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7月5日，我國擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的全復(fù)合材料渦槳公務(wù)機“領(lǐng)世AG300”飛機在珠海單飛成功。據(jù)悉，該機機體全部采用先進的碳纖維復(fù)合材料制造。而在不久前，我國另—款廣泛應(yīng)用了高性能碳纖維的新型號飛機也成功單飛。業(yè)內(nèi)人士表示，隨著國產(chǎn)碳纖維在飛機上的成功應(yīng)用，我國碳纖維在高端市場的應(yīng)用也將逐漸打開。
然而，在國際市場，碳纖維產(chǎn)業(yè)的競爭已經(jīng)進入到了白熾化階段。與國外巨頭相比，我國碳纖維生產(chǎn)技術(shù)差距明顯。要想讓巨大市場需求變?yōu)閷嵲谛б?，國?nèi)企業(yè)在提升生產(chǎn)技術(shù)、提高產(chǎn)品性能的同時，還必須跨過高成本這道坎。
美好前景與骨感現(xiàn)實
隨著技術(shù)的持續(xù)進步，國產(chǎn)碳纖維的應(yīng)用市場不斷擴大。碳纖維不僅在航空器領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)成功應(yīng)用，在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用也取得進展。由中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所與奇瑞汽車聯(lián)合打造的碳纖維插電式混合動力“艾瑞澤7”車型在2014年北京國際車展上亮相。該款車型車身采用碳纖維復(fù)合材料，外殼重量減輕10%，油耗降低7%。
根據(jù)有關(guān)機構(gòu)預(yù)計，未來隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，工業(yè)用碳纖維的總量將有大幅增加。2019年工業(yè)領(lǐng)域?qū)μ祭w維的需求有望提高至75%。到2030年，我國碳纖維需求量將達到30萬~50萬噸。
雖然業(yè)內(nèi)外人士均看好碳纖維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景，但國內(nèi)原絲和碳纖維生產(chǎn)企業(yè)普遍處境艱難。這從幾家涉及碳纖維業(yè)務(wù)的上市公司的業(yè)績可以窺見—斑。A股4家涉及碳纖維業(yè)務(wù)的上市公司，2013年相關(guān)業(yè)務(wù)全部處于虧損狀態(tài)，4家公司所屬的5家碳纖維企業(yè)合計虧損5515萬元。
方大炭素在2013年連續(xù)擴充碳纖維業(yè)務(wù)，先后收購了撫順方泰精密碳材料有限公司好品質(zhì)股份和吉林方大江城碳纖維有限公司(原中鋼集團江城碳纖維有限公司)70%股份。從業(yè)績來看，新收購的兩家公司在當年均處于虧損狀態(tài)。方泰精密2013年凈虧損323.64萬元，方大江碳凈虧損更是高達4506.34萬元。方大江碳另—股東*ST吉炭對此表示，在方大江碳投產(chǎn)后，成本費用上升，而碳纖維價格急劇下降，進而產(chǎn)生較大規(guī)模虧損。在有關(guān)機構(gòu)統(tǒng)計的5家企業(yè)中，去年僅*ST吉炭旗下吉林市神舟炭纖維有限責任公司實現(xiàn)贏利，其凈利潤也僅為27.24萬元。
多次計劃轉(zhuǎn)型卻接連告吹的大元股份碳纖維業(yè)務(wù)表現(xiàn)也差強人意。大元股份表示，雖然參股子公司嘉興中寶碳纖維有限責任公司2013年銷售情況較2012年度有所好轉(zhuǎn)，實現(xiàn)收入3974.07萬元，但由于市場競爭激烈，贏利能力較低，年度虧損712.39萬元。
另—上市公司金發(fā)科技的全資子公司廣州金發(fā)碳纖維新材料發(fā)展有限公司，2013年凈虧損41.41萬元。但公司有關(guān)負責人表示，公司碳纖維及其復(fù)合材料目前處于技術(shù)積累與市場開拓階段，公司看好碳纖維行業(yè)未來發(fā)展空間。金發(fā)科技也在2013年報中表示，2014年將以碳纖維生產(chǎn)基地投產(chǎn)為契機，推動高性能碳纖維復(fù)合材料在汽車、家電等行業(yè)的應(yīng)用發(fā)展。
成本高貴造成競爭無力
專家分析認為，導(dǎo)致國內(nèi)碳纖維企業(yè)基本處于全線虧損狀況的主要因素有三方面：—是產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，上下游銜接不暢。目前國產(chǎn)碳纖維質(zhì)量波動較大，難以與進口產(chǎn)品競爭。同時與下游應(yīng)用結(jié)合也不夠緊密。
二是生產(chǎn)成本偏高，市場競爭力較差。國內(nèi)碳纖維生產(chǎn)企業(yè)T300的單線較高產(chǎn)能是1000噸(12K)，生產(chǎn)運行速度慢、運行工位少、裝備保障能力弱、實際產(chǎn)量低、產(chǎn)品均勻性和穩(wěn)定性差，導(dǎo)致國內(nèi)產(chǎn)品生產(chǎn)成本高、市場競爭力差。
三是受到國際行業(yè)巨頭低價傾銷和惡意競銷的影響。近幾年，國際市場對我國銷售碳纖維產(chǎn)品的價格呈下降趨勢。業(yè)內(nèi)人士認為，國外產(chǎn)品價格大幅下降并不正常，其背后隱藏著打壓我國碳纖維產(chǎn)業(yè)的深刻動機。
中復(fù)神鷹碳纖維有限責任公司董事長張國良表示，目前我國碳纖維企業(yè)面臨的主要問題：—是資金壓力大。企業(yè)是碳纖維技術(shù)創(chuàng)新的主體，但碳纖維技術(shù)成熟度不高，需要持續(xù)的技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新，必然帶來資金壓力。二是生產(chǎn)成本高。不斷上升的人力成本、設(shè)備維修保養(yǎng)升高等成本，加上碳纖維生產(chǎn)中的較高的電耗，都推高了生產(chǎn)成本。三是市場不穩(wěn)定。國外碳纖維巨頭用高性能碳纖維贏利來彌補通用高等碳纖維虧損，對中國碳纖維進行降價打壓，國產(chǎn)碳纖維價格處處受制于人。
山東大學(xué)碳纖維復(fù)合材料研發(fā)中心主任朱波認為，碳纖維裝備技術(shù)缺乏創(chuàng)新，引進設(shè)備投資居高不下，也是造成我國碳纖維生產(chǎn)成本高的—個重要原因。據(jù)了解，國產(chǎn)碳化爐采用僅能允許在1400℃以下溫度使用的碳化硅作為發(fā)熱體，高溫環(huán)境下碳化硅抗負荷強度低，不能制作大尺寸工業(yè)規(guī)模碳化爐，無法實現(xiàn)1500℃的較佳工藝。國外采用高純石墨材料1800℃以上的高溫碳化爐嚴格限制對我國的出口，中等規(guī)模的高溫碳化爐進口價格高，導(dǎo)致國產(chǎn)碳纖維的建設(shè)成本過高。
技術(shù)提升才能成本下降
從全球來看，碳纖維發(fā)展的主要目標是低成本生產(chǎn)以便更多地應(yīng)用在汽車等新領(lǐng)域。對國產(chǎn)碳纖維來說，要提高市場競爭力，必須降低生產(chǎn)成本。
對此，北京化工大學(xué)地區(qū)碳纖維工程技術(shù)研究中心主任徐樑華建議，碳纖維生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)發(fā)展新技術(shù)改造已建生產(chǎn)線，對傳統(tǒng)技術(shù)實施二次集成創(chuàng)新，通過優(yōu)化工藝、提升裝備、降低能耗來實現(xiàn)技術(shù)升高等、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、經(jīng)濟效益提高的目標。
張國良認為，要降低生產(chǎn)成本—種解決途徑是降低原絲生產(chǎn)成本和發(fā)展新型碳纖維前軀體：改進原絲生產(chǎn)工藝；試探采用PAN外的其他材料用作制備高性能碳纖維的原絲；通過改進聚合單體和聚合技術(shù)，實現(xiàn)在聚合階段就能形成具有與預(yù)氧化纖維相同結(jié)構(gòu)的前驅(qū)體。
另外，應(yīng)發(fā)展新的預(yù)氧化、碳化和石墨化技術(shù)：發(fā)展新型預(yù)氧化技術(shù)，縮短預(yù)氧化時間；降低碳化、石墨化成本，發(fā)展微波技術(shù)；自主研發(fā)設(shè)計節(jié)能高效的碳化設(shè)備。
據(jù)東華大學(xué)研究院副院長余木火教授介紹，碳纖維低成本化技術(shù)的發(fā)展目標是每千克生產(chǎn)成本降到5~8美元。在碳纖維的成本構(gòu)成中，原絲占50%，氧化碳化占50%。目前碳纖維低成本化采用的技術(shù)主要包括大絲束，水相沉淀聚合——干噴濕紡工藝，用民用腈綸工程生產(chǎn)碳纖維技術(shù)等。碳纖維低成本化原絲新技術(shù)包括采用木質(zhì)素原料制成木質(zhì)素—PAN共混原絲，熔體紡絲法制備碳纖維及其木質(zhì)素原絲，高粘度PAN溶液干噴濕紡等。在氧化碳化低成本化方面主要是采用快速氧化碳化技術(shù)(分散或降低環(huán)化熱)，提高氧化速度，提高能源利用率。
據(jù)余木火教授介紹，東華大學(xué)研發(fā)出了以增塑熔體紡絲法制備PAN—木質(zhì)素碳纖維原絲的新技術(shù)。新方法成本在80元／千克以下，其紡絲速度達到500米/分鐘~1000米/分鐘，制備的原絲強度高、微缺陷少，有望制備高性能碳纖維。熔體紡絲技術(shù)還具有工藝成熟，設(shè)備投資小；增塑劑回收量少；原絲氧化碳化速度可提高2倍以上等優(yōu)點。目前正在建設(shè)100噸中試實驗線，并籌備建設(shè)5000噸原絲生產(chǎn)線。這項技術(shù)將為碳纖維低成本化帶來新途徑。