根据原料及生产方式不同，碳纤维主要分为聚丙烯腈（PAN）基碳纤维、沥青基碳纤维、粘胶基碳纤维等。但主要生产前两种碳纤维。

    据了解，目前全球碳纤维产能约3.5万t/a，预计到2015年, 其生产能力将达7.1万吨/年, 但需求增长更快, 仍不能满足需求。

    我国市场年需求量6500t左右，属于碳纤维消费大国。但我国碳纤维2007年产能仅200t左右，而且主要是低性能产品，没有形成规模化产业，绝大部分依赖进口，价格非常昂贵。比如标准型T300 市场价格曾高达4000～5000元/kg。由于缺少具有自主知识产权的技术支撑，国内企业目前尚未掌握完整的碳纤维核心关键技术。我国碳纤维的质量、技术和生产规模与国外差距很大，其中高性能碳纤维技术更是被西方国家垄断和封锁。

    2008年我国全面启动和实施的大飞机重大专项整体配套项目中，包括了碳纤维在内的诸多化工新材料项目。许多碳纤维研究项目或千吨级产业化项目纷纷启动。然而，由于我国碳纤维行业缺乏具有自主知识产权的核心产业化技术，产业发展不会一蹴而就，但发展契机已到。

    国家发展改革委于2008-2009 年组织实施高性能纤维复合材料高技术产业化专项，重点支持碳纤维、芳纶、高强聚乙烯纤维及其高性能复合材料的生产技术及关键装备的产业化示范，以满足国民经济以及航空航天等高技术产业发展的需求，培育一批具有国际竞争力的龙头企业。

 

PAN基碳纤维

 

    日本、美国的碳纤维生产商及我国台湾的台塑集团均自行生产PAN原丝，保障了碳纤维的品质及其稳定性，并有效地控制了产品的制造成本。

    据预测，2008 — 2010年间，碳纤维小丝束（1K/3K/6K/12K/24K）的产能将增加1.9万t，2010年的理论产能将达到7.01万t。日本东丽公司作为碳纤维行业的先行者，为确保领先地位，计划投资额约占全球碳纤维生产总投资额的33%；日本东邦Tenax公司在日本本土、欧洲和美国都投入了碳纤维工厂的建设，约占全球产能总投资的20%。3家日本公司（东丽、东邦Tenax和三菱人造丝）的产能投资约占全球小丝束新产能的67%，而两家美国公司（Hexcel公司和Cytec公司）仅占16%，我国台湾的台塑公司约占12%。

    美国Zoltek公司近年来不断创新，特别是在风能叶片等产业用领域寻求新发展。SGL公司也正在实施庞大的投资计划。此外，2008年我国的大连兴科碳纤维公司、土耳其AKSA公司的碳纤维新项目也正在建设中。

 

沥青基碳纤维

 

    1970年,日本吴羽化学通用级沥青基碳纤维投入生产，其商品名为Kreca®，大阪瓦斯化学公司的同类沥青基碳纤维的商品名为Donacarbo®，均系短纤维。其他已实现商业化运转的沥青基碳纤维生产商如表二所示：

 

生产商	原料	产品类型	纤维特征	商品名	2008年	2010年
日本三菱化学	煤基	长丝	中间相	Dialed	180	600
日本石墨纤维	煤基	长丝	通用级/中间相	Granoc	1000	1250
Cytec公司	石油基	长丝	中间相	Thornel	400	400
总产能					1580	2250

    由于具有较高的热传导性能，反向热膨胀系数和超高的模量，沥青基碳纤维适用于空间技术和人造卫星领域；沥青基碳纤维独特的热传导性能，使其在高产出的电气设备中显示出良好的散热效果；对有效载荷有严格限制的运载火箭来说，沥青基碳纤维增强材料在减轻重量上可起决定作用；沥青基碳纤维的低密度、高热导性能以及特殊的摩擦性能，对于其在军事领域的应用十分有价值；而沥青基碳纤维及其增强材料的稳定性，也为设计制造出高性能与持久耐磨的制动系统提供了理想材料；为了适应开发高模量制品的需要，碳纤维生产商的研发目标已越来越多地转向具有良好刚性和挠性的沥青基碳纤维产品，因为它能够提供一般纤维材料难以达到的高性能。

　　在受到生态环境和能源双制约的21世纪，沥青基碳纤维将会持续稳定地增长，并成为在成本结构上极具竞争力的碳纤维品种，具有十分好的发展前景。

 

 

　　2005 — 2008年间，全球用于碳纤维产能的投资已突破8亿美元。生产能力从3.3万t上升到了5.7万t，预计2015年有望达到7.11万t。从1997 — 2007年，全球碳纤维产业以每年8%的速率增长。目前，碳纤维国际市场的价格已在2004年的基础上上升了65%左右。

    全球碳纤维的需求将会成倍增长，估计2008年消费量为3.89万t左右，2012年将达5.23万t，年均增长率约为16%。

    预计2012年大欧洲将消耗全球碳纤维的32%，北美约为32%，亚洲（除日本外）为22%，日本达14%。碳纤维的消费趋势十分清晰，运动和休闲制品是碳纤维的传统应用方面，但相对于其它蓬勃发展的领域，该领域已失去了先前的重要地位，预计2010年其消耗量将占总量的16%左右，年增长速度保持在5%的适度水平。

    碳纤维在航空航天工业领域的应用将会大幅增长，2010年将达22%左右，年增长率约为20%。其中，波音公司和空中客车公司的巨大订单是关键的影响因素。

2007 — 2012年产业用领域对碳纤维的需求状况 t/a

应用领域	2007	2008(预计)	2009(预计)	2010(预计)	2011(预计)	2012(预计)
短切纤维	4700	5000	5400	5800	6100	6600
工业织物	700	800	800	900	1000	1100
海上船舰	1000	1200	1200	1200	1300	1300
土木工程	1200	1400	1600	1800	2000	2000
汽车	1400	1800	2300	3000	3200	3400
压力容器	2600	3300	4100	4700	5000	5300
风能设备	3300	3600	3800	4100	4400	4600
其他	5100	6400	7100	7700	7600	8500

 

Carbon fibre capacities 2006 — 2014（t）(source:AJR Consulting LLC.)

	2006	2007	2008	2009	2010	2011	2012	2013	2014
Small tow	29750	37650	42950	49850	56200	5920	59700	60200	60700
Large tow	9800	15800	20500	23750	23750	25750	31750	32250	32750
Total	39550	53450	63450	73600	79950	84200	91450	92450	93450

 

	2006	2007	2008	2009	2010	2011	2012	2013	2014	CAGR
Aerospace	5210	5830	7250	9120	10700	11375	12230	12870	13580	13%
Industrial	15840	18285	21215	24255	27270	30690	34250	38405	42445	13%
Sport	6500	6750	7025	7485	7970	8285	8680	9015	9400	5%
Total	27550	30865	35490	40860	45940	50350	55160	60290	65425	11%

    碳纤维在产业用领域的应用，在过去的5年间取得了明显增长，2010年该领域的消耗量有望接近总消耗量的63%，年增长速率在15%～18%之间。产业用的强劲增长是基于全球大量有价值的工程项目的实施，如风能建设、压力容器、水面运输船具、土木工程、海上船只舰艇以及石油行业的工程开发等。表三为2007 — 2012年间碳纤维在产业用领域的需求状况。