我國碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式研究

碳纖維是含碳量在90%以上的無機高分子纖維，具有高強度、高模量、耐高溫、耐腐蝕、耐摩擦、導(dǎo)熱和導(dǎo)電等多種優(yōu)異的性能。碳纖維是國民經(jīng)濟和國防建設(shè)不可或缺的戰(zhàn)略性新材料，在航空航天、汽車工業(yè)、風(fēng)力發(fā)電、油田鉆探、碳纖維復(fù)合芯電纜、建筑補強、文體休閑和醫(yī)療器械等方面具有廣泛的應(yīng)用。然而，我國碳纖維上市公司，如金發(fā)科技、方大炭素、大元股份和中鋼吉炭等幾乎全部虧損，碳纖維“新材料之王”的光環(huán)正在消退。是什么原因?qū)е铝颂祭w維產(chǎn)業(yè)現(xiàn)在的困境？我國碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在哪些問題？應(yīng)該選擇什么樣的發(fā)展模式？本文對此進行了研究，以期對我國碳纖維企業(yè)走出困境提供參考。一、碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀1.全球碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀全球范圍內(nèi)生產(chǎn)小絲束碳纖維的企業(yè)主要有日本的東麗集團、帝人東邦和三菱麗陽集團，美國的赫氏集團和氰特實業(yè)，以及我國臺灣的臺塑集團；生產(chǎn)大絲束碳纖維的企業(yè)主要有日本的三菱麗陽和東麗集團，德國西格里公司，以及土耳其的阿克薩公司。日本幾乎壟斷了全球小絲束碳纖維市場，東麗集團、帝人東邦和三菱麗陽3家企業(yè)約占全球60%的產(chǎn)能；大絲束碳纖維市場方面，三菱麗陽、東麗集團和西格里壟斷了全球約80%的產(chǎn)能。東麗集團是世界上最大的碳纖維供應(yīng)商，在技術(shù)水平、產(chǎn)能規(guī)模和應(yīng)用推廣方面遙遙領(lǐng)先。據(jù)美國AJR顧問公司預(yù)測，全球碳纖維的產(chǎn)能將由2011年的10.2萬t增加到2015年的12.9萬t，2020年將達到18.5萬t。預(yù)計2020年，全球碳纖維產(chǎn)量分布占比如下：美國為28%，歐洲為28%，日本為25%，中國為9%，其他國家和地區(qū)約為10%。2.我國碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀經(jīng)過多年的努力，我國碳纖維產(chǎn)業(yè)在關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用研究方面取得了很大進步，實現(xiàn)了T300規(guī)格碳纖維的工業(yè)化生產(chǎn)，突破了T700和T800碳纖維產(chǎn)品的關(guān)鍵制備技術(shù)，正在進行工程化技術(shù)研究。目前，我國正處于由T300通用級碳纖維向更高性能的產(chǎn)品發(fā)展的過渡期。我國碳纖維生產(chǎn)企業(yè)在30家左右，主要分布在江蘇、山東、吉林和遼寧等地。其中，具有千噸級規(guī)模的企業(yè)有4家，分別為中復(fù)神鷹碳纖維有限公司、江蘇恒神碳纖維有限公司、山東威海拓展碳纖維有限公司和中國化工集團公司。2013年，我國碳纖維產(chǎn)量、進口量和表觀消費量分別為0.25萬t、0.95萬t和1.15萬t。據(jù)預(yù)測，到2015年，國內(nèi)碳纖維需求量約為1.5萬t/a，到2020年約為2～3萬t。目前，我國碳纖維自給率僅21.7%，對外依存度接近80%。國外碳纖維主要應(yīng)用于航空航天、體育休閑和工業(yè)領(lǐng)域，需求量比例分別占20%、20%和60%；而我國碳纖維仍集中在相對低端的體育休閑產(chǎn)業(yè)，航空航天、體育休閑用品和工業(yè)領(lǐng)域分別占比為5%、60%和35%，下游應(yīng)用市場對碳纖維的需求拉動作用不足。二、我國碳纖維產(chǎn)業(yè)存在問題目前，我國碳纖維行業(yè)存在關(guān)鍵技術(shù)落后、產(chǎn)業(yè)化技術(shù)仍相對薄弱、下游應(yīng)用開發(fā)滯后、市場競爭力較弱等問題，同時對前瞻性的碳纖維材料探索不夠，自主創(chuàng)新能力不強，我國高性能碳纖維和復(fù)合材料關(guān)鍵技術(shù)整體仍處于有待全面突破的階段。1.產(chǎn)業(yè)政策導(dǎo)向性差對于戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，我國采取了經(jīng)濟補貼的政策，這在一定程度上促進了新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。然而，巨額經(jīng)濟補貼的存在，降低了戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)企業(yè)的利潤要求，促使企業(yè)盲目擴大產(chǎn)能，尋求市場占有率，導(dǎo)致低水平重復(fù)建設(shè)現(xiàn)象普遍，擾亂了行業(yè)的正常秩序。在市場前景看好、政府大力支持、以及碳纖維產(chǎn)業(yè)市場準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)缺失的情況下，各地紛紛上馬碳纖維項目，導(dǎo)致產(chǎn)能迅速膨脹。近年來，我國碳纖維企業(yè)由10家迅速膨脹到30家，同質(zhì)化競爭嚴重，企業(yè)開工率嚴重不足。2012年，我國碳纖維生產(chǎn)線設(shè)計產(chǎn)能超過了2萬t，實際產(chǎn)量約2000t，產(chǎn)能利用率僅10%，大量生產(chǎn)線閑置。2.關(guān)鍵技術(shù)有待突破我國碳纖維性能不高、產(chǎn)品穩(wěn)定性差、生產(chǎn)成本居高不下，高性能纖維一些關(guān)鍵問題還沒有完全突破。原絲是生產(chǎn)碳纖維的關(guān)鍵，而我國碳纖維原絲水平落后，質(zhì)量尚未過關(guān)。碳纖維強度低、穩(wěn)定性差、均勻性差、毛絲多，碳纖維質(zhì)量與國外先進企業(yè)有較大差距。國產(chǎn)碳纖維只能用在飛機非承力和次承力件上，而飛機最關(guān)鍵的承力件碳纖維尚需進口。此外，我國機械制造業(yè)落后，碳化爐等關(guān)鍵設(shè)備研發(fā)滯后。碳纖維設(shè)備生產(chǎn)技術(shù)幾乎被國外壟斷，且嚴格限制對我國出口。由于缺少先進設(shè)備，我國碳纖維企業(yè)難以形成規(guī)模效應(yīng)，運營成本高，制約碳纖維企業(yè)的發(fā)展壯大。因此，提高碳纖維企業(yè)的技術(shù)水平是當(dāng)務(wù)之急。3.上下游產(chǎn)業(yè)鏈合作少碳纖維行業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)與應(yīng)用相互脫節(jié)，產(chǎn)業(yè)鏈合作較少是制約我國碳纖維行業(yè)快速發(fā)展的一大瓶頸。在上游研發(fā)方面，企業(yè)片面強調(diào)規(guī)模擴張，而忽視技術(shù)研發(fā)，尚未形成關(guān)鍵技術(shù)協(xié)同攻關(guān)、工藝問題共同突破的合作機制，嚴重制約了碳纖維產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的進程。在下游應(yīng)用方面，碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用對國產(chǎn)碳纖維的牽引效應(yīng)不足。雖然我國正在積極研發(fā)高性能纖維，但是對高性能纖維下游產(chǎn)品的市場應(yīng)用并不清楚。因此，要上下游根據(jù)具體用途共同聯(lián)合開發(fā)。國外碳纖維生產(chǎn)企業(yè)與航空航天、汽車工業(yè)等碳纖維應(yīng)用企業(yè)建立了良好的合作關(guān)系。例如，日本碳纖維企業(yè)與美國波音公司和法國空客公司合作，在波音B787和空客A380飛機上大量使用碳纖維復(fù)合材料；德國西格里公司與寶馬聯(lián)合開發(fā)汽車用復(fù)合材料，利用碳纖維材料代替鋼鐵車身。4.產(chǎn)業(yè)集中度低日本碳纖維企業(yè)僅東麗集團、帝人東邦和三菱麗陽3家，美國企業(yè)僅赫氏和氰特2家。我國碳纖維企業(yè)在30家左右，產(chǎn)業(yè)集中度低，缺乏競爭力，無法與國際碳纖維企業(yè)巨頭相抗衡。當(dāng)前國產(chǎn)碳纖維產(chǎn)業(yè)化規(guī)模的單線產(chǎn)能以500t級和1000t級為主，與國際平均單線產(chǎn)能1800t的水平存在較大差距。以日本為代表的碳纖維企業(yè)T300級標(biāo)準(zhǔn)型碳纖維單線年產(chǎn)能已達2000t以上，而且產(chǎn)品種類齊全、質(zhì)量穩(wěn)定。日本東麗集團的產(chǎn)能接近2萬t，相對于我國全部30家企業(yè)的總產(chǎn)能。5.企業(yè)技術(shù)單一我國碳纖維工藝技術(shù)單一，多元化體系尚未建立。目前，我國絕大多數(shù)碳纖維企業(yè)采用的是二甲基亞砜原絲技術(shù)，其他原絲技術(shù)的發(fā)展相對滯后，加劇了技術(shù)同質(zhì)化的低效競爭，導(dǎo)致我國碳纖維企業(yè)之間封閉競爭嚴重，無法形成具有競爭力的產(chǎn)業(yè)集團。對比日本3大碳纖維企業(yè)，企業(yè)技術(shù)路線各不相同，產(chǎn)品產(chǎn)異化明顯。例如，日本東麗集團采用二甲基亞砜技術(shù)路線，三菱麗陽采用二甲基甲酰胺技術(shù)路線，東邦公司采用氯化鋅（ZnCl2）技術(shù)路線。此外，日本企業(yè)還積極加強合作，成立了“碳纖維回收技術(shù)聯(lián)合研發(fā)小組”，共同開發(fā)碳纖維回收技術(shù)，保持其行業(yè)領(lǐng)先地位。6.國外企業(yè)蓄意打壓近年來，面對我國碳纖維企業(yè)技術(shù)的不斷進步，國外企業(yè)紛紛通過低價競銷的方式來遏制我國企業(yè)的發(fā)展。我國穩(wěn)定生產(chǎn)一個級別的碳纖維后，國外企業(yè)的價格就大幅下降一次。例如，2010年12k的T300產(chǎn)品價格為24萬元/t，2012年則下降到12萬元/t。雖然產(chǎn)品價格的下降有利于我國下游碳纖維應(yīng)用企業(yè)的發(fā)展，但卻對我國碳纖維生產(chǎn)廠商造成了巨大的成本壓力，使得碳纖維原絲企業(yè)失去了學(xué)習(xí)的機會。受國外低價傾銷和惡意競銷的影響，國內(nèi)碳纖維企業(yè)基本處于全線虧損的狀況。三、我國碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式研究我國碳纖維行業(yè)發(fā)展正處于關(guān)鍵時期，應(yīng)積極探索適合自身的發(fā)展模式，根據(jù)我國的市場需求，走中國特色的碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展之路，提高國際競爭力，推動我國碳纖維產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。1.加強頂層設(shè)計一是從國家戰(zhàn)略需求出發(fā)，加強碳纖維戰(zhàn)略規(guī)劃和戰(zhàn)略決策研究，對國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀、技術(shù)水平和發(fā)展趨勢等進行系統(tǒng)分析，以指導(dǎo)行業(yè)發(fā)展；二是以項目導(dǎo)向的政策代替產(chǎn)業(yè)導(dǎo)向政策，抑制低水平重復(fù)建設(shè)，引導(dǎo)企業(yè)投資碳纖維優(yōu)勢和高端項目；三是建立健全行業(yè)運行監(jiān)測和預(yù)警機制，及時發(fā)布行業(yè)最新態(tài)勢，加強行業(yè)監(jiān)管；四是設(shè)定行業(yè)準(zhǔn)入門檻，從能耗、廢棄物排放，以及安全生產(chǎn)等方面加以限制，規(guī)范市場秩序。2.加強技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新一是建立以企業(yè)為主體，高等院校和科研院所共同參與的創(chuàng)新體系，不斷提高企業(yè)自主創(chuàng)新意識，并把建設(shè)創(chuàng)新型產(chǎn)業(yè)作為戰(zhàn)略目標(biāo)；二是突破制約碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備瓶頸。提高碳纖維原絲生產(chǎn)技術(shù)，發(fā)展2種或2種以上的碳纖維原絲制備工藝，形成多元化技術(shù)體系，為生產(chǎn)高性能碳纖維提供保證。積極研發(fā)高低溫碳化爐等關(guān)鍵設(shè)備，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)業(yè)化水平。3.促進產(chǎn)業(yè)鏈條協(xié)調(diào)發(fā)展碳纖維行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈可分為原絲、碳纖維、下游應(yīng)用3個環(huán)節(jié)，其中每一個環(huán)節(jié)都包含了很多核心技術(shù)，因此，產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)的合作至關(guān)重要。上游原絲直接影響碳纖維的質(zhì)量和成本，下游應(yīng)用需求將推動碳纖維的發(fā)展，要以系統(tǒng)論的思想發(fā)展碳纖維產(chǎn)業(yè)。一是政府和行業(yè)協(xié)會要積極引導(dǎo)，促進上下游企業(yè)之間的合作，整合行業(yè)力量，推進研發(fā)、生產(chǎn)、應(yīng)用一體化，降低碳纖維行業(yè)成本；二是加強碳纖維生產(chǎn)企業(yè)間以及上下游企業(yè)間和科研單位之間的聯(lián)系與合作，推進碳纖維制備技術(shù)與應(yīng)用市場需求相結(jié)合；三是重點開拓和培育下游應(yīng)用市場，開展交通運輸、電力傳輸、大功率風(fēng)機葉片、建筑工程、深井采油等碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用示范應(yīng)用工程。4.提高產(chǎn)業(yè)集中度一是鼓勵規(guī)?；l(fā)展，提高行業(yè)集中度。各大科研機構(gòu)、企業(yè)應(yīng)該積極合作，形成合力，制定行業(yè)發(fā)展規(guī)劃，避免重復(fù)研究，追趕東麗集團等國外行業(yè)巨頭；二是積極培育具有競爭力的骨干企業(yè)，發(fā)展多品種多系列的碳纖維生產(chǎn)技術(shù)，增強企業(yè)的競爭力和抗風(fēng)險能力；三是鼓勵以大型碳纖維生產(chǎn)企業(yè)為龍頭，開展跨地區(qū)、跨所有制的聯(lián)合重組，培育若干產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)，實現(xiàn)資源優(yōu)化配置，提高全產(chǎn)業(yè)鏈的競爭優(yōu)勢。5.正確定位產(chǎn)品市場無論在產(chǎn)業(yè)規(guī)?；虍a(chǎn)品質(zhì)量方面，我國碳纖維產(chǎn)業(yè)與國外都存在較大差距，尚無法與國外龍頭企業(yè)進行正面對抗，因此要正確定位產(chǎn)品市場，選擇適合自身的發(fā)展模式。例如，土耳其阿克薩公司以低成本和專注工業(yè)應(yīng)用細分市場的經(jīng)營戰(zhàn)略進軍碳纖維市場，在行業(yè)壟斷形勢下取得了不錯的業(yè)績。針對我國碳纖維行業(yè)當(dāng)前的技術(shù)水平和管理水平，應(yīng)充分利用并整合自身優(yōu)勢資源和正確定位細分市場。航空航天用小絲束對技術(shù)要求高，但是軍工和航空航天市場對碳纖維的需求占比只有18%，而汽車工業(yè)、風(fēng)力發(fā)電等工業(yè)領(lǐng)域?qū)μ祭w維的需求則超過了50%。因此，應(yīng)瞄準(zhǔn)工業(yè)領(lǐng)域這個巨大的市場，著力發(fā)展通用級碳纖維產(chǎn)品，并通過降低成本和提升產(chǎn)品性能來增強自身的競爭力，推進其在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，搶占市場份額。6.實施市場保護制度由于缺乏相關(guān)產(chǎn)業(yè)市場保護的制度約束，地方政府更愿意引