近年來，越來越多的碳纖維產(chǎn)品出現(xiàn)在人們的視野中，從碳纖維球拍、自行車，到碳纖維汽車，再到碳纖維飛機(jī)、火箭，各種碳纖維產(chǎn)品應(yīng)有盡有。然而，大家可能不知道的是，中國的高性能碳纖維一直依賴進(jìn)口，日本的管制封鎖、美國對(duì)華禁運(yùn)，加上技術(shù)手段的受限，使得我國的高標(biāo)準(zhǔn)碳纖維的生產(chǎn)、應(yīng)用規(guī)模一直十分有限。

    此前，日本是全球最大的碳纖維生產(chǎn)國，碳纖維產(chǎn)量占全球市場份額的60%。美國的碳纖維市場份額雖比不上日本，但在高性能碳纖維市場上，相比日本也是不逞多讓。至此，全球高性能碳纖維市場一直掌握在日本、美國手里。

    今年2月份，有新聞爆出哈爾濱天順化工科技開發(fā)有限公司研發(fā)出T700級(jí)碳纖維，這種具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的碳纖維生產(chǎn)工藝及裝備技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平，其產(chǎn)品可替代進(jìn)口。5月份，中復(fù)神鷹碳纖維有限公司將T700成功轉(zhuǎn)化成T800，在國內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)了T800級(jí)碳纖維的產(chǎn)業(yè)化。

    暫不去深究新聞是否夸大其詞，這兩家企業(yè)在高性能碳纖維產(chǎn)業(yè)化技術(shù)上是否成熟，其碳纖維產(chǎn)品是否能與日本、美國比肩……至少在一定程度上，對(duì)碳纖維行業(yè)處于初級(jí)階段的中國來說，這無疑是一劑強(qiáng)心針，也給了研究碳纖維的工作者增添了無限的信心。

    然而，日本已經(jīng)將碳纖維發(fā)展到T1200級(jí)，并且早已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化……那么，事實(shí)上我國的碳纖維發(fā)展的到底怎么樣呢？是否像新聞所說已經(jīng)能初步的自給自足了呢？一切，讓數(shù)據(jù)說話！

    一、碳纖維簡介

    碳纖維（Carbon Fiber，簡稱CF）是由聚丙烯腈（PAN） （或?yàn)r青、粘膠）等有機(jī)母體纖維采用高溫分解法在1000攝氏度以上高溫的惰性氣體下碳化（其結(jié)果是去除除碳以外絕大多數(shù)元素）制成的，是一種含碳量在90%以上的無機(jī)高分子纖維。

    碳纖維是一種強(qiáng)度高、重量輕、力學(xué)性能優(yōu)異的新材料。由于碳纖維及其復(fù)合材料優(yōu)異的綜合性能及高附加值，被稱作是21世紀(jì)的“黑色黃金”。 在國防軍工及民用領(lǐng)域均具有廣泛的應(yīng)用前景， 是發(fā)展國防軍工與國民經(jīng)濟(jì)的重要戰(zhàn)略物資。

    碳纖維分類

    聚丙烯腈（PAN）基碳纖維目前為碳纖維主流，占市場份額的90%以上。

    二、碳纖維復(fù)合材料簡介

    碳纖維復(fù)合材料主要是以碳纖維為增強(qiáng)材料，以樹脂、金屬、陶瓷等作為基體材料，經(jīng)過復(fù)合制成的結(jié)構(gòu)或功能材料。

    ①碳纖維復(fù)合材料優(yōu)勢

    ②碳纖維復(fù)合材料分類

    目前碳纖維復(fù)合材料以樹脂基復(fù)合材料（CFRP）為主，占全部碳纖維復(fù)合材料市場份額的90%以上。

    三、世界碳纖維行業(yè)發(fā)展歷史

    ①起步時(shí)期：1960-1983年

    碳纖維研發(fā)階段、批量生產(chǎn)

    高爾夫球棒和釣魚竿的開發(fā)

    波音757和767次承力結(jié)構(gòu)的選用

    ②成長時(shí)期：1983-1995年

    網(wǎng)球拍和高爾夫球棒的快速發(fā)展

    空客A320主承力結(jié)構(gòu)的選用

    ③擴(kuò)張時(shí)期：1995年至今

    B777主承力結(jié)構(gòu)的選用

    空客A380主承力結(jié)構(gòu)的選用

    波音787項(xiàng)目

    汽車應(yīng)用的擴(kuò)大

    四、碳纖維及其復(fù)合材料應(yīng)用

    五、碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈及工藝流程

    ①碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈

    ②原絲工藝流程圖

    ③碳纖維工藝流程圖

    ④碳纖維復(fù)合材料工藝流程圖

    六、碳纖維市場分析

    ①全球碳纖維產(chǎn)能  

    全球碳纖維的生產(chǎn)主要集中在日本、 美國、徳國等少數(shù)發(fā)達(dá)國家和我國的臺(tái)灣省。其中，碳纖維最大生產(chǎn)商日本東麗、 日本東邦、 日本三菱麗陽的產(chǎn)量合計(jì)占全球產(chǎn)量的一半以上。

    全球碳纖維需求

    自2004年起，碳纖維市場突然緊缺，出現(xiàn)供不應(yīng)求局面，價(jià)格隨之急劇上漲，此后，隨著航空航天、體育休閑和工業(yè)應(yīng)用對(duì)碳纖維的需求大幅度增加，全球碳纖維市場規(guī)模快速增長。2015年的需求量增長到約5. 9萬噸。

    從國際碳纖維需求區(qū)域的總體分布情況來看， 近年來世界碳纖維需求最多的地區(qū)為北美， 該地區(qū)需求量約占全球總需求量的35.69%;其次是歐洲，需求量約占26.64%; 日本和亞洲其他國家分別占19.74%和17.93%。

    ②我國碳纖維產(chǎn)能規(guī)模

    
    我國碳纖維行業(yè)產(chǎn)能增長非常迅速， 到2014年底，我國碳纖維的產(chǎn)能已近14，000噸。

    我國碳纖維需求

    總體來看，2007-2011年我國碳纖維的需求量呈波動(dòng)狀態(tài)。主要原因是在全球碳纖維供應(yīng)不足的情況下，美國、日本等國家對(duì)中國實(shí)行出口限制，導(dǎo)致中國碳纖維需求長期被抑制。尤其是2008年和2010年，國內(nèi)碳纖維市場需求量出現(xiàn)零增長或負(fù)增長。2011-2013年，我國碳纖維需求量快速增長，2013年達(dá)到1.39萬噸。

    近幾年我國破纖維的需求量增長波動(dòng)變化，主要是因?yàn)槭艿焦┙o量不足以及宏觀經(jīng)濟(jì)波動(dòng)的影響。預(yù)計(jì)未來幾年隨著國內(nèi)碳纖維自給能力的提高， 我國破纖維的需求也將能得到較好的釋放。按照近年來我國破纖維需求量15%的年均增速預(yù)計(jì)，到2020年我國破纖維需求量將達(dá)到3.7萬噸左右。

    ③碳纖維需求結(jié)構(gòu)

    在全球范圍內(nèi)， 碳纖維材料總量的一半應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域，特別是在風(fēng)電葉片和汽車領(lǐng)域，體育休閑用品所消耗的碳纖維材料占比不到20%，并呈逐年下降之勢。

    而我國約80%的碳纖維材料主要應(yīng)用于體育休閑用品，工業(yè)用碳纖維比例近年正在逐步提升。我國碳纖維在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用僅為3%，主要原因是航空航天領(lǐng)域需求的全部是小于24K的小絲束碳纖維，小絲束碳纖維價(jià)格較高且我國小絲束碳纖維的供應(yīng)量極為有限。

    ④碳纖維市場格局

    國際纖維行業(yè)的集中度非常高，極高的技術(shù)壁壘，巨額的資金投入使得國際上真正具有碳纖維研發(fā)和規(guī)模化生產(chǎn)能力的公司屈指可數(shù)。 日本的三家企業(yè)：日本東麗、日本東邦和日本三菱麗陽目前擁有全球丙烯腈碳纖維50%以上的市場份額。日本東麗作為世界上高性能碳纖維研究與生產(chǎn)的“領(lǐng)頭羊”，為波音公司長期、穩(wěn)定也是最主要的供貨商。

    我國碳纖維行業(yè)目前仍處于初級(jí)階段， 競爭激烈程度較低，掌握碳纖維研發(fā)核心技術(shù)并能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定、成本可控的規(guī)模化生產(chǎn)的企業(yè)較少。

    七、碳纖維相關(guān)政策

    2013年工信部發(fā)布《加快推進(jìn)碳纖維行業(yè)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃》，該計(jì)劃提出：“經(jīng)過三年努力，初步建立碳纖維及其復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)體系，碳纖維的工業(yè)應(yīng)用市場初具規(guī)模。

    國務(wù)院發(fā)布的《”十二五“國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》提出：”以樹脂基復(fù)合材料和碳碳復(fù)合材料為重點(diǎn)，積極開發(fā)新型超大規(guī)格、特殊結(jié)構(gòu)材料的一體化制備工藝，推進(jìn)高性能復(fù)合材料低成本化、高端品種產(chǎn)業(yè)化和應(yīng)用技術(shù)裝備自主化。大力開發(fā)高比模量、高穩(wěn)定性和熱塑性復(fù)合材料品種。積極開發(fā)新型陶瓷基、金屬基復(fù)合材料。“工信部發(fā)布《新材料產(chǎn)業(yè)”十二五“發(fā)展規(guī)劃》， 提出：碳纖維發(fā)展重點(diǎn)為”加強(qiáng)高強(qiáng)、高強(qiáng)中模、高模和高強(qiáng)高模系列品種攻關(guān)，實(shí)現(xiàn)千噸級(jí)裝置穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，提高產(chǎn)業(yè)化水平，擴(kuò)大產(chǎn)品應(yīng)用范圍“。

    八、國內(nèi)外知名企業(yè)

    從20世紀(jì)60年代開始，中國就一直在研究碳纖維，雖然進(jìn)展非常緩慢，但也取得了一定的成績。進(jìn)入21世紀(jì)后，碳纖維的發(fā)展逐漸加快，特別在”十二五“期間，國家將碳纖維納入了重點(diǎn)發(fā)展項(xiàng)目。相信在國家政策的指導(dǎo)下，國內(nèi)碳纖維的發(fā)展定會(huì)穩(wěn)步提高，假以時(shí)日，也會(huì)比肩美日德等發(fā)達(dá)國家，在全球市場上占據(jù)一定份額。