戍天九思：打破美日垄断，中国碳纤维成功逆袭！

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　　8月16日，中国石化发布消息，国内首套大丝束碳纤维生产线完成了全部设备安装进入到试生产阶段。中国石化上海石化党委书记万涛表示，项目建成投产后将有力降低碳纤维生产成本，改善我国大丝束碳纤维全部依赖进口、长期供不应求的局面。

　　大丝束碳纤维生产最大的优势是在相同的生产条件下可大幅度提高碳纤维单线产能和质量性能，并实现生产低成本化。中国石化是国内第一家、全球第四家拥有并掌握大丝束碳纤维生产技术的企业（美国赫氏、德国西格里、日本三菱）。目前，中国石化共有碳纤维技术专利274项，授权165项，排名国内第一、全球第三。

　　笔者认为，此举表明中国碳纤维打破美日长期垄断，成功实现逆袭，中美日碳纤维三足鼎立格局形成！

　　中国新建两条万吨碳纤维生产线意味着什么？

　　去年以来，中国碳纤维领域接连传出特大好消息。

　　★2021年9月8日，中复神鹰万吨碳纤维生产线在西宁正式投产。

　　★今年8月16日，上海石化每年1.2万吨48K大丝束碳纤维项目建成进入试生产。

　　最新数据表明，2021年全球碳纤维总需求量只有11.8万吨，大丝束需求占48%，中国总需求共6.24万吨；2021年中国首次超过美国、成为全球碳纤维最大产能国，全球占比达30.5%，美国占比23.5%排第二位。

　　在全球小丝束碳纤维市场中，日本企业占据了优势地位。2020年，日本东丽、东邦和三菱三家占据全球小丝束碳纤维市场份额的49%。其中，日本东丽产能占全球小丝束总产能的26%，东邦小丝束产能占全球小丝束总产能的13%，三菱占10%排第三。

　　在大丝束碳纤维领域中，2020年，美国赫氏为全球主要的大丝束供应商，占据了58%的全球市场份额，其次是占比31%的德国西格里，和占比9%的日本三菱，其他企业仅占剩余的2%。

　　在这种情况下，中国新建这两条万吨碳纤维生产线，它的总产能是2021年全球碳纤维总需求量的20%，必将彻底颠覆全球碳纤维生产和市场格局，表明中国碳纤维成功实现逆袭！因为中复神鹰采用小丝束生产工艺，可生产多种高质量碳纤维材料，从碳纤维生产质量、品类上打破国际垄断。中国石化采用大丝束生产工艺，可大幅度提高碳纤维产量、效率、降低成本，从碳纤维生产数量、效率和低成本上打破国际垄断。

　　2021年中复神鹰产能就超过1.1万吨，目前已系统掌握T700级、T800级千吨级技术和M30/M35/M40级和T1000级百吨级技术，解决了国家“卡脖子”的关键材料问题，实现了自主保障，并荣获国家科学技术进步一等奖和中国工业大奖。

　　中国碳纤维逆袭“两条腿”走路和三位民族脊梁

　　★1879年，爱迪生以竹、亚麻、棉纱为原料，首先制得碳纤维并获得专利，但因性能差又不能量产一直闲置。

　　★20世纪50年代初，美国空军基地以黏胶纤维为原料试制碳纤维，用于火箭喷管和鼻锥大获成功。从此，世界发现了碳纤维这个“黑黄金”。

　　★1956年，美国联合碳化物公司试制高模量黏胶基碳纤维“Thornel—25”成功，但炭化收率只有20%。

　　★1961年，日本进藤昭男发明了以聚丙烯腈（PAN）纤维为原料制取碳纤维方法，并获得专利，炭化收率达到50-60%。此后，日本碳纤维技术获得长足发展。

　　★1970年，日本东丽公司依靠先进的聚丙烯腈原丝技术，并与美国联合碳化物公司交换碳化技术，开发出高性能聚丙烯腈基碳纤维。

　　此后，美国和日本长期垄断着碳纤维技术和市场，还一直对中国技术封锁，并把碳纤维产品作为战略物资严格管控。

　　在这种严峻的形势下，不服输的中国科学家和企业家们扛起大任。这里，不得不提到三位呕心沥血的民族脊梁。

　　第一位是战略科学家师昌绪院士。2000年，82岁的师昌绪院士发起冲锋，他奔走在各部委和院所之间，第二年就向中央高层提交了发展高性能碳纤维的报告。随后，我国碳纤维重大立项一个接一个，先后被列入了863计划和国家重大基础研究项目。不仅如此，年过八旬的师老还奋战在科研一线，亲自指导学生攻克难题，在师昌绪院士的推动下，中国碳纤维同时开启国家队和民营队“两条腿”走路的逆袭之路。

　　第二位是光威集团创始人陈亮。光威原本靠渔具起家，随着碳纤维钓竿逐渐成为消费主流，光威每年需从日本进口大量碳纤维材料。但是，随着空客、波音对碳纤维需求量大增，光威就很难从日本进口到碳纤维。迫不得已，1998年光威从日本引进国内首条宽幅碳纤维预浸料生产线。日本人之所以愿意高价售卖淘汰的生产线，就是量死中国人没有技术和人才，即使卖给你，你也生产不出合格的碳纤维。没想到，经过长达6年艰难的探索，2004年光威首次成功突破碳纤维量产线。2005年4月，光威碳纤维通过863计划项目验收。

　　第三位是恒神创始人钱云宝。2007年，年近50岁的他不满足只做低端产品，转向了碳纤维这个烧钱的领域。没人投钱，他就压上自己的全部身家。行业空白期，找不到像样的工人，就临时找来做过涤纶丝的工人做试验，同时四处拜访，高薪聘请专业人才，40亿的启动资金很快就花完了，只能再贱卖自己的房产贴补。最艰难时候，他还被确诊患癌，为了实现目标，他没有休息，长期带病工作，在临终前的最后一刻还心系碳纤维的进展，硬撑着听完最新研发的成果汇报，才安心地合上双眼。10年时间，钱云宝所创办的恒神公司先后实现了碳纤维T800S、T1000G等重大技术纪录，创造了多个纪录。

　　在师昌绪、陈亮、钱云宝等人不懈努力下，我国越来越多的科技人才和企业家进入这个行业，中国石化、中复神鹰、恒神、光威等行业领导者联手打破了美日两国的技术垄断，过去十年里动辄近百万一吨的碳纤维如今直接变成了30多万，中国成了全球碳纤维最大出口国和最大进口国。

　　碳纤维逆袭助力中国先进制造大发展

　　中国石化此次研发试产的大丝束碳纤维是一种含碳量在95%以上的高强度新型纤维材料，其比重不到钢的四分之一，强度却是钢的7至9倍，并且还具有耐腐蚀的特性，被称为“新材料之王”，也被称为“黑黄金”，可广泛应用于航空航天、轨道交通、车身等众多领域。

　　据测算，民航飞机每减重1公斤每年可节约6万美元的燃油成本。目前，C919碳纤维材料占比约25%，空客和波音碳纤维材料占比达50%。美国F-22和F-35碳纤维占比分别达到24%和36%，美国全球鹰战略侦察无人机碳纤维占比达到65%，X-47B、“神经元”、“雷神”等无人机碳纤维占比高达九成。去年发射成功的神舟13号飞船上推进舱承力截锥最薄处只有1.2毫米，用的就是高强度碳纤维材料。碳纤维还是防弹衣的重要材料，1厘米厚就可防弹。碳纤维还是制造石墨炸弹的主要材料。

　　▲2019年9月21日，伊朗国家电视台公布的被击落的美军“全球鹰”无人机的残骸照，碳纤维占比高达65%。

　　近年来，我国航空航天事业的大繁荣大发展，也得益于我国碳纤维材料的成功逆袭。如果没有高档碳纤维材料的重大突破，就不可能有歼-10、歼-20、运-20、轰-20和彩虹-4、彩虹-5、翼龙、利剑等先进军用飞机。

　　目前，尽管碳纤维用途十分广泛，但是，由于价格昂贵，只有高附加值产品才用得起，使用受到很大制约。比如，汽车用碳纤维高达400元/公斤，高档碳纤维比黄金还贵。碳纤维还是主要用于航空航天等军事领域，以及风力发电、高档汽车、自行车、钓鱼竿、羽毛球拍等民用领域。

　　▲碳纤维复合材料圆管定制

　　▲碳纤维医疗担架板

　　▲全车碳纤维的超级跑车

　　下一步，中国有了两条万吨级碳纤维全面投产，碳纤维价格也会随之下降，将会更好地满足中国碳纤维市场的巨大需求，中国先进制造必将迎来大繁荣大发展，中国的航空航天事业和国防工业必将如虎添翼，大量需要大丝束碳纤维的风力发电也会得到长足发展。