基于从中远期碳纤维及其复合材料市场预测探析企业竞争态势及策略

夏建明 夏炎

摘要：全球碳纤维及其复合材料市场将迎来大发展时期，预计到2030年，全球丙烯腈基碳纤维市场将扩张至2015年的3.4倍，复合碳纤维材料市场扩张程度要更高。汽车产业、5G通信、国防领域的飞速发展产生巨大的碳纤维需求，国内企业积极开展技术创新及产品研发活动，高端、低价成为未来碳纤维及其复合材料产品的主要特征。碳纤维生产制造企业竞争态势变化频繁，本文基于以上背景，预测国内市场发展形势，紧抓大发展机遇，积极参与市场竞争成为企业管理的关注重点。

关键词：碳纤维;碳纤维复合材料;市场预测

中图分类号：F416.7  文献识别码：A  文章编号：2096-3157（2020）07-0142-02

一、引言

碳纤维及其复合材料具备耐高温、耐腐蚀、强度高、可塑性大、质量轻等特点，被广泛应用于航天、交通、通信、休闲等领域。经过多年发展，我国碳纤维研发及生产系统性平台初步成熟，核心技术国外垄断的局面被逐渐打破。相关应用领域的发展推动碳纤维及其复合材料市场即将进入又一发展高潮，2019年6月，第八届国际碳纤维产业发展大会在苏州吴江召开，与会代表明确指出，我国企业碳纤维及其复合材料的发展与发达国家间还存在一定距离，如何顺应市场发展趋势，通过管理优化抢占市场发展先机，成为碳纤维制造企业关注的重点。

二、我国碳纤维及其复合材料市场行情分析

1.需求分析

2018年，我国碳纤维需求总量达到31000吨，相较于2017年的23487吨，同比上涨32%，需求增长速度迅猛。总需求中，71%的碳纤维产品依靠进口，总量为22000吨，同比上涨36.8%，其余29%来自国内碳纤维生产制造企业。从整体上看，我国碳纤维市场依然存在供不应求的现象。自2015年起，我国碳纤维总需求稳步增长，从2015年的13.4%发展至2018年的32%，之后的几年，这一速度将被稳定保持，碳纤维市场已成为国家经济发展中的新兴产业[1]。

单从我国碳纤维的供应上看，2017年，我国生产碳纤维的需求量为7400吨，到2018年增长30%。该数据间接表明国内碳纤维生产制造企业技术水平、产品质量上升明显，受认可程度显著增加，进口替代率也表现出稳定的上升趋势。

从单一应用产业的贡献率上看，风电产业成为碳纤维总需求上升的主要贡献者，排除该领域之后，碳纤维总需求增加量下降至12.3%。该现象足以说明，相关领域的发展给碳纤维市场增长带来翻天覆地的变化。

2.区域发展

从碳纤维及其复合材料内需上看，目前碳纤维年用量达千吨级别的省份有7个，山东、江苏和广东位列前三，其中前两省因风电产业发展导致碳纤维需求显著上升，取代之前长期居于首位的广东省，但在碳纤维消费总额上，广东省依然排名全国第一。山东省虽然在碳纤维用量上远高于其他省份，但主要消耗对象为低成本碳纤维。

3.需求结构

长期以来，体育器材行业都是我国碳纤维产品的主要消耗渠道，但近年来，风电行业发展迅速，风电叶片生产带来巨大的碳纤维消费需求。不同于其他市场，碳纤维及其复合材料市场变动灵活，碳纤维价格变动也会引发市场剧烈波动，因此在分析碳纤维市场时，需从动态发展的角度出发。在之后的一段时间内，体育器材依然在碳纤维消费市场占半壁江山，但风电、航空航天、汽车等领域的发展会逐渐改变碳纤维需求结构。例如，仅VESTAS一家企业的碳纤维需求就能让国内碳纤维市场需求成倍扩张，进而影响世界碳纤维市场格局。在航空航天领域，碳纤维及其复合材料主要应用于无人机、军工等方面，汽车行业则以高端汽车零部件厂商为消费主体。

4.来源变化

观察2018年我国碳纤维产品需求供应情况，本土碳纤维生产制造企业贡献率达到29%，发展迅速，在很大程度证明了我国生产制造企业的生产能力及技术水平不断增强，但当前最大的碳纤维供应商依然为日本，其供应量达到13000吨。我国台湾地区、土耳其碳纤维销售量均保持明显的增长率，主要得益于风电行业。由我国碳纤维生产制造企业生产的产品总量已经超过日本，但在销售额上还存在显著差别，这主要是由于我国碳纤维价格核算依然使用18美元/公斤的单价，高低价碳纤维产品采用同样的计量标准。前文提到，风电叶片在2017年～2018年碳纤维需求增加上发挥主要作用，但由于风电叶片多采用低价碳纤维产品，因此其也成为2018年碳纤维价格走低的主要原因。此外，受关税及增值税的影响，进口碳纤维产品价格中含有36.3%的税收成本，因此进口碳纤维价格要普遍高于国产产品。

三、中远期碳纤维及其复合材料市场预测

1.市场发展趋势预测

无论在国内或国际市场，中远期内碳纤维及其复合材料市场大发展趋势已定。

（1）国内市场

我国西北地区能源优势明显，电能、劳动力、土地等资源价格相对较低，西北地区将成为国内碳纤维生产制造企业扩大发展的首选阵地。例如中复神鹰、威海光威、中科北投等企业分别在西宁、包头、沈阳等地建厂，生产碳纤维及配套PAN丝，推进PAN基及沥青基碳纤维西部及东北部大发展计划的实施。另有不少碳纤维生产厂家也将规模化发展及产业链扩张作为未来一段时期内的发展重点。例如，上海石化自2012年起建立1500吨/年小丝束原丝及500吨/年聚丙烯腈基碳纤维生产线，预计到2025年，该项目总投资额将达到25亿元;江苏恒神找到新股东，企业发展势态基本可保证，且其生产的部分碳纤维及复合材料已经达到航空级;光威复材及江苏中简两家碳纤维生产企业已完成上市，之后将有更多碳纤维制造企业走上上市之路[2]。

（2）国际市场

一份来自日本的经济预测数据显示，预计在2030年，全球聚丙烯腈基碳纤维复合材料市场量扩大至4.9058×1012日元，较2015年翻四番，其中以熱固性碳纤维复合材料为主。预计在2025年，热塑性碳纤维复合材料将进入市场需求急剧扩张的阶段，主要受汽车行业发展的影响。发展至2030年，热塑性碳纤维复合材料市场将达到2015年的116.9倍，发展势头非常迅猛，与热固性碳纤维复合材料市场接近。从目前看，80%的热固性碳纤维复合材料被航空、风电、汽车等领域生产活动所消耗，消金额占总金额的90%。到2030年，热塑性碳纤维复合材料制品将显著增加，约达到全部聚丙烯腈基碳纤维市场的30%，其中用于航空领域的高价碳纤维产品金额产比超过40%，成为碳纤维行业主要发展动力之一。国际市场机构指出，预计在2026年，全球碳纤维市场总额将达到8×109美元，综合增长率在10.8%左右。

2.材料生产技术预测

中长期内，我国碳纤维及其复合材料生产技术的发展可总结为以下特点：第一，产业链逐渐延长，碳纤维及其复合材料产业链的上游及下游拥有更多主动权及话语权，位于产业链中游的企业更被动，产业链越短企业越被动，因此国内碳纤维及其复合材料产业链必定逐渐延长。第二，技术体系逐渐发展完善、成熟。碳纤维技术体系将被大致划分为制备技术、辅助材料制备技术、装备制造技术、碳纤维评价表征技术、碳纤维应用服务技术等，如制备技术将被细化为丙烯腈聚合、聚丙烯腈纺丝、预氧化碳化及石墨化表面处理等模块。第三，碳纤维及其复合材料产品种类不断丰富，出现更多高强高模、高强中模、高强、高模等碳纤维产品种类。第四，生产满足各个领域使用需求的碳纤维产品。碳纤维产品逐步从航空航天领域向生产生活的各个领域过渡，预计在2030年，全球碳纤维需求将达到29万吨，其中9.6万吨为国内市场所需。

四、碳纤维生产制造企业竞争态势及应对策略

碳纤维及其复合材料市场迅猛发展对于我国碳纤维生产制造企业来说，机遇与挑战并存，辩证看待市场发展前景，对企业发展战略做出针对性的调整，才能将挑战化为机遇，提高生产技术自主性及市场占有率，

1.放長发展眼光，降低生产成本

节能环保、成本低廉的碳纤维及其复合材料生产工艺是碳纤维生产制造企业技术研发的重点，其中，大丝束PAN原丝及PAN-CF是最基本的成本控制方式，在原丝预氧化时间上依然存有一定优化空间，也成为不少企业的研发重点。然而考虑长期化发展及参与国际市场竞争的需求，PAN高速纺丝及高倍拉伸技术的研发更为紧迫。在卷速800～900米/分钟、烧成碳纤维卷速为16米/分钟的技术水平下，所生产碳纤维的质量可达到T300～T2000，成本较传统工艺降低25%以上[3]。碳纤维复合材料的生产除研发能够将成型时间降低至1min的快速成型固化剂外，生产成本的控制也是一个重点。例如，在原料配比中添加中空微纳米陶瓷粉体，提高汽车用热塑性及热固性碳纤维复合材料性能的同时，进一步降低生产成本。该工艺已经在华晨宝马汽车塑料部件生产中得到有效证实。在56种汽车塑料部件生产原料中添加10%～30%不等的中空微纳米陶瓷粉粒，所形成的零部件具备更高的耐高温、耐腐蚀、阻燃隔热性能及机械强度，且生产成本降低明显。

2.加强协同创新，实现产业升级

第八届国际碳纤维产业发展大会上指出，中上游协同发展为我国碳纤维生产制造企业的打破当前发展限制、摆脱碳纤维及其复合材料过度依赖进口现状、实现碳纤维产业升级的核心方式。我国碳纤维生产制造企业的总产能达到23810吨，约占全球产能的18%，我国生产碳纤维及其复合材料产品内需不断扩张，但仍有70%左右的进口需求[4]。我国龙头性碳纤维生产企业逐渐发展成熟，产业规模进一步扩张，形成集群化的碳纤维产业模式，然而在碳纤维及其复合材料生产的核心技术及装备上，自主化程度依然不够，若无法实现上下游产业链协同创新，这一局面还将继续僵持，严重阻碍我国碳纤维行业的向前发展。预计到2035年，我国高性能碳纤维及其复合材料的生产技术将达到世界领先水平，生产技术不再受制于人，行真正实现自主研发、自主生产。

3.政企相结合，掌握发展命脉

从碳纤维及其复合材料的应用领域能够看出，碳纤维产业已经成为影响国民经济发展的战略性产业，在发达国家对我国出口管制形势日益严峻的状态下，碳纤维及其复合材料生产技术自主研发及创新需要得到政府、行业及企业的协调与配合。例如，由政府部门主导，打造跨企业、矿行业协同发展平台，实现资源在社会系统中的优化配置，提高我国碳纤维产业链竞争实力;要求企业加强产学研融合，与高校及第三方科研单位相合作，推进核心生产技术及设备自主研发，促进碳纤维生产朝向高性能、低成本发展。

五、结论

碳纤维及其复合材料产业发展任重而道远，在肯定行业发展成果的同时，详细分析产业中长期发展趋势，客观认识我国碳纤维生产制造企业存在的发展不足，加强技术创新、促进协同发展、进行社会范围内的资源优化配置。逐步完善碳纤维及其复合材料生产技术体系及配套方案，更好满足国家航天、风电、汽车等领域的发展需求。

参考文献：

[1]罗益锋.新形势下高性能纤维与复合材料的主攻方向与新进展[J].高科技纤维与应用，2019，（05）：1～22.

[2]高奇.新形势下我国碳纤维产业发展探讨[J].合成纤维工业，2019，（05）：58～63.

[3]钱伯章.碳纤维复合材料升级需协同创新[J].合成纤维，2019，（07）：57～57.

[4]林刚.2018全球碳纤维复合材料市场报告[J].纺织科学研究，2019，（07）：52～71.

作者简介：

1.夏建明，供职于浙江精功碳纤维有限公司。

2.夏炎，供职于浙江精功碳纤维有限公司。