碳纖維是一種高強(qiáng)度、高模量的高性能纖維材料,碳纖維密度不到鋼的1/4、強(qiáng)度是鋼的5-7倍,廣泛應(yīng)用于航空航天、能源裝備、交通運輸、體育休閑等領(lǐng)域。經(jīng)過多年的研發(fā)和約十年的產(chǎn)業(yè)化建設(shè),我國建立起了自己的碳纖維技術(shù)體系和較完整的碳纖維產(chǎn)業(yè),初步形成了產(chǎn)業(yè)化的碳纖維研發(fā)與生產(chǎn)平臺,逐步打破了日、美長期的技術(shù)封鎖和市場壟斷局面。
一、國內(nèi)外碳纖維行業(yè)發(fā)展概述
全球碳纖維產(chǎn)業(yè)“三強(qiáng)爭霸”
早期碳纖維可以追溯到19世紀(jì)末期,20世紀(jì)中葉發(fā)達(dá)國家投入大量人力和物力研究碳纖維,在軍用航空航天領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了應(yīng)用,此后日本大阪工業(yè)研究所發(fā)明了PAN纖維制造碳纖維的方法,各種碳纖維制備技術(shù)相繼涌現(xiàn)。進(jìn)入21世紀(jì)以來,碳纖維生產(chǎn)工藝技術(shù)已經(jīng)成熟,隨著碳纖維應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大,碳纖維的市場需求急劇增加,碳纖維產(chǎn)業(yè)日趨成熟。
從全球碳纖維產(chǎn)能分布來看,2017年全球碳纖維理論產(chǎn)能約達(dá)到15.1萬噸,美國、日本和中國大陸理論產(chǎn)能分列前三位,總體來看,產(chǎn)能分布格局保持穩(wěn)定態(tài)勢。從產(chǎn)量分布情況來看,碳纖維的生產(chǎn)主要集中在日本、美國、德國等少數(shù)發(fā)達(dá)國家和我國的臺灣省。
圖表:2012-2017年全球碳纖維行業(yè)產(chǎn)能情況

資料來源:賽瑞研究
國內(nèi)碳纖維產(chǎn)業(yè)“風(fēng)起云涌”
長期以來,日本、美國等發(fā)達(dá)國家在碳纖維高端產(chǎn)品、技術(shù)裝備等方面對我國進(jìn)行封鎖或限制。隨著近年來中國對碳纖維的需求量日益增長,碳纖維已被列為國家化纖行業(yè)重點扶持的新產(chǎn)品,成為國內(nèi)新材料行業(yè)研發(fā)的熱點。為全面掌握碳纖維核心技術(shù),國內(nèi)企業(yè)注重自主創(chuàng)新,某些關(guān)鍵設(shè)備的研發(fā)已取得突破性成果,高性能纖維的生產(chǎn)工藝也在不斷進(jìn)步。但是,受國外低價傾銷和惡意競銷的影響,加上我國碳纖維企業(yè)小而散的狀態(tài),質(zhì)量尚不太穩(wěn)定,而且生產(chǎn)成本高,全行業(yè)實現(xiàn)盈利企業(yè)并不多。
從供給能力來看,目前國內(nèi)大小碳纖維生產(chǎn)企業(yè)達(dá)40多家,2010至2017年期間,我國碳纖維產(chǎn)能從0.64萬噸增至2.6萬噸,增長4倍多,年復(fù)合增長率超過16%。
圖表:2010-2017年中國碳纖維產(chǎn)能情況

資料來源:賽瑞研究
二、碳纖維行業(yè)市場競爭格局
全球范圍內(nèi),碳纖維核心生產(chǎn)技術(shù)主要掌握在日本和美國等少數(shù)幾個國家,生產(chǎn)能力和市場需求亦主要集中在上述地區(qū)。碳纖維理論產(chǎn)能前五家公司:日本東麗、卓爾泰克(Zoltek,2014年被東麗收購)、德國西格里(SGL)、日本三菱麗陽(MRC)、日本東邦(Toho)。幾年,隨著國內(nèi)企業(yè)在碳纖維領(lǐng)域不斷加大投入,研發(fā)生產(chǎn)實力得到大幅提升,出現(xiàn)了以江蘇恒神、中復(fù)神鷹、光威復(fù)材、精功集團(tuán)及中簡科技等為代表的企業(yè)。
圖表:2017年全球重點碳纖維企業(yè)產(chǎn)能情況

資料來源:賽瑞研究
整體來看,雖然我國在碳纖維產(chǎn)業(yè)有了長足的進(jìn)步,但整體而言碳纖維產(chǎn)業(yè)仍基本被西方發(fā)達(dá)國家所壟斷。全球碳纖維技術(shù)主要掌握在日本公司手中,日本生產(chǎn)的碳纖維無論質(zhì)量還是數(shù)量上均處于世界領(lǐng)先地位。美國是繼日本之后掌握碳纖維生產(chǎn)技術(shù)的少數(shù)幾個發(fā)達(dá)國家之一,同時是世界上最大的PAN基碳纖維消費國。德國的西格里集團(tuán)(SGL)公司依靠德國強(qiáng)大工業(yè)創(chuàng)新體系在全球碳纖維市場也擁有一席之地。
三、碳纖維行業(yè)發(fā)展趨勢分析
1、碳纖維研制和產(chǎn)業(yè)化建設(shè)將進(jìn)一步加快
經(jīng)過多年的研發(fā)和約十年的產(chǎn)業(yè)化建設(shè),我國建立起了自己的碳纖維技術(shù)體系和較完整的碳纖維產(chǎn)業(yè),初步形成了產(chǎn)業(yè)化的碳纖維研發(fā)與生產(chǎn)平臺,建立了針對國產(chǎn)高性能碳纖維的應(yīng)用評價、復(fù)合材料制備與應(yīng)用體系。國內(nèi)碳纖維制造已開始逐步打破了日、美長期的技術(shù)封鎖和市場壟斷局面。未來幾年,在國家政策的強(qiáng)力支持及國內(nèi)碳纖維規(guī)?;l(fā)展推動下,我國碳纖維的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程將進(jìn)一步加快,進(jìn)一步打破國外產(chǎn)品和技術(shù)壟斷。
2、碳纖維產(chǎn)業(yè)將加速進(jìn)口替代
總體來看,國內(nèi)T300級和T700級碳纖維產(chǎn)品質(zhì)量已達(dá)到國外同類產(chǎn)品水平,在航天航空、國防軍工、體育休閑等領(lǐng)域部分替代進(jìn)口。但是國內(nèi)碳纖維行業(yè)對外依存度依然非常高,進(jìn)口產(chǎn)品占整個市場銷量的80%以上,高端產(chǎn)品市場甚至達(dá)到95%。國內(nèi)政策已經(jīng)明確提出到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,國家政策鼓勵進(jìn)口替代的意圖非常明確,隨著國內(nèi)碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈的不斷成熟,國內(nèi)碳纖維將加速進(jìn)口替代進(jìn)程。
3、應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大,工業(yè)消費占比逐步上升
碳纖維除了用于航天航空和風(fēng)電、汽車、體育用品及國防領(lǐng)域等主要領(lǐng)域外,在軌道交通、電力輸送、海洋工程、建筑補(bǔ)強(qiáng)、石油開采、壓力容器等領(lǐng)域的需求潛力同樣可觀。從全球碳纖維應(yīng)用來看,工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用仍占主流,我國受限于產(chǎn)品技術(shù)水平難以滿足規(guī)模生產(chǎn)高端碳纖維,體育休閑領(lǐng)域占據(jù)了大部分市場。目前國內(nèi)體育休閑市場已經(jīng)逐漸飽和,未來幾年,隨著碳纖維生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步及工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的拓展,工業(yè)領(lǐng)域的占比將逐步擴(kuò)大,預(yù)計到2020年將超過60%。
4、低端產(chǎn)品競爭加劇,行業(yè)開始走向整合
國產(chǎn)碳纖維整體性能、質(zhì)量與國際先進(jìn)國家相比存在較大差距,產(chǎn)品又都集中于低端產(chǎn)品,纖維應(yīng)用技術(shù)服務(wù)能力差,產(chǎn)品市場接受程度不高。大多數(shù)碳纖維企業(yè)并沒有完全掌握工藝技術(shù)和設(shè)備性能,造成產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性差,且產(chǎn)品同質(zhì)化非常嚴(yán)重。初步統(tǒng)計的國內(nèi)16家具備原絲和碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈的企業(yè)中,有13家采用了DMSO紡絲工藝路線。所有的碳纖維企業(yè)都以生產(chǎn)高強(qiáng)型T300級和T700級以及高強(qiáng)中模型T800級碳纖維為主,產(chǎn)品又都集中在3K、6K、12K、24K,而24K以上的大絲束品種基本沒有生產(chǎn)。
隨著龍頭企業(yè)規(guī)模化生產(chǎn)能力逐漸形成,加上日本企業(yè)在低端產(chǎn)品市場對于價格的刻意打壓,低端產(chǎn)品的利潤空念將會被進(jìn)一步壓縮,缺乏核心競爭優(yōu)勢和技術(shù)的中小企業(yè)將面臨更大的生存壓力,行業(yè)整合或?qū)⒓铀俚絹怼?nbsp;
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