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    根據(jù)原料及生產(chǎn)方式不同，碳纖維主要分為聚丙烯腈（PAN）基碳纖維、瀝青基碳纖維、粘膠基碳纖維等。但主要生產(chǎn)前兩種碳纖維。

    據(jù)了解，目前全球碳纖維產(chǎn)能約3.5萬t/a，預(yù)計到2015年, 其生產(chǎn)能力將達7.1萬噸/年, 但需求增長更快, 仍不能滿足需求。

    我國市場年需求量6500t左右，屬于碳纖維消費大國。但我國碳纖維2007年產(chǎn)能僅200t左右，而且主要是低性能產(chǎn)品，沒有形成規(guī)�；�產(chǎn)業(yè)，絕大部分依賴進口，價格非常昂貴。比如標準型T300 市場價格曾高達4000～5000元/kg。由于缺少具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)支撐，國內(nèi)企業(yè)目前尚未掌握完整的碳纖維核心關(guān)鍵技術(shù)。我國碳纖維的質(zhì)量、技術(shù)和生產(chǎn)規(guī)模與國外差距很大，其中高性能碳纖維技術(shù)更是被西方國家壟斷和封鎖。

    2008年我國全面啟動和實施的大飛機重大專項整體配套項目中，包括了碳纖維在內(nèi)的諸多化工新材料項目。許多碳纖維研究項目或千噸級產(chǎn)業(yè)化項目紛紛啟動。然而，由于我國碳纖維行業(yè)缺乏具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心產(chǎn)業(yè)化技術(shù)，產(chǎn)業(yè)發(fā)展不會一蹴而就，但發(fā)展契機已到。

    國家發(fā)展改革委于2008-2009 年組織實施高性能纖維復(fù)合材料高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化專項，重點支持碳纖維、芳綸、高強聚乙烯纖維及其高性能復(fù)合材料的生產(chǎn)技術(shù)及關(guān)鍵裝備的產(chǎn)業(yè)化示范，以滿足國民經(jīng)濟以及航空航天等高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求，培育一批具有國際競爭力的龍頭企業(yè)。

 

PAN基碳纖維

 

    日本、美國的碳纖維生產(chǎn)商及我國臺灣的臺塑集團均自行生產(chǎn)PAN原絲，保障了碳纖維的品質(zhì)及其穩(wěn)定性，并有效地控制了產(chǎn)品的制造成本。

    據(jù)預(yù)測，2008 — 2010年間，碳纖維小絲束（1K/3K/6K/12K/24K）的產(chǎn)能將增加1.9萬t，2010年的理論產(chǎn)能將達到7.01萬t。日本東麗公司作為碳纖維行業(yè)的先行者，為確保領(lǐng)先地位，計劃投資額約占全球碳纖維生產(chǎn)總投資額的33%；日本東邦Tenax公司在日本本土、歐洲和美國都投入了碳纖維工廠的建設(shè)，約占全球產(chǎn)能總投資的20%。3家日本公司（東麗、東邦Tenax和三菱人造絲）的產(chǎn)能投資約占全球小絲束新產(chǎn)能的67%，而兩家美國公司（Hexcel公司和Cytec公司）僅占16%，我國臺灣的臺塑公司約占12%。

    美國Zoltek公司近年來不斷創(chuàng)新，特別是在風(fēng)能葉片等產(chǎn)業(yè)用領(lǐng)域?qū)で笮掳l(fā)展。SGL公司也正在實施龐大的投資計劃。此外，2008年我國的大連興科碳纖維公司、土耳其AKSA公司的碳纖維新項目也正在建設(shè)中。

 

瀝青基碳纖維

 

    1970年,日本吳羽化學(xué)通用級瀝青基碳纖維投入生產(chǎn)，其商品名為Kreca®，大阪瓦斯化學(xué)公司的同類瀝青基碳纖維的商品名為Donacarbo®，均系短纖維。其他已實現(xiàn)商業(yè)化運轉(zhuǎn)的瀝青基碳纖維生產(chǎn)商如表二所示：

 

生產(chǎn)商	原料	產(chǎn)品類型	纖維特征	商品名	2008年	2010年
日本三菱化學(xué)	煤基	長絲	中間相	Dialed	180	600
日本石墨纖維	煤基	長絲	通用級/中間相	Granoc	1000	1250
Cytec公司	石油基	長絲	中間相	Thornel	400	400
總產(chǎn)能					1580	2250

    由于具有較高的熱傳導(dǎo)性能，反向熱膨脹系數(shù)和超高的模量，瀝青基碳纖維適用于空間技術(shù)和人造衛(wèi)星領(lǐng)域；瀝青基碳纖維獨特的熱傳導(dǎo)性能，使其在高產(chǎn)出的電氣設(shè)備中顯示出良好的散熱效果；對有效載荷有嚴格限制的運載火箭來說，瀝青基碳纖維增強材料在減輕重量上可起決定作用；瀝青基碳纖維的低密度、高熱導(dǎo)性能以及特殊的摩擦性能，對于其在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用十分有價值；而瀝青基碳纖維及其增強材料的穩(wěn)定性，也為設(shè)計制造出高性能與持久耐磨的制動系統(tǒng)提供了理想材料；為了適應(yīng)開發(fā)高模量制品的需要，碳纖維生產(chǎn)商的研發(fā)目標已越來越多地轉(zhuǎn)向具有良好剛性和撓性的瀝青基碳纖維產(chǎn)品，因為它能夠提供一般纖維材料難以達到的高性能。

　　在受到生態(tài)環(huán)境和能源雙制約的21世紀，瀝青基碳纖維將會持續(xù)穩(wěn)定地增長，并成為在成本結(jié)構(gòu)上極具競爭力的碳纖維品種，具有十分好的發(fā)展前景。

 

 

　　2005 — 2008年間，全球用于碳纖維產(chǎn)能的投資已突破8億美元。生產(chǎn)能力從3.3萬t上升到了5.7萬t，預(yù)計2015年有望達到7.11萬t。從1997 — 2007年，全球碳纖維產(chǎn)業(yè)以每年8%的速率增長。目前，碳纖維國際市場的價格已在2004年的基礎(chǔ)上上升了65%左右。

    全球碳纖維的需求將會成倍增長，估計2008年消費量為3.89萬t左右，2012年將達5.23萬t，年均增長率約為16%。

    預(yù)計2012年大歐洲將消耗全球碳纖維的32%，北美約為32%，亞洲（除日本外）為22%，日本達14%。碳纖維的消費趨勢十分清晰，運動和休閑制品是碳纖維的傳統(tǒng)應(yīng)用方面，但相對于其它蓬勃發(fā)展的領(lǐng)域，該領(lǐng)域已失去了先前的重要地位，預(yù)計2010年其消耗量將占總量的16%左右，年增長速度保持在5%的適度水平。

    碳纖維在航空航天工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用將會大幅增長，2010年將達22%左右，年增長率約為20%。其中，波音公司和空中客車公司的巨大訂單是關(guān)鍵的影響因素。

2007 — 2012年產(chǎn)業(yè)用領(lǐng)域?qū)μ祭w維的需求狀況 t/a

應(yīng)用領(lǐng)域	2007	2008(預(yù)計)	2009(預(yù)計)	2010(預(yù)計)	2011(預(yù)計)	2012(預(yù)計)
短切纖維	4700	5000	5400	5800	6100	6600
工業(yè)織物	700	800	800	900	1000	1100
海上船艦	1000	1200	1200	1200	1300	1300
土木工程	1200	1400	1600	1800	2000	2000
汽車	1400	1800	2300	3000	3200	3400
壓力容器	2600	3300	4100	4700	5000	5300
風(fēng)能設(shè)備	3300	3600	3800	4100	4400	4600
其他	5100	6400	7100	7700	7600	8500

 

Carbon fibre capacities 2006 — 2014（t）(source:AJR Consulting LLC.)

	2006	2007	2008	2009	2010	2011	2012	2013	2014
Small tow	29750	37650	42950	49850	56200	5920	59700	60200	60700
Large tow	9800	15800	20500	23750	23750	25750	31750	32250	32750
Total	39550	53450	63450	73600	79950	84200	91450	92450	93450

 

	2006	2007	2008	2009	2010	2011	2012	2013	2014	CAGR
Aerospace	5210	5830	7250	9120	10700	11375	12230	12870	13580	13%
Industrial	15840	18285	21215	24255	27270	30690	34250	38405	42445	13%
Sport	6500	6750	7025	7485	7970	8285	8680	9015	9400	5%
Total	27550	30865	35490	40860	45940	50350	55160	60290	65425	11%

    碳纖維在產(chǎn)業(yè)用領(lǐng)域的應(yīng)用，在過去的5年間取得了明顯增長，2010年該領(lǐng)域的消耗量有望接近總消耗量的63%，年增長速率在15%～18%之間。產(chǎn)業(yè)用的強勁增長是基于全球大量有價值的工程項目的實施，如風(fēng)能建設(shè)、壓力容器、水面運輸船具、土木工程、海上船只艦艇以及石油行業(yè)的工程開發(fā)等。表三為2007 — 2012年間碳纖維在產(chǎn)業(yè)用領(lǐng)域的需求狀況。