從國產(chǎn)碳纖維的處境談碳纖維“全產(chǎn)業(yè)鏈”

沈真

針對浙江泰先新材料股份有限公司（以下簡稱“泰先”）、沈陽中恒新材料有限公司（以下簡稱“中恒”）2家公司因經(jīng)營不善導(dǎo)致破產(chǎn)的情況，有分析認為碳纖維生產(chǎn)成本高于銷售成本是導(dǎo)致其破產(chǎn)的主要主因。筆者認為，這一分析闡述了事實，但還需對碳纖維企業(yè)的生存問題進行深入的剖析。

1 碳纖維生產(chǎn)企業(yè)分類及其產(chǎn)品

在探討泰先和中恒破產(chǎn)原因之前，筆者需要先澄清一些基本概念。

首先，大家在經(jīng)常談及的碳纖維企業(yè)，其實包括2類：一類是真正的碳纖維生產(chǎn)企業(yè)，另外一類則是碳纖維復(fù)合材料制品生產(chǎn)企業(yè)，這類企業(yè)占大多數(shù)。這2類企業(yè)的生存環(huán)境迥然不同，前者需要巨額投資，且影響參數(shù)眾多，運行參數(shù)隨所用設(shè)備和原材料而變，無可借鑒的經(jīng)驗，往往運行數(shù)年，仍無法生產(chǎn)出滿足用戶要求的產(chǎn)品，面臨著破產(chǎn)的危機正是這類企業(yè)。后者相對而言投資較少，通?？梢栽谳^短的時間內(nèi)即可生產(chǎn)出滿足用戶要求的復(fù)合材料制品，達到收支平衡，進而盈利。

其次，對國內(nèi)的碳纖維生產(chǎn)廠家而言，按所采用的技術(shù)路線可把現(xiàn)有的生產(chǎn)線分為3類，具體對比如表1所示。這3類技術(shù)路線所建立的生產(chǎn)線各生產(chǎn)不同的產(chǎn)品，用于不同的工業(yè)領(lǐng)域，互相間不可能兼顧。

第 I 類技術(shù)是濕法小絲束技術(shù)。從20世紀70年代起，我國民品市場銷售和使用的主要碳纖維品種多采用該技術(shù)制備而成。該法生產(chǎn)的碳纖維質(zhì)量和成本目前仍遜于東麗株式會社（以下簡稱“東麗”）碳纖維的水平，也是被迫以“白菜價”銷售的主要碳纖維品種。這一現(xiàn)狀的形成有多方面原因，但一直以低于成本價銷售、致使無法長期穩(wěn)定生產(chǎn)是主要原因之一。持續(xù)這種狀態(tài)，僅從技術(shù)上攻關(guān)恐怕很難改變這種狀態(tài)。第 II 類是最近比較時髦的技術(shù)路線——干法小絲束技術(shù)。中復(fù)神鷹經(jīng)持續(xù)不斷的努力，攻克了干噴濕紡的技術(shù)關(guān)鍵，基本上達到了東麗的水平，使其產(chǎn)品可以與東麗 T700S并駕齊驅(qū)，當然同樣面臨著與東麗 T700S的價格戰(zhàn)。第 III類濕噴濕紡大絲束技術(shù)在國際上只有少數(shù)企業(yè)掌握，東麗雖經(jīng)多年開發(fā)也未攻克，最后轉(zhuǎn)向收購美國卓爾泰克（Zoltek）公司。雖然國內(nèi)吉林精功碳纖維有限公司已成功開發(fā)了這一技術(shù)并生產(chǎn)出了產(chǎn)品，但產(chǎn)品的性能和穩(wěn)定性與國外產(chǎn)品尚有差距。另外，由于濕法大絲束碳纖維的主要應(yīng)用對象——風(fēng)電葉片梁板，其設(shè)計與選材開發(fā)權(quán)掌握在維斯塔斯風(fēng)力技術(shù)集團（Vestas）手里，從而使得我國這一技術(shù)生產(chǎn)的碳纖維無法得到實際應(yīng)用。

2 國產(chǎn)碳纖維為什么只能賣“白菜價”

筆者曾與國產(chǎn)碳纖維的銷售人員對民用碳纖維的價格形成進行過分析，結(jié)果如下：民用市場主要使用T300-12K級與T700-12K 級碳纖維（占比高于90%），而其中性價比最高的產(chǎn)品是東麗的干法 T700S-12K ，長期售價為200元/kg，所以其他碳纖維產(chǎn)品的售價只能參照 T700S來定位，其他 T700S-12K 級碳纖維的售價為 140元/kg。雖然 T300-12K級碳纖維長期以來是臺塑集團（以下簡稱“臺塑”）的天下，但它也只能參照T700S-12K 的價格定為110元/kg，只有微利或更可能是虧本銷售，其他國產(chǎn) T300-12k級碳纖維就只能以低于100元/kg的“白菜價”銷售（2018年隨著國外碳纖維價格的調(diào)整，國內(nèi)碳纖維價格的售價普遍有所提高）。而目前國產(chǎn)碳纖維企業(yè)的生產(chǎn)成本普遍高于銷售價，國內(nèi)碳纖維廠家為提高質(zhì)量和降低成本，多少年來一直堅持不懈攻關(guān)但進展不大，而且在近期恐怕很難有突破性進展。照此邏輯，如果沒有其他好的突圍辦法，也許所有的國產(chǎn)碳纖維企業(yè)均會步泰先與中恒的后塵，相繼走向破產(chǎn)。

3 碳纖維在不同領(lǐng)域應(yīng)用的種類、價格與需求量

參照《2017年全球碳纖維復(fù)合材料市場報告》中的數(shù)據(jù)和個人對市場的了解，表2給出了不同工業(yè)領(lǐng)域使用的碳纖維品種、每公斤參考價格及2017年與2022年估計的需求量（注：本文寫作于2018年5月，由于匯率變化，目前國內(nèi)民品市場價已上漲15%～20%）。

根據(jù)表2可知，碳纖維在不同工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用都有不同程度的增長空間，當然目前除軍機和部分民用低端產(chǎn)品使用國產(chǎn)碳纖維外，絕大部分碳纖維都來自國外碳纖維廠商和臺塑。VISTAS的風(fēng)電產(chǎn)品在大規(guī)模增長，其碳纖維復(fù)合材料梁板生產(chǎn)大部分由江蘇澳盛復(fù)合材料科技有限公司和光威承擔(dān)，這對國內(nèi)碳纖維復(fù)合材料制品廠家是利好的消息，但基本上和國產(chǎn)碳纖維生產(chǎn)廠家無關(guān)。

4 碳纖維企業(yè)的出路

鑒于目前國內(nèi)碳纖維企業(yè)生產(chǎn)碳纖維的成本普遍都高于市場價，不虧本經(jīng)營的唯一出路是成為航空航天行業(yè)的供應(yīng)商，這也是21世紀初眾多投資商投資碳纖維企業(yè)的初衷。由于成為航空航天產(chǎn)品供應(yīng)商的門檻、需求量的限制以及進行型號鑒定的機遇，目前只有少數(shù)（2～3家）企業(yè)有幸進入了供應(yīng)商的行列。對于后起的碳纖維生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)失去了這一機會，這些企業(yè)將何去何從是下面討論的重點。從碳纖維、預(yù)浸料及制品的價格（表3）來看，國產(chǎn)碳纖維的出路有4條。

第一，對碳纖維進一步加工，以織物與預(yù)浸料出售，提高其價值，這也是像臺塑所走的道路。這條道路其實也很艱辛，臺塑的產(chǎn)品性能與價格基本上是業(yè)界的標桿，并已占據(jù)了現(xiàn)有的國內(nèi)市場，要想從中分一杯羹，只能打價格戰(zhàn)。

第二，制成制品，提高其價值。對于目前消耗一萬多噸的國內(nèi)民品市場，已經(jīng)有眾多的碳纖維復(fù)合材料制品生產(chǎn)企業(yè)，碳纖維生產(chǎn)企業(yè)用性能遜于國外的纖維采用類同的設(shè)計與制造工藝生產(chǎn)出的制品與它們競爭，只能是以卵擊石。

第三，開辟新的碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用領(lǐng)域。風(fēng)電葉片是目前增長最快的應(yīng)用領(lǐng)域，由于梁板拉擠成型的出現(xiàn)，碳纖維用量急劇增加，但目前這一技術(shù)是由Vestas采用Zoltek的濕法大絲束碳纖維（III類生產(chǎn)線）開發(fā)而成，產(chǎn)品附加值比較低（原材料成本占比近50%）。其他碳纖維企業(yè)如果要進入這一領(lǐng)域，只能購買Zoltek或其他國外的碳纖維進行加工，基本上也就與國產(chǎn)碳纖維產(chǎn)業(yè)化無關(guān)。據(jù)說有人正在利用國產(chǎn)濕法大絲束碳纖維研發(fā)風(fēng)電葉片用梁板，如果研發(fā)成功，確實是國產(chǎn)碳纖維產(chǎn)業(yè)化的一個機會。

第四，對國內(nèi)碳纖維生產(chǎn)企業(yè)最后的機會只能是尚未出現(xiàn)定型產(chǎn)品，但未來可能會大量使用碳纖維的工業(yè)領(lǐng)域。表2中列出了壓力容器（包括氫燃料儲氣罐）、軌交和汽車領(lǐng)域以及其他有輕量化需求的應(yīng)用領(lǐng)域，碳纖維在這些領(lǐng)域的應(yīng)用前景已經(jīng)明朗，不過由于成本和其他一些因素，尚未出現(xiàn)被市場接受的“買得起復(fù)合材料產(chǎn)品”。

國外對這些領(lǐng)域正在進行攻關(guān)，國內(nèi)碳纖維企業(yè)如何參與？指望國外用戶采用國產(chǎn)碳纖維進行攻關(guān)只能是癡心妄想，一旦國外攻關(guān)成功（就像Vestas在風(fēng)電葉片領(lǐng)域的攻關(guān)），這些領(lǐng)域的碳纖維復(fù)合材料制品又將是國外碳纖維的天下，國內(nèi)碳纖維復(fù)合材料制品生產(chǎn)廠商將再一次會成為這些領(lǐng)域碳纖維復(fù)合材料制品的加工商，業(yè)界還會歡呼“碳纖維的春天到了”。一旦有什么風(fēng)吹草動，國外把碳纖維供應(yīng)掐斷，會不會出現(xiàn)類似“芯片之痛”的“碳纖維之痛”呢？國產(chǎn)大飛機、軌道交通車輛、新能源汽車等等用什么來生產(chǎn)呢？

5 國產(chǎn)碳纖維不能用于制造高端產(chǎn)品嗎？

有碳纖維生產(chǎn)企業(yè)的老總認為，精力必須且只能用在關(guān)注如何提高碳纖維的質(zhì)量和降低生產(chǎn)成本上，以便使國產(chǎn)碳纖維在性能和生產(chǎn)成本方面優(yōu)于國外碳纖維，能成功將它們替代。這樣的愿望固然不錯，確實是努力的方向，但現(xiàn)實能等到那一天嗎？國內(nèi)眾多碳纖維企業(yè)已作出了多年努力，雖然有少數(shù)企業(yè)可以把T300-3K 和6K 級碳纖維的性能做到基本滿足軍機的要求，實現(xiàn)批量化生產(chǎn)，但 T300-12K 級碳纖維始終沒有達到臺塑的水平，更無法企及東麗的水平。碳纖維的生產(chǎn)技術(shù)如此復(fù)雜，即使國產(chǎn)技術(shù)實現(xiàn)了，國產(chǎn)碳纖維也只能與國外碳纖維打價格戰(zhàn)，仍將是苦澀的結(jié)果。國產(chǎn)碳纖維得不到高端應(yīng)用，只能長期虧本生產(chǎn)和銷售，這樣的狀態(tài)是否能實現(xiàn)碳纖維生產(chǎn)企業(yè)老總的預(yù)期呢？

如上所述，國產(chǎn)碳纖維實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的機會只能是把“蛋糕”做大，通過擴大碳纖維的應(yīng)用范圍，增加碳纖維用量來實現(xiàn)。具體而言，國產(chǎn)碳纖維的發(fā)展方向就是進入有光明前景、且尚未開發(fā)出“買得起的復(fù)合材料制品”的高端應(yīng)用領(lǐng)域（即有迫切輕量化需求的工業(yè)領(lǐng)域）。目前國內(nèi)外都在關(guān)注這些領(lǐng)域，并正在進行開發(fā)攻關(guān)。事實上，這些用戶在開發(fā)時通常都愿選用質(zhì)量穩(wěn)定、價格適中的國外碳纖維，國產(chǎn)碳纖維不在它們的考慮范圍內(nèi)。如果國產(chǎn)碳纖維生產(chǎn)廠家只關(guān)注修煉“提高質(zhì)量和降低成本”的內(nèi)功，不積極參與開發(fā)，產(chǎn)業(yè)化之路將會越來越遠。國產(chǎn)碳纖維生產(chǎn)企業(yè)必須主動用自己生產(chǎn)的碳纖維來研發(fā)出高端應(yīng)用“買得起的復(fù)合材料產(chǎn)品”，通過這些產(chǎn)品的批量化生產(chǎn)，來實現(xiàn)自產(chǎn)碳纖維的大量銷售。高端產(chǎn)品的成本構(gòu)成中原材料成本通常只占20%，原材料價格略高一些在自己開發(fā)的產(chǎn)品中是可以接受的。只要開發(fā)出的產(chǎn)品被市場接受，并形成批量生產(chǎn)，就可以在生產(chǎn)和使用過程中同時實現(xiàn)碳纖維的質(zhì)量提高和成本降低。誠然，這條道路異常艱難，也需要假以時日，但也只有這條路才能實現(xiàn)國產(chǎn)碳纖維的產(chǎn)業(yè)化。當然，在極度缺乏復(fù)合材料設(shè)計人才的當下，匯集人才與設(shè)備儲備也是一項艱巨的工作。

很多碳纖維生產(chǎn)廠家都認為，只有把自身的碳纖維質(zhì)量提高到東麗的水平，才能應(yīng)用到高端領(lǐng)域，從來也沒有想過將現(xiàn)有水平的碳纖維用于開發(fā)高端產(chǎn)品。而恒神則打破了故有思維模式，近年來就采用看似性能不被專家認可、市值100元/kg 的恒神碳纖維，開發(fā)出了一些價值幾千元/kg 的高端輕量化制品，且通過了一系列嚴格的地面試驗考核，當然還需經(jīng)過低成本化的努力才能實現(xiàn)批量生產(chǎn)。雖然這些制品體量不大，但卻可以證明一點，即使性能低于國外碳纖維，價格高于國外碳纖維，同樣可以設(shè)計和制造出性價比被用戶接受的輕量化產(chǎn)品（早期東麗的碳纖維性能并不好，同樣可以用于民機結(jié)構(gòu)），從而可以實現(xiàn)碳纖維的長期穩(wěn)定銷售?！安环e跬步，無以至千里。”恒神碳纖維的銷售，就是在一個又一個產(chǎn)品開發(fā)的基礎(chǔ)上，形成小規(guī)模穩(wěn)定銷售，進而積少成多逐漸形成了大規(guī)模的銷售。恒神與中車長客股份有限公司（以下簡稱“中車長客”）合作，已成為用較低性能的碳纖維開發(fā)高端產(chǎn)品的成功范例。中車長客采用恒神的原材料（包括纖維、織物、自己開發(fā)的阻燃樹脂等）和恒神創(chuàng)新的制造工藝，開發(fā)出滿足軌道交通行業(yè)設(shè)計規(guī)范（安全性）要求減重近30%的復(fù)合材料地鐵車體，該車體結(jié)構(gòu)已通過了嚴格的地面試驗考核，即將上線運行。此次研發(fā)采用的就是市值100元/kg的工業(yè)級恒神碳纖維。在地鐵車體的開發(fā)過程中，恒神全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)團隊基于豐富的航空航天應(yīng)用（包括設(shè)計和制造工藝）經(jīng)驗，針對軌交車體的特殊行業(yè)要求，采用創(chuàng)新性設(shè)計與制造工藝，成功開發(fā)出滿足要求的復(fù)合材料車體。雖然該地鐵車體暫時還達不到“買得起”的水平，但通過碳纖維復(fù)合材料在地鐵車體的應(yīng)用實踐，恒神取得了豐富的經(jīng)驗，在此基礎(chǔ)上進一步開展低成本化的研發(fā)，今后有望開發(fā)出軌交領(lǐng)域“買得起的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)”，進而實現(xiàn)恒神碳纖維原材料的大量銷售。

對于高端應(yīng)用，為滿足安全性要求對所用材料體系（包括纖維與樹脂組合）要進行相當復(fù)雜的嚴格鑒定。通常要進行從材料到元件、組合件直至全尺寸結(jié)構(gòu)件的積木式地面試驗驗證和在線運行考核，用戶一般不會為了原材料價格的少量差異而進行繁瑣的等同性鑒定流程（保證性能與工藝的相容性）。采用替代材料，這才是國產(chǎn)碳纖維生產(chǎn)企業(yè)需要全產(chǎn)業(yè)鏈的真諦。

應(yīng)用的碳纖維高端產(chǎn)品，其特點一定是對變形有嚴格要求，同時對減重也有迫切需求。特別是形狀和受力復(fù)雜的桿板殼結(jié)構(gòu)，這些是高端碳纖維復(fù)合材料制品的基本特點，這些產(chǎn)品的附加值比較高，通常原材料成本占比往往小于30%。

目前國內(nèi)碳纖維生產(chǎn)企業(yè)已逐漸接受了錢云寶先生倡導(dǎo)的“全產(chǎn)業(yè)鏈”理念，很多企業(yè)也正在嘗試做全產(chǎn)業(yè)鏈的碳纖維企業(yè)。但仔細了解這些企業(yè)，可以發(fā)現(xiàn)它們所建立的碳纖維生產(chǎn)線、所生產(chǎn)的產(chǎn)品與其試圖進入的工業(yè)領(lǐng)域?qū)μ祭w維的需求往往并不一致。例如，希望生產(chǎn)碳纖維電纜芯，卻建立濕法小絲束的生產(chǎn)線；上游生產(chǎn)濕法小絲束碳纖維，下游生產(chǎn)濕法大絲束的風(fēng)電葉片梁板；上游建設(shè)濕法大絲束生產(chǎn)線，下游卻致力航天結(jié)構(gòu)研發(fā)生產(chǎn)；上游生產(chǎn)干法小絲束，下游致力需要濕法大絲束的汽車制件。這樣一來，造成了自己的產(chǎn)業(yè)鏈下游不用上游生產(chǎn)的碳纖維，致使上游的碳纖維沒有銷路，下游產(chǎn)品開發(fā)所需碳纖維仍然受人制約。這樣的全產(chǎn)業(yè)鏈有何意義？

當然，碳纖維生產(chǎn)企業(yè)在進入后端應(yīng)用時，通過購買其他廠家的碳纖維生產(chǎn)復(fù)合材料制品來實現(xiàn)盡快盈利也可以理解，但國產(chǎn)碳纖維的產(chǎn)業(yè)化何去何從？這與“芯片之痛”遇到的現(xiàn)象有何區(qū)別？利用芯片的產(chǎn)品鋪天蓋地，而芯片的供應(yīng)商全部來源于國外，“中興事件”發(fā)生后國外斷供，國內(nèi)一片哀鴻。碳纖維復(fù)合材料企業(yè)是否也會出現(xiàn)類似的情景呢？

6 結(jié)語

國產(chǎn)碳纖維生產(chǎn)企業(yè)的生存之道，不能局限于修煉內(nèi)功，致力于提高質(zhì)量和降低成本，然后與國外碳纖維去拼價格、搶市場。碳纖維企業(yè)必須用目前已基本能用的國產(chǎn)碳纖維去開拓工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的新領(lǐng)域，把“蛋糕”做大，在新開拓的應(yīng)用市場找到國產(chǎn)碳纖維的生存空間，實現(xiàn)自己的價值，在實現(xiàn)價值的同時提升國產(chǎn)碳纖維的質(zhì)量和降低成本。在尋找生存空間時，國產(chǎn)碳纖維企業(yè)必須發(fā)揮積極作用，不能寄希望于工業(yè)領(lǐng)域的新用戶主動使用國產(chǎn)碳纖維，為此，國產(chǎn)碳纖維企業(yè)發(fā)展上下游密切配合的全產(chǎn)業(yè)鏈是必備條件。當然國家在國產(chǎn)碳纖維的產(chǎn)業(yè)化之路上必須有所舉措，在推動新材料產(chǎn)業(yè)化的政策時，必須由最終用戶牽頭，組成包括設(shè)計團隊、原材料供應(yīng)商、復(fù)合材料制品生產(chǎn)商、設(shè)備生產(chǎn)商等全產(chǎn)業(yè)鏈的團隊，以用國產(chǎn)碳纖維開發(fā)出能實現(xiàn)性價比優(yōu)于傳統(tǒng)材料的制成品（即買得起的復(fù)合材料制件）為目標，只有開發(fā)出了這樣的樣板產(chǎn)品，并大量推廣后，才能最終實現(xiàn)國產(chǎn)碳纖維的產(chǎn)業(yè)化。