俞勝華
一、國內(nèi)碳纖維技術(shù)水平
我國碳纖維產(chǎn)業(yè)與國外基本上同時起步,但多年來只是停留在幾十噸的中試階段,性能較低且不穩(wěn)定。近十年來在國家支持下,碳纖維產(chǎn)業(yè)得到了飛速發(fā)展。其中T300級碳纖維實現(xiàn)了國產(chǎn)化規(guī)模生產(chǎn),其產(chǎn)品陸續(xù)進(jìn)入市場,逐步滿足現(xiàn)階段特殊領(lǐng)域的需求,民用市場正在推廣;T700級碳纖維在恒神、中復(fù)神鷹已實現(xiàn)了千噸級產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn);T800級碳纖維取得產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)的突破。
高強中模、基本型高模、高模高強碳纖維品種的產(chǎn)業(yè)化仍為空白,其工程化制備關(guān)鍵技術(shù)亟須突破;M40級碳纖維實現(xiàn)中試工程化,完成了產(chǎn)品工程應(yīng)用評價;M50J級碳纖維實現(xiàn)了關(guān)鍵技術(shù)突破;更高等級的高強中模和高強高模(M55J、M60J、M70J)碳纖維制備關(guān)鍵技術(shù)亟待組織攻關(guān)突破。
目前,國內(nèi)航空航天領(lǐng)域的復(fù)合材料應(yīng)用已取得很大的進(jìn)展,特別是軍用飛機(jī)已由原先的非承力結(jié)構(gòu)已經(jīng)開始向次承力、主承力結(jié)構(gòu)發(fā)展,由原來的飛機(jī)內(nèi)飾件發(fā)展到水平尾翼、垂直尾翼、機(jī)翼、機(jī)身等部件,其零件結(jié)構(gòu)向大型化、整體化方向發(fā)展。輕質(zhì)、高強的碳纖維復(fù)合材料大型零件、整體構(gòu)件成為了設(shè)計師的首選。航空部件的制造技術(shù)也由原先的工人手工操作技術(shù)向數(shù)字化、自動化制造技術(shù)發(fā)展,并已在航空企業(yè)的生產(chǎn)過程中積累了相當(dāng)多的經(jīng)驗。但應(yīng)用水平與國外有著較大的差距。
國內(nèi)工業(yè)領(lǐng)域碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用近年來也取得了很大進(jìn)展,已由原來局限于體育休閑產(chǎn)品推廣到電力傳輸、建筑補強、壓力容器、風(fēng)力發(fā)電等多個領(lǐng)域,產(chǎn)品開發(fā)也從單純引進(jìn)國外(包括臺灣)的設(shè)計與制造,到具有初步的設(shè)計與制造能力,開發(fā)出了一些具有自主知識產(chǎn)權(quán)的制品,但與國外相比,也仍有差距。
碳纖維復(fù)合材料在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用國內(nèi)處于啟蒙階段,由于國家對汽車節(jié)能降排的產(chǎn)業(yè)政策和復(fù)材在國外汽車上應(yīng)用的成功經(jīng)驗,從2014年起國內(nèi)的汽車行業(yè)正在急起直追,緊鑼密鼓地掀起了碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用熱潮,但由于科研基礎(chǔ)的薄弱,從原材料(大絲束碳纖維、快速固化熱固性樹脂或熱塑性樹脂)和快速成型自動化工藝等研發(fā)工作多處于概念階段。
在碳纖維整體產(chǎn)業(yè)鏈中,不同階段產(chǎn)品價格大幅增值,同一品種原絲的售價約40元/公斤,碳纖維約180元/公斤,預(yù)浸料約600元/公斤,民用復(fù)合材料約在1,000元以下/公斤,汽車復(fù)合材料約3,000元/公斤,航空復(fù)合材料約8,000元/公斤,每一級的深加工都有大幅度的增值。
二、市場情況
(一)受日本企業(yè)打壓,低端產(chǎn)品價格低廉
日本東麗是日本政府全力扶持的結(jié)果。碳纖維在日本東麗營收結(jié)構(gòu)中占比不高,同時日本政府就專門扶持他一家,給予巨額補貼,而國內(nèi)碳纖維企業(yè)得到的支持還是不夠。
日本三家企業(yè),東麗是主導(dǎo),2萬多噸產(chǎn)能,基本到中國是放在最低價不賺錢(全球最低價),其他1萬多噸產(chǎn)能供應(yīng)波音高端領(lǐng)域賺錢。
東麗的T700產(chǎn)品,2006年報價800元人民幣/公斤,現(xiàn)在最低至18美金/公斤;在例如國家電纜,因涉及國家電網(wǎng)安全戰(zhàn)略意義重大,且市場潛力大,放的價格就是很低,低于20美金/公斤,打壓國內(nèi)企業(yè);在體育方面戰(zhàn)略意義不顯著的領(lǐng)域售價較高(球拍魚竿等),價格可能賣到23美金/公斤。
(二)從成本看,國內(nèi)企業(yè)短期不可能盈利,低端產(chǎn)品虧損面更大
生產(chǎn)成本看,由于原材料燃料等都比較透明(基本原材料、燃料、人工各占3成),日本東麗成本判斷難以低過20美金/公斤(不算三費),與中復(fù)神鷹等成本相當(dāng),但東麗在中國市場售價部分領(lǐng)域明顯低于成本(例如18美元/公斤),中復(fù)神鷹的產(chǎn)品因為穩(wěn)定性與東麗有差距,售價會便宜20%(低于現(xiàn)金成本虧損)。
T300~T400國產(chǎn)產(chǎn)品售價更低,高質(zhì)量的(中復(fù)神鷹產(chǎn)品)只有13-14美金/公斤,生產(chǎn)虧損面更大,毛利率為負(fù)。
中復(fù)神鷹由于規(guī)模及穩(wěn)定性優(yōu)勢,每噸成本在國內(nèi)最低,但是依然每年虧損億元。目前5000噸產(chǎn)能(包括T300及T400產(chǎn)能),但銷售量1500噸左右,不銷售不能技術(shù)進(jìn)步,但是銷量太多自己虧損幅度難以承受,所以公司控制銷量。江蘇恒神2014年銷售額只有1.12億元,但虧損達(dá)2.5億元以上,主要是固定資產(chǎn)攤銷大,產(chǎn)能利用率低,而且目前是生產(chǎn)越多虧損越大,所以國內(nèi)龍頭企業(yè)雖然產(chǎn)能都比較大,但實際產(chǎn)量并不多。
中復(fù)神鷹未來計劃碳纖維2016年做到6000噸,十三五做到1萬噸的產(chǎn)能,并且都是T700以上的高端產(chǎn)品。
成本降低:1、穩(wěn)定生產(chǎn)的規(guī)模擴(kuò)大:估算若單線規(guī)模1000噸上升到2000噸,成本可以降10%,2000噸到3000噸,成本可能降15%;萬噸線成本降幅在30%以上。目前每公斤成本在110-120元/公斤,不包括三費,1萬噸線如果開滿后,成本應(yīng)該可以降到70元人民幣/公斤。2、工藝優(yōu)化也有助成本降低,紡絲以前80米/分鐘,現(xiàn)在300米/分鐘,以后2-3年可能優(yōu)化到400-500米的紡速。
三、未來發(fā)展方向
從碳纖維應(yīng)用方面看,下游體育、建筑加固還是最主要的市場。體育領(lǐng)域自行車、羽毛球拍、釣魚竿等都需要大量用到碳纖維;從風(fēng)電葉片看玻纖75米葉片30噸減重到23噸,成本也增加30%,海上100米葉片就必須做碳纖維了。未來的發(fā)展公司認(rèn)為主要體現(xiàn)在:
1)汽車輕量化,但汽車目前看并不是好的領(lǐng)域。現(xiàn)在汽車企業(yè)都很難賺錢,對成本要求很高,需要成本技術(shù)突破。以寶馬的I3為例,I3用的T400,一共800公斤/復(fù)合材料用量,需要用到400-500公斤碳纖維;而I3只是車身是碳纖維,I8將是整車都是,用量會更大。
但是,汽車主要是外資和合資企業(yè)主要的碳纖維的供貨商在國外,合資品牌中國沒有決策權(quán),自主品牌相對低端,采用碳纖維的成本壓力較大,中復(fù)神鷹目前也在和長安洽談。
2)軍工、大飛機(jī),目前武直10用威海拓展的碳纖維,利潤水平較高,公司也在積極尋求軍工領(lǐng)域更多訂單。目前整個國內(nèi)軍用碳纖維市場用量不超過百噸,未來提升空間很大。波音飛機(jī)全部采用日本碳纖維(30噸/駕),非常賺錢。
3)建筑領(lǐng)域。目前碳纖維僅用在橋梁加固領(lǐng)域,未來在新建領(lǐng)域,碳纖維預(yù)制體結(jié)構(gòu),融入在新建的領(lǐng)域,這種做法在日本很普遍,比如承重梁,混凝土里面的加固。
4)海洋工程等其他領(lǐng)域。碳纖維電纜芯目前僅用于改造,未來在新線的應(yīng)用上會突破;海洋工程,鉆井平臺,深海油田,尤其是超過300米的,碳纖維耐腐蝕性強,必須用碳纖維,未來3-5年用量可能會有大幅飛躍。