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碳纤维是含碳量在90%以上的无机高分子纤维，具有高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、导热和导电等多种优异的性能。碳纤维是国民经济和国防建设不可或缺的战略性新材料，在航空航天、汽车工业、风力发电、油田钻探、碳纤维复合芯电缆、建筑补强、文体休闲和医疗器械等方面具有广泛的应用。然而，我国碳纤维上市公司，如金发科技、方大炭素、大元股份和中钢吉炭等几乎全部亏损，碳纤维“新材料之王”的光环正在消退。是什么原因导致了碳纤维产业现在的困境？我国碳纤维产业发展存在哪些问题？应该选择什么样的发展模式？本文对此进行了研究，以期对我国碳纤维企业走出困境提供参考。
一、碳纤维产业发展现状
1.全球碳纤维产业发展现状
全球范围内生产小丝束碳纤维的企业主要有日本的东丽集团、帝人东邦和三菱丽阳集团，美国的赫氏集团和氰特实业，以及我国台湾的台塑集团；生产大丝束碳纤维的企业主要有日本的三菱丽阳和东丽集团，德国西格里公司，以及土耳其的阿克萨公司。日本几乎垄断了全球小丝束碳纤维市场，东丽集团、帝人东邦和三菱丽阳3家企业约占全球60%的产能；大丝束碳纤维市场方面，三菱丽阳、东丽集团和西格里垄断了全球约80%的产能。东丽集团是世界上最大的碳纤维供应商，在技术水平、产能规模和应用推广方面遥遥领先。
据美国AJR顾问公司预测，全球碳纤维的产能将由2011年的10.2万t增加到2015年的12.9万t，2020年将达到18.5万t。预计2020年，全球碳纤维产量分布占比如下：美国为28%，欧洲为28%，日本为25%，中国为9%，其他国家和地区约为10%。
2.我国碳纤维产业发展现状
经过多年的努力，我国碳纤维产业在关键技术研发和应用研究方面取得了很大进步，实现了T300规格碳纤维的工业化生产，突破了T700和T800碳纤维产品的关键制备技术，正在进行工程化技术研究。目前，我国正处于由T300通用级碳纤维向更高性能的产品发展的过渡期。我国碳纤维生产企业在30家左右，主要分布在江苏、山东、吉林和辽宁等地。其中，具有千吨级规模的企业有4家，分别为中复神鹰碳纤维有限公司、江苏恒神碳纤维有限公司、山东威海拓展碳纤维有限公司和中国化工集团公司。
2013年，我国碳纤维产量、进口量和表观消费量分别为0.25万t、0.95万t和1.15万t。据预测，到2015年，国内碳纤维需求量约为1.5万t/a，到2020年约为2～3万t。目前，我国碳纤维自给率仅21.7%，对外依存度接近80%。国外碳纤维主要应用于航空航天、体育休闲和工业领域，需求量比例分别占20%、20%和60%；而我国碳纤维仍集中在相对低端的体育休闲产业，航空航天、体育休闲用品和工业领域分别占比为5%、60%和35%，下游应用市场对碳纤维的需求拉动作用不足。
二、我国碳纤维产业存在问题
目前，我国碳纤维行业存在关键技术落后、产业化技术仍相对薄弱、下游应用开发滞后、市场竞争力较弱等问题，同时对前瞻性的碳纤维材料探索不够，自主创新能力不强，我国高性能碳纤维和复合材料关键技术整体仍处于有待全面突破的阶段。
1.产业政策导向性差
对于战略性新兴产业，我国采取了经济补贴的政策，这在一定程度上促进了新兴产业的发展。然而，巨额经济补贴的存在，降低了战略性新兴产业企业的利润要求，促使企业盲目扩大产能，寻求市场占有率，导致低水平重复建设现象普遍，扰乱了行业的正常秩序。在市场前景看好、政府大力支持、以及碳纤维产业市场准入标准缺失的情况下，各地纷纷上马碳纤维项目，导致产能迅速膨胀。近年来，我国碳纤维企业由10家迅速膨胀到30家，同质化竞争严重，企业开工率严重不足。2012年，我国碳纤维生产线设计产能超过了2万t，实际产量约2 000t，产能利用率仅10%，大量生产线闲置。
2.关键技术有待突破
我国碳纤维性能不高、产品稳定性差、生产成本居高不下，高性能纤维一些关键问题还没有完全突破。原丝是生产碳纤维的关键，而我国碳纤维原丝水平落后，质量尚未过关。碳纤维强度低、稳定性差、均匀性差、毛丝多，碳纤维质量与国外先进企业有较大差距。国产碳纤维只能用在飞机非承力和次承力件上，而飞机最关键的承力件碳纤维尚需进口。此外，我国机械制造业落后，碳化炉等关键设备研发滞后。碳纤维设备生产技术几乎被国外垄断，且严格限制对我国出口。由于缺少先进设备，我国碳纤维企业难以形成规模效应，运营成本高，制约碳纤维企业的发展壮大。因此，提高碳纤维企业的技术水平是当务之急。
3.上下游产业链合作少
碳纤维行业研发、生产与应用相互脱节，产业链合作较少是制约我国碳纤维行业快速发展的一大瓶颈。在上游研发方面，企业片面强调规模扩张，而忽视技术研发，尚未形成关键技术协同攻关、工艺问题共同突破的合作机制，严重制约了碳纤维产业化发展的进程。在下游应用方面，碳纤维复合材料应用对国产碳纤维的牵引效应不足。虽然我国正在积极研发高性能纤维，但是对高性能纤维下游产品的市场应用并不清楚。因此，要上下游根据具体用途共同联合开发。国外碳纤维生产企业与航空航天、汽车工业等碳纤维应用企业建立了良好的合作關系。例如，日本碳纤维企业与美国波音公司和法国空客公司合作，在波音B787和空客A380飞机上大量使用碳纤维复合材料；德国西格里公司与宝马联合开发汽车用复合材料，利用碳纤维材料代替钢铁车身。
4.产业集中度低
日本碳纤维企业仅东丽集团、帝人东邦和三菱丽阳3家，美国企业仅赫氏和氰特2家。我国碳纤维企业在30家左右，产业集中度低，缺乏竞争力，无法与国际碳纤维企业巨头相抗衡。当前国产碳纤维产业化规模的单线产能以500t级和1 000t级为主，与国际平均单线产能1 800t的水平存在较大差距。以日本为代表的碳纤维企业T300级标准型碳纤维单线年产能已达2 000t以上，而且产品种类齐全、质量稳定。日本东丽集团的产能接近2万t，相对于我国全部30家企业的总产能。 5.企业技术单一
我国碳纤维工艺技术单一，多元化体系尚未建立。目前，我国绝大多数碳纤维企业采用的是二甲基亚砜原丝技术，其他原丝技术的发展相对滞后，加剧了技术同质化的低效竞争，导致我国碳纤维企业之间封闭竞争严重，无法形成具有竞争力的产业集团。对比日本3大碳纤维企业，企业技术路线各不相同，产品产异化明显。例如，日本东丽集团采用二甲基亚砜技术路线，三菱丽阳采用二甲基甲酰胺技术路线，东邦公司采用氯化锌（ZnCl2）技术路线。此外，日本企业还积极加强合作，成立了“碳纤维回收技术联合研发小组”，共同开发碳纤维回收技术，保持其行业领先地位。
6.国外企业蓄意打压
近年来，面对我国碳纤维企业技术的不断进步，国外企业纷纷通过低价竞销的方式来遏制我国企业的发展。我国稳定生产一个级别的碳纤维后，国外企业的价格就大幅下降一次。例如，2010年12k的T300产品价格为24万元/t，2012年则下降到12万元/t。虽然产品价格的下降有利于我国下游碳纤维应用企业的发展，但却对我国碳纤维生产厂商造成了巨大的成本压力，使得碳纤维原丝企业失去了学习的机会。受国外低价倾销和恶意竞销的影响，国内碳纤维企业基本处于全线亏损的状况。
三、我国碳纤维产业发展模式研究
我国碳纤维行业发展正处于关键时期，应积极探索适合自身的发展模式，根据我国的市场需求，走中国特色的碳纤维产业发展之路，提高国际竞争力，推动我国碳纤维产业持续健康发展。
1.加强顶层设计
一是从国家战略需求出发，加强碳纤维战略规划和战略决策研究，对国内外发展现状、技术水平和发展趋势等进行系统分析，以指导行业发展；二是以项目导向的政策代替产业导向政策，抑制低水平重复建设，引导企业投资碳纤维优势和高端项目；三是建立健全行业运行监测和预警机制，及时发布行业最新态势，加强行业监管；四是设定行业准入门槛，从能耗、废弃物排放，以及安全生产等方面加以限制，规范市场秩序。
2.加强技术研发和创新
一是建立以企业为主体，高等院校和科研院所共同参与的创新体系，不断提高企业自主创新意识，并把建设创新型产业作为战略目标；二是突破制约碳纤维产业发展的关键技术和设备瓶颈。提高碳纤维原丝生产技术，发展2种或2种以上的碳纤维原丝制备工艺，形成多元化技术体系，为生产高性能碳纤维提供保证。积极研发高低温碳化炉等关键设备，降低生产成本，提高产业化水平。
3.促进产业链条协调发展
碳纤维行业的产业链可分为原丝、碳纤维、下游应用3个环节，其中每一个环节都包含了很多核心技术，因此，产业链上下游企业的合作至关重要。上游原丝直接影响碳纤维的质量和成本，下游应用需求将推动碳纤维的发展，要以系统论的思想发展碳纤维产业。一是政府和行业协会要积极引导，促进上下游企业之间的合作，整合行业力量，推进研发、生产、应用一体化，降低碳纤维行业成本；二是加强碳纤维生产企业间以及上下游企业间和科研单位之间的联系与合作，推进碳纤维制备技术与应用市场需求相结合；三是重点开拓和培育下游应用市场，开展交通运输、电力传输、大功率风机叶片、建筑工程、深井采油等碳纤维复合材料应用示范应用工程。
4.提高产业集中度
一是鼓励规模化发展，提高行业集中度。各大科研机构、企业应该积极合作，形成合力，制定行业发展规划，避免重复研究，追赶东丽集团等国外行业巨头；二是积极培育具有竞争力的骨干企业，发展多品种多系列的碳纤维生产技术，增强企业的竞争力和抗风险能力；三是鼓励以大型碳纤维生产企业为龙头，开展跨地区、跨所有制的联合重组，培育若干产业集聚区，实现资源优化配置，提高全产业链的竞争优势。
5.正确定位产品市场
无论在产业规模或产品质量方面，我国碳纤维产业与国外都存在较大差距，尚无法与国外龙头企业进行正面对抗，因此要正确定位产品市场，选择适合自身的发展模式。例如，土耳其阿克萨公司以低成本和专注工业应用细分市场的经营战略进军碳纤维市场，在行业垄断形势下取得了不错的业绩。针对我国碳纤维行业当前的技术水平和管理水平，应充分利用并整合自身优势资源和正确定位细分市场。航空航天用小丝束对技术要求高，但是军工和航空航天市场对碳纤维的需求占比只有18%，而汽车工业、风力发电等工业领域对碳纤维的需求则超过了50%。因此，应瞄准工业领域这个巨大的市场，着力发展通用级碳纤维产品，并通过降低成本和提升產品性能来增强自身的竞争力，推进其在工业领域的应用，抢占市场份额。
6.实施市场保护制度
由于缺乏相关产业市场保护的制度约束，地方政府更愿意引进外国投资，鼓励发展合资企业，这在推动本地产业发展的同时，摧毁了我国处于萌芽期的新兴产业。因此，战略性新兴产业不应该与成熟产业保持相同的开放程度。如果将其纳入开放的国际环境中，国外优势企业产品的大量涌入制约了我国碳纤维产业的发展。此外，我国也享受在一些发展水平较低的战略性部门实施一定的贸易保护的特权。在我国碳纤维产业发展水平不高，也不具备世界竞争力的情况下，面对国外行业巨头的打压，我国应积极推动碳纤维等战略性新兴产业实施贸易保护。
一、碳纤维产业发展现状
1.全球碳纤维产业发展现状
全球范围内生产小丝束碳纤维的企业主要有日本的东丽集团、帝人东邦和三菱丽阳集团，美国的赫氏集团和氰特实业，以及我国台湾的台塑集团；生产大丝束碳纤维的企业主要有日本的三菱丽阳和东丽集团，德国西格里公司，以及土耳其的阿克萨公司。日本几乎垄断了全球小丝束碳纤维市场，东丽集团、帝人东邦和三菱丽阳3家企业约占全球60%的产能；大丝束碳纤维市场方面，三菱丽阳、东丽集团和西格里垄断了全球约80%的产能。东丽集团是世界上最大的碳纤维供应商，在技术水平、产能规模和应用推广方面遥遥领先。
据美国AJR顾问公司预测，全球碳纤维的产能将由2011年的10.2万t增加到2015年的12.9万t，2020年将达到18.5万t。预计2020年，全球碳纤维产量分布占比如下：美国为28%，欧洲为28%，日本为25%，中国为9%，其他国家和地区约为10%。
2.我国碳纤维产业发展现状
经过多年的努力，我国碳纤维产业在关键技术研发和应用研究方面取得了很大进步，实现了T300规格碳纤维的工业化生产，突破了T700和T800碳纤维产品的关键制备技术，正在进行工程化技术研究。目前，我国正处于由T300通用级碳纤维向更高性能的产品发展的过渡期。我国碳纤维生产企业在30家左右，主要分布在江苏、山东、吉林和辽宁等地。其中，具有千吨级规模的企业有4家，分别为中复神鹰碳纤维有限公司、江苏恒神碳纤维有限公司、山东威海拓展碳纤维有限公司和中国化工集团公司。
2013年，我国碳纤维产量、进口量和表观消费量分别为0.25万t、0.95万t和1.15万t。据预测，到2015年，国内碳纤维需求量约为1.5万t/a，到2020年约为2～3万t。目前，我国碳纤维自给率仅21.7%，对外依存度接近80%。国外碳纤维主要应用于航空航天、体育休闲和工业领域，需求量比例分别占20%、20%和60%；而我国碳纤维仍集中在相对低端的体育休闲产业，航空航天、体育休闲用品和工业领域分别占比为5%、60%和35%，下游应用市场对碳纤维的需求拉动作用不足。
二、我国碳纤维产业存在问题
目前，我国碳纤维行业存在关键技术落后、产业化技术仍相对薄弱、下游应用开发滞后、市场竞争力较弱等问题，同时对前瞻性的碳纤维材料探索不够，自主创新能力不强，我国高性能碳纤维和复合材料关键技术整体仍处于有待全面突破的阶段。
1.产业政策导向性差
对于战略性新兴产业，我国采取了经济补贴的政策，这在一定程度上促进了新兴产业的发展。然而，巨额经济补贴的存在，降低了战略性新兴产业企业的利润要求，促使企业盲目扩大产能，寻求市场占有率，导致低水平重复建设现象普遍，扰乱了行业的正常秩序。在市场前景看好、政府大力支持、以及碳纤维产业市场准入标准缺失的情况下，各地纷纷上马碳纤维项目，导致产能迅速膨胀。近年来，我国碳纤维企业由10家迅速膨胀到30家，同质化竞争严重，企业开工率严重不足。2012年，我国碳纤维生产线设计产能超过了2万t，实际产量约2 000t，产能利用率仅10%，大量生产线闲置。
2.关键技术有待突破
我国碳纤维性能不高、产品稳定性差、生产成本居高不下，高性能纤维一些关键问题还没有完全突破。原丝是生产碳纤维的关键，而我国碳纤维原丝水平落后，质量尚未过关。碳纤维强度低、稳定性差、均匀性差、毛丝多，碳纤维质量与国外先进企业有较大差距。国产碳纤维只能用在飞机非承力和次承力件上，而飞机最关键的承力件碳纤维尚需进口。此外，我国机械制造业落后，碳化炉等关键设备研发滞后。碳纤维设备生产技术几乎被国外垄断，且严格限制对我国出口。由于缺少先进设备，我国碳纤维企业难以形成规模效应，运营成本高，制约碳纤维企业的发展壮大。因此，提高碳纤维企业的技术水平是当务之急。
3.上下游产业链合作少
碳纤维行业研发、生产与应用相互脱节，产业链合作较少是制约我国碳纤维行业快速发展的一大瓶颈。在上游研发方面，企业片面强调规模扩张，而忽视技术研发，尚未形成关键技术协同攻关、工艺问题共同突破的合作机制，严重制约了碳纤维产业化发展的进程。在下游应用方面，碳纤维复合材料应用对国产碳纤维的牵引效应不足。虽然我国正在积极研发高性能纤维，但是对高性能纤维下游产品的市场应用并不清楚。因此，要上下游根据具体用途共同联合开发。国外碳纤维生产企业与航空航天、汽车工业等碳纤维应用企业建立了良好的合作關系。例如，日本碳纤维企业与美国波音公司和法国空客公司合作，在波音B787和空客A380飞机上大量使用碳纤维复合材料；德国西格里公司与宝马联合开发汽车用复合材料，利用碳纤维材料代替钢铁车身。
4.产业集中度低
日本碳纤维企业仅东丽集团、帝人东邦和三菱丽阳3家，美国企业仅赫氏和氰特2家。我国碳纤维企业在30家左右，产业集中度低，缺乏竞争力，无法与国际碳纤维企业巨头相抗衡。当前国产碳纤维产业化规模的单线产能以500t级和1 000t级为主，与国际平均单线产能1 800t的水平存在较大差距。以日本为代表的碳纤维企业T300级标准型碳纤维单线年产能已达2 000t以上，而且产品种类齐全、质量稳定。日本东丽集团的产能接近2万t，相对于我国全部30家企业的总产能。 5.企业技术单一
我国碳纤维工艺技术单一，多元化体系尚未建立。目前，我国绝大多数碳纤维企业采用的是二甲基亚砜原丝技术，其他原丝技术的发展相对滞后，加剧了技术同质化的低效竞争，导致我国碳纤维企业之间封闭竞争严重，无法形成具有竞争力的产业集团。对比日本3大碳纤维企业，企业技术路线各不相同，产品产异化明显。例如，日本东丽集团采用二甲基亚砜技术路线，三菱丽阳采用二甲基甲酰胺技术路线，东邦公司采用氯化锌（ZnCl2）技术路线。此外，日本企业还积极加强合作，成立了“碳纤维回收技术联合研发小组”，共同开发碳纤维回收技术，保持其行业领先地位。
6.国外企业蓄意打压
近年来，面对我国碳纤维企业技术的不断进步，国外企业纷纷通过低价竞销的方式来遏制我国企业的发展。我国稳定生产一个级别的碳纤维后，国外企业的价格就大幅下降一次。例如，2010年12k的T300产品价格为24万元/t，2012年则下降到12万元/t。虽然产品价格的下降有利于我国下游碳纤维应用企业的发展，但却对我国碳纤维生产厂商造成了巨大的成本压力，使得碳纤维原丝企业失去了学习的机会。受国外低价倾销和恶意竞销的影响，国内碳纤维企业基本处于全线亏损的状况。
三、我国碳纤维产业发展模式研究
我国碳纤维行业发展正处于关键时期，应积极探索适合自身的发展模式，根据我国的市场需求，走中国特色的碳纤维产业发展之路，提高国际竞争力，推动我国碳纤维产业持续健康发展。
1.加强顶层设计
一是从国家战略需求出发，加强碳纤维战略规划和战略决策研究，对国内外发展现状、技术水平和发展趋势等进行系统分析，以指导行业发展；二是以项目导向的政策代替产业导向政策，抑制低水平重复建设，引导企业投资碳纤维优势和高端项目；三是建立健全行业运行监测和预警机制，及时发布行业最新态势，加强行业监管；四是设定行业准入门槛，从能耗、废弃物排放，以及安全生产等方面加以限制，规范市场秩序。
2.加强技术研发和创新
一是建立以企业为主体，高等院校和科研院所共同参与的创新体系，不断提高企业自主创新意识，并把建设创新型产业作为战略目标；二是突破制约碳纤维产业发展的关键技术和设备瓶颈。提高碳纤维原丝生产技术，发展2种或2种以上的碳纤维原丝制备工艺，形成多元化技术体系，为生产高性能碳纤维提供保证。积极研发高低温碳化炉等关键设备，降低生产成本，提高产业化水平。
3.促进产业链条协调发展
碳纤维行业的产业链可分为原丝、碳纤维、下游应用3个环节，其中每一个环节都包含了很多核心技术，因此，产业链上下游企业的合作至关重要。上游原丝直接影响碳纤维的质量和成本，下游应用需求将推动碳纤维的发展，要以系统论的思想发展碳纤维产业。一是政府和行业协会要积极引导，促进上下游企业之间的合作，整合行业力量，推进研发、生产、应用一体化，降低碳纤维行业成本；二是加强碳纤维生产企业间以及上下游企业间和科研单位之间的联系与合作，推进碳纤维制备技术与应用市场需求相结合；三是重点开拓和培育下游应用市场，开展交通运输、电力传输、大功率风机叶片、建筑工程、深井采油等碳纤维复合材料应用示范应用工程。
4.提高产业集中度
一是鼓励规模化发展，提高行业集中度。各大科研机构、企业应该积极合作，形成合力，制定行业发展规划，避免重复研究，追赶东丽集团等国外行业巨头；二是积极培育具有竞争力的骨干企业，发展多品种多系列的碳纤维生产技术，增强企业的竞争力和抗风险能力；三是鼓励以大型碳纤维生产企业为龙头，开展跨地区、跨所有制的联合重组，培育若干产业集聚区，实现资源优化配置，提高全产业链的竞争优势。
5.正确定位产品市场
无论在产业规模或产品质量方面，我国碳纤维产业与国外都存在较大差距，尚无法与国外龙头企业进行正面对抗，因此要正确定位产品市场，选择适合自身的发展模式。例如，土耳其阿克萨公司以低成本和专注工业应用细分市场的经营战略进军碳纤维市场，在行业垄断形势下取得了不错的业绩。针对我国碳纤维行业当前的技术水平和管理水平，应充分利用并整合自身优势资源和正确定位细分市场。航空航天用小丝束对技术要求高，但是军工和航空航天市场对碳纤维的需求占比只有18%，而汽车工业、风力发电等工业领域对碳纤维的需求则超过了50%。因此，应瞄准工业领域这个巨大的市场，着力发展通用级碳纤维产品，并通过降低成本和提升產品性能来增强自身的竞争力，推进其在工业领域的应用，抢占市场份额。
6.实施市场保护制度
由于缺乏相关产业市场保护的制度约束，地方政府更愿意引进外国投资，鼓励发展合资企业，这在推动本地产业发展的同时，摧毁了我国处于萌芽期的新兴产业。因此，战略性新兴产业不应该与成熟产业保持相同的开放程度。如果将其纳入开放的国际环境中，国外优势企业产品的大量涌入制约了我国碳纤维产业的发展。此外，我国也享受在一些发展水平较低的战略性部门实施一定的贸易保护的特权。在我国碳纤维产业发展水平不高，也不具备世界竞争力的情况下，面对国外行业巨头的打压，我国应积极推动碳纤维等战略性新兴产业实施贸易保护。