碳纖維性能優(yōu)異，這些優(yōu)異的性能給碳纖維帶來了廣闊的應(yīng)用前景。概括來講，可將碳纖維的應(yīng)用領(lǐng)域分為兩大類：工業(yè)應(yīng)用和體育休閑。其中，工業(yè)應(yīng)用包括航空航天、風(fēng)力發(fā)電葉片、汽車、油田鉆探、壓力容器、抗震加固等，體育休閑包括釣魚竿、高爾夫球桿、球拍等。應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的碳纖維通常要求較高，特別是航空航天用碳纖維，而體育休閑用碳纖維多為低端產(chǎn)品。
從研發(fā)角度來講，我國的碳纖維起步并不算晚。早在20世紀(jì)60年代，中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所便率先開始聚丙烯腈基碳纖維的研究，并于70年代初完成了連續(xù)化中試裝置。后來，上海合成纖維研究所、中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所、北京化工大學(xué)、山東大學(xué)等也開始了相關(guān)研究工作。
從產(chǎn)業(yè)化而言，我國的碳纖維進(jìn)展緩慢。雖然我國在20世紀(jì)70年代就突破了連續(xù)氧化和碳化技術(shù)，先后建成了從幾百公斤到幾十噸的生產(chǎn)線，但由于對技術(shù)難度估計不足、資金投入不夠、研究欠缺深入等原因，碳纖維的產(chǎn)業(yè)化水平與國外存在較大的差距。
進(jìn)入21世紀(jì)，國產(chǎn)碳纖維發(fā)展加速，產(chǎn)能大幅提高。2010年時我國碳纖維原絲產(chǎn)能就已達(dá)到12 080t/a，碳纖維產(chǎn)能達(dá)到7 081t/a。2012年，全國已有30多家企業(yè)從事碳纖維的研發(fā)和生產(chǎn)，建成產(chǎn)能已經(jīng)突破了1萬t，主要企業(yè)和產(chǎn)能如圖1所示。此外，國內(nèi)還有大量的在建和規(guī)劃建設(shè)的碳纖維生產(chǎn)線。然而，在國內(nèi)碳纖維項目遍地開花的繁榮景象背后，也存在著不少問題，產(chǎn)業(yè)發(fā)展隱憂重重。 問題一：產(chǎn)能利用率極低。
雖說國內(nèi)的建成產(chǎn)能已經(jīng)突破了10 000t，但實(shí)際產(chǎn)量僅為2 000t左右，產(chǎn)能利用率僅在0.2左右，而國際上大多數(shù)廠商的產(chǎn)能利用率為0.7～0.9。國內(nèi)碳纖維生產(chǎn)線產(chǎn)能利用率低并不是因?yàn)橄掠问袌鲂枨蟛蛔?，事?shí)上我國每年都需要進(jìn)口大量的碳纖維產(chǎn)品 問題二：產(chǎn)品質(zhì)量不過關(guān)。
難以生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品是國內(nèi)碳纖維產(chǎn)能利用率低的本質(zhì)原因。生產(chǎn)碳纖維工序復(fù)雜，從聚合、紡絲，到氧化、碳化、表面處理等，任何一個生產(chǎn)環(huán)節(jié)出了問題都可能影響碳纖維的性能。比如，原絲質(zhì)量不過關(guān)便是國產(chǎn)碳纖維面臨的重要難題，國產(chǎn)原絲大多雜質(zhì)含量高、質(zhì)量穩(wěn)定性差、變異系數(shù)大，沒有好的原料，怎么生產(chǎn)出好的產(chǎn)品？
問題三：高端產(chǎn)品有待突破。
以占碳纖維產(chǎn)量90%以上的聚丙烯腈基碳纖維為例，在全世界范圍內(nèi)，工業(yè)應(yīng)用和體育休閑的比例分別為75.7%和24.3%；而在中國，這個比例卻分別是20%和80%。同樣是碳纖維，中國的消費(fèi)結(jié)構(gòu)為何與世界范圍的消費(fèi)結(jié)構(gòu)形成如此大的反差？不是中國的工業(yè)領(lǐng)域不想用碳纖維，而是因?yàn)閲鴥?nèi)使用碳纖維成本太高甚至無高端碳纖維可用。從表1的數(shù)據(jù)中我們也可以看出，中國不僅是碳纖維凈進(jìn)口國，進(jìn)口產(chǎn)品的單價也幾近于出口產(chǎn)品單價的2倍。
問題四：缺乏權(quán)威的評價體系。
近些年來，經(jīng)?？梢钥吹絿鴥?nèi)碳纖維廠家突破技術(shù)難關(guān)，生產(chǎn)出高端碳纖維產(chǎn)品的新聞報導(dǎo)。但對這樣的報道公眾多持謹(jǐn)慎的懷疑態(tài)度，產(chǎn)品真的出來了嗎？產(chǎn)品穩(wěn)定可靠嗎？得到下游用戶的認(rèn)可了嗎？面對這些質(zhì)疑，廠家需要拿出權(quán)威的第三方評價報告，自己宣稱不能令人信服。而據(jù)筆者所知，國內(nèi)碳纖維產(chǎn)業(yè)尚缺乏完善、權(quán)威的評價體系。
其實(shí)，國產(chǎn)碳纖維存在的問題遠(yuǎn)不止以上四點(diǎn)。在20世紀(jì)，國產(chǎn)碳纖維可以說完敗于國外產(chǎn)品，那么21世紀(jì)，國產(chǎn)碳纖維艱難起步了，能否實(shí)現(xiàn)趕超？
二、國產(chǎn)碳纖維的發(fā)展離不開政府的引導(dǎo)與支持第一，發(fā)揮指導(dǎo)作用，避免盲目投資。
2013年即將推出的《指導(dǎo)意見》無疑將對國產(chǎn)碳纖維的發(fā)展具有重要的指導(dǎo)意義，《指導(dǎo)意見》將在準(zhǔn)入門檻、產(chǎn)業(yè)布局、污染物排放等多個方面對國產(chǎn)碳纖維進(jìn)行引導(dǎo)，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。但在具體的執(zhí)行過程中，落實(shí)才是關(guān)鍵，這就需要各級主管部門的通力配合。政府還可組織建立碳纖維領(lǐng)域?qū)＜椅瘑T會，聘請國內(nèi)著名專家出任顧問，由業(yè)內(nèi)知名專家和骨干企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)組成委員會，輔助政府作好決策，正確引導(dǎo)行業(yè)和社會理性投資。 盡管國家已經(jīng)出臺了一些碳纖維的行業(yè)指標(biāo)，但評價體系依然非常薄弱，有些指標(biāo)的科學(xué)性還遭到了質(zhì)疑。政府需要整合現(xiàn)有資源，建立完善的碳纖維評價體系，既要讓公眾信服，也要方便碳纖維生產(chǎn)企業(yè)和下游用戶。在產(chǎn)學(xué)研用方面，政府可以創(chuàng)新合作模式，加強(qiáng)碳纖維企業(yè)與研發(fā)中心、科研機(jī)構(gòu)、高校的合作；搭建碳纖維產(chǎn)業(yè)相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)互相協(xié)作和交流的公共服務(wù)平臺，推動開展相關(guān)領(lǐng)域共性技術(shù)、新技術(shù)的研究，在行業(yè)內(nèi)部推廣基礎(chǔ)性、公共性的研發(fā)成果。
第三，推進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，鼓勵上下游加強(qiáng)協(xié)作。
碳纖維上下游產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度非常緊密，比如要開發(fā)一個碳纖維下游的新產(chǎn)品，光靠碳纖維生產(chǎn)商很難完成。政府要充分發(fā)揮協(xié)調(diào)配置能力，支持研發(fā)、生產(chǎn)、應(yīng)用和設(shè)備制造等關(guān)鍵領(lǐng)域的相關(guān)企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)組建聯(lián)盟，在聯(lián)盟成員之間形成優(yōu)勢互補(bǔ)、風(fēng)險共擔(dān)、利益共享、共同發(fā)展的合作模式。通過聯(lián)盟等行業(yè)組織，圍繞下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點(diǎn)，構(gòu)建產(chǎn)、學(xué)、研、用多方面協(xié)調(diào)發(fā)展的完整產(chǎn)業(yè)鏈，形成從原料到設(shè)備、從技術(shù)到工藝、從研發(fā)到應(yīng)用、從關(guān)鍵設(shè)備及配套材料到整條生產(chǎn)線及供應(yīng)鏈的聯(lián)合創(chuàng)新發(fā)展模式。
三、國產(chǎn)碳纖維的發(fā)展需要企業(yè)加倍努力第一，增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力。
目前一些碳纖維企業(yè)“拿來主義”的思想非常嚴(yán)重，認(rèn)為只要投入資金，購買些設(shè)備，碳纖維很容易就生產(chǎn)出來了。殊不知碳纖維生產(chǎn)線是系統(tǒng)工程，沒有雄厚的技術(shù)支持，很難生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品；就算產(chǎn)品出來了，沒什么技術(shù)含量的低端產(chǎn)品也不具備市場競爭力。由于核心技術(shù)的缺失，中國的碳纖維企業(yè)大多處于價值鏈的低端環(huán)節(jié)。因此，提高自主創(chuàng)新能力，是中國碳纖維企業(yè)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展的關(guān)鍵。企業(yè)應(yīng)當(dāng)高度重視研發(fā)的投入，同時也要加強(qiáng)知識產(chǎn)權(quán)的保護(hù)意識。
第二，大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)。
生產(chǎn)碳纖維的能耗較高，生產(chǎn)1t碳纖維需耗電3萬～4萬kWh；在聚合、紡絲、碳化等過程中也容易帶來污染。碳纖維生產(chǎn)企業(yè)要改變高投入、高消耗、高污染、低效益的傳統(tǒng)路子，走循環(huán)經(jīng)濟(jì)之路。牢固樹立循環(huán)經(jīng)濟(jì)、綠色制造的觀念，把生態(tài)環(huán)境意識貫穿于產(chǎn)品設(shè)計、制造、廢棄回收、循環(huán)利用的全過程，走資源利用率高、能源消耗低、環(huán)境污染輕的發(fā)展道路。
第三，注重人才培養(yǎng)與激勵。
人才是碳纖維企業(yè)最寶貴的資源之一，然而國產(chǎn)碳纖維剛剛起步，相關(guān)人才較為缺乏，企業(yè)光靠“挖人”難以為繼。因此，碳纖維生產(chǎn)企業(yè)需要考慮培養(yǎng)自己的人才，可采用獎學(xué)金、提供實(shí)習(xí)機(jī)會等方式加大與相關(guān)院校的合作力度，然后將畢業(yè)生招入企業(yè)進(jìn)行長期培養(yǎng)，并建立健全的薪酬激勵制度，留住人才、愛惜人才、培養(yǎng)人才、激勵人才。 | 
