碳纖維是一種高強度、高模量的高性能纖維材料,碳纖維密度不到鋼的1/4、強度是鋼的5-7倍,廣泛應用于航空航天、能源裝備、交通運輸、體育休閑等領域。經過多年的研發和約十年的產業化建設,我國建立起了自己的碳纖維技術體系和較完整的碳纖維產業,初步形成了產業化的碳纖維研發與生產平臺,逐步打破了日、美長期的技術封鎖和市場壟斷局面。
一、國內外碳纖維行業發展概述
全球碳纖維產業“三強爭霸”
早期碳纖維可以追溯到19世紀末期,20世紀中葉發達國家投入大量人力和物力研究碳纖維,在軍用航空航天領域實現了應用,此后日本大阪工業研究所發明了PAN纖維制造碳纖維的方法,各種碳纖維制備技術相繼涌現。進入21世紀以來,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。
從全球碳纖維產能分布來看,2017年全球碳纖維理論產能約達到15.1萬噸,美國、日本和中國大陸理論產能分列前三位,總體來看,產能分布格局保持穩定態勢。從產量分布情況來看,碳纖維的生產主要集中在日本、美國、德國等少數發達國家和我國的臺灣省。
圖表:2012-2017年全球碳纖維行業產能情況

資料來源:賽瑞研究
國內碳纖維產業“風起云涌”
長期以來,日本、美國等發達國家在碳纖維高端產品、技術裝備等方面對我國進行封鎖或限制。隨著近年來中國對碳纖維的需求量日益增長,碳纖維已被列為國家化纖行業重點扶持的新產品,成為國內新材料行業研發的熱點。為全面掌握碳纖維核心技術,國內企業注重自主創新,某些關鍵設備的研發已取得突破性成果,高性能纖維的生產工藝也在不斷進步。但是,受國外低價傾銷和惡意競銷的影響,加上我國碳纖維企業小而散的狀態,質量尚不太穩定,而且生產成本高,全行業實現盈利企業并不多。
從供給能力來看,目前國內大小碳纖維生產企業達40多家,2010至2017年期間,我國碳纖維產能從0.64萬噸增至2.6萬噸,增長4倍多,年復合增長率超過16%。
圖表:2010-2017年中國碳纖維產能情況

資料來源:賽瑞研究
二、碳纖維行業市場競爭格局
全球范圍內,碳纖維核心生產技術主要掌握在日本和美國等少數幾個國家,生產能力和市場需求亦主要集中在上述地區。碳纖維理論產能前五家公司:日本東麗、卓爾泰克(Zoltek,2014年被東麗收購)、德國西格里(SGL)、日本三菱麗陽(MRC)、日本東邦(Toho)。幾年,隨著國內企業在碳纖維領域不斷加大投入,研發生產實力得到大幅提升,出現了以江蘇恒神、中復神鷹、光威復材、精功集團及中簡科技等為代表的企業。
圖表:2017年全球重點碳纖維企業產能情況

資料來源:賽瑞研究
整體來看,雖然我國在碳纖維產業有了長足的進步,但整體而言碳纖維產業仍基本被西方發達國家所壟斷。全球碳纖維技術主要掌握在日本公司手中,日本生產的碳纖維無論質量還是數量上均處于世界領先地位。美國是繼日本之后掌握碳纖維生產技術的少數幾個發達國家之一,同時是世界上最大的PAN基碳纖維消費國。德國的西格里集團(SGL)公司依靠德國強大工業創新體系在全球碳纖維市場也擁有一席之地。
三、碳纖維行業發展趨勢分析
1、碳纖維研制和產業化建設將進一步加快
經過多年的研發和約十年的產業化建設,我國建立起了自己的碳纖維技術體系和較完整的碳纖維產業,初步形成了產業化的碳纖維研發與生產平臺,建立了針對國產高性能碳纖維的應用評價、復合材料制備與應用體系。國內碳纖維制造已開始逐步打破了日、美長期的技術封鎖和市場壟斷局面。未來幾年,在國家政策的強力支持及國內碳纖維規模化發展推動下,我國碳纖維的產業化進程將進一步加快,進一步打破國外產品和技術壟斷。
2、碳纖維產業將加速進口替代
總體來看,國內T300級和T700級碳纖維產品質量已達到國外同類產品水平,在航天航空、國防軍工、體育休閑等領域部分替代進口。但是國內碳纖維行業對外依存度依然非常高,進口產品占整個市場銷量的80%以上,高端產品市場甚至達到95%。國內政策已經明確提出到2020年,我國碳纖維技術創新、產業化能力和綜合競爭能力達到國際水平,國家政策鼓勵進口替代的意圖非常明確,隨著國內碳纖維產業鏈的不斷成熟,國內碳纖維將加速進口替代進程。
3、應用領域不斷擴大,工業消費占比逐步上升
碳纖維除了用于航天航空和風電、汽車、體育用品及國防領域等主要領域外,在軌道交通、電力輸送、海洋工程、建筑補強、石油開采、壓力容器等領域的需求潛力同樣可觀。從全球碳纖維應用來看,工業領域的應用仍占主流,我國受限于產品技術水平難以滿足規模生產高端碳纖維,體育休閑領域占據了大部分市場。目前國內體育休閑市場已經逐漸飽和,未來幾年,隨著碳纖維生產技術的進步及工業應用領域的拓展,工業領域的占比將逐步擴大,預計到2020年將超過60%。
4、低端產品競爭加劇,行業開始走向整合
國產碳纖維整體性能、質量與國際先進國家相比存在較大差距,產品又都集中于低端產品,纖維應用技術服務能力差,產品市場接受程度不高。大多數碳纖維企業并沒有完全掌握工藝技術和設備性能,造成產品質量穩定性差,且產品同質化非常嚴重。初步統計的國內16家具備原絲和碳纖維產業鏈的企業中,有13家采用了DMSO紡絲工藝路線。所有的碳纖維企業都以生產高強型T300級和T700級以及高強中模型T800級碳纖維為主,產品又都集中在3K、6K、12K、24K,而24K以上的大絲束品種基本沒有生產。
隨著龍頭企業規模化生產能力逐漸形成,加上日本企業在低端產品市場對于價格的刻意打壓,低端產品的利潤空念將會被進一步壓縮,缺乏核心競爭優勢和技術的中小企業將面臨更大的生存壓力,行業整合或將加速到來。
更多關于材料方面、材料腐蝕控制、材料科普等方面的國內外最新動態,我們網站會不斷更新。希望大家一直關注中國腐蝕與防護網http://www.ecorr.org
責任編輯:韓鑫
《中國腐蝕與防護網電子期刊》征訂啟事
投稿聯系:編輯部
電話:010-62313558-806
郵箱:fsfhzy666@163.com
中國腐蝕與防護網官方 QQ群:140808414
免責聲明:本網站所轉載的文字、圖片與視頻資料版權歸原創作者所有,如果涉及侵權,請第一時間聯系本網刪除。
相關文章

官方微信
《中國腐蝕與防護網電子期刊》征訂啟事
- 投稿聯系:編輯部
- 電話:010-62313558-806
- 郵箱:fsfhzy666@163.com
- 中國腐蝕與防護網官方QQ群:140808414
點擊排行
PPT新聞
“海洋金屬”——鈦合金在艦船的
點擊數:5768
腐蝕與“海上絲綢之路”
點擊數:4763