1、概述
碳纖維主要是由碳元素組成的一種特種纖維，其含碳量一般在90%以上，但隨種類不同而異。碳纖維具有一般碳素材料的特性，如耐高溫、耐磨擦、導(dǎo)電、導(dǎo)熱及耐腐蝕等。碳纖維的主要用途是與塑料、金屬、陶瓷等基體復(fù)合，制成碳纖維復(fù)合材料。碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，其比強(qiáng)度、比模量綜合指標(biāo)，在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)材料中是最高的。用碳纖維與塑料制成的復(fù)合材料，廣泛用作如制造火箭、宇宙飛船、噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)、耐腐蝕化工設(shè)備等重要材料。碳纖維已成為大量生產(chǎn)的高性能纖維中具有最高比強(qiáng)度和最高比模量的優(yōu)質(zhì)纖維，在發(fā)達(dá)國(guó)家支柱產(chǎn)業(yè)升級(jí)乃至國(guó)民經(jīng)濟(jì)整體水平提高方面，發(fā)揮著重要作用，其發(fā)展對(duì)我國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和傳統(tǒng)材料的更新?lián)Q代意義重大，對(duì)國(guó)防軍工和國(guó)民經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生著舉足輕重的影響。
豐富且價(jià)格低廉的原料(煤焦油、乙烯焦油或者從煤中直接提取的煤瀝青)可制得成本較低（為聚丙烯腈基碳纖維1/3-1/4）、附加值高的瀝青基碳纖維，是我國(guó)碳纖維工業(yè)的發(fā)展方向。利用煤焦油和煤瀝青資源，生產(chǎn)高附加值的瀝青基碳纖維，具有較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
2、市場(chǎng)
目前，全球已有10余家公司生產(chǎn)碳纖維，產(chǎn)能約5.25萬(wàn)噸，主要以生產(chǎn)PAN基碳纖維為主，其中PAN基碳纖維和瀝青基兩種碳纖維分別為4.98萬(wàn)噸（約占全球碳纖維總生產(chǎn)能力的95%）和2670噸（約占全球碳纖維總生產(chǎn)能力的5%）。世界PAN 基碳纖維生產(chǎn)廠商主要有日本Toray（東麗）、Toho（東邦）、Mitsubishi Rayon（三菱人造絲），美國(guó)Hexcel（赫克塞爾）、Amoco（阿莫科）和Zoltek（卓爾泰克）等公司。瀝青基碳纖維主要生產(chǎn)廠商有日本Mitsubishi。Chem（三菱化學(xué)）、Kureha（吳羽）、Donac與美國(guó)Amoco 公司。預(yù)計(jì)到2012年，全球碳纖維需求將達(dá)6.5萬(wàn)噸，2015年將達(dá)到9萬(wàn)噸以上。東麗、東邦等全球7大制造商正計(jì)劃投資13億美元擴(kuò)能80%，東麗公司處于絕對(duì)優(yōu)勢(shì)且年總產(chǎn)能已達(dá)2.5萬(wàn)噸/年；瀝青基碳纖維需求也迅速增長(zhǎng)，日本吳羽、東麗、美國(guó)聯(lián)碳等4公司已控制全球70%市場(chǎng)且正聯(lián)手?jǐn)U產(chǎn)，日本各大公司處于技術(shù)壟斷地位且正緊緊跟進(jìn)。
2007年，我國(guó)PAN基碳纖維生產(chǎn)能力約為2000噸，但由于國(guó)內(nèi)企業(yè)原絲基本依賴進(jìn)口、技術(shù)不成熟，裝置處于不能正常開車或停產(chǎn)狀態(tài)，年產(chǎn)量?jī)H80噸左右。瀝青基碳纖維生產(chǎn)能力約400-500噸/年，年產(chǎn)量?jī)H200噸左右。2007年，我國(guó)碳纖維的消費(fèi)量達(dá)6500噸，基本依賴進(jìn)口。中復(fù)神鷹采用自主研發(fā)的技術(shù)，于2008年10月順利投產(chǎn)一套年產(chǎn)1000噸碳纖維生產(chǎn)線，2009年產(chǎn)量達(dá)到550噸，產(chǎn)銷量位居國(guó)內(nèi)第一位，有效緩解了國(guó)內(nèi)碳纖維的供應(yīng)緊張局面；威海拓展纖維有限公司于2008年引進(jìn)了一條年產(chǎn)1000噸碳纖維生產(chǎn)線并順利投產(chǎn)。2008年北京奧運(yùn)會(huì)將對(duì)文體用品的市場(chǎng)需求產(chǎn)生極大的拉動(dòng)作用，碳纖維復(fù)合材料的市場(chǎng)需求也將隨之迅速增長(zhǎng)。我國(guó)碳纖維的應(yīng)用還在不斷發(fā)展，許多用途還有待開發(fā)，如碳纖維在工程修補(bǔ)增強(qiáng)方面、汽車剎車片、汽車和其他機(jī)械零部件的應(yīng)用以及電子設(shè)備套殼、集裝箱、醫(yī)療器械、深海勘探和新能源的開發(fā)等方面都將是我國(guó)碳纖維未來(lái)的潛在消費(fèi)市場(chǎng)，2010年，我國(guó)碳纖維市場(chǎng)需求達(dá)1萬(wàn)噸，國(guó)內(nèi)產(chǎn)量約1000噸，其中中復(fù)神鷹生產(chǎn)了800噸。預(yù)計(jì)2015年我國(guó)碳纖維需求量將達(dá)到2萬(wàn)噸以上。由于市場(chǎng)需求增長(zhǎng)很快，國(guó)內(nèi)在建項(xiàng)目較多。如：吉林市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)成立了碳纖維特色產(chǎn)業(yè)園區(qū)，2011年吉林市碳纖維原絲產(chǎn)能將達(dá)到5400噸、碳絲845噸、碳纖維制品150噸，產(chǎn)值有望達(dá)到10億元。《吉林市碳纖維產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》提出了更宏偉的目標(biāo)：到2015年，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)碳纖維原絲產(chǎn)能3萬(wàn)噸、碳纖維1.2萬(wàn)噸、碳纖維制品5萬(wàn)噸的年生產(chǎn)能力，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值300億元。截至2011年8月份，園區(qū)內(nèi)碳纖維企業(yè)4戶，2011年1-7月份累計(jì)實(shí)現(xiàn)銷售收入5.2億元，實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)1.6億元。山西宏特投資10億元建設(shè)5000噸/年碳纖維項(xiàng)目。預(yù)計(jì)今后幾年我國(guó)碳纖維產(chǎn)能將進(jìn)入快速擴(kuò)張期。
目前，國(guó)內(nèi)碳纖維生產(chǎn)廠家在專有技術(shù)、人才資源、生產(chǎn)成本、營(yíng)銷網(wǎng)絡(luò)等方面尚不具備與國(guó)外企業(yè)抗衡的能力，但國(guó)產(chǎn)碳纖維的成功開發(fā)，平抑了碳纖維的市場(chǎng)價(jià)格，促進(jìn)了碳纖維及制品的應(yīng)用。碳纖維復(fù)合材料制品以其質(zhì)輕高強(qiáng)的特點(diǎn)，隨著其生產(chǎn)低成本化，將在國(guó)內(nèi)民航、石油開采、風(fēng)力發(fā)電、壓力容器等行業(yè)大量應(yīng)用，成為行業(yè)新的增長(zhǎng)點(diǎn)，碳纖維的消費(fèi)量也將與日俱增，市場(chǎng)需求旺盛。而從供應(yīng)上看，國(guó)內(nèi)目前T-300級(jí)碳纖維供應(yīng)量充足，但高檔碳纖維生產(chǎn)供應(yīng)仍是瓶頸，需要加強(qiáng)開拓T-700、T-800以及M40、M50等高模量產(chǎn)品。
3、建設(shè)規(guī)模
本項(xiàng)目生產(chǎn)規(guī)模為5000噸/年。生產(chǎn)瀝青基碳纖維5000噸。
4、工藝技術(shù)及來(lái)源
推薦引進(jìn)國(guó)外技術(shù)，可以引進(jìn)日本Mitsubishi Chem（三菱化學(xué)）、Kureha （吳羽）、Donac與美國(guó)Amoco 公司的技術(shù)，生產(chǎn)高能級(jí)碳纖維。在國(guó)外技術(shù)不可得情況下，建議采用新疆創(chuàng)越投資有限公司和中國(guó)科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究聯(lián)合申請(qǐng)的專利技術(shù)，生產(chǎn)通用級(jí)碳纖維，專利號(hào)為200710163857.5。
5、主要原材料及公用工程消耗
公用工程消耗
|
序號(hào) |
名稱及規(guī)格 |
單位 |
消耗定額 |
時(shí)耗 |
|
1 |
電（6000V/380V） |
kWh |
17000 |
11800 |
|
2 |
新鮮水 |
t |
25 |
17.4 |
|
3 |
冷卻水 |
t |
1200 |
833.3 |
|
4 |
低壓蒸汽 |
t |
9.5 |
6.6 |
|
5 |
氮?dú)?span lang="EN-US"> |
Nm3 |
200 |
138.9 |
|
6 |
壓縮空氣 |
Nm3 |
4800 |
3330 |
6、投資及經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)
5000噸/年瀝青基碳纖維項(xiàng)目建設(shè)投資約8.5億元，項(xiàng)目總投資約為10億元，可實(shí)現(xiàn)年銷售收入約為15億元，年利稅額約為3.7億元，年利潤(rùn)額約為2.5萬(wàn)元。