产销两旺：2017全球碳纤维复合材料市场报告（下）

6 全球碳纤维复合材料市场

6.1. 全球树脂基碳纤维复合材料需求-年份

树脂基碳纤维复合材料的需求量，根据纤维在复材中65%的比例计算的，建立一个规模概念。

6.2. 全球树脂基碳纤维复合材料需求-应用（千吨）

6.3. 全球树脂基碳纤维复合材料需求-应用(10亿美元）

 

2017年，树脂基复合材料的主要收入，依然是航空航天，其中，波音、空客与美国的军用航空航天占据绝大部分市场。这是个典型的高投入、高技术、高门槛、长周期、高收益的细分市场。一方面，我们期盼中国的航空、航天、兵工、核工、海工能为中国的先进复合材料形成一个较大的市场，另一方面，我也应清醒地认识到，这些是科技强国长期的积累与协作的成就，非一时之功，在投资决策上不要受之太多的诱惑。

风电行业，尽管碳纤维的用量已经超过航空航天市场，但是，复材的收入却比航空航天低很多，甚至低于体育产业的收入。这是完全可以理解的，纤维采用低成本大丝束，成型采用最经济的拉挤工艺与单向织物层灌注工艺。拉挤工艺中，拉挤板材每公斤的成本几乎与每公斤的碳纤维成本相当，轴向把纤维的力学性能发挥到极致，这是其他工业应用需认真借鉴的。

对比风电，汽车复材不仅有低成本要求，还需要高节拍、自动化的制造工艺，经济的维护要求等，其应用难度可想而知。

6.4. 全球树脂基碳纤维复合材料需求-区域(10亿美元）

 

从上面的应用市场分析，我们就可以发现，美国因为有波音及军用航空航天，成为最大的复材市场，而欧洲有空客、汽车、风电产业，尽管收入金额上小于美国，但碳纤维用量已经大于美国。

日本尽管在碳纤维领域执世界之牛耳，然而在复合材料及应用方面，日本于欧美的劣势还是比较明显的。如果没有三菱重工、川崎重工等企业承接波音公司的复合材料大部件的生产，他的复材本土市场会更小。因此，日资碳纤维巨头都加大了在欧美的生产布局，并购中间制品与复合材料国际专业公司。

亚太地区，主要是中国大陆，中国台湾与韩国。这个区域的最基础的应用是体育器材，同时，有望在风电、汽车等工业应用有相当的突破。

6.5. 全球树脂基碳纤维复合材料需求-制造工艺

树脂基复合材料成型工艺，每年均有大量的工艺创新产生，无论是树脂配方，纤维形态，预成型方式，层合方法，固化方式，均可以做出创新。复材成型工艺，概括而论：将一维纤维固结成三维形状的过程。复合材料工艺是个跨界借鉴的创新行为，广泛借鉴了纺织、金属成型、建材、塑料加工等传统行业的工艺思想。复合材料工艺的难点在于成熟性和性价比。

航空航天、体育器材，超豪华汽车等领域，目前的主流工艺依然是预浸铺放+热压罐工艺。每年有超高50%以上的碳纤维是通过这条工艺制备成复材的。这是个“昂贵”的工艺路线，所以体育器材把热压罐变成了模压。但是，这条工艺的“均匀浸润”与“低孔隙率”，是对结构性能的最牢靠的保障。

拉挤工艺，由于VESTAS的梁帽的成型技术，而被广泛的应用起来，拉挤工艺与单向预浸料类似，可以实现纤维单方向的最大性能释放。将多块单向板材合并粘接成曲面的梁帽，再通过上下梁帽与腹板，组成刚性梁，这确实是一个高性价比的、可以发扬光大的技术思想。

在汽车领域，目前流行的各类工艺，无论是混配模成型,高压RTM及其变形工艺，湿法层合工艺，还没有一种工艺能满足汽车行业所需的成熟性与性价比。当然，汽车行业对不同能源驱动下的、不同零部件的轻量化价值也需作出客观评估，当前，通过对金属件减重而换算复材零件的成本，是万万不可能用上碳纤复材的。

6.6. 全球碳纤维复合材料需求-不同基体(10亿美元）

 

鉴于2017年全球各类基体的碳纤维复合材料的并无重大变化，所以，我们依然按照2016年的各类基体的份额去估算其他复材的数量。其中，我们将已经进入树脂基复材统计的碳碳复材的数量单独出来。对于陶瓷基、金属基等基体，由于国内相关的产业太少，我们没有明确的概念，只能参考德国CCEV的数据。

关于树脂基复材中，热塑性与热固性材料的分配比例，在东丽收购荷兰TENCATE之后，我们再一次反省我们之前对热塑性复合材料的判断是否客观。从东丽官网的信息得知：去年国际商用航空器采用了5000万欧元的热塑复材。按我们上面的数据，去年航空航天的树脂基复材市场是88.6亿美元。东丽官网指出，除了商用航空，使用热塑复材的还有笔记本外壳，运动鞋底，医疗器械和2020年之后的汽车。再加上短切碳纤维增强塑料及热塑连续碳纤维预浸料，我们将热固与热塑的比率调整为75%：25%。

7 复合材料应用发展与趋势

7.1. 航空航天应用市场

市场的发展趋势如下图：2017年对碳纤维的需求量为19,200吨。

 

商用飞机对碳纤维需求驱动是巨大的，2017年，根据波音及空客的官网信息，波音的复材飞机B787交付136架，与2016年持平，而空客的复材飞机A350XWB交付了78架，比2016年增加60%。所以，商用飞机碳纤维的用量增加主要来自空客。

上面东丽网站摘录的商用飞机的发展计划，主要体现了几个信息：国际商用飞机的发展趋势是越来越聚集中小型飞机；波音与空客在2017年9月前分别手握4633架（B787-1471架）和4325架（A350XWB-1056架）订单。

7.2. 体育休闲应用市场

碳纤维与体育强国

1971年，日本东丽开始了工业化碳纤维生产（产能1吨/月），1972年，日本公司Olympic在展览会上，使用东丽碳纤维制造的鱼竿“Seiki”；同一年的太平洋高尔夫大师赛：Gay Brewers 使用碳纤维球杆赢得冠军，这激发了市场购买与使用“高尔夫黑杆身”“black shaft golfclubs”的热情。世界碳纤维的发展初期，就与体育器材结下了不解之缘。

谈及碳纤维体育器材产业，就不得不提中国台湾清华大学吴泉源先生的文章-“奠定复材製造王国的领航者——中国台湾网球拍產业发展回顾” ，文中提到“1978 年由光男公司从国外引进碳纤维复合材料，开始制造碳拍之后，短短的几年间，不但淘汰了木製球拍，改变了世界网球拍的產销结构，成为网球拍王国，而且奠定了中国台湾在全球复合材料加工技术上重要的地位。”在文章的最后，吴先生充满激情的表达了“这是一个世界级的技术史故事。中国台湾网球拍产业奋斗的历史轨迹，至今依旧是许许多多产业努力奋进的标杆。”从网球拍开始，中国台湾持续努力，在高尔夫球杆、钓鱼杆、曲棍球杆、自行车等各个碳纤维领域，均取得了举世瞩目的佳绩，通过在大陆的投资设厂，将大陆的碳纤维体育器材带动起来，这个渊源我们不应该忘记。

碳纤维体育器材，全球绝大部分制造在大中华地区，欧美日本品牌商主要是品牌运营，参与技术研发的投入不多，我们企业的利润空间有限，技术创新能力也有限，导致目前的主流工艺大量依靠人工，缺乏自动化，因此制造成本也较高，这些因素共同导致了产品价格高昂，不能普及到寻常百姓家。体育器材有着与工业产品迥异的“轻量化价值”，我们的汽车工程师可以在他的零件上算计每一分钱，个人购买体育器材时，他会因为1克重量和手感，毫不犹豫多支付几百元。

先进体育器材与科学训练方法正成为提高运动成绩的有力支撑; 在提升运动成绩的同时，先进体育器材可获得美誉度，利于器材在群众体育中的推广，形成品牌效应，从而形成高利润产业，并反哺竞技运动获得更好的成绩，为运动员的退役后提供更多的职业选择。体育器材是将碳纤维材料优势发挥得淋漓尽致的领域：陆海空、冰水雪，处处可见碳纤维料替代天然材料与金属材料而产生的“更快、更高、高强”竞技传奇，也衍生出一轮轮波澜壮阔的工业技术创新辉煌。中华民族（含中国台湾），是全球碳纤维体育器材制造大国，由于器材工业设计技术及品牌运营经验的欠缺，我们守着一个全球最大潜力的市场，却不得不面对“洋品牌漫天飞，制造工厂血汗化”的残酷现实。“增强技术制造能力、集成国际设计经验、国家助力品牌运营、竞技产业共同进步”，这就是时代与民族需要的先进碳纤维体育器材强国计划。

7.3. 风电叶片应用市场

2017年，低风速风场和海上风电共同推进了叶片的大型化发展，碳纤维在风电领域持续高速增长。VESTAS在与台塑签订碳纤维长期供应合同之后，2017年6月，VESTAS与土耳其签订了为期四年，价值3亿美元的梁帽拉挤板合同。去年年底到今年年初，ZOLTEK相继宣布在墨西哥与匈牙利扩产，将目前的14,900吨产能提升到25,000吨。

2016年与2017年，中国风电碳纤维复合材料供应还出现一个剧烈的变化：2016年，TPI（为VESTAS制造叶片）及VESTAS相关企业共进口了2465吨碳纤维，而今年，这个集团只进口了240吨纤维，而市场的总量不变，这些差额主要由光威复材与江苏澳盛承担了。我们认为，这主要是VESTAS的工艺转变而带来的供商剧变，坚定了拉挤片材制备梁帽的工艺路线。

国际主要采用碳纤维制造风电叶片的企业是：VESTAS、GEMESA-SIEMENS、Nordex，Senvion，GE集团（去年并购了LM）。重要的碳纤维叶片制造商还有TPI(主要为VESTAS 与Senvion 提供叶片)和巴西的Tecsis（主要为GE提供叶片）。去年，TPI宣布：利用SENVION的RodPack（拉挤棒）技术为其生产叶片。

我国主要的叶片制造商：洛阳双瑞科技、中材科技、重通叶片、明阳风电、中复连众、时代新材等均在积极推进碳纤维应用。去年6月，双瑞5MW,83.6米的中国最长海上风电叶片下线，这款叶片采用的是碳纤维织物灌注工艺的梁帽。

7.4. 汽车应用市场

汽车复材市场，不得不先谈到宝马公司I3电动车：根据宝马公司年报，I3去年销售了31,482辆，同比增长23.3%；宝马公司人员多次抱怨碳纤维复合材料成本太高，有传言要回到铝合金车身；去年SGL回购了与宝马汽车合资的汽车用碳纤维厂的股份。去年，行业内对宝马的“Carbon Core 7”系车采用的“混合材料”思路没有前年那么热闹了。

去年，除了电动车，燃料汽车开始持续升温，各大汽车厂加大了投入，燃料电池堆主流采用的是碳纤维纸，东丽开始扩建碳纤维纸的工厂，产能将是目前的5倍之多。同时，尽管各类储氢的创新，目前看来，采用高压碳纤维气瓶还是个最佳的选择。35&70MPA氢气瓶成为市场的热点。

以东丽为首的日系碳纤维厂家，在积极推动汽车复材的应用。尤其在收购了ZOLTEK的低成本碳纤维后，东丽从之前的研发，快速转到实业布局上。近几年，收购了不少汽车复材相关的国际公司。

关于汽车复材市场，我们有如下的看法：

A.    对于不得不用碳纤维的，如燃料电池的扩散层碳纸，氢气瓶，这是重点；

B.    要遵循汽车行业采用碳纤维的规律：从F1赛车，到超级豪华限量版车，再到豪车，直接从普通家用汽车入手，无论是否新能源，高成本的问题不是一时半会能解决的。

C.   汽车厂家要做产品全周期“轻量化价值”评估，价值不超过当前昂贵的碳纤复材，不要浪费科研资源。

7.5. 压力容器应用市场

压力容器方面主要是如下三个方面:

A.    传统市场,主要是呼吸气瓶,CNG 气瓶，市场小幅度平稳发展；

主要驱动碳纤维的需求增长的市场如下：

B.    CNG复合拖车长管：在Hexagon Lincoln的推动下，其最新款TITAN XL（40尺柜，15000标准立方米）2015年在拉美试运行，2016年7月获得美国交通部上路许可。国内主要是中材科技（成都）有限公司在推动这个产品，并取得很大成效。

C.   氢气瓶市场：氢燃料电池汽车用气瓶主要使用三型瓶（金属内胆复合材料全缠绕气瓶）和四型瓶（塑料内胆复合材料全缠绕气瓶）。其中，三型瓶一般用于公交、巴士及物流车等领域，工作压力35MPa，四型瓶一般用于乘用车，工作压力70MPa。

发达国家的主要气瓶厂家Hexagon、Dynetek、丰田等公司的高压复合气瓶技术能力和市场份额遥遥领先，Dynetek公司的三型瓶占据了目前国际市场的较大份额，而Hexagon是目前四型气瓶方面的行业领导者，丰田公司自行研发的70MPa四型气瓶已经批量应用于其Mirai商业化燃料电池车型。

国内研发和制造氢燃料三型瓶的企业主要有：中材科技（成都）有限公司、北京天海工业有限公司、沈阳斯林达安科新技术有限公司、北京科泰克科技有限责任公司、张家港富瑞特种装备有限公司、中集集团等。而四型瓶，仅仅处于研发阶段。

压力容器是展现碳纤维拉伸性能及离散性的最佳应用，根据气瓶爆破压强计算的纤维拉伸强度的释放比例，是一种重要的工艺指标。精确设计、精确网格成型工艺，自动化制造是重要的发展方向。

7.6. 混配模成型应用市场

混配模成型（Molding& compound）严格讲，不是一个应用市场，而是对工艺的描述，但由于这些工艺横跨的应用多，所以，把它归类成一个应用，便于说明。

混配（compound）是指非连续碳纤维增强塑料，主要包括短切增强和LFT。玻纤D-LFT在汽车领域的广泛应用证明了这种复合材料形态的优势。但是，只是成为非承力结构件，汽车行业很难为昂贵的碳纤维买单。这就需要CF-LFT，不仅在力学性能上（尤其模量）上有更好地表现，具有更好的性价比；缩短工艺，采用CF-DLFT也是必要的低成本路线。关键技术是：浆料、分散性与存留长度。当然，除了利用碳纤维的力学性能，该领域也充分利用了碳纤维去静电、电磁屏蔽的功能性能。

模成型（Molding）主要是指片状模塑料Sheet Molding Compound-SMC，团状模塑料Bulk Molding Compound-BMC。这也是对汽车有前途的低成本工艺路线。目前的问题与上述的短切增强及LFT是类似的。对比玻纤同类产品，缺乏性价比。但面临的技术问题是不一样的：这类产品主要要解决完全浸润性、丝束的均匀纤化性。

混配通常是热塑性复合材料，热塑性材料的关键是螺杆挤出机技术的创新，以保证纤维的均匀分散的同时保留更长的纤维长度，这是个矛盾体；而模成型主要是热固性树脂，在追求纤维的充分浸润性时，又不能有预浸料的成本，材料的均质性还需提升，纤维含量还需维持在高比例，这也是不小的技术挑战。

7.7. 建筑应用市场

建筑领域是碳纤复材可以发挥重大作用的领域，主要应用是对老危建筑的补强，该市场目前主要采用碳布手糊、现场粘接的工艺，与建筑物的粘接性是工程质量的关键。

利用碳纤维复合材料抗震防震，是欧美日本的研究重点，国外经验证明：利用碳纤维复合材料加固后的房屋具有良好的抗震防震效果。我国的建筑质量与西方有一定差距，尤其是震区的危房加固，相关的国家政策与加固研发还有大量的工作可为。

除了普通建筑的补强，桥梁、隧道、各类工业管道的补强，碳纤维复合材料均有很大的应用潜力。随着国产碳纤维及复合材料的发展，这些领域也大有可为。

桥梁的拉索的复合材料化，是日本研发的重点，我国也曾经做过一些研究. 这其中有一定的技术问题（比如横切风对碳纤维径向的剪切，与金属连接问题），但总体上推进乏力。

上述的领域，中国均有其他发达国家不可比拟的市场优势，国际最顶级的设计师基本都在中国设计机场、标杆建筑与桥梁；因质量不合格，需要补强的建筑物，恐怕中国也是世界之最；这么好的应用市场怎么驱动不出好技术呢？没有发达国家的技术指引，我们似乎就迷路了；习惯了模仿，我们失去了思考能力。

7.8. 碳碳复材应用市场

碳碳复材的主要市场及情况如下：

飞机刹车盘市场：2009 年美国Honeywell 公司已开始将波音737 系列飞机从粉末冶金刹车盘改装成碳刹车盘，意味着在若干年后，波音与空客所生产的飞机将全部装备碳刹车盘，国际上飞机碳刹车盘生产企业主要有法国的Messier-Bugatti 公司、美国的Honeywell 公司、B.F. Goodrich 公司、Goodyer 公司和英国的Dunlop 公司。中国的飞机刹车盘主要有中航飞机股份有限公司西安制动分公司、博云新材、西安超码等厂商。每架商用飞机大约需要234公斤碳纤维。（source:江苏天鸟高新技术有限公司）

航天部件：碳碳复合材料以其优异的性能成为大型固体火箭喉衬、发动机的喷管、扩散段，端头帽等的首选材料。

热场部件：以直拉单晶炉和多晶铸锭炉等太阳能硅片生产设备为代表的高温热工装备中均需要碳碳热场材料，大直径工业炉用的碳碳复合热场材料多由国外厂家提供，主要厂家包括德国的SGL公司，日本的东海碳素公司等。国内从事碳碳复合热场材料的单位包括西安超码、航天睿特、博云新材、中南大学、南方搏云等。

预制体是碳碳复材重要的制造环节，主要有预氧化纤维制作的预制件、非连续碳丝准三维针刺预制件、细编穿刺与正交三向等结构的织物预制体等。中材科技南京玻璃纤维研究院、江苏天鸟高新技术有限公司、天津工业大学复合材料研究所、江苏飞舟高新科技材料有限公司是杰出代表。

7.9. 电子电气应用市场

电子电气市场对碳纤维的主要消费是3C领域，其中轻薄型笔记本，如联想X1显示器外壳，惠普SPECTRE的底板，均是碳纤维复合材料制成。

轻薄型笔记本每年大约有5000-6000万台的销量，目前主要采用的材料是铝合金和镁铝合金，碳纤维复合材料只占据较小的市场份额，大约有600-700万片。

该领域一直有热塑与热固之争，联想采用了热固预浸料织物，而惠普采用了热塑预浸织物。

流行的工艺均为：预浸料层合与模压支撑主板材，然后进入注塑机，注塑上其他的精细部分（比如螺钉孔等），喷涂，形成零件。

在高速永磁电机转子的护套，通常是碳纤维缠绕而成，这需要精密的大张力缠绕与固化后的维持张力。

上述领域，主要利用碳纤维的结构性能；而利用碳纤维的功能性方面，主要有利用碳纤维的电磁屏蔽与去静电功能，有大量的办公电子，电器元件采用碳纤维增强塑料；利用碳纤维特殊的刚性，碳纤维复合材料也越来越广泛应用在扩声器的振膜材料上。

7.10. 船舶应用市场

目前，船舶领域对碳纤维的需求主要是：竞赛类船舶、超豪华游艇、高速客船及军事用途的船舶。

很多小型船舶在上世纪七十年代开始，就开始复材化，成为了玻璃纤维复合材料的重要市场。在低成本的玻纤复合材料市场中，去分一杯羹，对碳纤维复合材料甚是艰难。只能另辟蹊径，去找到玻璃纤维复合材料不可为的应用机会。

2017年，最重大的信息是：9月份，中国—挪威碳纤维建造项目落户广州南沙成功举行签约仪式，本次签约由航运集团旗下珠江船务和新船重工与挪威知名的BRAA船厂完成，共同在南沙合资成立中威复合材料有限公司，利用南沙小虎岛造船基地，引进以碳纤维复合新材料制造为代表的先进技术，合作建造新型碳纤维高速客船，10月份，两艘来自挪威的碳纤维高速客船船体顺利从海上吊装并运输至广东新船重工装饰一新的船体车间，开启新船重工碳纤维船舶制造的新征程。

7.11. 电缆芯应用市场

2017年，我们统计的全球需求是900吨，确定这个数据的考虑是：

国际上，主要是美国CTC 公司及其国际的授权生产的合作伙伴，该公司从2001年开始研发，2005年开始推广ACCC的商业化应用。目前该公司在全球有四个主要的战略合作伙伴：北美的General Cable , 中东巴林的Midal，欧洲比利时的Lamifil以及中国的远东电缆（上述信息来自CTC官网）。

日本的企业尽管是世界最早研发复合材料电缆芯的，但本土电网系统已经非常完善，极少新建电网，缺乏市场对产业的支撑。

除了CTC体系在华厂家，中国的主要厂家是中国电力科学研究院，中复碳芯电缆科技有限公司，华北电力科学研究院与河北硅谷的合作，辽宁省电力公司与哈玻院的合作。

CTC 曾经对该电缆芯对碳纤维的应用有过非常乐观的估计，但从这些年的商业化情况看，似乎并未出现他们预期中的乐观。反而，中国市场（约400吨碳纤维用量）成了国际需求的半壁江山。

8  观察、思考与建议

在2017年市场发生的一些事件，无论是国际碳纤维公司推出的新产品，德国西格里回购宝马公司在汽车碳纤维合资公司的股份，还是国内市场的出奇的火爆，都让我们隐隐地感受到强大的市场力量。

去年，我们参与了一些产业政策的前期调研工作，寄予厚望的两大碳纤维主力应用市场-汽车与风电，进入了扑朔迷离、难以判断的状态。在汽车领域，我们是“跟随型”的思维模式，国际汽车巨头只要进入“为什么要用碳纤维？国际巨头肯定做了详细的分析与肯定”的结论，紧跟即可，当国际巨头传出对碳纤维应用不利的声音后，我们陷入了迷茫。在风电领域，我们是“探究真理型”思维模式，不管世界应用现状，先研究叶片轻量化价值，从性价比上，搞清楚风电产业不得不用碳纤维的理由。然而，国内风电行业没有一家有批量使用碳纤维的工程经验，不能给出叶片轻量化价值的系统经验数据。两条思维路径均难于找到明确的答案，这不得不让敬畏一个事实：任何人及任何组织的认知能力是有限的，在制定产业政策时，要给市场力量留下充分的余地与发挥空间。

既然市场是不可控的，市场行为是不受产业政策指挥的，我们是否还需要制定产业政策？回到中国碳纤维产业的现状：“小、散、乱”确实是事实，尽管与传统产业的状况有所区别，对比国际上长久存在的8家碳纤维大公司，我们曾经有超过40家的碳纤维投资项目；我们科研体系几乎与国际同时起步，国家高度重视，科研投入也不菲，但至今为止，并未产生国际影响力的学术成果；我国的工程与项目投入，不亚于世界任何国家，既没有产生影响世界的技术成果，更未出现具有国际竞争优势的企业……当然，这其中确实有碳纤维的行业特色问题，国际领先公司也是经历了数十年的积累才实现盈利。然而，也存在市场力量在碳纤维产业的“失灵”，甚至“胡作非为”的问题。在中国国情下，仅仅依靠市场力量去解决问题，似乎有些理想化，产业政策是必要的。

产业政策与市场力量，学术争论常常容易陷入极端，理论推导的往往基于是理想状态的假设，在解决实际问题时，遇到的是非理想状态，甚至是非合理状态的现实问题，解决问题的智慧就体现在：认可现实存在，吸收各派学术理论的养分，兼容并包，找出最能出成效的适中方法。比如基础研究问题，仅靠市场力量，科研工作者就难以静心做学问，搞点成果就不得不急于变现，这是各类政策作用下的现实存在，如何集聚目前分散的科研资源？让科技人员能静心做研究，这就是产业政策可以发挥作用的地方。体育器材是我国的碳纤维应用的优势行业，不仅是充分市场化的行业，还是典型的为品牌服务的代工体系，用市场行为去打造自主品牌异常艰难，我国有宏伟的体育产业发展战略，如巧施产业政策，借助国家力量，支持品牌建设、可大幅度提升产业价值。去年国内风电行业出现重大变化，VESTAS 将订单从外资转到本土企业，带动相当部分国产纤维的需求，2018年可预期更大的驱动效应，对这类产业政策很难预计与规划的市场力量，我们需保持充分的敬畏。国际碳纤维行业的低成本已经形成潮流，各类低成本技术创新风起云涌，其中，市场力量与产业政策在共同发挥驱动作用。

国际碳纤维低成本技术及思考

2016年初，《日本经济新闻》报道的由日本NEDO领导，东京大学、东丽、东邦、三菱人造丝等企业与院校合作开发的“创新碳纤维基础技术”取得重大突破。这个报道中包含的技术信息与动态，让我们久久不能平息。该研发计划抓住了热稳定化（预氧化）这个工艺的瓶颈问题，从PAN基原丝找到“既完成热稳定化，又能被溶液溶解”的聚合方式（也包含新型热稳定性前驱体原丝），通过此思路，可消除碳化线上的冗长、高能耗的预氧化工艺瓶颈，从而可采用更高速、高效的碳化（微波）与表面处理(常温常压等离子体)工艺，有望实现碳化线产能增加10倍的目标。日本宣称：目前使用的技术是近藤工艺（1959年，日本大阪工业试验所的近藤昭男Dr. Akio Shindo发明了PAN基碳纤维的制备工艺，但制备的纤维性能一般，1963年，英国皇家航空研究所（RAE)的瓦特和约翰逊利用预氧化中反应施加张力，而获得高性能碳纤维，近藤与瓦特共同构建了这个工艺路线，目前全世界依然是沿用该工艺，所以，准确叫法应该是“近藤瓦特工艺”）。该工艺的重大困难是：利用热风对PAN进行热稳定化的过程，消耗的能耗与碳排放均是钢铁的10倍以上，目前通过氧化炉的设备优化，提升除热效率而提升产能或降低能耗的努力已经达到极限。所以，必须对此技术做出深刻的变革。真可谓“成也萧何败也萧何”，“热稳定化”这个萧何始终是碳纤维技术舞台的主角。

国际上有不少的碳纤维基础研究的创新报道，基于我们目前的技术认识水平，我们认为日本NEDO的创新是上上品：它展现了日本碳纤维业界对碳纤维技术超出世人的深刻理解；抓住了当前技术的牛鼻子-热稳定化工艺（一切原丝是为热稳定化服务的，这里的热稳定化除了字面意义，还包含便于预碳化的分子结构的专业内涵-笔者浅见）；展现的战略雄心是：不仅在高性能碳纤维称霸世界，也要在低成本工业碳纤维领导世界，世界碳纤维技术的换代由日本人创造；最值得借鉴的他们的系统的技术思想，发现碳化的问题，从上游原丝去寻找解决问题的思路。

当然，日本人也指出，这是基础研究，形成真正产业化技术，还需大约十年的时间。所以，对于中国，我们应该做的是：科研院校抓紧跟踪研究；对于企业界，我们更需要借鉴的是：发现当前技术短板、解决问题的技术思想，但切忌盲目跟进。并非最先进的技术就能产生最大的企业效益，就NEDO上述的技术，碳化线去除了热稳定化工艺，确实大大提升了碳化效益，如果因此创新而导致原丝效率下降或成本大增，这就不一定是工业当前应采用的技术。

美国方面曾经报道：采用低成本的腈纶来生产碳纤维，可将碳纤维的性能做到了T400的水平上。这貌似一个较好的低成本思路，用低成本的腈纶来替代原丝，获得低成本的碳丝。对比上述日本人的技术思想，美国人显得太“投机取巧”了。首先，腈纶成本低于原丝的关键是：超大丝束（毛条）与相对小丝束原丝带来的不同单线产能对总成本的分摊；对腈纶做预氧化碳化处理，并无太大的技术难度，关键是时间太长，效率太低，导致制造成本并不低；400-600K的碳纤维毛条该如何进入下游应用，这也是一个挑战。由于采用了低成本的腈纶，给本身就是短板与瓶颈的热稳定化增加了更大的难度，这种顾头不顾尾的技术思想，与日本业界不在一个层次。

上述是国际上研究碳纤维低成本技术的主流思路，从当前国际技术水平看，以高效热稳定化为核心，提升本工序的效率或创新前驱体原丝、使其分子结构更利于高效的热稳定化工序，这是国际的研究热点。