雖然在航天、軍工等特殊領(lǐng)域的應(yīng)用標(biāo)志著碳纖維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平，但其只是碳纖維應(yīng)用領(lǐng)域的一小部分。其實(shí)，作為一種物理性能優(yōu)異的材料，碳纖維廣泛應(yīng)用于航空、深海開發(fā)、風(fēng)力發(fā)電、汽車、建筑工程、體育休閑等工業(yè)和民用領(lǐng)域。2012年，全球CFRP(碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料)的最大用途是風(fēng)電葉片，約占23%，其次是航空航天與國(guó)防軍工，約占18%，而體育休閑用品占比約為17%。

　　從我國(guó)碳纖維的應(yīng)用來(lái)看，在航空、汽車等領(lǐng)域市場(chǎng)尚未打開，在能源領(lǐng)域尚未形成穩(wěn)定市場(chǎng)，雖然已基本滿足體育休閑領(lǐng)域應(yīng)用要求，但在成本方面不具優(yōu)勢(shì)。如何為我國(guó)碳纖維的應(yīng)用探索出一條新路徑，依靠應(yīng)用端的發(fā)展來(lái)帶動(dòng)行業(yè)持續(xù)健康發(fā)展，成為亟須解決的課題。

　　陷入結(jié)構(gòu)性過(guò)剩

　　在需求增長(zhǎng)帶動(dòng)下，近年來(lái)國(guó)產(chǎn)碳纖維發(fā)展加速，產(chǎn)能大幅提高。目前，我國(guó)已有30多家企業(yè)從事碳纖維的研發(fā)和生產(chǎn)，建成產(chǎn)能已經(jīng)突破2萬(wàn)噸。但大多為相對(duì)低品質(zhì)的產(chǎn)品，與國(guó)外相比差距明顯。因此這種產(chǎn)能的擴(kuò)張，也在一定程度上加劇了碳纖維的結(jié)構(gòu)性過(guò)剩。

　　據(jù)相關(guān)市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)數(shù)字顯示，2015年前，全球碳纖維市場(chǎng)需求將保持13%的增長(zhǎng)，我國(guó)對(duì)碳纖維的需求增速則快于全球。預(yù)測(cè)到2015年，我國(guó)碳纖維總體需求將達(dá)1.6萬(wàn)噸。

　　在需求增長(zhǎng)帶動(dòng)下，近年來(lái)國(guó)產(chǎn)碳纖維發(fā)展加速，產(chǎn)能大幅提高。目前，我國(guó)已有30多家企業(yè)從事碳纖維的研發(fā)和生產(chǎn)，建成產(chǎn)能已經(jīng)突破2萬(wàn)噸。此外，國(guó)內(nèi)還有大量的在建和規(guī)劃建設(shè)的碳纖維生產(chǎn)線，但在國(guó)內(nèi)碳纖維項(xiàng)目遍地開花背后，也存在著不少問(wèn)題。

　　一方面，我國(guó)每年要耗費(fèi)巨資進(jìn)口萬(wàn)余噸碳纖維產(chǎn)品，以滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展之需。數(shù)據(jù)顯示，2013年，我國(guó)進(jìn)口碳纖維及其制品12386.2噸，同比增長(zhǎng)了34.5%;進(jìn)口額達(dá)3.83億美元。另一方面我國(guó)碳纖維企業(yè)開工不足，年生產(chǎn)碳纖維不足3000噸，僅發(fā)揮了生產(chǎn)能力的1/10，大量生產(chǎn)線閑置。

　　相關(guān)業(yè)內(nèi)人士表示，國(guó)內(nèi)碳纖維生產(chǎn)線產(chǎn)能利用率低，并不是因?yàn)橄掠问袌?chǎng)需求不足，而是因?yàn)殡y以生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。生產(chǎn)碳纖維工序復(fù)雜，從聚合、紡絲，到氧化、碳化、表面處理等，任何一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)出了問(wèn)題，都可能影響碳纖維的性能。而“國(guó)產(chǎn)原絲大多雜質(zhì)含量高、質(zhì)量穩(wěn)定性差、變異系數(shù)大，沒有好的原料，怎么生產(chǎn)出好的產(chǎn)品?”雖然近年來(lái)我國(guó)碳纖維產(chǎn)能快速擴(kuò)張，但大多為相對(duì)低品質(zhì)的產(chǎn)品，與國(guó)外相比差距明顯，因此這種產(chǎn)能的擴(kuò)張，也在一定程度上加劇了碳纖維的結(jié)構(gòu)性過(guò)剩。

　　此外，目前的產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式也阻礙了國(guó)產(chǎn)碳纖維的應(yīng)用。國(guó)外碳纖維生產(chǎn)企業(yè)與汽車、航空航天等碳纖維的重要應(yīng)用領(lǐng)域生產(chǎn)商建立了廣泛的合作開發(fā)和穩(wěn)定的供求關(guān)系，建立了完整的碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈。而我國(guó)碳纖維產(chǎn)業(yè)在科研、生產(chǎn)、應(yīng)用方面相互脫節(jié)。“往往產(chǎn)品研發(fā)出來(lái)之后還不知道能應(yīng)用到哪方面，到底怎么用，用在什么部件上，更不清楚。”

　　從應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)看，我國(guó)碳纖維在工業(yè)應(yīng)用方面也有待突破。以占碳纖維產(chǎn)量90%以上的丙烯腈基碳纖維為例，在世界范圍內(nèi)，工業(yè)應(yīng)用和體育休閑的比例分別為75.7%和24.3%，而在中國(guó)，這個(gè)比例卻分別是20%和80%。2013年，我國(guó)進(jìn)口的碳纖維及其制品中有5931.6噸用于體育休閑，占比達(dá)47.89%。

　　由于碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用領(lǐng)域的特殊性，國(guó)外對(duì)高性能碳纖維技術(shù)與高端工藝裝備實(shí)施壟斷封鎖，低端碳纖維產(chǎn)品向我國(guó)傾銷，加上我國(guó)碳纖維企業(yè)小而散的狀態(tài)，質(zhì)量尚不太穩(wěn)定，而且生產(chǎn)成本高于進(jìn)口同類產(chǎn)品價(jià)格，全行業(yè)呈虧損狀態(tài)。

　　尋找應(yīng)用突破點(diǎn)

　　針對(duì)目前我國(guó)碳纖維行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，除了技術(shù)的完善提升外，企業(yè)的發(fā)展思路非常重要，關(guān)鍵是要找準(zhǔn)應(yīng)用突破點(diǎn)。碳纖維復(fù)合材料等FRP在土木工程中的應(yīng)用，也為我國(guó)碳纖維應(yīng)用的發(fā)展探索出一條新路徑。另外，碳纖維另一個(gè)重要應(yīng)用方向是海洋(海港)環(huán)境，則能有效解決開發(fā)過(guò)程中防止海水腐蝕這一重要問(wèn)題。

　　針對(duì)目前我國(guó)碳纖維行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，中復(fù)神鷹碳纖維有限責(zé)任公司董事長(zhǎng)張國(guó)良表示，當(dāng)前技術(shù)已不是最重要的問(wèn)題，最重要的是要過(guò)市場(chǎng)關(guān)。除了技術(shù)的完善提升外，企業(yè)的發(fā)展思路也非常重要，關(guān)鍵是要找準(zhǔn)應(yīng)用突破點(diǎn)。中復(fù)神鷹碳纖維公司在應(yīng)用方面作了大量研究，進(jìn)一步提升了工藝的適應(yīng)性，相繼研發(fā)推出了碳纖維大提琴、小型無(wú)人機(jī)等產(chǎn)品。

　　而在土木工程領(lǐng)域的技術(shù)突破可能為碳纖維應(yīng)用帶來(lái)新的契機(jī)。今年1月，由中冶建筑研究總院等單位完成的“土木工程用高性能纖維復(fù)合材料制備及應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)”榮獲國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。據(jù)了解，高性能纖維復(fù)合材料(簡(jiǎn)稱FRP)具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐腐、可設(shè)計(jì)等優(yōu)點(diǎn)，可顯著提高土木工程結(jié)構(gòu)的性能，延長(zhǎng)其使用壽命。碳纖維復(fù)合材料等FRP在土木工程中的應(yīng)用，也為我國(guó)碳纖維應(yīng)用的發(fā)展探索出一條新路徑。

　　中冶建筑研究總院院長(zhǎng)岳清瑞認(rèn)為，與航空、能源和體育休閑領(lǐng)域相比，碳纖維在土木工程領(lǐng)域的應(yīng)用更具前景。據(jù)統(tǒng)計(jì)，國(guó)產(chǎn)碳纖維每年有40%用于結(jié)構(gòu)的加固和補(bǔ)強(qiáng)上，因此是重要的應(yīng)用方向。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)對(duì)碳纖維在土木工程領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行了一系列的探索，并開發(fā)出板材、筋材、布材等產(chǎn)品。同時(shí)，由于碳纖維的特點(diǎn)是強(qiáng)度較高，延伸性較差，岳清瑞和其團(tuán)隊(duì)嘗試將碳纖維和其他纖維混合，增加材料的斷裂延伸率。混雜纖維可以充分發(fā)揮不同纖維的優(yōu)勢(shì)，揚(yáng)長(zhǎng)避短，在提高結(jié)構(gòu)延伸性、耗能能力和變形恢復(fù)能力等方面有可能優(yōu)于單一品種的纖維，且降低成本。

　　碳纖維等FRP的一個(gè)重要領(lǐng)域就是結(jié)構(gòu)加固和改造。比如，可以將纖維網(wǎng)格型材固定于混凝土構(gòu)件表面，然后噴射或手工鏝抹聚合物水泥砂漿與原有混凝土一體化，從而提高結(jié)構(gòu)的承載能力及耐久性。

　　碳纖維另一個(gè)重要應(yīng)用方向是海洋(海港)環(huán)境。當(dāng)前我國(guó)正著力開發(fā)海洋資源，將FRP和混凝土組合，則能有效解決開發(fā)過(guò)程中海水腐蝕這一重要問(wèn)題。

　　以應(yīng)用帶動(dòng)發(fā)展

　　以前國(guó)家主要支持碳纖維產(chǎn)品的生產(chǎn)，現(xiàn)在則更支持應(yīng)用的發(fā)展，希望把應(yīng)用領(lǐng)域做大之后，反過(guò)來(lái)促進(jìn)生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展。

　　針對(duì)行業(yè)存在的問(wèn)題，我國(guó)發(fā)展碳纖維的思路正在發(fā)生轉(zhuǎn)變。

　　2013年10月，工信部印發(fā)了《加快推進(jìn)碳纖維行業(yè)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃》。《計(jì)劃》明確提出，我國(guó)發(fā)展碳纖維要堅(jiān)持產(chǎn)業(yè)發(fā)展與下游應(yīng)用相結(jié)合的原則。《計(jì)劃》提出重點(diǎn)組織實(shí)施的四大行動(dòng)中就包括了下游應(yīng)用拓展行動(dòng)，并明確了具體目標(biāo)和路徑：首先，保障國(guó)家重大工程需求。圍繞航空航天、軍事裝備、重大基礎(chǔ)設(shè)施等領(lǐng)域?qū)Ω叨颂祭w維產(chǎn)品的性能要求，建立完善上下游一體化協(xié)作機(jī)制，保障供應(yīng)性能優(yōu)越、質(zhì)量穩(wěn)定的碳纖維產(chǎn)品。完成碳纖維復(fù)合材料在民用航空航天領(lǐng)域關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件的應(yīng)用驗(yàn)證，達(dá)到適航要求。加快碳纖維復(fù)合材料在跨海大橋、人工島礁等重大基礎(chǔ)設(shè)施中的示范應(yīng)用。

　　其次，擴(kuò)大工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用。重點(diǎn)圍繞風(fēng)力發(fā)電、電力輸送、油氣開采、汽車、壓力容器等領(lǐng)域需求，支持應(yīng)用示范，引導(dǎo)生產(chǎn)企業(yè)、研究設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)與應(yīng)用單位聯(lián)合開發(fā)各種形態(tài)碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、零部件及成品，加快培育和擴(kuò)大工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用市場(chǎng)，帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，保障戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要。

　　再次，提升服務(wù)民生能力。加大碳纖維在建筑補(bǔ)強(qiáng)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍，提高建筑安全系數(shù);繼續(xù)做大做強(qiáng)碳纖維體育休閑產(chǎn)品，滿足民眾對(duì)文化體育生活的需求;積極開拓碳纖維產(chǎn)品在安全防護(hù)、醫(yī)療衛(wèi)生、節(jié)能環(huán)保等領(lǐng)域的應(yīng)用，不斷滿足經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展需求。

　　“以前國(guó)家主要支持碳纖維產(chǎn)品的生產(chǎn)，現(xiàn)在則更支持應(yīng)用的發(fā)展，希望把應(yīng)用領(lǐng)域做大之后，反過(guò)來(lái)促進(jìn)生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展。”對(duì)此，業(yè)內(nèi)人士表示，碳纖維上下游產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度非常緊密，要開發(fā)一個(gè)碳纖維下游的新產(chǎn)品，光靠碳纖維生產(chǎn)商很難完成。因此，政府要充分發(fā)揮協(xié)調(diào)配置能力，通過(guò)聯(lián)盟等行業(yè)組織，圍繞下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點(diǎn)，構(gòu)建產(chǎn)、學(xué)、研、用多方面協(xié)調(diào)發(fā)展的完整產(chǎn)業(yè)鏈。同時(shí)，各項(xiàng)扶持政策亟須制定并落實(shí)到位。“土地、稅收、補(bǔ)貼、電價(jià)、科研等政策若能及時(shí)實(shí)施，企業(yè)進(jìn)行科研創(chuàng)新的積極性便會(huì)被調(diào)動(dòng)起來(lái)。”