2013年6月11日，“神舟”十號飛船順利發(fā)射，中恒吉研高科技纖維有限公司生產(chǎn)的碳纖維材料繼“神舟”九號之后，又一次成功為“神舟”十號配套，這成為中國碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展的標志性成果之一。

雖然在航天、軍工等特殊領(lǐng)域的應用標志著碳纖維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平，但其只是碳纖維應用領(lǐng)域的一小部分。其實，作為一種物理性能優(yōu)異的材料，碳纖維廣泛應用于航空、深海開發(fā)、風力發(fā)電、汽車、建筑工程、體育休閑等工業(yè)和民用領(lǐng)域。2012年，全球CFRP（碳纖維增強復合材料）的最大用途是風電葉片，約占23%，其次是航空航天與國防軍工，約占18%，而體育休閑用品占比約為17%。

從我國碳纖維的應用來看，在航空、汽車等領(lǐng)域市場尚未打開，在能源領(lǐng)域尚未形成穩(wěn)定市場，雖然已基本滿足體育休閑領(lǐng)域應用要求，但在成本方面不具優(yōu)勢。如何為我國碳纖維的應用探索出一條新路徑，依靠應用端的發(fā)展來帶動行業(yè)持續(xù)健康發(fā)展，成為亟須解決的課題。

陷入結(jié)構(gòu)性過剩

在需求增長帶動下，近年來國產(chǎn)碳纖維發(fā)展加速，產(chǎn)能大幅提高。目前，我國已有30多家企業(yè)從事碳纖維的研發(fā)和生產(chǎn)，建成產(chǎn)能已經(jīng)突破2萬噸。但大多為相對低品質(zhì)的產(chǎn)品，與國外相比差距明顯。因此這種產(chǎn)能的擴張，也在一定程度上加劇了碳纖維的結(jié)構(gòu)性過剩。

據(jù)相關(guān)市場研究機構(gòu)數(shù)字顯示，2015年前，全球碳纖維市場需求將保持13%的增長，我國對碳纖維的需求增速則快于全球。預測到2015年，我國碳纖維總體需求將達1.6萬噸。

在需求增長帶動下，近年來國產(chǎn)碳纖維發(fā)展加速，產(chǎn)能大幅提高。目前，我國已有30多家企業(yè)從事碳纖維的研發(fā)和生產(chǎn)，建成產(chǎn)能已經(jīng)突破2萬噸。此外，國內(nèi)還有大量的在建和規(guī)劃建設的碳纖維生產(chǎn)線，但在國內(nèi)碳纖維項目遍地開花背后，也存在著不少問題。

一方面，我國每年要耗費巨資進口萬余噸碳纖維產(chǎn)品，以滿足國民經(jīng)濟發(fā)展之需。數(shù)據(jù)顯示，2013年，我國進口碳纖維及其制品12386.2噸，同比增長了34.5%；進口額達3.83億美元。另一方面我國碳纖維企業(yè)開工不足，年生產(chǎn)碳纖維不足3000噸，僅發(fā)揮了生產(chǎn)能力的1/10，大量生產(chǎn)線閑置。

相關(guān)業(yè)內(nèi)人士表示，國內(nèi)碳纖維生產(chǎn)線產(chǎn)能利用率低，并不是因為下游市場需求不足，而是因為難以生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。生產(chǎn)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(chǎn)環(huán)節(jié)出了問題，都可能影響碳纖維的性能。而“國產(chǎn)原絲大多雜質(zhì)含量高、質(zhì)量穩(wěn)定性差、變異系數(shù)大，沒有好的原料，怎么生產(chǎn)出好的產(chǎn)品？”雖然近年來我國碳纖維產(chǎn)能快速擴張，但大多為相對低品質(zhì)的產(chǎn)品，與國外相比差距明顯，因此這種產(chǎn)能的擴張，也在一定程度上加劇了碳纖維的結(jié)構(gòu)性過剩。

此外，目前的產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式也阻礙了國產(chǎn)碳纖維的應用。國外碳纖維生產(chǎn)企業(yè)與汽車、航空航天等碳纖維的重要應用領(lǐng)域生產(chǎn)商建立了廣泛的合作開發(fā)和穩(wěn)定的供求關(guān)系，建立了完整的碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈。而我國碳纖維產(chǎn)業(yè)在科研、生產(chǎn)、應用方面相互脫節(jié)。“往往產(chǎn)品研發(fā)出來之后還不知道能應用到哪方面，到底怎么用，用在什么部件上，更不清楚。”

從應用領(lǐng)域來看，我國碳纖維在工業(yè)應用方面也有待突破。以占碳纖維產(chǎn)量90%以上的丙烯腈基碳纖維為例，在世界范圍內(nèi)，工業(yè)應用和體育休閑的比例分別為75.7%和24.3%，而在中國，這個比例卻分別是20%和80%。2013年，我國進口的碳纖維及其制品中有5931.6噸用于體育休閑，占比達47.89%。

由于碳纖維復合材料應用領(lǐng)域的特殊性，國外對高性能碳纖維技術(shù)與高端工藝裝備實施壟斷封鎖，低端碳纖維產(chǎn)品向我國傾銷，加上我國碳纖維企業(yè)小而散的狀態(tài)，質(zhì)量尚不太穩(wěn)定，而且生產(chǎn)成本高于進口同類產(chǎn)品價格，全行業(yè)呈虧損狀態(tài)。

尋找應用突破點

針對目前我國碳纖維行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，除了技術(shù)的完善提升外，企業(yè)的發(fā)展思路非常重要，關(guān)鍵是要找準應用突破點。碳纖維復合材料等FRP在土木工程中的應用，也為我國碳纖維應用的發(fā)展探索出一條新路徑。另外，碳纖維另一個重要應用方向是海洋（海港）環(huán)境，則能有效解決開發(fā)過程中防止海水腐蝕這一重要問題。

針對目前我國碳纖維行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，中復神鷹碳纖維有限責任公司董事長張國良表示，當前技術(shù)已不是最重要的問題，最重要的是要過市場關(guān)。除了技術(shù)的完善提升外，企業(yè)的發(fā)展思路也非常重要，關(guān)鍵是要找準應用突破點。中復神鷹碳纖維公司在應用方面作了大量研究，進一步提升了工藝的適應性，相繼研發(fā)推出了碳纖維大提琴、小型無人機等產(chǎn)品。

而在土木工程領(lǐng)域的技術(shù)突破可能為碳纖維應用帶來新的契機。今年1月，由中冶建筑研究總院等單位完成的“土木工程用高性能纖維復合材料制備及應用關(guān)鍵技術(shù)”榮獲國家科技進步獎二等獎。據(jù)了解，高性能纖維復合材料（簡稱FRP）具有輕質(zhì)、高強、耐腐、可設計等優(yōu)點，可顯著提高土木工程結(jié)構(gòu)的性能，延長其使用壽命。碳纖維復合材料等FRP在土木工程中的應用，也為我國碳纖維應用的發(fā)展探索出一條新路徑。

中冶建筑研究總院院長岳清瑞認為，與航空、能源和體育休閑領(lǐng)域相比，碳纖維在土木工程領(lǐng)域的應用更具前景。據(jù)統(tǒng)計，國產(chǎn)碳纖維每年有40%用于結(jié)構(gòu)的加固和補強上，因此是重要的應用方向。項目團隊對碳纖維在土木工程領(lǐng)域的應用進行了一系列的探索，并開發(fā)出板材、筋材、布材等產(chǎn)品。同時，由于碳纖維的特點是強度較高，延伸性較差，岳清瑞和其團隊嘗試將碳纖維和其他纖維混合，增加材料的斷裂延伸率?；祀s纖維可以充分發(fā)揮不同纖維的優(yōu)勢，揚長避短，在提高結(jié)構(gòu)延伸性、耗能能力和變形恢復能力等方面有可能優(yōu)于單一品種的纖維，且降低成本。

碳纖維等FRP的一個重要領(lǐng)域就是結(jié)構(gòu)加固和改造。比如，可以將纖維網(wǎng)格型材固定于混凝土構(gòu)件表面，然后噴射或手工鏝抹聚合物水泥砂漿與原有混凝土一體化，從而提高結(jié)構(gòu)的承載能力及耐久性。

碳纖維另一個重要應用方向是海洋（海港）環(huán)境。當前我國正著力開發(fā)海洋資源，將FRP和混凝土組合，則能有效解決開發(fā)過程中海水腐蝕這一重要問題。

以應用帶動發(fā)展

以前國家主要支持碳纖維產(chǎn)品的生產(chǎn)，現(xiàn)在則更支持應用的發(fā)展，希望把應用領(lǐng)域做大之后，反過來促進生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展。

針對行業(yè)存在的問題，我國發(fā)展碳纖維的思路正在發(fā)生轉(zhuǎn)變。

2013年10月，工信部印發(fā)了《加快推進碳纖維行業(yè)發(fā)展行動計劃》?！队媱潯访鞔_提出，我國發(fā)展碳纖維要堅持產(chǎn)業(yè)發(fā)展與下游應用相結(jié)合的原則?！队媱潯诽岢鲋攸c組織實施的四大行動中就包括了下游應用拓展行動，并明確了具體目標和路徑：首先，保障國家重大工程需求。圍繞航空航天、軍事裝備、重大基礎設施等領(lǐng)域?qū)Ω叨颂祭w維產(chǎn)品的性能要求，建立完善上下游一體化協(xié)作機制，保障供應性能優(yōu)越、質(zhì)量穩(wěn)定的碳纖維產(chǎn)品。完成碳纖維復合材料在民用航空航天領(lǐng)域關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件的應用驗證，達到適航要求。加快碳纖維復合材料在跨海大橋、人工島礁等重大基礎設施中的示范應用。

其次，擴大工業(yè)領(lǐng)域應用。重點圍繞風力發(fā)電、電力輸送、油氣開采、汽車、壓力容器等領(lǐng)域需求，支持應用示范，引導生產(chǎn)企業(yè)、研究設計機構(gòu)與應用單位聯(lián)合開發(fā)各種形態(tài)碳纖維增強復合材料、零部件及成品，加快培育和擴大工業(yè)領(lǐng)域應用市場，帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，保障戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要。

再次，提升服務民生能力。加大碳纖維在建筑補強領(lǐng)域的應用范圍，提高建筑安全系數(shù)；繼續(xù)做大做強碳纖維體育休閑產(chǎn)品，滿足民眾對文化體育生活的需求；積極開拓碳纖維產(chǎn)品在安全防護、醫(yī)療衛(wèi)生、節(jié)能環(huán)保等領(lǐng)域的應用，不斷滿足經(jīng)濟和社會發(fā)展需求。

“以前國家主要支持碳纖維產(chǎn)品的生產(chǎn)，現(xiàn)在則更支持應用的發(fā)展，希望把應用領(lǐng)域做大之后，反過來促進生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展。”對此，業(yè)內(nèi)人士表示，碳纖維上下游產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度非常緊密，要開發(fā)一個碳纖維下游的新產(chǎn)品，光靠碳纖維生產(chǎn)商很難完成。因此，政府要充分發(fā)揮協(xié)調(diào)配置能力，通過聯(lián)盟等行業(yè)組織，圍繞下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點，構(gòu)建產(chǎn)、學、研、用多方面協(xié)調(diào)發(fā)展的完整產(chǎn)業(yè)鏈。同時，各項扶持政策亟須制定并落實到位。“土地、稅收、補貼、電價、科研等政策若能及時實施，企業(yè)進行科研創(chuàng)新的積極性便會被調(diào)動起來。”