研报ℱ碳纤维工厂选址与政策考量 国内外对比分析报告

编者按：美国清洁能源制造业分析中心（CleanEnergy Manufacturing Analysis Center，CEMAC）发布了一份有关碳纤维工厂在地理位置选址和相关政策考量方面的国别对比分析报告。

工业级碳纤维的制造成本介于10~25美元/kg，这主要取决于所生产的碳纤维的类型和质量。2015~2024年间，碳纤维的需求预计每年增长10%（图1）。

 图1  部分工业应用领域碳纤维需求量预测（单位：吨）

本报告是在CEMAC对全球碳纤维复合材料供应链竞争力分析（涉及供应、需求、市场和制造成本等）的基础上形成的，重点关注的是碳纤维生产选址以及政策考量。当前，全球碳纤维制造业主要在美国、日本、欧洲和中国（图2）。

图2  全球碳纤维产能地域分布

碳纤维及相关产品的生产可以促进经济发展，提供就业机会。例如东丽已经承诺在美国南卡罗来纳州的新工厂投资10亿美元，还有500个工作岗位，另外两个在阿拉巴马州的生产基地雇用了500人。

尽管市场有望扩大，但不清楚用于满足需求的新工厂会在何处落地。本报告研究了中国、法国、德国、匈牙利、日本、墨西哥、韩国、中国台湾、英国、美国等碳纤维主要生产国家/地区的相关情况。此外，报告还阐述了选址决策的各种指标，如劳动和能源成本，以及支持碳纤维开发、国内部署和出口的政策等。报告最后讨论了各种政策选择，鼓励新的碳纤维制造商在某些行政区域落户，并培育更广泛的终端市场。

劳动力成本占整个生产成本的12%，可以影响碳纤维工厂在某些地区的落户。在这方面，每小时劳动率、劳动生产率和自动化是最相关的。最终，制造商必须权衡每小时劳动率较低的国家（如中国、墨西哥）与具有较高劳动生产率的国家（如美国、德国，当然这些国家也具有较高的小时劳动力成本）的收益对比情况（图3、图4）。同时，自动化可取代高达60%的制造业劳动力，能够降低总体劳动力成本。自动化的发展也可能减少劳动力因素在制造商选址决策时的重要性，同时鼓励更多地关注无法自动化的工艺的劳动生产率。

图3  每小时GDP的劳动生产率比较

 图4  每小时报酬成本比较

（2）能源

由于碳纤维制造工艺的能源密集性，能源成本是碳纤维行业当前及今后的一项重要考虑因素。包括美国在内的一些国家能源成本较低，反映在工业用电和天然气价格较低（图5、图6），这些国家可能对未来碳纤维工厂的选址具有吸引力。

图5  2014年平均工业用电价格比较

图6  2014年工业天然气价格比较

（3）货币

当地货币的实力和稳定性可能会影响制造商在某些国家建设和扩建生产设施的决定。首先，位于美国等高价值货币国家的制造商相对于在货币价值较低的国家来说，生产成本上可能处于劣势。美国钢铁制造业停滞不前就是一个例证。其次，对于开展进出口贸易的碳纤维制造商而言，货币价值出现异常波动也是一个问题。例如，与2014~2015年的美元相比，欧元贬值了20%。取决于贸易所用的货币，碳纤维制造商的产品可能会在欧洲市场以外予以定价。这些波动性问题可以通过采用某些对冲策略来缓解。虽然有效地尽量减少这些风险是可能的，适当对冲货币波动可能是具有挑战性的，特别是在出现意外汇率波动的情况下，欧元近期的波动就是例证。因此，落户在更稳定货币和大型终端市场的地区或将是制造商的首选，这不仅可减少供应链的国际贸易，还可降低不可预测的汇率波动风险。

（4）环境与健康

碳纤维生产受制于环境和安全规定，进而影响生产工艺与成本。例如，在各个国家/地区，碳纤维制造商及所有工业应用都必须符合当地的空气污染排放标准。这些排放标准在各地通常是类似的，这有可能减轻政策对生产成本的影响。然而，解决温室气体排放的新政策可能对碳纤维设施产生影响，因为碳纤维生产中，每千克产品会排放24~31 kg CO2。限制这些排放量的政策可能会影响制造商在某些区域的落地，尽管有关能源采购的决策可以适当减轻影响。

（5）知识产权

碳纤维的生产是一个高度专业化和技术化的过程，具有完善知识产权政策的国家/地区能为碳纤维制造商提供保障，使其技术和研发成果受到保护。美国商会根据国际知识产权指数的政策严格性进行排名发现，美国排名最高，其次是众多欧洲国家、日本和韩国。中国台湾、墨西哥、俄罗斯、中国和土耳其等显著低于美国。

（6）产品质量

鉴于碳纤维生产的特殊性，当需求增加时，现有制造商在产品和品牌质量考虑方面可能具有优势。这些优势可能会鼓励碳纤维制造商扩大现有装置，特别是拥有强大知识产权保护的地区的业务。事实上，碳纤维生产邻近终端用途产品的生产客户，在物流和质量控制成本降低方面具有其他重要的优势，这也会影响潜在制造商的工厂选址决策。

（1）贸易政策

在贸易政策方面，美国和其他9个国家/地区有很大的不同。因为碳纤维可提高军事能力或导致核扩散，所以碳纤维属于军民两用的产品。各国都制定了碳纤维出口管制政策，以限制碳纤维会被用于军事用途。美国要求碳纤维制造商与国外购买方的每笔碳纤维交易都要获得出口许可证。而其他经济体国家都允许在同一出口许可证下进行多个交易。这种出口许可程序阻碍了美国在国际市场上的发展，造成某些碳纤维制品生产的延迟和效率低下。另一方面，包括美国在内的大多数国家/地区都对碳纤维征收进口关税，而美国的关税比其他国家要高一些（如丙烯酸前驱体即为该种情况）。因此碳纤维进出口关税可能影响碳纤维产品成本，从而影响制造商的选址决策。

（2）制造业支持与发展

虽然促进碳纤维制造发展的政策在结构、严格程度和内容上都有很大的差异，但对于选址的评估都作为一个共同主题进行了研究。分析显示，除墨西哥外，其他主要的国家/地区均通过研发降低碳纤维制造成本、增加碳纤维装置布局等来支持碳纤维的生产。

包括中国和韩国在内的一些国家已经建立了特定的碳纤维研究创新集群。美国也建立了先进复合材料制造业创新研究所开展类似研究目的的活动。尽管几乎所有的国家/地区都支持该领域的一些研究，但美国、日本和中国台湾的投资支持历史最为悠久。如果这些选址能够继续维持，在现有和新兴市场方面会带来更多的碳纤维装置布局。

（3）终端用途市场的支持

在现有终端用途市场支持方面，政策评估中呈现出更多的差异，特别是到2024年可能产生显著增长的两个领域——风能和汽车工业。虽然各国对陆地风能的激励措施很普遍，但对海上风能应用的支持存在差异；实际上，后者更多使用碳纤维。四个欧洲国家——法国、德国、匈牙利、英国，以及中国和中国台湾都有直接支持近海风能市场的政策，从而推动了风能应用的碳纤维市场。日本、墨西哥、美国和韩国没有为海上风能提供类似的政策支持。如果海上风能部署向全球范围扩大，将会进一步促进碳纤维的广泛使用。与此同时，陆地风能碳纤维用量的增加也会使市场扩大。相比之下，所有的10个国家/地区已经采用了可以推动碳纤维部署的车辆排放标准，考虑到碳纤维制品轻便的性能，既提高了燃料经济性，又提高了车辆的性能驱动范围。中国和美国都有汽车尾气排放政策，电动汽车可以进一步推广碳纤维市场。后续政策会涉及到激励更高效的车辆，可能会进一步扩大碳纤维部署和刺 激碳纤维制造的增长。

为了吸引新的碳纤维工厂，决策者们可以考虑建立碳纤维相关的劳动力发展项目，类似西格里集团位于华盛顿州摩西湖的汽车用碳纤维生产设施，像密苏里州圣彼得斯提供给Zoltek公司激励经济发展的一揽子计划一样，以及Toray公司设施选址南卡罗来纳州促进制造业集群和设施共同发展。

为了支持碳纤维的制造和发展，来自于碳纤维行业专家的调查结果建议政策制定者可评估改革出口许可要求，允许多次交易，调整与碳纤维相关材料的关税制度，或增加研发活动了促进创新发展。

为促进终端市场对碳纤维的需求，尤其在风能和汽车应用领域，支持进一步部署可再生能源和能源效率技术的政策能够积极提高碳纤维的制造。同样，越来越多的汽车排放减少的需求和项目可能也会提高汽车行业的碳纤维的投资和部署。

来源：新材料之家、碳纤维生产技术

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