碳纤维行业报告（64页）

聚丙烯腈(PAN)基碳纤维为目前碳纤维主流产品。世界碳纤维产业已形成了黏胶基、沥青基和聚丙烯腈基三大原料体系，其中 黏胶基和沥青基碳纤维用途较单一，产量也较为有限，而聚丙烯腈基碳纤维兼具良好的结构和功能特性，是碳纤维发展和应用 的主要品种，2020年其产量占碳纤维总量的90%左右。PAN 基碳纤维的制备过程一般分为原丝制备和碳丝制备两个阶段，其中原丝制备包括聚合、纺丝工段，碳丝制备包括预氧化、 碳化工段。碳纤维工艺复杂，生产条件要求严格，整个工艺流程中涉及技术参数控制点3000-5000个。碳纤维按纤维数量不同可分为小丝束和大丝束。小丝束性能优异，但成本较高。碳纤维的开发起初应用于航空航天领域，小丝 束性能更能满足航空航天、军工复材的需要，但受成本制约，难以在风电叶片等领域实现推广应用。大丝束在保持碳纤维优良 性能的前提下，通过提高单线产能，大幅降低成本，打开碳纤维广泛运用于工业和民用领域大门。 小丝束碳纤维性能优异但价格较高，大丝束碳纤维性能相对较低但成本亦较低。

相比小丝束，大丝束碳纤维最大的优势就是在 相同的生产条件下可大幅度提高碳纤维的单线产能，实现生产的低成本化。而且在复合材料制备过程中的铺层效率也更高，生 产成本却能降低约30%以上，有助于打破碳纤维因价格较高带来的应用局限，为碳纤维复合材料进一步拓展应用市场奠定基础。PAN基碳纤维的生产起步于20世纪60年代，日美领先。日本高度重视高性能PAN基碳纤维及能源和环境友好相关技术开发， 培育出了东丽、三菱等一批碳纤维行业领军企业。1988年，美国国会通过法令，军用碳纤维所用聚丙烯腈原丝要逐步实现自给， 由此扶持了赫氏、氰特等本土碳纤维企业的发展。90年代卓尔泰克开始研发并推进低成本大丝束在工业领域的应用，形成了高 性能小丝束和低成本大丝束两种技术路线，2014年，卓尔泰克被东丽收购。目前，世界碳纤维技术仍主要掌握在日本公司手中， 其生产的碳纤维无论质量还是数量上均处于世界领先地位，日本东丽更是世界上高性能碳纤维研究与生产的“领头羊”。 我国碳纤维工业总体上与日本碳纤维的研发同步进行，经历了长期低水平徘徊、技术转型和快速发展3个阶段。依靠长期自主 研发，打破了国外技术装备封锁，碳纤维产业化目前取得长足进步。