國產碳纖維已艱難起步及存在的問題

    2012年2月，工業和信息化部發布了《新材料產業“十二五”發展規劃》（以下簡稱《規劃》），《規劃》不僅將碳纖維列為了高性能增強纖維的發展重點，還在“重大工程”中設置了“碳纖維低成本化與高端創新示范工程”。時隔一年，工信部又把制訂并發布《關于促進碳纖維產業健康發展的指導意見》（以下簡稱《指導意見》）作為2013年石化化工行業管理工作的重點之一，主管政府部門對碳纖維的重視可見一斑。
一、國產碳纖維已艱難起步，但也存在一些問題
    碳纖維性能優異，這些優異的性能給碳纖維帶來了廣闊的應用前景。概括來講，可將碳纖維的應用領域分為兩大類：工業應用和體育休閑。其中，工業應用包括航空航天、風力發電葉片、汽車、油田鉆探、壓力容器、抗震加固等，體育休閑包括釣魚竿、高爾夫球桿、球拍等。應用于工業領域的碳纖維通常要求較高，特別是航空航天用碳纖維，而體育休閑用碳纖維多為低端產品。
    從研發角度來講，我國的碳纖維起步并不算晚。早在20世紀60年代，科學院長春應用化學研究所便率先開始聚丙烯腈基碳纖維的研究，并于70年代初完成了連續化中試裝置。后來，上海合成纖維研究所、科學院山西煤炭化學研究所、北京化工大學、山東大學等也開始了相關研究工作。
    從產業化而言，我國的碳纖維進展緩慢。雖然我國在20世紀70年代就突破了連續氧化和碳化技術，先后建成了從幾百公斤到幾十噸的生產線，但由于對技術難度估計不足、資金投入不夠、研究欠缺深入等原因，碳纖維的產業化水平與國外存在較大的差距。

    進入21世紀，國產碳纖維發展加速，產能大幅提高。2010年時我國碳纖維原絲產能就已達到12 080t/a，碳纖維產能達到7 081t/a。2012年，已有30多家企業從事碳纖維的研發和生產，建成產能已經突破了1萬t，主要企業和產能如圖1所示。此外，國內還有大量的在建和規劃建設的碳纖維生產線。然而，在國內碳纖維項目遍地開花的繁榮景象背后，也存在著不少問題，產業發展隱憂重重。
問題一：產能利用率極低。
    雖說國內的建成產能已經突破了10 000t，但實際產量僅為2 000t左右，產能利用率僅在0.2左右，而國際上大多數廠商的產能利用率為0.7～0.9。國內碳纖維生產線產能利用率低并不是因為下游市場需求不足，事實上我國每年都需要進口大量的碳纖維產品，包括海關商品編號為68151000的碳纖維布和棒，編號為68159920的碳纖維，以及編號為68159939的特種碳纖維紗線及其他制品等。僅以編號為68159920的碳纖維為例，2012年1-11月，我國的進口總量就達到了1 376t，而同期出口額僅為269t，如表1所示。

問題二：產品質量不過關。
    難以生產出合格的產品是國內碳纖維產能利用率低的本質原因。生產碳纖維工序復雜，從聚合、紡絲，到氧化、碳化、表面處理等，任何一個生產環節出了問題都可能影響碳纖維的性能。比如，原絲質量不過關便是國產碳纖維面臨的重要難題，國產原絲大多雜質含量高、質量穩定性差、變異系數大，沒有好的原料，怎么生產出好的產品？
問題三：高端產品有待突破。
    以占碳纖維產量90%以上的聚丙烯腈基碳纖維為例，在全范圍內，工業應用和體育休閑的比例分別為75.7%和24.3%；而在，這個比例卻分別是20%和80%。同樣是碳纖維，的消費結構為何與范圍的消費結構形成如此大的反差？不是的工業領域不想用碳纖維，而是因為國內使用碳纖維成本太高甚至無高端碳纖維可用。從表1的數據中我們也可以看出，不僅是碳纖維凈進口國，進口產品的單價也幾近于出口產品單價的2倍。
問題四：缺乏的評價體系。
    近些年來，經?？梢钥吹絿鴥忍祭w維廠家突破技術難關，生產出高端碳纖維產品的新聞報導。但對這樣的報道公眾多持謹慎的懷疑態度，產品真的出來了嗎？產品穩定可靠嗎？得到下游用戶的認可了嗎？面對這些質疑，廠家需要拿出的第三方評價報告，自己宣稱不能令人信服。而據筆者所知，國內碳纖維產業尚缺乏完善、的評價體系。
    其實，國產碳纖維存在的問題遠不止以上四點。在20世紀，國產碳纖維可以說完敗于國外產品，那么21世紀，國產碳纖維艱難起步了，能否實現趕超？