全球碳纖維行業(yè)供需狀況分析
碳纖維行業(yè)從1971年開(kāi)始起步發(fā)展。1971年到1980年左右，碳纖維產(chǎn)品主要用在釣桿、部分航空部件中，全球年銷量?jī)H在幾十噸到上百噸左右。接下來(lái)的十年，碳纖維應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展到球拍、球桿，并開(kāi)始快速進(jìn)入到航天飛行器領(lǐng)域。從1995年開(kāi)始，碳纖維在工業(yè)領(lǐng)域大量應(yīng)用，主要用于壓力容器、機(jī)械部分、海洋工程裝備中。到2005年，碳纖維材料已經(jīng)廣泛用于航空航天領(lǐng)域，各國(guó)也開(kāi)始大規(guī)模將碳纖維用于汽車、風(fēng)電等領(lǐng)域。
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2009年，全球碳纖維需求總量達(dá)40900噸，2010年需求量達(dá)46000噸，同比增長(zhǎng)12.47%。隨著碳纖維在汽車、各種機(jī)械設(shè)備、航空航天領(lǐng)域應(yīng)用量的迅速增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)未來(lái)幾年碳纖維需求快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)延續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間，2015的全球碳纖維消費(fèi)量將達(dá)到70000噸，年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)9.37%；到2020年，全球碳纖維需求甚至可達(dá)到130000噸/年。
圖1：BMW-碳纖維車輪
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圖2：波音787-碳纖維大量使用
國(guó)外碳纖維主要生產(chǎn)商包括：日本東麗(Toray)公司、美國(guó)卓爾泰克(Zoltek)公司、德國(guó)西格里集團(tuán)(SGLGroup)、日本三菱人造絲公司(MitsubishiRayonCompany)和美國(guó)赫克塞爾(Hexcel)公司等。
目前，世界碳纖維年產(chǎn)量約50000噸，PAN基碳纖維約占各種碳纖維材料的80%以上，其中日本東麗、東邦和三菱人造絲3家公司占據(jù)了70%以上，其余主要的生產(chǎn)商還有中國(guó)臺(tái)灣的臺(tái)塑公司、美國(guó)的Hexcel、Cytec、Zoltek公司，德國(guó)的SGL公司以及韓國(guó)的泰光產(chǎn)業(yè)公司等。
東麗實(shí)業(yè)公司是坐落在日本東京的一家化學(xué)公司，它是世界領(lǐng)先的碳纖維生產(chǎn)商。公司創(chuàng)辦于1926年，當(dāng)時(shí)名為東洋人造絲有限責(zé)任公司，專門生產(chǎn)粘膠纖維。1971年開(kāi)始生產(chǎn)碳纖維，目前東麗擁有碳纖維產(chǎn)能18900噸。
東邦特耐克斯也是日本東京的一家碳纖維生產(chǎn)公司。創(chuàng)辦于1934年，1975年開(kāi)始生產(chǎn)氧化聚丙烯腈纖維，1977年開(kāi)始生產(chǎn)碳纖維。這家公司在其他國(guó)家(如德國(guó)和美國(guó))的企業(yè)也非?；钴S，目前擁有碳纖維產(chǎn)能13500噸。
圖3：全球主要碳纖維廠商分布
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從近年來(lái)全球碳纖維產(chǎn)能擴(kuò)張情況與需求增長(zhǎng)情況分析，未來(lái)幾年碳纖維產(chǎn)能將大大超出需求量。但從碳纖維細(xì)分品種看，高端碳纖維產(chǎn)品仍然有廣闊的市場(chǎng)空間。例如全球小絲束纖維的實(shí)際生產(chǎn)能力為名義生產(chǎn)能力的50%～65%，估計(jì)當(dāng)今這一比例為65%，實(shí)際生產(chǎn)能力是24500噸；到2014年，會(huì)增加到40000噸。由于新的生產(chǎn)線上馬，更專注于生產(chǎn)單一的產(chǎn)品，生產(chǎn)效率會(huì)更高，實(shí)際生產(chǎn)能力會(huì)進(jìn)一步提高，可能達(dá)到45500噸左右。
而低端產(chǎn)品如T-300等，其生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)被較多廠商掌握，因此產(chǎn)能擴(kuò)張速度較快，預(yù)計(jì)未來(lái)這部分產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)漸趨激烈。
此外隨著其它行業(yè)的發(fā)展，碳纖維的應(yīng)用空間隨時(shí)會(huì)有新的大規(guī)模增長(zhǎng)，如碳纖維深海勘探領(lǐng)域、在新能源等領(lǐng)域的應(yīng)用等。因此，碳纖維產(chǎn)能過(guò)剩將主要表現(xiàn)在低端產(chǎn)能中。
圖4：全球碳纖維供需平衡分析（噸）
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表1：全球主要碳纖維廠商產(chǎn)能統(tǒng)計(jì)
碳纖維是軍民兩用材料，屬于技術(shù)密集型、政治敏感的關(guān)鍵材料。目前，日美等發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)我國(guó)實(shí)施禁運(yùn)封鎖，高性能PAN原絲技術(shù)等我國(guó)目前無(wú)法引進(jìn)。因此目前我國(guó)碳纖維生產(chǎn)主要還集中在對(duì)低端產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)與摸索中。
在目前碳纖維產(chǎn)業(yè)中，核心技術(shù)環(huán)節(jié)只有少數(shù)制廠擁有，包括PAN原絲生產(chǎn)中的聚合、噴絲、牽引幾個(gè)步驟，以及碳化過(guò)程中的低溫碳化、高溫碳化兩個(gè)環(huán)節(jié)。而整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈中，這兩個(gè)環(huán)節(jié)所占利潤(rùn)達(dá)到55%-75%。
目前我國(guó)碳纖維產(chǎn)業(yè)主要集中在合成材料和終端產(chǎn)品應(yīng)用兩個(gè)環(huán)節(jié)，僅少數(shù)企業(yè)從事原絲生產(chǎn)和碳纖維材料生產(chǎn)，但質(zhì)量和數(shù)量都無(wú)法滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求。
表1：國(guó)內(nèi)國(guó)際碳纖維工藝差距
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表2：我國(guó)碳纖維具體消費(fèi)領(lǐng)域特征分析
盡管我國(guó)碳纖維生產(chǎn)發(fā)展較慢，但消費(fèi)量與日俱增，市場(chǎng)需求旺盛。目前主要用途包括體育器材、一般工業(yè)應(yīng)用和軍工領(lǐng)域等，其中體育器材用量最大，約占總消費(fèi)量的80%-90%。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)軍工、航空航天、國(guó)防等領(lǐng)域需求量增長(zhǎng)更快，但這部分需求量多依靠進(jìn)口碳纖維產(chǎn)品來(lái)滿足。
1996-2002年國(guó)內(nèi)碳纖維消費(fèi)量年均增長(zhǎng)超過(guò)20%，而近年來(lái)碳纖維消費(fèi)需求量增速一直保持在18%左右。目前，我國(guó)文體休閑制品的碳纖維消費(fèi)市場(chǎng)已經(jīng)趨于飽和，許多產(chǎn)品以進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)為主，未來(lái)發(fā)展速度將有所減緩，預(yù)計(jì)2010-2015年期間年均增長(zhǎng)速度約4.6%。我國(guó)碳纖維工業(yè)應(yīng)用的重要、潛在市場(chǎng)以混凝土結(jié)構(gòu)物的補(bǔ)強(qiáng)、飛機(jī)制造、民用汽車和風(fēng)力發(fā)電為主，未來(lái)市場(chǎng)的發(fā)展前景較好，預(yù)計(jì)年均增長(zhǎng)率達(dá)到53.4%預(yù)計(jì)到2015年，國(guó)內(nèi)碳纖維總需求量將達(dá)到13500噸/年，未來(lái)幾年碳纖維市場(chǎng)將出現(xiàn)快速擴(kuò)張態(tài)勢(shì)，年均增速將達(dá)18.41%。
2010年我國(guó)碳纖維原絲產(chǎn)能約12080噸/年，碳纖維產(chǎn)能7081噸/年，產(chǎn)品以小絲束等低檔產(chǎn)品為主，T300碳纖維實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化。與國(guó)際先進(jìn)水平相比，國(guó)產(chǎn)碳纖維由于國(guó)產(chǎn)原絲質(zhì)量等因素的制約，其產(chǎn)品強(qiáng)度低、均勻性和穩(wěn)定性多較差。而且，我國(guó)碳纖維生產(chǎn)企業(yè)存在規(guī)模小、缺乏核心競(jìng)爭(zhēng)力、新技術(shù)被國(guó)際專利覆蓋的問(wèn)題，這些狀況難以在短期內(nèi)改變。
我國(guó)在（擬）建項(xiàng)目的產(chǎn)品以T300為主，目前在建或計(jì)劃建設(shè)規(guī)模較大的碳纖維項(xiàng)目包括中鋼吉炭江城碳纖維、藍(lán)星碳纖維、中油吉化碳纖維等項(xiàng)目。日本和美國(guó)碳纖維企業(yè)也考慮在我國(guó)或周邊國(guó)家設(shè)立碳纖維生產(chǎn)廠或合資廠。同時(shí)，海峽兩岸簽署了“兩岸經(jīng)濟(jì)合作架構(gòu)協(xié)議（ACFA）”，臺(tái)塑的碳纖維產(chǎn)品將以低關(guān)稅或零關(guān)稅輸入大陸，這將加速我國(guó)碳纖維產(chǎn)業(yè)優(yōu)勝劣汰的進(jìn)程。
表3：國(guó)內(nèi)碳纖維廠商產(chǎn)能統(tǒng)計(jì)（噸）
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僅從產(chǎn)能方面考察，國(guó)內(nèi)碳纖維生產(chǎn)基本可滿足需求，但由于國(guó)內(nèi)碳纖維產(chǎn)品多數(shù)為低端產(chǎn)品，難以滿足下游的性能需求，且國(guó)內(nèi)多數(shù)廠商生產(chǎn)不穩(wěn)定，實(shí)際產(chǎn)量遠(yuǎn)小于產(chǎn)能。2010年國(guó)內(nèi)碳纖維實(shí)際產(chǎn)量不足2000噸，自給率不足30%，因此國(guó)內(nèi)碳纖維需求缺口仍然很大。
2011年，由于國(guó)家發(fā)改委牽頭、有關(guān)部委參與起草的《戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展“十二五”規(guī)劃》總報(bào)告以及面向七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)《規(guī)劃》已經(jīng)上報(bào)國(guó)務(wù)院。根據(jù)規(guī)劃，七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中四個(gè)定位為支柱產(chǎn)業(yè)，三個(gè)定位為先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。七大產(chǎn)業(yè)鏈將引領(lǐng)中國(guó)在未來(lái)十年進(jìn)入一個(gè)新的產(chǎn)業(yè)周期。
在七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)規(guī)劃包括：新能源規(guī)劃，由國(guó)家能源局牽頭；節(jié)能環(huán)保規(guī)劃，由發(fā)改委環(huán)資司牽頭；新材料與生物制藥規(guī)劃，由發(fā)改委高新司牽頭；新能源汽車和高端裝備制造規(guī)劃，由工信部牽頭；新一代信息技術(shù)，由工信部與發(fā)改委共同制定。
按照近幾年我國(guó)GDP發(fā)展速度及規(guī)模測(cè)算，預(yù)計(jì)到2015年戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)增加值約4.3萬(wàn)億元，2020年將達(dá)到11.4萬(wàn)億元。為實(shí)現(xiàn)國(guó)務(wù)院提出的上述發(fā)展目標(biāo)，預(yù)計(jì)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)在2011年至2015年間要實(shí)現(xiàn)24.1%的年均增速，2016至2020年要實(shí)現(xiàn)21.3%的年均增速。
在已經(jīng)形成的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展思路中，對(duì)新材料產(chǎn)業(yè)的表述是，“到2015年，突破一批國(guó)家建設(shè)亟須、引領(lǐng)未來(lái)發(fā)展的關(guān)鍵共性技術(shù)，關(guān)鍵新材料的自給率提高到70%。”按照《規(guī)劃》，到2015年新材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模將達(dá)2萬(wàn)億元總產(chǎn)值，年均增長(zhǎng)率超過(guò)25%。“十二五”期間，國(guó)家將實(shí)施新材料重大工程項(xiàng)目，對(duì)高強(qiáng)輕型合金材料、高性能鋼鐵材料、功能膜材料、新型動(dòng)力電池材料、碳纖維復(fù)合材料、稀土功能材料等6類新材料進(jìn)行重點(diǎn)支持。
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