浅析国产碳纤维发展现状

  • 2019-04-10
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碳纤维是一种十分重要的战略材料,本文介绍了碳纤维的发展历程、应用和生产现状、国家和地方政策,分析了我国碳纤维与全球碳纤维发展的差异,从以上方面解读我国碳纤维的发展现状。

摘要:碳纤维是一种十分重要的战略材料,本文介绍了碳纤维的发展历程、应用和生产现状、国家和地方政策,分析了我国碳纤维与全球碳纤维发展的差异,从以上方面解读我国碳纤维的发展现状。

全球碳纤维的生产和应用起源于上个世纪60年代,日本和美国一直在碳纤维技术方面处于领先地位,我国碳纤维研究与日本同时起步,但由于综合工业水平落后、资源受限以及欧美与日本对我国采取高度的碳纤维技术封锁,导致我国碳纤维技术发展缓慢(见图1),我国碳纤维的发展与欧美国家还有很大差异。

图1 我国碳纤维发展历程

(资料来源:公开资料整理)

我国碳纤维市场需求主要由体育休闲领域拉动

碳纤维是因其轻质高强的特点和优越的力学性能,被诸多领域广泛应用,主要包括航空航天、体育用品、轨道交通、车辆制造、武器装备、工程机械、基础设施建设、海洋工程、石油工程、风力能源等领域。由于我国碳纤维生产技术和装备和发达国家相比较为落后,目前国内碳纤维在高端领域的应用与国外相比还有较大差距。

从全球碳纤维市场需求来看,2017年全球碳纤维总需求量为8.42万吨,主要下游行业包括风电叶片、航空航天、体育休闲和汽车制造(见图2),碳纤维的应用以工业领域为主,其中航空航天碳纤维需求量虽仅占22.8%,但是其价值占比却高达49.14%,体现了航空碳纤维复合材料的高附加值属性。

图2 2017年全球碳纤维行业需求量分行业情况

(资料来源:前瞻产业研究院)

从我国碳纤维市场需求看,国内对碳纤维的需求近年来一直保持增长趋势,2017年我国碳纤维需求量为2.35万吨,同比增长达20.06%。我国碳纤维主要应用行业以体育休闲为主,在航空航天、汽车制造、风电叶片等高端工业领域的需求占比远远低于全球平均水平(见图3)。

图3 2017年中国碳纤维需求量分行业情况

(资料来源:前瞻产业研究院)

国产碳纤维产能过剩,有效供应不足

从产能看,全球碳纤维的生产一直以来为美日垄断,2017年全球碳纤维总产能为14.7万吨,其中美国的产能3.86万吨,占全球总产能比重为27%;日本产能2.72万吨,占全球总产能比重为18%;中国碳纤维近年来保持持续增长,2017年的理论产能为2.6万吨,占全球总产能比17.68%,仅次于美国和日本,已经位居全球前三。

从生产企业看,我国目前从事碳纤维复合材料制品研制、生产以及设备制造的厂家约有百余家,但其中大多是生产体育休闲用品,从事航空航天等高端碳纤维复合材料研制和生产单位仅有10余家,国内产能以低端产能为主,高端产品还是要依赖进口,2017年我国约70%的碳纤维市场需求进口依赖,进口替代空间很大。

国产碳纤维的产能利用情况不容乐观,2017年我国碳纤维产能利用率为28.46%,远远低于全球产能利用率57.20%,我国碳纤维产能释放明显不足。

图4 我国碳纤维产量和进口量对比

(资料来源:新材料在线)

目前我国高端工业领域对碳纤维的市场需求拉动小,而国产碳纤维产能过剩,市场需求大量依赖进口,现阶段我国碳纤维供需矛盾明显,国产碳纤维的发展应聚焦于应用在高端工业领域的高性能碳纤维。

国家和地方持续出台政策,支持发展高性能纤维

碳纤维是技术密集型和政治敏感型的军民两用材料,实现高性能碳纤维的国产化对我国经济和军事发展都具有十分重要的战略意义,我国政府已经意识到国内外碳纤维产业的发展差距,近几年频繁出台相关政策,支持发展高性能碳纤维材料以及其在航空航天、轨道交通等高端工业领域的应用。

表1 国家和地方出台的碳纤维相关政策

表1 国家和地方出台的碳纤维相关政策


(资料来源:公开资料整理)

结语

我国碳纤维发展缓慢,与国外差异明显;现阶段对碳纤维需求量持续增长,但在高端领域应用较少;目前国产碳纤维产能释放明显不足,市场需求进口依赖程度高,供需矛盾明显;意识到国产碳纤维发展与国外有较大差距,国家和地方政府持续出台相关支持政策。


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