为准确把握碳纤维产业发展趋势,更好地促进我区碳纤维全产业链快速发展,近期,区科技局针对碳纤维产业发展情况开展了广泛调研,并围绕面临的新形势、新问题、新情况进行了深入分析。
碳纤维作为含碳量超过95%的纤维材料,具有优异的力学、化学、电学等优良特性,是军民发展不可缺少的战略性材料。从2019年底开始,因为风电市场的推动,碳纤维逐渐变得紧俏起来,同时随着太阳能光伏发电稳步发展,作为直拉单晶硅热场材料的碳/碳复合材料需求大增,特别是去年8月份之后日本限制碳纤维对华销售,使得国内碳纤维呈现卖方市场状态,价格不断提高。
据统计:2020年国内碳纤维的总需求为48851吨,对比2019年的37840吨,增长了29%,其中,进口量为30351吨(占总需求的62%,同比增长17.5%),国产碳纤维供应量为18450吨(占总需求的38%,同比增长53.8%)。
按照最终用途市场划分:风电叶片用量20000吨,占比40.9%;体育休闲用量14600吨,占比29.9%;碳/碳复合材料用量3000吨,占比6.1%;建筑补强用量2200吨,占比4.5%;压力容器用量2000吨,占比4.1%;航空航天和军工用量1700吨,占比3.5%;汽车用量1200吨,占比2.5%;电子电气等其他领域用量4157吨,占比8.5%。
其中:体育休闲、碳/碳复合材料、压力容器、航空航天和军工、汽车轻量化等领域主要采用12K及以下小丝束碳纤维,性能指标要求达到T700、T800级水平,年需求量26657吨,占比54.6%;而2020年国产T700、T800级12K及以下小丝束碳纤维产能不足1万吨(主要生产企业有:中复神鹰、江苏恒神、威海拓展、太钢钢科、中简科技),60%以上需要进口。风电叶片、建筑补强等工业领域主要采用25K、48K以上大丝束碳纤维,性能指标要求达到T300、T400级水平,年需求量22200吨,占比45.4%;而国内产能约8000吨,进口量占64%。
随着碳达峰、碳中和目标的提出,光伏产业呈现爆发式增长态势,更进一步刺激了碳/碳复合材料市场需求,将成为继风电之后又一碳纤维应用风口。正是在这个大背景下,国内的碳纤维企业迎来了一个发展的窗口期,同时也掀起了新一轮的投资热潮,现有碳纤维企业均在大干快上、扩大产能。2020年我国碳纤维年产能36150吨,目前新建和在建产能已达到104800吨。而把握好这个窗口期,也是推动我区碳纤维产业快速发展的最好机会。
通过分析,我们认为当前应从以下四个方面着手:一是加快与终端用户建立深度合作关系,实现上下游一体化发展。按照“终端制品引领、原丝碳丝推动、复合材料协同”的发展思路,通过提供原料保障、落实大客户价格、成立合资公司、建设新材料产业园等政策措施,吸引国内知名的碳纤维复合材料企业在我市建设研发与生产基地。如:针对中天科技、鸿基伟业、江苏兆鋆等公司,引导化纤集团与其开展深度、长期合作,优先保障原料供应,创新合资合作方式,我区可利用专项债代建厂房,并给予行业龙头企业及拉动力大的项目专项资金支持,坚定域外企业投资信心。二是加快以12K为主的小丝束碳纤维生产线建设,实现产品规格的系列化。目前,体育休闲、碳/碳复合材料、压力容器、航空航天和军工等领域对12K碳纤维需求旺盛,年需求量超过20000吨,据业界预测,12K碳纤维市场供需紧张局面将持续相当长的一段时间,我区将依托化纤集团加快建设单线产能千吨级的12K碳纤维及配套原丝生产线,在巩固大丝束、低成本、通用级碳纤维生产基地的同时,兼顾12K及以下小丝束、高品质碳纤维产品提质扩能,进一步完善多规格、系列化的产品结构,通过定制模式满足国内高端市场对小丝束、高性能碳纤维的需求。三是加快开发T700及以上碳纤维,实现产品性能的差异化。我区在碳纤维产业规模上处于国内领先地位,但碳纤维性能仍在T300、T400级水平,在高性能碳纤维、碳纤维复合材料开发与应用等多方面还存在缺失环节,与国际、国内主要碳纤维企业相比尚有差距,特别是高强型(T700、T800、T1000等)、高模型(M40、M50、M60、M70等)、高强高模型(M40J、M50J、M60J、M70J等)碳纤维尚属空白,制约了整体产业迈入产业链中高端,需要重点支持化纤集团走差异化产品发展之路,整合创新资源,联合中科院、山东大学、北京化工大学等院校,加快开展高强型(T700及以上)、高模型(M50及以上)、高强高模型(M60J及以上)碳纤维的产业化研究,使产品能够面向更多更广的应用领域,加快形成创新能力强、产品品种齐全、产业配套完善的产业集群,为打造具有国际影响力的碳纤维及复合材料产业基地奠定基础。四是加快推动我区碳纤维进入重要产品配套体系,实现产业链供应链安全稳定。航空航天、轨道交通等重要领域产品,一旦定型后一般不再更换碳纤维供应商,只有新项目立项和现有供应商出现严重问题时才会考虑使用其他厂家碳纤维产品。目前,中复神鹰、江苏恒神、光威复材公司等国内重点碳纤维企业纷纷进军高端应用领域,抢占市场先机。我区需推动化纤集团利用当前众多复材新产品、新型号处于在研阶段的契机,联合开展产品试制,加快进入其配套体系,最终实现以定型产品牵引、形成稳定下游市场的目标。
总之,随着碳纤维及其复合材料不断发展,越来越受各行各业的青睐,尤其是航空、新能源汽车、轨道交通、风电叶片、光伏热场等应用的强劲增长,将使碳纤维产业发展前景更加广阔。
供稿:科技局 孙振达