經曆長時期滯緩階段之後, 中國碳纖維產業邁入了快速發展的第二個階段. 隨著新能源汽車及其他現代工業的發展, '黑色黃金' 迎來發展風口.
作為一種新興材料, 碳纖維具有強度高, 重量輕, 耐高溫, 抗蠕變, 抗震, 可設計性強等優越的性能, 然而居高不下的原料成本及製造成本阻礙了下遊應用行業的發展進程.
'目前看不出有井噴式發展趨勢. 其原因主要是碳纖維 '貴' , 除非其所用原料大幅降價, 或出現革命性的新工藝和新技術, 而目前現實是原料不斷漲價, 也未看到嶄新技術出現的苗頭. 由於丙烯腈價格在不斷上漲, 碳纖維成本也隨之上升, 制約了碳纖維複合材料的大面積使用. ' 一位不願具名的業內人士分析稱.
圖表: 碳纖維行業產業鏈
資料來源: 賽瑞研究
目前碳纖維整個產業鏈存在的普遍現象是: 對於碳纖維生產企業來說, 生產成本高, 對於應用企業來說, 應用成本高.
3月底, 國內碳纖維生產企業不約而同上調價格, 該消息再次引發 '碳纖維價格高' 的感慨.
國內巨頭再掀漲價潮
3月底, 碳纖維生產企業的漲價集中爆發.
由於日本東麗碳纖維漲價發酵, 加之國內環保壓力增大, 丙烯腈, 燃料煤等生產要素價格大幅上升, 導致國內碳纖維生產成本不斷上升.
日前, 中複神鷹, 江蘇恒神, 吉林方大江城碳纖維均對碳纖維價格進行上調.
近日, 中複神鷹發調價函稱, 因為受環保投入和用工成本持續增加的影響, 使得公司生產成本大幅提高. 公司決定自4月1日起, 將所有型號碳纖維產品價格在原有基礎上進行上調10%.
江蘇恒神在漲價通知函中提到, 鑒於近期碳纖維, 織物, 預浸料產品主輔原材料價格, 運輸成本不斷上漲的影響, 公司決定於3月28日對碳纖維在原有基礎上進行上調. 4月8日將織物, 預浸料產品價格上調.
吉林方大江城碳纖維有限公司發調價函稱, 隨著環保投入的不斷加大, 以及原材料, 包裝材料, 運輸等費用大幅上漲, 導致生產成本不斷上升. 因而公司決定, 自2018年4月1日起, 所有型號產品價格比招一季度上調10%.
多名業內人士對新材料線上®表示: '環保政策仍在持續加碼, 原材料, 用工成本也在持續上升, 預計未來幾個月碳纖維價格還會迎來一波漲價潮. '
原材料之困
碳纖維價格為何如此之高?
複合材料專家, 中國工程院院士杜善義等業內專家在接受新材料線上®採訪時表示, 因為生產成本高, 技術要求高, 國外技術的壟斷, 供需兩側失衡等問題的存在, 國內碳纖維的成本高於國外.
據山東省碳纖維工程技術研究中心副主任朱波介紹, PAN基碳纖維佔全部碳纖維市場規模90%以上. PAN基碳纖維生產成本主要包括PAN原絲生產成本和碳纖維生產成本兩大部分. PAN優質原絲是生產碳纖維的關鍵之一. 原絲要求高純化, 高強化, 緻密化, 均質化. 但國產碳原絲的質量很難過關.
圖表: 聚丙烯基碳纖維及複合材料的製備流程
資料來源: 賽瑞研究
'由於國產碳原絲在生產過程中大部分採用民用腈綸原液, 雜質含量較高, 在生產過程中易產生毛絲纏結, 甚至發生斷絲, 造成碳纖維性能不穩定, 離散係數較大. 目前國產原絲在純度, 強度以及均質化方面與國外相比存在較大差距, 大大制約了國產碳纖維的產品質量. ' 智研諮詢分析報告稱.
江蘇恒神纖維材料有限公司高級技術顧問沈真表示指出, PAN基優質原絲是生產碳纖維的關鍵之一, 原絲不僅影響碳纖維的質量, 而且影響其產量和生產成本.
通常, 碳纖維成本比例中, 原絲佔51%左右, 質量好的PAN原絲, 用2.2公斤左右的原絲可生產出1公斤碳纖維;而質量差的原絲, 生產1公斤碳纖維則需2.5公斤原絲, 因而使用質量差的原絲必然增加碳纖維的生產成本.
圖表: 碳纖維成本構成
此外, 碳纖維生產過程對技術要求高. 目前碳纖維核心技術環節只有幾家少數廠商擁有, 包括PAN原絲生產中的聚合, 噴絲, 牽引幾個步驟以及碳化過程中的低溫碳化, 高溫碳化兩個環節.
如何跨過高成本這道坎?
如何才能讓昂貴的 '黑色黃金' 在價格上變得親民?
'最關鍵的莫過於規模效益與工藝革新. ' 江蘇澳盛科技技術總監嚴兵告訴新材料線上®, 通過規模化來降低公共費用和原料採購成本, 同時革新工藝.
嚴兵介紹稱, 當前國內碳纖維企業有嘗試使用低成本方案, 如使用木質素纖維, 工業腈綸, 甚至有用聚乙烯纖維(這個結構好紡絲, 但成碳性不夠)等新的纖維. 但這些還處於實驗階段, 離工業化還有一定距離, 究竟哪一個可以有效, 還有待驗證.
國際上碳纖維行業有一句流行的話: 從原材料到碳纖維, 價格從1變到3, 把碳纖維加工成複合材料, 價格可從3變到10.
'這句話表達了兩層含義: 從碳纖維到複合材料, 增加的附加值更多;碳纖維在複合材料中的成本是約20%-30%. ' 業內專家申屠年提出, 所謂低成本高性能複合材料不是指絕對的低成本, 必須要強調高性能價格比, 而且要強調系統下的比較成本優勢, 比如汽車用碳纖維複合材料, 不光要計算其零部件本身的成本, 更要計算組合安裝成本以及節能減排和綠色環保效應帶來的綜合效益. 否則, 只計算零部件的絕對成本, 高性能複合材料肯定比傳統或常規的複合材料高出很多.
在工程院院士杜善義看來, 如果越來越多的碳纖維民營企業可以自己設計, 製造裝備, 就能大幅促使碳纖維生產成本的降低.
'通過技術的改進, 碳纖維用量的增加和生產工藝的提高, 碳纖維的性能會越來越好, 它的成本會越來越低, 這一點是不用擔心的. ' 杜善義說.