“把脉”碳纤维产业突围关键点
我国碳纤维产业在过去10年间已经实现了“从无到有”的突破，工艺技术不断提升，工艺装备不断优化，应用领域不断拓展。
“十三五”期间，应该从哪些方面寻求突破，才能把握住难得的发展机遇期，从而使我国碳纤维产业朝着“从有到强”的目标迈进？“碳纤维产业技术发展高层研讨会”召开期间，与会人员就此进行了深入探讨。
“提速、提束”突破低成本
日本、美国等高性能纤维生产强国一直主导着全球碳纤维技术领域的创新和发展方向，占领着全球碳纤维市场的制高点。
目前国际上碳纤维低成本化技术发展迅猛。日本的“PAN芳环化+微波等离子体碳化”技术，使碳纤维生产效率提高10倍。美国橡树园国家实验室于2001年开始低成本碳纤维制备研究，2016年发放技术许可，其“大丝束腈纶+微波等离子碳化”技术可使碳纤维生产成本降低50%（70元/千克~80元千克）。
在此背景下，仍处在“爬坡”阶段的国产碳纤维“十三五”期间进一步提高竞争力，实现低成本化很关键。
北京化工大学教授徐樑华把低成本化的突破点概括为四个字：“提速、提束”。他指出，提速是基于装备与工艺技术的优化，以干喷湿法纺丝技术为突破点，提高纺丝速度和生产效率，大幅降低原丝生产的成本。提速还包括提高碳化速度，要尽可能地降低带宽，提高走丝速度。在提束方面，应充分发挥属于大丝束的我国腈纶工业基础优势。吉林化纤等企业具有很好的腈纶基础优势，应充分发挥，突破24K、48K甚至50K碳纤维技术。“‘十三五’期间如果能突破48K甚至50K技术，国产碳纤维实现大丝束化将具备基础。”徐樑华说。
对此余木火指出，我国缺乏大丝束碳纤维制备技术，30多家企业全部生产小丝束，没有大丝束碳纤维生产技术与产品，我国应该支持小丝束碳纤维、大丝束碳纤维制造技术研发同时发展，以工业应用带动碳纤维整体产业链科技水平提升。他还介绍，东华大学目前正在加紧研发“PAN芳环化+熔体或干喷湿纺+快速氧化”技术，已获得美国授权发明专利两件、日本授权发明专利5件、我国申请发明专利3件，目前处于中试阶段，目标是使碳纤维生产成本达到80元/千克。
不过整体看，国产碳纤维低成本化仍面临不小的困难，主要体现为廉价原料短期内无法解决，同时，新的制备工艺与单元技术工程化的可实现性尚待验证。
“‘十三五’期间，应在提高国产碳纤维工艺效益和解决思路上下功夫。国产碳纤维实现低成本化是复合材料应用的非常好的基础，但复合材料的低成本化却不能只靠国产碳纤维企业。从成本构成看，复合材料在制备过程中产生的成本其实比纤维的材料成本还要高。碳纤维复合材料应从‘贵族’的‘宝座’下到平民的位子，广泛运用到工业领域。在某种程度上，接下来复合材料设计、制造、加工成本的降低，甚至比碳纤维本身成本的降低更重要。”徐樑华这样强调。
挖掘具有自主优势的应用领域
从国际趋势看，碳纤维及其复合材料技术与应用领域不断拓展，已从传统的天空、体育休闲领域，逐渐向高端装备领域发展。国产碳纤维如何拓展在下游领域的应用是近几年行业关注的焦点。
北京化工大学校长、中国工程院院士谭天伟强调：“做出碳纤维只是第一步，接下来在复合材料研究、应用推广上还有很多工作要做。使用碳纤维就像炒菜，里面有很多问题需要研究，它是多学科交叉的专业，而非简单的实验室研究，需要技术集成，产学研结合，高技术引领。要想把产业做大，必须拥有产业化平台，大家一起探讨技术问题，研究市场开拓，通过产学研合作和多学科交叉，真正把产业做好。”
徐樑华指出，国产碳纤维行业接下来应考虑碳纤维、复合材料以及装备制造的辩证统一关系，应认真研究产品的市场究竟在哪儿。国产碳纤维企业生产出能用的产品已不是问题，问题在于是否能生产出好用的碳纤维。好用意味着碳纤维的本征性能、成分结构、应用工艺性、性能使用率等都要能满足要求，同时要形成有针对性的主动式应用服务。要达到这些要求，国产碳纤维企业应该实现油剂、上浆剂自给自足，应建立结构性能评价体系，可探索引入智能制造。
国产碳纤维企业还应解决“用得起”的问题。“用得起”并非简单的成本核算，而是基于技术进步、产品方案、规模效应、全流程的科学管理指导等综合性优势。在“用得起”的基础上，进一步寻求特色发展，寻求利润。同时，复合材料企业也要思考如何把国产碳纤维“用对、用好、用得出去”。比如，碳纤维复合材料最大的优势是轻质高强，但也存在一些性能缺点，因此在使用中要充分发挥其优势，规避其劣势。而且，应更多地发掘基于自主创新的应用领域。
“碳纤维及其复合材料的应用领域很广泛，包括军工、建筑、风电、民用飞机、汽车、体育休闲加工贸易等，但在这些领域的应用都是由西方国家建立起来的。到目前为止，国产碳纤维所有的应用市场都是从国外借鉴的，工业应用技术和市场培育还非常迟缓。我国还没有成熟的碳纤维应用市场，尤其是没有原始创新建立的应用领域，国产碳纤维的市场还掌握在别人手里。所以，未来我们要研究其市场究竟在哪儿，应形成具有我国自主优势的碳纤维应用领域。”徐樑华这样强调。
抱团发展改变“散而弱”格局
虽然经过10多年的快速追赶，已经解决了“从无到有”的问题，但国产碳纤维目前仍处于一种“散而弱”的状态，企业竞争力普遍较弱，尚无法与日本东丽、美国赫氏这样的国际“巨头”竞争。
全球碳纤维总产能目前约12.8万吨，前5大“巨头”东丽、帝人、SGL、三菱丽阳和卓尔泰克则占据了全球碳纤维总产能的60%。其中，日本东丽年产能为2.11万吨，占全球碳纤维总产能的比例高达15.29%。美国卓尔泰克年产能为1.95万吨，占比为14.13%。我国台湾台塑集团的年产能也有8700吨，占比为6.3%。
而且，几大“巨头”目前仍在积极扩充产能规模，以进一步扩大竞争优势。比如，三菱丽阳今年6月宣布，将追加设备投资，把大丝束碳纤维的年产能从目前的2700吨增加到3900吨，新设备预计将于2017年三季度投产。届时，其碳纤维总年产能将从目前的10100吨提高到13300吨。
与之形成鲜明对比的是，我国碳纤维总产能目前约1.5万吨/年，实际年产量仅为4000吨，开工率约20%，企业普遍亏损。30多家国产碳纤维企业的规模普遍偏小，单体企业年产能约为1000吨~3000吨。
中国复合材料集团有限公司董事长张定金指出，参照全球碳纤维生产厂家数量，日本、美国、德国、韩国、土耳其等国的重点碳纤维生产厂家均不超过5家。我国能真正批量生产碳纤维的企业只有10家左右，除了个别企业，全行业亏损，产业面临洗牌阵痛。
面对这种现状，产业接下来要做强，应建立合作共赢机制，而不是继续单打独斗。
徐樑华指出，我国碳纤维企业应该相互合作，但不回避利益，应探讨建立在规则之上的合作模式，而非道义上的合作，从而使合作更有操作性。通过整个碳纤维产业体系的全方位合作，可以促进产业建设和技术体系的提升，提高产品质量，碳纤维企业也才能对下游用户提出的问题进行快速响应，从而提升市场竞争力。同时，碳纤维企业与复合材料企业之间也应相互合作，形成合作共赢的机制和价值链。
企盼资本整合与更灵活的财税政策
一个值得关注的现象是，国产碳纤维企业的发展近两年已经开始出现分化。
徐樑华指出，在“正三角形”产业结构的顶端，一些企业基于技术进步和产能规模效益优势，已经开始赢利，已经形成几家国产碳纤维的领军企业。在“正三角形”产业结构的中端，若干碳纤维企业依托产品在航空航天领域的应用，使企业处于可运行状态，但这些企业面临在现有基础上如何做大、做强的问题。在“正三角形”产业结构的最底端分布着大量企业，这些企业由于技术、规模、市场等因素，装置逐渐闲置，处于停产状态。
接下来，产业的洗牌整合必不可少，而在整合过程中，应充分发挥资本市场的力量。
国家层面继续进行相关政策扶持也很关键。不过，业内人士建议，扶持思路在此前的基础上应有所调整。中国化学纤维工业协会副会长贺燕丽指出，国家应该形成从上游生产到下游应用的完整支持性政策，而不应像此前那样分散扶持力量，产业只有形成合力，才能更好发展。
“‘十二五’期间，国家主要是通过项目支持、项目补助的方式扶持碳纤维产业。‘十三五’期间，可以更多地探索通过财税补贴的形式促进国产碳纤维产业发展。比如，是否可以探索依据下游用户使用国产碳纤维的实际用量，给予其一定补贴；实行政府采购的国家重大工程，是否可以考虑采购国产碳纤维。再比如，是否可以探索提高T300产品的进口关税，以此鼓励下游企业更多地使用已经比较成熟的国产T300产品。整体看，国家相关财政奖励政策和减税政策应该同步跟进，应加强对碳纤维企业实行更灵活的政策支持。同时，应该建立国家的碳纤维标准体系。目前，我们与赫氏等国外企业仍有很大差距，所以国家更应给予国产碳纤维行业更多政策支持。” 贺燕丽这样表示。
