭企業，提高規模效益，參與國際競爭;設立“高性能纖維與輕量化”重點科技專項，加大科技攻關力度;建立我國高性能纖維與輕量化技術科技與人才培養體系;制定我國高性能纖維及輕量化復合材料產業發展政策，優化發展環境。

四、碳纖維概念股顯現

國產碳纖維產業面向資本市場已經走出了第一步，雖然暫時還沒有以碳纖維為主營業務的A股上市公司，但是以碳纖維作為延伸業務的上市公司已經有多家，初步形成了碳纖維概念股。

業內專家表示，我們應該學習借鑒日本東麗、美國赫氏和德國SGL這些全球碳纖維領軍企業的產業發展經驗，并鼓勵碳纖維生產企業與下游行業，如知名汽車、航空等企業建立包括資本或戰略層面的深度利益捆綁合作模式。我們也建議國家有關部門開展以完善碳纖維產業化技術、提高工藝技術成熟度為目標的新一輪產業扶持，促進國產碳纖維從‘有’到‘強’。同時出臺相關政策，鼓勵碳纖維企業更多地走向資本市場，借助資本的力量整合碳纖維產業。只要我們團結一心，國產碳纖維定會突破瓶頸，迎來屬于它的詩和遠方!”目前全球幾乎所有汽車企業都在開展碳纖維汽車研發。