国内外碳纤维及产品的发展现状分析

1、国内外碳纤维及产品的发展现状分析1、碳纤维产业发展方兴未艾。碳纤维属于国际高端新材料产业，除了应用至传统的航空航天领域外，汽车、风力涡轮叶片及压力容器等市场对碳纤维的需求也在不断增加，2010年全球碳纤维需求量将达到3.5万吨左右。  表1-3全球碳纤维生产能力预测  (单位：吨)2008年2009年2010年2011年2012年2013年2014年小丝束纤维宣布的产能4950498505620059200592005970060700小丝束纤维实际产能27958363904215044400444754515045525大丝束纤维宣布的产能2050023750257502

2、5750317503225032750大丝束纤维实际产能18860218502085023690292102967010130宣布的总产能63450736007995084200914509245093450实际生产能力4681858240640006809073685748207565图1-1 全球碳纤维的供给与需求状况目前，世界碳纤维中PAN基碳纤维占各种碳纤维材料的80%以上，日本东丽公司、东邦人造丝公司和三菱人造丝公司作为世界碳纤维生产的龙头企业，三者的总产能则占了世界总产能的78%，处于绝对垄断地位。而我国碳纤维的生产和使用尚处于起步阶段，碳纤维产量很低，国内碳纤维生产能力仅占世界高

3、性能碳纤维总产量的0.4%左右，国内用量的90%以上靠进口。据不完全统计，目前拟建和在建的碳纤维生产企业有11家，合计生产能力为原丝7100吨/年、碳纤维1560吨/年，其中在建企业为4家，合计生产能力为原丝1100吨/年、碳纤维470吨/年。目前从事碳纤维行业的规模公司主要有华皖碳纤维公司、山西恒天纺织公司，现国内原丝生产规模约875吨/年，碳纤维生产规模约410吨/年。而且主要是低性能产品，产品以1K、3K为主，生产的原丝经氧化、碳化后强度、模量则达日本T300的水平，没有形成规模化产业。我国属于碳纤维消费大国。据统计，1996-2002年国内碳纤维消费年均增长超过20%。2002年中国碳

4、纤维需求量增幅最大，与2001年相比增加了75.7%，需求量增加了964t。中国碳纤维需求自2002后呈现快速增长趋势。2003年中国碳纤维市场需求量约2500t， 2005年中国碳纤维市场需求量增加到3000t、2008年达5000t/a左右，2010年可达到6000t以上。每年须进口约5000t碳纤维产品，市场缺口进一步拉大。不难看出，我国碳纤维复合材料市场潜力巨大，碳纤维产业发展前景广阔。（见下表）表1-4 中国PAN基碳纤维市场需求 (t/a)年份需求量年增长率/%年增量1996580199764010.36019987009.460199994535.02452000108715.0

5、1422001127217.01852002223575.9632005250011.92652006300020.050020085000-20106000-表1-5 中国碳纤维按应用领域需求的统计与预测年份航空航天体育休闲工业应用总计200360300020032602004903600340403020051203800500442020102504000190061502、碳纤维应用领域延伸度广且应用率高。碳纤维在航空航天领域的应用已相当广泛，当今更有向高度应用率发展之势。新型超大型客机空中客车A380和波音787，均大量使用环氧树脂浸渍碳纤维或碳纤维增强塑料（CFRP）作为主要的结构

6、材料。碳纤维复合材料约占A380飞机35吨结构材料中的20%以上，包括中央翼盒、机尾组件以及压舱壁；波音787中结构材料有近50%需要使用碳纤维复合材料和玻璃纤维增强塑料，包括主机翼和机身。与此同时，碳纤维复合材料将在新一代喷气式客机A350XWB中大量用于主机翼和机身材料，该机型计划于2013年投入运营。碳纤维在中小型喷气客机中的需求也将快速增长，例如三菱重工计划利用碳纤维复合材料制作新一代支线喷气客机MRJ主机翼和尾部组件，该机型预计在2013年进入市场。风机叶片是碳纤维第二大应用市场。风能发电成本低廉，已成为人类开发新能源的重要领域。未来5年风能发电的市场需求将以每年15%20%的速度增

7、长。风电应用将推动大丝束（24K）碳纤维产量的增长。全球对清洁能源的需求还将促进终端产品制造商的持续投资。2010年以后，碳纤维在风机叶片中的应用将成为继航空航天后的第二大应用，欧洲和亚洲在这一领域领先于美国。全球风机装机容量的增长速度正在加快，高碳纤维含量的长叶片制成的大容量风机将成为主要趋势。碳纤维在汽车行业的需求前景也较为乐观。日产汽车、本田汽车和东丽公司将联手开发汽车车体用的新型碳纤维材料。合作企业还包括三菱丽阳和东洋纺织，目标是在2015年前开始量产，使车体较使用钢材者轻40%。日本政府亦支持该项计划，计划未来5年投资1850万美元，希望在全球开发环保车辆的趋势中取得领先地位。在碳纤

8、维成形隔热材料领域市场占有率达50%的日本吴羽公司已经宣布，在2012年以前分阶段增加在中国的隔热材料设备，相关项目投产后将比现在产能扩大3倍左右，并将使销售额增加1倍，约达到120亿日元。碳纤维已步入再循环利用轨道。碳纤维制品多用于特殊领域，其使用寿命和更新周期均有严格要求，大量废弃的碳纤维产品亟待处理。据日本三菱人造丝公司估计，目前全球废弃的CFRP约1万吨，2010年末将达2万吨。从优化环境着手，发达国家已实施碳纤维的回收、再循环生产。德国Thuringian（TITK）研究所开发的新工艺，不采用撕切处理就能从废弃碳纤维纺织品中获取长度20mm的碳纤维；西班牙INASMET运输安全机构经

9、过两年的研究试验，采用化学和热解处理技术开发了CF环氧树脂复合材料回收再利用新途径，其回收产品可用于一般的CFRP。日本东丽公司、帝人公司（日本东京）和三菱丽阳公司计划联手大规模生产循环碳纤维，以促进高强轻质材料的回收利用。这3家企业共同掌握着全球碳纤维70%的市场份额。他们已于2009年建立了一个合资企业，从飞机和其他设备中回收和循环利用使用过的碳纤维。他们还计划邀请其他碳纤维制造商，如三菱塑料公司和吴羽公司参与合作。3、碳纤维的价格现状和趋向分析碳纤维的价格现状和趋向，可借用如下推断模式：以年产1000 吨碳纤维规模，4个亿的固定资产投入（设备进口），每公斤碳纤维耗2.2公斤原丝计算，以全

10、年丙烯腈1.5万元/吨的销售价格，可以粗略测算出碳纤维原丝和碳纤维的生产成本分别为4.3万元/吨、16万元/吨。图1-2 碳纤维原丝成本构成图 在2003年之后全球碳纤维供给紧张的背景下，碳纤维的售价逐年上升，以民用碳纤维(T300、12K)为例，2003年之前的最低价格为10万元/吨，截至2005年，民用碳纤维(T300、12K)的销售价格上涨到了60 万元/吨，个别公司的销售价格达到了80 万元/吨。自2004年以来，国际市场碳纤维价格已上涨超过100%。 图1-3 碳纤维价格走势图（ 单位：美元/公斤）据悉，2008年民用级别的碳纤维市场售价30万50万元吨，而军工级别的碳纤维市场售价可达200万400万元吨。进入到2009年，全球碳纤维产业受金融危机影响在行业大幅增产，但需求放缓的背景下价格出现了快速