顧杋

國(guó)產(chǎn)碳纖維行業(yè)已呈現(xiàn)“量、價(jià)、利”齊升的局面，技術(shù)水平明顯提升，涌現(xiàn)出一批具有相當(dāng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的重點(diǎn)企業(yè)，產(chǎn)銷(xiāo)量突破萬(wàn)噸，全行業(yè)實(shí)現(xiàn)盈利。隨著全球碳纖維用量連年攀升，業(yè)界人士建議國(guó)內(nèi)加緊布局碳纖維產(chǎn)業(yè)，打造碳纖維及復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)高地，以應(yīng)對(duì)碳纖維及復(fù)合材料應(yīng)用的爆發(fā)性增長(zhǎng)。

新一代增強(qiáng)纖維應(yīng)用廣泛

“先進(jìn)功能纖維作為新材料的重要組成部分，是戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，也是全球制造業(yè)發(fā)展的‘必爭(zhēng)高地’。”據(jù)工信部相關(guān)人員介紹，目前，先進(jìn)功能纖維全球銷(xiāo)售額已超500億美元，年均增長(zhǎng)率超20%，在舒適健康、生態(tài)環(huán)境、交通運(yùn)輸、航空航天、先進(jìn)制造等領(lǐng)域具有廣闊的市場(chǎng)空間和增長(zhǎng)潛力?？梢?jiàn)制造業(yè)若要實(shí)現(xiàn)高端突破，必然得有新材料行業(yè)的支撐，在先進(jìn)制造、航空航天等領(lǐng)域有重要功用與廣闊市場(chǎng)的先進(jìn)功能纖維是新材料行業(yè)的重要組成，其中碳纖維尤以超群的綜合性能備受多個(gè)行業(yè)領(lǐng)域青睞。

作為一種含碳量在90%以上的高強(qiáng)度、高模量的新型纖維材料，碳纖維具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕、高模量、密度低、無(wú)蠕變等特點(diǎn)，導(dǎo)電導(dǎo)熱性能良好，于非氧化環(huán)境下耐超高溫、耐疲勞性好，既具有碳材料的固有本征特性，又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性，更堅(jiān)固、更輕盈、更耐久的特性?xún)H僅通過(guò)這一種材質(zhì)就能輕易實(shí)現(xiàn)。

碳纖維通常按照原絲類(lèi)型、力學(xué)性能、絲束大小三種維度進(jìn)行分類(lèi)，再按不同的類(lèi)別被廣泛應(yīng)用于航空航天、風(fēng)電葉片、汽車(chē)、體育休閑、混配模成型、電纜芯、建筑建材、壓力容器、船舶、碳碳復(fù)材、電子電器等多個(gè)領(lǐng)域。比如按纖維數(shù)量不同可以分為小絲束和大絲束，與之對(duì)應(yīng)的碳纖維原絲也可區(qū)分為小絲束碳纖維原絲和大絲束碳纖維原絲；憑借優(yōu)異的力學(xué)性能，大絲束碳纖維被運(yùn)用在多個(gè)工業(yè)場(chǎng)景之中。

碳纖維生產(chǎn)流程長(zhǎng)，工序多而復(fù)雜，工藝、技術(shù)和資金壁壘較高，完整的碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈包含從一次能源到終端應(yīng)用的完整制造過(guò)程。從全球產(chǎn)能區(qū)域分布來(lái)看，美國(guó)、中國(guó)和日本產(chǎn)能最高。日本和歐美傳統(tǒng)巨頭基本完成國(guó)際產(chǎn)業(yè)基地的布局，長(zhǎng)期主導(dǎo)全球碳纖維行業(yè)。我國(guó)在碳纖維行業(yè)技術(shù)、產(chǎn)品、成本等方面正實(shí)現(xiàn)快速突破與追趕?！?020全球碳纖維復(fù)合材料市場(chǎng)報(bào)告》認(rèn)為，“3-5年內(nèi)，全球產(chǎn)能排名會(huì)有劇烈的變化，能進(jìn)入世界前十名的起碼需要萬(wàn)噸以上產(chǎn)能，中國(guó)廠家預(yù)計(jì)有5家企業(yè)入圍前十名。全中國(guó)的碳纖維產(chǎn)能有望超過(guò)世界產(chǎn)能的50%，成為最大生產(chǎn)國(guó)”。

碳纖維是目前世界上所有高性能纖維中比強(qiáng)度和比模量最高的纖維，對(duì)于全球市場(chǎng)來(lái)說(shuō)，拓展其應(yīng)用并不成問(wèn)題，但是如何使生產(chǎn)成本下降，將之平民化，同時(shí)保持其材料性能，是整個(gè)工業(yè)界需要討論的問(wèn)題。2020年，全球前5大應(yīng)用場(chǎng)景占據(jù)近80%的碳纖維需求，其中風(fēng)電葉片28.6%、航天航空15.4%、體育休閑14.4%、汽車(chē)11.7%、混配模成型8.9%，而我國(guó)的碳纖維需求主要由風(fēng)電葉片和體育休閑貢獻(xiàn)，共占據(jù)70.8%的碳纖維需求——碳纖維需求結(jié)構(gòu)有望升級(jí)。

擺脫高端依賴(lài)加快轉(zhuǎn)型升級(jí)

中國(guó)工程院院士、東華大學(xué)校長(zhǎng)俞建勇指出，“在全球先進(jìn)功能纖維領(lǐng)域，纖維材料與新興科技交叉與融合，已形成前所未有的多維發(fā)展空間，呈現(xiàn)出綠色、多元、極限、智能、融合、服務(wù)等新的發(fā)展趨勢(shì)。”我國(guó)在該領(lǐng)域近年來(lái)也取得相應(yīng)成果，碳纖維方面，目前我國(guó)已形成以江蘇、山東和吉林等地為主的，創(chuàng)新能力強(qiáng)、特色鮮明、產(chǎn)業(yè)鏈完善的碳纖維產(chǎn)業(yè)聚集地，數(shù)家具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的碳纖維大型企業(yè)集團(tuán)也已出現(xiàn)。并且，建設(shè)有成的國(guó)家先進(jìn)功能纖維創(chuàng)新中心為行業(yè)提供了跨領(lǐng)域的關(guān)鍵共性技術(shù)研發(fā)、工程驗(yàn)證與產(chǎn)業(yè)化支撐，為提升我國(guó)先進(jìn)功能纖維產(chǎn)業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力增添強(qiáng)勁動(dòng)能。

長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)內(nèi)碳纖維及復(fù)材都高度依存海外供應(yīng)商，2017年以前進(jìn)口碳纖維占比一直都維持80%以上，2020年國(guó)產(chǎn)替代再次提速。隨著我國(guó)高端碳纖維技術(shù)的不斷突破以及生產(chǎn)向規(guī)模化和穩(wěn)定化發(fā)展，企業(yè)布局逐漸向高附加值的下游應(yīng)用領(lǐng)域延伸，有望逐步實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代，市場(chǎng)走向良性健康發(fā)展道路。產(chǎn)能沒(méi)有釋放、裝備技術(shù)不過(guò)關(guān)、上漿劑占比高、纖維合格率低、質(zhì)量不能滿(mǎn)足應(yīng)用要求等昔日碳纖維行業(yè)亟待解決的問(wèn)題均得到有效緩解。但新的問(wèn)題已然出現(xiàn)：“國(guó)內(nèi)碳纖維供需失衡是某個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景問(wèn)題還是制備與應(yīng)用的失衡問(wèn)題？”“新技術(shù)、新領(lǐng)域的牽引能力有多大？”“企業(yè)擴(kuò)產(chǎn)后，對(duì)整個(gè)碳纖維行業(yè)的技術(shù)成熟度是否會(huì)有相應(yīng)提升？”“國(guó)產(chǎn)碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈的安全運(yùn)行是不是掌握在自己手里？”不過(guò)，在業(yè)界專(zhuān)家看來(lái)，在國(guó)內(nèi)“雙碳”背景下，國(guó)家大力發(fā)展的清潔能源，風(fēng)力發(fā)電、氫燃料電池汽車(chē)、光伏等領(lǐng)域都對(duì)碳纖維有著海量需求，當(dāng)國(guó)內(nèi)企業(yè)保持產(chǎn)能擴(kuò)展和制品質(zhì)量穩(wěn)定，有利于碳纖維國(guó)產(chǎn)率再度提升。

國(guó)家碳纖維工程技術(shù)研究中心主任徐樑華提醒業(yè)界看到碳纖維領(lǐng)域良好發(fā)展態(tài)勢(shì)下的隱憂(yōu)，“碳纖維生產(chǎn)過(guò)程中的關(guān)鍵輔料助劑、個(gè)別核心裝備、高品質(zhì)樹(shù)脂仍依賴(lài)進(jìn)口，直接影響行業(yè)的安全穩(wěn)定發(fā)展?！睂?duì)此他在多個(gè)場(chǎng)合提出建議，“碳纖維行業(yè)抓住目前的盈利期，統(tǒng)籌解決國(guó)產(chǎn)碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展運(yùn)行存在的問(wèn)題；龍頭企業(yè)肩負(fù)起國(guó)產(chǎn)化配套的重任，加大對(duì)大絲束碳纖維的應(yīng)用工藝技術(shù)研發(fā)，從碳纖維及復(fù)合材料全產(chǎn)業(yè)鏈維度發(fā)展碳纖維產(chǎn)業(yè)?！?/p>