发展ℱ2019年我国碳纤维行业发展趋势 需要开拓高端产品应用领域市场
本文摘要：（由ai生成）
碳纤维是一种高强度、高模量纤维材料，广泛应用于航空航天、风电、汽车等领域。全球碳纤维需求持续增长，但国产碳纤维技术与国际水平有差距，需解决制造装备优化、工艺参数准确等问题以提升产品质量和竞争力。
一、碳纤维行业概述
碳纤维（carbonfiber，简称CF），是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维“外柔内刚”，质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且具有耐腐蚀、高模量的特性，在国防军工和民用方面都是重要材料。它不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。
碳纤维具有许多优良性能，碳纤维的轴向强度和模量高，密度低、比性能高，无蠕变，非氧化环境下耐超高温，耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小且具有各向异性，耐腐蚀性好，X射线透过性好。良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等。
碳纤维可分别用聚丙烯腈纤维、沥青纤维、粘胶丝或酚醛纤维经碳化制得。碳纤维通过与其他介质一起组成具有不同性能的碳纤维复合材料，可以被广泛应用于航空航天、风电、船舶、汽车、休闲电子、电缆导线、建筑建材、储气瓶等领域。
资料来源：公开资料整理
二、碳纤维行业现状
碳纤维复合材料由于其优良的材料性能，已经被广泛应用于航空航天（国防）、风电叶片、汽车、船舶、压力容器、建筑、电缆芯等不同行业。2017年全球碳纤维复合材料需求达到8.42万吨，预计2020年全球总需求将达到11.21万吨，复合增长率达到10%。
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碳纤维按拉伸模量可以分为标准模量（230-265GPA）、中等模量（270-315GPA）、高等模量（超过315GPA），其中2017年标模大丝束、标模小丝束需求分别为3.49万吨（41.45%）、3.28万吨（38.95%），中模量需求达1.54万吨（18.29%）、高模量需求为1100吨，约占1.31%。
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2017年全球碳纤维需求总量8.42万吨，其中需求量最大的三个行业分别是风电叶片1.98万吨（23.52%）、航空航天1.92万吨（22.80%）、休闲体育1.32万吨（15.68%），除此之外，汽车、混配模成型、压力容器等行业需求较大。根据碳纤维应用端其价值分布情况来看，2017年全球碳纤维总价值23.44亿美元，其中航空航天（含国防）的价值为11.52亿美元，占比达49.14%，体现了航空航天领域碳纤维应用的高附加值属性，其次在风电叶片、汽车等领域具备较大的发展潜力。
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2017年我国碳纤维需求达2.35万吨，同比增长达20.06%，整体上延续了近期年碳纤维需求快速增长趋势，其中有7400吨是由国产碳纤维企业生产商提供，进口碳纤维总量（1.61万吨）仍然明显高于国产量，进口替代空间巨大。未来随着国内碳纤维需求的不断增长，预计2020年我国碳纤维总需求将达3.30万吨，复合增长率超过11%；同时，随着国产碳纤维技术水平提高，我国国产碳纤维市场占比有望不断提升。
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2017年我国碳纤维市场需求按行业划分来看，体育器材需求量1.20万吨（含中国台湾，总计占比51.10%）占据半壁江山，风电叶片需求3060吨（13.03%），建筑补强领域需求1800吨（7.66%），航空航天需求量900吨（3.83%），汽车领域需求600吨（2.55%），电缆芯需求量400吨（1.70%）。
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2017年我国碳纤维来源除了中国大陆的7400吨外，分别来自日韩、美国、中国台湾等地区，其中日本6100吨（25.97%），中国台湾4203吨（17.90%），韩国2055吨（8.75%）等，其中从韩国进口部分主要来自于东丽（韩国）公司的产品，属日系产品，墨西哥、匈牙利及美国的一部分，因东丽收购了卓尔泰克，也属于日系产品，总计，日系依然有9085吨的销售量，依然是中国市场最大的供应商。
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三、我国碳纤维行业发展需解决的问题
毋庸讳言，技术的落后是国产碳纤维缺乏竞争力的根本原因。就目前而言，生产碳纤维并不是难事，难就难在产品的稳定性和成本的可接受性，释放产能，实现稳产量产。要实现上述目标，需要解决的紧迫问题主要有：
1.如何从制造装备的优化保证产品的质量。
从非标生产线向标准生产线的过渡是保证产品质量的先决条件。工艺参数的调试需要制造设备来实现，将工艺参数输入在控制器上，一个牵引机上好几个辊，速度都要调节好，关键是微振动，几乎测不到的震动都会影响产品性能。干喷湿纺工艺，喷丝头与液面的距离是非常严格的，液面波动将会影响凝固效果。
2.如何从工艺参数的准确保证产品的质量。
工艺参数是国产碳纤维的命根，需要真正定下心来去研究这些参数的每一项，一个参数造成的缺陷不算多，可是很多参数没有优化，最后的碳纤维就差了十万八千里了。还有就是我们如果要优化这许多的参数，需要一个庞大的试验计划，有谁能有资金支持这些实验呢。为了尽早做出产品，都在不断妥协妥协，结果却造不出好产品。
3.如何从稳定均匀的生产保证产品的质量。
我们很多企业能够做出号称T300水平、T700、T800、T1000水平碳纤维，只是不是太均匀。一根纤维应该是均匀直径，均匀物相，每一段纤维都与整根纤维一样，强度在一定范围内。在一根纤维上不同地方截取一段纤维，如果它们的强度比较均匀则是好纤维。这是临门一脚，我们的功夫就差在这里。
由于国外的技术封锁，碳纤维产业化发展技术突破是每一个企业必须首先面对的难题。不但国外封锁，国内、省内各碳纤维企业的技术也各自摸索、各自封锁。各企业因为技术和工艺问题，既交出了沉重的学费，也花费了漫长的时间，量产稳产和产业化进程为此受到严重制约。目前，尽管一些碳纤维企业已初步掌握了T300级碳纤维工业化生产技术，基本掌握了T700级碳纤维工业化生产技术。但是因为碳纤维生产线布点动辄几百米，极其复杂，温度、湿度、速度、力度等多方面的参数都可以影响到碳纤维原丝和碳丝的质量。与发达国家相比，我们在产品的稳定性、可靠性和经济性上仍有不小的差距，高端产品的产业化技术仍为空白。为加快碳纤维国产化进程，缩短碳纤维企业哺乳期，建议国家或者省级发改委、科技部门联合有关大学，成立技术协同攻关小组，对制约碳纤维企业的重点技术难题进行突破性攻关，每一家重点碳纤维企业领衔主攻其中的一项难题，攻克之后，受益分享。
四、我国碳纤维行业发展趋势
1、碳纤维研制和产业化建设将进一步加快
经过四十多年的研发和约十年的产业化建设，中国建立起了自己的碳纤维技术体系和较完整的碳纤维产业，初步形成了产业化的碳纤维研发与生产平台，建立了针对国产高性能碳纤维的应用评价、复合材料制备与应用体系。中国碳纤维制造已开始逐步打破了日、美长期的技术封锁和市场垄断局面。未来几年，在国家政策的强力支持及国内碳纤维规模化发展推动下，中国碳纤维的产业化进程将进一步加快，进一步打破国外产品和技术垄断。
2、碳纤维产业将加速进口替代
总体来看，国内T300级和T700级碳纤维产品质量已达到国外同类产品水平，在航天航空、国防军工、体育休闲等领域部分替代进口。但是国内碳纤维行业对外依存度依然非常高，进口产品占整个市场销量的80%以上，高端产品市场甚至达到95%。国内政策已经明确提出到2020年，我国碳纤维技术创新、产业化能力和综合竞争能力达到国际水平，国家政策鼓励进口替代的意图非常明确，随着国内碳纤维产业链的不断成熟，国内碳纤维必将速度进口替代进程。
3、应用领域不断扩大，工业消费占比逐步上升
碳纤维除了用于航天航空和风电、汽车、体育用品及国防领域等主要领域外，在轨道交通、电力输送、海洋工程、建筑补强、石油开采、压力容器等领域的需求潜力同样可观。从全球碳纤维应用来看，工业领域的应用仍占主流，我国受限于产品技术水平难以满足规模生产高端碳纤维，体育休闲领域占据了大部分市场。目前国内体育休闲市场已经逐渐饱和，未来几年，随着碳纤维生产技术的进步及工业应用领域的拓展，工业领域的占比将逐步扩大，预计到2020年将超过60%。
4、低端产品竞争加剧，行业开始走向整合
国产碳纤维整体性能、质量与国际先进国家相比存在较大差距，产品又都集中于低端产品，纤维应用技术服务能力差，产品市场接受程度不高。大多数碳纤维企业并没有完全掌握工艺技术和设备性能，造成产品质量稳定性差，且产品同质化非常严重。初步统计的国内16家具备原丝和碳纤维产业链的企业中，有13家采用了DMSO纺丝工艺路线。所有的碳纤维企业都以生产高强型T300级和T700级以及高强中模型T800级碳纤维为主，产品又都集中在3K、6K、12K、24K，而24K以上的大丝束品种基本没有生产。
来源：百家号/华经情报网
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