经历长时期滞缓阶段之后, 中国碳纤维产业迈入了快速发展的第二个阶段. 随着新能源汽车及其他现代工业的发展, '黑色黄金' 迎来发展风口.
作为一种新兴材料, 碳纤维具有强度高, 重量轻, 耐高温, 抗蠕变, 抗震, 可设计性强等优越的性能, 然而居高不下的原料成本及制造成本阻碍了下游应用行业的发展进程.
'目前看不出有井喷式发展趋势. 其原因主要是碳纤维 '贵' , 除非其所用原料大幅降价, 或出现革命性的新工艺和新技术, 而目前现实是原料不断涨价, 也未看到崭新技术出现的苗头. 由于丙烯腈价格在不断上涨, 碳纤维成本也随之上升, 制约了碳纤维复合材料的大面积使用. ' 一位不愿具名的业内人士分析称.
图表: 碳纤维行业产业链
资料来源: 赛瑞研究
目前碳纤维整个产业链存在的普遍现象是: 对于碳纤维生产企业来说, 生产成本高, 对于应用企业来说, 应用成本高.
3月底, 国内碳纤维生产企业不约而同上调价格, 该消息再次引发 '碳纤维价格高' 的感慨.
国内巨头再掀涨价潮
3月底, 碳纤维生产企业的涨价集中爆发.
由于日本东丽碳纤维涨价发酵, 加之国内环保压力增大, 丙烯腈, 燃料煤等生产要素价格大幅上升, 导致国内碳纤维生产成本不断上升.
日前, 中复神鹰, 江苏恒神, 吉林方大江城碳纤维均对碳纤维价格进行上调.
近日, 中复神鹰发调价函称, 因为受环保投入和用工成本持续增加的影响, 使得公司生产成本大幅提高. 公司决定自4月1日起, 将所有型号碳纤维产品价格在原有基础上进行上调10%.
江苏恒神在涨价通知函中提到, 鉴于近期碳纤维, 织物, 预浸料产品主辅原材料价格, 运输成本不断上涨的影响, 公司决定于3月28日对碳纤维在原有基础上进行上调. 4月8日将织物, 预浸料产品价格上调.
吉林方大江城碳纤维有限公司发调价函称, 随着环保投入的不断加大, 以及原材料, 包装材料, 运输等费用大幅上涨, 导致生产成本不断上升. 因而公司决定, 自2018年4月1日起, 所有型号产品价格比招一季度上调10%.
多名业内人士对新材料在线®表示: '环保政策仍在持续加码, 原材料, 用工成本也在持续上升, 预计未来几个月碳纤维价格还会迎来一波涨价潮. '
原材料之困
碳纤维价格为何如此之高?
复合材料专家, 中国工程院院士杜善义等业内专家在接受新材料在线®采访时表示, 因为生产成本高, 技术要求高, 国外技术的垄断, 供需两侧失衡等问题的存在, 国内碳纤维的成本高于国外.
据山东省碳纤维工程技术研究中心副主任朱波介绍, PAN基碳纤维占全部碳纤维市场规模90%以上. PAN基碳纤维生产成本主要包括PAN原丝生产成本和碳纤维生产成本两大部分. PAN优质原丝是生产碳纤维的关键之一. 原丝要求高纯化, 高强化, 致密化, 均质化. 但国产碳原丝的质量很难过关.
图表: 聚丙烯基碳纤维及复合材料的制备流程
资料来源: 赛瑞研究
'由于国产碳原丝在生产过程中大部分采用民用腈纶原液, 杂质含量较高, 在生产过程中易产生毛丝缠结, 甚至发生断丝, 造成碳纤维性能不稳定, 离散系数较大. 目前国产原丝在纯度, 强度以及均质化方面与国外相比存在较大差距, 大大制约了国产碳纤维的产品质量. ' 智研咨询分析报告称.
江苏恒神纤维材料有限公司高级技术顾问沈真表示指出, PAN基优质原丝是生产碳纤维的关键之一, 原丝不仅影响碳纤维的质量, 而且影响其产量和生产成本.
通常, 碳纤维成本比例中, 原丝占51%左右, 质量好的PAN原丝, 用2.2公斤左右的原丝可生产出1公斤碳纤维;而质量差的原丝, 生产1公斤碳纤维则需2.5公斤原丝, 因而使用质量差的原丝必然增加碳纤维的生产成本.
图表: 碳纤维成本构成
此外, 碳纤维生产过程对技术要求高. 目前碳纤维核心技术环节只有几家少数厂商拥有, 包括PAN原丝生产中的聚合, 喷丝, 牵引几个步骤以及碳化过程中的低温碳化, 高温碳化两个环节.
如何跨过高成本这道坎?
如何才能让昂贵的 '黑色黄金' 在价格上变得亲民?
'最关键的莫过于规模效益与工艺革新. ' 江苏澳盛科技技术总监严兵告诉新材料在线®, 通过规模化来降低公共费用和原料采购成本, 同时革新工艺.
严兵介绍称, 当前国内碳纤维企业有尝试使用低成本方案, 如使用木质素纤维, 工业腈纶, 甚至有用聚乙烯纤维(这个结构好纺丝, 但成碳性不够)等新的纤维. 但这些还处于实验阶段, 离工业化还有一定距离, 究竟哪一个可以有效, 还有待验证.
国际上碳纤维行业有一句流行的话: 从原材料到碳纤维, 价格从1变到3, 把碳纤维加工成复合材料, 价格可从3变到10.
'这句话表达了两层含义: 从碳纤维到复合材料, 增加的附加值更多;碳纤维在复合材料中的成本是约20%-30%. ' 业内专家申屠年提出, 所谓低成本高性能复合材料不是指绝对的低成本, 必须要强调高性能价格比, 而且要强调系统下的比较成本优势, 比如汽车用碳纤维复合材料, 不光要计算其零部件本身的成本, 更要计算组合安装成本以及节能减排和绿色环保效应带来的综合效益. 否则, 只计算零部件的绝对成本, 高性能复合材料肯定比传统或常规的复合材料高出很多.
在工程院院士杜善义看来, 如果越来越多的碳纤维民营企业可以自己设计, 制造装备, 就能大幅促使碳纤维生产成本的降低.
'通过技术的改进, 碳纤维用量的增加和生产工艺的提高, 碳纤维的性能会越来越好, 它的成本会越来越低, 这一点是不用担心的. ' 杜善义说.