近来，国内碳纤维行业捷报频传——中复神鹰碳纤维有限公司9月宣布，成为我国仅有的实现干喷湿纺SYT45级(相当于T700级)碳纤维产业化的企业;太钢高端碳纤维项目在国庆节前夕在阳曲县开工奠基;10月9日，中联重科宣布与意大利RIBA公司合资建立碳纤维材料企业……而上周记者到吉林国家碳纤维高新技术产业化基地采访时更是看到，年产8000吨碳纤维SMC、200万平方米碳纤维预浸布、200万件碳纤维模压制品的项目、10吨碳纤维复合芯导线及汽车轻量化件、1000吨碳纤维等项目正在紧锣密鼓建设中。
据了解，当前在新型材料里投资最热的当属碳纤维，投资数亿元的项目屡见报端。据不完全统计，仅“十一五”期间，国内用于碳纤维行业的投资已超过百亿元，还不包括拟建项目。数据显示，我国共有36家企业已建成或正在建设碳纤维原丝生产装置。其中，已建成原丝能力7110吨，碳化能力3342吨;在建原丝能力3.2万吨，碳化能力1.48万吨;计划建设原丝能力6.8万吨，碳纤维生产能力3.15万吨。中国化工、中国建材、中国恒天、首钢国际等大型企业均介入这一领域。
尽管碳纤维建设热一浪高过一浪，尽管我国也出台了相关领域扶植规划，但是目前来看，我国碳纤维行业面临三大难题，想要实现快速腾飞尚需时日。
各自为战
关键技术难突破
资料显示，碳纤维可通过丙烯腈、沥青和黏胶等三种基础原料进行制备，分别得到聚丙烯腈(PAN)基、沥青基和黏胶基碳纤维。由于PAN基碳纤维在性能和收益上的明显优势，因此占据了全世界碳纤维产量的90%以上。
PAN基碳纤维具有高比强度、高比模量、耐高温、耐腐蚀等一系列优点，是钢铁的重要替代复合材料。制备流程可简单概括为：有机单体—聚合物溶液—有机高分子纤维—无基碳纤维，制备原理涵盖了化学工程、高分子合成、化学纤维和材料学等多个学科，是一个多学科交叉的复杂系统工程。
据国家碳纤维高新技术产业化基碳纤维产业推进组负责人陈宝善介绍，目前国际碳纤维市场大部分已被来自日本、美国等地区的企业瓜分。日本东丽公司、东邦公司和三菱人造丝公司控制着小丝束的市场;美国福塔菲尔(Fort-afil)、卓尔泰克(Zohek)、阿尔迪拉(Aldila)、德国爱斯奇爱尔(SGL)四家公司控制着大丝束的市场;值得一提的是我国台湾的台塑公司，占有近10%的低端产品市场份额。再纵观我国大陆碳纤维行业发展，尽管起步于上个世纪60年代，和日本、美国几乎同时进入这个领域，但此后因多种原因，技术研发基本处于停滞状态，而美国、日本的碳纤维技术在上世纪70年代实现了迅猛发展。
据业内专家、吉林石化碳纤维厂厂长蔡小平博士介绍，直到2001年，两院院士师昌绪先生给江泽民写了《关于加速开发高性能碳纤维的请示报告》，碳纤维研发才重新提到议事日程。“十一五”期间，碳纤维科技研发开始步入上升轨道。通过国内纤维生产企业和科研院所的努力，在碳纤维技术、工艺、装备等方面的研发，取得了大量科研成果，比如国内T300碳纤维工艺及生产技术已经掌握，产品质量可以达到T300的水平。
但蔡小平告诉记者，不容忽视的是碳纤维工业化试验中仍存在着产品质量不稳定等技术问题，高性能碳纤维的研发还处于小试或中试阶段，无论在产量和性能上，与国外相比都还有很大差距，实现碳纤维产业化的全面升级任务还异常艰巨。
据蔡小平博士讲，造成这种局面的主要原因有4个方面：
一是国外技术封锁，国内科研力量分散。因为碳纤维应用领域涉及到国防、军工等领域，日本、美国等主要公司长期以来对高性能特种原丝制备技术高度保密，不肯转让，也不出售产品，所以我国在成套引进技术等方面没有可能。同时，我国科研机构各自为战，处于封锁、封闭状态，基本都是单打独斗，目前形成的技术分散在各个环节，很难整合技术优势，从而实现快速突破的态势。
二是因表面处理以及原料质量不过关，导致原丝和由原丝生产的碳纤维存在强度低、均匀性、稳定性差、伸长率变异系数大、毛丝多、分纤性差等问题，很难生产匀质预浸布。
三是制备设备不过关，导致产品质量不稳定。我国在碳纤维生产中氧化、炭化、石墨化等工序的设备满足不了工艺对温度、换热等方面要求，导致碳纤维拉伸强度等性能达不到要求。而日本、美国等国在化工装备、材料上具有雄厚的实力，制备技术相当成熟。
四是国外采取倾销战略也是阻碍碳纤维行业快速发展的因素。我们一旦掌握了某个型号的碳纤维生产技术，国外公司马上以低廉的产品大量涌入，在产品质量、价格上都占有优势，对国内生产企业造成巨大冲击，这类企业基本处于亏损或停车状态。因此削弱了企业搞科研的积极性和主动性，如果离开了国家扶持更是寸步难行。
无序发展
供给需求难同步
“完整的产业链是促进一个行业快速发展重要条件。但从上游聚丙烯腈到下游高性能碳纤维复合材料制品的应用，需要跨越形成了很长的产业链，其中每一链段都饱含高精尖的技术与品质。加之国内碳纤维行业兴起较晚，产品又具有军民两用特殊性，要打通这条产业链实属不易。”陈宝善告诉记者。
据了解，在当今世界有名8大家碳纤维企业中，也找不出一家能真正将这条产业链全部打通并实现商业化运营的。我国在这一条“经脉”的低端产品相对好些，但在高端产品上尤显得血脉不通，情况严重。
吉林化纤去年底投产的5000吨碳纤维原丝生产线，因下游炭化能力不足，不得不将生产负荷降低50%。
另外，受碳纤维企业生产不稳定影响，产品品质波动大，产品质量参差不齐，出现了下游用户对国产货评价不高，采购态度不积极等问题。一位碳纤维销售人员曾带着产品对客户进行拜访，却得到了下游厂家“10年后你再带样品来找我”的答复。
这些都反映出陈宝善所指出我国碳纤维产业链存在的不均衡发展的现象，以及当前国产货的尴尬处境。更令人担忧的是，低端产品还出现供大于求的局面。
蔡小平介绍，国内碳纤维产能主要集中在中低端的T300级，主流规格为3K和12K，其中3K产品主要用于织碳纤维布，12K产品主要用于生产预浸料，这两个行业的消耗量占中国市场碳纤维总消耗量的90%以上。受产能和产量的快速增长影响，国内T300级市场已出现供大于求局面，具体表现为行业间竞争加剧，产品价格不断下滑，生产企业经营亏损。同时，国外大量低端产品涌入也加剧的市场的严峻性。2011年，进口货的市场占有率为85%左右，而国内两大生产厂家威海拓展和中复神鹰依靠企业规模大，市场进入早，市场占有率也大概仅仅在12%。
低端产品过剩日益凸显，而高端产品对于下游行业来说犹如在等米下锅。据不完全统计，随着碳纤维在工程修补、飞机制造、汽车及其部件的应用，以及电子设备套壳、集装箱、医疗器械、深海勘探和新能源开发等方面的应用，对碳纤维的需求将逐步放大。我国在2020年有可能超过美国成为全球消费大国。
“这些领域对碳纤维布和碳纤维板等产品品质有更高的要求，而国内高端产品大都处于中、小试阶段，工业化生产尚未形成，产业需要加快速度发展才能满足需求。”蔡小平说。
体制差异
国外模式难复制
有人说我国碳纤维发展的历史，是具有典型的中国特色。早期，依靠中央组织会战来推动;中期依靠有名科学家呼吁来实现重启;到现在，就各自为战，大干快上，相互复制，处于无序发展状态。
据了解，目前国内30多家企业(除了极个别军工定点的企业)大多陷入了困境：一方面，众多厂家、科研机构纷纷加入碳纤维行业的大军;但另一方面技术不过关以及创新能力差、产品品质不稳定，且规模小、成本高，很多被国外产品打得溃不成军，企业亏损严重。尽管如此，我国投资热丝毫不减，项目接踵而至，科研突破却鲜有所闻。
广州赛奥碳纤维技术有限公司副总裁林刚说，与国内徘徊不前形成鲜明对比的是，一家土耳其的AKSA腈纶公司2007年起步，短短几年工夫其Aksaca碳纤维性能品级从A-42(相当于东丽T300)一下子突破A-49(相当于东丽T700)，在中国市场创造了销售1500吨碳纤维的奇迹，年销售量比中国全部碳纤维企业年实际销售总量还多，令人惊叹。
是什么造成中外如此大的反差?业内人士一致认为，究其深层次原因是体制的差异造成这种局面：
一是自主创新能力差，投入资金少，我国的技术发展长期以来以跟踪模仿为主，缺乏自主创新。目前世界上公认的创新型国家包括美国、日本、芬兰、韩国等，其共同特征是：创新综合指数明显高于其他国家，科技进步产业贡献率在70%以上，研发投入占GDP的比例一般在2%以上，对外技术依存度指标一般在30%以下，所获三方专利(美国、欧洲和日本授权的专利)数占世界数量的绝大多数。而我国科技投入占GDP比重1.5%的目标迄今仍未实现，对外技术依存度高达50%。碳纤维行业就是一个例子，技术研发难以突破。
二是高端人才缺失，科研氛围不强。目前，很多科研机构在研发经费的获取上，除了自筹资金，申请科研费用是另一个渠道。不少科技单位把大量时间就花在跑课题、要经费、写总结上，难以形成一心一意搞科研的氛围，整个科研体系尚未形成以企业为主导的科研体系。同时我国高端人才流失严重，能跻身国际前沿、参与国际竞争的战略科学家更是凤毛麟角。
三是产学研衔接不够。科学与工程的矛盾，演变成专家与企业的矛盾，这对我国碳纤维的发展极为不利。科学研究与工程实践的相互促进和螺旋式提升，才能真正形成一个既有科学理论和又有工程实践经验的完整的技术体系。这是我国碳纤维及其复合材料产业链可持续发展，赶超发达国家的必要条件。
面对这些原因，林刚呼吁，过去的发展思路不慎导致碳纤维及其复合材料产业链走入困境，现在不妨创建碳纤维及其复合材料产业链联合会等举措，这将是中国碳纤维及其复合材料产业链转危为安和健康、有序发展的有益思路。
实习记者：高红
