碳纖維在我國的發展并非一帆風順。我國的碳纖維研究始于20世紀60年代,起步階段雖不算晚,但與國際先進水平存在差距。
在20世紀60年代中期,我國開始驗證碳基碳纖維。到70年代初期,取得了一定成果,如1974年建成了第一條自主研發的碳纖維生產線。然而,此后因多種因素,包括內部問題、知識產權糾紛等,研發工作受阻,進展緩慢。
2000年以后,隨著我國經濟實力增強和國際地位提升,碳纖維產業受到重視。師昌緒先生帶頭開展科研工作,國內碳纖維行業迎來新機遇。此后,我國在小絲束碳纖維方面實現自給自足,滿足了軍用和航空航天領域的部分需求。
盡管我國碳纖維產業取得了顯著進步,但與日本等發達國家相比,仍存在一定差距。在核心技術、產品質量穩定性等方面,還需要進一步提升和突破。不過,隨著國家的大力支持和企業的不斷投入,未來我國碳纖維產業有望縮小與國際先進水平的差距。

(一)市場規模
近年來,國產碳纖維市場規模持續擴大。據相關數據顯示,2022 年中國碳纖維市場規模為 128.1 億元,同比增長 20.69%。預計 2023 年市場規模將達 153.7 億元,2024 年有望達到 171.4 億元。這一增長態勢表明國產碳纖維市場具有廣闊的發展前景。
(二)供應量
國產碳纖維供應量不斷增加。2022 年國產碳纖維供應量達到 4.5 萬噸,首次高于進口量。預計 2023 年供應量將達 6.7 萬噸,2024 年有望達到 10.1 萬噸。這顯示出我國碳纖維產業的生產能力在逐步提升。
(三)需求分布
從需求分布來看,體育休閑、風電葉片和碳碳復材是國產碳纖維的主要需求領域。其中,2022 年體育休閑領域的需求量占比較高,達到 30.9%;風電葉片領域的需求也在不斷增長,占比為 23.5%。
(四)產能產量
在產能方面,2023 年國內碳纖維行業繼續高速擴產,總產能達到 12.02 萬噸。產量方面,2023 年我國碳纖維產量繼續保持增長態勢,約為 5.46 萬噸,同比增長 14.81%。
總體而言,國產碳纖維在國內市場中的地位逐漸上升,但在國際市場中,與發達國家相比仍存在一定差距。不過,隨著技術的不斷進步和產業的持續發展,我國碳纖維產業有望在全球市場中占據更重要的位置。

近年來,我國在國產碳纖維發展方面取得了一系列令人矚目的技術突破。在高等級碳纖維領域,成果尤為顯著。
中國石油和化學工業聯合會主持召開的技術鑒定會上,國產超高強 ZA60XC(T1000 級)PAN 碳纖維千噸級工業生產技術順利通過專家委員會的技術鑒定,達到國際先進水平,其中前驅體結構設計及表征分析技術居國際領先。
中國科學院山西煤炭化學研究所研究員張壽春團隊圍繞 T-1000 級超高強度碳纖維制備,所制備的聚丙烯腈基超高強度碳纖維順利通過驗收,并成功開發聚丙烯腈基新型中空碳纖維。這表明我國在高強高模碳纖維領域的“自主替代”邁出了重要一步。
此外,長盛科技有限公司經過兩年多的科學研究和技術攻關,在 1700 噸/年產線上穩定生產出 T1000 級產品,性能達到國際同級產品水平,產品質量合格率大于 95.6%。
這些技術突破不僅使我國在超高強度碳纖維的制備方面達到了國際先進水平,也為我國碳纖維產業的發展提供了強大的技術支撐,進一步提升了我國在全球碳纖維領域的競爭力。
我國碳纖維在核心技術方面仍存在諸多不足。例如,高性能 PAN 原絲質量的調控能力較弱,在分子量分布等微觀指標控制上研究程度不深,導致原絲內部缺陷較多,影響最終碳纖維的性能。同時,關鍵的碳化爐相關技術與專用設備上與世界領先企業差距較大,高溫處理設備的穩定性和可靠性不足,限制了高強高模系列碳纖維的規模化生產。此外,展紗技術、油劑質量、上漿劑等方面也存在問題,制約了碳纖維的品質和應用范圍。
(二)競爭壓力
全球碳纖維市場競爭激烈,日本、美國等國際巨頭在技術、品牌和市場份額方面占據優勢。國內企業不僅要面對國際企業的競爭,還要應對國內同行的同質化競爭。同時,進口碳纖維產品在高端應用領域的優勢明顯,國產碳纖維在短期內難以完全替代,市場競爭壓力較大。
(三)機遇
新能源領域的快速發展為碳纖維帶來了廣闊的應用前景。在風電葉片、新能源汽車等領域,對碳纖維的需求不斷增加。政策方面,國家對碳纖維產業高度重視,出臺了一系列支持政策,包括稅收優惠、資金扶持等,為產業發展提供了有力保障。
(四)突破方向
未來,我國碳纖維產業應加強產學研合作,加大研發投入,攻克核心技術難題。在設備制造上,努力實現國產化替代,提高自主創新能力。同時,加強產業鏈上下游的協同合作,提高產品的匹配度和整體競爭力。此外,企業要緊跟市場需求,拓展應用領域,實現差異化發展,逐步提升在國際市場的地位。