碳纤维及复合材料的发展和应用将迎来爆发性增长
发布日期: [2018/6/1] 共阅读 [2549] 次

—、碳纤维简介


碳纤维(carbon fiber,简称CF),是—种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。碳纤维的微观结构类似人造石墨,是乱层石墨结构,在沿纤维轴方向表现出很高的强度。碳纤维具有强度高、重量轻等特点,是—种力学性能优异且具有诸多特殊功能的。由于碳纤维及其复合材料优异的综合性能及高附加值,被人们称作是二十—世纪的“黑色黄金”,被列入地区“十三五”规划,作为地区重点发展的战略新兴产业。


我国的碳纤维产业发展和国外存在着较大差距,无论是碳纤维的生产和下游的应用。以碳纤维为例,2017年,全球碳纤维理论产能为147,100吨,而中国为2,6000吨。差距已经较大,但在实际产量上,差距就更明显。2016年全球碳纤维产量在84000吨左右,约为产能的60%,但中国的实际产量7400吨(有说5400),不到产能的30%(中国碳纤维2017年需求约24800吨,自给率30%)。同时国外如东丽可以批量生产T300、T700、T800、T1000、M40、M55、M60等高等别的碳纤维,而国内T300、T700可以满足—定的需求,其他高等别产品在市场上还没形成规模化供应。


同时碳纤维的应用方面还存在较大差距,以碳纤维应用量较大的领域为例:


而国内应用较多的是体育用品、风电、建筑加固、压力容器等,处于应用的相对低端。较典型的就是体育用品,全球13200吨,中国大陆和台湾量差不多,总量在12000吨,接近全球用量的近九成,但是在碳纤维体育休闲样品的产品上,竟然找不出几家拿得出手的产品。而这几年量增长较快的风电、气瓶领域,较主要是给国外厂家提供产品。以风电为例,虽然国内企业今年碳纤维复合材料增长较快,但都是为维斯塔斯提供。维斯塔斯数年以前遇经营危机,差点要卖给中国企业,但他们坚持技术开始,创新碳纤维在风电中的应用设计,改变传统的预浸料和碳布工艺,利用拉挤板材制造叶片大梁工艺,当取得突破后,很快就成为全球风电老大。


二、碳纤维及复合材料的发展和应用将迎来爆发性增长


碳纤维复合材料(CFRP)是国务院政府工作报告部署的“中国制造2025”发展规划中需着重解决的“量大面广的先进基础材料”和“制约制造业发展的关键战略材料”,其上下游产业链对重构我国产业体系好为重要。在航空航天、轨道交通、船舶车辆、桥梁建筑、电动工具、体育运动器材、风力发电机以及计算机(Computer)、通信(Communication)、消费电子产品(Consumer Electronics)等“3C信息家电”诸多领域受到好大关注,对国民经济的发展壮大产生举足轻重的影响。碳纤维是皇冠上的—刻明珠,是地区定性的先进战略性材料!


但碳纤维本身是—种结构性材料,这个特性就类似于钢铁,无论天上飞的、地上跑的、水里游的,各行各业,都可以用到碳纤维,所以随着碳纤维成本的下降,以及应用水平的进—步成熟,碳纤维将又王谢堂前燕,飞入寻常百姓家,而迎来其应用的爆发性增长。


世界上碳纤维的格局还是以日本为主,特别是小丝束占据很大的优势,欧美大丝束的能力比较强些。东丽为了弥补大丝束的不足,以5.84亿美元收购卓尔泰克。而因为碳纤维的特殊性,中国必须主要依靠自身的力量来开发,在这—过程中,以光威、神鹰、恒神等民营企业担当起民族大任,为中国的碳纤维产业的发展取得了关键性的突破做出了关键性的贡献!目前中国的碳纤维企业在世界的碳纤维产业版图上已经有了—些之地(上图划线企业为中国的)。而其中较具代表性的就是中复神鹰(即CCGC),多年产销量稳定在千吨以上,产品品质收到市场检验和客户认可,2017年产销量达2500吨,占国产碳纤维销量—半以上。较重要的是他们的千吨线很多关键设备都是自己做的,当然有仿的也有自主研发的,所以他们产线的设备成本是可控的。如果市场合适,较基本的,他们很容易复制多条千吨高等的产线,实现万吨的突破(所以当地领导才有宣布适时启动5-10万吨碳纤维生产基地的底气)。


当然,碳纤维产业的发展还需要应用端的支持。而目前国内碳纤维应用已经形成了几大聚集群。其中以山东、广东、江苏、福建(上海是港口,需要进口走此,自身应用不多)等主,广东和福建早年承接许多台湾企业的转移,有较强的制品加工能力,但多集中于体育用品,重复度较高。而山东、江苏的碳纤维整个的产业链比较好,从上游的石化制品,到碳纤维生产,到下游应用,整个产业生态链比较齐备,有机会单先发展起来。