基于從中遠期碳纖維及其復合材料市場預測探析企業競爭態勢及策略

夏建明 夏炎

摘要：全球碳纖維及其復合材料市場將迎來大發展時期，預計到2030年，全球丙烯腈基碳纖維市場將擴張至2015年的3.4倍，復合碳纖維材料市場擴張程度要更高。汽車產業、5G通信、國防領域的飛速發展產生巨大的碳纖維需求，國內企業積極開展技術創新及產品研發活動，高端、低價成為未來碳纖維及其復合材料產品的主要特征。碳纖維生產制造企業競爭態勢變化頻繁，本文基于以上背景，預測國內市場發展形勢，緊抓大發展機遇，積極參與市場競爭成為企業管理的關注重點。

關鍵詞：碳纖維;碳纖維復合材料;市場預測

中圖分類號：F416.7 ?文獻識別碼：A ?文章編號：2096-3157（2020）07-0142-02

一、引言

碳纖維及其復合材料具備耐高溫、耐腐蝕、強度高、可塑性大、質量輕等特點，被廣泛應用于航天、交通、通信、休閑等領域。經過多年發展，我國碳纖維研發及生產系統性平臺初步成熟，核心技術國外壟斷的局面被逐漸打破。相關應用領域的發展推動碳纖維及其復合材料市場即將進入又一發展高潮，2019年6月，第八屆國際碳纖維產業發展大會在蘇州吳江召開，與會代表明確指出，我國企業碳纖維及其復合材料的發展與發達國家間還存在一定距離，如何順應市場發展趨勢，通過管理優化搶占市場發展先機，成為碳纖維制造企業關注的重點。

二、我國碳纖維及其復合材料市場行情分析

1.需求分析

2018年，我國碳纖維需求總量達到31000噸，相較于2017年的23487噸，同比上漲32%，需求增長速度迅猛。總需求中，71%的碳纖維產品依靠進口，總量為22000噸，同比上漲36.8%，其余29%來自國內碳纖維生產制造企業。從整體上看，我國碳纖維市場依然存在供不應求的現象。自2015年起，我國碳纖維總需求穩步增長，從2015年的13.4%發展至2018年的32%，之后的幾年，這一速度將被穩定保持，碳纖維市場已成為國家經濟發展中的新興產業[1]。

單從我國碳纖維的供應上看，2017年，我國生產碳纖維的需求量為7400噸，到2018年增長30%。該數據間接表明國內碳纖維生產制造企業技術水平、產品質量上升明顯，受認可程度顯著增加，進口替代率也表現出穩定的上升趨勢。

從單一應用產業的貢獻率上看，風電產業成為碳纖維總需求上升的主要貢獻者，排除該領域之后，碳纖維總需求增加量下降至12.3%。該現象足以說明，相關領域的發展給碳纖維市場增長帶來翻天覆地的變化。

2.區域發展

從碳纖維及其復合材料內需上看，目前碳纖維年用量達千噸級別的省份有7個，山東、江蘇和廣東位列前三，其中前兩省因風電產業發展導致碳纖維需求顯著上升，取代之前長期居于首位的廣東省，但在碳纖維消費總額上，廣東省依然排名全國第一。山東省雖然在碳纖維用量上遠高于其他省份，但主要消耗對象為低成本碳纖維。

3.需求結構

長期以來，體育器材行業都是我國碳纖維產品的主要消耗渠道，但近年來，風電行業發展迅速，風電葉片生產帶來巨大的碳纖維消費需求。不同于其他市場，碳纖維及其復合材料市場變動靈活，碳纖維價格變動也會引發市場劇烈波動，因此在分析碳纖維市場時，需從動態發展的角度出發。在之后的一段時間內，體育器材依然在碳纖維消費市場占半壁江山，但風電、航空航天、汽車等領域的發展會逐漸改變碳纖維需求結構。例如，僅VESTAS一家企業的碳纖維需求就能讓國內碳纖維市場需求成倍擴張，進而影響世界碳纖維市場格局。在航空航天領域，碳纖維及其復合材料主要應用于無人機、軍工等方面，汽車行業則以高端汽車零部件廠商為消費主體。

4.來源變化

觀察2018年我國碳纖維產品需求供應情況，本土碳纖維生產制造企業貢獻率達到29%，發展迅速，在很大程度證明了我國生產制造企業的生產能力及技術水平不斷增強，但當前最大的碳纖維供應商依然為日本，其供應量達到13000噸。我國臺灣地區、土耳其碳纖維銷售量均保持明顯的增長率，主要得益于風電行業。由我國碳纖維生產制造企業生產的產品總量已經超過日本，但在銷售額上還存在顯著差別，這主要是由于我國碳纖維價格核算依然使用18美元/公斤的單價，高低價碳纖維產品采用同樣的計量標準。前文提到，風電葉片在2017年～2018年碳纖維需求增加上發揮主要作用，但由于風電葉片多采用低價碳纖維產品，因此其也成為2018年碳纖維價格走低的主要原因。此外，受關稅及增值稅的影響，進口碳纖維產品價格中含有36.3%的稅收成本，因此進口碳纖維價格要普遍高于國產產品。

三、中遠期碳纖維及其復合材料市場預測

1.市場發展趨勢預測

無論在國內或國際市場，中遠期內碳纖維及其復合材料市場大發展趨勢已定。

（1）國內市場

我國西北地區能源優勢明顯，電能、勞動力、土地等資源價格相對較低，西北地區將成為國內碳纖維生產制造企業擴大發展的首選陣地。例如中復神鷹、威海光威、中科北投等企業分別在西寧、包頭、沈陽等地建廠，生產碳纖維及配套PAN絲，推進PAN基及瀝青基碳纖維西部及東北部大發展計劃的實施。另有不少碳纖維生產廠家也將規模化發展及產業鏈擴張作為未來一段時期內的發展重點。例如，上海石化自2012年起建立1500噸/年小絲束原絲及500噸/年聚丙烯腈基碳纖維生產線，預計到2025年，該項目總投資額將達到25億元;江蘇恒神找到新股東，企業發展勢態基本可保證，且其生產的部分碳纖維及復合材料已經達到航空級;光威復材及江蘇中簡兩家碳纖維生產企業已完成上市，之后將有更多碳纖維制造企業走上上市之路[2]。

（2）國際市場

一份來自日本的經濟預測數據顯示，預計在2030年，全球聚丙烯腈基碳纖維復合材料市場量擴大至4.9058×1012日元，較2015年翻四番，其中以熱固性碳纖維復合材料為主。預計在2025年，熱塑性碳纖維復合材料將進入市場需求急劇擴張的階段，主要受汽車行業發展的影響。發展至2030年，熱塑性碳纖維復合材料市場將達到2015年的116.9倍，發展勢頭非常迅猛，與熱固性碳纖維復合材料市場接近。從目前看，80%的熱固性碳纖維復合材料被航空、風電、汽車等領域生產活動所消耗，消金額占總金額的90%。到2030年，熱塑性碳纖維復合材料制品將顯著增加，約達到全部聚丙烯腈基碳纖維市場的30%，其中用于航空領域的高價碳纖維產品金額產比超過40%，成為碳纖維行業主要發展動力之一。國際市場機構指出，預計在2026年，全球碳纖維市場總額將達到8×109美元，綜合增長率在10.8%左右。

2.材料生產技術預測

中長期內，我國碳纖維及其復合材料生產技術的發展可總結為以下特點：第一，產業鏈逐漸延長，碳纖維及其復合材料產業鏈的上游及下游擁有更多主動權及話語權，位于產業鏈中游的企業更被動，產業鏈越短企業越被動，因此國內碳纖維及其復合材料產業鏈必定逐漸延長。第二，技術體系逐漸發展完善、成熟。碳纖維技術體系將被大致劃分為制備技術、輔助材料制備技術、裝備制造技術、碳纖維評價表征技術、碳纖維應用服務技術等，如制備技術將被細化為丙烯腈聚合、聚丙烯腈紡絲、預氧化碳化及石墨化表面處理等模塊。第三，碳纖維及其復合材料產品種類不斷豐富，出現更多高強高模、高強中模、高強、高模等碳纖維產品種類。第四，生產滿足各個領域使用需求的碳纖維產品。碳纖維產品逐步從航空航天領域向生產生活的各個領域過渡，預計在2030年，全球碳纖維需求將達到29萬噸，其中9.6萬噸為國內市場所需。

四、碳纖維生產制造企業競爭態勢及應對策略

碳纖維及其復合材料市場迅猛發展對于我國碳纖維生產制造企業來說，機遇與挑戰并存，辯證看待市場發展前景，對企業發展戰略做出針對性的調整，才能將挑戰化為機遇，提高生產技術自主性及市場占有率，

1.放長發展眼光，降低生產成本

節能環保、成本低廉的碳纖維及其復合材料生產工藝是碳纖維生產制造企業技術研發的重點，其中，大絲束PAN原絲及PAN-CF是最基本的成本控制方式，在原絲預氧化時間上依然存有一定優化空間，也成為不少企業的研發重點。然而考慮長期化發展及參與國際市場競爭的需求，PAN高速紡絲及高倍拉伸技術的研發更為緊迫。在卷速800～900米/分鐘、燒成碳纖維卷速為16米/分鐘的技術水平下，所生產碳纖維的質量可達到T300～T2000，成本較傳統工藝降低25%以上[3]。碳纖維復合材料的生產除研發能夠將成型時間降低至1min的快速成型固化劑外，生產成本的控制也是一個重點。例如，在原料配比中添加中空微納米陶瓷粉體，提高汽車用熱塑性及熱固性碳纖維復合材料性能的同時，進一步降低生產成本。該工藝已經在華晨寶馬汽車塑料部件生產中得到有效證實。在56種汽車塑料部件生產原料中添加10%～30%不等的中空微納米陶瓷粉粒，所形成的零部件具備更高的耐高溫、耐腐蝕、阻燃隔熱性能及機械強度，且生產成本降低明顯。

2.加強協同創新，實現產業升級

第八屆國際碳纖維產業發展大會上指出，中上游協同發展為我國碳纖維生產制造企業的打破當前發展限制、擺脫碳纖維及其復合材料過度依賴進口現狀、實現碳纖維產業升級的核心方式。我國碳纖維生產制造企業的總產能達到23810噸，約占全球產能的18%，我國生產碳纖維及其復合材料產品內需不斷擴張，但仍有70%左右的進口需求[4]。我國龍頭性碳纖維生產企業逐漸發展成熟，產業規模進一步擴張，形成集群化的碳纖維產業模式，然而在碳纖維及其復合材料生產的核心技術及裝備上，自主化程度依然不夠，若無法實現上下游產業鏈協同創新，這一局面還將繼續僵持，嚴重阻礙我國碳纖維行業的向前發展。預計到2035年，我國高性能碳纖維及其復合材料的生產技術將達到世界領先水平，生產技術不再受制于人，行真正實現自主研發、自主生產。

3.政企相結合，掌握發展命脈

從碳纖維及其復合材料的應用領域能夠看出，碳纖維產業已經成為影響國民經濟發展的戰略性產業，在發達國家對我國出口管制形勢日益嚴峻的狀態下，碳纖維及其復合材料生產技術自主研發及創新需要得到政府、行業及企業的協調與配合。例如，由政府部門主導，打造跨企業、礦行業協同發展平臺，實現資源在社會系統中的優化配置，提高我國碳纖維產業鏈競爭實力;要求企業加強產學研融合，與高校及第三方科研單位相合作，推進核心生產技術及設備自主研發，促進碳纖維生產朝向高性能、低成本發展。

五、結論

碳纖維及其復合材料產業發展任重而道遠，在肯定行業發展成果的同時，詳細分析產業中長期發展趨勢，客觀認識我國碳纖維生產制造企業存在的發展不足，加強技術創新、促進協同發展、進行社會范圍內的資源優化配置。逐步完善碳纖維及其復合材料生產技術體系及配套方案，更好滿足國家航天、風電、汽車等領域的發展需求。

參考文獻：

[1]羅益鋒.新形勢下高性能纖維與復合材料的主攻方向與新進展[J].高科技纖維與應用，2019，（05）：1～22.

[2]高奇.新形勢下我國碳纖維產業發展探討[J].合成纖維工業，2019，（05）：58～63.

[3]錢伯章.碳纖維復合材料升級需協同創新[J].合成纖維，2019，（07）：57～57.

[4]林剛.2018全球碳纖維復合材料市場報告[J].紡織科學研究，2019，（07）：52～71.

作者簡介：

1.夏建明，供職于浙江精功碳纖維有限公司。

2.夏炎，供職于浙江精功碳纖維有限公司。