碳纖維：輕量化應(yīng)用或是突破口。碳纖維已經(jīng)從實(shí)驗(yàn)室走向廣泛應(yīng)用，全球碳纖維需求不斷增長，國內(nèi)碳纖維仍顯落后，國家從十二五規(guī)劃開始，就把發(fā)展碳纖維等新材料作為國家的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)發(fā)展。在國家政策和地方政府的支持下，許多碳纖維項(xiàng)目落地。碳纖維進(jìn)一步擴(kuò)大應(yīng)用需求，可能將著眼于空陸風(fēng)三大領(lǐng)域：航空航天；新一代汽車、風(fēng)機(jī)葉片。上游碳纖維生產(chǎn)重點(diǎn)關(guān)注中復(fù)神鷹、江蘇恒神、江蘇航科；中游碳纖維預(yù)浸料和復(fù)合材料生產(chǎn)重點(diǎn)關(guān)注康得新、海源機(jī)械、中復(fù)連眾；下游碳纖維終端產(chǎn)品重點(diǎn)關(guān)注中復(fù)碳芯、遠(yuǎn)東電纜。新三板碳纖維上市企業(yè)只有一家：恒神股份，隨著碳纖維市場進(jìn)一步增長，未來盈利可期。碳纖維：新材料從實(shí)驗(yàn)室走向廣泛應(yīng)用的典型。為什么碳纖維受熱捧？——質(zhì)輕、高強(qiáng)、穩(wěn)定性好。碳纖維，是一種含碳量在90%以上的無機(jī)高分子纖維。它的強(qiáng)度比鋼的大，密度比鋁的小，比不銹鋼還耐腐蝕，又能像銅那樣導(dǎo)電，是一種具有許多寶貴的電學(xué)、熱學(xué)和力學(xué)性能的新型材料，被譽(yù)為黑色黃金。碳纖維與最近的明星材料石墨烯是同一家族，可以說，碳纖維是由無數(shù)微小的石墨烯片(納米級別)按一定的取向堆積形成。

　　這也解釋了為什么碳纖維和石墨烯都具有許多類似的電、熱、力學(xué)性質(zhì)。碳纖維的分類有哪些？——主要是三類：制造原料、纖維數(shù)量、力學(xué)性能。碳纖維家族龐大，各種各樣的碳纖維具有不同的特點(diǎn)，所以有多種分類方式。按照碳纖維的制造原料分類，PAN基纖維是市場主流。碳纖維主要分為聚丙烯腈基(PAN)碳纖維，瀝青基碳纖維，黏膠基(纖維素)）碳纖維。PAN基碳纖維。因?yàn)镻AN基纖維制備方法較為簡單，得到的產(chǎn)品抗彎抗壓性能又非常優(yōu)異，所以是目前碳纖維市場的主流，占90%以上。按照纖維數(shù)量分類，大絲/小絲應(yīng)用領(lǐng)域有所不同，小絲束價(jià)格昂貴。單根的碳纖維在機(jī)械強(qiáng)度上是達(dá)不到應(yīng)用需求的。實(shí)際使用的碳纖維都是由若干根碳纖維絲集束而成的。1K就代表一束碳纖維中有1000根絲。通常把1K、3K、6K、12K和24K的碳纖維稱為小絲束碳纖維，小絲束碳纖維主要應(yīng)用于軍工、航空領(lǐng)域，因此又被稱為宇航級碳纖維。價(jià)格與大絲束碳纖維相比更加高昂。36K以上的碳纖維稱為大絲束碳纖維，主要包括48K、60K、120K、180K、360K和480K。大絲束碳纖維目前主要應(yīng)用于汽車、風(fēng)力裝置、一般工業(yè)等領(lǐng)域，因此被稱為工業(yè)級碳纖維。

　　按照力學(xué)性能分類，T、M各不同。籠統(tǒng)來講碳纖維分為高強(qiáng)碳纖維、高模碳纖維，超高強(qiáng)碳纖維、超高模碳纖維。所謂高強(qiáng)，指的是較高的拉伸強(qiáng)度。拉伸強(qiáng)度越大，碳纖維越難被拉斷。高模，指的是較高的拉伸模量，拉伸模量越大，碳纖維越剛性，寧折不彎。但是在實(shí)際使用中，大家通常使用碳纖維世界龍頭企業(yè)——日本東麗(TORAY)的產(chǎn)品編號(hào)，如T300、T800、T1000、M55等來對應(yīng)不同性能的碳纖維。因?yàn)檫@些型號(hào)是Toray公司當(dāng)初按照強(qiáng)度下去分的，所以碳纖強(qiáng)度T300T600T700T800T1000，模量30M40M46M50M60M65。中外技術(shù)差距有多大？——高性能碳纖維以日企為標(biāo)桿，國內(nèi)仍在T300/T700水平。目前高強(qiáng)度、高模量的碳纖維基本被日美企業(yè)壟斷。原因是碳纖維制備工藝復(fù)雜，工藝參數(shù)需要大量精力和金錢摸索，容易形成壟斷。國內(nèi)目前仍在T300，T700的水平，更高質(zhì)量的碳纖維仍無法大規(guī)模生產(chǎn)。碳纖維制備工藝和生產(chǎn)設(shè)備極大的影響碳纖維質(zhì)量：碳纖維的制備工藝流程復(fù)雜，涉及工藝參數(shù)較多，積累這些參數(shù)往往需要幾年的周期。并且碳纖維生產(chǎn)設(shè)備的技術(shù)壁壘較高，國外領(lǐng)頭企業(yè)對生產(chǎn)設(shè)備實(shí)施封鎖禁售。這也是目前我國高性能碳纖維生產(chǎn)難以實(shí)現(xiàn)的根本原因。

　　目前主流的碳纖維是PAN基碳纖維，所以本文就以PAN基碳纖維為例介紹碳纖維的制備流程：丙烯腈單體制備，丙烯腈是大宗基本有機(jī)化工原料，主要通過丙烯氨化氧化過程得到，是制備聚丙烯纖維的重要單體。其純度與質(zhì)量直接影響合成碳纖維原絲的質(zhì)量。聚合反應(yīng)形成聚丙烯腈，丙烯腈單體聚合生產(chǎn)聚丙烯腈是極為重要的步驟。聚合反應(yīng)過程的快慢、原料在反應(yīng)釜中的分布、反應(yīng)溫度控制等都影響得到的聚丙烯腈的質(zhì)量。通過噴絲技術(shù)形成聚丙烯腈原絲，將聚丙烯腈溶于溶劑，再將聚丙烯腈與溶劑混合物通過類似淋浴似的噴絲頭噴出來，形成聚丙烯腈原絲。再生產(chǎn)過程中，會(huì)在原絲前端施加牽引力，將原絲變細(xì)變致密。在這個(gè)環(huán)節(jié)中，溶劑的選擇以及牽引力大小、牽引速度都是重要的工藝參數(shù)。并且工藝參數(shù)的精確程度與生產(chǎn)設(shè)備密切相關(guān)。預(yù)氧化原絲形成預(yù)氧絲，對于原絲——聚丙烯腈纖維，由于是一維的線性大分子鏈，所以難熱性差。通過預(yù)氧化過程(200～300℃)可以將其轉(zhuǎn)化成二維梯形結(jié)構(gòu)的大分子鏈，這樣才能經(jīng)受后續(xù)的更高溫度處理。這里涉及一個(gè)重要的設(shè)備——預(yù)氧化爐。預(yù)氧化爐的溫度梯度控制、送風(fēng)排風(fēng)控制以及原絲的牽引控制都是預(yù)氧化過程影響碳纖維質(zhì)量的重要因素。

　　預(yù)氧絲經(jīng)過碳化處理或者進(jìn)一步石墨化處理，得到初步碳纖維。所謂碳化過程，就是讓預(yù)氧化過的PAN纖維在高溫下裂解，逸出氫、氧、氮等小分子，最后留下碳元素的過程。通常溫度在1000～2000℃。此時(shí)得到的碳纖維內(nèi)部碳原子是雜亂無章排列的。其強(qiáng)度和模量都不是最優(yōu)。所以根據(jù)產(chǎn)品需要，后續(xù)還可以增加石墨化過程。石墨化就是碳材料內(nèi)部碳原子在更高溫度下(2000～3000℃)進(jìn)行重新排列，慢慢趨向于完美六元網(wǎng)格的一個(gè)過程。此時(shí)的碳纖維的強(qiáng)度與模量都有顯著提升。預(yù)氧化技術(shù)和石墨化技術(shù)是制備高性能碳纖維的關(guān)鍵步驟，目前國產(chǎn)預(yù)氧化爐和石墨化爐的質(zhì)量與國外先進(jìn)水平差距較大，在預(yù)氧化和石墨化環(huán)節(jié)突破生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)設(shè)備的屏障是我國碳纖維發(fā)展的重要方向。對碳纖維表面處理。經(jīng)歷碳化過程或者石墨化過程的PAN纖維已經(jīng)成為碳纖維。但這種碳纖維并不是所需的終端產(chǎn)品。通常碳纖維都會(huì)與樹脂、金屬、陶瓷等基體復(fù)合，形成功能多樣的碳纖維復(fù)合材料。碳纖維復(fù)合材料才是工業(yè)、航天、汽車等領(lǐng)域所需的使用材料。簡單的類比來說，碳纖維如同鋼筋，而基體如同水泥，鋼筋與水泥的組合才是房屋的構(gòu)筑材料。

而對碳纖維表面處理是為了增大纖維的比表面積，增強(qiáng)纖維表面的化學(xué)活性，從而讓后續(xù)的基體與碳纖維能夠緊密的結(jié)合，結(jié)合界面的好壞直接影響碳纖維復(fù)合材料的性能。碳纖維上漿處理，在生產(chǎn)過程中由于機(jī)械摩擦，碳纖維表面容易起毛，或者出現(xiàn)單絲斷裂等現(xiàn)象，這樣會(huì)影響碳纖維的強(qiáng)度。并且，毛絲的出現(xiàn)也影響碳纖維與基體的結(jié)合。所以會(huì)在碳纖維表面再涂一層有機(jī)物保護(hù)層，減少碳纖維起毛斷絲的現(xiàn)象。得到碳纖維加工成碳纖維復(fù)合材料，如上文所提碳纖維并不會(huì)直接進(jìn)入應(yīng)用領(lǐng)域，而是使用樹脂、金屬、陶瓷等材料作為基體與之復(fù)合，形成強(qiáng)度、模量等綜合指標(biāo)合格的結(jié)構(gòu)材料，即碳纖維復(fù)合材料。目前使用最多、最廣泛的是樹脂基復(fù)合材料(CFRP)，人們也不斷探索碳纖維加工成CFRP的方法，如樹脂傳遞模塑(RTM)、注射成型、拉擠成型等，這里不多做介紹。碳纖維市場規(guī)模巨大，主要看好空陸風(fēng)，全球碳纖維產(chǎn)能不斷提升，隨著碳纖維在大型飛機(jī)、風(fēng)力發(fā)電、汽車工業(yè)等領(lǐng)域的需求不斷擴(kuò)大，全球各大碳纖維生產(chǎn)企業(yè)都擴(kuò)大了生產(chǎn)規(guī)模。2014年全球碳纖維產(chǎn)能約為12.90 萬噸，較2013年增加11%。按10%增長率計(jì)算，在2015年全球碳纖維產(chǎn)能達(dá)到14.19萬噸。
其中，日本東麗公司作為碳纖維行業(yè)龍頭，預(yù)計(jì)產(chǎn)能達(dá)到21.1千噸，占全球產(chǎn)能的13.6%。國內(nèi)碳纖維生產(chǎn)企業(yè)中復(fù)神鷹、江蘇恒神產(chǎn)能都在4000噸左右。即使從產(chǎn)能角度去看，中國企業(yè)與日美領(lǐng)先企業(yè)仍然有較大差距。日美企業(yè)在市場份額上占絕對優(yōu)勢，從市場份額來看，2014年全球碳纖維市場需求53.5千噸，約占總產(chǎn)能的41%。預(yù)測碳纖維需求將以10%左右的速度增長，在2015年達(dá)到59千噸。目前，絕大多數(shù)的市場份額被美日企業(yè)瓜分。在小絲束市場，日本三家企業(yè)東麗、東邦、三菱占市場54%的份額，緊隨其后的是美國Hexcel，臺(tái)灣臺(tái)塑等。在大絲束市場，美國的Hexcel與美國SGL公司占全球份額的73%，處于主導(dǎo)地位。國內(nèi)碳纖維已完成從無到有，發(fā)展較快。隨著國家政策支持力度的不斷增大及市場需求的日益增長，我國碳纖維技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化水平顯著提高。在過去20年實(shí)現(xiàn)了從無到有的突破。目前，國內(nèi)大小碳纖維生產(chǎn)企業(yè)近40家，國產(chǎn)碳纖維總產(chǎn)能達(dá)到1.5萬噸。其中，T300級碳纖維性能達(dá)到國際水平，已進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化發(fā)展階段；T700級碳纖維已建成千噸級生產(chǎn)線，產(chǎn)品進(jìn)入應(yīng)用考核階段，低成本干噴濕紡T700級碳纖維已經(jīng)實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)；T800級碳纖維噸級線建成并已實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。但高模高強(qiáng)的高等級碳纖維的制備技術(shù)仍與國際碳纖維企業(yè)有較大差距。
政策大力支持，碳纖維受熱捧。日本政府大力推動(dòng)，碳纖維產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟可持續(xù)發(fā)展。我國碳纖維的發(fā)展并不晚，不過遺憾的是，從20世紀(jì)70年代中期開始經(jīng)過近40年發(fā)展，我國的碳纖維產(chǎn)業(yè)仍無法與日本公司在市場上正面競爭。原因之一是日本在政策支持力度。日本政府高度重視高性能PAN基碳纖維相關(guān)技術(shù)的研發(fā)，并給予人力、經(jīng)費(fèi)上的大力支持，包括在能源基本計(jì)劃、經(jīng)濟(jì)成長戰(zhàn)略大綱和京都議定書節(jié)省能源技術(shù)研究開發(fā)方案等基本政策紅將碳纖維作為戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)發(fā)展。其次是成立產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。日本在碳纖維領(lǐng)域的領(lǐng)先地位，與日本碳纖維產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟密切相關(guān)。日本較早形成了產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，聯(lián)盟成員覆蓋了整個(gè)碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈，形成聯(lián)盟內(nèi)的共同優(yōu)勢，加快碳纖維技術(shù)開發(fā)速度，為技術(shù)的開發(fā)和商業(yè)化提供了更好的環(huán)境。國內(nèi)碳纖維國家重點(diǎn)扶持，將加速發(fā)展。國家從十二五規(guī)劃開始，就把發(fā)展碳纖維等新材料作為國家的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)發(fā)展。在國家政策和地方政府的支持下，許多碳纖維項(xiàng)目落地。最近，十三五規(guī)劃即將出臺(tái)，碳纖維材料大概率入選其中。在十三五期間，企業(yè)的自主創(chuàng)新能力、高性能碳纖維的生產(chǎn)設(shè)備與制備工藝依然是國家重點(diǎn)扶持的方向，也是國內(nèi)碳纖維企業(yè)需要重點(diǎn)攻關(guān)的方向。碳纖維應(yīng)用前景：最看好空陸風(fēng)。20世紀(jì)60年代到70年代，碳纖維走出實(shí)驗(yàn)室，在火箭與太空飛船等軍事領(lǐng)域有少量應(yīng)用，那時(shí)碳纖維制備成本高昂，下游需求很少，與目前的石墨烯行業(yè)十分類似。隨著研究的深入和制備成本的降低，碳纖維逐漸應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)器材等領(lǐng)域。

在20世紀(jì)末，碳纖維開始大規(guī)模應(yīng)用于飛機(jī)、汽車制造，極大的推動(dòng)了碳纖維產(chǎn)業(yè)的成熟與發(fā)展。時(shí)至今日，全球碳纖維產(chǎn)量超過5萬噸，平均成本低于5美元每磅。據(jù)美國AJR顧問公司預(yù)測,碳纖維全球銷售額將由2011年的16億美元增長至2020年的45億美元，碳纖維復(fù)合材料將從2011年的161億美元增長至2020年的487億美元。碳纖維及復(fù)合材料最早進(jìn)入民用領(lǐng)域是體育休閑用品。主要應(yīng)用是自行車、釣魚竿、高爾夫球桿和網(wǎng)球拍等等體育用品。據(jù)調(diào)研，目前全球體育休閑市場對碳纖維的需求占總需求的16%，但這一部分需求已經(jīng)接近飽和。預(yù)計(jì)到2020年這一比例將降低到5%。航空航天已經(jīng)工業(yè)應(yīng)用將占95%以上的需求。其中工業(yè)需求中，預(yù)計(jì)汽車與風(fēng)機(jī)葉片將大幅增長，帶動(dòng)全球碳纖維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。高性能碳纖維逐漸進(jìn)入民用航空領(lǐng)域，隨著國際油價(jià)不斷攀升，以及對飛機(jī)飛行時(shí)間和可靠性的更高要求，碳纖維逐漸走進(jìn)飛機(jī)結(jié)構(gòu)材領(lǐng)域，挑戰(zhàn)鋁合金的統(tǒng)一地位。據(jù)報(bào)道，商用飛機(jī)每減重一公斤，一年就能節(jié)約3000美元的燃料。遠(yuǎn)程火箭、太空飛船每減重一公斤，就能節(jié)約10,000美元的燃料。統(tǒng)計(jì)顯示，目前碳纖維復(fù)合材料在小型商務(wù)飛機(jī)和直升飛機(jī)上的使用量已經(jīng)在70～80%，在軍用飛機(jī)上占30~40%，在大型客機(jī)上占10~50%。2014年CCeV統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，航空航天市場所需碳纖維在數(shù)量占比29%，但是總市場金額占到了48%，說明該領(lǐng)域使用的多是高價(jià)值的碳纖維。
空中客車公司的A380飛機(jī)的主要結(jié)構(gòu)中，22%采用了碳纖維復(fù)合材料，飛機(jī)尾翼和最大直徑超過6米的后機(jī)身都是由碳纖維復(fù)合材料制造。這些碳纖維復(fù)合材料由Hexcel公司和Cytec公司提供。專家稱，對于同樣的強(qiáng)度，碳纖維復(fù)合材料要比相同的金屬結(jié)構(gòu)輕15%到25%。例如A380的中心翼盒比相同的鋁制材料輕3噸左右，按估算每年可以節(jié)省900萬美元的燃油費(fèi)?？湛凸镜腁350WB飛機(jī)使用碳纖維復(fù)合材料的比例高達(dá)53%，主要使用在機(jī)身壁板、龍骨梁、機(jī)翼和尾翼等，據(jù)估計(jì)每架飛機(jī)的碳纖維復(fù)合材料用量超過400萬美元。而提供這些碳纖維復(fù)合材料的依然是Hexcel公司。波音公司在2007年推出的787飛機(jī)，碳纖維復(fù)合材料占比也超過了50%。一架飛機(jī)使用超過30噸的碳纖維復(fù)合材料，實(shí)際碳纖維用量超過20噸。波音公司稱，復(fù)合材料的使用可以節(jié)省燃料費(fèi)用約20%。這碳纖維復(fù)合材料的供應(yīng)商是日本東麗公司。東麗除向現(xiàn)有的中大型飛機(jī)787之外，還將向最早于2020年投入使用的777X供應(yīng)主機(jī)翼用碳纖維復(fù)合材料。今年11月2日，中國商飛研發(fā)的首家國產(chǎn)大飛機(jī)C919正式下線，據(jù)報(bào)道，目前C919已經(jīng)收到來自21個(gè)買家的517架訂單，今后的民航大飛機(jī)市場可能形成ABC格局(Airbus, Boeing, China COMAC)。C919主要結(jié)構(gòu)使用了約12%的碳纖維復(fù)合材料。隨著我國商業(yè)飛機(jī)項(xiàng)目的進(jìn)一步開展，碳纖維復(fù)合材料的需求將不斷增加。
汽車輕量化跟碳纖維發(fā)展帶來新機(jī)遇。新一代汽車的發(fā)展方向是保證安全性的同時(shí)輕量化。碳纖維密度比碳鋼、鋁合金低，強(qiáng)度與模量都超過鋼材，因此采用碳纖維復(fù)合材料是最有效的辦法。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在2013年碳纖維復(fù)合材料在汽車領(lǐng)域產(chǎn)值約10億美元，預(yù)計(jì)2020年產(chǎn)值達(dá)到60億美元。國外的各大主要汽車廠家都在積極部署碳纖維及碳纖維復(fù)合材料在新一代汽車上的應(yīng)用。由于目前碳纖維復(fù)合材料成本較高，所以主要使用在頂級跑車與豪華汽車市場。許多廠商推出了全碳纖維復(fù)合材料覆蓋的概念車。例如法拉利推出的LaFerrari，蘭博基尼Aventador，保時(shí)捷918 spyder，布加迪威龍等，都使用100%全碳纖維復(fù)合材料包覆，不但極大的減輕了車身質(zhì)量，并且在外觀造型上更具質(zhì)感。但是超級跑車與豪華汽車與一般汽車相比，產(chǎn)量較小，雖然在全車的使用比例較大，但不會(huì)對碳纖維需求帶來顯著提升。2013年寶馬與SGL公司合作，推出了采用大量碳纖維復(fù)合材料打造的i3純電動(dòng)汽車產(chǎn)品。寶馬i3全重1224kg，成員座艙模塊由全碳纖維復(fù)合材料打造，比鋁合金設(shè)計(jì)輕300kg左右。整個(gè)車體重量的減輕提高了電動(dòng)汽車的續(xù)航能力。隨后寶馬公司在i7、M系列也大量的采用了碳纖維復(fù)合材。碳纖維已經(jīng)成為寶馬未來汽車輕量化的發(fā)展重點(diǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，到2020年，碳纖維在汽車上的需求將由2013年的2600噸猛增到23000噸，將與航空航天應(yīng)用持平。這充分表明了碳纖維產(chǎn)業(yè)在汽車輕量化方面有很大的市場空間。
盡管碳纖維復(fù)合材料在汽車產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用極具前景，它仍需要解決成本和制備工藝的問題：碳纖維的成本在20到30美元每公斤，是傳統(tǒng)鋼材的20倍，是鋁材的10倍左右；制備耗時(shí)較長，沖壓一個(gè)金屬部件可能需要1分鐘左右，而碳纖維復(fù)合材料可能需要幾個(gè)小時(shí)；碳纖維復(fù)合材料還無法像金屬材料那樣易于回收；碳纖維復(fù)合材料是新型材料，如何設(shè)計(jì)材料參數(shù)與結(jié)構(gòu)依然處于探索階段，經(jīng)驗(yàn)上沒有傳統(tǒng)材料成熟。大功率、大尺寸風(fēng)力葉片將是碳纖維未來的主要市場之一，碳纖維與傳統(tǒng)制作風(fēng)機(jī)葉片的玻璃纖維相比，重量減輕30%，強(qiáng)度大40%，模量提高3到8倍，是目前大型風(fēng)機(jī)葉片的發(fā)展方向。在目前化石燃料價(jià)格存在巨大波動(dòng)的背景下，風(fēng)電安裝成本低廉的優(yōu)勢日漸凸顯，風(fēng)電正在快速成為成熟的技術(shù)。根據(jù)全球風(fēng)能理事會(huì)數(shù)據(jù)，2014年全球風(fēng)電新增裝機(jī)容量達(dá)到51,477MW，其中中國占45%以上。全球累計(jì)裝機(jī)總量369,553MW，中國裝機(jī)量占31%，居世界首位。風(fēng)機(jī)組也正朝著大型化發(fā)展，風(fēng)機(jī)葉片越來越長，功率越來越大。韓國南方電力公司和三星重工2013年建設(shè)的風(fēng)電組，最長的風(fēng)機(jī)直徑達(dá)到171.2米，單個(gè)葉片長度達(dá)到83.5米。這對葉片材料的強(qiáng)度和剛度有了更高的要求。
使用碳纖維代替?zhèn)鹘y(tǒng)的玻璃纖維制作風(fēng)力葉片可以在提高葉片剛度的同時(shí)降低葉片質(zhì)量，提高了風(fēng)機(jī)的輸出功率。并且碳纖維葉片的抗疲勞性能更優(yōu)越，本身導(dǎo)電的性能也能避免葉片在特殊氣候的腐蝕和雷擊。國內(nèi)碳纖維企業(yè)初具規(guī)模，技術(shù)核心決定市場前景：產(chǎn)業(yè)鏈成熟，下游應(yīng)用是擴(kuò)大市場的關(guān)鍵，碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈主要包括丙烯腈、原絲、碳纖維、中間材料、復(fù)合材料和下游應(yīng)用6個(gè)環(huán)節(jié)。上游：丙烯腈供應(yīng)充足，原絲與碳纖維生產(chǎn)設(shè)備與技術(shù)是碳纖維產(chǎn)業(yè)的核心，PAN基碳纖維占90%以上的碳纖維市場，其主要原料是丙烯腈。從2014年7月至今，丙烯腈價(jià)格不斷下調(diào)，從14000元每噸下調(diào)至8000元每噸。從丙烯腈價(jià)格來看，丙烯腈作為碳纖維原料供應(yīng)較充足。原絲與碳纖維的制備依然是產(chǎn)業(yè)鏈的核心，其中原絲在碳纖維制備中占成本的53%。另外值得一提的是，制備原絲和碳纖維的生產(chǎn)設(shè)備也是上游極為重要的環(huán)節(jié)。通常國際碳纖維生產(chǎn)企業(yè)如東麗、Hexcel等都自己設(shè)計(jì)制備生產(chǎn)設(shè)備并對外保密，所以生產(chǎn)設(shè)備也是碳纖維上游的核心技術(shù)，國內(nèi)碳纖維企業(yè)一旦有重大突破，將會(huì)帶來碳纖維上游產(chǎn)業(yè)格局的變化。中游：碳纖維中間產(chǎn)品及復(fù)合材料是碳纖維與實(shí)際應(yīng)用之間的重要橋梁。
碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈的中游是碳纖維中間產(chǎn)品與復(fù)合材料制備企業(yè)。中間產(chǎn)品主要指碳纖維預(yù)浸料和碳纖維布等，是碳纖維用于復(fù)合材料之前的重要橋梁，中間產(chǎn)品可以提高碳纖維附加產(chǎn)值，降低碳纖維行情波動(dòng)對企業(yè)帶來的影響。復(fù)合材料是將預(yù)浸料進(jìn)行層壓、纏繞等加熱固化得到的材料，碳纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合材料約占90%以上的市場份額。下游：碳纖維應(yīng)用材料。碳纖維產(chǎn)品性能優(yōu)異，在下游有廣泛的應(yīng)用前景，如航空、風(fēng)能、汽車、體育休閑等領(lǐng)域。目前碳纖維在還處于市場推廣期，碳纖維的引入能否提高下游企業(yè)的產(chǎn)品競爭力是拓展碳纖維下游應(yīng)用的關(guān)鍵因素。上游市場環(huán)境惡劣，政策調(diào)整加速行業(yè)整合，從70年代開始到現(xiàn)在，中國碳纖維的發(fā)展經(jīng)歷了從無到有，整個(gè)碳纖維產(chǎn)業(yè)已經(jīng)初步建立。但是從大國際環(huán)境來看，我國的碳纖維企業(yè)的生存環(huán)境非常不利。這是因?yàn)槲覈祭w維行業(yè)不但在制備技術(shù)上與國際前沿還有很大差距，還面臨著國際碳纖維行業(yè)巨頭的價(jià)格打壓。近些年來我國可以穩(wěn)定批量生產(chǎn)一個(gè)級別的碳纖維后，東麗、東邦和Hexcel等企業(yè)的就會(huì)下調(diào)相應(yīng)碳纖維對華銷售價(jià)格，如2010年12K的T300級碳纖維還要24萬元每噸，2012年就下降到12萬元每噸，現(xiàn)在T700級碳纖維的價(jià)格也開始穩(wěn)步下降。這對我國碳纖維生產(chǎn)廠商造成了巨大的成本壓力。在這種條件下，我國十三五期間很可能通過碳纖維扶持政策的調(diào)整，淘汰一部分低附加值、低產(chǎn)能的小規(guī)模碳纖維企業(yè)，提高碳纖維行業(yè)集中度，讓幾家龍頭企業(yè)重點(diǎn)優(yōu)先發(fā)展，努力攻克技術(shù)壁壘，實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，這樣才能具有國際競爭力。（新聞來源：國家樹脂網(wǎng)）

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