我國碳纖維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢

　　國家工信部近日傳達(dá)了關(guān)于印發(fā)《加快推進(jìn)碳纖維行業(yè)發(fā)展行動計劃》(以下簡稱《計劃》)的通知。

　　《計劃》根據(jù)《國務(wù)院關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》、《“十二五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》和《新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》內(nèi)容制定。

　　與3月發(fā)出的《關(guān)于加快推進(jìn)碳纖維行業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的指導(dǎo)意見》(征求意見稿)相比，內(nèi)容更貼近行業(yè)發(fā)展實際，并提出了更高的發(fā)展目標(biāo)。

　　《計劃》在今年出臺，助力產(chǎn)業(yè)在轉(zhuǎn)型升級關(guān)鍵時期更加明晰前進(jìn)方向與路徑。這是在總結(jié)發(fā)展經(jīng)驗與歷程后提出的，更具有指導(dǎo)性與操作性。而且，我國碳纖維企業(yè)在持續(xù)投入之后，終于實現(xiàn)贏利，這也是行業(yè)發(fā)展出現(xiàn)的拐點。《計劃》的出臺，也是為行業(yè)的發(fā)展鼓勁兒。

　　然而，綜觀國際市場，碳纖維產(chǎn)業(yè)的競爭也進(jìn)入到了白熾化階段。如何打好這一仗，中國碳纖維產(chǎn)業(yè)還有許多要做的工作。《計劃》凝聚了行業(yè)的心血與夢想。

　　“四結(jié)合”完善產(chǎn)業(yè)體系

　　《計劃》提出，我國發(fā)展碳纖維要堅持科技創(chuàng)新與提升產(chǎn)業(yè)化水平相結(jié)合、

　　產(chǎn)業(yè)發(fā)展與下游應(yīng)用相結(jié)合、突出重點與全面推進(jìn)相結(jié)合、堅持市場導(dǎo)向與政策引導(dǎo)相結(jié)合的原則。業(yè)內(nèi)人士表示，“四結(jié)合”非常貼近碳纖維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展實際，對于產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有指導(dǎo)意義。

　　科技創(chuàng)新與提升產(chǎn)業(yè)化水平相結(jié)合是要更加注重關(guān)鍵、核心和前沿技術(shù)的研發(fā)。近年來，我國碳纖維產(chǎn)業(yè)在國家政策的引導(dǎo)下，投身建設(shè)的企業(yè)不少，同時同質(zhì)化發(fā)展，低水平投資的現(xiàn)象也愈演愈烈。中國化纖工業(yè)協(xié)會會長端小平曾指出，碳纖維等高性能技術(shù)纖維由于是技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，技術(shù)進(jìn)步太快，低水平、同質(zhì)化產(chǎn)能的增加一定要給市場需求和技術(shù)升級留有空間。山東大學(xué)教授朱波在談到企業(yè)心態(tài)時也表示，建設(shè)碳纖維這類高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)不能急功近利，要加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新。目前行業(yè)中出現(xiàn)的水平低、質(zhì)量差等問題還需要科技提升來解決。

　　同時，科技創(chuàng)新與提升產(chǎn)業(yè)化水平相結(jié)合也要加速推進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)化，突破產(chǎn)業(yè)化技術(shù)、工藝和裝備的瓶頸制約，使碳纖維產(chǎn)業(yè)內(nèi)生出核心競爭力。日前，由中復(fù)神鷹碳纖維有限責(zé)任公司等單位承擔(dān)的“干噴濕紡GQ45高性能碳纖維工程化關(guān)鍵技術(shù)及設(shè)備研發(fā)”項目，已經(jīng)通過了驗收。這在國內(nèi)率先突破了國際先進(jìn)的干噴濕紡碳纖維制造技術(shù)，提振了行業(yè)的信心。

　　產(chǎn)業(yè)發(fā)展與下游應(yīng)用相結(jié)合要求圍繞國家重大工程和重點項目需求，不斷提升產(chǎn)品質(zhì)量性能及批次穩(wěn)定性，積極開拓下游應(yīng)用市場，延伸產(chǎn)業(yè)鏈條，實現(xiàn)碳纖維與下游產(chǎn)品同步發(fā)展。中復(fù)神鷹碳纖維有限責(zé)任公司董事長張國良認(rèn)為，碳纖維生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)堅持自身的創(chuàng)新主體地位，同時要深入開展產(chǎn)研結(jié)合與協(xié)同創(chuàng)新。他表示，中復(fù)神鷹碳纖維有限責(zé)任公司在突破碳纖維干噴濕法工藝后，將加強(qiáng)碳纖維應(yīng)用技術(shù)研究，進(jìn)一步延伸產(chǎn)業(yè)鏈，以推動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步，取得綜合效益。

　　目前，碳纖維主要應(yīng)用于航空航天、工業(yè)應(yīng)用、體育休閑等方面。而我國碳纖維在航空航天、工業(yè)應(yīng)用方面的應(yīng)用比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于發(fā)達(dá)國家。因此，突出重點與全面推進(jìn)相結(jié)合要重點推動碳纖維高端品種產(chǎn)業(yè)化，促進(jìn)軍民兩用術(shù)和資源的交流融合。

　　另外，堅持市場導(dǎo)向與政策引導(dǎo)相結(jié)合，也是碳纖維這種高新技術(shù)材料以及當(dāng)前的發(fā)展階段發(fā)展所決定的。

　　建立具有國際競爭力的碳纖維企業(yè)

　　《計劃》對于碳纖維今后的發(fā)展也提出了具體的目標(biāo)。該計劃規(guī)劃顯示，短期的目標(biāo)是要經(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。聚丙烯腈(PAN)原絲、高強(qiáng)型碳纖維的產(chǎn)品質(zhì)量接近國際先進(jìn)水平，高強(qiáng)型碳纖維單線產(chǎn)能產(chǎn)量達(dá)到千噸級并配套原絲產(chǎn)業(yè)化制備，高強(qiáng)中模型碳纖維實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，高模型和高強(qiáng)高模型碳纖維突破產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)(初步實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化)。同時要擴(kuò)大碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用市場，基本滿足國家重點工程建設(shè)和市場需求。另外，碳纖維知識產(chǎn)權(quán)創(chuàng)建能力要顯著提升，專利布局明顯加強(qiáng);碳纖維生產(chǎn)集中度進(jìn)一步提高。

　　長期目標(biāo)是到2020 年，我國碳纖維技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)化能力和綜合競爭能力達(dá)到國際水平。碳纖維品種規(guī)格齊全，基本滿足國民經(jīng)濟(jì)和國防科技工業(yè)對各類碳纖維及其復(fù)合材料產(chǎn)品的需求;初步形成2～3家具有國際競爭力的碳纖維大型企業(yè)集團(tuán)以及若干創(chuàng)新能力強(qiáng)、特色鮮明、產(chǎn)業(yè)鏈完善的碳纖維及其復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)。

　　業(yè)內(nèi)人士表示，該《計劃》與之前工信部發(fā)出的《關(guān)于加快推進(jìn)碳纖維行業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的指導(dǎo)意見》征求意見稿相比，發(fā)展目標(biāo)上強(qiáng)調(diào)碳纖維本身提升品質(zhì)與技術(shù)的同時，更加強(qiáng)調(diào)碳纖維的應(yīng)用，如提出碳纖維的工業(yè)應(yīng)用市場應(yīng)初具規(guī)模，并在實現(xiàn)路徑上重點指出要完善產(chǎn)業(yè)鏈與加強(qiáng)上下游的合作。同時該《計劃》提出的遠(yuǎn)期目標(biāo)更高，例如，征求意見稿只是要求到2020年，國內(nèi)建成3～5家骨干企業(yè)，而該《計劃》提出要初步形成2～3家具有國際競爭力的碳纖維大型企業(yè)集團(tuán)。有專家認(rèn)為，這項指標(biāo)符合發(fā)展實際，也是國際形勢所迫。

　　目前，世界各大碳纖維生產(chǎn)商都加快了產(chǎn)業(yè)布局。日本帝人、東麗相繼提出了擴(kuò)能計劃，并在研發(fā)上不斷取得突破。而且，這些公司密切加大了與下游應(yīng)用企業(yè)的合作，如東麗將向美國通用汽車(GM)等企業(yè)的碳纖維零部件供應(yīng)商注資20%，在美國建立起從開發(fā)到生產(chǎn)、銷售的全套體制。日本帝人下屬的東邦特耐克絲也為某手機(jī)制造商生產(chǎn)了智能手機(jī)和平板電腦碳纖維材質(zhì)的外殼。朱波認(rèn)為，這些行業(yè)巨頭加強(qiáng)與下游企業(yè)的合作或參與下游產(chǎn)品的生產(chǎn)，在完善研發(fā)生產(chǎn)體系的同時，也在先行強(qiáng)占市場。

　　組團(tuán)突破技術(shù)關(guān)

　　為實現(xiàn)上述目標(biāo)，按照該《計劃》的部署，行業(yè)將重點組織實施四大行動，即關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新行動、產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)行動、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級行動、下游應(yīng)用拓展行動。

　　其中，關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新行動受人矚目。該《計劃》提出要突破關(guān)鍵共性技術(shù)、加強(qiáng)研發(fā)服務(wù)平臺建設(shè)與實施知識產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略。

　　目前，我國碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在的短板是較多的企業(yè)各自為戰(zhàn)，力量比較分散。多位業(yè)內(nèi)人士向記者表示，發(fā)展技術(shù)已經(jīng)達(dá)成共識，但是單個企業(yè)“閉門造車”式的研發(fā)的情況不僅重復(fù)勞動，浪費了精力財力，也托慢了行業(yè)技術(shù)進(jìn)步的速度。有的企業(yè)甚至內(nèi)部都沒有較好的技術(shù)管理與提升計劃，往往是“來一批專家干一批活，走一批專家又從頭做起”。朱波認(rèn)為，碳纖維材料作為國家戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，面對國外競爭，應(yīng)集中力量、集中人才把碳纖維產(chǎn)業(yè)做大做強(qiáng)。張國良也表示，行業(yè)內(nèi)應(yīng)多多進(jìn)行交流，打破碳纖維的神秘性。

　　該《計劃》針對這種現(xiàn)象作出了指導(dǎo)性描述：依托國家科技重大專項等科技計劃，大力支持科研院校、企業(yè)技術(shù)中心及行業(yè)組織等機(jī)構(gòu)，系統(tǒng)研究碳纖維及其復(fù)合材料全產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵技術(shù)，突破產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)。

　　“干噴濕紡GQ45高性能碳纖維工程化關(guān)鍵技術(shù)及設(shè)備研發(fā)”項目就是由中復(fù)神鷹碳纖維有限責(zé)任公司、連云港鷹游紡機(jī)有限責(zé)任公司、中國復(fù)合材料集團(tuán)有限公司以及江蘇奧神集團(tuán)有限責(zé)任公司聯(lián)合研發(fā)成功的，這成為系統(tǒng)研究碳纖維及其復(fù)合材料全產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵技術(shù)的典范。

　　由于高性能纖維產(chǎn)業(yè)鏈具有功能和結(jié)構(gòu)一體化制造的特點，需要協(xié)同創(chuàng)新平臺，這使得建立產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟顯得極為迫切。《計劃》指出，將積極推動碳纖維及其復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟建設(shè)，形成骨干企業(yè)與下游用戶、科研院所聯(lián)合開 發(fā)、專利共享、示范應(yīng)用、以及技術(shù)交流合作的平臺。這在方面，日本碳纖維產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的運行模式對于中國碳纖維產(chǎn)業(yè)有著借鑒意義。

　　日本碳纖維產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的會員組成豐富，覆蓋了整個碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈。會員不僅包括碳纖維制造商，還包括中間材料制造企業(yè)、復(fù)合材料加工企業(yè)、材料回收利用企業(yè)。其中，碳纖維制造商的產(chǎn)品線大多較為齊全，且具有從原絲到碳纖維再到復(fù)合材料的完整生產(chǎn)線，部分碳纖維制造商還生產(chǎn)碳纖維復(fù)合材料的終端用品。這使得該聯(lián)盟能夠全面掌握產(chǎn)業(yè)中存在的問題和需求，有效服務(wù)于產(chǎn)業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié)，同時也有利于會員在市場競爭中優(yōu)勢互補(bǔ)、風(fēng)險共擔(dān)、利益共享。

　　同時，為保護(hù)研發(fā)企業(yè)和組織的利益，進(jìn)一步調(diào)動積極性，《計劃》也提出了要圍繞碳纖維行業(yè)發(fā)展制定并實施知識產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略，形成符合市場競爭需要的 戰(zhàn)略性知識產(chǎn)權(quán)組合。

　　與提升技術(shù)相對應(yīng)的是要抑制低水平重復(fù)建設(shè)。《計劃》提出，國家原則上不再鼓勵新建高強(qiáng)型GQ3522級碳纖維生產(chǎn)線，新建高強(qiáng)型GQ4522級碳纖維產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)裝置單套能力應(yīng)不低于1000噸/年。噸聚丙烯腈原絲產(chǎn)品消耗丙烯腈不高于1.1噸，噸碳纖維產(chǎn)品消耗聚丙烯腈原絲不高于2.1噸。同時，為抑制低水平重復(fù)建設(shè)，規(guī)范市場秩序，將引導(dǎo)地方、企業(yè)和社會資本投資碳纖維優(yōu)勢企業(yè)和高端項目，并且鼓勵有條件的地區(qū)設(shè)立碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項資金。

　　提升技術(shù)與降低成本并舉

　　中復(fù)神鷹碳纖維有限責(zé)任公司董事長張國良

　　目前，我國碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍然面臨多重挑戰(zhàn)，總體水平落后于日美等國，產(chǎn)業(yè)還處于發(fā)展初期。

　　我國碳纖維產(chǎn)業(yè)主要問題：

　　一是資金壓力大。企業(yè)是碳纖維技術(shù)創(chuàng)新的主體，但碳纖維技術(shù)成熟度不高，需要持續(xù)的技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新，必然帶來資金壓力。二是生產(chǎn)成本高。國際油價波動國;不斷上升的人力成本，設(shè)備維修保養(yǎng)升級成本，CF生產(chǎn)中的電耗較高。三是市場不穩(wěn)定。國外碳纖維巨頭用高性能碳纖維贏利來彌補(bǔ)通用級碳纖維虧損，對中國碳纖維進(jìn)行降價打壓，國產(chǎn)碳纖維價格處處受制于人。

　　我國碳纖維產(chǎn)業(yè)目前也存在著兩個主要問題：

　　一是技術(shù)水平差距。我國當(dāng)前處于由T300通用級向高性能的T700和T800發(fā)展的過渡期。而日本碳纖維企業(yè)則在80年代已經(jīng)實現(xiàn)了T700、T800級碳纖維的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，技術(shù)水平相比相差了近30年的距離。二是碳纖維下游市場培育差距。國外碳纖維企業(yè)都建立較為完整的碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈，在保持碳纖維領(lǐng)先地位的同時了在積極發(fā)展碳纖維復(fù)合材料。而國內(nèi)企業(yè)大多數(shù)都停留在從石油到碳纖維的產(chǎn)業(yè)鏈前端。

　　我國碳纖維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢在摸索中也逐漸明朗：

　　一是穩(wěn)定生產(chǎn)，提升T700、T800級碳纖維產(chǎn)業(yè)化水平。

　　國產(chǎn)高性能碳纖維在工程化生產(chǎn)上制備的小批量碳纖維應(yīng)用工藝性能與國外同類產(chǎn)品仍有一定的差異，緊密結(jié)合碳纖維應(yīng)用工藝性能進(jìn)行技術(shù)進(jìn)步，做到批量穩(wěn)定生產(chǎn)則是努力的重點。

　　二是降低原絲成本和發(fā)展新型碳纖維前軀體。

　　一是改進(jìn)原絲生產(chǎn)工藝;二是試探采用PAN外的其他材料用為制備高性能碳纖維的原絲;三是通過改進(jìn)聚合單體和聚合技術(shù)，實現(xiàn)在聚合階段就能形成具有與預(yù)氧化纖維相同結(jié)構(gòu)的前驅(qū)體。

　　三是發(fā)展新的預(yù)氧化、碳化和石墨化技術(shù)。

　　發(fā)展新型預(yù)氧化技術(shù)，縮短預(yù)氧化時間;降低碳化、石墨化成本，發(fā)展微波技術(shù);自主研發(fā)設(shè)計節(jié)能高效的碳化設(shè)備。

　　我國碳纖維產(chǎn)業(yè)努力方向也更加具體：技術(shù)方面，碳纖維生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)堅持自身的創(chuàng)新主體地位;深入開展產(chǎn)研結(jié)合與協(xié)同創(chuàng)新。設(shè)備方面，一要堅持走自主創(chuàng)新和產(chǎn)研合作之路;二要積極走引進(jìn)消化吸引再創(chuàng)新的協(xié)同創(chuàng)新之路。市場方面，應(yīng)發(fā)揮政府的基礎(chǔ)性和先導(dǎo)性作用，規(guī)范碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展秩序。產(chǎn)業(yè)鏈方面，在追求產(chǎn)品穩(wěn)定化的同時，加強(qiáng)與后端應(yīng)用企業(yè)的大力配合，構(gòu)建完整的產(chǎn)業(yè)鏈。

　　在“干噴濕紡GQ45高性能碳纖維工程化關(guān)鍵技術(shù)及設(shè)備研發(fā)”項目取得重大突破情況后，中復(fù)神鷹下一步的工作重點是將迅速擴(kuò)大高品質(zhì)碳纖維的生產(chǎn)規(guī)模，同時加快產(chǎn)品差別化研究，開發(fā)高模高強(qiáng)耐高溫具有各種特殊性能的碳纖維，提高產(chǎn)品的附加值。

　　其中有兩項目重要的工作，一是以降低能耗、穩(wěn)定生產(chǎn)、提高單線產(chǎn)能為主要措施，使碳纖維生產(chǎn)成本明顯下降;二是加強(qiáng)碳纖維應(yīng)用技術(shù)研究，進(jìn)一步延伸產(chǎn)業(yè)鏈，以推動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步，取得綜合效益。