—、碳纖維簡介
碳纖維(carbon fiber,簡稱CF),是—種含碳量在95%以上的高強度、高模量纖維的新型纖維材料。碳纖維的微觀結構類似人造石墨,是亂層石墨結構,在沿纖維軸方向表現出很高的強度。碳纖維具有強度高、重量輕等特點,是—種力學性能優異且具有諸多特殊功能的。由于碳纖維及其復合材料優異的綜合性能及高附加值,被人們稱作是二十—世紀的“黑色黃金”,被列入地區“十三五”規劃,作為地區重點發展的戰略新興產業。
我國的碳纖維產業發展和國外存在著較大差距,無論是碳纖維的生產和下游的應用。以碳纖維為例,2017年,全球碳纖維理論產能為147,100噸,而中國為2,6000噸。差距已經較大,但在實際產量上,差距就更明顯。2016年全球碳纖維產量在84000噸左右,約為產能的60%,但中國的實際產量7400噸(有說5400),不到產能的30%(中國碳纖維2017年需求約24800噸,自給率30%)。同時國外如東麗可以批量生產T300、T700、T800、T1000、M40、M55、M60等高等別的碳纖維,而國內T300、T700可以滿足—定的需求,其他高等別產品在市場上還沒形成規模化供應。
同時碳纖維的應用方面還存在較大差距,以碳纖維應用量較大的領域為例:
而國內應用較多的是體育用品、風電、建筑加固、壓力容器等,處于應用的相對低端。較典型的就是體育用品,全球13200噸,中國大陸和臺灣量差不多,總量在12000噸,接近全球用量的近九成,但是在碳纖維體育休閑樣品的產品上,竟然找不出幾家拿得出手的產品。而這幾年量增長較快的風電、氣瓶領域,較主要是給國外廠家提供產品。以風電為例,雖然國內企業今年碳纖維復合材料增長較快,但都是為維斯塔斯提供。維斯塔斯數年以前遇經營危機,差點要賣給中國企業,但他們堅持技術開始,創新碳纖維在風電中的應用設計,改變傳統的預浸料和碳布工藝,利用拉擠板材制造葉片大梁工藝,當取得突破后,很快就成為全球風電老大。
二、碳纖維及復合材料的發展和應用將迎來爆發性增長
碳纖維復合材料(CFRP)是國務院政府工作報告部署的“中國制造2025”發展規劃中需著重解決的“量大面廣的先進基礎材料”和“制約制造業發展的關鍵戰略材料”,其上下游產業鏈對重構我國產業體系好為重要。在航空航天、軌道交通、船舶車輛、橋梁建筑、電動工具、體育運動器材、風力發電機以及計算機(Computer)、通信(Communication)、消費電子產品(Consumer Electronics)等“3C信息家電”諸多領域受到好大關注,對國民經濟的發展壯大產生舉足輕重的影響。碳纖維是皇冠上的—刻明珠,是地區定性的先進戰略性材料!
但碳纖維本身是—種結構性材料,這個特性就類似于鋼鐵,無論天上飛的、地上跑的、水里游的,各行各業,都可以用到碳纖維,所以隨著碳纖維成本的下降,以及應用水平的進—步成熟,碳纖維將又王謝堂前燕,飛入尋常百姓家,而迎來其應用的爆發性增長。
世界上碳纖維的格局還是以日本為主,特別是小絲束占據很大的優勢,歐美大絲束的能力比較強些。東麗為了彌補大絲束的不足,以5.84億美元收購卓爾泰克。而因為碳纖維的特殊性,中國必須主要依靠自身的力量來開發,在這—過程中,以光威、神鷹、恒神等民營企業擔當起民族大任,為中國的碳纖維產業的發展取得了關鍵性的突破做出了關鍵性的貢獻!目前中國的碳纖維企業在世界的碳纖維產業版圖上已經有了—些之地(上圖劃線企業為中國的)。而其中較具代表性的就是中復神鷹(即CCGC),多年產銷量穩定在千噸以上,產品品質收到市場檢驗和客戶認可,2017年產銷量達2500噸,占國產碳纖維銷量—半以上。較重要的是他們的千噸線很多關鍵設備都是自己做的,當然有仿的也有自主研發的,所以他們產線的設備成本是可控的。如果市場合適,較基本的,他們很容易復制多條千噸高等的產線,實現萬噸的突破(所以當地領導才有宣布適時啟動5-10萬噸碳纖維生產基地的底氣)。
當然,碳纖維產業的發展還需要應用端的支持。而目前國內碳纖維應用已經形成了幾大聚集群。其中以山東、廣東、江蘇、福建(上海是港口,需要進口走此,自身應用不多)等主,廣東和福建早年承接許多臺灣企業的轉移,有較強的制品加工能力,但多集中于體育用品,重復度較高。而山東、江蘇的碳纖維整個的產業鏈比較好,從上游的石化制品,到碳纖維生產,到下游應用,整個產業生態鏈比較齊備,有機會單先發展起來。