2018年中國(guó)碳纖維產(chǎn)業(yè)取得重大突破，未來(lái)軍用高端碳纖維國(guó)產(chǎn)化率將大幅提升【圖】

    碳纖維（CarbonFiber，簡(jiǎn)稱(chēng)CF）是由聚丙烯腈（PAN）(或?yàn)r青、粘膠)等有機(jī)母體纖維，在高溫環(huán)境下裂解碳化形成碳主鏈機(jī)構(gòu)，含碳量在90%以上的無(wú)機(jī)高分子纖維。

    碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈包括“上游原絲——碳纖維——中間體——復(fù)合材料——應(yīng)用領(lǐng)域——維護(hù)回收”，還涉及丙烯腈等上游化工原料、預(yù)浸料中的上漿劑和樹(shù)脂等基本材料。各個(gè)環(huán)節(jié)之間包含各種制備工藝，如原絲需要經(jīng)過(guò)預(yù)熱、預(yù)氧化、碳化等過(guò)程形成碳纖維，碳纖維中間體經(jīng)過(guò)熱壓罐成型、快速成型、拉擠工藝等不同工藝形成最終產(chǎn)品等。

    國(guó)際上PAN基碳纖維的生產(chǎn)起步于20世紀(jì)50年代末，經(jīng)過(guò)70~80年代的穩(wěn)定發(fā)展，90年代的飛速發(fā)展，到21世紀(jì)初其生產(chǎn)工藝技術(shù)已逐步成熟。行業(yè)發(fā)展初期，碳纖維主要用于軍工和宇航，經(jīng)過(guò)50余年的發(fā)展，現(xiàn)正在向工業(yè)領(lǐng)域和普通民用領(lǐng)域延伸。

    我國(guó)碳纖維工業(yè)的起步可以追溯到20世紀(jì)60年代，但在關(guān)鍵技術(shù)、產(chǎn)量和行業(yè)集中度方面與西方發(fā)達(dá)國(guó)家存在較大差距。五十多年來(lái)，我國(guó)碳纖維產(chǎn)業(yè)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期自主研發(fā)，從無(wú)到有，從小到大，打破了國(guó)外技術(shù)裝備封鎖，碳纖維產(chǎn)業(yè)化取得初步成果。從20世紀(jì)60年代的中科院山西煤化所、長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所、化學(xué)研究所（北京）等科研機(jī)構(gòu)為主體，發(fā)展到初步形成以江蘇、山東和吉林等地為主的碳纖維產(chǎn)業(yè)聚集地。

    近年來(lái)，在國(guó)家的大力扶持下，國(guó)內(nèi)碳纖維產(chǎn)業(yè)取得了重大突破，碳纖維及應(yīng)用領(lǐng)域的技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)化程度出現(xiàn)了加速發(fā)展的勢(shì)頭，進(jìn)入前所未有的新的發(fā)展階段。

近年來(lái)我國(guó)碳纖維行業(yè)相關(guān)政策文件

資料來(lái)源;公開(kāi)資料整理

    2017年全球碳纖維理論產(chǎn)能14.7萬(wàn)噸，其中美國(guó)產(chǎn)能3.86萬(wàn)噸占比27%，日本產(chǎn)能2.72萬(wàn)噸占比18%，兩國(guó)幾乎占據(jù)了碳纖維產(chǎn)能的半壁江山。碳纖維理論產(chǎn)能前五家公司Toray（東麗，日本）、Zoltek（卓爾泰克，2014年被東麗收購(gòu)，日本）、SGLCarbon（西格里，德國(guó)）、MRC（三菱麗陽(yáng)，日本）、Toho（東邦，日本）理論產(chǎn)能共8.52萬(wàn)噸，占全球碳纖維理論產(chǎn)能的57.92%，其中東麗公司約占全球產(chǎn)能的18.42%

2017年全球碳纖維理論產(chǎn)能占比

資料來(lái)源：公開(kāi)資料整理

2017年各公司碳纖維理論產(chǎn)能

資料來(lái)源：公開(kāi)資料整理

    2017年全球碳纖維需求總量8.42萬(wàn)噸，其中需求量最大的三個(gè)行業(yè)分別是風(fēng)電葉片1.98萬(wàn)噸（23.52%）、航空航天1.92萬(wàn)噸（22.80%）、休閑體育1.32萬(wàn)噸（15.68%），除此之外，汽車(chē)、混配模成型、壓力容器等行業(yè)需求較大。

2017按行業(yè)全球碳纖維需求量

資料來(lái)源;公開(kāi)資料整理

    從全球碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展可以看出，航空航天和國(guó)防工業(yè)是碳纖維最重要的應(yīng)用領(lǐng)域，消費(fèi)量約占世界總消費(fèi)量30%，但卻貢獻(xiàn)了全球50%的碳纖維產(chǎn)值；與國(guó)外的發(fā)展相比，我國(guó)碳纖維市場(chǎng)主要圍繞體育休閑產(chǎn)業(yè)，其占比超過(guò)65%，該細(xì)分市場(chǎng)屬于低端領(lǐng)域，面臨非常大的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)壓力。

    目前我國(guó)從事碳纖維復(fù)合材料研制及生產(chǎn)的單位近百家，但能夠生產(chǎn)符合航空航天標(biāo)準(zhǔn)的高性能碳纖維企業(yè)屈指可數(shù)，大量企業(yè)產(chǎn)品應(yīng)用集中在體育休閑領(lǐng)域，絕大多數(shù)碳纖維廠家仍處在虧損狀態(tài)。

我國(guó)重點(diǎn)碳纖維制造商分布圖

資料來(lái)源：公開(kāi)資料整理

    2017年我國(guó)碳纖維理論產(chǎn)能達(dá)2.60萬(wàn)噸，產(chǎn)能千噸以上的公司達(dá)7家，500-1000噸產(chǎn)能公司有4家，100-500噸之間公司有7家，產(chǎn)能在100噸以上2家公司。其中中復(fù)神鷹產(chǎn)能達(dá)6000噸，江蘇恒神公司4650噸，精功集團(tuán)3500噸，光威復(fù)材3100噸。另外，中安信、蘭州藍(lán)星、太鋼鋼科、中油吉化、吉林江城、上海石化、中簡(jiǎn)科技等公司也具備較強(qiáng)的碳纖維研發(fā)生產(chǎn)能力。按產(chǎn)線產(chǎn)能級(jí)別劃分，千噸線有11條、100~400噸線有17條、500噸線有9條。

    目前我國(guó)已經(jīng)攻克了國(guó)產(chǎn)T300級(jí)碳纖維、國(guó)產(chǎn)T700級(jí)碳纖維和國(guó)產(chǎn)M40石墨纖維的工程化和應(yīng)用問(wèn)題，解決了以上這3種材料的有無(wú)問(wèn)題；突破了國(guó)產(chǎn)T800級(jí)碳纖維和國(guó)產(chǎn)M40J石墨纖維的關(guān)鍵制備技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了工程化生產(chǎn)，主體力學(xué)性能達(dá)到東麗T800碳纖維和M40J石墨纖維水平；突破了國(guó)產(chǎn)T1000碳纖維和M50J、M55J、M60J石墨纖維實(shí)驗(yàn)室制備技術(shù)，具備開(kāi)展下一代纖維研發(fā)的基礎(chǔ)。

2017中國(guó)碳纖維企業(yè)理論產(chǎn)能分布（千噸）

資料來(lái)源：公開(kāi)資料整理

    2017年我國(guó)碳纖維需求達(dá)2.34萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)達(dá)20%，其中7400噸由中國(guó)大陸生產(chǎn)商提供，約占31%，未來(lái)進(jìn)口替代空間大。對(duì)比我國(guó)碳纖維需求行業(yè)分布與全球碳纖維需求行業(yè)分布，可以發(fā)現(xiàn)我國(guó)當(dāng)前碳纖維應(yīng)用主要還是集中在體育休閑領(lǐng)域，其占比達(dá)51.09%，而在航空航天、風(fēng)電葉片、汽車(chē)等高附加值領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)占比要遠(yuǎn)低于全球相應(yīng)部分碳纖維使用占比。從前面數(shù)據(jù)可知，全球航空航天碳纖維需求量雖僅占19.20%，但是其價(jià)值占比卻高達(dá)49.14%，未來(lái)我國(guó)在航空航天、風(fēng)電葉片、汽車(chē)等行業(yè)碳纖維需求市場(chǎng)空間廣闊

2008-2017年我國(guó)碳纖維需求總量走勢(shì)圖

資料來(lái)源：智研咨詢(xún)整理

    2017年我國(guó)碳纖維市場(chǎng)需求按行業(yè)劃分來(lái)看，體育器材需求量1.20萬(wàn)噸（含中國(guó)臺(tái)灣，總計(jì)占比51.10%）占據(jù)半壁江山，風(fēng)電葉片需求3060噸（13.03%），建筑補(bǔ)強(qiáng)領(lǐng)域需求1800噸（7.66%），航空航天需求量900噸（3.83%），汽車(chē)領(lǐng)域需求600噸（2.55%），電纜芯需求量400噸（1.70%）。

2017按行業(yè)我國(guó)碳纖維需求分布

資料來(lái)源;公開(kāi)資料整理

    民用碳纖維全球化競(jìng)爭(zhēng)激烈，國(guó)產(chǎn)化替代任重道遠(yuǎn)。

    我國(guó)碳纖維需求的半壁江山被體育用品占領(lǐng)，雖然體育用品對(duì)于碳纖維技術(shù)要求相對(duì)較低，但其所屬行業(yè)對(duì)成本和供貨穩(wěn)定性敏感度較高。我國(guó)碳纖維企業(yè)在工藝適應(yīng)性、可靠性和精細(xì)化控制水平等方面與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有差距，導(dǎo)致國(guó)產(chǎn)碳纖維在成本、連續(xù)性上處于劣勢(shì)。加之民品不存在準(zhǔn)入壁壘，全球化競(jìng)爭(zhēng)充分，我國(guó)企業(yè)不具備競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。未來(lái)，隨著我國(guó)碳纖維企業(yè)在大絲束碳纖維領(lǐng)域生產(chǎn)工藝逐步穩(wěn)定、品質(zhì)提升、成本降低，國(guó)產(chǎn)碳纖維市占率有望在民品碳纖維領(lǐng)域顯著提升。

    軍用碳纖維是我國(guó)碳纖維生產(chǎn)企業(yè)的突破口。

    軍工行業(yè)對(duì)外企存在天然壁壘，且以美國(guó)為首的西方國(guó)家長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)我國(guó)軍用產(chǎn)品與技術(shù)實(shí)施出口限制。但碳纖維產(chǎn)品，特別是碳纖維上游原絲和中游纖維制品（織物、預(yù)浸料等）具有極強(qiáng)的軍民兩用屬性，因此，我國(guó)軍用高端碳纖維仍有部分依靠進(jìn)口。近年來(lái)，以美國(guó)為首的西方國(guó)家愈發(fā)有針對(duì)性的遏制我國(guó)武器裝備的發(fā)展，未來(lái)不排除會(huì)擴(kuò)大限制出口范圍至具有潛在軍用價(jià)值的高端民用工業(yè)領(lǐng)域，高端碳纖維國(guó)產(chǎn)化需求迫切。另一方面，隨著我國(guó)高強(qiáng)（T700）、高強(qiáng)中模（T800/T1000）和高強(qiáng)高模碳纖維的相關(guān)工藝裝備自主設(shè)計(jì)制造能力提升，軍用高端碳纖維實(shí)現(xiàn)全面國(guó)產(chǎn)化的條件愈發(fā)成熟。我們認(rèn)為，未來(lái)我國(guó)軍用高端碳纖維國(guó)產(chǎn)化率有望獲得大幅提升。