中國碳纖維之囧

○ 文/張曉君 趙淑玲

發展碳纖維復合材料，可提高碳纖維產品的附加值。石化企業應延伸碳纖維產業鏈，實現碳纖維產品上下游生產、研發一體化，并指導用戶應用，發揮技術支持和市場開拓功能，提高企業競爭實力。

11月14日，隨著不同紋路的碳纖維布編織出來，吉林石化碳纖維產品與油田抽油桿項目相配套的產業鏈取得突破性進展。

據了解，吉林石化碳纖維廠碳纖維新型復合材料試驗裝置今年10月底建成后，已生產出合格產品。這套具有國內領先水平的生產線，將形成年產10萬平方米碳布和年產10噸短切纖維的產能，填補了國內在這一領域的空白。

纖維建設熱一浪高過一浪

“我們復合材料主要在以下兩方面推廣。一是碳纖維連續抽油桿項目，計劃11月底在新疆油田開展井下試驗。二是碳纖維扶正器項目。該項目已經在吉林油田完成井下試驗。下一步，準備在中石油其他油田推廣應用。我們計劃在明年開始全面推廣應用碳布和短切纖維。”該項目技術人員王立偉滿懷信心地說。

●用碳纖維制造的自行車，比鋼鐵材料更為輕便、堅固耐用。 供圖/CFP

近年來，我國共有近40家企業已建成或正在建設碳纖維原絲生產裝置。其中，已建成原絲能力7110噸，碳化能力3342噸；在建原絲能力3.2萬噸，碳化能力1.48萬噸；計劃建設原絲能力6.8萬噸，碳纖維生產能力3.15萬噸。中國化工、中國建材、中國恒天等大型企業均進入這一領域。僅“十一五”期間，國內用于碳纖維行業的投資已超過百億元，還不包括擬建項目。

目前，我國碳纖維建設熱潮一浪高過一浪，國家又出臺了相關扶植規劃。但是，我國碳纖維發展仍處于低端產品多、高端產品少，關鍵技術和設備難以突破。碳纖維行業要想趕上國外先進水平尚需時日。

正視差距 關鍵技術還未突破

資料顯示，碳纖維可通過丙烯腈、瀝青和黏膠三種基礎原料進行制備，分別得到聚丙烯腈（PAN）基、瀝青基和黏膠基碳纖維。由于PAN基碳纖維在性能和收益上的明顯優勢，因此占據了全世界碳纖維產量的90%以上。PAN基碳纖維具有高比強度、高比模量、耐高溫、耐腐蝕等一系列優點，是鋼鐵的重要替代材料。制備原理涵蓋了化學工程、高分子合成、化學纖維和材料學等多個學科，是一個多學科交叉的復雜系統工程。

據國家碳纖維高新技術產業化基碳纖維產業推進組負責人陳寶善介紹，目前國際碳纖維市場大部分被來自日本、美國等地區的企業瓜分。日本東麗公司、東邦公司和三菱人造絲公司控制著小絲束的市場；美國福塔菲爾(Fort-afil)、卓爾泰克(Zohek)、阿爾迪拉(Aldila)、德國愛斯奇愛爾(SGL)四家公司控制著大絲束的市場。值得一提的是我國臺灣的臺塑公司，占有近10%的低端產品市場份額。

縱觀我國大陸碳纖維行業發展，盡管起步于上個世紀60年代，和日本、美國幾乎同時進入這個領域，但此后因多種原因，技術研發基本處于停滯狀態。而美國、日本的碳纖維技術在上世紀70年代實現了迅猛發展。

直到2001年，我國碳纖維研發才重新提到議事日程。“十一五”期間，碳纖維科技研發開始步入上升軌道。通過國內纖維生產企業和科研院所的努力，在碳纖維技術、工藝、裝備等方面的研發，取得了大量科研成果。比如國內T300碳纖維工藝及生產技術已經掌握，產品質量可以達到T300的水平。

不容忽視的是，我國碳纖維工業化試驗中仍存在著產品質量不穩定等技術問題，高性能碳纖維的研發還處于小試或中試階段，無論在產量和性能上，與國外相比還有很大差距，實現碳纖維產業化的全面升級任務異常艱巨。

缺少規劃 低端產品已過剩

從上游聚丙烯腈到下游高性能碳纖維復合材料制品的應用，需要跨越形成了很長的產業鏈，其中每一鏈段都飽含高精尖的技術與品質。加之國內碳纖維行業興起較晚，產品又具有軍民兩用特殊性，要打通這條產業鏈實屬不易。

通過長期的實踐與探索，黃河流域已初步形成以流域為單元，流域與區域相結合、水利與環保相聯合的黃河水資源保護管理體系，同時，黃河流域在構建流域水功能區劃及水資源保護規劃體系、依法強化以入河排污口為重點的水功能區管理、積極探索水生態系統保護與修復、完善突發性水污染事件應急機制、加強水質監測網絡體系建設、不斷提高水資源保護現代化水平和科技支撐能力等方面也取得了顯著成效。這些有益的探索，為形成有黃河流域特色的水功能區納污紅線管理模式打下了堅實的基礎。

另外，受碳纖維企業生產不穩定影響，產品品質波動大，產品質量參差不齊，出現了下游用戶對國產貨評價不高、采購態度不積極等問題。

這些都反映出我國碳纖維產業鏈存在不均衡發展的現象，以及當前國產貨的尷尬處境。更令人擔憂的是，低端產品出現供大于求的局面。

目前，國內碳纖維產能主要集中在中低端的T300級，主流規格為3K和12K，其中3K產品主要用于織碳纖維布，12K產品主要用于生產預浸料。這兩個行業的消耗量占中國市場碳纖維總消耗量的90%以上。受產能和產量快速增長影響，國內T300級市場已出現供大于求局面，具體表現為行業間競爭加劇，產品價格不斷下滑，生產企業經營虧損。同時，國外大量低端產品的涌入加劇了市場的嚴峻性。2011年，進口貨的市場占有率為85%左右，而國內兩大生產廠家威海拓展和中復神鷹依靠企業規模大、市場進入早，市場占有率僅為12%。

低端產品過剩日益凸顯，高端產品在等米下鍋。隨著碳纖維在工程修補、飛機制造、汽車及其部件的應用，以及電子設備套殼、醫療器械、深海勘探和新能源開發等方面的應用，對碳纖維的需求將逐步放大。我國在2020年有可能超過美國，成為全球第一大消費國。

這些領域對碳纖維產品品質有更高的要求。而國內高端產品大多處于中、小試階段，工業化生產尚未形成，產業需要加快速度發展才能滿足需求。

步履艱難 國外模式難復制

有人說我國碳纖維發展的歷史，具有典型的中國特色。各自為戰，大干快上，相互復制，處于無序發展狀態。

業內人士認為，與國內徘徊不前形成鮮明對比的是，土耳其AKSA腈綸公司2007年起步，短短幾年其Aksaca碳纖維性能品級從A-42一下子突破A-49，在中國市場創造了銷售1500噸碳纖維的奇跡，年銷售量比中國全部碳纖維企業年實際銷售總量還多，令人驚嘆。

業內人士一致認為，究其深層次原因是體制的差異造成了這種局面。

一是自主創新能力差，投入資金少。我國的技術發展長期以來以跟蹤模仿為主，缺乏自主創新。目前世界上公認的創新型國家科技進步產業貢獻率在70%以上，研發投入占GDP的比例一般在2%以上，對外技術依存度指標一般在30%以下。而我國科技投入占GDP比重1.5%的目標迄今仍未實現，對外技術依存度高達50%。碳纖維行業就是一個例子，技術研發難以突破。

二是高端人才缺失，科研氛圍不強。目前，不少科研單位把大量時間花在跑課題、要經費、寫總結上，難以形成一心一意搞科研的氛圍，整個科研體系尚未形成以企業為主導的科研體系。另外，我國高端人才流失嚴重，能躋身國際前沿、參與國際競爭的戰略科學家更是鳳毛麟角。

三是產學研銜接不夠。科學與工程的矛盾，演變成專家與企業的矛盾，這對我國碳纖維的發展極為不利。

面對這些原因，業內人士呼吁，過去的發展思路導致碳纖維及其復合材料產業鏈走入困境，現在不妨創建碳纖維及其復合材料產業鏈聯合會等舉措。這將是中國碳纖維及其復合材料產業鏈健康、有序發展的有益思路。

鏈接

碳纖維復合材料

碳纖維復合材料是由碳元素組成的一種特種纖維，是目前世界高科技領域中十分重要的新型工業材料，強度高、模量高、耐高溫、抗蠕變、耐疲勞性好，是一種力學性能優異的新材料，市場前景廣闊，在國防、軍工及油田、建筑材料等領域有廣泛應用。