碳”目標下，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，進口量為33129噸，國產(chǎn)纖維供應量為29250噸。我國碳纖維市場呈現(xiàn)供不應求的態(tài)勢，而且預計市場需求仍將逐年增長。與此同時，國內(nèi)碳纖維企業(yè)紛紛擴產(chǎn)，各型號碳纖維供應量增加。
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注的焦點。
01
國產(chǎn)化替代進程加速
經(jīng)過長期技術積累，我國碳纖維龍頭企業(yè)正逐步打破國外技術壟斷，不斷提升技術水平。碳纖維有著森嚴的技術壁壘。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用局限。
長期以來，大絲束碳纖維生產(chǎn)技術主要掌握在美國、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。這標志上海石化大絲束碳纖維從關鍵技術突破、工業(yè)試生產(chǎn)、產(chǎn)業(yè)化，成功走向規(guī)?；完P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。中復神鷹、光威復材、上海石化、吉林化纖、中簡科技、吉林碳谷等企業(yè)，都在加速推進碳纖維產(chǎn)線建設，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)已宣布的投資擴產(chǎn)計劃，如果所有建設項目可以順利投產(chǎn)落地，“十四五”末期，中國新增碳纖維產(chǎn)能將達21萬噸以上，其中新增大絲束碳纖維產(chǎn)能達17.6萬噸，中國大絲束產(chǎn)能擴張時代將隨之開啟。
盡管當前我國碳纖維行業(yè)供需仍存在較大缺口，且受到供不應求狀態(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，預計供需缺口逐漸緩解，進口部分有望實現(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)”
碳纖維屬于技術密集型產(chǎn)業(yè)，研發(fā)周期長、技術壁壘高，尤其是航空航天等高端應用領域?qū)Ξa(chǎn)品性能及質(zhì)量穩(wěn)定性有非?？量痰囊?。國家相關政策的出臺不僅大力促進了我國碳纖維行業(yè)發(fā)展，更是為碳纖維行業(yè)技術進步指明了方向。
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，工信部將應用于航空、航天、軌道交通、海工、風電裝備、壓力容器等領域的高強型、高強中模型、高模型等碳纖維列入關鍵戰(zhàn)略材料；“十四五”規(guī)劃提出要加強碳纖維等高性能纖維及復合材料的研發(fā)應用，為碳纖維行業(yè)發(fā)展提供了良好的政策環(huán)境。
國產(chǎn)碳纖維正處于進口替代機遇期，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)展的指導意見》中特別提到，提高碳纖維等高性能纖維的生產(chǎn)與應用水平，提升高性能纖維質(zhì)量一致性和批次穩(wěn)定性。進一步擴大高性能纖維在航空航天、風力和光伏發(fā)電、海洋工程、環(huán)境保護、安全防護、土工建筑、交通運輸?shù)阮I域應用。
在高性能碳纖維領域，提出攻克48K以上大絲束、高強高模高延伸、T1100級、M65J級碳纖維制備技術，突破高精度計量泵、噴絲板、牽伸機、收絲機、寬幅預氧化爐、高低溫碳化爐、寬口徑石墨化爐等裝備制造技術，研發(fā)自動鋪放成型和自動模壓成型等復合材料工藝技術裝備，開發(fā)碳纖維復合材料修補及再利用技術。
2022年8月17日，工信部、國資委、市場監(jiān)管總局、知識產(chǎn)權局聯(lián)合印發(fā)《原材料工業(yè)“三品”實施方案》，提出推進高性能化工材料、碳纖維及其復合材料等設計制造技術研發(fā)和質(zhì)量精確控制技術攻關；運用質(zhì)量工程技術，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)技術創(chuàng)新與基礎研發(fā)，促進碳纖維科技成果產(chǎn)業(yè)化，推動碳纖維在交通、能源等領域的應用等。
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)在還遠遠不能滿足相關領域的應用需求，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)展應該強調(diào)質(zhì)量與數(shù)量并重。
03
下游應用場景有待進一步打開
隨著技術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。它的應用可以使風電葉片更輕巧，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、軌道交通、新能源等領域的重要基礎材料。
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用依然存在困惑。他們不斷尋找產(chǎn)業(yè)鏈民用領域的“空白點”，提前布局，開發(fā)碳纖維民用領域更多可能。他們認為只有進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，風電葉片與碳碳復材領域的碳纖維需求大漲。根據(jù)《2021全球碳纖維復合材料市場報告》，2021年全球碳纖維需求量占比前三的領域依次是風電葉片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域依次是風電葉片36.1%、體育休閑28.1%、碳碳復材11.2%。
在眾多下游市場中，風電葉片市場可謂“獨占鰲頭”。據(jù)統(tǒng)計，2015—2021年，在全球風電領域內(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，風電領域碳纖維需求量在其全球總需求中占比達到30%。同時，百川盈孚數(shù)據(jù)顯示，2022年，風電葉片為國內(nèi)碳纖維下游應用中的最大市場，需求量占比達35%。
相比玻璃纖維復合材料，碳纖維復合材料具有更低的密度、更高的強度和剛度，應用于葉片中可以在保證葉片強度的同時降低重量，實現(xiàn)更大掃風面積和更小的機組負荷，提升機組的發(fā)電效率。然而，高昂的成本也成為碳纖維葉片規(guī)?；缆飞系淖璧K。
根據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，風電用大絲束碳纖維成本為12萬元/噸，制成織物的成本將進一步升至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)設計、高效率、低制造難度等方面不斷權衡。因此，碳纖維若想要在葉片中短時間內(nèi)實現(xiàn)大規(guī)模應用，仍然任重道遠。
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)的碳氈功能材料、保溫桶、護盤等關鍵部件；氫能行業(yè)需要使用碳纖維制造先進復合材料，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，但從長遠角度來看，技術升級、穩(wěn)質(zhì)降本才能夠幫助其進一步拓寬下游的應用場景，帶來長期成長。
