這個上，很早就有碳纖維，只是很久以來，它像一個“客人”，直到60年前，在材料的家族里才開始有了它的位置，不過過去的60年它一直是一個“貴族”，不那么親民，現在它正在慢慢走近更多的人，覆蓋更大的市場……

　　
在探討氫能產業的時候，我們的反應是燃料電池，第二反應是氫氣，連接這兩者之間重要的就是儲運裝置，其中通用的裝置就是壓力容器(包括車載儲氫瓶和高壓管束），其在氫能中發揮著非常重要的作用，而高強度、輕量化的碳纖維則是氫氣儲運的關鍵材料。

　　
微米級的有機纖維在惰性氣體中進行高溫碳化，分離掉碳以外的元素就變成了碳纖維。碳纖維只有鐵1/4的重量，卻有鐵9倍的強度，具有低密度、高強度、耐高溫、高化學穩定性、抗疲勞、耐磨擦等優異的基本物理及化學性能。這些性能對于要求抗高壓和減重的氫氣瓶來說具有非常高的匹配度，碳纖維的應用也是燃料電池汽車得以實現高續航里程和較高能效比的一個條件。

　　本期文章就從碳纖維的發展歷史來看看氫能產業鏈上這個細分業務的情況。

　　
01遠久的訪客正在變成時代的主人

　　有一種”時代“是用材料來定義的，比如”石器時代“、”青銅器時代“、”鐵器時代“……，我們是不是會走向一個叫“碳纖維”或“復合材料”的時代？不過，材料時代的更迭是如此漫長……，這個上，很早就有碳纖維，只是很久以來，它像一個“客人”，直到60年前，在材料的家族里才開始有了它的位置，不過過去的60年它一直是一個“貴族”，不那么親民，現在它正在慢慢走近更多的人，覆蓋更大的市場……

　　我們先用數字來簡單定義一下碳纖維產業的發展階段吧：

　　從0到1：從沒有到有的過程，即從理論上的論證到實物的形成。

　　從1到10：從實驗室到商業化產品的過程，產品形成并能夠在局部領域的應用。這一階段解決的是產品的功能問題。

　　從10到100：從局部應用到廣泛應用的過程，這一階段解決的是產品的成本問題。

　　和很多研項目的發展歷程一樣，碳纖維也是率先在軍用航空領域應用，然后進入大規模生產降低成本向民用工業領域滲透。

　?。?） 從0到1，經歷了近百年

　　碳纖維的起源可追溯到19世紀60年代，1860年，英國化學家、物理學家約瑟夫·威爾森·斯萬爵士（Sir Joseph Wilson Swan，1828–1914）發明了一盞以碳紙條為發光體的半真空電燈，也就是碳纖維白熾燈的原型，比愛迪生還要早，但碳纖維燈泡并沒有使用很久，就被鎢絲取代了。19世紀70年代末，真空技術已漸成熟，斯萬發明了更實用的白熾燈，并于1878年獲得了權。

　　1879年，愛迪生（Thomas Alva Edison，1847-1931）發明了以碳纖維為發光體的白熾燈。1892年，愛迪生發明的“白熾燈泡碳纖維長燈絲制造技術（Manufacturing of Filamentsfor Incandescent Electric Lamp）”獲得了美國?？梢哉f，愛迪生發明了早商業化的碳纖維。

　　由于當時碳纖維的原料源于天然纖維，幾乎沒有結構強力，使用中很容易碎裂、折斷，即便只是作為白熾燈的燈絲，其耐用性也不夠。到1910年左右，鎢絲替代了早期的碳纖維燈絲。

　　盡管如此，在愛迪生發明碳纖維后的30多年里，對改進碳纖維性能的研究從未停止過。然而，這些努力都未能把碳纖維性能提高到令人滿意的程度。此后，在相當長的時間里，碳纖維的性能幾乎停滯不前，研究處于休眠期。

　　直到上世紀50年代中期，因為人造纖維化學纖維的出現，特別是聚丙烯腈的發明，才使得碳纖維的性能得以提高。杜邦公司1942年發明了聚丙烯腈（PAN）纖維技術，1950年開始生產銷售奧倫品牌的PAN纖維。

　　也就是說，從1960年到約瑟夫·威爾森·斯萬發明碳纖維燈絲到杜邦公司生產PAN纖維，這個過程經歷了近百年。

　?。?）從1到10，體育休閑和航空航天是大的驅動力

　　PAN基碳纖維突出的性能是力學強度(mechanical strength)和彈性模量(tensile modulus)，目前，PAN基碳纖維占據主導地位，在市場上占據90%的市場份額。

　　1962年，威廉姆?F?阿博特（WilliamF. Abbott）發明的碳化人造纖維提高碳纖維性能的方法被美國授權。該是阿博特作為委托人替位于美國加利福尼亞州奧海鎮的卡本烏爾公司申請的，后來被轉讓給了美國巴尼比-切尼公司（Barnebey-Cheney Company）。

　　巴尼比-切尼公司1957年便開始了商業化生產棉基或人造絲基碳纖維復絲，但其只能用來生產繩、墊和絮等產品，用于耐高溫、耐腐蝕等用途；其可獨立用作吸附用活性炭纖維。自獲得阿博特的碳纖維后，高性能碳纖維基礎科學研究和工業化技術研發進入了高峰期。

　　上世紀50年代-70年代，美國深陷朝鮮和越南戰爭泥潭，而彼時的日本政府則正改邪歸正，積極營造和平、奮進的發展環境，實施“產學官”等創新政策，引導全社會為經濟復蘇做貢獻，進入科研產業化的發展時代。

　　表 碳纖科學家主要貢獻

　　成立于1918 年的日本政府大阪工業技術試驗所（Government Industrial Research Institute，GIRIO）率先開啟碳纖維的研究，1959年，大阪工業技術試驗所的青年科學家進藤昭男（Akio Shindo）開始了碳纖維研究。

　　大阪工業技術試驗所與企業交流頻密，知識和技術轉移迅速，1959年、1970年，東海碳素公司（Tokai Electrode Mfg. Co.,Ltd.）、日本碳素公司（Nippon Carbon Co., Ltd.）和東麗公司（Toray Industries,Inc.）分別獲得了該所PAN基碳纖維技術的授權。

　　不過，東海碳素公司和碳素公司未能在短時間內生產出合格的PAN 基碳纖維，直到1968年，東海碳素公司才開始商業化生產“Thermolon S”品牌的碳纖維。1969年日本碳素公司月產500kg碳纖維的中試裝置才開始運轉。日本東邦人造絲公司(Toho Rayon Co., Ltd.)和三菱人造絲公司(Mitsubishi Rayon Co.Ltd.)也分別于1975年、1983年開始生產碳纖維。

　　1970年6月，東麗公司[Toray Industries(Toray)]獲得了大阪工業技術試驗所的授權，并收購了東海碳素公司和日本碳素公司的相關生產技術；同年，還與美國聯合碳化物公司(Union Carbide Corporation)簽署了前驅體PAN纖維技術與碳化技術的互換協議。1971年2月，東麗公司月產1 t級的PAN基碳纖維中試生產線開始運轉；同年7月，Torayca?品牌的碳纖維上市銷售。

　　20世紀60年代中期，英國皇家飛機研究中心(RAE)的威廉姆·瓦特(William Watt)早解決了前驅體PAN纖維共聚單體的內部結構缺陷和除雜紡絲等問題，發明了真正意義上的高強高模PAN 基碳纖維。瓦特曾向美、日轉讓了前驅體PAN 纖維技術，東麗公司在進藤昭男和瓦特的研究基礎上，經過持續的技術創新和工程實踐探索終取得成功。

　　一開始，碳纖維企業都將目標鎖定在美國的軍用市場，但東麗公司是在體育市場實現突破的。成立于1972年的美國阿爾笛拉公司是上個開發生產商業化碳纖維高爾夫球桿的公司。東麗得知碳纖維可以應用在高爾夫球桿中，轉而將目光瞄準體育休閑領域，于是他們個批量化碳纖維產品就是魚竿。

　　這個的很多事情似乎都與能源有關，在20世紀70年代后半期，隨著1973年、1974年石油危機的爆發，民用飛機制造商波音和空客開始尋找重量輕的增強材料來減少油耗，美國政府贊助航空公司（波音、道格拉斯（后為麥道）和洛克希德）啟動了持續數十年民機使用碳纖維復合材料應用的計劃，1975年實現碳纖維在波音737次承力結構的應用則推動了東麗千噸級的量產。

　　與此同時，美國聯合碳化物公司放棄了自己生產原絲，成為東麗的碳纖維美國市場的代理商，T300得以在航空領域應用。1987年波音與聯合碳化物公司合作到期，東麗公司可以越過中間商在美國直銷碳纖維。1987年，東麗的T300獲準在空客A320主承力部件中應用。1990年，一種新的高強高模碳纖維預浸料在波音777飛機的主承力部件上獲得應用。

　　從20世紀90年代中期，碳纖維的消費量以每年15%的速率增長。民用航空仍然是主要的市場，尤其是高等級的碳纖維。波音和空客相繼推出787和A350，新機型均采用碳纖維復合材料作為主承力部件，碳纖維復合材料用量達到50%。

　　東麗的產業化之路始終與波音公司緊密捆綁在一起，碳纖維的發展離不開波音飛機復合材料結構的批量化生產?，F在，東麗有幾百名工程師長期在波音，與他們聯合開發碳纖維材料的應用，依然占據著波音材料供應商的主導地位。

　　東麗的碳纖維之路起步于1970年，東麗實現碳纖維量產（十噸級）起步于開發出了釣魚竿和高爾夫球桿的批量生產；2009年起波音787機體結構50%重量使用碳纖維則推動東麗萬噸級的量產，這是碳纖維批量應用的一個轉折點，也使得東麗發展了30多年的碳纖維業務實現穩定的盈利。日本東麗公司碳纖維業務重要的時間節點：

　　1961年：開始關注無機纖維樹脂增強體的研究發展；

　　1970年：PAN基碳纖維產業化技術研發成功；

　　1971年：1噸/月試驗線建成，Torayca品牌產品銷售；

　　1973年：5噸/月生產線建成投產；

　　1990年：預浸料次被認證為波音777飛機機尾主承力結構部件的原材料；

　　1992年：在美國建立預浸料工廠；

　　1997年：在美國建立原絲工廠；

　　2011年：被用于包括主翼在內的波音787飛機主承力結構的制造。

 

　?。?）從10到100，“低成本技術”+“新能源市場”成為碳纖維工業應用的驅動力

　　直到本世紀的頭10年，碳纖維大的應用市場還是航空航天和體育用品，其良好的性能對應的是高昂的價格，將這個素有"黑色黃金“之稱的碳纖維的應用只能局限于”奢侈行業“，作為材料，它沒有像石器、青銅器、鐵器那樣能夠普及，所以，直到現在，即使是的行業龍頭，美國赫氏的營業收入也僅僅是20多億美元；東麗工業營業規模達到200億美元，但其碳纖維收入到2020年也只有21.92億美元。

 

　　顯然，這不是一個具有誘惑力的市場規模，但它的性能和預期的前景又如此具有誘惑力，對于在碳纖維產業化幾十年投入的企業來說，一定不會局限在"特殊”領域的應用。所以，碳纖維一條路線是提高材料的性能，另一條路線則是通過工藝降低成本。

　　而降低成本的路線又包括產品和工藝兩條路線，“提束”或“提速”：

　　產品路線（“提束”）：大絲束。所謂“提束”即通過提高碳纖維絲束量來降低碳化過程中的工藝難度和設備成本。

　　碳纖維的絲束大小以K來計量劃分，1K的意思是一束碳纖維中有一千根碳纖維原絲，24K表示一束有兩萬四千根碳纖維原絲，大絲束碳纖維是指每束碳纖維的根數為24k以上的碳纖維（現在提高到40K)。大絲束碳纖維的性能較小絲束碳纖維有所降低，為通用級碳纖維，用于一般工業制品。

　　美國能源局一直致力于低成本新型碳纖維研發和商業化，到2018年，在小絲束碳纖維市場上，日本企業所占有的市場份額占到產能的49%；在大絲束碳纖維市場，美國赫氏占據絕對優勢，市場份額高達58%；其次是德國西格里，占比31%；日本三菱排在第三，占比9%；這三家企業占據了大絲束碳纖維市場份額的98%，其他企業僅占剩余的2%。

 

　　卓爾泰克（ZOLTEK）公司是美國低成本新型碳纖維研發和商業化項目（2013年6月-2015年6月）的受益者。面對汽車領域輕量化的需求東麗通過收購ZOLTEK的同時實現規模化和低成本。

　　2018年，用于飛機結構上的3K碳纖維國際售價約USD50/kg 左右，國內售價約為800～900元/kg。而美國卓爾泰克48K大絲束碳纖維，國際售價僅為USD 12～15/kg，而國內售價為150元/kg，大約只相當于小絲束碳纖維價格的20～40%。

　　德國SGI.集團生產的牌號為C30 T050的大絲束碳纖維，性能與T300相當，而成本只有其1/4。

　　總體來看，大絲束碳纖維的生產相對于小絲束來說成本要低很多，其售價只有小絲束碳纖維的50%-60%。性能價格比(單位價格的強度、模量、比強度和比模量)遠高于小絲束碳纖維。

　　工藝路線（"提速"）：干噴濕紡。可以將原絲線速提高5倍。

　　“干噴濕紡”是一種碳纖維原絲制備工藝，是相對“濕噴濕紡”而言的。濕噴濕紡是指紡絲液經噴絲孔噴出后直接進入凝固浴進行雙擴散、相分離和形成絲條的方法；干噴濕紡是指紡絲液經噴絲孔噴出后，先經過空氣層，再進入凝固浴進行雙擴散、相分離和形成絲條的方法，經過空氣層發生的物理變化有利于形成細特化、致密化和均質化的絲條。

　　干噴濕紡的難度非常高，但可以大大提高原絲線速，如濕紡工藝原絲線速80-100米/分鐘，采用干噴濕紡可以提高到300-500米/分鐘，預氧化時間也由原來的60分鐘縮短為35分鐘，氧化爐也比原來減少了一個。

　　日本東麗表示，他們采用干噴濕紡生產T700既提高了效率、降低了成本，又實現了纖維性能的提升。

　　林剛在《2020碳纖維復合材料市場報告》中描述：“碳纖維的應用曾經是以航空航天為主驅動的，這些年，已經變成了航空航天驅動與工業用驅動的雙引擎驅動模式。這對全碳纖維的產業格局已經形成了深刻的變化。就在短短的幾年前，大絲束碳纖維企業還在為生存而掙扎，這兩年，大絲束成了市場的香餑餑。”

　　有意思的是，所有的人幾乎都將低成本的碳纖維市場的目標放在材料應用多的汽車領域，這固然與汽車的減重和節能需求有關，但實際上，近拉動大絲束碳纖維的恰恰又是新能源，其中風電葉片、儲氫瓶和光伏產業晶硅熔煉爐成為大的驅動力。

　　在這一背景下，這類企業迅速成長 ，比如卓爾泰克的一萬噸產能的擴建僅僅用了三年不到的時間，依然供不應求，而且效益也很好，另外由于較低成本，它具有吞噬部分傳統小絲束市場的能力，比如國際上已經開始用大絲束纏繞大型氣瓶， 提升纏繞效率；國內不少廠家采用大絲束制造低成本預浸料。

　　西格里與卓爾泰克的預氧絲采用 300-320K 制備，這個預氧絲被加工成預氧氈，再加工成碳氈，有著越來越廣闊的市場應用；其中，也有部分巨絲束被直接制備為碳纖維，作為碳氈的原料，進入了剎車片的功能化市場。

 

　　小絲束 Small Tow（或常規絲束 Regular Tow）1-24K（含）

　　大絲束 Heavy Tow：大于等于 48K （東麗的定義是大于 40K）

　　巨絲束 Giant Tow：大于 100K

　　資料來源：林剛《2020碳纖維復合材料市場報告》

　　2019 年大絲束占比 42.2%， 2020 年因新冠疫情對航空領域的影響和風電市場的增長，大絲束產品繼續快速提升市場份額到 48.3%，不過，林剛認為，今后三年時間，大絲束的市場份額擴大的趨勢還會增加。

 

　　林剛在《2020碳纖維復合材料市場報告》中預測，今后 3-5 年，是低成本大絲束碳纖維發展的黃金年份，數萬噸的碳纖維的產能將供應市場。而增長快的市場將來自風電葉片、壓力容器和碳碳復材。

 

　　其中，壓力容器市場增長的主要驅動力是氫能及燃料電池汽車的發展，按照各國對氫能及燃料電池汽車的規劃，預計到2025年，燃料電池汽車產量將超過10萬輛，如果按照平均每輛車5個氣瓶計算，僅氫氣瓶帶來的需求就將達到25000噸；而碳碳復合材料的主要驅動力則來自光伏產業，光伏產業中所使用的碳碳復合材料主要是用于制造坩堝，作為熔煉多晶硅或單晶硅的器皿，在氫化爐熱場、直拉單晶熱場、多晶鑄錠爐熱場、太陽能電池鍍膜等工藝作為關鍵設備。

 

02碳纖維的復興之路

　　碳纖維起步并不比主要碳纖維生產國晚太多，只是和大飛機一樣，改革開放反倒因為引進技術而中斷了國產化進程，而長期以來的技術封鎖，讓我們不得不再次起航。目前，碳纖維已經走過了情懷時代，進入經濟和成本時代。

　　（1）及早起步，中道停滯

　　PAN碳纖維產業化的起點是1959年，用聚丙烯腈為原料生產碳纖維的研究始于1962年，這個起點比發達并不算太晚。

　　1962年，中科院長春應用化學研究所和沈陽金屬所成立以李仍元為組長的“聚丙烯腈基碳纖維的研制”課題組，開始碳纖維的基礎研究。

　　1970年代初，中科院化學所組建高分子復合材料物理研究室，重點研究“碳纖維連續化制備”和“縮短碳纖維制備周期研究”并取得“四氯化錫”催化等成果。

　　1972年，化工部吉林化工研究院開展硝酸法研制碳纖維PAN原絲，并在年產3噸裝置上取得硝酸一步法制取原絲，供山西燃化所和長春應化所研究碳纖維。山西燃化所以間接預氧化和碳化研究，并開展連續預氧化和碳化試驗。

　　1970年代初，上海合成纖維研究所開展硫氰酸鈉法丙烯腈原絲研究，1975年提供給冶金部上海碳素廠2噸原絲研制碳纖維。

　　我國碳纖維歷史上著名的一次產業會議是1975年時任國防科工委主任張愛萍主持召開的專題會議，部署國內碳纖維研究工作，由計委安排500萬元資金做啟動費，并制定了10年發展規劃，組織了原絲、碳化、結構材料、防熱材料、測試檢驗技術5個 “攻關組” ，安排20多家研究和企業單位參加，由吉林化學工業公司研究院、吉林遼源石油化工廠、蘭州化學工業公司化纖廠、上海合成纖維研究所采用不同溶劑路線研發聚丙烯睛（PAN）原絲，上海合成纖維研究所、吉林、上海、蘭州、撫順4家碳素廠、山西燃化所、中科院化學所等負責碳化技術研究，另外還安排了織物和材料應用研究。這就是碳纖維行業史上著名的“7511”會議。

　　從1975至1981年底，各部委共投入到承擔碳纖維原絲、碳纖維制品等項目資金約2600多萬元，共建設廠房、試驗室20000多平方米。建成PAN原絲試制動力約50t/a，碳纖維長絲的試制能力1.5～2.0t/a，大體滿足了國防急需，但質量和成本都遠不及國外。

　　而這一階段恰好是國外碳纖維技術突飛猛進的時期，改革開放后的80年代中期，科委鼓勵引進國外先進技術，但受制于 “巴黎統籌條約” ，各知名碳纖維公司均不轉讓技術、不出售設備，只有一些不知名的小公司愿意將設備賣給，其結果是兩套進口設備都未能正常運轉，幾千萬買入的進口設備變成了“廢銅爛鐵”。

　　一連串的失利嚴重挫傷了各方面的信心，各部門在20世紀后期的10多年內都不愿或不敢大量投資，使碳纖維研發成為一塊令人望而生畏的“燙手山芋”。

　　（2）院士呼吁，民企突破

　　到2000年，就在碳纖維產業低迷的時候，國內只有吉化公司、吉林碳素廠和北京化工學院還在 “慘淡經營” ，維持小批量供貨，其他研發單位基本退出了這一領域。

　　這時，上世紀50年代從美國留學回國的材料科學家、科學院、工程院院士師昌緒關注到碳纖維產業，他意識到的碳纖維上不去，影響國防科技和高新技術發展，關系到安全。因此，80歲的師先生開始推動重啟碳纖維項目。

　　2001年師先生給江澤民總書記寫了一封信： “關于加速開發高性能碳纖維的請示報告” ，并通過兩會代表將信轉上去，他說，芯片和碳纖維對國防發展非常重要，他想抓一抓碳纖維。

　　2001年10月科技部決定設立碳纖維專項；2003年1月17日，自然科學基金委員會批準碳纖維2個重點項目；2005年碳纖維項目被批準為重大基礎研究項目（九七三項目）。

　　與此同時，在的威海，一個倔強的農民企業家正帶領他的團隊夜以繼日地研發碳纖維——他就是光威集團創始人陳光威，因為公司生產的釣魚竿需要進口碳纖維，價格和供貨周期都受到限制，所以，他決定自己生產碳纖維。1999年，陳光威請來原吉林石化公司研究院總工程師陳光大，他們投入100萬美元，用一年的時間完成了碳纖維試驗線的調試，并生產出高強碳纖維的樣品。

　　2001年，陳光威秘密創建原絲開發部，2002年，光威成立威海拓展纖維有限公司。2002年，光威有機會參加由師昌緒主導的碳纖維研討會，并在2003年迎來光威碳纖維的“大考”，這幾乎代表著碳纖維產業化的一次大考，2003年光威在6家企業提供的樣品盲測中脫穎而出。

　　2005年，光威拓展承接的兩項“863”碳纖維專項通過鑒定，并建成國內條T300百噸生產線，同年，啟動國產碳纖維航天航空的實驗研究。

　　師昌緒啟動的項目和光威的成功重啟了碳纖維的信心，2006年-2008年，中復神鷹、江蘇恒神、中簡科技、吉林碳谷等數十家碳纖維企業相繼成立，國內涌現一批“碳纖維報國”的企業。

 

　　這些企業都不是無本之源，他們都與上世紀70年代我國碳纖維研究基礎有關，其中吉林化學研究所和山西煤化所是重點，要么是原有團隊重啟項目，要么是這些科研單位的專家與資本組建實體。至此，我國碳纖維行業走上了復興之路。

　　（3）技術降成本，產能大擴張

　　很多科技都是從軍品開始的，但軍工行業畢竟是小市場，規?；瘧眠€是要依靠民用工業市場。但民用市場大的障礙是成本，也就是說，如果要在民用市場廣泛應用，就必須走降低成本的路線。

　　一部分企業走不下去退出了市場，還有一部分企業選擇攻克降低成本的技術難關：干噴濕法工藝或大絲束產品。

　　其中，中復神鷹就放棄了濕紡工藝，專攻干噴濕紡并取得突破。公司“干噴濕紡千噸級高強/百噸級中模碳纖維產業化關鍵技術及應用”項目榮獲2017年科技進步一等獎。該項目填補了國內以干噴濕紡工藝為代表的高性能碳纖維生產技術的空白，打破了國外高性能碳纖維企業在市場的長期壟斷，降低工藝成本，擴展了碳纖維的應用領域。

　　另外，秉承吉林化學研究所科研體系的吉林碳谷則用晴綸技術在原絲上攻關。2018年浙江精功和吉林碳谷聯合攻關，由光威復材提供上漿劑，2020年在大絲束碳化上獲得突破，可以在風電葉片的碳梁上應用。再次為碳纖維的民用化創造了條件。

　　從范圍來看，大絲束是在2015年、2016年以后發展起來的一條技術路徑，國外美國ZOLTEK和德國的SGL是大絲束企業的代表，國內則以吉林碳谷為代表，而他們一個共同的特點就是擁有腈綸紡織技術的基礎。

 

　　而光威復材早在2014年就以自有資金投入參與風電碳梁產品的開發，從2016年第四季度光威便開始為塔斯維斯提供碳梁，進入批量生產，目前，光威碳梁業務占全部收入的30%以上。

　　我們關注到，在國內“兩公一民”的碳釬維龍頭企業中，帶有“吉化”、“煤化”等研究院基因的企業更多是從工藝和產品技術路線上的突破，如吉林碳谷和中簡科技，中復神鷹的董事長張國良也帶有很深的裝備研發基因；而民營企業光威復材的基因是從市場出發的，其對市場的變化更加敏感，他們不僅提前布局風電葉片，到2020年從五大客戶中已經可以看見中材科技的名單，表明他們已經在氣瓶領域開始布局。

　　臺塑本是一家歷史悠久的優秀碳纖維公司，然而近十年技術沒有明顯的進步，一直處于虧損中，前幾年關閉了其腈綸裝置，失去了發展低成本碳纖維的基礎。

　　恒神公司也在技術上投入很多，但由于其選擇全產業鏈戰略，從碳纖維（包括織物）—中間產品（樹脂和預浸料）—復合材料產品開發技術服務（包括設計分析、成型工藝與制造）一條龍服務。這種商業模式對東麗這樣的綜合型大企業來說可以養得起，但對創業型企業來說是難以承受的，所以，恒神股份巨大的資產負擔導致公司無法盈利，目前已經被陜西化工集團收購。

　　2011年中安信在廊坊成立，全套進口碳纖維設備，2013年被康得新收購，但因為康得新財務造假項目擱置，目前處于重組中；隸屬于化工集團的蘭州藍星纖維有限公司，成立于2008年，碳纖維產能3100噸/年。原絲技術來源于2007年藍星（集團）總公司全資收購的英國老牌碳纖維生產企業，也是早引進英國技術的企業，至今都有一些消化不良。

　　碳纖維是一個涉及戰略和基礎工業的重要產業，而且投入比較大，目前處于技術趨于成熟，方向明確的階段，企業如上海石化、寶武集團、太鋼股份、建材等都在拓展碳纖維產能。

　　
03碳纖維市場的供求關系與發展趨勢

　　到2019年，也就是碳纖維產業化60周年時，碳纖維需求次突破10萬噸到10.37萬噸， 林剛在《2020碳纖維復合材料市場報告》中預測，到2025年碳纖維需求將達到20萬噸。也就是說，從1959年到2019年，個10萬噸經歷了60年，預計下一個10萬噸僅需要6年！

　　趨勢一：從情懷時代到效益時代，應用領域工業化

　　改革開放前，我國碳纖維一直都處于產業化研究階段，是由科研機構主導的。2000年師昌緒院士呼吁發展碳纖維的初心是出于國防安全的考慮，他說：“如果碳纖維研發止步不前，國防安全就無保障，我將死不瞑目。”

　　如果說陳光威一開始研發碳纖維的動機是為了解決釣魚竿的供應鏈瓶頸的話，那么，后來成就光威集團“發揚威海精神，創建碳纖維基地”（師昌緒）就是他的報國情懷了，自2000年起，陳光威為了攻克碳纖維難關，為了航空驗證，先后投入30多億，將房子都做了抵押。

　　在師昌緒院士的引領和光威初見成效的吸引下，自2006年，國內一批企業懷著報國的激情進入到碳纖維行業。

　　國防事業固然非常重要，但畢竟是一個小市場，而且航空的產品驗證需要十年，是一個優中選優的產業生態，如果擠在這個賽道，更多的企業將被淘汰，只有進入到民用大市場才有更大的市場空間。中復神鷹、吉林碳谷就是這條路線的成功者，他們通過“提速”或“提束”將碳纖維推向更加廣闊的民用市場。

　　從國際市場碳纖維需求量與需求金額比較來看，2020年需求量大的是風電葉片，而需求金額高的是航空航天，兩個領域的碳纖維價格相差4.29倍。但在新冠疫情影響下，航空航天需求出現大幅下降，恰恰是風電、壓力容器等工業領域支撐了整個市場的增長。

　　從樹脂基碳纖維復合材料的單價來看，航空航天的價格更是像它產品的驗證周期一樣，十倍于民用工業領域，但同樣，未來民用市場的空間，特別是當碳纖維實現規模化和買方市場后，工業用途將成為大的驅動力。

　　行業專家預計，到 2030 年，航空航天市場：8-10 萬噸；風電：19-20 萬噸；氫氣瓶及 CNG 氣瓶：18 萬 噸；汽車+軌道交通：9-10 萬噸，功能材料：5-6 萬噸。可以預期，未來 10 年，從商業上， 碳纖維的應用主驅動是工業，輔驅動是航空航天；從技術發展上，碳纖維依然是航空航天及工業的雙驅動模式。

　　從上市公司的表現來看，服務于航空航天的光威股份和中簡科技固然有不錯的盈利表現，但近年來，隨著技術的突破和規模經濟的顯現，中復神鷹、吉林碳谷都已經進入盈利階段，即使全產業投入壓力巨大的恒神股份也在逐步走出困境。

 

　　趨勢二：從技術攻關到生產制造，生產能力規?；?/div>