碳纖維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向及前景

作為21世紀(jì)的“新材料之王”，碳纖維可以實現(xiàn)對鋼鐵、鋁合金等傳統(tǒng)材料的替代，具有廣闊的市場前景。盡管我國碳纖維研究起步較早，但長久以來，研發(fā)力量分散、低水平重復(fù)建設(shè)嚴重等問題一直是產(chǎn)業(yè)向高端轉(zhuǎn)型的“攔路虎”。進入“十二五”，我國碳纖維行業(yè)迎來了更加廣闊的發(fā)展空間，政策能量持續(xù)釋放，創(chuàng)新能力不斷提高，一個蓬勃發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)正在崛起

　　全長18.91公里的全國首條絞合碳纖維芯鋁絞線——220千伏福豐Ⅰ線日前在海南試送成功，這是碳纖維電纜線在我國首次用于架空線路。該電網(wǎng)改造工程的成功，開辟了碳纖維又一個重要的應(yīng)用領(lǐng)域。中國化學(xué)纖維工業(yè)協(xié)會會長端小平說，“近年來，碳纖維在眾多工業(yè)領(lǐng)域得到了成功應(yīng)用，說明碳纖維應(yīng)用有廣闊的市場空間。” copyright 123456

　　替代空間巨大

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　　對鋼鐵、鋁合金等傳統(tǒng)材料的替代，是碳纖維應(yīng)用推廣的主要動力。由于具有重量輕、耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)異性能，碳纖維的市場前景非常廣闊，可被廣泛應(yīng)用于石油化工、航空航天、體育用品、交通運輸?shù)阮I(lǐng)域 內(nèi)容來自123456

　　碳纖維被譽為21世紀(jì)的“新材料之王”，具有優(yōu)越的物理和化學(xué)性能，其重量不到鋼的四分之一，但抗拉強度是鋼的7倍至9倍,且抗拉彈性、比強度、比模量均顯著優(yōu)于鋼，還具有耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)點。這些優(yōu)異的性能給碳纖維帶來了廣闊的市場前景，被廣泛應(yīng)用于石油化工、航空航天、體育用品、交通運輸?shù)阮I(lǐng)域。 123,123

　　對鋼鐵、鋁合金等傳統(tǒng)材料的替代，是碳纖維應(yīng)用推廣的主要動力。專家稱，“以塑代鋼”是21世紀(jì)的必然趨勢，推進汽車、飛行器等產(chǎn)品的輕量化以降低油耗、應(yīng)對資源和環(huán)境的嚴峻挑戰(zhàn)，已經(jīng)成為工業(yè)發(fā)展的重要主題。 123,123

　　以空客A380為例，因每架飛機采用碳纖維復(fù)合增強材料達到21噸至25噸，使每位乘客百公里油耗不到3升，是目前世界上第一個乘客每百公里油耗少于3升的遠程客機，座英里成本比目前效率最高的飛機低15%至20%，其燃油的經(jīng)濟性比相應(yīng)的競爭機型要低13%左右。 copyright 123456

　　“對傳統(tǒng)材料的替代，關(guān)鍵是要考慮成本因素，如果成本相同，用戶愿選擇性能更優(yōu)的碳纖維。”端小平說。在降低成本方面，我國碳纖維的研發(fā)生產(chǎn)起了主要作用。2008年，當(dāng)我國企業(yè)宣布T300碳纖維實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)時，這一規(guī)格產(chǎn)品的國際價格就由每公斤500元降至120元以下；2012年，當(dāng)高性能的T700級碳纖維在我國實驗成功時，這一規(guī)格產(chǎn)品的國際價格又從每公斤400元降至160元。 內(nèi)容來自123456

伴隨低成本化的趨勢，碳纖維在汽車、航空航天器、各類機械設(shè)備中的應(yīng)用迅速增長，預(yù)計到2015年全球碳纖維消費量將達到7萬噸，年均復(fù)合增長率將達9.37%。到2020年，全球碳纖維需求甚至可達到13萬噸/年。

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　　“這無疑是一塊很大的蛋糕，但目前我國能從中分得的卻很少，大部分依賴進口。”中機(系)信息技術(shù)研究院產(chǎn)業(yè)規(guī)劃所研究員毋劍波說。我國碳纖維的生產(chǎn)和使用尚處于起步階段，主要是小絲束，品質(zhì)接近或達到T300水平，且不穩(wěn)定，與國外先進水平尚有差距，導(dǎo)致應(yīng)用受限，市場規(guī)模狹小。

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　　因此，提高產(chǎn)品品質(zhì)以替代進口，意義重大。毋劍波表示，現(xiàn)在國家提出大力發(fā)展自主碳纖維產(chǎn)業(yè)，鼓勵掌握關(guān)鍵核心技術(shù)，提高碳纖維自給率，“隨著我國核心技術(shù)的突破以及政策的支持，未來國產(chǎn)碳纖維將逐步替代進口產(chǎn)品，國產(chǎn)碳纖維將迎來更大的發(fā)展機遇。”

　　工業(yè)應(yīng)用加速 123456

　　隨著世界范圍內(nèi)碳纖維產(chǎn)品用量的增長和價格的降低，民用工業(yè)應(yīng)用將顯著加速。預(yù)計到2020年，我國碳纖維需求量將達到2.2萬噸。其中，工業(yè)領(lǐng)域的需求將提高至75% 123,123

　　今年7月，中聯(lián)重科101米臂架泵車首次投入使用。泵車臂架采用碳纖維復(fù)合材料，解決了傳統(tǒng)鋼材臂架疲勞開裂的問題，不僅大大減輕了泵車自重，降低了泵車能耗，而且提升了產(chǎn)品的使用壽命。 copyright 123456

　　專家稱，隨著世界范圍內(nèi)碳纖維產(chǎn)品用量的增長，特別是隨著大絲束碳纖維的大規(guī)模生產(chǎn)，其價格將不斷降低，民用工業(yè)應(yīng)用將顯著加速。然而，與這一趨勢不同，盡管我國碳纖維在工業(yè)應(yīng)用中不斷涌現(xiàn)新成果，但國內(nèi)最大應(yīng)用領(lǐng)域是體育和休閑娛樂用品。據(jù)毋劍波介紹，當(dāng)前世界發(fā)達國家的碳纖維在航空航天、工業(yè)應(yīng)用、體育休閑應(yīng)用占比分別為22%、61%、17%，而我國應(yīng)用比例為4%、31%、65%。

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　　“消費主要集中在低端領(lǐng)域，原因在于這些領(lǐng)域?qū)μ祭w維的性能要求不高，不需要長時間的材料認證和成品實驗，進入比較容易。”專家表示，造成我國碳纖維產(chǎn)業(yè)難以走向高端的根本原因，在于研發(fā)力量分散，不能形成合力；關(guān)鍵裝備受制于人；低水平重復(fù)建設(shè)嚴重等等。因此，“要真正分享碳纖維產(chǎn)業(yè)這塊大‘蛋糕’，應(yīng)該著力加強產(chǎn)學(xué)研用結(jié)合，以企業(yè)為主體，聯(lián)合高校和科研院所共同進行研發(fā)、創(chuàng)新，加強產(chǎn)業(yè)鏈開發(fā)。”中國工程院院士蔣士成說。
    碳纖維在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用是未來發(fā)展的主流方向。據(jù)預(yù)計，到2020年我國碳纖維需求量將達到2.2萬噸。其中，工業(yè)領(lǐng)域的需求將提高至75%。國家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略咨詢委員會副主任李克健表示，隨著我國由工業(yè)大國向工業(yè)強國轉(zhuǎn)變，航空航天、汽車和風(fēng)力發(fā)電等領(lǐng)域的技術(shù)水平和規(guī)模會大幅度提升，碳纖維等新型復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域和消費量也將隨之增長。

　　政策能量釋放

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　　“十二五”期間，《新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》、《關(guān)于加快推進碳纖維行業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的指導(dǎo)意見(征求意見稿)》等相繼發(fā)布，我國碳纖維行業(yè)迎來了千載難逢的歷史發(fā)展機遇 內(nèi)容來自123456

　　碳纖維是國民經(jīng)濟和國防建設(shè)不可或缺的戰(zhàn)略性新材料，是爭奪未來國際競爭優(yōu)勢的基礎(chǔ)性材料。長久以來，高性能碳纖維的生產(chǎn)技術(shù)及產(chǎn)品被西方國家壟斷和封鎖，我國不僅難以買到高端產(chǎn)品、設(shè)備，甚至學(xué)術(shù)交流也對我國嚴格保密。

　　“雖然國際上一些公司開始向我國出售T300級原絲，但數(shù)量有限而且價格昂貴，極大地制約我國碳纖維及其復(fù)合材料的應(yīng)用。”中國復(fù)合材料集團董事長、總經(jīng)理張定金說，“自主研制生產(chǎn)高性能、高質(zhì)量的PAN基碳纖維是我國碳纖維工業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展亟待解決的問題。” 123456

　　對于高性能PAN基碳纖維，日美等發(fā)達國家均極為重視，在研發(fā)、生產(chǎn)方面給予經(jīng)費、人力上的大力支持，并獲得成功。我國雖然也較早進行了碳纖維研究，但直到2001年，我國的碳纖維研發(fā)才重新提到議事日程。2001年10月，科技部設(shè)立碳纖維專項，正式將碳纖維項目納入國家發(fā)展軌道。2005年，國家將碳纖維列為973項目，從根本上確保了碳纖維項目研發(fā)的有力推進。 內(nèi)容來自123456

　　“十二五”以來，我國碳纖維行業(yè)迎來了千載難逢的歷史發(fā)展機遇，《新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》、《關(guān)于加快推進碳纖維行業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的指導(dǎo)意見(征求意見稿)》相繼發(fā)布，提出要加大政策支持力度，著力突破關(guān)鍵共性技術(shù)和裝備，消除產(chǎn)業(yè)化和工程化技術(shù)及裝備制約瓶頸；著力提高產(chǎn)業(yè)集中度，積極推動企業(yè)間跨行業(yè)、跨區(qū)域、跨所有制的聯(lián)合重組，培育3家至5家骨干企業(yè)。

　　此外，針對碳纖維技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化過程中實力不足、資金短缺問題，《規(guī)劃》和《意見》提出要依托戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)、工業(yè)轉(zhuǎn)型升級等專項，對碳纖維生產(chǎn)企業(yè)在財政、稅收、金融等方面進行重點支持，引導(dǎo)地方、企業(yè)和社會各類資本加大對碳纖維產(chǎn)業(yè)投資，加大信貸支持力度，支持符合條件的碳纖維企業(yè)上市融資、發(fā)行債券。
工信部有關(guān)負責(zé)人表示，目前國家正研究風(fēng)險補償和專項貸款等扶持政策，力挺國內(nèi)碳纖維企業(yè)快速成長。一系列產(chǎn)業(yè)扶持政策的推出，必將進一步推進我國碳纖維企業(yè)提高自主創(chuàng)新能力，打開更加廣闊的市場空間。