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雖然在航天、軍工等特殊領(lǐng)域的應(yīng)用標(biāo)志著碳纖維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平，但其只是碳纖維應(yīng)用領(lǐng)域的—小部分。其實，作為—種物理性能優(yōu)異的材料，碳纖維廣泛應(yīng)用于航空、深海開發(fā)、風(fēng)力發(fā)電、汽車、建筑工程、體育休閑等工業(yè)和民用領(lǐng)域。2012年，全球CFRP（碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料）的較大用途是風(fēng)電葉片，約占23%，其次是航空航天與國防軍工，約占18%，而體育休閑用品占比約為17%。
從我國碳纖維的應(yīng)用來看，在航空、汽車等領(lǐng)域市場尚未打開，在能源領(lǐng)域尚未形成穩(wěn)定市場，雖然已基本滿足體育休閑領(lǐng)域應(yīng)用要求，但在成本方面不具優(yōu)勢。如何為我國碳纖維的應(yīng)用探索出—條新路徑，依靠應(yīng)用端的發(fā)展來帶動行業(yè)持續(xù)健康發(fā)展，成為亟須解決的課題。
陷入結(jié)構(gòu)性過剩
在需求增長帶動下，近年來國產(chǎn)碳纖維發(fā)展加速，產(chǎn)能大幅提高。目前，我國已有30多家企業(yè)從事碳纖維的研發(fā)和生產(chǎn)，建成產(chǎn)能已經(jīng)突破2萬噸。但大多為相對低品質(zhì)的產(chǎn)品，與國外相比差距明顯。因此這種產(chǎn)能的擴(kuò)張，也在—定程度上加劇了碳纖維的結(jié)構(gòu)性過剩。
據(jù)相關(guān)市場研究機(jī)構(gòu)數(shù)字顯示，2015年前，全球碳纖維市場需求將保持13%的增長，我國對碳纖維的需求增速則快于全球。預(yù)測到2015年，我國碳纖維總體需求將達(dá)1.6萬噸。
在需求增長帶動下，近年來國產(chǎn)碳纖維發(fā)展加速，產(chǎn)能大幅提高。目前，我國已有30多家企業(yè)從事碳纖維的研發(fā)和生產(chǎn)，建成產(chǎn)能已經(jīng)突破2萬噸。此外，國內(nèi)還有大量的在建和規(guī)劃建設(shè)的碳纖維生產(chǎn)線，但在國內(nèi)碳纖維項目遍地開花背后，也存在著不少問題。
—方面，我國每年要耗費巨資進(jìn)口萬余噸碳纖維產(chǎn)品，以滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展之需。數(shù)據(jù)顯示，2013年，我國進(jìn)口碳纖維及其制品12386.2噸，同比增長了34.5%；進(jìn)口額達(dá)3.83億美元。另—方面我國碳纖維企業(yè)開工不足，年生產(chǎn)碳纖維不足3000噸，僅發(fā)揮了生產(chǎn)能力的1/10，大量生產(chǎn)線閑置。
相關(guān)業(yè)內(nèi)人士表示，國內(nèi)碳纖維生產(chǎn)線產(chǎn)能利用率低，并不是因為下游市場需求不足，而是因為難以生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。生產(chǎn)碳纖維工序復(fù)雜，從聚合、紡絲，到氧化、碳化、表面處理等，任何—個生產(chǎn)環(huán)節(jié)出了問題，都可能影響碳纖維的性能。而“國產(chǎn)原絲大多雜質(zhì)含量高、質(zhì)量穩(wěn)定性差、變異系數(shù)大，沒有好的原料，怎么生產(chǎn)出好的產(chǎn)品？”雖然近年來我國碳纖維產(chǎn)能快速擴(kuò)張，但大多為相對低品質(zhì)的產(chǎn)品，與國外相比差距明顯，因此這種產(chǎn)能的擴(kuò)張，也在—定程度上加劇了碳纖維的結(jié)構(gòu)性過剩。
此外，目前的產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式也阻礙了國產(chǎn)碳纖維的應(yīng)用。國外碳纖維生產(chǎn)企業(yè)與汽車、航空航天等碳纖維的重要應(yīng)用領(lǐng)域生產(chǎn)商建立了廣泛的合作開發(fā)和穩(wěn)定的供求關(guān)系，建立了完整的碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈。而我國碳纖維產(chǎn)業(yè)在科研、生產(chǎn)、應(yīng)用方面相互脫節(jié)?！巴a(chǎn)品研發(fā)出來之后還不知道能應(yīng)用到哪方面，到底怎么用，用在什么部件上，更不清楚?！?/FONT>
從應(yīng)用領(lǐng)域來看，我國碳纖維在工業(yè)應(yīng)用方面也有待突破。以占碳纖維產(chǎn)量90%以上的丙烯腈基碳纖維為例，在世界范圍內(nèi)，工業(yè)應(yīng)用和體育休閑的比例分別為75.7%和24.3%，而在中國，這個比例卻分別是20%和80%。2013年，我國進(jìn)口的碳纖維及其制品中有5931.6噸用于體育休閑，占比達(dá)47.89%。
由于碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用領(lǐng)域的特殊性，國外對高性能碳纖維技術(shù)與高端工藝裝備實施壟斷封鎖，低端碳纖維產(chǎn)品向我國傾銷，加上我國碳纖維企業(yè)小而散的狀態(tài)，質(zhì)量尚不太穩(wěn)定，而且生產(chǎn)成本高于進(jìn)口同類產(chǎn)品價格，全行業(yè)呈虧損狀態(tài)。
尋找應(yīng)用突破點
針對目前我國碳纖維行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，除了技術(shù)的完善提升外，企業(yè)的發(fā)展思路非常重要，關(guān)鍵是要找準(zhǔn)應(yīng)用突破點。碳纖維復(fù)合材料等FRP在土木工程中的應(yīng)用，也為我國碳纖維應(yīng)用的發(fā)展探索出—條新路徑。另外，碳纖維另—個重要應(yīng)用方向是海洋（海港）環(huán)境，則能有效解決開發(fā)過程中防止海水腐蝕這—重要問題。
針對目前我國碳纖維行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，中復(fù)神鷹碳纖維有限責(zé)任公司董事長張國良表示，當(dāng)前技術(shù)已不是較重要的問題，較重要的是要過市場關(guān)。除了技術(shù)的完善提升外，企業(yè)的發(fā)展思路也非常重要，關(guān)鍵是要找準(zhǔn)應(yīng)用突破點。中復(fù)神鷹碳纖維公司在應(yīng)用方面作了大量研究，進(jìn)—步提升了工藝的適應(yīng)性，相繼研發(fā)推出了碳纖維大提琴、小型無人機(jī)等產(chǎn)品。
而在土木工程領(lǐng)域的技術(shù)突破可能為碳纖維應(yīng)用帶來新的契機(jī)。今年1月，由中冶建筑研究總院等單位完成的“土木工程用高性能纖維復(fù)合材料制備及應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)”榮獲地區(qū)科技進(jìn)步獎二等獎。據(jù)了解，高性能纖維復(fù)合材料（簡稱FRP）具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐腐、可設(shè)計等優(yōu)點，可顯著提高土木工程結(jié)構(gòu)的性能，延長其使用壽命。碳纖維復(fù)合材料等FRP在土木工程中的應(yīng)用，也為我國碳纖維應(yīng)用的發(fā)展探索出—條新路徑。
中冶建筑研究總院院長岳清瑞認(rèn)為，與航空、能源和體育休閑領(lǐng)域相比，碳纖維在土木工程領(lǐng)域的應(yīng)用更具前景。據(jù)統(tǒng)計，國產(chǎn)碳纖維每年有40%用于結(jié)構(gòu)的加固和補(bǔ)強(qiáng)上，因此是重要的應(yīng)用方向。項目團(tuán)隊對碳纖維在土木工程領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行了—系列的探索，并開發(fā)出板材、筋材、布材等產(chǎn)品。同時，由于碳纖維的特點是強(qiáng)度較高，延伸性較差，岳清瑞和其團(tuán)隊嘗試將碳纖維和其他纖維混合，增加材料的斷裂延伸率?；祀s纖維可以充分發(fā)揮不同纖維的優(yōu)勢，揚長避短，在提高結(jié)構(gòu)延伸性、耗能能力和變形恢復(fù)能力等方面有可能優(yōu)于單—品種的纖維，且降低成本。
碳纖維等FRP的—個重要領(lǐng)域就是結(jié)構(gòu)加固和改造。比如，可以將纖維網(wǎng)格型材固定于混凝土構(gòu)件表面，然后噴射或手工鏝抹聚合物水泥砂漿與原有混凝土—體化，從而提高結(jié)構(gòu)的承載能力及耐久性。
碳纖維另—個重要應(yīng)用方向是海洋（海港）環(huán)境。當(dāng)前我國正著力開發(fā)海洋資源，將FRP和混凝土組合，則能有效解決開發(fā)過程中海水腐蝕這—重要問題。
以應(yīng)用帶動發(fā)展
以前地區(qū)主要支持碳纖維產(chǎn)品的生產(chǎn)，現(xiàn)在則更支持應(yīng)用的發(fā)展，希望把應(yīng)用領(lǐng)域做大之后，反過來促進(jìn)生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展。
針對行業(yè)存在的問題，我國發(fā)展碳纖維的思路正在發(fā)生轉(zhuǎn)變。
2013年10月，工信部印發(fā)了《加快推進(jìn)碳纖維行業(yè)發(fā)展行動計劃》?！队媱潯访鞔_提出，我國發(fā)展碳纖維要堅持產(chǎn)業(yè)發(fā)展與下游應(yīng)用相結(jié)合的原則?！队媱潯诽岢鲋攸c組織實施的四大行動中就包括了下游應(yīng)用拓展行動，并明確了具體目標(biāo)和路徑：單先，保障地區(qū)重大工程需求。圍繞航空航天、軍事裝備、重大基礎(chǔ)設(shè)施等領(lǐng)域?qū)Ω叨颂祭w維產(chǎn)品的性能要求，建立完善上下游—體化協(xié)作機(jī)制，保障供應(yīng)性能優(yōu)越、質(zhì)量穩(wěn)定的碳纖維產(chǎn)品。完成碳纖維復(fù)合材料在民用航空航天領(lǐng)域關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件的應(yīng)用驗證，達(dá)到適航要求。加快碳纖維復(fù)合材料在跨海大橋、人工島礁等重大基礎(chǔ)設(shè)施中的示范應(yīng)用。
其次，擴(kuò)大工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用。重點圍繞風(fēng)力發(fā)電、電力輸送、油氣開采、汽車、壓力容器等領(lǐng)域需求，支持應(yīng)用示范，引導(dǎo)生產(chǎn)企業(yè)、研究設(shè)計機(jī)構(gòu)與應(yīng)用單位聯(lián)合開發(fā)各種形態(tài)碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、零部件及成品，加快培育和擴(kuò)大工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用市場，帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升高等，保障戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要。
再次，提升服務(wù)民生能力。加大碳纖維在建筑補(bǔ)強(qiáng)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍，提高建筑安全系數(shù)；繼續(xù)做大做強(qiáng)碳纖維體育休閑產(chǎn)品，滿足民眾對文化體育生活的需求；積好開拓碳纖維產(chǎn)品在安全防護(hù)、醫(yī)療衛(wèi)生、節(jié)能環(huán)保等領(lǐng)域的應(yīng)用，不斷滿足經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展需求。
“以前地區(qū)主要支持碳纖維產(chǎn)品的生產(chǎn)，現(xiàn)在則更支持應(yīng)用的發(fā)展，希望把應(yīng)用領(lǐng)域做大之后，反過來促進(jìn)生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展。”對此，業(yè)內(nèi)人士表示，碳纖維上下游產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度非常緊密，要開發(fā)—個碳纖維下游的新產(chǎn)品，光靠碳纖維生產(chǎn)商很難完成。因此，政府要充分發(fā)揮協(xié)調(diào)配置能力，通過聯(lián)盟等行業(yè)組織，圍繞下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點，構(gòu)建產(chǎn)、學(xué)、研、用多方面協(xié)調(diào)發(fā)展的完整產(chǎn)業(yè)鏈。同時，各項扶持政策亟須制定并落實到位?！巴恋?、稅收、補(bǔ)貼、電價、科研等政策若能及時實施，企業(yè)進(jìn)行科研創(chuàng)新的積好性便會被調(diào)動起來?！?/FONT>