碳纤维产业的崛起：中国正在成为成为全球主导者

随着现代工业技术的不断发展，碳纤维作为一种轻、强、耐腐蚀的新型材料，正逐渐成为全球工业领域的焦点。

制造工艺的复杂性

碳纤维的制造并非一蹴而就，它涉及到从一次能源到终端应用的完整制造过程，包含预氧化、炭化、预浸料等多个复杂工序。

碳纤维的工艺流程中，有着令人瞩目的3000-5000个技术参数控制点。这个制造过程要求高度严格的生产条件和精密的技术掌握，不是一般企业可以轻易进入的领域。

中国碳纤维产业链的集中度

我国在碳纤维产业中占据了重要地位，尤其在丙烯腈、原丝及碳纤维产能方面。根据数据，2020年和2021年，我国的CR5产能集中度都超过了75%丙烯腈是碳纤维的主要原料之一。

制备工艺的关键性

碳纤维的制备工艺主要包括丙烯晴聚合物溶液制备、PAN原丝制备、PAN纤维预氧化及热稳定化、PAN预氧纤维碳化、表面处理等多个环节。在这些工艺流程中，PAN原丝的成本占比最高，其次是氧化和碳化环节。这也意味着通过规模化生产，可以在相同时间和能耗下实现更大的丝束通过量，降低总体生产成本。

根据中科院宁波材料所特种纤维事业部的数据，通过扩大生产规模，碳纤维的生产成本可以从每千克9.88美元降低到2.03美元，降幅高达20.5%。这表明，规模化生产在碳纤维产业中具有巨大的潜力，可以大幅降低成本，提高竞争力。

下游附加值的提升

在碳纤维产业链中，下游环节，特别是碳纤维制品和碳纤维复合材料，附加值更高。

由此可见，从上游到下游，产品的毛利率逐渐提高。

碳纤维类型的多样性

碳纤维不仅种类多样，而且具有广泛的应用前景。根据原丝类型的不同，碳纤维可以分为聚丙烯腈基、沥青基、粘胶基等多种类型。其中，聚丙烯腈基碳纤维因其生产工艺简单、原料丰富以及优越的结构和功能特性，占据了全球市场的91%。

而黏胶基和沥青基碳纤维用途较为有限，产量也相对较低。沥青基碳纤维保持着约1000吨年产量，而粘胶基碳纤维则基本停产，有可能完全退出碳纤维市场。

丙烯腈原材料的丰富性

碳纤维的制备离不开丙烯腈这一重要原材料，而幸运的是，丙烯腈在我国来源丰富，可以从石油、煤炭、天然气等多种化石燃料中制备得到。这种原材料的丰富性确保了碳纤维产业的稳定供应。

产能自给率的提升

随着国内新增碳纤维产能的不断释放，我国的丙烯腈进口量逐年下降，出口量逐步上升。2022年，丙烯腈的表观消费达到270万吨，进口为10.4万吨，而出口则达到21.7万吨。

随着山东海江、浙江石化等新产能的陆续释放，我国的自给率不断提升，加强了碳纤维产业的可持续发展。

中国在碳纤维产业中已取得了显著的发展成果，从上游到下游都展现出强大的实力。

随着技术不断创新，生产规模的扩大，以及下游应用的拓展，我国碳纤维产业有望继续迈向更高的水平。碳纤维的轻、强、耐腐蚀等特性，将使其在诸多领域如航空航天、汽车制造、建筑材料等发挥越来越重要的作用，为我国制造业的升级换代提供有力支撑。