近日，新款宝马i3新能源车将正式发布，其通过采用碳纤维等轻质材料，使整车重量降至普通车辆的60%，大幅提高能效和行驶性能。除宝马外，日本、欧美等地多家车企也已经或将要推出采用碳纤维材料的量产车型，为碳纤维打开新的市场空间。据机构研报，仅在我国，若部分高档民用汽车使用碳纤维材料进行轻量化，则预计到2015年，我国汽车工业对碳纤维的需求量将达2800吨，对碳纤维总体需求将达1.6万吨。
一方面是需求不断上升，一方面是碳纤维材料的战略意义（在军工领域用途广泛），该产业已受到有关部门的高度重视。工信部此前就“加快推进碳纤维行业持续健康发展的指导意见”征求意见，提出，到2015年初步建立碳纤维及复合材料产业体系，培育3至5家骨干企业，到2020年，使我国碳纤维整体创新和产业化发展能力接近或达到国际先进水平。有关方面透露，目前国家正研究风险补偿和专项贷款等扶持政策，力挺国内企业快速成长，打开产业空间。
碳纤维市场需求快速上升
碳纤维是以碳化方法制得的含碳量90%以上的纤维状材料，其强度可达钢铁材料的十倍，质量却仅是铝材的一半。除优异的力学性能外，碳纤维还兼具低密度、耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、抗疲劳、震动衰减性高、电及热传导性高、热膨胀系数低、光穿透性强、电磁屏蔽性好等诸多优良性能，因而被称为先进复合材料中最重要的增强材料，地位举足轻重。“碳纤维是军民两用新材料，属技术密集型和政治敏感的关键材料。”工信部原材料司副司长高云虎表示。
自上世纪70年代，碳纤维在航天航空领域应用以来，其应用潜力受到各国高度重视。目前全球碳纤维需求主要分为三大类：航天航空、消费和娱乐、能源和工业。其中，工业领域应用近年来增速明显。仅以汽车工业为例，推进汽车轻量化以降低油耗，应对资源和环境的严峻挑战，已经成为汽车工业发展的重要主题。以塑代钢的大趋势已经确立，并且正从豪华车型向大众车型推广。在美国，2013款SRT蝰蛇和2014款雪佛兰科尔维特在发动机罩和其他部位均采用了碳纤维材料，其中，雪佛兰科尔维特计划实现每年2万辆产销量；而在日本，碳纤维巨头帝人公司的汽车用碳纤维也在逐步扩大产能；在欧洲，除宝马外，大众汽车也在研发碳纤维车顶，供新款高尔夫所用。由于汽车等领域新增需求扩张，碳纤维产业市场爆发，美国碳纤维上市公司卓尔泰克（ZOLT）今年涨幅已近80%。
据美国市场研究机构提供的数字，2015年前，全球碳纤维市场需求将保持13%的增长。而我国对碳纤维的需求增速却明显快于全球。仅以汽车领域为例，作为世界第一大汽车销售市场，去年我国汽车产销量分别达1927.18万辆和1930.64万辆。有机构研究员认为，仅考虑到部分高档民用汽车采用碳纤维材料进行轻量化，预计2015年我国汽车工业对碳纤维的需求量也将达到2800吨。据估计，至2015年，我国对碳纤维总体需求将达1.6万吨。而根据新材料产业规划，“十二五”末我国碳纤维产能为1.2万吨。
国内碳纤维产业曲折前行
目前，我国碳纤维产业尚处起步阶段，存在产业集中度低、产能利用率低、技术水平亟待提高等问题。在上周举行的石墨烯产业发展趋势及投资论坛上，工信部原材料司副司长高云虎提到这样一个事实：海外碳纤维巨头对中国企业在碳纤维产业化上的推进极其敏感，自2008年我国首次实现碳纤维规模化生产以来，外企屡次采用低价倾销战略，意图将我国碳纤维产业扼杀在萌芽状态。
“2008年我国企业宣布T300碳纤维规模化生产，该规格产品的国际价格便由最初的500元每公斤猛降至120元以下；2011年T700级实验成功，国际价格从400元每公斤降至320元；去年产品投产，国际价格进一步下跌至160元每公斤。”高云虎表示。
纵观国际市场，碳纤维中小丝束生产基本被东丽、东邦和三菱等日本企业所控制，三者市占率达70%左右；大丝束则主要由美国卓尔泰克、德国西格里和日本东邦控制，市占率为80%左右。而在碳纤维产业链诸多细分环节中，上述企业基本垄断了核心技术，其中PAN原丝生产中的聚合、喷丝、牵引等几个步骤，碳化过程中的低温碳化、高温碳化两个环节占据了整个产业链55%-75%的利润份额。
反观我国碳纤维产业，由于受到碳纤维原丝质量、耐高温材料以及大型高温炉几项关键技术因素的制约，到2000年自给率仅为2.3%，近年来上升到15%以上。最新数据显示，我国碳纤维产品以小丝束等低档产品为主，T300碳纤维实现了国产化，以小丝束6K、12K为主；T700在小批量生产中；T800、T1000也已着手开始相关研发。
“我国目前的碳纤维产业布局中以中低端为主，这是这个行业必走的一步。利用成本优势快速催动本国需求崛起，并占领全球中低端市场是中国碳纤维产业的希望所在。如果在关键技术上取得突破，或者在关键节点上得到政策的扶持，实现弯道超车也不是没有可能。”一位业内分析人士告诉记者。
技术突破可待 政策扶持可期
记者注意到，在上周召开的石墨烯产业发展趋势及投资论坛上，浙江大学高分子科学与工程学系高超教授介绍了他所在的团队正在进行的石墨烯纤维相关的前沿研发成果。全球顶级学术期刊《自然》中文版称“高超的团队展示了怎样从氧化石墨烯胶体液晶纺制宏观石墨烯纤维，为碳纤维的制备提供了新途径。”他们拍摄的石墨烯纤维突破还入选了《自然》的年度图片。当碳纤维含碳量高于99％，就称为石墨纤维。而这项技术显示可以从石墨烯“纺织”成石墨烯纤维，实现超强的力学性质和良好的导电、导热特性。
“可以在多个领域实现应用，比如说，作为一种超强、超韧的复合纤维，或许人人都可以成为蜘蛛侠。”高超半开玩笑的表示。类似这样的研发成果还有很多，我国新材料领域的论文数量已经位居全球首位，其中不少研究者针对的就是类似于碳纤维这样的产业化领域。
而在政策领域，主管部门对新材料领域的关注也越来越集中。此前已发布的有新材料产业五年规划。今年以来，工信部又就“加快推进碳纤维行业持续健康发展的指导意见”征求意见，提出到2015年初步建立碳纤维及复合材料产业体系，培育3至5家骨干企业，到2020年，使我国碳纤维整体创新和产业化发展能力接近或达到国际先进水平。近日工信部又发布“新材料产业标准化工作三年行动计划”，也包括碳纤维产业。
“我们深感国家在关键材料的保障能力上严重不足。”高云虎表示。去年，工信部围绕航空航天、轨道交通、汽车船舶等重要领域进行了需求调研，涉及近五十家大型企业、240余种关键材料，但调研结果显示，三成以上材料国内完全空白，仅有不到15%材料能完全自给。高云虎表示，近期正在研究新材料科技重大专项事宜，拟研究风险补偿专项政策和专项贷款等配套政策，帮助包括碳纤维在内的创新型新材料生产企业扭转在国际市场上的不利局面，打开产业空间。
