碳纖維是一種性能優(yōu)異的戰(zhàn)略性新材料，近年來，我國碳纖維產(chǎn)業(yè)化進程快速推進，成為少數(shù)幾個可以生產(chǎn)碳纖維的國家。但是發(fā)達國家重點企業(yè)壟斷了全球市場并實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，相比之下我國碳纖維產(chǎn)業(yè)仍然存在較大差距?？偨Y(jié)先進國家的成功經(jīng)驗，找到影響我國碳纖維行業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素，是行業(yè)突破的前提條件。

我國碳纖維行業(yè)整體處于起步階段，關(guān)鍵技術(shù)裝備以及產(chǎn)品穩(wěn)定性與發(fā)達國家還存在一定差距。對碳纖維行業(yè)進行深入研究，發(fā)現(xiàn)影響產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素，總結(jié)先進國家的成功經(jīng)驗，提出適合我國碳纖維行業(yè)的發(fā)展思路和政策建議，有助于行業(yè)實現(xiàn)突破，對于保障國家重大工程以及國防科工的發(fā)展有著重要的戰(zhàn)略意義。

一、從戰(zhàn)略高度看待碳纖維業(yè)發(fā)展

碳纖維是一種性能優(yōu)異的戰(zhàn)略性新材料，密度不到鋼的1/4、強度是鋼的5-7倍，并且具有耐高溫、耐腐蝕、熱膨脹系數(shù)小等特點，廣泛應用于航空航天、能源裝備、交通運輸、體育休閑等領域。碳纖維行業(yè)發(fā)展需要集成化工、紡織、冶金、材料、裝備等多領域的技術(shù)和工藝，可以有效帶動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和下游產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。碳纖維行業(yè)的發(fā)展水平可以體現(xiàn)一個國家的工業(yè)基礎、研發(fā)實力和管理水平。

（一）戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎

碳纖維是為了滿足軍事領域?qū)Ω魺?、耐燒蝕、輕質(zhì)高強材料的需求而開發(fā)的，是典型的軍民兩用材料，在航空航天、衛(wèi)星導彈、武器裝備等領域有廣泛的應用，可以滿足先進武器裝備對材料性能指標的要求，在實現(xiàn)武器輕量化和節(jié)能化方面有著重要的作用。如美國B1、B2、F22、F117等隱型戰(zhàn)機大量使用碳纖維材料；國產(chǎn)戰(zhàn)斗機、神州飛船也需要高性能碳纖維復合材料制備的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件。碳纖維是國防現(xiàn)代化建設不可或缺的關(guān)鍵材料之一。

按《新材料“十二五”發(fā)展規(guī)劃》統(tǒng)計，“十二五”期間，我國風電新增裝機6000萬千瓦以上，新能源汽車累計產(chǎn)銷量將超過50萬輛，大型客機等航空航天裝備的復合材料應用比重將大幅增加。碳纖維復合材料的應用是風電大型化、輕量化的必然趨勢，是新能源汽車實現(xiàn)減重、提高行駛里程的關(guān)鍵，可以大幅提高大型客機的燃油經(jīng)濟性。另外，碳纖維在壓力容器、建筑補強、輸電電纜、高鐵設備等工業(yè)領域有很好的應用前景。

碳纖維行業(yè)的發(fā)展不僅能夠滿足國民經(jīng)濟和重大工程對高性能材料的需求，還可以推動石化化工、紡織化纖等傳統(tǒng)行業(yè)的技術(shù)進步和轉(zhuǎn)型升級，帶動下游的航空航天、機械設備、能源交通等行業(yè)的發(fā)展，可以推動上下游產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進步，形成上下游產(chǎn)業(yè)相互促進、互相推動的格局。碳纖維及其復合材料的應用，可以提高設備、裝備的安全性，實現(xiàn)輕量化，提高燃油的經(jīng)濟性，減少有毒有害氣體排放。

（二）日美企業(yè)產(chǎn)量占全球八成以上

1974年，日本東麗公司開始生產(chǎn)T300級和M40級碳纖維，之后美、英、德等國也相繼掌握了生產(chǎn)技術(shù)。碳纖維早期主要用于航空航天和導彈等軍事裝備。隨著碳纖維性能不斷提升和低成本化的發(fā)展，在工業(yè)領域的應用逐步占據(jù)主導地位。

2011年，全球聚丙烯腈基碳纖維產(chǎn)能約9.8萬噸，產(chǎn)量約6萬噸，保持了年均約18%的增長速度。日本的產(chǎn)能占世界57%，美國占24%。世界生產(chǎn)PAN基碳纖維的重點企業(yè)約10家，日本東麗、東邦、三菱、美國赫氏、卓爾泰克、氰特是碳纖維主要生產(chǎn)企業(yè)，產(chǎn)量占世界80%以上，其中日本東麗公司處于世界領先地位，獨家壟斷高端碳纖維市場。2011年全球碳纖維消費量超過5萬噸，其中工業(yè)應用約占60%，包括壓力容器、汽車部件、風電、電子材料和石油、天然氣設備等，其次航空航天約占20%，體育休閑器材約占20%。

從發(fā)展趨勢看，隨著碳纖維趨于高性能化，加之成本和價格不斷下降，民用工業(yè)用量將繼續(xù)保持快速增長，航天航空和體育休閑用量將穩(wěn)定增加。據(jù)行業(yè)預測，到2015年，世界碳纖維產(chǎn)能將達到15萬噸/年，產(chǎn)量約9.5萬噸，消費量約8萬噸?？鐕緦⒉粩鄶U大產(chǎn)能，鞏固其壟斷地位，到2015年，日本東麗計劃將產(chǎn)能從目前的1.9萬噸/年增至2.7萬噸/年。新興國家的很多企業(yè)也不斷進入碳纖維領域，如土耳其阿克薩、印度凱馬奧思凱、韓國曉星、泰光和沙特沙比克等公司都加大了碳纖維產(chǎn)業(yè)的投資。

（三）我國產(chǎn)業(yè)鏈初步建立

長期以來，日、美等發(fā)達國家在碳纖維高端產(chǎn)品、技術(shù)裝備等方面對我國進行封鎖或限制性管理。自上世紀60年代以來，我國對碳纖維技術(shù)進行了積極的探索，但產(chǎn)業(yè)化進程十分緩慢。進入新世紀以來，我國碳纖維行業(yè)取得了一系列重大突破，打破了國外的技術(shù)封鎖，建立了國產(chǎn)化主流技術(shù)，初步建立起技術(shù)研發(fā)、工程化研究和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的行業(yè)格局。特別是近年來，建立了國家級的研發(fā)平臺，工程化技術(shù)日益成熟，千噸級工業(yè)化裝置陸續(xù)建成并投產(chǎn)，初步建立了從原絲、碳纖維到復合材料及下游制品全產(chǎn)業(yè)鏈，為加快產(chǎn)業(yè)發(fā)展奠定了較好的基礎。

2012年，我國碳纖維產(chǎn)能約1.2萬噸，在建產(chǎn)能約6300噸，產(chǎn)量約2550噸，開工率約22%，表觀消費量約1萬噸，進口碳纖維約8600噸。我國碳纖維應用以體育休閑為主，約占60%，航空航天和工業(yè)領域的應用占比較低。我國碳纖維生產(chǎn)企業(yè)約26家，分布在14個省區(qū)市，江蘇、吉林、遼寧比較集中。其中，具有千噸級（以12K計）規(guī)模的企業(yè)有4家，分別是山東威海拓展、中復神鷹、江蘇恒神和中國化工。從資本構(gòu)成看，碳纖維生產(chǎn)企業(yè)既包括央企和上市公司，又包括民企和股份公司等。從企業(yè)原來從事行業(yè)看，既包括與碳纖維生產(chǎn)技術(shù)密切相關(guān)的石化、化纖、紡織機械，又包括煤化工、工程塑料、冶金等。從技術(shù)來源看，碳纖維企業(yè)各具特色，包括：中石油吉化長期以自主研發(fā)為主；江蘇恒神以引進為主，既引進國外先進的設備，又注重從國內(nèi)外引進人才；中國化工收購英國Courtaulds公司，部分引進原絲技術(shù)；常州中簡、河南永煤和中科院揚州中心的技術(shù)來自于中科院山西煤化所，浙江先泰的生產(chǎn)技術(shù)來自于中科院寧波材料所，北京化工大學同樣是行業(yè)重要的技術(shù)支撐力量。

二、碳纖維行業(yè)發(fā)展四大特征

碳纖維技術(shù)研發(fā)周期長，對穩(wěn)定性要求很高。碳纖維屬于技術(shù)密集行業(yè)，研發(fā)周期長，技術(shù)壁壘高，需要集成高分子化學、紡絲工藝、高溫冶金、精細化工、復合材料等方面的理論技術(shù)和工藝裝備，產(chǎn)業(yè)鏈條非常長，關(guān)鍵控制點超過3000多個，同時對穩(wěn)定性有非?？量痰囊?，既要求同時生產(chǎn)的每根、每束性能保持一致，又要求隨著生產(chǎn)周期的延長，性能要保持穩(wěn)定。在碳纖維發(fā)展史上，東麗花了5年的時間專門研發(fā)原絲，用了10年時間不斷穩(wěn)定提升T300碳纖維的性能，1984年研發(fā)成功T800碳纖維，近年來才開始大規(guī)模生產(chǎn)。

重點企業(yè)壟斷全球市場并實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。美國注重原始創(chuàng)新，日本擅長精細化生產(chǎn)，在碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展中各具優(yōu)勢。復雜的工藝流程、高昂的研發(fā)費用以及很長的研發(fā)周期，使得國際上真正具有研發(fā)和生產(chǎn)能力的公司屈指可數(shù)。日本東麗公司獨家壟斷高端碳纖維市場，但其他重點企業(yè)也各具特色，在原料多元化、合成體系、紡絲技術(shù)、絲束規(guī)格等方面具備各自的比較優(yōu)勢。比如，美國氰特除了可以生產(chǎn)PAN基碳纖維外，還可以生產(chǎn)高性能瀝青基碳纖維；美國卓克泰爾在更具前景的大絲束PAN基碳纖維方面，產(chǎn)能處于領先地位；中國臺灣臺塑技術(shù)水平普通，但通過提高效率降低成本等手段，借助自身在塑料領域的優(yōu)勢，迅速擴張；土耳其阿什卡與陶氏合作，充分利用其在油劑、上漿劑、樹脂、復合材料領域的技術(shù)優(yōu)勢，為未來發(fā)展奠定基礎。

應用領域不斷拓展，潛在市場逐步成熟。碳纖維下游應用技術(shù)的開發(fā)難度較高，碳纖維、樹脂、上漿劑等之間工藝參數(shù)必須系統(tǒng)配合，復合材料設計與成型需要一體化，下游領域的應用開發(fā)需要較長的研發(fā)過程。同時，重點企業(yè)壟斷市場，通過國防科工和航空航天等高端市場就可以獲得巨額利潤，缺乏降低價格擴大應用市場的動力。加之研發(fā)投入高、生產(chǎn)成本高，碳纖維應用范圍長期局限在一些高端領域。近年來，隨著碳纖維應用成本的下降，應用領域逐步由航空航天、體育休閑等擴展到一般工業(yè)領域，風力發(fā)電、壓力容器、交通運輸、輸電電纜等領域的應用逐步成熟。為了應對這種趨勢，東麗公司將成本更低的干噴濕法T700級碳纖維作為發(fā)展重點之一，收購了美國卓克泰爾，進入了成本更低的大絲束碳纖維領域，擴大單線產(chǎn)能規(guī)模以降低成本，建設了公共研發(fā)平臺，不斷加強與下游企業(yè)的合作研發(fā)。

市場和政府在行業(yè)發(fā)展中發(fā)揮了重要作用。碳纖維屬于軍民兩用、政治敏感的戰(zhàn)略性新材料，其早期開發(fā)具有濃厚的國家意志。時至今日，俄羅斯依然沿用前蘇聯(lián)模式，國家主導研發(fā)和生產(chǎn)，國有部門負責開發(fā)研究生產(chǎn)制造，保障國防科工和重大工程的需求。美國和日本采取以市場為主的模式，主要依靠大企業(yè)研發(fā)和生產(chǎn)，同時供應民用和國防應用領域。但是碳纖維天然與國防軍工密不可分，企業(yè)的背后始終存在國家的影子。日本通過各種途徑支持本國碳纖維企業(yè)發(fā)展，將其作為十大戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一。美國規(guī)定國防軍工所需的重要材料都必須立足于本國生產(chǎn)，波音可以用東麗的碳纖維，國防軍工則采用本國赫氏或氰特的碳纖維，同時對碳纖維高端產(chǎn)品和技術(shù)裝備出口嚴格管控。

三、加速中國碳纖維行業(yè)發(fā)展

（一）基本思路

全球碳纖維市場的基本特征是寡頭壟斷，與自由競爭的市場經(jīng)濟有很大區(qū)別，同時其技術(shù)密集、軍民兩用、政治敏感的特征，使得企業(yè)行為的背后始終伴隨著國家意志。作為發(fā)展中國家，我國碳纖維企業(yè)研發(fā)實力薄弱，資金資本積累不足，單純依靠市場和企業(yè)自身的力量，很難突破國際巨頭的壟斷。另外，從發(fā)展中國家的成功經(jīng)驗來看，日本和韓國實現(xiàn)現(xiàn)代化的過程中，許多產(chǎn)業(yè)都經(jīng)歷了政府大力推動的過程，之后隨著現(xiàn)代化的深入，政府又逐步轉(zhuǎn)移經(jīng)濟主導權(quán)。但是政府主導行業(yè)發(fā)展的模式并不可取，計劃經(jīng)濟的內(nèi)在缺陷使企業(yè)對市場發(fā)展形勢不敏感，缺乏持續(xù)創(chuàng)新適應市場的內(nèi)在動力和基礎，缺乏持續(xù)造血的能力。

我國碳纖維行業(yè)發(fā)展迅速，但仍有較大差距。近年來，我國碳纖維產(chǎn)業(yè)化進程快速推進，成為少數(shù)幾個可以生產(chǎn)碳纖維的國家。但是，與發(fā)達國家相比，我國碳纖維產(chǎn)業(yè)仍然存在較大差距，主要表現(xiàn)為：

一是產(chǎn)業(yè)化水平有待提高，關(guān)鍵工藝技術(shù)還須完善，原輔料及裝備水平落后，綜合的工藝技術(shù)集成能力存在差距。高強中模和高模碳纖維還沒有實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，恒張力收絲裝置、高溫碳化爐、石墨化爐等大型關(guān)鍵設備不能自主制造，進口成本高并受到一定程度的限制。

二是國內(nèi)部分企業(yè)經(jīng)營困難，普遍存在開工率低、產(chǎn)量小、質(zhì)量不穩(wěn)定、成本高等問題，同時根據(jù)國內(nèi)行業(yè)發(fā)展情況，國際大企業(yè)不斷降低出口我國市場的碳纖維價格，國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)面臨很大競爭壓力。

三是低水平重復建設較嚴重，產(chǎn)業(yè)集中度低，全球重點企業(yè)僅有10家，而我國已建、在建的碳纖維企業(yè)就有約26家，并且多數(shù)企業(yè)采用東麗工藝路線，沒有實現(xiàn)差異化發(fā)展，多數(shù)建設的是T300級碳纖維生產(chǎn)線，而大絲束聚丙烯腈基碳纖維和高性能瀝青基碳纖維仍然處于空白。

四是產(chǎn)學研用缺乏密切的協(xié)作，企業(yè)的技術(shù)實力弱。上下游企業(yè)缺乏深度合作，應用產(chǎn)品標準和設計規(guī)范滯后，應用市場亟須培育和開拓。多頭管理體制，資金投入強度不足，使用分散。

我國碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展必須堅持“政府引導、市場主導”的發(fā)展模式，政府對重大科技攻關(guān)事項等進行引導，集中力量攻克關(guān)鍵共性技術(shù)，同時尊重市場經(jīng)濟和高科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本規(guī)律，發(fā)揮市場配置資源的基礎性作用，產(chǎn)業(yè)化和市場化交由企業(yè)自主決策、自主實施。

（二）加大政策資金支持力度

切實落實《加快推進碳纖維行業(yè)發(fā)展行動計劃》的要求，發(fā)揮國家專項資金和重大工程的牽引作用，集中力量突破關(guān)鍵共性工藝和裝備，重視新技術(shù)、新工藝、新應用的研究開發(fā)，形成技術(shù)突破和核心專利。制定和完善基于國內(nèi)產(chǎn)品的產(chǎn)品標準和工程設計規(guī)范，建設公共檢測和服務平臺，打通上下游產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。抑制低水平重復建設，規(guī)范市場秩序，推動要素向優(yōu)勢企業(yè)和高端項目集中，增強行業(yè)和企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展能力。

（三）增強企業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈競爭優(yōu)勢

碳纖維生產(chǎn)企業(yè)不僅要注重提高產(chǎn)品本身的質(zhì)量性能，同時要高度重視高端裝備、專用化學品、高性能樹脂以及復合材料設計開發(fā)等方面的發(fā)展，積極與下游企業(yè)聯(lián)合設計開發(fā)產(chǎn)品，主動幫助下游企業(yè)發(fā)現(xiàn)需求，積極拓寬應用領域，發(fā)展量大面廣的產(chǎn)品，帶動提升質(zhì)量性能，降低成本，發(fā)展高端產(chǎn)品滿足重大工程和國防科工的需求，走軍民融合的發(fā)展道路。根據(jù)自身比較優(yōu)勢，提高產(chǎn)業(yè)化競爭能力，逐步由提供產(chǎn)品向提供綜合性解決方案轉(zhuǎn)變，不斷增強全產(chǎn)業(yè)鏈的競爭優(yōu)勢。

（四）加強產(chǎn)學研用合作，提高以企業(yè)為主體的創(chuàng)新能力

推動高校、科研院所與企業(yè)加強合作，充分利用互補資源，攻克解決生產(chǎn)技術(shù)難題，形成技術(shù)突破和專利，提高科研成果和專利技術(shù)的轉(zhuǎn)化效率，建立以企業(yè)為主體的創(chuàng)新體系。為高校和科研機構(gòu)的科技人才參與企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新活動創(chuàng)造條件，聯(lián)合培養(yǎng)既精通技術(shù)又熟悉行業(yè)形勢的高端復合型人才，不斷壯大企業(yè)高層次創(chuàng)新隊伍。

（五）推動成立產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，加強運行監(jiān)測和風險預警

組織重點上下游企業(yè)和研發(fā)機構(gòu)，推動成立碳纖維產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，配合政府加強宏觀調(diào)控，密切關(guān)注國內(nèi)外的發(fā)展態(tài)勢和競爭情況，及時發(fā)布行業(yè)最新態(tài)勢，實現(xiàn)信息在行業(yè)內(nèi)共享和交流，引導行業(yè)發(fā)展。推動企業(yè)間的加強合作和資源整合，打造完整的產(chǎn)業(yè)鏈條，推進與國際的交流與合作。