全球碳纖維行業(yè)供需狀況分析
碳纖維行業(yè)從1971年開始起步發(fā)展。1971年到1980年左右，碳纖維產品主要用在釣桿、部分航空部件中，全球年銷量僅在幾十噸到上百噸左右。接下來的十年，碳纖維應用領域擴展到球拍、球桿，并開始快速進入到航天飛行器領域。從1995年開始，碳纖維在工業(yè)領域大量應用，主要用于壓力容器、機械部分、海洋工程裝備中。到2005年，碳纖維材料已經廣泛用于航空航天領域，各國也開始大規(guī)模將碳纖維用于汽車、風電等領域。
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2009年，全球碳纖維需求總量達40900噸，2010年需求量達46000噸，同比增長12.47%。隨著碳纖維在汽車、各種機械設備、航空航天領域應用量的迅速增長，預計未來幾年碳纖維需求快速增長態(tài)勢延續(xù)較長時間，2015的全球碳纖維消費量將達到70000噸，年均復合增長率達9.37%；到2020年，全球碳纖維需求甚至可達到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
國外碳纖維主要生產商包括：日本東麗(Toray)公司、美國卓爾泰克(Zoltek)公司、德國西格里集團(SGLGroup)、日本三菱人造絲公司(MitsubishiRayonCompany)和美國赫克塞爾(Hexcel)公司等。
目前，世界碳纖維年產量約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家公司占據了70%以上，其余主要的生產商還有中國臺灣的臺塑公司、美國的Hexcel、Cytec、Zoltek公司，德國的SGL公司以及韓國的泰光產業(yè)公司等。
東麗實業(yè)公司是坐落在日本東京的一家化學公司，它是世界領先的碳纖維生產商。公司創(chuàng)辦于1926年，當時名為東洋人造絲有限責任公司，專門生產粘膠纖維。1971年開始生產碳纖維，目前東麗擁有碳纖維產能18900噸。
東邦特耐克斯也是日本東京的一家碳纖維生產公司。創(chuàng)辦于1934年，1975年開始生產氧化聚丙烯腈纖維，1977年開始生產碳纖維。這家公司在其他國家(如德國和美國)的企業(yè)也非常活躍，目前擁有碳纖維產能13500噸。
圖3：全球主要碳纖維廠商分布
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從近年來全球碳纖維產能擴張情況與需求增長情況分析，未來幾年碳纖維產能將大大超出需求量。但從碳纖維細分品種看，高端碳纖維產品仍然有廣闊的市場空間。例如全球小絲束纖維的實際生產能力為名義生產能力的50%～65%，估計當今這一比例為65%，實際生產能力是24500噸；到2014年，會增加到40000噸。由于新的生產線上馬，更專注于生產單一的產品，生產效率會更高，實際生產能力會進一步提高，可能達到45500噸左右。
而低端產品如T-300等，其生產技術已經被較多廠商掌握，因此產能擴張速度較快，預計未來這部分產品市場競爭漸趨激烈。
此外隨著其它行業(yè)的發(fā)展，碳纖維的應用空間隨時會有新的大規(guī)模增長，如碳纖維深海勘探領域、在新能源等領域的應用等。因此，碳纖維產能過剩將主要表現在低端產能中。
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能統(tǒng)計
碳纖維是軍民兩用材料，屬于技術密集型、政治敏感的關鍵材料。目前，日美等發(fā)達國家對我國實施禁運封鎖，高性能PAN原絲技術等我國目前無法引進。因此目前我國碳纖維生產主要還集中在對低端產品的開發(fā)與摸索中。
在目前碳纖維產業(yè)中，核心技術環(huán)節(jié)只有少數制廠擁有，包括PAN原絲生產中的聚合、噴絲、牽引幾個步驟，以及碳化過程中的低溫碳化、高溫碳化兩個環(huán)節(jié)。而整個產業(yè)鏈中，這兩個環(huán)節(jié)所占利潤達到55%-75%。
目前我國碳纖維產業(yè)主要集中在合成材料和終端產品應用兩個環(huán)節(jié)，僅少數企業(yè)從事原絲生產和碳纖維材料生產，但質量和數量都無法滿足國內市場需求。
表1：國內國際碳纖維工藝差距
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表2：我國碳纖維具體消費領域特征分析
盡管我國碳纖維生產發(fā)展較慢，但消費量與日俱增，市場需求旺盛。目前主要用途包括體育器材、一般工業(yè)應用和軍工領域等，其中體育器材用量最大，約占總消費量的80%-90%。近年來，國內軍工、航空航天、國防等領域需求量增長更快，但這部分需求量多依靠進口碳纖維產品來滿足。
1996-2002年國內碳纖維消費量年均增長超過20%，而近年來碳纖維消費需求量增速一直保持在18%左右。目前，我國文體休閑制品的碳纖維消費市場已經趨于飽和，許多產品以進入國際市場為主，未來發(fā)展速度將有所減緩，預計2010-2015年期間年均增長速度約4.6%。我國碳纖維工業(yè)應用的重要、潛在市場以混凝土結構物的補強、飛機制造、民用汽車和風力發(fā)電為主，未來市場的發(fā)展前景較好，預計年均增長率達到53.4%預計到2015年，國內碳纖維總需求量將達到13500噸/年，未來幾年碳纖維市場將出現快速擴張態(tài)勢，年均增速將達18.41%。
2010年我國碳纖維原絲產能約12080噸/年，碳纖維產能7081噸/年，產品以小絲束等低檔產品為主，T300碳纖維實現了國產化。與國際先進水平相比，國產碳纖維由于國產原絲質量等因素的制約，其產品強度低、均勻性和穩(wěn)定性多較差。而且，我國碳纖維生產企業(yè)存在規(guī)模小、缺乏核心競爭力、新技術被國際專利覆蓋的問題，這些狀況難以在短期內改變。
我國在（擬）建項目的產品以T300為主，目前在建或計劃建設規(guī)模較大的碳纖維項目包括中鋼吉炭江城碳纖維、藍星碳纖維、中油吉化碳纖維等項目。日本和美國碳纖維企業(yè)也考慮在我國或周邊國家設立碳纖維生產廠或合資廠。同時，海峽兩岸簽署了“兩岸經濟合作架構協(xié)議（ACFA）”，臺塑的碳纖維產品將以低關稅或零關稅輸入大陸，這將加速我國碳纖維產業(yè)優(yōu)勝劣汰的進程。
表3：國內碳纖維廠商產能統(tǒng)計（噸）
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僅從產能方面考察，國內碳纖維生產基本可滿足需求，但由于國內碳纖維產品多數為低端產品，難以滿足下游的性能需求，且國內多數廠商生產不穩(wěn)定，實際產量遠小于產能。2010年國內碳纖維實際產量不足2000噸，自給率不足30%，因此國內碳纖維需求缺口仍然很大。
2011年，由于國家發(fā)改委牽頭、有關部委參與起草的《戰(zhàn)略性新興產業(yè)發(fā)展“十二五”規(guī)劃》總報告以及面向七大戰(zhàn)略性新興產業(yè)相關《規(guī)劃》已經上報國務院。根據規(guī)劃，七大戰(zhàn)略性新興產業(yè)中四個定位為支柱產業(yè)，三個定位為先導產業(yè)。七大產業(yè)鏈將引領中國在未來十年進入一個新的產業(yè)周期。
在七大戰(zhàn)略性新興產業(yè)規(guī)劃包括：新能源規(guī)劃，由國家能源局牽頭；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，由工信部與發(fā)改委共同制定。
按照近幾年我國GDP發(fā)展速度及規(guī)模測算，預計到2015年戰(zhàn)略性新興產業(yè)增加值約4.3萬億元，2020年將達到11.4萬億元。為實現國務院提出的上述發(fā)展目標，預計戰(zhàn)略性新興產業(yè)在2011年至2015年間要實現24.1%的年均增速，2016至2020年要實現21.3%的年均增速。
在已經形成的戰(zhàn)略性新興產業(yè)“十二五”發(fā)展思路中，對新材料產業(yè)的表述是，“到2015年，突破一批國家建設亟須、引領未來發(fā)展的關鍵共性技術，關鍵新材料的自給率提高到70%。”按照《規(guī)劃》，到2015年新材料產業(yè)規(guī)模將達2萬億元總產值，年均增長率超過25%。“十二五”期間，國家將實施新材料重大工程項目，對高強輕型合金材料、高性能鋼鐵材料、功能膜材料、新型動力電池材料、碳纖維復合材料、稀土功能材料等6類新材料進行重點支持。
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