韓麗姝，全晶薇

(吉林化工學(xué)院 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，吉林 吉林 132022)

碳纖維因其特性被譽(yù)為工業(yè)“黑色黃金”，在軍事領(lǐng)域和民用領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，是維護(hù)國家長治久安的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。但由于碳纖維技術(shù)被日本和美國等發(fā)達(dá)國家長期壟斷，導(dǎo)致我國研發(fā)核心生產(chǎn)技術(shù)困難、生產(chǎn)供不應(yīng)求、進(jìn)口依賴性強(qiáng)等問題，制約著國內(nèi)碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展的能力與水平。碳纖維產(chǎn)業(yè)如何更好地適應(yīng)國內(nèi)外形勢，已成為我國高度重視的熱點(diǎn)。

一、國內(nèi)外碳纖維市場供求現(xiàn)狀

(一) 國際碳纖維供求現(xiàn)狀

1.全球碳纖維需求總量持續(xù)增加

碳纖維具有強(qiáng)度大、模量高等優(yōu)異性能[1]，產(chǎn)品應(yīng)用非常廣泛。2020年新能源裝備、航空航天、體育休閑、交通運(yùn)輸是全球碳纖維的主要需求領(lǐng)域，其中風(fēng)電葉片需求占比最大，所占比例為29%。近十年，全球碳纖維需求總量持續(xù)遞增，從2010年的4.27萬噸增長到2020年的10.69萬噸。目前，盡管航空航天和體育休閑產(chǎn)業(yè)因?yàn)橐咔樵虬l(fā)展受阻，使得全球碳纖維需求量增速有所放緩，但并沒有影響總體增長的趨勢，預(yù)計(jì)2025年全球?qū)μ祭w維的需求將突破20萬噸。

2.全球碳纖維運(yùn)行產(chǎn)能情況

2020年全球碳纖維運(yùn)行產(chǎn)能總計(jì)約17.2萬噸，在排名前十的國家中，美國、中國、日本穩(wěn)居前位，分別占比21.7%、21.1%、17.0%。美國本土主打碳纖維企業(yè)，如赫氏公司主要負(fù)責(zé)為美國制造軍用碳纖維，還有東麗旗下卓爾泰克的部分大絲束也是在美國進(jìn)行生產(chǎn)。2020 年全世界增加的產(chǎn)能主要表現(xiàn)為卓爾泰克在匈牙利5 000噸，碳谷+寶旌2 000噸，中復(fù)神鷹2 000噸等。目前，日本東麗在全球碳纖維制造商中的運(yùn)行產(chǎn)能和并購產(chǎn)能仍居世界領(lǐng)先地位，源于日本東麗在許多國家都有其碳纖維生產(chǎn)基地，如美國、日本、匈牙利、墨西哥、法國、韓國等，從全球產(chǎn)業(yè)布局及技術(shù)方面上看，東麗依然是全球碳纖維行業(yè)的領(lǐng)頭羊[2]?？梢?，日本超強(qiáng)的碳纖維生產(chǎn)技術(shù)與生產(chǎn)能力仍處于國際壟斷地位。

(二) 國內(nèi)碳纖維供求現(xiàn)狀

1.國內(nèi)碳纖維需求情況

近年來，我國碳纖維消費(fèi)增長十分迅速。2020年需求總量為48 851噸，與2019年相比，同比增長29.0%。其中江蘇省作為國內(nèi)對(duì)碳纖維需求最多的省份，被公認(rèn)為碳纖維及復(fù)合材料的重要基地和產(chǎn)業(yè)聚集地[3]，僅次于江蘇省碳纖維需求量的是山東和廣東，三省需求占比分別為38%、22%和19%，預(yù)計(jì)這可能也是后面數(shù)年難以改變的格局。目前，國家重視并大力扶持碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域也取得重大突破，技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)化程度也呈現(xiàn)出迅猛發(fā)展的態(tài)勢。主要需求領(lǐng)域包括風(fēng)電葉片、體育休閑、碳碳復(fù)材、航空航天和汽車等，其中占比最大的依然是風(fēng)電葉片領(lǐng)域，所占比例為40.9%，逐漸成為拉動(dòng)我國碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)力；同樣我國在航空方面和汽車輕量化對(duì)碳纖維需求量也十分迫切，未來汽車輕量化是大勢所趨。

2.國內(nèi)碳纖維運(yùn)行產(chǎn)能情況

2020年國產(chǎn)碳纖維1.85萬噸，我國大陸區(qū)域運(yùn)行產(chǎn)能為3.62萬噸，同比增長34.64%，增速明顯快于全球，國產(chǎn)碳纖維連續(xù)三年保持了20%以上的增長速度，直觀說明國內(nèi)碳纖維企業(yè)在生產(chǎn)方面取得了不小的進(jìn)步。2020年我國碳纖維生產(chǎn)企業(yè)有30多家，實(shí)際開工率為51.1%，通過數(shù)據(jù)計(jì)算2019年實(shí)際開工率為44.8%。相比兩年我國碳纖維的實(shí)際開工率不降反增，表明我國碳纖維行業(yè)正在向好的趨勢發(fā)展，同時(shí)產(chǎn)品覆蓋領(lǐng)域也十分廣泛，包括高強(qiáng)、高強(qiáng)中模、高模、高強(qiáng)高模型碳纖維[4]。從圖1可以看出，碳谷+寶旌在原絲和碳纖維的運(yùn)行產(chǎn)能方面是最多的，遠(yuǎn)超過其他企業(yè)，且江蘇省中復(fù)神鷹和江蘇恒神的運(yùn)行產(chǎn)能排名也相對(duì)靠前。但總體來看，目前國內(nèi)市場碳纖維的供需缺口仍然很大，這種狀況將隨著我國碳纖維產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)能力的持續(xù)增強(qiáng)而逐漸改善。預(yù)計(jì)我國在“十四五”末期碳纖維產(chǎn)量將達(dá)到4.04萬噸，產(chǎn)能將達(dá)到6.41萬噸。

圖1 2020年我國碳纖維企業(yè)運(yùn)行產(chǎn)能情況

3.國內(nèi)碳纖維進(jìn)出口情況

自2011-2020年，我國碳纖維進(jìn)口貿(mào)易額持續(xù)增加，2020年進(jìn)口約占64%。由圖2中數(shù)據(jù)可知，碳纖維進(jìn)出口貿(mào)易一直呈現(xiàn)逆差形勢，未來的發(fā)展趨勢也仍是以進(jìn)口為主，出口為輔，國內(nèi)的產(chǎn)量遠(yuǎn)不及對(duì)碳纖維的需求增量，進(jìn)口需求仍然迫切。通過表1數(shù)據(jù)也可看出我國碳纖維的出口數(shù)量也在平緩上升。雖然目前國內(nèi)碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展還處于低端水平，但隨著生產(chǎn)技術(shù)不斷進(jìn)步和生產(chǎn)能力增強(qiáng)，國產(chǎn)碳纖維替代進(jìn)口已成為必然趨勢。近年來，我國碳纖維生產(chǎn)技術(shù)水平持續(xù)提高，未來更會(huì)有新的技術(shù)突破。預(yù)計(jì)2025年國產(chǎn)碳纖維量有望趕超進(jìn)口量，不再依賴進(jìn)口。

表1 2011-2020年我國碳纖維進(jìn)出口數(shù)量情況

圖2 2020年我國碳纖維進(jìn)出口貿(mào)易額比較(美元)

通過梳理國內(nèi)外碳纖維市場供求現(xiàn)狀，知悉我國對(duì)于碳纖維的需求巨大，目前國內(nèi)產(chǎn)量遠(yuǎn)不足所需，仍依賴進(jìn)口。因此，迫切需要抓住雙循環(huán)新發(fā)展格局的機(jī)遇，充分利用“兩個(gè)市場”[5]形成碳纖維供給體系與國內(nèi)需求相匹配的新發(fā)展局面，減少對(duì)國際循環(huán)的依賴，解決當(dāng)前我國碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展中存在的問題。

二、我國碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在的主要問題

目前，我國碳纖維產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平和生產(chǎn)能力較以往有很大程度的提升，但仍明顯存在制約發(fā)展的因素。

(一) 產(chǎn)業(yè)規(guī)模化程度低、生產(chǎn)成本高

碳纖維生產(chǎn)與供應(yīng)是一個(gè)系統(tǒng)工程。我國碳纖維產(chǎn)業(yè)經(jīng)過多年的生產(chǎn)與研發(fā)，仍存在產(chǎn)業(yè)規(guī)?；?，產(chǎn)能分散，生產(chǎn)成本高等問題，致使2020年我國碳纖維進(jìn)口需求依然迫切。目前，我國有關(guān)碳纖維生產(chǎn)的企業(yè)有30多家，分別位于江蘇、山東、吉林等地，靠前的4家碳纖維企業(yè)產(chǎn)能在數(shù)量上產(chǎn)值表現(xiàn)平均超過3 000噸，其他碳纖維企業(yè)均不足2 000噸。對(duì)比國際發(fā)達(dá)國家的碳纖維企業(yè)，日本、美國等每年碳纖維產(chǎn)能平均可達(dá)8 000噸，每年實(shí)際產(chǎn)量可達(dá)5 000噸。其中日本東麗最具代表性，每年碳纖維產(chǎn)能已經(jīng)超過20 000噸。生產(chǎn)規(guī)模小，企業(yè)生產(chǎn)成本高又導(dǎo)致產(chǎn)品的集成度低，從而引起碳纖維產(chǎn)業(yè)規(guī)模效益尚不明顯，導(dǎo)致我國碳纖維的供求很難實(shí)現(xiàn)自給自足的局面。

(二) 企業(yè)缺乏核心技術(shù)、產(chǎn)業(yè)鏈上下游合作少

目前我國已實(shí)現(xiàn)了碳纖維T300、T700、T800、T1000的國內(nèi)生產(chǎn)，但與發(fā)達(dá)國家相比，在產(chǎn)品的穩(wěn)定性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性上仍存在很大差距，根本原因是我們沒有掌握高端產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化核心技術(shù)[6]。現(xiàn)今，日本東麗和美國赫克塞爾等國外先進(jìn)碳纖維企業(yè)都有預(yù)浸料、織物、短切纖維、夾層材料等中間成型物，還可以直接為客戶提供量身定制的復(fù)合材料解決方案和產(chǎn)品，在方便客戶使用的同時(shí)也解決了碳纖維產(chǎn)品與樹脂匹配性問題，已經(jīng)形成設(shè)計(jì)、制造、分析及驗(yàn)證、應(yīng)用牽引系統(tǒng)化的碳纖維復(fù)合材料體系。而國內(nèi)大部分碳纖維復(fù)合材料企業(yè)由于技術(shù)尚不成熟，缺乏相應(yīng)的研發(fā)及工藝支持，低水平重復(fù)建設(shè)[7]，下游應(yīng)用開發(fā)嚴(yán)重不足，上下游缺少合作，還沒有形成體系化、系列化的碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展模式。

(三) 碳纖維產(chǎn)業(yè)化工藝、產(chǎn)業(yè)配套不到位

由于長期以來發(fā)達(dá)國家對(duì)我國實(shí)施封鎖，碳纖維生產(chǎn)所需的寬口徑碳化裝備以及碳纖維生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)等不能實(shí)現(xiàn)進(jìn)口，國內(nèi)只有較小的國產(chǎn)化碳化爐設(shè)備，導(dǎo)致國內(nèi)碳纖維生產(chǎn)企業(yè)難以規(guī)?；偌由蠙C(jī)械設(shè)備生產(chǎn)成本高的限制等等，一系列因素都嚴(yán)重影響了我國碳纖維的生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)數(shù)量。此外，我國碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展還存在相關(guān)產(chǎn)業(yè)配套供應(yīng)不到位問題，如原料PAN原液含雜質(zhì)成分相對(duì)較高，導(dǎo)致碳纖維生產(chǎn)過程中出現(xiàn)了性能不穩(wěn)定的現(xiàn)象，還有毛絲纏結(jié)或斷裂的現(xiàn)象，環(huán)氧樹脂等熱固性樹脂基體韌性相對(duì)較差等情況[8]，都會(huì)影響我國碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展的國際競爭力。

總之，當(dāng)前我國碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展依然存在諸多問題迫切需要解決。為此，必須充分利用國內(nèi)市場來實(shí)現(xiàn)內(nèi)循環(huán)、利用國際市場來實(shí)現(xiàn)外循環(huán)，著眼于“雙循環(huán)”新發(fā)展格局，制定解決現(xiàn)有問題，促進(jìn)我國碳纖維產(chǎn)業(yè)更好發(fā)展的對(duì)策建議。

三、“雙循環(huán)”格局下我國碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展的對(duì)策建議

“雙循環(huán)”新發(fā)展格局是我國未來經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的常態(tài)[9]，提升我國碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展的競爭力，政府、行業(yè)協(xié)會(huì)和企業(yè)應(yīng)針對(duì)上述問題在新發(fā)展格局下做好以下幾方面工作。

(一) 政府層面

1.實(shí)行政府產(chǎn)業(yè)扶持政策

政府的政策支持猶如“強(qiáng)心劑”[10]，政府應(yīng)大力引導(dǎo)碳纖維等新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，結(jié)合產(chǎn)業(yè)政策導(dǎo)向和碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展的內(nèi)在要求，對(duì)碳纖維企業(yè)制定相應(yīng)的稅收優(yōu)惠、扶持、補(bǔ)貼等政策。一是由政府主導(dǎo)，實(shí)行政策引領(lǐng)，牽頭金融機(jī)構(gòu)，發(fā)起建立可持續(xù)發(fā)展基金，并投入到碳纖維產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新研發(fā)中，充分發(fā)揮我國碳纖維在體育休閑用品和風(fēng)電葉片市場兩頭在外的“外循環(huán)”模式的技術(shù)優(yōu)勢與生產(chǎn)優(yōu)勢。二是政府為企業(yè)搭建技術(shù)和管理創(chuàng)新平臺(tái)，鼓勵(lì)研發(fā)創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)前沿技術(shù)和建立國內(nèi)外產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟，整合國家級(jí)研究力量，服務(wù)企業(yè)發(fā)展，增強(qiáng)碳纖維企業(yè)在“雙循環(huán)”格局下的競爭力。三是加強(qiáng)碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境建設(shè)和相關(guān)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)配套設(shè)施建設(shè)，營造良好的發(fā)展環(huán)境，有效推進(jìn)我國碳纖維產(chǎn)業(yè)在“雙循環(huán)”格局下的可持續(xù)發(fā)展。

2.完善碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)范

國家在“十四五發(fā)展規(guī)劃”和“2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要”中明確提出，要加強(qiáng)高性能纖維的研發(fā)應(yīng)用，為此需要政府部門制定相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)予以具體落實(shí)，以保障國內(nèi)碳纖維產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。一是制定和規(guī)范國內(nèi)準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)，包括碳纖維行業(yè)的產(chǎn)能、環(huán)保、安全等，對(duì)碳纖維生產(chǎn)企業(yè)的要求進(jìn)一步嚴(yán)格化；二是針對(duì)碳纖維的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、測試方式及工程應(yīng)用設(shè)計(jì)等要求制定相應(yīng)的規(guī)范；三是建立符合國情的分行業(yè)、分類、分級(jí)使用標(biāo)準(zhǔn)，使國產(chǎn)碳纖維能夠滿足使用性能指標(biāo)，替代進(jìn)口，擴(kuò)大碳纖維國內(nèi)應(yīng)用市場；四是完善知識(shí)產(chǎn)權(quán)和專利保護(hù)制度，保護(hù)碳纖維企業(yè)的創(chuàng)新成果，并對(duì)碳纖維創(chuàng)新科技有貢獻(xiàn)的科研人才進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)，激勵(lì)科研人才的創(chuàng)新性和積極性。

(二) 行業(yè)協(xié)會(huì)組織層面

1.加強(qiáng)組織協(xié)調(diào)，促進(jìn)溝通合作

行業(yè)協(xié)會(huì)是連接政府和碳纖維企業(yè)的橋梁和紐帶，通過聯(lián)合政府加大對(duì)碳纖維產(chǎn)業(yè)技術(shù)研發(fā)的投入；通過連接碳纖維企業(yè)與科研院所，促進(jìn)技術(shù)合作，提高自主技術(shù)創(chuàng)新能力；通過技術(shù)引進(jìn)合作和人員培訓(xùn)，充分利用已有的技術(shù)服務(wù)平臺(tái)，加強(qiáng)碳纖維產(chǎn)業(yè)工藝、輔料助劑等配套能力建設(shè)；積極組織開展國際間和行業(yè)間的交流活動(dòng)，幫助企業(yè)進(jìn)一步拓展海外業(yè)務(wù)，提高我國碳纖維產(chǎn)業(yè)的競爭力。

2.規(guī)范市場行為，加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)控

行業(yè)協(xié)會(huì)應(yīng)充分發(fā)揮平臺(tái)作用，積極組織國內(nèi)碳纖維領(lǐng)域?qū)＜壹訌?qiáng)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究和制定工作，規(guī)范行業(yè)行為，保障企業(yè)有序競爭；加強(qiáng)碳纖維產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)管與監(jiān)測，嚴(yán)格打擊影響產(chǎn)品質(zhì)量安全的行為，同時(shí)設(shè)立進(jìn)口限制，加大碳纖維進(jìn)口環(huán)節(jié)監(jiān)管力度，對(duì)進(jìn)口碳纖維的質(zhì)量、結(jié)構(gòu)和性能嚴(yán)格把關(guān)，充分發(fā)揮行業(yè)協(xié)會(huì)在碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展中承擔(dān)的重要角色[11]，為我國碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)I造良好的發(fā)展環(huán)境和生態(tài)條件。

(三) 企業(yè)層面

1.加大技術(shù)攻關(guān)，優(yōu)化生產(chǎn)設(shè)備配置

企業(yè)應(yīng)重視技術(shù)對(duì)碳纖維產(chǎn)業(yè)的引領(lǐng)作用，不斷攻克技術(shù)難關(guān)，以突破國外對(duì)我國碳纖維生產(chǎn)技術(shù)的限制。一是針對(duì)碳纖維性能問題，合理優(yōu)化設(shè)備裝置，提升碳化爐和收絲設(shè)備等大型關(guān)鍵裝置自主化技術(shù)水平，以增加其抗沖擊能力；二是針對(duì)碳纖維質(zhì)量問題，企業(yè)應(yīng)提高碳纖維原料工藝及配套水平，建立原絲和碳纖維配套相關(guān)的產(chǎn)業(yè)體系，以實(shí)現(xiàn)碳纖維低成本和高質(zhì)量發(fā)展。三是針對(duì)上下游合作問題，碳纖維企業(yè)應(yīng)以產(chǎn)品應(yīng)用為紐帶，積極主動(dòng)與下游應(yīng)用企業(yè)加強(qiáng)溝通與合作，鼓勵(lì)創(chuàng)新，以發(fā)展內(nèi)循環(huán)為主體，開展縱向聯(lián)合，形成緊密型產(chǎn)業(yè)鏈。

2.聯(lián)合整合融合，擴(kuò)大碳纖維企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模

應(yīng)著力擴(kuò)大碳纖維產(chǎn)業(yè)規(guī)模，一是整合國內(nèi)市場碳纖維優(yōu)勢企業(yè)進(jìn)行擴(kuò)大規(guī)模生產(chǎn)，通過資源整合、技術(shù)創(chuàng)新等方式，加大碳纖維國內(nèi)市場保護(hù)，強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，推動(dòng)技術(shù)升級(jí)，調(diào)整碳纖維市場發(fā)展結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置；二是企業(yè)應(yīng)在新格局下積極推動(dòng)碳纖維企業(yè)跨行業(yè)和跨區(qū)域聯(lián)合重組，突破產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)，擴(kuò)大規(guī)模形成集聚優(yōu)勢以獲取規(guī)模效益；三是碳纖維企業(yè)在擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模過程中，應(yīng)依托現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和國家重大工程，走軍民融合的發(fā)展道路，從而有效提升我國碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平，更好地實(shí)現(xiàn)國內(nèi)碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展向高端領(lǐng)域的跨越。

四、結(jié) 語

綜上所述，國內(nèi)國際雙循環(huán)新發(fā)展格局為我國碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展既帶來了機(jī)遇，也帶來了挑戰(zhàn)。如果我們能在碳纖維生產(chǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域有所突破，則整個(gè)碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈將可實(shí)現(xiàn)“以國內(nèi)大循環(huán)為主的雙循環(huán)新發(fā)展格局”[12]。為此，我國碳纖維產(chǎn)業(yè)應(yīng)緊密結(jié)合國內(nèi)和國際的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展實(shí)際，堅(jiān)持高水平的對(duì)外開放，推動(dòng)高端產(chǎn)業(yè)升級(jí)，對(duì)提升我國碳纖維產(chǎn)業(yè)競爭力及未來發(fā)展具有全面而深遠(yuǎn)的影響。