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提升碳纤维等高性能复合材料的发展水平

放大字体  缩小字体 发布日期:2011-08-23   来源:复材在线   浏览次数:1075  分享到: 分享到腾讯微博
据报道,在即将发布的十二五规划中,高性能复合材料成为国家力挺的产业发展之一,重点在于提升碳纤维、芳纶等高性能纤维及其复合材料的发展水平。

日前有消息称,在即将于下月发布的新材料十二五规划中,国家将力挺高性能复合材料产业的发展,尤其是重点提升碳纤维、芳纶等高性能纤维及其复合材料的发展水平。但是从目前中国的碳纤维产业发展现状来看,尽管碳纤维是国家十二五新材料产业规划的重点突破产业,将碳纤维纳入国家十二五发展规划中,会给中国的碳纤维产业带来难得的产业发展时机。

碳纤维或将纳入复合材料十二五发展规划

日前有消息称,在即将于下月发布的新材料十二五规划中,国家将力挺高性能复合材料产业的发展,尤其是重点提升碳纤维、芳纶等高性能纤维及其复合材料的发展水平。

但是中国碳纤维产业在技术上的短板,决定了要突破美国、日本等碳纤维技术强国的技术封锁,实现自主知识产权的研发突破,也绝非易事,即便实现了自主知识产权的突破,打破美国、日本等国的技术垄断,也仍将会面临美国、日本等现今世界最为强大的七大碳纤维生产商的竞争,在这个进口替代市场中,能获益多少,尚未可知。这些不确定性或将使得碳纤维产业的政策利好难以掀起太大的“浪花”,碳纤维更是难以引领新材料行情。但在目前的上市公司中,博云新材“背靠”“军工”,其所实现的技术突破或许可以给博云新材带来更多的机会。

受此消息影响,18日尽管大盘出现1.61%较大幅度的下挫,拥有部分碳纤维产能的 中钢吉炭 (000928:12.04,+0.12,↑1.01)平盘报收,军民两用碳纤维制造商 博云新材 (002297:16.97,-0.05,↓-0.29)微涨0.23%。

中国碳纤维或将迎来政策扶持黄金发展期

碳纤维是由一种含碳量在95%以上的新型纤维材料,它是用一些含碳的有机纤维,如腈纶丝、沥青及粘胶纤维等做原料,跟塑料树脂结合在一起,放在惰性气体中,经碳化而成的新型纤维材料,其物理性能具有强度大、模量高、密度低、线膨胀系数小等特点,可以称之为新材料之王。目前,碳纤维被广泛的应用于建筑、化工、汽车及机械制造、航空航天、风电设备、纺织服装、体育休闲等领域。其中,航空航天碳纤维消费量约占20%,体育休闲用品约占21%,各类工业产业约占58%左右。

碳纤维根据基础原料不同可以分为三类:以聚丙烯腈(PAN)为原料高温碳化形成的碳纤维为PAN基碳纤维;以沥青为原料高温碳化形成的碳纤维为沥青基碳纤维;以粘胶纤维原料高温碳化形成的碳纤维为粘胶基碳纤维。其中,由于PAN基的碳纤维在强度上要优于沥青基、粘胶基碳纤维,在目前全球的碳纤维生产中占有90%的比例。

国际上PAN基碳纤维的生产,实际上从上世纪60年代开始起步,经过半个多世纪的发展,其生产工艺技术已经成熟。起初,PAN基碳纤维主要用于军工和宇航,经过40余年的发展,其应用领域正在向工业领域和普通民用领域扩大。

而随着PAN基碳纤维应用领域的不断扩大,PAN基碳纤维的生产供应及市场需求均呈现出良好的发展态势。

据研究,PAN基碳纤维2002年的全球需求约1.17万吨,2003年约为1.99万吨,到2006年全球的PAN基碳纤维消费量达到了约2.2万吨,2007年达到约2.726万吨,2008年达到约3.09万吨,2010年约为3.2万吨,预计到2014年将超过7.5万吨,到2018年碳纤维的需求量或将达到11万吨。而在生产供应上,2003年产量约1.99万吨,当年基本供需平衡;但2008的产量仅约2.51万吨,而2010年的碳纤维供应总量也仅约为3万吨左右。可以说,碳纤维目前仍存在供需的缺口。

但是从目前的统计数据来看,2005年世界的碳纤维总产能为3.37万吨/年、2006年为4.16万吨/年,2008年达到了6.19万吨/年,而在2009年全球7大碳纤维制造商——东丽、东邦、三菱丽阳、SGL、Hexcel、Cytec和Zoltek,已宣布计划在未来3~5年扩产78%。而根据2010美国碳纤维会议最新数据,2010年将新增碳纤维的设计产能为55950 吨,预计到2014年全球碳纤维产能或将达到约12万吨。如若按照目前50%-70%的产能利用率计算,2010年,碳纤维供需基本平衡,2014年也仍将有可能会出现供给缺口,但若产能利用率提高,供过于求的可能性较大。因此,虽然短期看来碳纤维会供不应求,但到2014年供应可能会超过需求。

中国碳纤维的研发也开始于上世纪60年代,起初也是为了发展航空航天及军工工业而建立起来的配套工业。但随着改革开放之后,随着国民经济的快速发展,中国的碳纤维需求也不断的加大。据统计,1996年中国的碳纤维需求量为580吨,但到了2002年消费量达2235吨,到了2006年需求量突破了3000吨,2010年全年的消费量约为5800吨,而目前更有预测称,到了2012年中国市场的碳纤维需求或将达到1万吨。

但实际上,2006年中国的国产碳纤维产量仅约为40吨,2010年的年产量也不足100吨。中国的碳纤维需求对外依存度高达90%左右。因此,对于中国的碳纤维产业来说,如若能实现技术上的突破,实现规模化的产业化大生产,如果按照目前碳纤维国际价格约60—80万元/吨计算,需求量1万吨,90%的对外依存度,或将产生约50—70亿元的进口替代市场,如果考虑产业规模效应,或将形成上百亿元的产业市场。

因此,此次明确将碳纤维作为新材料重点方向纳入国家新材料十二五规划,或将给碳纤维产业的发展带来更多的发展机会,迎来产业发展的黄金时期。

技术短板或使碳纤维难以引领新材料行情

但是,我们也不得不需要正视的是,由于碳纤维生产工艺复杂、技术含量高,加之政治因素限制技术和设备等引进,目前全球碳纤维技术和生产仍主要控制在日本和美国手中。

目前,全球可实现碳纤维产业化的国家和地区不足20 个;规模化生产企业不超过12 家。日本东丽、日本东邦、美国卓尔泰克、日本三菱丽阳是全球碳纤维产能排名前四的生产商,这四家分别占全球碳纤维总产能的23.4%、17.1%、14.3%和10.3%。

尽管中国对碳纤维的研究也开始于20世纪60年代,80年代开始研究高强型碳纤维。

但是数十年来进展缓慢,虽然也取得了一定成绩,但是中国的碳纤维研发与应用仍远远的落后于美国、日本这两个碳纤维技术强国至少20年。

2000年以后,中国的碳纤维研发与应用发展较快。十五期间,安徽华皖碳纤维公司率先引进了500吨/年原丝、200吨/年PAN基碳纤维(只有东丽碳纤维T300水平)项目,使我国碳纤维工业进入了产业化。随后,一些厂家相继加入碳纤维生产行列。截止至2006年合计生产能力仅为1310吨/年,产品规格为1K、3K、6K、12K。但由于一些企业没有原丝可烧,实际国内碳纤维的总产量不足40吨/年,而且产品质量不太稳定,大多数达不到T300水平。

近几年来,碳纤维作为国家倡导的战略性新兴产业中重点突破方向,正受到越来越多人的关注,国内碳纤维生产线建设也异常热闹。截至2010年,中国已建和拟在建的碳纤维产能已达到7万~8万吨/年,其中已建成的产能为5000吨。但是2010年的国产碳纤维产量却只有千吨左右,而且部分产品质量水平连T300级都达不到,每年8000~9000吨的需求量大部分要依靠进口。

从2000年开始,中国的碳纤维研发与应用在技术上放弃了原来的硝酸法原丝制造技术,采用以二甲基亚砜为溶剂的一步法湿法纺丝技术并获得成功后,中国的碳纤维生产技术水平获得了很大的提升,目前利用这些自主技术研制的少数国产T300、T700碳纤维产品已经达到国际同类产品水平。但是在碳纤维的规模化量产方面,仍难以跟得上美国、日本等七大碳纤维生产商的产业化水平。

因此,对于中国的碳纤维研发机构及生产商们来说,尽管中国的碳纤维市场较为可观,但是面对摆在眼前的“蛋糕”,在美国、日本等西方碳纤维技术封锁的情况下,不实现碳纤维生产制造技术的突破,尤其是规模化产业化大生产所需要的关键性技术,恐怕也只能眼睁睁的看着“蛋糕”被外人拿走。

在目前的上市公司中,中钢吉炭是目前国内最大的碳纤维生产制造商,目前拥有一条生产线,工艺成熟,产能为 10 吨/年,主要生产 1k、3k 的 T300 级碳纤维;2008年通过股权转让,100%控股中钢江城碳纤维公司,而中钢江城现有年产2000吨的碳纤维项目,主要产品为12K、T300 级小丝束碳纤维,主要用在民用、工用领域,2008 年开始筹建,一期500 吨/年的生产线建设将于2011 年8月投产,二期1500吨/年的生产线建设将于 2012 年年底投产。而目前中钢吉炭的碳纤维售价约为33万元/吨,毛利率约为35%。

博云新材的“高性能炭/炭航空制动材料的制备技术”为国家重点工业性实验项目的成果,于2003 年研发成功,突破美国等西方国家的技术封锁,使国内成为继美、英、法三国之外掌握该技术的国家。2009年5月,公司研制的空客-320 系列炭/炭复合材料刹车副获得了发航总局 PMA 证书,公司已具备军用、民用飞机刹车副(炭/炭复合材料飞机刹车副)、航天用炭/炭复合材料产品的生产能力。2010年,博云新材碳纤维高性符合材料业务的营收总计约为2.18亿元,毛利率为33.26%。

除此之外,金发科技(600143)、大元股份(600146)等个股也有碳纤维项目在拟建或是行将投产。

尽管,碳纤维是国家十二五新材料产业规划的重点突破产业,但是要突破美国、日本等碳纤维技术强国的技术封锁,实现自主知识产权的研发突破,却绝非易事,即便实现了自主知识产权的突破,打破美国、日本等国的技术垄断,也仍将会面临美国、日本等现今世界最为强大的七大碳纤维生产商的竞争,在这个进口替代市场中,能获益多少,尚未可知。这自然也难以引领新材料行情。

而在目前的上市公司中,博云新材“背靠”“军工”,其所实现的技术突破或许可以给博云新材带来更多的机会。

 

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