国产碳纤维已艰难起步及存在的问题

    2012年2月，工业和信息化部发布了《新材料产业“十二五”发展规划》（以下简称《规划》），《规划》不仅将碳纤维列为了高性能增强纤维的发展重点，还在“重大工程”中设置了“碳纤维低成本化与高端创新示范工程”。时隔一年，工信部又把制订并发布《关于促进碳纤维产业健康发展的指导意见》（以下简称《指导意见》）作为2013年石化化工行业管理工作的重点之一，主管政府部门对碳纤维的重视可见一斑。
一、国产碳纤维已艰难起步，但也存在一些问题
    碳纤维性能优异，这些优异的性能给碳纤维带来了广阔的应用前景。概括来讲，可将碳纤维的应用领域分为两大类：工业应用和体育休闲。其中，工业应用包括航空航天、风力发电叶片、汽车、油田钻探、压力容器、抗震加固等，体育休闲包括钓鱼竿、高尔夫球杆、球拍等。应用于工业领域的碳纤维通常要求较高，特别是航空航天用碳纤维，而体育休闲用碳纤维多为低端产品。
    从研发角度来讲，我国的碳纤维起步并不算晚。早在20世纪60年代，科学院长春应用化学研究所便率先开始聚丙烯腈基碳纤维的研究，并于70年代初完成了连续化中试装置。后来，上海合成纤维研究所、科学院山西煤炭化学研究所、北京化工大学、山东大学等也开始了相关研究工作。
    从产业化而言，我国的碳纤维进展缓慢。虽然我国在20世纪70年代就突破了连续氧化和碳化技术，先后建成了从几百公斤到几十吨的生产线，但由于对技术难度估计不足、资金投入不够、研究欠缺深入等原因，碳纤维的产业化水平与国外存在较大的差距。

    进入21世纪，国产碳纤维发展加速，产能大幅提高。2010年时我国碳纤维原丝产能就已达到12 080t/a，碳纤维产能达到7 081t/a。2012年，已有30多家企业从事碳纤维的研发和生产，建成产能已经突破了1万t，主要企业和产能如图1所示。此外，国内还有大量的在建和规划建设的碳纤维生产线。然而，在国内碳纤维项目遍地开花的繁荣景象背后，也存在着不少问题，产业发展隐忧重重。
问题一：产能利用率极低。
    虽说国内的建成产能已经突破了10 000t，但实际产量仅为2 000t左右，产能利用率仅在0.2左右，而国际上大多数厂商的产能利用率为0.7～0.9。国内碳纤维生产线产能利用率低并不是因为下游市场需求不足，事实上我国每年都需要进口大量的碳纤维产品，包括海关商品编号为68151000的碳纤维布和棒，编号为68159920的碳纤维，以及编号为68159939的特种碳纤维纱线及其他制品等。仅以编号为68159920的碳纤维为例，2012年1-11月，我国的进口总量就达到了1 376t，而同期出口额仅为269t，如表1所示。

问题二：产品质量不过关。
    难以生产出合格的产品是国内碳纤维产能利用率低的本质原因。生产碳纤维工序复杂，从聚合、纺丝，到氧化、碳化、表面处理等，任何一个生产环节出了问题都可能影响碳纤维的性能。比如，原丝质量不过关便是国产碳纤维面临的重要难题，国产原丝大多杂质含量高、质量稳定性差、变异系数大，没有好的原料，怎么生产出好的产品？
问题三：高端产品有待突破。
    以占碳纤维产量90%以上的聚丙烯腈基碳纤维为例，在全范围内，工业应用和体育休闲的比例分别为75.7%和24.3%；而在，这个比例却分别是20%和80%。同样是碳纤维，的消费结构为何与范围的消费结构形成如此大的反差？不是的工业领域不想用碳纤维，而是因为国内使用碳纤维成本太高甚至无高端碳纤维可用。从表1的数据中我们也可以看出，不仅是碳纤维净进口国，进口产品的单价也几近于出口产品单价的2倍。
问题四：缺乏的评价体系。
    近些年来，经常可以看到国内碳纤维厂家突破技术难关，生产出高端碳纤维产品的新闻报导。但对这样的报道公众多持谨慎的怀疑态度，产品真的出来了吗？产品稳定可靠吗？得到下游用户的认可了吗？面对这些质疑，厂家需要拿出的第三方评价报告，自己宣称不能令人信服。而据笔者所知，国内碳纤维产业尚缺乏完善、的评价体系。
    其实，国产碳纤维存在的问题远不止以上四点。在20世纪，国产碳纤维可以说完败于国外产品，那么21世纪，国产碳纤维艰难起步了，能否实现赶超？