“双碳”目标下，碳纤维广阔的市场需求被激发出来。根据《2021全球碳纤维复合材料市场报告》，2021年，我国碳纤维需求总量为62379吨，同比增长27.7%。其中，进口量为33129吨，国产纤维供应量为29250吨。我国碳纤维市场呈现供不应求的态势，而且预计市场需求仍将逐年增长。与此同时，国内碳纤维企业纷纷扩产，各型号碳纤维供应量增加。
随着新一年的到来，业内对于今年新一轮碳纤维市场行情的讨论日渐升温。碳纤维有望降低成本吗？优质产能依旧稀缺，国产碳纤维如何“从有到优”？这些问题成为市场关注的焦点。
(资料图)
国产化替代进程加速
经过长期技术积累，我国碳纤维龙头企业正逐步打破国外技术垄断，不断提升技术水平。碳纤维有着森严的技术壁垒。按丝束规格的不同，碳纤维有小丝束和大丝束之分。通常将每束碳纤维根数大于4.8万根（简称48K）的称为大丝束碳纤维。48K大丝束碳纤维最大的优势是在相同的生产条件下，可大幅度提高碳纤维单线产能和质量性能，还实现生产低成本化，从而打破碳纤维高昂价格带来的应用局限。
长期以来，大丝束碳纤维生产技术主要掌握在美国、德国、日本的几家大公司手中。2022年10月，我国首个万吨级48K大丝束碳纤维工程第一套国产线在中国石化上海石化碳纤维产业基地投料开车，并生产出合格产品。这标志上海石化大丝束碳纤维从关键技术突破、工业试生产、产业化，成功走向规模化和关键装备国产化，一举破除我国碳纤维生产和装备受制于人的被动局面，真正实现自主可控。该项目计划于2024年全部建成投产，届时将达到2.4万吨/年原丝、1.2万吨/年大丝束碳纤维产能。
近几年，在碳纤维产业发展持续向好的行情下，我国多个碳纤维生产企业陆续扩产，具备或即将具备万吨生产能力的企业越来越多，产能利用率快速提升，国产化替代加速。中复神鹰、光威复材、上海石化、吉林化纤、中简科技、吉林碳谷等企业，都在加速推进碳纤维产线建设，碳纤维产能有望在未来持续提高。
专家分析，中国碳纤维行业正处于快速发展阶段，根据目前各企业已宣布的投资扩产计划，如果所有建设项目可以顺利投产落地，“十四五”末期，中国新增碳纤维产能将达21万吨以上，其中新增大丝束碳纤维产能达17.6万吨，中国大丝束产能扩张时代将随之开启。
尽管当前我国碳纤维行业供需仍存在较大缺口，且受到供不应求状态影响，国内碳纤维的价格持续走高，但伴随未来几年龙头企业的快速产能投放，预计供需缺口逐渐缓解，进口部分有望实现国产。长期来看，碳纤维价格将回到合理水平。
推动国产碳纤维“从有到优”
碳纤维属于技术密集型产业，研发周期长、技术壁垒高，尤其是航空航天等高端应用领域对产品性能及质量稳定性有非常苛刻的要求。国家相关政策的出台不仅大力促进了我国碳纤维行业发展，更是为碳纤维行业技术进步指明了方向。
2018年11月，国家统计局出台《战略性新兴产业分类（2018）》，将高性能碳纤维及制品制造列入战略性新兴产业分类；2019年11月，工信部将应用于航空、航天、轨道交通、海工、风电装备、压力容器等领域的高强型、高强中模型、高模型等碳纤维列入关键战略材料；“十四五”规划提出要加强碳纤维等高性能纤维及复合材料的研发应用，为碳纤维行业发展提供了良好的政策环境。
国产碳纤维正处于进口替代机遇期，稳质降本是实现国产碳纤维“从有到优”的具体路径。2022年4月，工信部、国家发改委印发的《化纤工业高质量发展的指导意见》中特别提到，提高碳纤维等高性能纤维的生产与应用水平，提升高性能纤维质量一致性和批次稳定性。进一步扩大高性能纤维在航空航天、风力和光伏发电、海洋工程、环境保护、安全防护、土工建筑、交通运输等领域应用。
在高性能碳纤维领域，提出攻克48K以上大丝束、高强高模高延伸、T1100级、M65J级碳纤维制备技术，突破高精度计量泵、喷丝板、牵伸机、收丝机、宽幅预氧化炉、高低温碳化炉、宽口径石墨化炉等装备制造技术，研发自动铺放成型和自动模压成型等复合材料工艺技术装备，开发碳纤维复合材料修补及再利用技术。
2022年8月17日，工信部、国资委、市场监管总局、知识产权局联合印发《原材料工业“三品”实施方案》，提出推进高性能化工材料、碳纤维及其复合材料等设计制造技术研发和质量精确控制技术攻关；运用质量工程技术，缩短研发、工程化、产业化周期。
我国各省市也于近年来积极发布推动碳纤维行业发展的政策，包括推动行业技术创新与基础研发，促进碳纤维科技成果产业化，推动碳纤维在交通、能源等领域的应用等。
专家指出，以碳纤维为代表的一系列高精尖纤维材料的产量现在还远远不能满足相关领域的应用需求，还需要继续增加产量来满足需求，但是对于这类纤维材料的发展应该强调质量与数量并重。
下游应用场景有待进一步打开
随着技术的突破和制造成本的不断下降，碳纤维在民用赛道也拥有越来越多的发展空间。它的应用可以使风电叶片更轻巧，让新能源汽车更加轻量化，让鱼竿、球拍等体育休闲用品的耐久度大幅提升。碳纤维已成为体育用品、民用飞机、轨道交通、新能源等领域的重要基础材料。
一些碳纤维生产企业在接受记者采访时谈到，对于碳纤维如何在民用大市场中找到核心应用依然存在困惑。他们不断寻找产业链民用领域的“空白点”，提前布局，开发碳纤维民用领域更多可能。他们认为只有进入到广阔的民用市场，摆脱碳纤维高不可攀的印象，行业才能迎来市场规模的爆发式增长。
近两年，碳纤维市场的发展可以用“灿烂”来形容。受益于“双碳”政策红利，风电叶片与碳碳复材领域的碳纤维需求大涨。根据《2021全球碳纤维复合材料市场报告》，2021年全球碳纤维需求量占比前三的领域依次是风电叶片28%、体育休闲15.7%、航空航天14%；国内碳纤维需求量占比前三的领域依次是风电叶片36.1%、体育休闲28.1%、碳碳复材11.2%。
在众多下游市场中，风电叶片市场可谓“独占鳌头”。据统计，2015—2021年，在全球风电领域内，碳纤维需求量逐年上升，从1.8万吨增长到了3.3万吨。2021年，风电领域碳纤维需求量在其全球总需求中占比达到30%。同时，百川盈孚数据显示，2022年，风电叶片为国内碳纤维下游应用中的最大市场，需求量占比达35%。
相比玻璃纤维复合材料，碳纤维复合材料具有更低的密度、更高的强度和刚度，应用于叶片中可以在保证叶片强度的同时降低重量，实现更大扫风面积和更小的机组负荷，提升机组的发电效率。然而，高昂的成本也成为碳纤维叶片规模化道路上的阻碍。
根据华经产业研究院数据，风电用大丝束碳纤维成本为12万元/吨，制成织物的成本将进一步升至18万元/吨，是玻纤织物价格的12倍。业内专家表示，虽然目前风电叶片大型化、轻量化的趋势已经明朗，但是叶片制造仍需要在低成本、优设计、高效率、低制造难度等方面不断权衡。因此，碳纤维若想要在叶片中短时间内实现大规模应用，仍然任重道远。
此外，光伏行业需要使用碳纤维材料取代石墨，用于单晶硅炉内的碳毡功能材料、保温桶、护盘等关键部件；氢能行业需要使用碳纤维制造先进复合材料，用于燃料电池储氢瓶；新能源汽车行业也在期待碳纤维价格下降到合理区间，可以用来减少自重、提升续航。
“双碳”战略下，风电、光伏、氢能等新能源的发展，正促使碳纤维快速走向广阔的民用市场，也带来了前所未有的发展机遇。然而企业也需要明白，“骐骥千里，非一日之功。”碳纤维行业始终是高门槛的行业，国内绝大部分碳纤维企业都经历了多年的磨炼和煎熬才得以实现稳定的产业化生产。在行业的高速成长期，比拼的是企业的生产工艺成熟度与降低生产成本的能力。虽然原油、丙烯、丙烯腈等原材料的涨跌和下游风电等市场的周期性波动会给碳纤维企业带来周期性的红利，但从长远角度来看，技术升级、稳质降本才能够帮助其进一步拓宽下游的应用场景，带来长期成长。
