碳”目標(biāo)下，碳纖維廣闊的市場需求被激發(fā)出來。根據(jù)《2021全球碳纖維復(fù)合材料市場報告》，2021年，我國碳纖維需求總量為62379噸，同比增長27.7%。其中，進(jìn)口量為33129噸，國產(chǎn)纖維供應(yīng)量為29250噸。我國碳纖維市場呈現(xiàn)供不應(yīng)求的態(tài)勢，而且預(yù)計市場需求仍將逐年增長。與此同時，國內(nèi)碳纖維企業(yè)紛紛擴(kuò)產(chǎn)，各型號碳纖維供應(yīng)量增加。
隨著新一年的到來，業(yè)內(nèi)對于今年新一輪碳纖維市場行情的討論日漸升溫。碳纖維有望降低成本嗎？優(yōu)質(zhì)產(chǎn)能依舊稀缺，國產(chǎn)碳纖維如何“從有到優(yōu)”？這些問題成為市場關(guān)注的焦點(diǎn)。
01
國產(chǎn)化替代進(jìn)程加速
經(jīng)過長期技術(shù)積累，我國碳纖維龍頭企業(yè)正逐步打破國外技術(shù)壟斷，不斷提升技術(shù)水平。碳纖維有著森嚴(yán)的技術(shù)壁壘。按絲束規(guī)格的不同，碳纖維有小絲束和大絲束之分。通常將每束碳纖維根數(shù)大于4.8萬根（簡稱48K）的稱為大絲束碳纖維。48K大絲束碳纖維最大的優(yōu)勢是在相同的生產(chǎn)條件下，可大幅度提高碳纖維單線產(chǎn)能和質(zhì)量性能，還實現(xiàn)生產(chǎn)低成本化，從而打破碳纖維高昂價格帶來的應(yīng)用局限。
長期以來，大絲束碳纖維生產(chǎn)技術(shù)主要掌握在美國、德國、日本的幾家大公司手中。2022年10月，我國首個萬噸級48K大絲束碳纖維工程第一套國產(chǎn)線在中國石化上海石化碳纖維產(chǎn)業(yè)基地投料開車，并生產(chǎn)出合格產(chǎn)品。這標(biāo)志上海石化大絲束碳纖維從關(guān)鍵技術(shù)突破、工業(yè)試生產(chǎn)、產(chǎn)業(yè)化，成功走向規(guī)模化和關(guān)鍵裝備國產(chǎn)化，一舉破除我國碳纖維生產(chǎn)和裝備受制于人的被動局面，真正實現(xiàn)自主可控。該項目計劃于2024年全部建成投產(chǎn)，屆時將達(dá)到2.4萬噸/年原絲、1.2萬噸/年大絲束碳纖維產(chǎn)能。
近幾年，在碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展持續(xù)向好的行情下，我國多個碳纖維生產(chǎn)企業(yè)陸續(xù)擴(kuò)產(chǎn)，具備或即將具備萬噸生產(chǎn)能力的企業(yè)越來越多，產(chǎn)能利用率快速提升，國產(chǎn)化替代加速。中復(fù)神鷹、光威復(fù)材、上海石化、吉林化纖、中簡科技、吉林碳谷等企業(yè)，都在加速推進(jìn)碳纖維產(chǎn)線建設(shè)，碳纖維產(chǎn)能有望在未來持續(xù)提高。
專家分析，中國碳纖維行業(yè)正處于快速發(fā)展階段，根據(jù)目前各企業(yè)已宣布的投資擴(kuò)產(chǎn)計劃，如果所有建設(shè)項目可以順利投產(chǎn)落地，“十四五”末期，中國新增碳纖維產(chǎn)能將達(dá)21萬噸以上，其中新增大絲束碳纖維產(chǎn)能達(dá)17.6萬噸，中國大絲束產(chǎn)能擴(kuò)張時代將隨之開啟。
盡管當(dāng)前我國碳纖維行業(yè)供需仍存在較大缺口，且受到供不應(yīng)求狀態(tài)影響，國內(nèi)碳纖維的價格持續(xù)走高，但伴隨未來幾年龍頭企業(yè)的快速產(chǎn)能投放，預(yù)計供需缺口逐漸緩解，進(jìn)口部分有望實現(xiàn)國產(chǎn)。長期來看，碳纖維價格將回到合理水平。
02
推動國產(chǎn)碳纖維“從有到優(yōu)”
碳纖維屬于技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，研發(fā)周期長、技術(shù)壁壘高，尤其是航空航天等高端應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Ξa(chǎn)品性能及質(zhì)量穩(wěn)定性有非常苛刻的要求。國家相關(guān)政策的出臺不僅大力促進(jìn)了我國碳纖維行業(yè)發(fā)展，更是為碳纖維行業(yè)技術(shù)進(jìn)步指明了方向。
2018年11月，國家統(tǒng)計局出臺《戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)分類（2018）》，將高性能碳纖維及制品制造列入戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)分類；2019年11月，工信部將應(yīng)用于航空、航天、軌道交通、海工、風(fēng)電裝備、壓力容器等領(lǐng)域的高強(qiáng)型、高強(qiáng)中模型、高模型等碳纖維列入關(guān)鍵戰(zhàn)略材料；“十四五”規(guī)劃提出要加強(qiáng)碳纖維等高性能纖維及復(fù)合材料的研發(fā)應(yīng)用，為碳纖維行業(yè)發(fā)展提供了良好的政策環(huán)境。
國產(chǎn)碳纖維正處于進(jìn)口替代機(jī)遇期，穩(wěn)質(zhì)降本是實現(xiàn)國產(chǎn)碳纖維“從有到優(yōu)”的具體路徑。2022年4月，工信部、國家發(fā)改委印發(fā)的《化纖工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見》中特別提到，提高碳纖維等高性能纖維的生產(chǎn)與應(yīng)用水平，提升高性能纖維質(zhì)量一致性和批次穩(wěn)定性。進(jìn)一步擴(kuò)大高性能纖維在航空航天、風(fēng)力和光伏發(fā)電、海洋工程、環(huán)境保護(hù)、安全防護(hù)、土工建筑、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域應(yīng)用。
在高性能碳纖維領(lǐng)域，提出攻克48K以上大絲束、高強(qiáng)高模高延伸、T1100級、M65J級碳纖維制備技術(shù)，突破高精度計量泵、噴絲板、牽伸機(jī)、收絲機(jī)、寬幅預(yù)氧化爐、高低溫碳化爐、寬口徑石墨化爐等裝備制造技術(shù)，研發(fā)自動鋪放成型和自動模壓成型等復(fù)合材料工藝技術(shù)裝備，開發(fā)碳纖維復(fù)合材料修補(bǔ)及再利用技術(shù)。
2022年8月17日，工信部、國資委、市場監(jiān)管總局、知識產(chǎn)權(quán)局聯(lián)合印發(fā)《原材料工業(yè)“三品”實施方案》，提出推進(jìn)高性能化工材料、碳纖維及其復(fù)合材料等設(shè)計制造技術(shù)研發(fā)和質(zhì)量精確控制技術(shù)攻關(guān)；運(yùn)用質(zhì)量工程技術(shù)，縮短研發(fā)、工程化、產(chǎn)業(yè)化周期。
我國各省市也于近年來積極發(fā)布推動碳纖維行業(yè)發(fā)展的政策，包括推動行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新與基礎(chǔ)研發(fā)，促進(jìn)碳纖維科技成果產(chǎn)業(yè)化，推動碳纖維在交通、能源等領(lǐng)域的應(yīng)用等。
專家指出，以碳纖維為代表的一系列高精尖纖維材料的產(chǎn)量現(xiàn)在還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用需求，還需要繼續(xù)增加產(chǎn)量來滿足需求，但是對于這類纖維材料的發(fā)展應(yīng)該強(qiáng)調(diào)質(zhì)量與數(shù)量并重。
03
下游應(yīng)用場景有待進(jìn)一步打開
隨著技術(shù)的突破和制造成本的不斷下降，碳纖維在民用賽道也擁有越來越多的發(fā)展空間。它的應(yīng)用可以使風(fēng)電葉片更輕巧，讓新能源汽車更加輕量化，讓魚竿、球拍等體育休閑用品的耐久度大幅提升。碳纖維已成為體育用品、民用飛機(jī)、軌道交通、新能源等領(lǐng)域的重要基礎(chǔ)材料。
一些碳纖維生產(chǎn)企業(yè)在接受記者采訪時談到，對于碳纖維如何在民用大市場中找到核心應(yīng)用依然存在困惑。他們不斷尋找產(chǎn)業(yè)鏈民用領(lǐng)域的“空白點(diǎn)”，提前布局，開發(fā)碳纖維民用領(lǐng)域更多可能。他們認(rèn)為只有進(jìn)入到廣闊的民用市場，擺脫碳纖維高不可攀的印象，行業(yè)才能迎來市場規(guī)模的爆發(fā)式增長。
近兩年，碳纖維市場的發(fā)展可以用“燦爛”來形容。受益于“雙碳”政策紅利，風(fēng)電葉片與碳碳復(fù)材領(lǐng)域的碳纖維需求大漲。根據(jù)《2021全球碳纖維復(fù)合材料市場報告》，2021年全球碳纖維需求量占比前三的領(lǐng)域依次是風(fēng)電葉片28%、體育休閑15.7%、航空航天14%；國內(nèi)碳纖維需求量占比前三的領(lǐng)域依次是風(fēng)電葉片36.1%、體育休閑28.1%、碳碳復(fù)材11.2%。
在眾多下游市場中，風(fēng)電葉片市場可謂“獨(dú)占鰲頭”。據(jù)統(tǒng)計，2015—2021年，在全球風(fēng)電領(lǐng)域內(nèi)，碳纖維需求量逐年上升，從1.8萬噸增長到了3.3萬噸。2021年，風(fēng)電領(lǐng)域碳纖維需求量在其全球總需求中占比達(dá)到30%。同時，百川盈孚數(shù)據(jù)顯示，2022年，風(fēng)電葉片為國內(nèi)碳纖維下游應(yīng)用中的最大市場，需求量占比達(dá)35%。
相比玻璃纖維復(fù)合材料，碳纖維復(fù)合材料具有更低的密度、更高的強(qiáng)度和剛度，應(yīng)用于葉片中可以在保證葉片強(qiáng)度的同時降低重量，實現(xiàn)更大掃風(fēng)面積和更小的機(jī)組負(fù)荷，提升機(jī)組的發(fā)電效率。然而，高昂的成本也成為碳纖維葉片規(guī)模化道路上的阻礙。
根據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，風(fēng)電用大絲束碳纖維成本為12萬元/噸，制成織物的成本將進(jìn)一步升至18萬元/噸，是玻纖織物價格的12倍。業(yè)內(nèi)專家表示，雖然目前風(fēng)電葉片大型化、輕量化的趨勢已經(jīng)明朗，但是葉片制造仍需要在低成本、優(yōu)設(shè)計、高效率、低制造難度等方面不斷權(quán)衡。因此，碳纖維若想要在葉片中短時間內(nèi)實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用，仍然任重道遠(yuǎn)。
此外，光伏行業(yè)需要使用碳纖維材料取代石墨，用于單晶硅爐內(nèi)的碳?xì)止δ懿牧稀⒈赝啊⒆o(hù)盤等關(guān)鍵部件；氫能行業(yè)需要使用碳纖維制造先進(jìn)復(fù)合材料，用于燃料電池儲氫瓶；新能源汽車行業(yè)也在期待碳纖維價格下降到合理區(qū)間，可以用來減少自重、提升續(xù)航。
“雙碳”戰(zhàn)略下，風(fēng)電、光伏、氫能等新能源的發(fā)展，正促使碳纖維快速走向廣闊的民用市場，也帶來了前所未有的發(fā)展機(jī)遇。然而企業(yè)也需要明白，“騏驥千里，非一日之功。”碳纖維行業(yè)始終是高門檻的行業(yè)，國內(nèi)絕大部分碳纖維企業(yè)都經(jīng)歷了多年的磨煉和煎熬才得以實現(xiàn)穩(wěn)定的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。在行業(yè)的高速成長期，比拼的是企業(yè)的生產(chǎn)工藝成熟度與降低生產(chǎn)成本的能力。雖然原油、丙烯、丙烯腈等原材料的漲跌和下游風(fēng)電等市場的周期性波動會給碳纖維企業(yè)帶來周期性的紅利，但從長遠(yuǎn)角度來看，技術(shù)升級、穩(wěn)質(zhì)降本才能夠幫助其進(jìn)一步拓寬下游的應(yīng)用場景，帶來長期成長。
