【产业思考】碳纤维：摆脱“不好用”、“用不好” 走中国特色发展之路
中国化工信息周刊 2016年7月8日
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十几年来，在国家政策和资金的大力支持下，我国碳纤维产业实现了从“无”到“有”的转变，在关键技术、装备、产业化生产及应用等方面取得了突破性进展，打破了国外垄断，初步建立了从原丝、碳纤维到复合材料及制品的上下游产业链。
然而，目前国内碳纤维行业的发展受制于产品质量欠佳和应用市场培育不足两方面因素制约，未来全产业链需加强合作，摆脱“不好用”、“用不好”窘境，走出中国特色的碳纤维发展之路。
产品多元化体系建立
目前，国产碳纤维产品主要为12k及以下的小丝束聚丙烯腈（PAN）基碳纤维。其中，国产T300、T700级碳纤维均已实现千吨级产业化，并获得了市场的广泛认可。更高等级的高模、高模高强、高强中模等类型碳纤维，或国产化制备、或工程化研究、或实验室基础研究，都在有条不紊地开展。因此，国内碳纤维发展势头良好，产品多元化体系逐渐建立。
1、航空航天领域
航空航天是碳纤维应用的传统领域，航空航天用碳纤维进入全速发展时代。碳纤维被广泛应用于火箭、人造卫星、导弹等航天器。CFRP在国产飞机上的应用受到广泛关注，但目前大多采用进口碳纤维，并未对国产碳纤维产业产生实际的拉动作用。未来，伴随C929等后续机型的不断推出，复合材料的使用比将逐渐提高到50%左右，相信国产碳纤维的需求量也会飞速增长。
2、 建筑工程领域
建筑工程是碳纤维在民用工业应用最成熟的方向，碳纤维在该领域的年用量以千吨计。在建筑材料和装备制造方面，已形成较为成熟的碳纤维织物、CFRP板、筋、型材等产品，性能指标达到国际同类先进水平。在工程应用方面，碳纤维布及CFRP板等结构加固材料，在众多重大基础设施、公共设施和工业设施的建设、维修、加固工程中发挥了重要作用。
3、能源领域
风电是最主要的可再生能源，在我国能源结构中的地位不断提升。随着国际海上风电市场发展态势逐渐明朗，风力发电机组的功率不断提升，风机叶片长度不断增大，碳纤维已成为新一代大型风机叶片材料的重要选择。
国内碳纤维风电叶片的生产应用尚处于尝试阶段。国内碳纤维叶片的设计、结构验证、长期安全性验证等问题都没有形成完善的解决方案，原材料碳纤维的国产化也是摆在面前的一大课题；风力发电机组没有针对碳纤维叶片进行系统性的优化设计，采用碳纤维叶片的风力发电组综合效益没有显现，较高的价格影响了碳纤维叶片在国内的应用推广及碳纤维在叶片上的应用。
4、碳纤维复合芯导线领域
目前，我国碳纤维复合芯导线整体技术水平与国外相当，国内碳纤维复合芯及导线生产厂家接近20家，年产能超过50000千米。各主要生产厂家制备的碳纤维复合芯导线技术指标均满足碳纤维复合芯架空导线技术要求，并已通过所有型式试验验证。
但目前，国内碳纤维复合芯棒多采用从日本东丽或东邦进口的T700级碳纤维，因此价格及供应量的受制于人是导致碳纤维复合芯导线难以大范围推广的主要原因。中复碳芯从2013年开始与中复神鹰合作开展国产碳纤维复合芯导线的开发研制。2014年，质量全面达到国家标准，并陆续在改造工程等线路成功挂网运行，运行良好。今年，采用中复神鹰SYT49生产的总长100千米的5.00mm碳纤维复合芯棒成功出口伊朗。
5、新能源汽车领域
国外在车用CFRP产业化方面已初具规模，且呈现加速扩展的趋势。我国车用CFRP制造产业刚刚起步，还处于技术探索和积累阶段。
车用CFRP年用量比例较小，应用较为成熟的技术大多集中在非连续纤维复合材料成型工艺上，应用也多集中在四门两盖、保险杠、车顶等部件，未形成国外“碳纤维、复合材料供应商+零部件供应商+主机厂”的紧密合作模式，也未形成研究、设计、开发、制造、装备、检测、应用评价与推广应用一条龙产业链，CFRP部件及整车验证、装配技术、质量控制等方面也与国外差距巨大，因此急需进行相关技术的攻关。
目前，国内汽车厂商已纷纷在CFRP部件的技术开发和合作模式上开始了积极探索。国内各大汽车关键零部件配套供应商也开始对国产碳纤维开展相关技术研究。
6、体育休闲领域
体育休闲是我国最大的碳纤维应用领域。近年来，自行车、曲棍球杆、雪橇、冲浪板等新兴产品的碳纤维用量也在不断增长，所使用的碳纤维也逐渐由普通模量碳纤维向高模量碳纤维发展。
生产、应用需共抓齐进
我国碳纤维产业存在的问题集中表现在两个方面： 一是碳纤维产品质量有待提升。长期以来，由于核心生产技术和关键生产装备方面缺乏自主知识产权、技术开发团队原始创新能力又相对薄弱，因此国产碳纤维在产品种类、性能稳定性等方面与日美先进产品存在较大差距，无论产量、质量均有待进一步提高。
二是碳纤维应用需要拓展。国外先进国家在碳纤维下游应用方面投入了大量人力物力，我国碳纤维生产企业由于人才队伍技术力量有限，科技创新工作的关注点更多地集中在碳纤维产品的开发与生产环节，对下游复合材料、制品部件相关技术的配套开发力度不足。
同时，国内CFRP的设计、制造和应用水平与发达国家也存在较大差距，直接导致国产碳纤维在高端制品的应用和新兴工业领域的拓展方面受到制约。因此，我国复合材料及其制品的设计、制造技术有待进一步提高，碳纤维下游应用市场亟待培育和开拓。
行业发展呈现新动向
1、国产碳纤维技术、产品质量不断提升
国内碳纤维企业关注产品质量，不断开发新产品制造技术，产品体系愈加多元化。近两年，中复神鹰和宁波材料所均在技术领域取得了大突破。
2、 国内碳纤维企业启动全产业链布局模式
目前，国内碳纤维生产企业绝大多数处于亏损状态，为了尽快扭转这一被动局面，中复神鹰、江苏恒神、康得新等企业充分借鉴国外企业成功经验，在做好碳纤维的同时，大力开拓下游应用市场，为自身谋求生机。
3、进口碳纤维及其制品情况悄然变化
综合考察2010～2015年间我国碳纤维及其制品的进口情况发现：区域上，日本和土耳其产品的进口量在逐渐减少，美国、韩国和台湾地区产品的进口量有所增加；类型上，碳纤维进口量变化不大，而碳纤维布和碳纤维预浸料进口量小幅增长；价格上，进口碳纤维和碳纤维布下降，而预浸料上涨。
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8：全国物流园区工作年会（烟台）：《【光大钢铁王招华】又一份两万字干货纪要：货运APP会干掉物流园区吗？》。