第一節(jié) 中國碳纖維制品產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境

一、宏觀經(jīng)濟環(huán)境 分析

1、我國GDP增長 分析

初步核算，2012年國內(nèi)生產(chǎn)總值519322億元，比上年增長7.8%。其中，第一產(chǎn)業(yè)增加值52377億元，增長4.5%；第二產(chǎn)業(yè)增加值235319億元，增長8.1%；第三產(chǎn)業(yè)增加值231626億元，增長8.1%。第一產(chǎn)業(yè)增加值占國內(nèi)生產(chǎn)總值的比重為10.1%，第二產(chǎn)業(yè)增加值比重為45.3%，第三產(chǎn)業(yè)增加值比重為44.6%。

2008-2012年國內(nèi)生產(chǎn)總值及其增長速度

單位：億元，%

2、投資、消費、進出口 分析

1）固定資產(chǎn)投資情況

2012年，全社會固定資產(chǎn)投資374676億元，比上年增長20.3%，扣除價格因素，實際增長19.0%。其中，固定資產(chǎn)投資（不含農(nóng)戶）364835億元，增長20.6%；農(nóng)戶投資9841億元，增長8.3%。東部地區(qū)投資151742億元，比上年增長16.5%；中部地區(qū)投資87909億元，增長24.1%；西部地區(qū)投資88749億元，增長23.1%；東北地區(qū)投資41243億元，增長26.3%。

2008-2012年全社會固定資產(chǎn)投資及其增長速度

單位：億元，%

2）社會消費品市場情況

全年居民消費價格比上年上漲2.6%，其中食品價格上漲4.8%。固定資產(chǎn)投資價格上漲1.1%。工業(yè)生產(chǎn)者出廠價格下降1.7%。工業(yè)生產(chǎn)者購進價格下降1.8%。農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)者價格[3]上漲2.7%。

2012年居民消費價格月度漲跌幅度

單位：億元，%

3）進出口 分析

2012年，貨物進出口總額38668億美元，比上年增長6.2%。其中，出口20489億美元，增長7.9%；進口18178億美元，增長4.3%。進出口差額（出口減進口）2311億美元，比上年增加762億美元。

2008-2012年貨物進出口總額

單位：億美元

二、政策、法規(guī)、標準

1、相關(guān)政策法規(guī)

　碳纖維是國民經(jīng)濟和國防建設不可或缺的一種性能優(yōu)異，應用廣泛的戰(zhàn)略性新材料。《新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展 規(guī)劃 》在專欄9中將碳纖維列入高性能增強纖維發(fā)展重點，明確提出要“加強高強、高強中模、高模和高強高模系列品種攻關(guān)，實現(xiàn)千噸級裝置穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，提高產(chǎn)業(yè)化水平，擴大產(chǎn)品應用范圍”?！?規(guī)劃 》同時將“碳纖維低成本化與高端創(chuàng)新示范工程”列入“十二五”期間我國的重大工程項目，目標是到2015年，碳纖維產(chǎn)能達到1.2萬噸，基本滿足航空航天、風力發(fā)電、運輸裝備等需求。

根據(jù)《“十二五”戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展 規(guī)劃 》以及《新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展 規(guī)劃 》的部署和要求，為構(gòu)建技術(shù)先進、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、清潔安全和上下游融合發(fā)展的碳纖維產(chǎn)業(yè)體系，實現(xiàn)碳纖維 行業(yè) 持續(xù)健康發(fā)展，工信部起草了《關(guān)于加快推進碳纖維 行業(yè) 持續(xù)健康發(fā)展的指導意見（征求意見稿）》， 指出我國碳纖維 行業(yè) 的指導思想、基本原則和發(fā)展目標。

1）指導思想。

堅持走中國特色新型工業(yè)化道路，深入貫徹落實科學發(fā)展觀，加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式；緊緊圍繞國家重點工程、國防科技工業(yè)和經(jīng)濟發(fā)展需求，集中力量突出重點，加大政策支持力度。著力突破關(guān)鍵共性技術(shù)和裝備，發(fā)展高性能碳纖維產(chǎn)品；著力加強現(xiàn)有生產(chǎn)工藝裝置的技術(shù)改造，實現(xiàn)高質(zhì)量和低成本穩(wěn)定生產(chǎn)；著力培育碳纖維及復合材料下游市場，促進上下游協(xié)調(diào)發(fā)展；著力提高產(chǎn)業(yè)集中度，積極培育龍頭企業(yè)；著力促進軍民融合發(fā)展，營造 行業(yè) 健康發(fā)展的市場環(huán)境。

2）基本原則

堅持科技創(chuàng)新與提升產(chǎn)業(yè)化水平相結(jié)合，注重關(guān)鍵、核心和前沿技術(shù)的研發(fā)，加速推進科技成果轉(zhuǎn)化，消除產(chǎn)業(yè)化和工程化技術(shù)及裝備制約瓶頸，提高產(chǎn)品質(zhì)量性能。

堅持產(chǎn)業(yè)發(fā)展與下游應用相結(jié)合，注重下游產(chǎn)品的開發(fā)應用，延伸產(chǎn)業(yè)鏈條，發(fā)揮高端用戶的牽引作用，提升碳纖維性能指標及批次穩(wěn)定性，實現(xiàn)碳纖維與下游產(chǎn)品同步發(fā)展。

堅持產(chǎn)業(yè)發(fā)展與環(huán)境保護相結(jié)合，重視配套環(huán)保設施的建設和完善，防范環(huán)境風險，加大節(jié)能減排力度，推廣清潔生產(chǎn)，走資源節(jié)約、環(huán)境友好的發(fā)展道路。

堅持市場主導與政策引導相結(jié)合，注重發(fā)揮市場配置資源的基礎(chǔ)性作用，激發(fā)市場主體活力，發(fā)揮國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)等重大專項的引導作用，營造良好發(fā)展環(huán)境，全面提升碳纖維 行業(yè) 核心競爭力。

3）發(fā)展目標

到2015年，初步建立碳纖維及復合材料產(chǎn)業(yè)體系，碳纖維應用市場初具規(guī)模。聚丙烯腈（PAN）原絲、高強型碳纖維的產(chǎn)品質(zhì)量和成本控制接近國際先進水平，高強型碳纖維單線產(chǎn)能達到千噸級并配套原絲產(chǎn)業(yè)化制備，高強中模型碳纖維實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，高模型和高強高模型碳纖維初步實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化；擴大碳纖維復合材料應用市場，基本滿足國家重點工程建設和市場需求；碳纖維知識產(chǎn)權(quán)創(chuàng)建能力顯著提升，專利布局明顯加強；碳纖維生產(chǎn)集中度進一步提高，培育3-5家骨干企業(yè)；大力推行節(jié)能減排，骨干企業(yè)能耗降低20%左右，實現(xiàn)清潔綠色發(fā)展，促進碳纖維復合材料回收再利用。

到2020年，我國碳纖維整體創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展能力接近或達到國際先進水平。碳纖維品種規(guī)格齊全，滿足國民經(jīng)濟和國防科技工業(yè)對高端碳纖維的需求；培育具有國際影響力的碳纖維大型集團企業(yè)和一批具有國際競爭力的下游產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)，形成若干產(chǎn)業(yè)鏈完善、創(chuàng)新能力強、特色鮮明的碳纖維產(chǎn)業(yè)集群；重點骨干企業(yè)綜合能耗和排放指標接近世界先進水平，建立循環(huán)型碳纖維產(chǎn)業(yè)體系。

　2、相關(guān)技術(shù)標準

碳纖維制品相關(guān)技術(shù)標準

第二節(jié) 碳纖維制品技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

一、技術(shù) 發(fā)展 分析

制備碳纖維制品的前驅(qū)材料很多，可以用粘膠纖維、瀝青、聚丙烯氰（PAN）、聚乙烯醇、木素質(zhì)、聚氯乙烯、酚醛樹脂、聚苯并噻唑等為原料。但到目前為止，取得工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)的只有前面3種。其中聚丙烯氰基碳纖維綜合性能最好，產(chǎn)量占90%以上；瀝青基碳纖維成本較低；粘膠基碳纖維工藝復雜、成本高、主要在軍事領(lǐng)域應用。

當前，PAN基碳纖維向兩個方面發(fā)展：一是提高，二是普及。提高是指小絲束碳纖維(1～24K)的質(zhì)量提高，普及是指大絲束碳纖維(48~540K)的產(chǎn)量大幅度增加，價格日趨下降。

隨著航空航天飛行器各項性能的不斷提高，對結(jié)構(gòu)件用材料的性能要求也越來越高。國外碳纖維主要生產(chǎn)商都在積極地開發(fā)超高強度、超高模量的碳纖維。日本東麗公司已開發(fā)出高強型T1000系列碳纖維，其抗拉模量為295 GPa，拉伸強度達7.05 GPa，而高強高模MSJ型抗拉模量達640 GPa，抗拉強度為3.62 GPa。

在新工藝和新技術(shù)方面，日本三大公司和韓國cheil合成工業(yè)公司繼承發(fā)明了PAN原絲至碳化等系統(tǒng)的新技術(shù)，其中三菱人造絲公司提出相當于T700性能水平碳纖維的PAN原絲指標。美國wilkinson公司也在研制PAN原絲，而英國國防安全部在研制中空碳纖維原絲及碳纖維。在預氧化、碳化方面，東麗最近發(fā)表了30K-100K PAN基大絲束的燒成方法，可以使長度較短的大絲束進行連續(xù)碳化。三菱人造絲發(fā)明的新型碳化爐，可抑制碳化反應生產(chǎn)的分解物附著和堆積于爐壁和纖維上，從而穩(wěn)定高效地生產(chǎn)高強度高模量的碳纖維。東麗公司則研制一種三葉形斷面的PAN原絲及碳纖維，可改進與樹脂的粘合性、壓縮強度和抗彎強度。  

今后日本先進復合材料的發(fā)展方向是：在增強材料方面，進一步提高碳纖維的強度和模量，降低成本；在樹脂基體方面，主要提高樹脂的沖擊后壓縮強度和耐濕熱性；在復合材料成型技術(shù)方面，進一步實現(xiàn)整體成型技術(shù)，固化監(jiān)控、自動化技術(shù)及三維復合材料技術(shù)，同時提高復合材料性能和降低制造成本。

總的來講，制備碳纖維制品的新技術(shù)可歸納為三大方面：

1、 研究 發(fā)展廉價原絲。在高性能碳纖維成本中原絲所占比例約為40-60%，國外從兩方面降低原絲的成本，一是試探采用聚丙烯腈外的其它材料作為制備高性能碳纖維的原絲，包括低密度聚乙烯、高密度聚乙烯和聚丙烯等其它聚烯類高分子材料以及木質(zhì)素等；二是改進現(xiàn)有工藝聚丙烯腈原絲的技術(shù)，達到降低成本的目的，包括采用紡織用的聚丙烯腈、化學改性、輻照穩(wěn)定化處理等。

2、 研究 發(fā)展新的預氧化技術(shù)。預氧化工序在高性能碳纖維成本中所占的比例約為15-20%，而且預氧化工序的時間也比較長?？s短生產(chǎn)周期，降低成本有重大現(xiàn)實意義。目前在預氧化方面的新思路是采用等離子技術(shù)。

3、 研究 發(fā)展新的碳化和石墨化技術(shù)。碳化和石墨化是制備高性能碳纖維的關(guān)鍵工序，在成本中所占比例約為25-30%，對產(chǎn)品的最終性能影響極大。在碳化和石墨化方面的新思路是采用微波技術(shù)。

二、工藝流程或特點

碳纖維制品工藝流程圖

第三節(jié) 碳纖維制品產(chǎn)業(yè)發(fā)展特征

一、周期性 分析

我國《新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展 規(guī)劃 》中明確提出，到2015年，初步建立碳纖維及復合材料產(chǎn)業(yè)體系，碳纖維應用市場初具規(guī)模。聚丙烯腈（PAN）原絲、高強型碳纖維的產(chǎn)品質(zhì)量和成本控制接近國際先進水平，高強型碳纖維單線產(chǎn)能達到千噸級并配套原絲產(chǎn)業(yè)化制備，高強中模型碳纖維實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，高模型和高強高模型碳纖維初步實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化；擴大碳纖維復合材料應用市場，基本滿足國家重點工程建設和市場需求；碳纖維知識產(chǎn)權(quán)創(chuàng)建能力顯著提升，專利布局明顯加強；碳纖維生產(chǎn)集中度進一步提高，培育3-5家骨干企業(yè)；大力推行節(jié)能減排，骨干企業(yè)能耗降低20%左右，實現(xiàn)清潔綠色發(fā)展，促進碳纖維復合材料回收再利用。到2020年，我國碳纖維整體創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展能力接近或達到國際先進水平。碳纖維品種規(guī)格齊全，滿足國民經(jīng)濟和國防科技工業(yè)對高端碳纖維的需求；培育具有國際影響力的碳纖維大型集團企業(yè)和一批具有國際競爭力的下游產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)，形成若干產(chǎn)業(yè)鏈完善、創(chuàng)新能力強、特色鮮明的碳纖維產(chǎn)業(yè)集群；重點骨干企業(yè)綜合能耗和排放指標接近世界先進水平，建立循環(huán)型碳纖維產(chǎn)業(yè)體系?？梢姡覈甑奶祭w維制品 行業(yè) 雖然取得了一定的發(fā)展，但是結(jié)構(gòu)不合理的現(xiàn)象依然嚴重。由于市場需求的迅速變化和技術(shù)的快速發(fā)展，碳纖維制品企業(yè)調(diào)整結(jié)構(gòu)依然任重道遠。

碳纖維制品的原料主要為碳纖維預浸布，由于我國碳纖維和布料市場不斷發(fā)展，目前我國碳纖維制品 行業(yè) 處于快速發(fā)展中，我國碳纖維制品市場存在相當一部分中小企業(yè)，競爭激烈，中小企業(yè)受技術(shù)、資本、設備等的限制同國外大企業(yè)相比還存在一定的差距。碳纖維生產(chǎn)制造同外國企業(yè)廠商相比還有較大差距。所以我國碳纖維制品 行業(yè) 屬于產(chǎn)品生命周期的成長期。

二、區(qū)域性 分析

在中國經(jīng)濟高速持續(xù)的30年發(fā)展中，中國碳纖維制造技術(shù)已經(jīng)從最初的過度依賴進口發(fā)展為目前的基本可以自給自足。十二五期間，針對當前產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)分散的現(xiàn)狀，新材料產(chǎn)業(yè) 規(guī)劃 指出，應培育具有國際影響力的碳纖維大型集團企業(yè)和一批具有國際競爭力的下游產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)，形成若干產(chǎn)業(yè)鏈完善、創(chuàng)新能力強、特色鮮明的碳纖維產(chǎn)業(yè)集群。

我國的碳纖維制品產(chǎn)業(yè)發(fā)展較晚，目前我國較大的生產(chǎn)碳纖維的企業(yè)主要有大元股份、中鋼吉炭和嘉興中寶碳纖維有限責任公司，它們被稱為國內(nèi)三大碳纖維制品巨頭。碳纖維制品廣泛應用于建筑、工業(yè)、化工、航天等領(lǐng)域，主要集中在長三角、寧夏、東北等區(qū)域。

三、上下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展

根據(jù)《“十二五”戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展 規(guī)劃 》以及《新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展 規(guī)劃 》的部署和要求，為構(gòu)建技術(shù)先進、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、清潔安全和上下游融合發(fā)展的碳纖維產(chǎn)業(yè)體系，實現(xiàn)碳纖維 行業(yè) 持續(xù)健康發(fā)展，工信部起草了《關(guān)于加快推進碳纖維 行業(yè) 持續(xù)健康發(fā)展的指導意見（征求意見稿）》，明確了我國碳纖維制品上下游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

1、上游產(chǎn)業(yè)

積極推動聚丙烯腈原絲、碳纖維、復合材料及應用全產(chǎn)業(yè)鏈進一步完善生產(chǎn)工藝，提高自動化控制水平；提高聚合釜及其配套裝置、預氧化爐、高低溫碳化爐、高溫石墨化爐、恒張力收絲裝置等大型關(guān)鍵設備自主化制造水平；提高專用紡絲油劑、上漿劑等重要輔料保障能力，提升產(chǎn)品質(zhì)量；加快預浸料、織物、高性能樹脂基體材料、復合材料及應用制品的產(chǎn)業(yè)化，實現(xiàn)碳纖維高質(zhì)量低成本及復合材料產(chǎn)品多樣化發(fā)展；加大污染防治設施改造力度，降低污染物排放強度，提高資源和能源綜合利用水平，推動企業(yè)開展清潔生產(chǎn)審核。

在政策扶持和供需缺口的刺激下，加之產(chǎn)業(yè)技術(shù)的逐漸進步，中國碳纖維產(chǎn)業(yè)正迎來快速的發(fā)展。2008-2012年，中國碳纖維產(chǎn)能的年均復合增長率高達46.2%，2012年產(chǎn)能達14521噸。由于中國碳纖維生產(chǎn)技術(shù)尚不成熟以及多數(shù)生產(chǎn)線處于投產(chǎn)初期，裝置開工率普遍偏低，2012年實際產(chǎn)量僅約3500噸，進口依賴率為70%左右。

2012年，中國主要的碳纖維生產(chǎn)企業(yè)有中復神鷹、江蘇恒神、天華溢威、威海拓展、河南永煤等，其中碳纖維年產(chǎn)量達千噸左右的企業(yè)僅有中復神鷹和江蘇恒神兩家，二者目前碳纖維產(chǎn)能均為3000噸/年。

此外，中國目前擬在建碳纖維產(chǎn)能達3.8萬噸左右，其中計劃于2013年投產(chǎn)的項目有金發(fā)科技2000噸/年碳纖維項目、江城碳纖維1500噸/年碳纖維項目、上海石化1500噸/年碳纖維項目等。

2、下游產(chǎn)業(yè)

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