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碳纤维或将难以引领复合新材料行情
2011-8-19 来源:中国聚合物网
关键词:碳纤维 复合材料

    日前有消息称,在即将于下月发布的新材料十二五规划中,国家将力挺高性能复合材料产业的发展,尤其是重点提升碳纤维、芳纶等高性能纤维及其复合材料的发展水平。但是从目前中国的碳纤维产业发展现状来看,尽管碳纤维是国家十二五新材料产业规划的重点突破产业,将碳纤维纳入国家十二五发展规划中,会给中国的碳纤维产业带来难得的产业发展时机,但是中国碳纤维产业在技术上的短板,决定了要突破美国、日本等碳纤维技术强国的技术封锁,实现自主知识产权的研发突破,也绝非易事,即便实现了自主知识产权的突破,打破美国、日本等国的技术垄断,也仍将会面临美国、日本等现今世界最为强大的七大碳纤维生产商的竞争,在这个进口替代市场中,能获益多少,尚未可知。这些不确定性或将使得碳纤维产业的政策利好难以掀起太大的“浪花”,碳纤维更是难以引领新材料行情。

中国碳纤维或将迎来政策扶持黄金发展期

    碳纤维是由一种含碳量在95%以上的新型纤维材料,它是用一些含碳的有机纤维,如腈纶丝、沥青及粘胶纤维等做原料,跟塑料树脂结合在一起,放在惰性气体中,经碳化而成的新型纤维材料,其物理性能具有强度大、模量高、密度低、线膨胀系数小等特点,可以称之为新材料之王。目前,碳纤维被广泛的应用于建筑、化工、汽车及机械制造、航空航天、风电设备、纺织服装、体育休闲等领域。其中,航空航天碳纤维消费量约占20%,体育休闲用品约占21%,各类工业产业约占58%左右。
    碳纤维根据基础原料不同可以分为三类:以聚丙烯腈(PAN)为原料高温碳化形成的碳纤维为PAN基碳纤维;以沥青为原料高温碳化形成的碳纤维为沥青基碳纤维;以粘胶纤维原料高温碳化形成的碳纤维为粘胶基碳纤维。其中,由于PAN基的碳纤维在强度上要优于沥青基、粘胶基碳纤维,在目前全球的碳纤维生产中占有90%的比例。
    国际上PAN基碳纤维的生产,实际上从上世纪60年代开始起步,经过半个多世纪的发展,其生产工艺技术已经成熟。起初,PAN基碳纤维主要用于军工和宇航,经过40余年的发展,其应用领域正在向工业领域和普通民用领域扩大。
    而随着PAN基碳纤维应用领域的不断扩大,PAN基碳纤维的生产供应及市场需求均呈现出良好的发展态势。
    据研究,PAN基碳纤维2002年的全球需求约1.17万吨,2003年约为1.99万吨,到2006年全球的PAN基碳纤维消费量达到了约2.2万吨,2007年达到约2.726万吨,2008年达到约3.09万吨,2010年约为3.2万吨,预计到2014年将超过7.5万吨,到2018年碳纤维的需求量或将达到11万吨。而在生产供应上,2003年产量约1.99万吨,当年基本供需平衡;但2008的产量仅约2.51万吨,而2010年的碳纤维供应总量也仅约为3万吨左右。可以说,碳纤维目前仍存在供需的缺口。
    但是从目前的统计数据来看,2005年世界的碳纤维总产能为3.37万吨/年、2006年为4.16万吨/年,2008年达到了6.19万吨/年,而在2009年全球7大碳纤维制造商——东丽、东邦、三菱丽阳、SGL、Hexcel、Cytec和Zoltek,已宣布计划在未来3~5年扩产78%。而根据2010美国碳纤维会议最新数据,2010年将新增碳纤维的设计产能为55950 吨,预计到2014年全球碳纤维产能或将达到约12万吨。如若按照目前50%-70%的产能利用率计算,2010年,碳纤维供需基本平衡,2014年也仍将有可能会出现供给缺口,但若产能利用率提高,供过于求的可能性较大。因此,虽然短期看来碳纤维会供不应求,但到2014年供应可能会超过需求。
    中国碳纤维的研发也开始于上世纪60年代,起初也是为了发展航空航天及军工工业而建立起来的配套工业。但随着改革开放之后,随着国民经济的快速发展,中国的碳纤维需求也不断的加大。据统计,1996年中国的碳纤维需求量为580吨,但到了2002年消费量达2235吨,到了2006年需求量突破了3000吨,2010年全年的消费量约为5800吨,而目前更有预测称,到了2012年中国市场的碳纤维需求或将达到1万吨。
    但实际上,2006年中国的国产碳纤维产量仅约为40吨,2010年的年产量也不足100吨。中国的碳纤维需求对外依存度高达90%左右。因此,对于中国的碳纤维产业来说,如若能实现技术上的突破,实现规模化的产业化大生产,如果按照目前碳纤维国际价格约60—80万元/吨计算,需求量1万吨,90%的对外依存度,或将产生约50—70亿元的进口替代市场,如果考虑产业规模效应,或将形成上百亿元的产业市场。
    因此,此次明确将碳纤维作为新材料重点方向纳入国家新材料十二五规划,或将给碳纤维产业的发展带来更多的发展机会,迎来产业发展的黄金时期。

技术短板或使碳纤维难以引领新材料行情

    但是,我们也不得不需要正视的是,由于碳纤维生产工艺复杂、技术含量高,加之政治因素限制技术和设备等引进,目前全球碳纤维技术和生产仍主要控制在日本和美国手中。
    目前,全球可实现碳纤维产业化的国家和地区不足20 个;规模化生产企业不超过12 家。日本东丽、日本东邦、美国卓尔泰克、日本三菱丽阳是全球碳纤维产能排名前四的生产商,这四家分别占全球碳纤维总产能的23.4%、17.1%、14.3%和10.3%。
    尽管中国对碳纤维的研究也开始于20世纪60年代,80年代开始研究高强型碳纤维。

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