碳纤维与高温合金、钛合金并称为军工三大材料,在全球竞争格局中,中国正处于大丝束领域加速追赶、小丝束高端领域仍有差距的关键位置。全球碳纤维市场长期由日本东丽等企业主导小丝束高端市场,而中国近年来在大丝束领域取得显著突破,军工用碳纤维的自给能力也在逐步提升。

全球格局:日本领跑,中国追赶

从全球碳纤维销量结构看,2020年标模大丝束占比45%、标模小丝束占比41%,两者合计占据市场绝大部分份额。小丝束碳纤维因稳定性要求高、适合高精尖领域,被称为“宇航级”碳纤维,主要应用于国防军工、航空航天,这一领域正是日本东丽等国际巨头的传统优势区。大丝束碳纤维则主要面向风电、轨道交通等工业领域,被称为“工业级”碳纤维,也是中国企业加速突破的主战场。

中国位置:大丝束突破,小丝束攻坚

中国在大丝束领域的追赶步伐明显加快。自2016年起,上海石化正式开展碳纤维48K大丝束原丝工业化研究试验;2018年3月成功试制出国内真正意义上的48K大丝束碳纤维,并贯通工艺全流程;同年8月,“聚丙烯腈基大丝束原丝及碳纤维技术及工艺包开发”项目通过国内专家组鉴定,标志着国内突破大丝束瓶颈。吉林碳谷也在2017年至2018年间相继完成48K碳纤维原丝的聚合、纺丝工艺技术开发,形成千吨级技术工艺包。2019年,吉林碳谷联合相关单位完成的“25K~50K聚丙烯腈基原丝及碳纤维关键技术和产业化开发”项目通过鉴定,项目总体技术达到国际先进水平。2020年,兰州蓝星的50K大丝束碳纤维产业化项目通过技术成果鉴定,填补了国内50K碳纤维产品的市场空白。

在小丝束高端领域,中国与国外仍存在差距。小丝束主要用于国防军工、航空航天等高附加值领域,对稳定性要求极高,且成本较贵,仍需进一步降本。从国内供给格局看,军工用碳纤维主要由光威、中简等企业供应,中航复材(中航高科)和中复神鹰则向军工企业供货,其中中航复材主要外采纤维进行加工。随着大丝束国产化降本初步完成,未来大丝束在民用领域有望不断拓宽下游应用;而小丝束在军用领域持续深耕的同时,还需要在降本上继续攻坚。

常见问题

中国碳纤维与日本东丽的差距主要在哪些方面?

差距主要体现在小丝束高端领域。日本东丽等国际巨头在小丝束碳纤维的稳定性、工艺成熟度上积累深厚,长期主导航空航天等高端市场。中国近年来在大丝束领域快速追赶,但小丝束高端产品仍需进一步降本和技术攻关。

大丝束国产化突破意味着什么?

大丝束国产化突破意味着设备完成国产化、产能实现规模化,为后续降本和下游应用拓宽打下基础。风电叶片是重要应用场景之一,2022年全球风电巨头维斯塔斯的碳梁专利到期后,其他叶片厂商也可生产应用此类碳梁产品,为大丝束碳纤维在风电领域的需求释放提供了催化。

军工用碳纤维的自给情况如何?

军工用碳纤维以小丝束为主,国内已形成较为完整的供给体系。光威、中简等企业为军工企业供应纤维,中航复材和中复神鹰向军工企业供货。随着国内企业在大丝束领域积累的技术经验逐步反哺小丝束工艺,军工用碳纤维的自给能力有望持续提升。

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