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2017全球碳纖維復(fù)合材料市場(chǎng)報(bào)告

2018-07-25 02:41:34廣州賽奧碳纖維技術(shù)有限公司林剛
紡織科學(xué)研究 2018年7期
關(guān)鍵詞:東麗碳纖維復(fù)合材料

文/廣州賽奧碳纖維技術(shù)有限公司 林剛

1 前言

2017年是中國(guó)碳纖維值得記憶的一年,運(yùn)行的每家碳纖維廠把當(dāng)期產(chǎn)品銷售一空,清空了庫(kù)存,丙烯腈價(jià)格一直高位運(yùn)行,廠家也紛紛宣布漲價(jià),一派產(chǎn)銷兩旺的好年景。從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)上也可以看到:進(jìn)口量與2016年持平,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)高速增長(zhǎng)的貢獻(xiàn)來(lái)自國(guó)內(nèi)廠家,國(guó)產(chǎn)纖維銷量對(duì)比2016年的3600噸翻了一番還多,達(dá)到了歷史高峰7400噸。

2017年是中國(guó)碳纖維具有里程碑意義的一年,不僅是因?yàn)槭袌?chǎng)增長(zhǎng)帶來(lái)的產(chǎn)銷兩旺,而且也是因?yàn)槲覈?guó)碳纖維企業(yè)通過(guò)艱苦努力,產(chǎn)品越來(lái)越被市場(chǎng)認(rèn)可。各種信息顯示:到2020年之前,中國(guó)的市場(chǎng)需求是旺盛的,多年難遇的滿負(fù)荷生產(chǎn)會(huì)極大地提升品質(zhì)的穩(wěn)定性,有望在2020年實(shí)現(xiàn)與進(jìn)口纖維平分市場(chǎng)的格局,擺脫理論產(chǎn)能遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實(shí)際銷售的尷尬境地。

強(qiáng)勁的市場(chǎng)需求可以解決產(chǎn)業(yè)的部分問(wèn)題,但不少深層次問(wèn)題,比如技術(shù)創(chuàng)新能力、用戶技術(shù)支持、品質(zhì)穩(wěn)定性、企業(yè)的高負(fù)債、盈利能力、國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)等依然是存在的。充分借助市場(chǎng)好光景,苦煉內(nèi)功,方能實(shí)現(xiàn)潮漲潮落,屹立潮頭。

2017年的世界碳纖維產(chǎn)業(yè)有幾個(gè)事件:一是東麗公司通過(guò)整合卓爾泰克的低成本優(yōu)勢(shì)與本土的高性能優(yōu)勢(shì),開(kāi)發(fā)了低成本、小絲束碳纖維Z600,有專家分析認(rèn)為,東麗此舉是用低價(jià)Z600狙擊競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手,去護(hù)衛(wèi)T700的傳統(tǒng)市場(chǎng);二是西格里公司推出中模量大絲束的型號(hào),劍指航空航天市場(chǎng)?!靶〗z束不一定是高成本,大絲束不一定是低性能”,市場(chǎng)的創(chuàng)新行為一次次沖刷了我們的固有觀念。

還值得一提的是碳纖維汽車領(lǐng)域發(fā)生的新聞:德國(guó)寶馬公司與西格里,曾經(jīng)聯(lián)袂推動(dòng)了碳纖維在汽車(尤其是新能源汽車I3)上廣泛、深度的應(yīng)用,這讓汽車巨頭與鋼鐵巨頭曾經(jīng)坐立不安,國(guó)際各類信息也在大肆宣揚(yáng)“碳車時(shí)代”的到來(lái)。在2017年,西格里收購(gòu)與寶馬公司合資碳纖維的股份。市場(chǎng)對(duì)此股份變化有不同的解讀:寶馬在收縮供應(yīng)鏈,只希望使用碳纖維,而非制造;西格里整合核心價(jià)值鏈,更聚焦纖維的生產(chǎn);寶馬難于承受碳纖維復(fù)合材料昂貴的成本,要回到金屬車身;寶馬希望向更廣闊的供應(yīng)商尋求更低成本的碳纖維…… 汽車工業(yè)是個(gè)高度工業(yè)文明的產(chǎn)業(yè),有其固有的、強(qiáng)大的運(yùn)行規(guī)律,只有我們深諳這個(gè)產(chǎn)業(yè)之時(shí),才能對(duì)一些事件產(chǎn)生較為客觀的看法。

一位受人尊敬的業(yè)界學(xué)界老師,曾對(duì)我們2016年的報(bào)告提出幾點(diǎn)中肯的指導(dǎo)意見(jiàn):保持獨(dú)立性,少提企業(yè)名稱,提升洞察力與高屋建瓴的分析水平,提升文字功底,以權(quán)威的行業(yè)發(fā)展白皮書(shū)作為報(bào)告的發(fā)展目標(biāo)。作為業(yè)界生存的民營(yíng)小企業(yè),盡管在“個(gè)性張揚(yáng)”與“社會(huì)協(xié)作”中間存在著抉擇,我們也會(huì)牢記教誨,砥礪前行。

如同之前的《全球碳纖維復(fù)合材料市場(chǎng)報(bào)告》,本次報(bào)告也會(huì)以中英文版本在全球發(fā)行,讓世界更多地了解中國(guó)產(chǎn)業(yè),也希望為中國(guó)企業(yè)“走出去”和“深度融入國(guó)際復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)鏈”做一些宣傳推廣工作。該報(bào)告采用了一些網(wǎng)絡(luò)與公司的信息與數(shù)據(jù),我們?cè)谖闹袝?huì)盡量標(biāo)注來(lái)源與出處,如有遺漏,敬請(qǐng)諒解。我們的工作也得到國(guó)內(nèi)碳纖維復(fù)合材料行業(yè)的高度關(guān)注與支持,大家對(duì)我們的數(shù)據(jù)與結(jié)論均作出了非凡的貢獻(xiàn),特別要感謝恒天創(chuàng)投公司白雪垠先生和陳宇航先生多年來(lái)不懈的支持;感謝中國(guó)復(fù)合材料集團(tuán)張定金董事長(zhǎng)等一批業(yè)界同仁無(wú)私分享行業(yè)信息與思想。

2 全球碳纖維市場(chǎng)

2.1 全球碳纖維市場(chǎng)需求-年份

(見(jiàn)圖1)

圖1

2017年的全球碳纖維需求數(shù)據(jù),是根據(jù)國(guó)際上公認(rèn)的增長(zhǎng)率10%這個(gè)數(shù)據(jù)計(jì)算而來(lái)的。通觀國(guó)際各主要碳纖維廠家與國(guó)際市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)的年度數(shù)據(jù),我們的數(shù)據(jù)在居中的水平上略高,其中的主要偏差在于對(duì)體育器材需求數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)上。由于該產(chǎn)業(yè)高度集中在大中華地區(qū),有大量的從業(yè)企業(yè),西方統(tǒng)計(jì)機(jī)構(gòu)很難真正了解。所以,由于本土優(yōu)勢(shì),我們對(duì)該應(yīng)用市場(chǎng)相對(duì)了解,對(duì)這些數(shù)據(jù)有較多的自信。

在2016年的報(bào)告中,我們引用了JEC的“塑料、鋁合金、玻纖及碳纖維”這四類典型的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料的行業(yè)規(guī)模對(duì)比,并得出結(jié)論:碳纖維必然會(huì)引來(lái)一場(chǎng)低成本技術(shù)革命,以擴(kuò)大整個(gè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模。今年,我們不想給讀者重復(fù)的信息,但依然堅(jiān)持這個(gè)觀點(diǎn),50多歲的“近藤瓦特工藝”(見(jiàn)最后一章的詳細(xì)解讀)可能會(huì)在這10年內(nèi)(甚至更短)落幕,讓我們共同期待新一代碳纖維技術(shù)的到來(lái),并期盼其有所作為。

2.2 全球碳纖維市場(chǎng)需求-應(yīng)用(千噸)

總量:84,200噸(見(jiàn)圖2)

我們對(duì)2017年的數(shù)據(jù)作了一定的調(diào)整,下面作出詳細(xì)解釋:

航空航天(包含軍工):今年的數(shù)據(jù)比去年增加10%,其中,我們重點(diǎn)關(guān)注的是波音787及空客350的產(chǎn)能的變化,全年內(nèi)對(duì)增長(zhǎng)作出重大貢獻(xiàn)的是空客350,后面的航空航天分市場(chǎng)會(huì)詳細(xì)介紹。

風(fēng)電葉片:風(fēng)電市場(chǎng)的碳纖維需求,其中供應(yīng)大戶ZOLTEK的數(shù)據(jù)并不明朗,而大用戶VESTAS的數(shù)據(jù)很樂(lè)觀,所以,我們采取居中的10%的增長(zhǎng)率。

汽車:2016統(tǒng)計(jì)為9100噸,該市場(chǎng)的晴雨表是BMW的I3,2017年該車的銷售情況不錯(cuò),超過(guò)了3萬(wàn)臺(tái),加上7系車的“Carbon Core”填補(bǔ)了部分需求。我們謹(jǐn)慎樂(lè)觀地把2017年需求數(shù)據(jù)定在9800。

對(duì)于混配模型,我們大幅度調(diào)低了需求量。依據(jù)的數(shù)據(jù)是:這個(gè)行業(yè)的短切增強(qiáng)塑料領(lǐng)域增長(zhǎng)緩慢,同時(shí)CF SMC還未大規(guī)模應(yīng)用。

我們新增了碳碳復(fù)材,電子電氣及電纜芯分市場(chǎng)的統(tǒng)計(jì)與描述。

圖2

2.3 全球碳纖維市場(chǎng)需求-應(yīng)用(美元)

總量:2,344.2百萬(wàn)美元(見(jiàn)圖3、圖4)

圖3

圖 4

2.4 全球碳纖維市場(chǎng)需求-產(chǎn)品(千噸)

總量:84,200噸(見(jiàn)圖5)

2017年,我們?cè)黾恿藢?duì)標(biāo)準(zhǔn)模量大小絲束的分別統(tǒng)計(jì)。規(guī)則如下:

模量的定義:

標(biāo)準(zhǔn)模量是指拉伸模量為230 GPa~265GPa ;

中等模量是指拉伸模量為270 Gpa~315GPa;

高模量是指拉伸模量超過(guò)315GPa。

小絲束(或常規(guī)絲束)1K~24K(含);

大絲束:大于24K的。

上述的市場(chǎng)份額是根據(jù)各應(yīng)用市場(chǎng)而作出的大致估計(jì),所以只是一個(gè)定性的份額。

這些定義不是一成不變的,應(yīng)該與時(shí)俱進(jìn),比如大絲束向中模的方向前進(jìn),就是一個(gè)技術(shù)可行、對(duì)應(yīng)用有益的方向。主要是主承力結(jié)構(gòu),不只是飛機(jī)的大梁、風(fēng)電的梁帽、汽車的車身結(jié)構(gòu),只要成本可行,中??梢詭?lái)更多輕量化。

3 全球碳纖維供應(yīng)

3.1 全球碳纖維理論產(chǎn)能-制造商

(見(jiàn)圖6)

2017年,全球碳纖維理論產(chǎn)能為147,100噸:其中根據(jù)東麗官網(wǎng)的數(shù)據(jù),將ZOLTEK的產(chǎn)能減少600噸,到14,900噸。根據(jù)計(jì)劃完成產(chǎn)能的有:三菱增產(chǎn)的2200噸,東邦的2400噸。其他國(guó)際大廠均無(wú)大的新增產(chǎn)能,有些宣布的擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃,會(huì)在2018年陸續(xù)完成(比如ZOLTEK大的擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃)。

2017年9月,印度Reliance宣布收購(gòu)印度Kemrock 的全部資產(chǎn)。Kemrock擁有兩條生產(chǎn)線,工程線是印度自行制造,而3米大線是進(jìn)口歐美產(chǎn)品,建成后,基本就沒(méi)有生產(chǎn)出合格的碳纖維。希望在Reliance 強(qiáng)大能力的支持下,能順利運(yùn)行。

中國(guó)區(qū)總的理論產(chǎn)能為26,000噸,中復(fù)神鷹增加了一條千噸線;吉林精功在2017年建成了1500噸碳纖維生產(chǎn)線;吉林化纖集團(tuán)的在不斷增加原絲的產(chǎn)能,銷售情況也非常好。2017年的數(shù)據(jù),對(duì)僵尸碳纖維企業(yè)(已經(jīng)長(zhǎng)期不開(kāi)機(jī)且技術(shù)裝備落后)的產(chǎn)能不再統(tǒng)計(jì)。

3.2 全球碳纖維理論產(chǎn)能-區(qū)域

總量:139,000噸(見(jiàn)圖7)

圖5

圖6

圖7

世界碳纖維版圖在2017年沒(méi)有本質(zhì)的變化,之前的世界格局是:歐美企業(yè)主打大絲束與新興市場(chǎng),而日本企業(yè)主打小絲束與傳統(tǒng)市場(chǎng),2017年的世界格局是大小絲束+新老市場(chǎng)的混業(yè)經(jīng)營(yíng)。東麗旗下的匈牙利和墨西哥基地有望超過(guò)中國(guó)臺(tái)灣、韓國(guó),成為國(guó)際重要碳纖維產(chǎn)地。

日本:三家企業(yè)均加緊在風(fēng)電、汽車為代表的新興市場(chǎng)國(guó)際并購(gòu)與積累資源,尤其是東麗完成了對(duì)ZOLTEK的有效整合后,利用低成本碳纖維與其在超豪華車的市場(chǎng)基礎(chǔ),逐步向數(shù)量更大的豪華車市場(chǎng)挺進(jìn)。這個(gè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)日益明顯,相信東邦與三菱麗陽(yáng)會(huì)快速跟進(jìn)。

美國(guó):應(yīng)用及制造成本優(yōu)勢(shì),還是會(huì)吸引更多的碳纖維企業(yè)投資建廠。這些年,美國(guó)HEXCEL與CYTEC(蘇威集團(tuán)) 的擴(kuò)張態(tài)勢(shì)不明顯。兩家企業(yè)均想在汽車與風(fēng)電行業(yè)分杯羹,但纖維的劣勢(shì)一定會(huì)嚴(yán)重阻礙這個(gè)戰(zhàn)略意圖。盡管CYTEC之前收購(gòu)了德國(guó)DOLAN(歐洲碳纖維公司),但能否利用好這個(gè)歐洲已經(jīng)放棄的腈綸企業(yè),做出性價(jià)比高的原絲,是個(gè)不小的挑戰(zhàn)。

歐洲:SGL 在2017年通過(guò)幾輪回購(gòu)與售出股權(quán),把資本與精力聚焦在碳纖維及中間制品上。原絲是SGL心中的痛,之前收購(gòu)德國(guó)腈綸企業(yè)DOLAN,后又放棄,與三菱麗陽(yáng)的原絲合作,成本又難于承受,于是又收購(gòu)了葡萄牙的腈綸廠FISIPE,投資新建了原絲生產(chǎn)線。FISIPE不一定是終點(diǎn),SGL在整合戰(zhàn)略資源方面,還有艱苦的路要走。

4 中國(guó)碳纖維市場(chǎng)

4.1 中國(guó)碳纖維需求-年份

(見(jiàn)圖8)

圖8

2017年,對(duì)中國(guó)市場(chǎng)的需求統(tǒng)計(jì),我們開(kāi)始加入了國(guó)產(chǎn)纖維的貢獻(xiàn)。之前,國(guó)產(chǎn)纖維在滿足市場(chǎng)需求方面,份額與貢獻(xiàn)很少,但在2017年實(shí)現(xiàn)了一個(gè)巨大的增量。如果按此勢(shì)頭前行,我們預(yù)計(jì):到2020年,國(guó)產(chǎn)碳纖維有望與進(jìn)口量平分秋色。讀者要特別留意這個(gè)預(yù)測(cè)的前提:按2017年的增長(zhǎng)勢(shì)頭,這里有兩個(gè)重大信息,一是市場(chǎng)需求的勢(shì)頭,二是國(guó)產(chǎn)碳纖維的市場(chǎng)表現(xiàn)。樂(lè)觀的信息是存在的,但行業(yè)長(zhǎng)期存在的問(wèn)題并無(wú)重大改變。所以,對(duì)上面的預(yù)測(cè),可更多理解為對(duì)碳纖維行業(yè)的良好祝愿。

2017年,國(guó)產(chǎn)碳纖維比2016新增了3800噸的銷量,這個(gè)3800的新增需求來(lái)自哪兒呢?自2014年以來(lái),國(guó)內(nèi)碳纖維需求按照13%~20%的速度增長(zhǎng),增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)逐年攀升:2015年比2014年增長(zhǎng)13.4%,2016年比2015年增長(zhǎng)16.5%, 2017年比2016年增長(zhǎng)20%。從目前的市場(chǎng)情況看,2018年比2017年至少增長(zhǎng)20%以上。按照2017年20%的增長(zhǎng),傳統(tǒng)市場(chǎng)就會(huì)出現(xiàn)大約3800噸的自然增長(zhǎng)。

我們對(duì)中國(guó)市場(chǎng)需求數(shù)據(jù)的客觀性非常自信,這里面有詳實(shí)的海關(guān)數(shù)據(jù)的支持,也有對(duì)國(guó)內(nèi)供應(yīng)廠家需求大戶的反復(fù)校核。從2014年開(kāi)始,中國(guó)市場(chǎng)的增長(zhǎng)率不斷提升。國(guó)際需求10%以上已經(jīng)是一個(gè)非常樂(lè)觀的高增長(zhǎng)了,從2015年的13.4%,2016年的16.5%到2017年的20%不難看出,2018年的數(shù)據(jù)也會(huì)非常亮麗。好風(fēng)憑借力,送我上青云,祝愿中國(guó)碳纖維產(chǎn)業(yè)能茁壯成長(zhǎng)。

4.2 中國(guó)碳纖維需求-應(yīng)用

總量:23,487噸(見(jiàn)圖9)

圖9

體育器材依然占據(jù)半壁江山,這不僅是碳纖維的傳統(tǒng)市場(chǎng),更是中國(guó)碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展的市場(chǎng)根基。這個(gè)市場(chǎng),我們會(huì)在后面的單項(xiàng)介紹中重點(diǎn)介紹。

風(fēng)電葉片用碳纖維與2016年基本持平,VESTAS的需求強(qiáng)勁,勢(shì)頭越來(lái)越猛,供應(yīng)格局有重大變化。而另一條技術(shù)路線,單向織物灌注工藝,2017年也有很大的發(fā)展,德國(guó)織物廠家薩泰克斯全年進(jìn)口了113噸,為國(guó)內(nèi)風(fēng)電葉片企業(yè)提供高滲透單向織物。

今年的航空航天有較大的調(diào)整,之前,我們僅根據(jù)國(guó)內(nèi)碳纖維廠家對(duì)航空航天的供應(yīng)量、HEXCEL對(duì)中國(guó)預(yù)浸料的出口來(lái)估算用量。近幾年,氰特(上海)每年都有200噸左右的預(yù)浸料,同時(shí)又考慮到通用航空的需求及無(wú)人機(jī)對(duì)碳纖維的需求,總量從2016年的400噸調(diào)整到2017年的900噸。

對(duì)于汽車行業(yè)的需求,2016年的300噸,我們是估算了眾多的汽車廠家(包括新能源汽車)的總體大致用量,2017年,我們?cè)黾恿似嚫难b件行業(yè),以及為豪華車制造汽車零件的廠家,所以,把數(shù)據(jù)調(diào)到600噸。

4.3 中國(guó)碳纖維需求-省份

總量:19,563噸(見(jiàn)圖10、圖11)

圖10

復(fù)合產(chǎn)業(yè)依然集中在6個(gè)省份中,全是需求上千噸的省份,北京由于恒天進(jìn)口土耳其纖維的數(shù)據(jù)拉高了排名,本身產(chǎn)業(yè)并不大。山東由于威海的拉動(dòng),進(jìn)入5000噸俱樂(lè)部。2018年,威海與吳江增產(chǎn)勢(shì)頭兇猛。

總金額:568,179千美元(見(jiàn)圖12、圖 13)

從消費(fèi)金額來(lái)看,廣東依然保持第一,山東盡管碳纖維消耗量遠(yuǎn)大于上海,但主要是低成本風(fēng)電纖維,所以,金額還是沒(méi)有進(jìn)入廣東與上海的億美元俱樂(lè)部。

4.4 中國(guó)碳纖維需求-來(lái)源

總量:23,487噸(見(jiàn)圖14)

僅從國(guó)別來(lái)看,國(guó)產(chǎn)碳纖維歷史上首次成為國(guó)內(nèi)需求最大的供應(yīng)商,這是中國(guó)國(guó)產(chǎn)碳纖維的巨大進(jìn)步。但從實(shí)際的情況看,韓國(guó)對(duì)中國(guó)的出口,主要是東麗(韓國(guó))公司的產(chǎn)品,屬于日系產(chǎn)品,墨西哥、匈牙利及美國(guó)的一部分,因東麗收購(gòu)了ZOLTEK,也屬于日系產(chǎn)品,所以總體來(lái)說(shuō),日系依然有9085噸的銷售量,依然是中國(guó)市場(chǎng)最大的供應(yīng)商。

圖11

圖12

圖13

圖14

中國(guó)臺(tái)灣的銷量有較大幅度的增加,從2016年的3094噸到2017年的4203噸;ZOLTEK體系(墨西哥、匈牙利、美國(guó))均有大幅度的下滑:對(duì)比2016年,美國(guó)減少了624噸,匈牙利減少了863噸,墨西哥減少了50噸,合計(jì)1537噸。這是VESTAS體系對(duì)供應(yīng)商的重大調(diào)整:從去年以鹽城TPI公司及VESTAS天津體系,調(diào)整到光威復(fù)材與江蘇澳盛,碳纖維從ZOLTEK供應(yīng)調(diào)整到主要由臺(tái)塑(部分國(guó)產(chǎn))的供應(yīng)上。對(duì)于這個(gè)調(diào)整,我們還不了解其中的詳細(xì)原因,不知道到底是VESTAS方面,還是ZOLTEK方面。

土耳其的進(jìn)口量去年有一定幅度的下滑,減少了288噸,主要原因是2016年其在國(guó)內(nèi)的經(jīng)銷商有一定的庫(kù)存,所以2017年在中國(guó)的實(shí)際銷售是增長(zhǎng)的,達(dá)到1100噸。

另外值得關(guān)注是俄羅斯UMATEX公司,去年向中國(guó)出口263噸纖維,縱觀全球市場(chǎng),民用方面會(huì)應(yīng)用碳纖維的國(guó)家并不多,中國(guó)無(wú)疑是個(gè)包容性很強(qiáng)的大市場(chǎng)。(見(jiàn)圖15)

日本與韓國(guó)主打的是碳纖維小絲束的傳統(tǒng)市場(chǎng)。這也是目前我國(guó)絕大部分碳纖維企業(yè)耐以生存的主市場(chǎng)。之所以包含韓國(guó),主要是考慮東麗在韓國(guó)的4700噸的碳纖維產(chǎn)能與相關(guān)后續(xù)工藝??梢钥闯鲆粋€(gè)趨勢(shì),總體上,日系碳纖維在華的銷售是穩(wěn)步上升的,盡管這些年有中國(guó)臺(tái)灣、土耳其及中國(guó)廠家的激烈的競(jìng)爭(zhēng)與市場(chǎng)蠶食。其中,東麗韓國(guó)的出貨量在穩(wěn)定增長(zhǎng)。

總金額:568,179千美元(見(jiàn)圖16、圖 17)

中國(guó)碳纖維及中間材料的市場(chǎng)規(guī)模已經(jīng)達(dá)到5.68億美元,這些年是持續(xù)高速增長(zhǎng)的。中國(guó)國(guó)產(chǎn)的噸數(shù)盡管超越日本,但金額上有較大的差距。我們依然按照18美元(大約115元/公斤)來(lái)核算國(guó)產(chǎn)碳纖維的價(jià)格,其中既考慮了高價(jià)量小的軍品纖維,也考慮了B、C等品的低價(jià)位。

圖15

圖16

圖17

圖18

2017年,我們將各主要供應(yīng)國(guó)及地區(qū)纖維3年的價(jià)格做了一個(gè)對(duì)比。國(guó)產(chǎn)纖維的價(jià)格是增長(zhǎng)的,日本是波動(dòng)的,中國(guó)臺(tái)灣是遞減的,而俄羅斯的售價(jià)是最低的。

值得關(guān)注的是,2017年,只有日本與美國(guó)來(lái)源的纖維價(jià)格高于國(guó)產(chǎn)纖維,其他國(guó)家與地區(qū)的價(jià)格均低于國(guó)產(chǎn)纖維。希望大家清醒地認(rèn)識(shí)到:這并非質(zhì)優(yōu)而貴,政府的保護(hù)政策不可能是永遠(yuǎn)的。

5 中國(guó)碳纖維產(chǎn)業(yè)

5.1 中國(guó)碳纖維企業(yè)理論產(chǎn)能

(見(jiàn)圖18)

2017年,我們不統(tǒng)計(jì)僵尸企業(yè)(超過(guò)一年不運(yùn)行,且裝置不穩(wěn)定)。統(tǒng)計(jì)全國(guó)的理論產(chǎn)能為26,000噸。

A. 產(chǎn)能千噸以上:7家公司。中復(fù)神鷹擴(kuò)產(chǎn)千噸線一條,吉林精功(精功集團(tuán)與吉林化纖的合資企業(yè))擴(kuò)產(chǎn)1500噸線一條,太鋼鋼科擴(kuò)產(chǎn)千噸線一條;

B. 產(chǎn)能在500噸~1000噸之間:4家公司;

C. 產(chǎn)能在100噸~500噸之間:7家公司;

D. 產(chǎn)能在100噸以下:2家公司。

在26,000噸中,銷量大約是7400噸,銷量/產(chǎn)能比為28.5%,國(guó)際的銷量/產(chǎn)能比為57.2%,去除中國(guó)因素,其他國(guó)家的銷量/產(chǎn)能比為63.4%。所以,對(duì)于國(guó)產(chǎn)碳纖維企業(yè),提升銷量/產(chǎn)能比,是個(gè)重要的任務(wù)。

2017年,產(chǎn)業(yè)集中度在加速,7家千噸級(jí)碳纖維企業(yè)的理論產(chǎn)能已經(jīng)占到全國(guó)的84.8%,我們相信,這個(gè)產(chǎn)業(yè)集中度在今后幾年還會(huì)加速。

5.2 中國(guó)碳纖維項(xiàng)目運(yùn)行效益分析

我們從項(xiàng)目建設(shè)與財(cái)務(wù)的角度,來(lái)觀察碳纖維廠的經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生的要素。

碳化線經(jīng)濟(jì)效益估算與決定因素見(jiàn)表1、表2、表3、表4、表5,其中,系統(tǒng)工程技術(shù)+工藝優(yōu)化技術(shù)+品質(zhì)穩(wěn)定技術(shù)+量身定制技術(shù)=短建設(shè)周期=碳化線效益。

通過(guò)上表的分析,我們可以得出如下的結(jié)論:

I.碳纖維企業(yè)要經(jīng)歷五個(gè)主要階段:階段A-建設(shè)期,階段B-試生產(chǎn),階段C-穩(wěn)定期,階段D-達(dá)標(biāo)期,階段E-滿意期。達(dá)標(biāo)期與滿意期是有細(xì)微差異的,在纖維價(jià)格上也有差異。

II.碳纖維確實(shí)是個(gè)“燒錢(qián)”的行業(yè),任何廠家都有建設(shè)期與試生產(chǎn)期,但廠家之間有周期差異,主要體現(xiàn)在建設(shè)者的系統(tǒng)工程技術(shù)能力,這包括整線工藝布置的合理性,設(shè)備的穩(wěn)定性,工藝或設(shè)備整改會(huì)耗費(fèi)大量時(shí)間,尤其是工藝與設(shè)備的適配性問(wèn)題。穩(wěn)定期與達(dá)標(biāo)期是真正燒錢(qián)的周期,幾乎所有的生產(chǎn)成本投入了,但產(chǎn)出的是B、C等品,甚至是等外品,在市場(chǎng)上基本賣不起價(jià)格,甚至賣不出。這是我們絕大部分碳纖維企業(yè)均經(jīng)歷過(guò)的“痛苦期”。這個(gè)痛苦來(lái)自:缺乏工藝優(yōu)化技術(shù)及品質(zhì)穩(wěn)定技術(shù),這其中包含原絲的品質(zhì)穩(wěn)定性與工藝優(yōu)化的空間,但是更多是碳化技術(shù)的水平。這個(gè)過(guò)程(包含建設(shè)期+試產(chǎn)期),只要有81個(gè)月,即6.75年,生產(chǎn)線的投入資本基本就燒完了。

III. 從A-建設(shè)期開(kāi)始到D-產(chǎn)品達(dá)標(biāo),周期長(zhǎng)短是檢驗(yàn)碳纖維投資項(xiàng)目成敗的重要標(biāo)準(zhǔn)。目前國(guó)際水平基本是12~14個(gè)月,這個(gè)產(chǎn)品達(dá)標(biāo):不僅包含生產(chǎn)線A等品的比例(應(yīng)該是90%以上),還包含產(chǎn)品的預(yù)計(jì)成本達(dá)標(biāo)(這其中資本投入、能耗消耗、原絲得率、人工消耗均要達(dá)標(biāo))。這個(gè)“達(dá)標(biāo)周期”,可以成為一個(gè)單位工程能力與效益的評(píng)價(jià)指標(biāo)。對(duì)于工業(yè)企業(yè),我們企業(yè)家與媒體:用從關(guān)注試生產(chǎn)期間的個(gè)別纖維指標(biāo)超過(guò)XX公司,轉(zhuǎn)移到關(guān)注“達(dá)標(biāo)周期”有多長(zhǎng),只有生存,這些技術(shù)能力才有持續(xù)的機(jī)會(huì)。

IV. 對(duì)于計(jì)劃投資碳纖維產(chǎn)業(yè)的投資者:在當(dāng)今的發(fā)展階段,如果現(xiàn)在還根據(jù)上述的“燒錢(qián)周期”來(lái)規(guī)劃項(xiàng)目,一定會(huì)成為行業(yè)眾多失敗案例中一員。當(dāng)然,任何一個(gè)行業(yè),只要技術(shù)沒(méi)有達(dá)到天花板,均存在:利用技術(shù)重大創(chuàng)新機(jī)遇,“站高一步,自然趕上前人”的商機(jī)。這些洞察與研究,不可能是投資部門(mén)幾個(gè)人研究一些網(wǎng)絡(luò)資料就能決策的。復(fù)雜技術(shù)產(chǎn)業(yè)的決策難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于簡(jiǎn)單制造業(yè),其在建設(shè)之前就很可能注定要失敗,項(xiàng)目執(zhí)行過(guò)程中的調(diào)整與挪騰空間受限,所以在項(xiàng)目投入之前,花足錢(qián)與做足行業(yè)“精算”,而不是盲目上馬后去燒錢(qián)。

表1 生產(chǎn)線描述(滿意期) Line description (perfect stage)

表2 建設(shè)生產(chǎn)周期 Construction and production stages

表3 生產(chǎn)成本(按月計(jì)算) Production c ost (per month)

表4 市場(chǎng)價(jià)格(RMB/KG) Market price (RMB/KG)

5.3 中國(guó)碳纖維產(chǎn)業(yè)新發(fā)展

首先值得祝賀的是吉林化纖集團(tuán)(吉林碳谷)的原絲戰(zhàn)略的實(shí)施與成效,2017年實(shí)現(xiàn)銷售超過(guò)5000噸,2018年有望有更大增長(zhǎng)。國(guó)際碳纖維曾經(jīng)的運(yùn)行規(guī)則是:對(duì)原絲技術(shù)嚴(yán)加保密,基本不對(duì)外銷售,目前也只有三菱麗陽(yáng)與德國(guó)西格里做原絲戰(zhàn)略合作。吉林化纖改寫(xiě)了這個(gè)規(guī)則,把原絲商品化向世界供應(yīng),這會(huì)對(duì)世界產(chǎn)業(yè)格局產(chǎn)生影響。

作為原絲領(lǐng)域另一家重量級(jí)企業(yè),中石化上海公司是國(guó)內(nèi)少有的,擁有自主腈綸技術(shù)、裝備完全國(guó)產(chǎn)化的企業(yè),具備在現(xiàn)有的腈綸裝置上(局部改動(dòng))生產(chǎn)原絲的技術(shù)能力,且小批量生產(chǎn)的48K原絲碳化后,取得了較高的性能。

我們熱切的希望:上述兩家世界級(jí)腈綸企業(yè),制造出大規(guī)模、低成本、差異化、工業(yè)用原絲商品。為世界的碳化客戶服務(wù),為擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)全球規(guī)模做出貢獻(xiàn);同時(shí),更要肩負(fù)振興民族碳纖維產(chǎn)業(yè)的責(zé)任與使命,用更優(yōu)的品質(zhì)與成本去全力支持中國(guó)的碳化企業(yè)的發(fā)展,讓碳化廠去除后顧之憂,全副精力搞好碳化技術(shù)與工程。

中復(fù)神鷹走的是市場(chǎng)自由競(jìng)爭(zhēng)下,高性能、特色小絲束之路,裝備的國(guó)產(chǎn)化程度高,與同類企業(yè)對(duì)比,有成本優(yōu)勢(shì)。

江蘇恒神與康得新集團(tuán)(包含中安信、康得復(fù)材,康得碳谷)均走的是深入應(yīng)用的全產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)思路。恒神去年在軌道交通的研發(fā)上取得重大進(jìn)展;康得復(fù)材在汽車應(yīng)用取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展,康得碳谷與康得復(fù)材均有宏偉的建設(shè)目標(biāo),正在熱火朝天的建設(shè)過(guò)程中。

表5 銷售與利潤(rùn) Sales and profits

光威復(fù)材、中簡(jiǎn)科技、太鋼鋼科均是以航空航天為核心效益資產(chǎn),并努力向工業(yè)領(lǐng)域進(jìn)發(fā)。光威復(fù)材既是纖維企業(yè),也是中國(guó)最大的碳纖維應(yīng)用單位,強(qiáng)勁的自身應(yīng)用需求,有助于提升其工業(yè)級(jí)碳纖維的制備水平。

浙江精功集團(tuán)是以碳化及復(fù)材為特色的新銳企業(yè),去年的產(chǎn)能到3500噸,銷售喜人。2018年底,將會(huì)新增3000噸產(chǎn)能。旗下精功科技在成套碳化線裝備方面與歐洲合作,在裝備國(guó)產(chǎn)化方面,做了很多卓有成效的工作,并體現(xiàn)在生產(chǎn)線的開(kāi)機(jī)率上。

寧波材料所一直耕耘在高模碳纖維的研發(fā)上,隨著制備技術(shù)的提升,模量不斷攀升,現(xiàn)已經(jīng)基本達(dá)到M60J的水平,對(duì)比M60J性能,寧波所的纖維強(qiáng)度更高,是“高模高韌”型新品種。

6 全球碳纖維復(fù)合材料市場(chǎng)

6.1 全球樹(shù)脂基碳纖維復(fù)合材料需求-年份

(見(jiàn)圖19)

樹(shù)脂基碳纖維復(fù)合材料的需求量,根據(jù)纖維在復(fù)材中65%的比例計(jì)算的,建立一個(gè)規(guī)模概念。

圖19

6.2 全球樹(shù)脂基碳纖維復(fù)合材料需求-應(yīng)用(千噸)

總量:129.5千噸(見(jiàn)圖20)

圖20

6.3 全球樹(shù)脂基碳纖維復(fù)合材料需求-應(yīng)用(10億美元)

總金額:126.5億美元(見(jiàn)圖21)

2017年,樹(shù)脂基復(fù)合材料的主要收入,依然是航空航天,其中,波音、空客與美國(guó)的軍用航空航天占據(jù)絕大部分市場(chǎng)。這是個(gè)典型的高投入、高技術(shù)、高門(mén)檻、長(zhǎng)周期、高收益的細(xì)分市場(chǎng)。一方面,我們期盼中國(guó)的航空、航天、兵工、核工、海工能為中國(guó)的先進(jìn)復(fù)合材料形成一個(gè)較大的市場(chǎng),另一方面,我們也應(yīng)清醒地認(rèn)識(shí)到,這些是科技強(qiáng)國(guó)長(zhǎng)期積累與協(xié)作的成就,非一時(shí)之功,在投資決策上不能受太多的誘惑。

圖21

圖22

圖23

圖24

風(fēng)電行業(yè),盡管碳纖維的用量已經(jīng)超過(guò)航空航天市場(chǎng),但是,復(fù)材的收入?yún)s比航空航天低很多,甚至低于體育產(chǎn)業(yè)的收入。這是完全可以理解的,纖維采用低成本大絲束,成型采用最經(jīng)濟(jì)的拉擠工藝與單向織物層灌注工藝。拉擠工藝中,拉擠板材每公斤的成本幾乎與每公斤的碳纖維成本相當(dāng),軸向把纖維的力學(xué)性能發(fā)揮到極致,這是其他工業(yè)應(yīng)用需認(rèn)真借鑒的。

對(duì)比風(fēng)電,汽車復(fù)材不僅有低成本要求,還需要高節(jié)拍、自動(dòng)化的制造工藝,經(jīng)濟(jì)的維護(hù)要求等,其應(yīng)用難度可想而知。

6.4 全球樹(shù)脂基碳纖維復(fù)合材料需求-區(qū)域(10億美元)

總金額:126.5億美元(見(jiàn)圖22)

從上面的應(yīng)用市場(chǎng)分析,我們就可以發(fā)現(xiàn),由于有波音及軍用航空航天,美國(guó)成為最大的復(fù)材市場(chǎng),而歐洲有空客、汽車、風(fēng)電產(chǎn)業(yè),盡管收入金額上小于美國(guó),但碳纖維用量已經(jīng)大于美國(guó)。

日本盡管在碳纖維領(lǐng)域執(zhí)世界之牛耳,然而在復(fù)合材料及應(yīng)用方面,與歐美相比,日本的劣勢(shì)還是比較明顯的。如果沒(méi)有三菱重工、川崎重工等企業(yè)承接波音公司復(fù)合材料大部件的生產(chǎn),其復(fù)材本土市場(chǎng)會(huì)更小。因此,日資碳纖維巨頭都加大了在歐美的生產(chǎn)布局,并購(gòu)中間制品與復(fù)合材料國(guó)際專業(yè)公司。

圖25

圖26

亞太地區(qū),主要是中國(guó)大陸、中國(guó)臺(tái)灣與韓國(guó)。這個(gè)區(qū)域最基礎(chǔ)的應(yīng)用是體育器材,同時(shí)有望在風(fēng)電、汽車等工業(yè)應(yīng)用上獲得突破。

6.5 全球樹(shù)脂基碳纖維復(fù)合材料需求-制造工藝

總量:129.5千噸(見(jiàn)圖23)

樹(shù)脂基復(fù)合材料成型工藝,每年均有大量的創(chuàng)新工藝產(chǎn)生,如樹(shù)脂配方、纖維形態(tài)、預(yù)成型方式、層合方法、固化方式等均可以做出創(chuàng)新。復(fù)材成型工藝概括而論就是將一維纖維固結(jié)成三維形狀的過(guò)程。復(fù)合材料工藝是個(gè)跨界借鑒的創(chuàng)新行為,廣泛借鑒了紡織、金屬成型、建材、塑料加工等傳統(tǒng)行業(yè)的工藝思想,其難點(diǎn)在于成熟性和性價(jià)比。

航空航天、體育器材,超豪華汽車等領(lǐng)域,目前的主流工藝依然是預(yù)浸鋪放+熱壓罐工藝。每年有50%以上的碳纖維是通過(guò)這條工藝制備成復(fù)材的。這是個(gè)“昂貴”的工藝路線,所以在體育器材的制備上把熱壓罐變成了模壓。但是,這條工藝的“均勻浸潤(rùn)”與“低孔隙率”,是結(jié)構(gòu)性能最牢靠的保障。

拉擠工藝,由于VESTAS梁帽的成型技術(shù)而被廣泛應(yīng)用起來(lái),拉擠工藝與單向預(yù)浸料類似,可以實(shí)現(xiàn)纖維單方向最大性能的釋放。將多塊單向板材合并粘接成曲面的梁帽,再通過(guò)上下梁帽與腹板組成剛性梁,這確實(shí)是一個(gè)高性價(jià)比的、可以發(fā)揚(yáng)光大的技術(shù)。

在汽車領(lǐng)域,目前流行的各類工藝,如混配模成型、高壓RTM及其變形工藝、濕法層合工藝等,還沒(méi)有一種工藝能滿足汽車行業(yè)所需的成熟性與性價(jià)比。當(dāng)然,汽車行業(yè)對(duì)不同能源驅(qū)動(dòng)下的、不同零部件的輕量化價(jià)值也需作出客觀評(píng)估。當(dāng)前,通過(guò)對(duì)金屬件減重而換算復(fù)材零件的成本,是萬(wàn)萬(wàn)不可能用上碳纖復(fù)材的。

6.6全球碳纖維復(fù)合材料需求-不同基體(10億美元)

總額:171.5億美元(見(jiàn)圖24)

鑒于2017年全球各類基體的碳纖維復(fù)合材料并無(wú)重大變化,所以,我們依然按照2016年的各類基體的份額去估算其他復(fù)材的數(shù)量。其中,我們將已經(jīng)進(jìn)入樹(shù)脂基復(fù)材統(tǒng)計(jì)的碳碳復(fù)材的數(shù)量單獨(dú)拿出來(lái)。對(duì)于陶瓷基、金屬基等基體,由于國(guó)內(nèi)相關(guān)的產(chǎn)業(yè)太少,我們沒(méi)有明確的概念,只能參考德國(guó)CCEV的數(shù)據(jù)。

關(guān)于樹(shù)脂基復(fù)材中熱塑性與熱固性材料的分配比例,在東麗收購(gòu)荷蘭TenCate之后,我們?cè)僖淮畏词∥覀冎皩?duì)熱塑性復(fù)合材料的判斷是否客觀。從東麗官網(wǎng)的信息得知:去年國(guó)際商用航空器采用了5000萬(wàn)歐元的熱塑復(fù)材。按我們上面的數(shù)據(jù),去年航空航天的樹(shù)脂基復(fù)材市場(chǎng)是88.6億美元。東麗官網(wǎng)指出,除了商用航空,使用熱塑復(fù)材的還有筆記本外殼、運(yùn)動(dòng)鞋底、醫(yī)療器械和2020年之后的汽車。再加上短切碳纖維增強(qiáng)塑料及熱塑連續(xù)碳纖維預(yù)浸料,我們將熱固與熱塑的比率調(diào)整為75%:25%。

7 復(fù)合材料應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)與展望

7.1 航空航天應(yīng)用市場(chǎng)

市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)見(jiàn)圖25,2017年對(duì)碳纖維的需求量為19,200噸。航空航天市場(chǎng)的分市場(chǎng)份額(噸)見(jiàn)圖26。

商用飛機(jī)對(duì)碳纖維需求驅(qū)動(dòng)是巨大的。2017年,根據(jù)波音及空客的官網(wǎng)信息,波音的復(fù)材飛機(jī)B787交付136架,與2016年持平,而空客的復(fù)材飛機(jī)A350XWB交付了78架,比2016年增加60%。所以,商用飛機(jī)碳纖維的用量增加主要來(lái)自空客。

圖27

圖27是從東麗網(wǎng)站摘錄的商用飛機(jī)的發(fā)展計(jì)劃,主要體現(xiàn)了幾個(gè)信息:國(guó)際商用飛機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)是越來(lái)越聚集中小型飛機(jī);波音與空客在2017年9月前分別手握4633架(B787-1471架)和4325架(A350XWB-1056架)訂單。

7.2 體育休閑應(yīng)用市場(chǎng)

體育休閑市場(chǎng)十年來(lái)的需求發(fā)展情況見(jiàn)圖28,2017年的需求量為13,200噸。體育市場(chǎng)的分市場(chǎng)份額見(jiàn)圖29。

碳纖維與體育強(qiáng)國(guó)

1971年,日本東麗開(kāi)始了工業(yè)化碳纖維生產(chǎn)(產(chǎn)能1噸/月);1972年,日本公司Olympic在展覽會(huì)上,展示了用東麗碳纖維制造的魚(yú)竿“Seiki”;同一年的太平洋高爾夫大師賽,Gay Brewers 使用碳纖維球桿贏得冠軍,這激發(fā)了市場(chǎng)購(gòu)買與使用“高爾夫黑桿身(black shaft golf clubs)”的熱情。世界碳纖維的發(fā)展初期,就與體育器材接下了不解之緣。

談及碳纖維體育器材產(chǎn)業(yè),就不得不提中國(guó)臺(tái)灣清華大學(xué)吳泉源先生的文章—《奠定復(fù)材制造王國(guó)的領(lǐng)航者-中國(guó)臺(tái)灣網(wǎng)球拍產(chǎn)業(yè)發(fā)展回顧》,文中提到“1978 年由光男公司從國(guó)外引進(jìn)碳纖維復(fù)合材料,開(kāi)始制造碳拍之后,短短的幾年間,不但淘汰了木制球拍,改變了世界網(wǎng)球拍的產(chǎn)銷結(jié)構(gòu),成為網(wǎng)球拍王國(guó),而且奠定了中國(guó)臺(tái)灣在全球復(fù)合材料加工技術(shù)上重要的地位?!痹谖恼碌淖詈螅瑓窍壬錆M激情的表達(dá)了“這是一個(gè)世界級(jí)的技術(shù)史故事。中國(guó)臺(tái)灣網(wǎng)球拍產(chǎn)業(yè)奮斗的歷史軌跡,至今依舊是許許多多產(chǎn)業(yè)努力奮進(jìn)的標(biāo)桿。”從網(wǎng)球拍開(kāi)始,中國(guó)臺(tái)灣持續(xù)努力,在高爾夫球桿、釣魚(yú)桿、曲棍球桿、自行車等各個(gè)碳纖維領(lǐng)域,均取得了舉世矚目的佳績(jī),通過(guò)在大陸的投資設(shè)廠,將大陸的碳纖維體育器材帶動(dòng)起來(lái),這個(gè)淵源我們不應(yīng)該忘記。

碳纖維體育器材,全球絕大部分制造在大中華地區(qū),歐美日本品牌商主要是品牌運(yùn)營(yíng),參與技術(shù)研發(fā)的投入不多,我們企業(yè)的利潤(rùn)空間有限,技術(shù)創(chuàng)新能力也有限,導(dǎo)致目前的主流工藝大量依靠人工,缺乏自動(dòng)化,因此制造成本也較高,這些因素共同導(dǎo)致了產(chǎn)品價(jià)格高昂,不能普及到尋常百姓家。體育器材有著與工業(yè)產(chǎn)品迥異的“輕量化價(jià)值”, 汽車工程師可以在汽車零件上算計(jì)每一分錢(qián),而個(gè)人購(gòu)買體育器材時(shí),則會(huì)因?yàn)?克重量和手感,毫不猶豫多支付幾百元。

先進(jìn)體育器材與科學(xué)訓(xùn)練方法正成為提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)的有力支撐。 在提升運(yùn)動(dòng)成績(jī)的同時(shí),先進(jìn)體育器材可獲得美譽(yù)度,利于器材在大眾體育中的推廣,形成品牌效應(yīng),從而形成高利潤(rùn)產(chǎn)業(yè),并反哺競(jìng)技運(yùn)動(dòng)獲得更好的成績(jī),為退役后的運(yùn)動(dòng)員提供更多的職業(yè)選擇。體育器材是將碳纖維材料的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮得淋漓盡致的領(lǐng)域:陸???、冰水雪,處處可見(jiàn)碳纖維材料替代天然材料和金屬材料而產(chǎn)生的“更快、更高、高強(qiáng)”的競(jìng)技傳奇,也衍生出一輪輪波瀾壯闊的工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新輝煌。中華民族(含中國(guó)臺(tái)灣)是全球碳纖維體育器材制造大國(guó),由于器材工業(yè)設(shè)計(jì)技術(shù)及品牌運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)的欠缺,我們守著一個(gè)全球最大潛力的市場(chǎng),卻不得不面對(duì)“洋品牌漫天飛,制造工廠血汗化”的殘酷現(xiàn)實(shí)。“增強(qiáng)技術(shù)制造能力、集成國(guó)際設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)、國(guó)家助力品牌運(yùn)營(yíng)、競(jìng)技產(chǎn)業(yè)共同進(jìn)步”,這就是時(shí)代與民族需要的先進(jìn)碳纖維體育器材強(qiáng)國(guó)計(jì)劃。

7.3 風(fēng)電葉片應(yīng)用市場(chǎng)

圖28

圖29

圖30

圖31

(見(jiàn)圖30)

2017年,低風(fēng)速風(fēng)場(chǎng)和海上風(fēng)電共同推進(jìn)了葉片的大型化發(fā)展,碳纖維在風(fēng)電領(lǐng)域持續(xù)高速增長(zhǎng)。VESTAS在與臺(tái)塑簽訂碳纖維長(zhǎng)期供應(yīng)合同之后,2017年6月,VESTAS與土耳其簽訂了為期四年、價(jià)值3億美元的梁帽拉擠板。2017年年底到今年年初,ZOLTEK相繼宣布在墨西哥與匈牙利擴(kuò)產(chǎn),將目前的14,900噸產(chǎn)能提升到25,000噸。

2016年與2017年,中國(guó)風(fēng)電碳纖維復(fù)合材料供應(yīng)還出現(xiàn)一個(gè)劇烈的變化:2016年,TPI (為VESTAS制造葉片)及VESTAS相關(guān)企業(yè)共進(jìn)口了2465噸碳纖維,而今年,該集團(tuán)只進(jìn)口了240噸纖維,而市場(chǎng)的總量不變,這些差額主要由光威復(fù)材與江蘇澳盛承擔(dān)了。我們認(rèn)為,這主要是VESTAS的工藝轉(zhuǎn)變帶來(lái)的供商劇變,堅(jiān)定了拉擠片材制備梁帽的工藝路線。

國(guó)際主要采用碳纖維制造風(fēng)電葉片的企業(yè)是:VESTAS、GEMESASIEMENS、Nordex、Senvion、GE 集 團(tuán)(去年并購(gòu)了LM)。重要的碳纖維葉片制造商還有TPI(主要為VESTAS 與Senvion 提供葉片)和巴西的Tecsis(主要為GE提供葉片)。去年,TPI宣布:利用SENVION的RodPack(拉擠棒)技術(shù)為其生產(chǎn)葉片。

我國(guó)主要的葉片制造商:洛陽(yáng)雙瑞科技、中材科技、重通葉片、明陽(yáng)風(fēng)電、中復(fù)連眾、時(shí)代新材等均在積極推進(jìn)碳纖維應(yīng)用。去年6月,雙瑞5MW,83.6米的中國(guó)最長(zhǎng)海上風(fēng)電葉片下線,這款葉片采用的是碳纖維織物灌注工藝的梁帽。

7.4 汽車應(yīng)用市場(chǎng)

(見(jiàn)圖31)

提到汽車復(fù)材市場(chǎng),不得不先談到寶馬公司I3電動(dòng)車:根據(jù)寶馬公司年報(bào),I3去年銷售了31,482輛,同比增長(zhǎng)23.3%;寶馬公司人員多次抱怨碳纖維復(fù)合材料成本太高,有傳言要回到鋁合金車身;SGL回購(gòu)了與寶馬汽車合資的汽車用碳纖維廠的股份。并且去年行業(yè)內(nèi)對(duì)寶馬Carbon Core 7系車采用的“混合材料”的想法沒(méi)有前年那么熱鬧了。

圖32

圖33

去年,除了電動(dòng)車、燃料汽車開(kāi)始持續(xù)升溫,各大汽車廠加大了投入,燃料電池堆主流采用的是碳纖維紙,東麗開(kāi)始擴(kuò)建碳纖維紙的工廠,產(chǎn)能將是目前的5倍之多。同時(shí),盡管各類儲(chǔ)氫有創(chuàng)新,目前看來(lái),采用高壓碳纖維氣瓶還是最佳的選擇,35&70MPa氫氣瓶已成為市場(chǎng)的熱點(diǎn)。

以東麗為首的日系碳纖維廠家,在積極推動(dòng)汽車復(fù)材的應(yīng)用。尤其在收購(gòu)了ZOLTEK的低成本碳纖維后,東麗從之前的研發(fā),快速轉(zhuǎn)到實(shí)業(yè)布局上。近幾年,收購(gòu)了不少汽車復(fù)材相關(guān)的國(guó)際公司。

關(guān)于汽車復(fù)材市場(chǎng),我們有如下的看法:

A.對(duì)于不得不用碳纖維的,如燃料電池的擴(kuò)散層碳紙、氫氣瓶,這是重點(diǎn)。

B.要遵循汽車行業(yè)采用碳纖維的規(guī)律:從F1賽車到超級(jí)豪華限量版車,再到豪車,直接從普通家用汽車入手,無(wú)論是否新能源,高成本的問(wèn)題不是一時(shí)半會(huì)能解決的。

C.汽車廠家要做產(chǎn)品全周期“輕量化價(jià)值”評(píng)估,價(jià)值不超過(guò)當(dāng)前昂貴的碳纖復(fù)材,不要浪費(fèi)科研資源。

7.5 壓力容器應(yīng)用市場(chǎng)

(見(jiàn)圖32)

壓力容器方面主要是如下三個(gè)方面,其中B、C是主要驅(qū)動(dòng)碳纖維需求增長(zhǎng)的市場(chǎng):

A.傳統(tǒng)市場(chǎng),主要是呼吸氣瓶、CNG 氣瓶,市場(chǎng)小幅度平穩(wěn)發(fā)展。

B.CNG復(fù)合拖車長(zhǎng)管:在Hexagon Lincoln的推動(dòng)下,其最新款TITAN XL(40尺柜,15000標(biāo)準(zhǔn)立方米)2015年在拉美試運(yùn)行,2016年7月獲得美國(guó)交通部上路許可。國(guó)內(nèi)主要是中材科技(成都)有限公司在推動(dòng)該產(chǎn)品,并取得很大成效。

C.氫氣瓶市場(chǎng):氫燃料電池汽車用氣瓶主要使用三型瓶(金屬內(nèi)膽復(fù)合材料全纏繞氣瓶)和四型瓶(塑料內(nèi)膽復(fù)合材料全纏繞氣瓶)。其中,三型瓶一般用于公交、巴士及物流車等領(lǐng)域,工作壓力35MPa,四型瓶一般用于乘用車,工作壓力70MPa。

發(fā)達(dá)國(guó)家的主要?dú)馄繌S家Hexagon、Dynetek、豐田等公司的高壓復(fù)合氣瓶技術(shù)能力和市場(chǎng)份額遙遙領(lǐng)先,Dynetek公司的三型瓶占據(jù)了目前國(guó)際市場(chǎng)的較大份額,而Hexagon是目前四型氣瓶方面的行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者,豐田公司自行研發(fā)的70MPa四型氣瓶已經(jīng)批量應(yīng)用于其Mirai商業(yè)化燃料電池車型。

國(guó)內(nèi)研發(fā)和制造氫燃料三型瓶的企業(yè)主要有:中材科技(成都)有限公司、北京天海工業(yè)有限公司、沈陽(yáng)斯林達(dá)安科新技術(shù)有限公司、北京科泰克科技有限責(zé)任公司、張家港富瑞特種裝備有限公司、中集集團(tuán)等。而四型瓶,僅僅處于研發(fā)階段。

壓力容器是展現(xiàn)碳纖維拉伸性能及離散型的最佳應(yīng)用,根據(jù)氣瓶爆破壓強(qiáng)計(jì)算的纖維拉伸強(qiáng)度的釋放比例,是一種重要的工藝指標(biāo)。精確設(shè)計(jì)、精確網(wǎng)格成型工藝、自動(dòng)化制造是重要的發(fā)展方向。

7.6 混配模成型應(yīng)用市場(chǎng)

(見(jiàn)圖33)

混配模成型(Molding& compound)嚴(yán)格講,不是一個(gè)應(yīng)用市場(chǎng),而是對(duì)工藝的描述,但由于這些工藝橫跨的應(yīng)用多,所以,將其歸類成一個(gè)應(yīng)用,便于說(shuō)明。

混配(compound)是指非連續(xù)碳纖維增強(qiáng)塑料,主要包括短切增強(qiáng)和LFT。玻纖D-LFT在汽車領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用證明了這種復(fù)合材料形態(tài)的優(yōu)勢(shì)。但是,只是成為非承力結(jié)構(gòu)件,汽車行業(yè)很難為昂貴的碳纖維買單。這就需要CF-LFT,不僅在力學(xué)性能(尤其模量)上有更好的表現(xiàn),具有更好的性價(jià)比;縮短工藝,采用CF-DLFT也是必要的低成本路線。關(guān)鍵技術(shù)是:漿料、分散性與存留長(zhǎng)度。 當(dāng)然,除了利用碳纖維的力學(xué)性能,該領(lǐng)域也充分利用了碳纖維去靜電、電磁屏蔽的功能性能。

圖34

圖35

模成型(Molding)主要是指片狀模塑料Sheet Molding Compound-SMC,團(tuán)狀模塑料Bulk Molding Compound-BMC。這也是對(duì)汽車有前途的低成本工藝路線。目前的問(wèn)題與上述的短切增強(qiáng)及LFT是類似的。對(duì)比玻纖同類產(chǎn)品,缺乏性價(jià)比。但面臨的技術(shù)問(wèn)題是不一樣的:這類產(chǎn)品主要要解決完全浸潤(rùn)性、絲束的均勻纖化性。

混配通常是熱塑性復(fù)合材料,熱塑性材料的關(guān)鍵是螺桿擠出機(jī)技術(shù)的創(chuàng)新,以保證纖維均勻分散的同時(shí)保留更長(zhǎng)的纖維長(zhǎng)度,這是個(gè)矛盾體;而模成型主要是熱固性樹(shù)脂,在追求纖維的充分浸潤(rùn)性時(shí),又不能有預(yù)浸料的成本,材料的均質(zhì)性還需提升,纖維含量還需維持在高比例,這也是不小的技術(shù)挑戰(zhàn)。

7.7 建筑應(yīng)用市場(chǎng)

(見(jiàn)圖34)

建筑領(lǐng)域是碳纖復(fù)材可以發(fā)揮重大作用的領(lǐng)域,主要應(yīng)用是對(duì)老危建筑的補(bǔ)強(qiáng),該市場(chǎng)目前主要采用碳布手糊、現(xiàn)場(chǎng)粘接的工藝,與建筑物的粘接性是工程質(zhì)量的關(guān)鍵。

利用碳纖維復(fù)合材料抗震防震,是歐美、日本的研究重點(diǎn),國(guó)外經(jīng)驗(yàn)證明:利用碳纖維復(fù)合材料加固后的房屋具有良好的抗震防震效果。我國(guó)的建筑質(zhì)量與西方有一定差距,尤其是震區(qū)的危房加固,相關(guān)的國(guó)家政策與加固研發(fā)還有大量的工作可做。

除了普通建筑的補(bǔ)強(qiáng),橋梁、隧道、各類工業(yè)管道的補(bǔ)強(qiáng),碳纖維復(fù)合材料均有很大的應(yīng)用潛力。隨著國(guó)產(chǎn)碳纖維及復(fù)合材料的發(fā)展,這些領(lǐng)域也大有可為。

橋梁拉索的復(fù)合材料化,是日本研發(fā)的重點(diǎn),我國(guó)也曾經(jīng)做過(guò)一些研究。這其中有一定的技術(shù)問(wèn)題 ,比如橫切風(fēng)對(duì)碳纖維徑向的剪切、與金屬連接問(wèn)題等,但總體上推進(jìn)乏力。

上述的領(lǐng)域,中國(guó)均有其他發(fā)達(dá)國(guó)家不可比擬的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì),國(guó)際最頂級(jí)的設(shè)計(jì)師基本都在中國(guó)設(shè)計(jì)機(jī)場(chǎng)、標(biāo)桿建筑與橋梁;因質(zhì)量不合格,需要補(bǔ)強(qiáng)的建筑物,恐怕中國(guó)也是世界之最;這么好的應(yīng)用市場(chǎng)怎么驅(qū)動(dòng)不出好技術(shù)呢?沒(méi)有發(fā)達(dá)國(guó)家的技術(shù)指引,我們似乎就迷路了;習(xí)慣了模仿,我們失去了思考能力。

7.8 碳碳復(fù)材應(yīng)用市場(chǎng)

碳碳復(fù)材的主要市場(chǎng)及情況見(jiàn)圖35。

飛機(jī)剎車盤(pán)市場(chǎng):2009 年美國(guó)Honeywell 公司已開(kāi)始將波音737 系列飛機(jī)從粉末冶金剎車盤(pán)改裝成碳剎車盤(pán),意味著在若干年后,波音與空客所生產(chǎn)的飛機(jī)將全部裝備碳剎車盤(pán),國(guó)際上飛機(jī)碳剎車盤(pán)生產(chǎn)企業(yè)主要有法國(guó)的Messier-Bugatti 公司,美國(guó)的Honeywell 公司、B.F. Goodrich 公司、Goodyer 公司和英國(guó)的Dunlop 公司。中國(guó)的飛機(jī)剎車盤(pán)主要有中航飛機(jī)股份有限公司西安制動(dòng)分公司、博云新材、西安超碼等廠商。每架商用飛機(jī)大約需要234公斤碳纖維。(source:江蘇天鳥(niǎo)高新技術(shù)有限公司)

航天部件:碳碳復(fù)合材料以其優(yōu)異的性能成為大型固體火箭喉襯、發(fā)動(dòng)機(jī)的噴管、擴(kuò)散段、端頭帽等的首選材料。

熱場(chǎng)部件:以直拉單晶爐和多晶鑄錠爐等太陽(yáng)能硅片生產(chǎn)設(shè)備為代表的高溫?zé)峁ぱb備中均需要碳碳熱場(chǎng)材料,大直徑工業(yè)爐用的碳碳復(fù)合熱場(chǎng)材料多由國(guó)外廠家提供,主要廠家包括德國(guó)的SGL公司、日本的東海碳素公司等。國(guó)內(nèi)從事碳碳復(fù)合熱場(chǎng)材料的單位包括西安超碼、航天睿特、博云新材、中南大學(xué)、南方搏云等。

圖36

圖37

預(yù)制體是碳碳復(fù)材重要的制造環(huán)節(jié),主要有預(yù)氧化纖維制作的預(yù)制件、非連續(xù)碳絲準(zhǔn)三維針刺預(yù)制件、細(xì)編穿刺與正交三向等結(jié)構(gòu)的織物預(yù)制體等。中材科技南京玻璃纖維研究院、江蘇天鳥(niǎo)高新技術(shù)有限公司、天津工業(yè)大學(xué)復(fù)合材料研究所、江蘇飛舟高新科技材料有限公司是杰出代表。

7.9 電子電氣應(yīng)用市場(chǎng)

(見(jiàn)圖36)

電子電氣市場(chǎng)對(duì)碳纖維的主要消費(fèi)是3C領(lǐng)域,其中輕薄型筆記本,如聯(lián)想X1顯示器外殼、惠普SPECTRE的底板等,均是碳纖維復(fù)合材料制成的。

輕薄型筆記本每年大約有5000萬(wàn)臺(tái)~6000萬(wàn)臺(tái)的銷量,目前主要采用的材料是鋁合金和鎂鋁合金,碳纖維復(fù)合材料只占據(jù)較小的市場(chǎng)份額,大約有600萬(wàn)片~700萬(wàn)片。

該領(lǐng)域一直有熱塑與熱固之爭(zhēng),聯(lián)想采用了熱固預(yù)浸料織物,而惠普采用了熱塑預(yù)浸織物。

流行的工藝均為:預(yù)浸料層合與模壓支撐主板材,然后進(jìn)入注塑機(jī),注塑上其他的精細(xì)部分,比如螺釘孔等,噴涂形成零件。

高速永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子的護(hù)套,通常是碳纖維纏繞而成,這需要精密的大張力纏繞與固化后的維持張力。

上述領(lǐng)域,主要利用碳纖維的結(jié)構(gòu)性能,而利用碳纖維的功能性方面,主要有利用碳纖維的電磁屏蔽與去靜電功能,有大量的辦公電子、電氣元件采用碳纖維增強(qiáng)塑料;利用碳纖維特殊的剛性,碳纖維復(fù)合材料也越來(lái)越廣泛應(yīng)用在擴(kuò)聲器的振膜材料上。

7.10 船舶應(yīng)用市場(chǎng)

(見(jiàn)圖37)

目前,船舶領(lǐng)域?qū)μ祭w維的需求主要是:競(jìng)賽類船舶、超豪華游艇、高速客船及軍事用途的船舶。

很多小型船舶在上世紀(jì)七十年代,就開(kāi)始復(fù)材化,成為了玻璃纖維復(fù)合材料的重要市場(chǎng)。在低成本的玻纖復(fù)合材料市場(chǎng)中去分一杯羹,對(duì)碳纖維復(fù)合材料來(lái)說(shuō)甚是艱難。只能另辟蹊徑,去找到玻璃纖維復(fù)合材料不可為的應(yīng)用機(jī)會(huì)。

2017年,最重大的信息是:9月份,中國(guó)—挪威碳纖維建造項(xiàng)目落戶廣州南沙成功舉行簽約儀式,簽約由航運(yùn)集團(tuán)旗下珠江船務(wù)和新船重工與挪威知名的BRAA船廠完成,共同在南沙合資成立中威復(fù)合材料有限公司,利用南沙小虎島造船基地,引進(jìn)以碳纖維復(fù)合新材料制造為代表的先進(jìn)技術(shù),合作建造新型碳纖維高速客船,10月份,兩艘來(lái)自挪威的碳纖維高速客船船體順利從海上吊裝并運(yùn)輸至廣東新船重工裝飾一新的船體車間,開(kāi)啟新船重工碳纖維船舶制造的新征程,見(jiàn)圖38。

圖38

7.11 電纜芯應(yīng)用市場(chǎng)

(見(jiàn)圖39)

圖39

2017年,我們統(tǒng)計(jì)的全球需求是900噸,確定這個(gè)數(shù)據(jù)的考慮是:

國(guó)際生產(chǎn)商主要是美國(guó)CTC 公司及其國(guó)際的授權(quán)生產(chǎn)的合作伙伴。該公司從2001年開(kāi)始研發(fā),2005年開(kāi)始推廣ACCC的商業(yè)化應(yīng)用。目前該公司在全球有四個(gè)主要的戰(zhàn)略合作伙伴:北美的General Cable , 中東巴林的Midal,歐洲比利時(shí)的Lamifil以及中國(guó)的遠(yuǎn)東電纜。(source:CTC官網(wǎng))

日本的企業(yè)盡管是世界上最早研發(fā)復(fù)合材料電纜芯的,但本土電網(wǎng)系統(tǒng)已經(jīng)非常完善,極少新建電網(wǎng),缺乏市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)業(yè)的支撐。

除了CTC體系在華廠家,中國(guó)主要的研究力量是中國(guó)電力科學(xué)研究院、中復(fù)碳芯電纜科技有限公司、華北電力科學(xué)研究院與河北硅谷的合作、遼寧省電力公司與哈玻院的合作。

CTC 曾經(jīng)對(duì)該電纜芯在碳纖維上的應(yīng)用有過(guò)非常樂(lè)觀的估計(jì),但從這些年的商業(yè)化情況看,似乎并未出現(xiàn)其預(yù)期中的樂(lè)觀。反而,中國(guó)市場(chǎng)(約400噸碳纖維用量)成了國(guó)際需求的半壁江山。

8 觀察、思考與建議

回想2016年的報(bào)告,我們對(duì)整個(gè)產(chǎn)業(yè)的看法是黯淡的,寄希望于國(guó)家“重點(diǎn)新材料研發(fā)與應(yīng)用”的重大專項(xiàng)上,也大篇幅介紹了以馬凱副總理領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展領(lǐng)導(dǎo)小組的指導(dǎo)思想,去年的風(fēng)格是明顯的“產(chǎn)業(yè)政策”派。然后2017年市場(chǎng)發(fā)生的一些事件,無(wú)論是國(guó)際碳纖維公司推出的新產(chǎn)品、德國(guó)西格里回購(gòu)寶馬公司在汽車碳纖維合資公司的股份,還是國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的出奇的火爆,讓我們隱隱地感受到強(qiáng)大的市場(chǎng)力量。

8.1 產(chǎn)業(yè)政策VS市場(chǎng)力量

去年,我們參與了一些產(chǎn)業(yè)政策的前期調(diào)研工作,寄予厚望的兩大碳纖維主力應(yīng)用市場(chǎng)—汽車與風(fēng)電,進(jìn)入了撲朔迷離、難以判斷的狀態(tài)。在汽車領(lǐng)域,我們是“跟隨型”的思維模式,國(guó)際汽車巨頭只要進(jìn)入,至于為什么要用碳纖維,國(guó)際巨頭肯定做了詳細(xì)的分析與肯定的結(jié)論,緊跟即可,當(dāng)國(guó)際巨頭傳出對(duì)碳纖維應(yīng)用不利的聲音后,我們陷入了迷茫。在風(fēng)電領(lǐng)域,我們是“探究真理型”思維模式,不管世界應(yīng)用現(xiàn)狀,先研究葉片輕量化價(jià)值,從性價(jià)比上,搞清楚風(fēng)電產(chǎn)業(yè)不得不用碳纖維的理由。然而,國(guó)內(nèi)風(fēng)電行業(yè)沒(méi)有一家有批量使用碳纖維的工程經(jīng)驗(yàn),不能給出葉片輕量化價(jià)值的系統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

兩條思維路徑均難于找到明確的答案,但也折射出一個(gè)事實(shí):任何人及任何組織的認(rèn)知能力是有限的,在制定產(chǎn)業(yè)政策時(shí),要給市場(chǎng)力量留下充分的余地與發(fā)揮空間。

既然市場(chǎng)是不可控的,市場(chǎng)行為是不受產(chǎn)業(yè)政策指揮的,我們是否還需要制定產(chǎn)業(yè)政策?回到中國(guó)碳纖維產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀:“小、散、亂”確實(shí)是事實(shí),盡管與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的狀況有所區(qū)別,對(duì)比國(guó)際上長(zhǎng)久存在的8家碳纖維大公司,我們?cè)?jīng)有超過(guò)40家的碳纖維投資項(xiàng)目;我們科研體系幾乎與國(guó)際同時(shí)起步,國(guó)家高度重視,科研投入也不菲,但至今為止,并未產(chǎn)生國(guó)際影響力的學(xué)術(shù)成果;我國(guó)的工程與項(xiàng)目投入,不亞于世界任何國(guó)家,既沒(méi)有產(chǎn)生影響世界的技術(shù)成果,更未出現(xiàn)具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的企業(yè)……當(dāng)然,這其中確實(shí)有碳纖維的行業(yè)特色問(wèn)題,國(guó)際領(lǐng)先公司也是經(jīng)歷了數(shù)十年的積累才實(shí)現(xiàn)盈利。然而,也存在市場(chǎng)力量在碳纖維產(chǎn)業(yè)的“失靈”,甚至“胡作非為”的問(wèn)題。在中國(guó)國(guó)情下,僅僅依靠市場(chǎng)力量去解決問(wèn)題,似乎有些理想化,產(chǎn)業(yè)政策是必要的。

產(chǎn)業(yè)政策與市場(chǎng)力量,學(xué)術(shù)爭(zhēng)論常常容易陷入極端,理論推導(dǎo)的往往基于是理想狀態(tài)的假設(shè),在解決實(shí)際問(wèn)題時(shí),遇到的是非理想狀態(tài),甚至是非合理狀態(tài)的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題,解決問(wèn)題的智慧就體現(xiàn)在:認(rèn)可現(xiàn)實(shí)存在,吸收各派學(xué)術(shù)理論的養(yǎng)分,兼容并包,找出最能出成效的適中方法。比如基礎(chǔ)研究問(wèn)題,僅靠市場(chǎng)力量,科研工作者就難以靜心做學(xué)問(wèn),搞點(diǎn)成果就不得不急于變現(xiàn),這是各類政策作用下的現(xiàn)實(shí)存在,如何集聚目前分散的科研資源,讓科技人員能靜心做研究,這就是產(chǎn)業(yè)政策可以發(fā)揮作用的地方。

體育器材是我國(guó)碳纖維應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)行業(yè),不僅是充分市場(chǎng)化的行業(yè),還是典型的為品牌服務(wù)的代工體系,用市場(chǎng)行為去打造自主品牌異常艱難,我國(guó)有較大的體育產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略,如果能巧施產(chǎn)業(yè)政策,借助國(guó)家力量,支持品牌建設(shè),可大幅度提升產(chǎn)業(yè)價(jià)值。去年國(guó)內(nèi)風(fēng)電行業(yè)出現(xiàn)重大變化,VESTAS 將訂單從外資轉(zhuǎn)到本土企業(yè),帶動(dòng)相當(dāng)部分國(guó)產(chǎn)纖維的需求,2018年可預(yù)期更大的驅(qū)動(dòng)效應(yīng),對(duì)這類產(chǎn)業(yè)政策很難預(yù)計(jì)與規(guī)劃的市場(chǎng)力量,我們需保持充分的警惕。國(guó)際碳纖維行業(yè)的低成本已經(jīng)形成潮流,各類低成本技術(shù)創(chuàng)新風(fēng)起云涌,其中市場(chǎng)力量與產(chǎn)業(yè)政策在共同發(fā)揮驅(qū)動(dòng)作用。

8.2 國(guó)際碳纖維低成本技術(shù)及思考

2016年初,《日本經(jīng)濟(jì)新聞》報(bào)道的由日本NEDO領(lǐng)導(dǎo),東京大學(xué)、東麗、東邦、三菱人造絲等企業(yè)與院校合作開(kāi)發(fā)的“創(chuàng)新碳纖維基礎(chǔ)技術(shù)”取得重大突破。該研發(fā)計(jì)劃抓住了熱穩(wěn)定化(預(yù)氧化)這個(gè)工藝的瓶頸問(wèn)題,從PAN基原絲找到“既完成熱穩(wěn)定化,又能被溶液溶解”的聚合方式(也包含新型熱穩(wěn)定性前驅(qū)體原絲),通過(guò)此思路,可消除碳化線上冗長(zhǎng)、高能耗的預(yù)氧化工藝瓶頸,從而可采用更高速、高效的碳化(微波)與表面處理(常溫常壓等離子體)工藝,有望實(shí)現(xiàn)碳化線產(chǎn)能增加10倍的目標(biāo)。

日本宣稱:目前使用的技術(shù)是近藤工藝。1959年,日本大阪工業(yè)試驗(yàn)所的進(jìn)藤昭男Dr. Akio Shindo發(fā)明了PAN基碳纖維的制備工藝,但制備的纖維性能一般,1963年,英國(guó)皇家航空研究所(RAE)的瓦特和約翰遜利用預(yù)氧化中反應(yīng)施加張力,獲得高性能碳纖維,近藤與瓦特共同構(gòu)建了這個(gè)工藝路線,目前全世界依然是沿用該工藝,所以,準(zhǔn)確叫法應(yīng)該是“近藤瓦特工藝”。該工藝的重大困難是:利用熱風(fēng)對(duì)PAN進(jìn)行熱穩(wěn)定化的過(guò)程,消耗的能耗與碳排放均是鋼鐵的10倍以上,目前通過(guò)氧化爐的設(shè)備優(yōu)化,提升除熱效率而提升產(chǎn)能或降低能耗的努力已經(jīng)達(dá)到極限。所以,必須對(duì)此技術(shù)做出巨大的變革。真可謂“成也蕭何敗也蕭何”,“熱穩(wěn)定化” 這個(gè)蕭何始終是碳纖維技術(shù)舞臺(tái)的主角。

國(guó)際上有不少的碳纖維基礎(chǔ)研究的創(chuàng)新報(bào)道,基于我們目前的技術(shù)認(rèn)識(shí)水平,我們認(rèn)為日本NEDO的創(chuàng)新是優(yōu)等品:其展現(xiàn)了日本碳纖維業(yè)界對(duì)碳纖維技術(shù)超出世人的深刻理解;抓住了當(dāng)前技術(shù)的牛鼻子-熱穩(wěn)定化工藝(筆者認(rèn)為,一切原絲是為熱穩(wěn)定化服務(wù)的,這里的熱穩(wěn)定化除了字面意義,還包含便于預(yù)碳化的分子結(jié)構(gòu)的專業(yè)內(nèi)涵);展現(xiàn)了不僅在高性能碳纖維稱霸世界,也要在低成本工業(yè)碳纖維領(lǐng)導(dǎo)世界,世界碳纖維技術(shù)的換代由日本人創(chuàng)造的戰(zhàn)略雄心。此外,其最值得借鑒的系統(tǒng)技術(shù)思想是發(fā)現(xiàn)碳化的問(wèn)題,從上游原絲去尋找解決問(wèn)題的思路。

當(dāng)然,日本人也指出,這是基礎(chǔ)研究,而形成真正產(chǎn)業(yè)化技術(shù),還需大約十年的時(shí)間。所以,我們中國(guó)的科研院校應(yīng)抓緊跟蹤研究。對(duì)于企業(yè)界,我們需要借鑒的是:發(fā)現(xiàn)當(dāng)前技術(shù)短板、解決問(wèn)題的技術(shù)思想,但切忌盲目跟進(jìn)。并非最先進(jìn)的技術(shù)就能產(chǎn)生最大的企業(yè)效益,就NEDO上述的技術(shù),碳化線去除了熱穩(wěn)定化工藝,確實(shí)大大提升了碳化效益,但若導(dǎo)致原絲效率下降或成本大增,這就不一定是工業(yè)當(dāng)前應(yīng)采用的技術(shù)。

美國(guó)方面曾經(jīng)報(bào)道:采用低成本的腈綸來(lái)生產(chǎn)碳纖維,可將碳纖維的性能做到T400的水平上。這貌似是一個(gè)較好的低成本思路,用低成本的腈綸來(lái)替代原絲,獲得低成本的碳絲。對(duì)比上述日本人的技術(shù)思想,美國(guó)人顯得太“投機(jī)取巧”了。首先,腈綸成本低于原絲的關(guān)鍵是:超大絲束(毛條)與相對(duì)小絲束原絲帶來(lái)的不同單線產(chǎn)能對(duì)總成本的分?jǐn)?;其次,?duì)腈綸做預(yù)氧化碳化處理,并無(wú)太大的技術(shù)難度,關(guān)鍵是時(shí)間太長(zhǎng),效率太低,導(dǎo)致制造成本并不低;再次,400K~600K的碳纖維毛條該如何進(jìn)入下游應(yīng)用,這也是一個(gè)挑戰(zhàn)。由于采用了低成本的腈綸,給本身就是短板與瓶頸的熱穩(wěn)定化增加了更大的難度,這種顧頭不顧尾的技術(shù)思想,與日本不在一個(gè)層次。

上述是國(guó)際上研究碳纖維低成本技術(shù)的主流思路,從當(dāng)前國(guó)際技術(shù)水平看,以高效熱穩(wěn)定化為核心,提升本工序的效率或創(chuàng)新前驅(qū)體原絲,使其分子結(jié)構(gòu)更利于高效的熱穩(wěn)定化工序,這是國(guó)際的研究熱點(diǎn)。值得注意的是,其成為研究熱點(diǎn)的起因是低成本,且未犧牲高性能,同時(shí),更合理的熱穩(wěn)定化反應(yīng)可以釋放更多纖維性能潛能。低成本技術(shù)不是“偷工減料”,不是以毛糙替代精細(xì),反而其更深諳PAN的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理,工程手段更加精密,能耗更加趨向理論,工藝控制更加數(shù)據(jù)化。這類低成本技術(shù)的水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于當(dāng)今的技術(shù)(日本稱之的近藤工藝)。

有人說(shuō):這些低成本技術(shù)確實(shí)好,但是,要推翻運(yùn)行了50多年的、已經(jīng)逐步成熟的近藤工藝,是否在工業(yè)上可行?是否在商業(yè)上劃算?首先,以熱穩(wěn)定化為核心的低成本技術(shù)本身就源于工業(yè)的痛苦,其并非一套全新的理論,對(duì)于現(xiàn)有工業(yè)體系,手段是局部革新,總體的效益是革命性的?!敖档头艧岱?,縮短預(yù)氧化時(shí)間”是每家碳纖維企業(yè)一直在努力與進(jìn)步的:有些機(jī)構(gòu)把重心放到原絲線上,而有些放到碳化線。原絲與氧化碳化專業(yè)也鼓吹各自專業(yè)的重要性,早些年,我國(guó)就流行過(guò)“原絲靠工藝,碳化靠裝備”的不客觀的說(shuō)法。當(dāng)我們面對(duì)現(xiàn)有的熱穩(wěn)定化工序居然有180個(gè)輸入變量,美國(guó)橡樹(shù)嶺能把普通腈綸碳化成T400級(jí)別的碳纖維時(shí),我們可能需要更多的系統(tǒng)性思考。

原絲與碳化本應(yīng)成為不可分割的整體與系統(tǒng),我們的目標(biāo)是形成亂層石墨結(jié)構(gòu)的纖維,主要經(jīng)歷了分子的環(huán)化與分子間的交聯(lián)環(huán)化,去除其他有機(jī)物的工序,為了獲得這樣的目標(biāo)產(chǎn)物,應(yīng)該有一種怎樣的前驅(qū)體存在形式呢?當(dāng)前的PAN基前驅(qū)體,是分子量6萬(wàn)~8萬(wàn)的線性長(zhǎng)分子,由于分子鏈上分布有極性的腈基,可以看成是“柔中潛剛”的分子,柔便于可紡,剛(環(huán)化反應(yīng))便于未來(lái)的石墨片層的形成。如果考慮“剛”需求,中間相瀝青的瀝青無(wú)疑比PAN基“剛”得多,含有大量的稠環(huán),但初始分子量只有300~500,這屬于“又短又剛”的,極度缺乏柔性,可紡性差,但稠環(huán)分子的存在,確實(shí)利于后續(xù)石墨片層的形成。解決了可紡性,后續(xù)的氧化碳化,比PAN基的任務(wù)輕。

通過(guò)上述的比較,就單純從“柔”與“剛”的辯證關(guān)系上,就會(huì)有多條技術(shù)路徑:“柔中潛剛”—現(xiàn)有PAN基技術(shù),“柔中帶剛”—日本NEDO的技術(shù),“又短又剛”—當(dāng)前瀝青基碳纖維,包括帶芳環(huán)的其他生物基,“剛中補(bǔ)柔”—目前瀝青基發(fā)展方向,“又柔又剛”—高耐熱塑料,如聚酰亞胺PI纖維、芳綸……

對(duì)比上述的各種路徑后:從當(dāng)前的技術(shù)水平,PAN基盡管為碳化工序賦予了繁重的任務(wù),但畢竟由于腈綸的基礎(chǔ),形成了品質(zhì)穩(wěn)定、成本可控的前驅(qū)體,依然是當(dāng)今的主流工藝;瀝青基后續(xù)碳化任務(wù)小,得率高,原材料可源自化工的廢棄物,只要可紡性中間相制備有大的技術(shù)突破,利用其“剛”的本性,可與PAN基交相輝映。總之,自然界很難提供完美的前驅(qū)體。上述的描述缺乏學(xué)術(shù)嚴(yán)謹(jǐn),希望嘗試用淺顯的語(yǔ)言來(lái)說(shuō)明其背后的技術(shù)思想,敬請(qǐng)技術(shù)專家斧正。

8.3 東麗公司戰(zhàn)略帶給我們的啟示

從產(chǎn)業(yè)方面,東麗當(dāng)之無(wú)愧為行業(yè)領(lǐng)袖,對(duì)其了解越多,越尊重這家企業(yè)。讓我們大致回顧一下這幾年?yáng)|麗的做法,借此來(lái)調(diào)整國(guó)內(nèi)企業(yè)的戰(zhàn)略與思維。

2015年初,東麗收購(gòu)了常與之“唱對(duì)臺(tái)戲”的ZOLTEK。行業(yè)對(duì)此褒貶不一,我們認(rèn)為,不同觀點(diǎn)的差異點(diǎn)是對(duì)大絲束碳纖維的理解。外行最大的誤解是,能做高精尖的小絲束企業(yè),做低成本大絲束完全沒(méi)有技術(shù)問(wèn)題。大小絲束其實(shí)是兩個(gè)不同的世界,ZOLTEK原絲有一個(gè)獨(dú)特的價(jià)值,世界上似乎沒(méi)有第二家這么商業(yè)化運(yùn)行,通過(guò)對(duì)腈綸老生產(chǎn)線的局部改動(dòng)來(lái)生產(chǎn)原絲,其他原絲企業(yè),即使還擁有腈綸產(chǎn)業(yè),也是參考了腈綸技術(shù),新建生產(chǎn)線制造原絲的,也存在資本折舊的成本差異。東麗公司,若無(wú)重大技術(shù)革新,就現(xiàn)有的技術(shù)路線,在日本本土不太可能做到比ZOLTEK更低的成本,即使是當(dāng)今大絲束技術(shù)水平最高的三菱麗陽(yáng),也很難在日本做到ZOLTEK原絲的低成本,而東麗的小絲束沒(méi)有這樣嚴(yán)酷的成本壓力。

沒(méi)有碳纖維成本的優(yōu)勢(shì),就不太可能與汽車、風(fēng)電應(yīng)用聯(lián)姻。多年來(lái),東麗在汽車復(fù)材下了巨大的工夫,但商業(yè)化的成效并不顯著,眼睜睜看著SGL在汽車領(lǐng)域、ZOLTEK在風(fēng)電領(lǐng)域風(fēng)光無(wú)限。東麗對(duì)市場(chǎng)的預(yù)測(cè)是很客觀的,工業(yè)應(yīng)用的碳纖維用量會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超高航空航天、體育器材這些傳統(tǒng)應(yīng)用,如果不對(duì)ZOLTEK收購(gòu),ZOLTEK保持正常發(fā)展,很可能在2020年產(chǎn)量反超東麗,成為世界第一。收購(gòu)之后,東麗占據(jù)這大小絲束兩個(gè)世界,霸主地位牢不可破。

眾所周知,東麗在T700為主的傳統(tǒng)市場(chǎng),一直承受著全球幾乎所有碳纖維企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng),各家企業(yè)都在步步蠶食這個(gè)傳統(tǒng)市場(chǎng),價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)愈演愈烈。東麗已經(jīng)將絕大部分T700的產(chǎn)能轉(zhuǎn)移到韓國(guó)去生產(chǎn),以獲得更多的成本優(yōu)勢(shì);去年11月, 東麗宣布Z600產(chǎn)品系列計(jì)劃,利用ZOLTEK在墨西哥的低成本原絲生產(chǎn)技術(shù),開(kāi)發(fā)小絲束,性能高于大絲束,但低于小絲束的產(chǎn)品。Z600的亮點(diǎn)是低成本,這個(gè)項(xiàng)目大約2018年底建成,我們預(yù)計(jì):Z600將對(duì)以T700為市場(chǎng)(傳統(tǒng)的碳纖維市場(chǎng))的所有競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手一輪血雨腥風(fēng)的清洗。對(duì)于中國(guó)市場(chǎng),2017年消耗的23,487噸中,有85%的市場(chǎng)屬于這個(gè)傳統(tǒng)市場(chǎng),對(duì)于這一輪?wèn)|麗的打擊,國(guó)內(nèi)碳纖維企業(yè)該如何應(yīng)對(duì)?

我們?cè)倏纯礀|麗在2017年的碳纖維銷售上的優(yōu)異成績(jī):除了之前波音公司的長(zhǎng)期合同,2016年?yáng)|麗與美國(guó)SPACE X 簽訂長(zhǎng)期合同,2017年與歐洲著名火箭公司AVIO簽訂長(zhǎng)期合同,同年,又與法國(guó)著名航空發(fā)動(dòng)機(jī)公司SAFRAN在長(zhǎng)期合同基礎(chǔ)上簽訂新合同。在碳纖維大部分應(yīng)用領(lǐng)域的頂級(jí)公司,均是東麗公司的長(zhǎng)期用戶。做過(guò)復(fù)合材料應(yīng)用開(kāi)發(fā)公司的同仁應(yīng)該很清楚,這是個(gè)多么艱難的工作。其過(guò)程的技術(shù)復(fù)雜與難度并不亞于碳纖維本身的制備,把碳纖維批量用到高端產(chǎn)業(yè)的構(gòu)件上,確實(shí)是偉大的工程。

東麗公司的戰(zhàn)略有兩個(gè)地方值得我們深思:一個(gè)是碳纖維方面,從專注于高性能小絲束,轉(zhuǎn)而收購(gòu)低成本大絲束,然后對(duì)兩個(gè)方面做深度融合,初次融合的成果是中等性能、低成本、小絲束的Z600,我想以后還會(huì)推出高性能、低成本、大絲束產(chǎn)品。另一個(gè)是,雖然2010年,ZOLTEK的老板RUMY先生常在國(guó)際會(huì)議上批評(píng)日本企業(yè)“So many seemingly smart people do so many dumb things(太多貌似聰明的人做了太多蠢事)”,批評(píng)的要點(diǎn)是:“日本企業(yè)缺乏行業(yè)擔(dān)當(dāng),供應(yīng)充足時(shí),低價(jià)傾銷,打擊對(duì)手,維護(hù)市場(chǎng)份額;供應(yīng)短缺時(shí),暴利銷售,阻礙新的應(yīng)用發(fā)展?!?(上述言論摘自2010年國(guó)際碳纖維會(huì)議ZOLTEK的報(bào)告),但今天,以東麗為首的日資企業(yè),已經(jīng)悄然改變了,他們利用優(yōu)質(zhì)用戶帶來(lái)的精準(zhǔn)市場(chǎng)信息,制定并落實(shí)了宏大的戰(zhàn)略。

對(duì)于東麗的市場(chǎng)全覆蓋產(chǎn)品策略,我們國(guó)內(nèi)某些只聚焦于“趕超東麗高性能”的人士該醒醒了,一窩蜂去占領(lǐng)東麗的主峰(贊成有少數(shù)軍工相關(guān)的少數(shù)機(jī)構(gòu)這么做),結(jié)果東麗把整個(gè)陣地給全覆蓋了,就兩三個(gè)人,舉著旗子站在主峰上,看這下面黑壓壓對(duì)手。沒(méi)有強(qiáng)大的工業(yè)基礎(chǔ),軍工的現(xiàn)代化是很難有持續(xù)發(fā)展的,利用舉國(guó)之力去打造一些行業(yè)的冠軍,完全做得到,但一定會(huì)付出超額的成本。

需求牽引與應(yīng)用驅(qū)動(dòng)方面,東麗是成功典范,但對(duì)我們是個(gè)巨大的難題。政府、社會(huì)與企業(yè)做了大量的努力,其中有一個(gè)飽含爭(zhēng)議的話題是:碳纖維企業(yè)是否該建設(shè)完整的產(chǎn)業(yè)鏈。支持者認(rèn)為:我們國(guó)家的應(yīng)用產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平相對(duì)落后,很多行業(yè)不懂去用好碳纖維復(fù)合材料,為了銷售碳纖維,不得不去建設(shè)產(chǎn)業(yè)鏈,否則怎么破局。這是事實(shí),國(guó)內(nèi)一些汽車廠家就驕傲地對(duì)碳纖維行業(yè)講:“你們把零件給我做好,還要有批量能力,我再對(duì)比一下現(xiàn)在的零件成本,看是否用你們的?!狈磳?duì)者的觀點(diǎn):從原絲、碳化、中間制品、樹(shù)脂、預(yù)浸料、復(fù)材設(shè)計(jì)、成型工藝到檢驗(yàn)檢測(cè)等每個(gè)環(huán)節(jié)均有大量的技術(shù)含量,國(guó)際大公司都沒(méi)有能全盤(pán)駕馭的,我們的企業(yè)技術(shù)能力能否承受,面面俱到,結(jié)果哪個(gè)環(huán)節(jié)都不精,缺乏技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

兩方觀點(diǎn)均有足夠的道理,讓我們看看東麗的一些經(jīng)驗(yàn):

東麗公司以碳纖維為核心,逐步根據(jù)航空航天的市場(chǎng)布局中間制品(預(yù)浸料與織物),其中也有一些國(guó)際并購(gòu)。在復(fù)合材料領(lǐng)域,東麗這些年主要發(fā)展的是輕薄電腦外殼、短切增強(qiáng)塑料,碳纖維紙以及汽車零部件領(lǐng)域,也主要通過(guò)國(guó)際并購(gòu)?fù)瓿?。詳?xì)的制造工廠分布見(jiàn)圖40。

在2018年三月份,東麗宣布用9.3億歐元收購(gòu)荷蘭皇家TenCate先進(jìn)復(fù)合材料公司,該公司核心技術(shù)是熱固性與熱塑性預(yù)浸料。作為預(yù)浸料技術(shù)的高手,東麗為何不自行開(kāi)發(fā)呢?因?yàn)門(mén)enCate擁有東麗薄弱的雙馬來(lái)、氰酸酯及聚酰亞胺等耐高溫的熱固預(yù)浸料,還擁有PPS、PEEK、PEKK等熱塑性預(yù)浸料技術(shù),更為重要的是,這些材料已經(jīng)獲得國(guó)際航空航天企業(yè)的認(rèn)可。有趣的是:上述絕大部分技術(shù),也并非TenCate自行開(kāi)發(fā)的,是近20年通過(guò)并購(gòu)美國(guó) Bryte、Phoenixx、YLA、CCS、PMC Baycomp 和 英 國(guó) Amber Composites而組建的。(source:東麗官網(wǎng))

東麗打造產(chǎn)業(yè)鏈,以及其他國(guó)際碳纖維巨頭的類似經(jīng)驗(yàn)告訴我們:由于碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)技術(shù)都相對(duì)復(fù)雜,難于做精,在一個(gè)車間下完成所有的產(chǎn)業(yè)鏈,技術(shù)難度巨大,是我國(guó)企業(yè)無(wú)法承受之重。這些年,中國(guó)的企業(yè)已經(jīng)成為國(guó)際并購(gòu)的重要力量,深刻了解國(guó)際上碳纖維復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)鏈中有技術(shù)及商業(yè)價(jià)值的公司,通過(guò)合理并購(gòu),將我們的碳纖維與之嫁接,打造我們自己產(chǎn)業(yè)鏈,這既是行業(yè)面臨的機(jī)遇,也是挑戰(zhàn)。

8.4 復(fù)雜技術(shù)產(chǎn)業(yè)決定了我國(guó)工業(yè)文明程度

碳纖維復(fù)合材料是典型的復(fù)雜技術(shù)產(chǎn)業(yè),對(duì)比我國(guó)目前大部分簡(jiǎn)單技術(shù)產(chǎn)業(yè),簡(jiǎn)單技術(shù)產(chǎn)業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力來(lái)自生產(chǎn)要素,所以發(fā)達(dá)國(guó)家為追求利潤(rùn)最大化,不惜向發(fā)展中國(guó)家轉(zhuǎn)移。復(fù)雜技術(shù)產(chǎn)業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力是創(chuàng)新與系統(tǒng)化技術(shù),代表著工業(yè)文明程度,反映著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的治理水平,支撐著國(guó)防軍事能力,只能自主發(fā)展。復(fù)雜技術(shù)產(chǎn)業(yè)的成功與否,決定了國(guó)家能否完成從中國(guó)制造到中國(guó)創(chuàng)造,能否順利跨越中等收入陷阱,能否實(shí)現(xiàn)高度工業(yè)文明。復(fù)雜技術(shù)產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是“學(xué)術(shù)、技術(shù)、工程和商業(yè)化應(yīng)用”體系的建設(shè)。這事關(guān)科研院校學(xué)術(shù)方向,企業(yè)的創(chuàng)新能力建設(shè)以及政府與社會(huì)的治理能力。其中的科學(xué)規(guī)律、理論值得深入研究,典型的成功案例值得向全社會(huì)示范、引導(dǎo)與宣傳。

圖40

在簡(jiǎn)單技術(shù)領(lǐng)域,我們的產(chǎn)業(yè)實(shí)踐多次驗(yàn)證了“后發(fā)優(yōu)勢(shì)”并取得了舉世矚目的成果。復(fù)雜技術(shù)領(lǐng)域,是否真正存在“后發(fā)優(yōu)勢(shì)”和“彎道超車”?這是個(gè)值得深思的命題。復(fù)雜技術(shù)產(chǎn)業(yè)有一個(gè)共性難題,就是產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)值的打造與實(shí)現(xiàn)價(jià)值鏈?zhǔn)找娈惓@щy,這其中,應(yīng)用的開(kāi)發(fā)與創(chuàng)造是所有工作的統(tǒng)帥。對(duì)于碳纖維復(fù)合材料,國(guó)家提出“需求牽引”,然而,我們國(guó)家確實(shí)缺乏波音、空客、通用電氣、維斯塔斯與寶馬汽車等引領(lǐng)世界產(chǎn)業(yè)發(fā)展與創(chuàng)新的龍頭企業(yè)。我們的產(chǎn)業(yè)大都是模仿發(fā)達(dá)國(guó)家而來(lái),就碳纖維復(fù)合材料的主要應(yīng)用,均是國(guó)際企業(yè)率先開(kāi)發(fā)、我們跟進(jìn)的。另一方面,國(guó)際龍頭企業(yè),帶著我們產(chǎn)業(yè)一起開(kāi)發(fā)應(yīng)用,如同風(fēng)電行業(yè)和體育器材行業(yè), 我們又很容易落入代工的境地,只能賺產(chǎn)業(yè)鏈的辛苦錢(qián),命運(yùn)掌握在別人手中。

我們介紹兩個(gè)行業(yè)的事,首先是碳纖維在航天領(lǐng)域的應(yīng)用,這個(gè)行業(yè)不是個(gè)開(kāi)放的市場(chǎng)化行業(yè),我們借鑒西方的信息極其有限,只能自力更生,以需求為牽引,帶動(dòng)了整個(gè)價(jià)值鏈的構(gòu)建與發(fā)展,不僅催生了中國(guó)碳纖維復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)的誕生,也產(chǎn)生了具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的企業(yè)。另一個(gè)例子是抽油桿,盡管碳纖維抽油桿的概念來(lái)自發(fā)達(dá)國(guó)家,但并未實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用,中石化組織了產(chǎn)學(xué)研用的深度合作,從纖維、抽油桿成型工藝,推廣到油井試用,整改、調(diào)整作業(yè)方式,最終將碳纖維復(fù)合材料抽油桿的理論優(yōu)勢(shì)變成了油田的實(shí)際效益,這是個(gè)重大的系統(tǒng)工程成就。

努力擴(kuò)大應(yīng)用市場(chǎng)蛋糕,而不僅僅為分蛋糕而相互廝殺,這是碳纖維復(fù)合材料企業(yè)的責(zé)任與使命,有專家就開(kāi)玩笑:“碳纖維生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)線上從來(lái)不用碳纖維”。針對(duì)各家企業(yè)的優(yōu)勢(shì)資源,如果能做成自己的蛋糕,不僅解決了自身纖維銷售問(wèn)題,還能惠及整個(gè)行業(yè)。上述抽油桿的開(kāi)發(fā)就是一個(gè)很好的案例。

在大膽開(kāi)發(fā)新應(yīng)用方面,我們既要認(rèn)真學(xué)習(xí)發(fā)達(dá)國(guó)家已有的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),也要有敢闖敢試的勇氣,我國(guó)有很多產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì),已經(jīng)是發(fā)達(dá)國(guó)家遠(yuǎn)不能比擬的:比如蓬勃建設(shè)的高鐵建設(shè);大量的橋梁、機(jī)場(chǎng)、減重建設(shè)工程;龐大的體育休閑產(chǎn)業(yè)消費(fèi)群體;世界最大的風(fēng)電市場(chǎng)與產(chǎn)業(yè)……另外,從供給方面,我們各家碳纖維大廠要加強(qiáng)差別化碳纖維的開(kāi)發(fā),今后,不必再按東麗的產(chǎn)品型號(hào)來(lái)開(kāi)發(fā),要根據(jù)具體應(yīng)用,做出特色產(chǎn)品,比如氣瓶碳纖維、汽車傳動(dòng)軸碳纖維、風(fēng)電碳纖維……供給與各自應(yīng)用蛋糕,將形成中國(guó)特色的產(chǎn)業(yè)。

國(guó)家的戰(zhàn)略導(dǎo)向是另一股推動(dòng)應(yīng)用的力量,李克強(qiáng)總理提到的“馬桶蓋”與“筆芯”,短短時(shí)間內(nèi),國(guó)人就用上了高質(zhì)量的國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品。在推動(dòng)“碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用”與“產(chǎn)業(yè)因新材料而創(chuàng)新”方面,政府的產(chǎn)業(yè)政策引導(dǎo)大有可為。四十年在中國(guó)大地發(fā)生的經(jīng)濟(jì)奇跡就是源于一場(chǎng)深刻的思想解放,從簡(jiǎn)單制造業(yè)到工業(yè)文明的新征途中,我們需要新的思想解放,那就是——敢為天下先。

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