大飞机钛合金和碳纤维哪个好（飞机碳纤维产业链分析）

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核心观点

碳纤维具有较高技术壁垒，美日技术领先，我国已开始战略布局。碳纤维是轻 质高强的航空航天材料，其加工流程复杂，工艺难度高，具有很高的技术壁垒。 目前，世界碳纤维技术主要掌握在日本公司手中，其生产的碳纤维无论质量还 是数量均处于世界领先地位。近年来，我国已经意识到碳纤维及复材的重要性， 开始进行战略布局，大力推动碳纤维材料研发。

我国碳纤维产业保持稳定增长，但实现产业化的企业仍然稀缺。目前我国碳纤 维产业正处于产业整合阶段，产能 2006 年至 2009 年增速较快，在经历 2010 年增速触底后，2011 年至今，我国碳纤维产能始终保持稳定增长。但目前我 国碳纤维行业内还存在各种问题，实现产业化的企业仍然比较稀缺。

碳纤维复材在飞机上用量逐年增加，我国飞机产业链碳纤维需求空间巨大。碳 纤维复合材料应用于飞机结构材料可相应减重 20%-30%，还可以带来结构和 性能的改善, 以及运营成本下降的综合效益。因此，复合材料在军民用飞机上 的用量正逐年增加。飞机产业对碳纤维的需求增量主要来自两大因素：一是碳 纤维复合材料在飞机结构材料中的应用比例不断提高，二是飞机订单的增长。 我们预计，未来 10 年我国新增军机的碳纤维需求量约为 3345 吨，C919 对碳 纤维需求量超过 7000 吨。

碳纤维材料具有高强度、低密度等优质特性。碳纤维具有低密度、高强度、耐高温、 高化学稳定性、抗疲劳、耐摩擦等优异的基本物理及化学性能，并有高振动衰减性， 良好的导电导热性能、电磁屏蔽性能以及较低的热膨胀系数等特性。

碳纤维材料除按照原丝进行分类外，还可以按照制造方法分为碳纤维（800-1600°C）、 石墨纤维（2000-3000°C）、氧化纤维（预氧丝 200-300°C）、活性碳纤维、气相生长 碳纤维。按照力学性能分为高强型、高强中型、高模型和高强高模型四类。按照丝束 大小，把 48K 及以下的碳纤维称为小丝束碳纤维（宇航级），48K 以上的成为大丝束 碳纤维（工业级），其中 K 数是指不加捻的连续丝束中所含单丝的数量。

碳纤维及复材加工流程复杂，工艺难度高，具有很高的技术壁垒。完整的碳纤维产业 链包括从原油到获得丙烯，再聚合成聚丙烯晴，经过结丝、氧化、碳化后得到碳纤维， 与树脂、陶瓷等材料结合，形成碳纤维复合材料，最后由各种成型工艺得到下游应用 需要的最终产品。根据基体材料的不同，碳纤维复合材料有树脂基、碳基、陶瓷基、 金属基等多种形式，其中，树脂基复合材料是使用最广泛的碳纤维复合材料。制作碳 纤维的产品需要高温固化、真空导入、热压罐等生产工艺，全过程流程长，精度要求 高，需要开发高精度模具，研制成本非常高。

1.2 需求增长迅速，航空航天为主要应用领域

我国积极鼓励支持碳纤维产业发展。2015年5月，国务院正式发布《中国制造2025》， 把新材料作为重点领域之一进行大力推动和发展，其中高性能结构材料、先进复合材 料是新材料领域的发展重点。2015 年 10 月，工信部正式公布了《中国制造 2025 重点领域技术路线图》，将“高性能纤维及其复合材料”作为关键战略材料，2020 年 的目标为“国产碳纤维复合材料满足大飞机等重要装备的技术要求”。2016 年 11 月， 国务院印发《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》，明确指出加强新材料产业上下 游协作配套，在碳纤维复合材料等领域开展协同应用试点示范，搭建协同应用平台。 2017 年 1 月，工信部、发改委、科技部、财政部联合制定《新材料产业发展指南》， 提出到 2020 年，“在碳纤维复合材料、高品质特殊钢、先进轻合金材料等领域实现 70 种以上重点新材料产业化及应用，建成与我国新材料产业发展水平相匹配的工艺 装备保障体系。”

1.3 美日技术领先，垄断全球

技术先进国家在碳纤维技术发展初期已经意识到该材料的重要性，纷纷进行战略布局， 大力推动碳纤维材料研发。目前碳纤维主要生产国家包括日本、美国、欧洲和韩国等 国家。

目前，世界碳纤维技术主要掌握在日本公司手中，其生产的碳纤维无论质量还是数量 均处于世界领先地位。日本是全球最大的碳纤维生产国，日本的东丽公司、东邦公司 和三菱丽阳公司拥有全球丙烯腈基碳纤维（小丝束）近 50%市场份额，其中日本东 丽公司是世界上高性能碳纤维研制的“领头羊”。

2. 碳纤维复合材料带来产业链变革

碳纤维复合材料与铝合金、钛合金、合金钢并称为飞机机体的四大先进结构材料，在 小型商务飞机和直升飞机上的使用量达到 70％~80％，在军用飞机上占 30％~40％， 在大型客机上占 15％~50％。

碳纤维复合材料以 CFRP 为主。碳纤维是由有机纤维经碳化及石墨化处理而得到的 微晶石墨材料，与其它材料具有很高的相容性，兼备纺织纤维的柔软可加工性，并且 容易复合，具有很大的设计自由度。目前碳纤维复合材料以树脂基复合材料（CFRP） 为主，占全部碳纤维复合材料市场份额的 90%以上。CFRP 具有质量轻等一系列突 出的性能，在对重量、刚度、疲劳特性等有严格要求的领域以及要求高温、化学稳定 性高的场合，碳纤维复合材料都具有很大优势。

2.1 民用飞机 CFRP 比例不断提升

碳纤维复合材料在军民用飞机上的用量逐年增加。由于碳纤维复合材料具有低密度、 高比强度、高比模量、可设计性强、等优点, 在飞机上采用先进复合材料可以大幅度 减轻机体结构质量、改善气动弹性, 提高飞机的综合性能, 大批量飞机零部件相继采 用碳纤维复合材料，并且采用复合材料的面积、部位和重量也日趋增加。将碳纤维复 合材料应用于飞机结构中可相应减重 20%-30%，这是其他先进技术很难达到的效果， 而且还可以带来结构和性能的改善, 以及运营成本下降的综合效益。因此，复合材料 在军民用飞机上的用量正逐年增加。但由于民机对安全性、可靠性、经济型的要求高 于军机，因此在应用上更加保守和延后。

由次承力构件向主承力构件过渡，碳纤维复合材料在客机上的应用比例逐步提升。 20 世纪 80 年代开始，碳纤维复合材料开始应用在客机上的非承力构件，在早期的 A310、B757 和 B767 上，碳纤维复合材料的占比仅为 5%-6%，随着技术的不断进 步，碳纤维复合材料逐渐作为次承力构件和主承力构件应用在客机上，其质量占比也 开始逐步提升，到 A380 时，复合材料占比达到 23%，具体应用在客机主承力结构 部件如主翼、尾翼、机体、中央翼盒、压力隔壁等，次承力结构部件如辅助翼、方向 舵及客机内饰材料等，开创了先进复合材料在大型客机上大规模应用的先河。而最新 的 B787 和 A350，复合材料的用量达到了 50%以上，有更多部件使用碳纤维，例 如机头、尾翼、机翼蒙皮等，使用量大大提升。

就国内民用客机产业而言，在 2017 年首飞的 C919 大客机上, 使用的复合材料占到 飞机结构重量的 12%，其应用范围涵盖方向舵等次承力结构和飞机平尾等主承力结 构，主要包括雷达罩、机翼前后缘、活动翼面、翼梢小翼、翼身整流罩、后机身、尾 翼等部件，其中尾翼主盒段和后机身前段使用了先进的第三代中模高强碳纤维复合材 料，主承力结构、高温区、增压区使用复合材料在国内民用飞机研制中也属首次。2018 年珠海航展上亮相的中俄合作研制的 280 座远程宽体客机 CR929 复合材料使用比例 有望超过 50%。

碳纤维复合材料应用于客机具备四大优势：

安全性：与铝合金相比，复合材料的损伤容限和抗腐蚀性能更好，提高了耐久性，同 时也提高了安全性。另外，碳纤维复合材料首先应用于军机，为民用飞机积累了可贵 的经验，30 多年的研究和应用使得技术上已十分成熟，复合材料在客机上的用量逐 步扩大是安全的。

经济性：飞机的成本不仅仅是一次性的购买费用，还要考虑油耗、维修成本、寿命等， 成本的概念已经扩大成为全寿命成本。虽然碳纤维复合材料比铝合金贵得多，但飞机 结构重量大幅降低所带来的的经济效益（包括油耗的降低等）远远超过了它的负面效 应。空客 A38 作为全球体积最大的民用飞机,创造了飞机史上的奇迹:排放少、油耗低, 飞机机身有大约 25%的复合材料,使用了 22%的 CFRP。之所以要应用 CFRP,就是由 于在飞行时间的增加下, 碳纤维增强树脂材料会受损,使用 CFRP 可以有效延长飞机 的使用寿命。与传统材料制作而成的飞机相比,此类机型排放少、油耗低、使用时间 长,可以有效降低民用航空企业的运营成本。

舒适性：由于采用了整体结构的复合材料机身，B787 客舱的舷窗尺寸加大了 30%， 这意味着旅客可以拥有更大的视野。由于碳纤维复合材料具有优于铝合金的抗疲劳和 抗腐蚀特性，可以使客舱湿度和气压有所提高，从现有客机相当于外界 2400m 高度 的气压改善至相当于外界 1800m 高度的气压，可以让旅客享受到更舒适的空中旅行。

环保性： B787 在首次向世界隆重亮相前就已获得 677 架订单，总价值逾千亿美元， 能够获得如此好的市场效应，非常重要的原因是机身轻便而且发动机特性好，可节省 20%的燃油，环保性能十分强大，这是通过发动机、气动、复合材料等多方设计共同 达到的，其中油耗降低的 20%中有 8%是通过应用碳纤维复合材料达到的。

碳纤维复合材料在飞机上的应用为航空制造产业带来深刻变革。碳纤维复合材料在飞 机上的用量和应用部位已成为衡量飞机结构先进性的重要指标, 也是航空公司购买飞机时的重要参考指标。大力发展航空复合材料技术已经成为国内外航空制造企业的 共识。

2.2 CFRP 广泛作为军机结构材料

在碳纤维复合材料使用初期,因为价格昂贵、性能好,因此多应用在航空领域,尤其是军 用飞机制造领域。统计显示,在世界范围内,军用飞机使用碳纤维复合材料的数量约占 所有军用飞机总材料的 35%,直升机则在 75%左右。

碳纤维复合材料已广泛应用为军机结构材料。从 1969 年起，美国 F14A 战机碳纤维 复合材料用量仅有 1%，到美国 F-22 和 F35 为代表的第四代战斗机上碳纤维复合材 料用量达到 25%和 35%，在美国 B-2 隐身战略轰炸机上，碳纤维复合材料占比更是 超过了 50%，用量与日俱增。根据不完全数据统计,国外的军用飞机使用的碳纤维材 料已经可以达到全部机身的 40%以上，碳纤维增强树脂基复合材料的比例越高，飞 机作战技术就越好。目前，一些欧美国家的轻型飞机基本实现材料的复合化应用，这 就使得飞机更加轻盈、飞行的安全性更高。

在战斗机和直升机上, 碳纤维复合材料应用于战机主结构、次结构件和战机特殊部位 的特种功能部件。国外将碳纤维/环氧和碳纤维/双马复合材料应用在战机机身、主翼、 垂尾翼、平尾翼及蒙皮等部位, 起到了明显的减重作用, 大大提高了抗疲劳、耐腐蚀 等性能, 数据显示采用复合材料结构的前机身段, 可比金属结构减轻质量 31.5%, 减 少零件 61.5%, 减少紧固件 61.3%；复合材料垂直安定面可减轻质量 32.24%。用军 机战术技术性能的重要指标结构重量系数来衡量, 国外第四代军机的结构重量系数 已达到27~28%。未来以F-22为目标的背景机复合材料用量比例需求为35%左右, 其 中碳纤维复合材料将成为主体材料。国外一些轻型飞机和无人驾驶飞机, 已实现了结 构的复合材料化。目前主要使用的是 T300 级和 T700 级小丝束碳纤维增强的复合材 料。

业内一般认为，碳纤维复合材料在军用航空方面的应用大体上可以分为三个阶段：

第一阶段——非承力结构：20 世纪 60-70 年代：由于 1 公斤 CFRP 可以大体替代 3 公斤铝合金，性能满足要求，因此开始用于非承力结构，如舱门、前缘、口盖、整流 罩等尺寸较小的部件。

国内在技术上已无大的障碍，基本达到了国外类似的水平，需要的是大规模普及。

第二阶段——次承力结构：20 世纪 70-80 年代：随着力学性能的改善与前期应用的效果提高了人们的信心，CFRP 逐步扩展到飞机的次承力结构，即垂尾、平尾、鸭翼、 副襟翼舵面等受力较大、尺寸较大的部件。其中，1971 年美国 F-14 战斗机把纤维增 强的环氧树脂复合材料成功应用在平尾上，是复合材料史上的一个里程碑事件。

中国将 CFRP 用于军机的舵面和翼面，也已经开始成熟。早在“六五”期间，沈阳 飞机设计所、航空材料研究院和沈阳飞机厂共同研制歼击机复合材料垂尾壁板，比原 铝合金结构轻 21kg，减重 30％。2009 年建国 60 周年国防成就展上，报道了歼-10 在鸭翼、垂尾、襟副翼、腹鳍等所有 7 个舵面和腹鳍采用了 CFRP 材料，这与国外 这一阶段的发展水平基本相当。国内 CFRP 次承力构件的广泛应用，与 T300 生产进 程密切相关。材料的国产化，产量的扩大化和价格的低廉化，分别为 CFRP 次承力 构件的应用提供可能性、适用性和经济性。从而最终推动 CFRP 次承力构件成为国 产军民航空器的标配。

第三阶段——主承力结构：从上世纪 80 年代至今，随着高性能碳纤维和预浸料-热压 罐整体成型工艺的成熟，CFRP 逐步进入机翼、机身等受力大、尺寸大的主承力结构 中。美国原麦道飞机公司于 1976 年率先研制了 F/A-18 的复合材料机翼，把复合材 料的用量提高到了 13%，成为复合材料史上的又一个重要里程碑。后期更采用自动 铺丝技术为 FA-18E/F 制造 CFRP 的 12 块机身蒙皮，10 块进气管蒙皮，4 块水平尾 翼蒙皮。F-16 战斗机 BLOCK50 之后也开始采用 CRPR 复合材料机翼。F-22 战机的 复合材料用量已经提高到结构重量的 22%。目前西方国家军机上复合材料用量约占 全机结构重量的 20%~50%不等。

短期内，我国尚无法做到主承力结构 CFRP 的大规模应用。2015 年我国自主研发的 “猎鹰”高级教练机上首次实现了复合材料在主承力构件上的应用，其中某部件制造 技术研究获得国防科技进步三等奖。但 CFRP 主承力结构件对 T700，T800 等高性 能军用碳纤维生产，以及大型复材整体成型技术提出了更高需求，国内在这两方面又 都存在短板甚至空白，因此大多数应用是探索性，合作性和阶段性的。在短期内，我 国尚无法做到主承力结构 CFRP 的大规模应用。

我国军用飞机的碳纤维复合材料应用呈现逐年递增的趋势。对于战斗机来说，结构设 计先进程度主要看 2 个用量指标，一个是钛合金，一个就是碳纤维，世界主要战机 F35、F22 碳纤维材料使用比例为 20%左右，先进军用直升机碳纤维使用率超过 40%，无 人机使用率超过 90%。我国歼 8 和歼 10A 早期批次碳纤维使用比例仅为个位数，经 过努力我国军机碳纤维使用率从个位数不断向两位数攀升，歼 10 A 后续批次机型在 雷达罩、前机身、副襟翼、垂尾等次承力结构部分均批量使用了碳纤维复合材料，歼 10BC 则在主机翼壁板大面积使用碳纤维材料，歼 11B、歼 11BS 及 L-15 均使用了 碳纤维垂直尾翼部件，而歼 11B 还率先在国内采用机翼铝合金壁板改用全碳纤维制 造，全机大量采用碳纤维，整机重量减重 780 公斤，按规划后续型号碳纤维比例将达 到 27%，和欧洲三代半飞机水平持平。随着国内 T700、T800 级碳纤维生产水平的 不断提高，CFRP 应用在军机主承力构件指日可待。

2.3 我国飞机产业链碳纤维需求空间巨大

由于具有质轻、高强度的属性，碳纤维在航空航天领域有广泛应用。碳纤维相对于钢 或铝，减重效果可以达到 20%至 40%，在航空航天领域，主要应用于飞机的结构材 料（占飞机重量的 30%左右），使飞机重量减轻 6%至 12%，从而显著地降低飞机的 燃油成本，此外碳纤维也能够克服金属材料容易出现疲劳和被腐蚀的缺点，增强飞机 的耐用性；复合材料的良好成型性可以使结构设计成本和制造成本大幅度降低。飞机 产业对碳纤维的需求增量主要来自两大因素：一是碳纤维复合材料在飞机结构材料中 的应用比例不断提高，二是飞机订单的增长。

中国各类机型方面与美国相比还有大幅度的差距。战斗机方面，由于高性能国产发动 机和机电系统的缺失，中国三代战斗机向四代战斗机过渡无法真正完成。战斗机方面， 我国空军战斗机目前仍以二、三代机为主，二代机占比超过 50%，反观美国，目前 包括 F-15、F-16 在内的三代机占比接近 90%，包括 F-22、F35 在内的四代机总量也 超过 200 架，随着四代机歼-20 交付部队，未来二代机将逐步退出历史舞台，三代机、 四代机占比将逐步提升。

运输机方面，我国大型运输机与美国大型运输机之间的数量比例关系要更为悬殊，比 例关系接近 1:8，未来包括运 20 在内的大型运输机有望逐步量产。据美国军事新闻战略网报道，中国一共制造了 8 架新款运输机，造价达到 2.5 亿美元。我们认为，未 来运-20 的市场需求量或达数百架。

直升机方面，我国目前已经生产 2 吨级的直-11、4 吨级的直-9 和 13 吨级的直-8，但 在适用范围广泛的 10 吨级直升机领域目前依旧是空白。而从世界角度来看，美国西 科斯基飞机公司制造的 10 吨级黑鹰直升机服役数量接近世界全部服役直升机的 5 分 之 1，其使用的广泛程度可见一斑，我们认为我军最新研制的 10 吨级中型通用直升 机直-20 也将和黑鹰直升机所取得成绩一样成为我军陆、海军的主力机型参与各种军 事行动，预计需求超过 700 架。教练机方面，目前我国高级教练机歼教七和教练九为 主，且高级教练机占比较小。根据中华网报道，教练-10（即 L15）已服役 3 年，订 单为 135 架，未来教练-10 的市场空间巨大。

我们根据美国三代机及以上机型数量测算，未来 10 年，中国新增三代及四代战机的 需求预计在 1000-1500 架左右。歼 20 空机重量 15 吨，按照结构重量占 50%以及 27%的碳纤维材料使用率计算，生产 300 架，需求将达到 610 吨，歼 11 空机重量 16 吨，按照 10%的复合材料使用率计算 1200 架的产量，需求将达到 960 吨。此外， 考虑军用直升机约 1500 架，空机重量 4 吨，CFRP 使用率 40%；大型运输机及加油 机等 100 架，空机重量 70 吨，碳纤维比例 10%；教练机等轻型飞机 500 架，空机 重量 6 吨，碳纤维比例 15%。由此我们预计，未来 10 年我国新增军机的碳纤维需求 量约为 3345 吨。

据中国商飞官网数据，C919 目前已获累计 28 家客户 815 架订单。根据 C919 副总 设计师傅国华预测，未来国内市场还有 2000 架左右的空间。飞机空重 42 吨，按 12% 使用量计算，预计对碳纤维复合材料的需求约为 7000 吨。

因此我们认为，未来一段时间内军用飞机对于碳纤维的需求稳定增长，同时民用领域 的大飞机对于碳纤维的需求将是一个大增量。

3. 我国飞机碳纤维产业正处在爬坡阶段

3.1 我国碳纤维产业取得长足进步

自 2000 年起，我国碳纤维产业经历了近 18 年的高速发展。在 2005 年，我国就进行 了原丝技术的转型升级，截止 2014 年，碳纤维第一轮产业化建设基本完成。国产碳 纤维行业实现了快速发展，目前生产能力初具规模，应用领域不断拓展，已初步建立 起碳纤维制造和应用的全产业链。

目前我国碳纤维产业正处于产业整合阶段，现已建立起国产聚丙烯腈碳纤维技术体系， 确立了主流技术方向；初步形成了从实验室研制到产业化的国产碳纤维研发生产平台， 并同时建立了国产高强碳纤维应用评价、符合材料制备与应用体系。

从产能上看，我国碳纤维产能 2006 年至 2009 年增速较快，在经历 2010 年增速触底 后，2011 年至今，我国碳纤维产能始终保持稳定增长。受国内中复神鹰、吉林精功 等碳纤维生产企业千吨级生产线建成投产以及吉林化纤等企业原丝产能提升影响，我 国碳纤维理论产能在 2017 年同比大幅增长 44%，达到 2.60 万吨。在未来 2-3 年中， 碳纤维生产厂商仍有多条千吨级生产线将陆续建成，我国碳纤维理论产能预计仍将保 持较快增长态势。随着中国在碳纤维领域投入的不断增大，中国碳纤维产量占世界份 额也不断提高。

从产量上看，据中国化纤工业协会统计，2010 年至 2014 年期间，我国碳纤维产量 从 1500 吨增至 3200 吨，增长了 1 倍，年均增长 20.9%。据测算，近年来我国碳纤 维产量保持较快的增长速度，2015 年我国碳纤维产量约为 3840 吨，2017 年产量已 经提升至 7000 吨左右。

近年来在国家相关部委的推动下，我国碳纤维产业在产业化和规模化发展方面取得了 重大突破。从 2014 年开始，中国市场的碳纤维产业进入前所未有的新的发展阶段， 在我国完整的碳纤维研发链条下的碳纤维工程化研发出现了加速发展的势头，初步形 成了以山东、江苏和吉林等地为主的碳纤维产业聚集地，培育了威海拓展、中复神鹰 和江苏恒神等碳纤维生产骨干企业和一批碳纤维复合材料及制品企业。

目前我国已经攻克了国产 T300 级碳纤维、国产 T700 级碳纤维和国产 M40 石墨纤维 的工程化和应用问题，解决了以上这 3 种材料的有无问题；突破了国产 T800 级碳纤 维和国产 M40J 石墨纤维的关键制备技术，实现了工程化生产，主体力学性能达到东 丽 T800 碳纤维和 M40J 石墨纤维水平；突破了国产 T1000 碳纤维和 M50J、M55J、 M60J 石墨纤维实验室制备技术，具备开展下一代纤维研发的基础。

2016 年 2 月 15 日，中国突破日本管制封锁研制出高性能碳纤维。2019 年 2 月，中 复神鹰再立新功，T1000 级碳纤维取得突破性进展，中国完全自主研发的百吨级 T1000 碳纤维生产线已实现投产且运行平稳。这标志着我国高性能碳纤维再上一个新 台阶，迈入了向更高品质发展的新时代。使用碳纤维作为关键材料的六代机，在未来 非常值得期待。

近日，中国在 T-1000 级超高强度碳纤维领域的研究取得了重大突破。中国科学院山 西煤炭化学研究所研究员张寿春团队所制备的聚丙烯腈基超高强度碳纤维顺利通过 验收，并成功开发聚丙烯腈基新型中空碳纤维。这些技术长期被日本和美国公司垄断， 特别是 T-1000 及其以上级别的超高强度碳纤维更是高端产品，是对我国封锁的重中 之重。此次取得的研究突破将有助于我国高性能碳纤维多品种、系列化发展，对于结 构轻量化和多功能化应用具有积极意义。同时这对于我国飞机碳纤维行业具有非常重 要的意义，是提高国产武器装备性能的重要物质基础之一。

3.2 实现碳纤维产业化的企业仍然稀缺

虽然我国碳纤维进口替代空间以及应用市场空间巨大，但这并不等同于潜在订单，行 业的健康发展还是要回归到以市场为主导。目前碳纤维行业内还存在各种问题，实现 产业化的企业仍然比较稀缺。

碳纤维企业包括两类，一类是真正的碳纤维生产企业，多数则是碳纤维复合材料制品 生产企业。这两类企业的生存环境截然不同，前者需要巨额投资，且影响参数众多， 运行参数随所用设备和原材料而变，无可借鉴的经验，往往运行数年，仍无法生产出 满足用户要求的产品，正是这类企业面临着破产的危机。后者相对而言投资较少，通 常可以在较短的时间内即可生产出满足用户要求的复合材料制品，达到收支平衡，进 而盈利。

其次对国内的碳纤维生产厂家生产，按所采用的技术路线可把现有的生产线分为三类， 这三类技术路线所建立的生产线各生产不同的产品，用于不同的工业领域，互相间不 可能兼顾。

2017 年国内主要的碳纤维企业中 2017，产能千吨以上有 7 家公司，产能在 500-1 000 吨之间有 4 家公司，产能在 100-500 吨之间有 7 家公司。而且 7 家千吨级碳纤维企 业的理论产能已经占到全国的 84. 8%，产业十分集中。通过分析这几家企业的项目 收益，可以发现，基本上所有的碳纤维企业都要经历以下五个阶段：建设期、试生产 期、稳定期、达标期、满意期。

从建设期开始到产品达标的周期长短是检验碳纤维投资项目成败的重要标准。目前国 际水平基本是 12-14 个月，这个产品达标的含义是：不仅包含生产线 A 等品的比例 ( 90%以上) ，还包含产品的预计成本达标(其中，资本投入、能耗消耗、原丝得率、 人工消耗均要达标) 。这个“达标周期”，可以成为一个单位工程能力与效益的评价指 标。在任何一个行业，只要技术没有达到天花板，均存在: 利用技术重大创新机遇的 商机。所以在项目投入之前，投入足够的资金和提高技术水平是十分必要的。

但并不是我们将碳纤维量产后就能实现产业化，国产碳纤维产业化链条离不开下游产 业复合材料产品的产业化。碳纤维复合材料得到大量应用的领域例如，体育休闲、航 空航天，风电叶片，都是国外碳纤维厂商拔得头筹。那是因为所有这些领域的复合材 料产品都是首先由国外厂家设计和制造出来，下游复合材料产业化，对于原材料的需 求就会为上游企业创新提供源动力，因而当下复合材料所需的碳纤维的标准也都是国 外制定的。

在当下国外碳纤维企业领先的局面下，国产碳纤维进入的首要条件必须在把性能做到 与国外基本相当后还必须打价格战。在此背景下，碳纤维厂商只能立足于自身改进工 艺，提高性能，降低成本。想要实现这一目标，国产企业就必须经历长期的准备阶段， 这个阶段需要投入大量的人力物力财力，而且结果可能不一定是你所预期的那般。

目前国内碳纤维企业生产碳纤维的成本普遍都高于 140 元/kg，不亏本经营的唯一出 路是成为航空航天行业的供应商，这也是本世纪初众多投资商投资碳纤维企业的初衷。 由于成为航空航天产品供应商的门槛、需求量的限制以及进行型号鉴定的机遇，只有 少数（2~3 家）企业有幸进入了该领域供应商的行列。所以大多数碳纤维产业都需要 寻找其它出路。

出路有如下四条：

对碳纤维进一步加工，以织物与预浸料出售，提高其价值，这也是像台丽这样的 企业所走的道路。但是台丽的产品性能与价格基本上是业界的标杆，并已占据了 现有的国内市场，要想从中分一杯羹，只能打价格战。

制成制品，提高其价值。对于目前消耗一万多吨的国内民品市场，已经有众多的 碳纤维复合材料制品生产企业，碳纤维生产企业用性能逊于国外的纤维采用类同 的设计与制造工艺生产出的制品与它们竞争，只能是以卵击石。钱云宝先生经常 说：“大家都能做的我不做”，大概就是这个道理。

开辟新的碳纤维复合材料应用领域，风电叶片是目前增长最快的应用领域，由于 梁板拉挤成型的出现，碳纤维用量急剧增加，但目前这一技术是由 VESTAS 采 用台丽的湿法大丝束碳纤维（III 类生产线）开发的，而且产品附加值比较低（原 材料成本占比近 50%）其他碳纤维企业如果要进入这一领域，只能购买台丽或 其他国外的碳纤维进行加工，结果碳纤维用量的增加基本上与国产碳纤维无关， 也就与国产碳纤维产业化无关。据说有人正在利用国产湿法大丝束碳纤维研发风 电叶片用梁板，如果研发成功，确实是国产碳纤维产业化的一个机会。

对国内碳纤维生产企业最后的机会只能是尚未出现定型产品，但未来可能会大量 使用碳纤维的工业领域。表 7 中列出了压力容器（包括氢燃料储气罐）、轨交和 汽车领域以及其他有轻量化需求的应用领域，这些领域的应用前景已经明朗，由 于成本和其他一些因素，尚未出现被市场接受的“买得起复合材料产品”。

在国产碳纤维性能略低于国外碳纤维的当下，只能进入低端复合材料市场，当然只能 卖“白菜”价。说到底，因为我们不掌握复合材料制品的核心技术，只能遵从国外厂 商制订的材料规范，国产碳纤维没有任何发言权。在这种情况下，国产碳纤维厂商的 唯一出路就是按照国外的碳纤维材料规范，生产符合其要求的产品，并尽可能降低成 本。打破僵局的方式就是主动掌握碳纤维复合材料制品的开发权，按照国产碳纤维实 际达到的性能和用户对产品的性能要求，设计和制造出全寿命成本优于其他结构材料 的复合材料制件。

为突破国外严格的技术、装备封锁，加快本国碳纤维的产业化进程和应用市场开拓， 中国碳纤维企业还要坚持不懈地钻研。

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