艰难漫长的碳纤维产业化之路

曹福成

在江苏恒神股份有限公司的采访中我们看到，恒神在钱家两代领导人和全体员工的共同努力下，在碳纤维产业取得不斐成绩的同时，面临的一些问题和困惑也发人深思：

思考之一，我们很难相信，即使是理念先进、产品众多、数量充足的恒神碳纤维产业，由于研发过程投入巨大目前依然处于长期亏损状态，光环背后的钱京，有着诸多的无奈和焦虑

访谈中发现，在诸多成果形成光环背后，现任董事长钱京其实有着诸多的无奈和焦虑。究其原因，一是民用產品市场不清晰，国产碳纤维面对的国产大飞机主要是C919和CR929两个型号，批产尚待时日，且用量有限，即使10年后也仅千吨量级，个别企业可以此为目标，但不应是国产碳纤维期待的巨大市场。因此国产碳纤维产业化必须选择其他工业领域。目前国内己获大量应用的其他工业领域主要是体育休闲、建筑补强领域，风电叶片和压力容器是增长较快的另外两个产业，前者已经基本饱和，后者的原材料和技术基本定型，国产碳纤维进入这些行业基本上只能与国外碳纤维企业打价格战。根据中国制造2025的需求，其中最为看好的领域应当是交通运输车辆的应用，包括轨道交通、汽车。这些行业与民机不同，民机客户通常具有军机的基础，而这些行业对碳纤维复合材料的认识基本上为零。同时对轻量化必须使用碳纤维的迫切性远不如民机，民机是在大量使用最轻的铝的基础上讨论轻量化，而这些行业是在使用钢材的基础上讨论轻量化，除碳纤维之外有很多其他的选择。

二是军品产品验证周期长，同时是买方垄断市场，这给国内碳纤维民营企业承担了巨大的压力。钱京告诉记者，恒神研发生产的多种规格的碳纤维产品从2011年7月开始相继达到性能指标要求，其中两款产品2015年和2016年分别入选国防科工局一条龙项目。但相关产品目前还没有订单，也不能批量生产。由于验证的需求，恒神必须不停生产，不断检测批次的稳定性，所以就只能不断投入而没有任何经济效益，其鉴定周期比民用产品至少多了几倍甚至十倍以上。军品配套市场还是一个买方垄断市场，配套方议价能力弱，产品定价偏低，导致配套保障能力也被削弱。

正因为这种特殊材料进入特殊领域的严格而漫长的鉴定周期和市场规律，从2007年进入碳纤维领域至今十年间，恒神虽然成功研发生产出了多款与国外同等强度和性能的碳纤维产品，却一直没有盈利，他们的投入与生产还需要坚持，不能停止。钱京告诉记者，他们前后总共投了46亿元，差不多每天烧一百多万元，后续维持也还要持续“烧钱”。

钱京的苦笑中包含着一丝无奈。他说，自己的父亲钱云宝因为不堪重负，甚至曾经有过动摇的念头，毕竟民营企业财力有限。即使是这样，恒神的碳纤维生产线一天也没有停下，技术研发与产品开发一刻也没有停止。

思考之二，恒神现象代表了整个碳纤维行业的现状，恒神有诉求，其他相关民营企业亦如此，怎样才能实现由长期亏损到稳定盈利的转变，等着恒神类企业交出满意答卷

对于如何进入军品配套市场，积极参与“军民融合”，钱京有着自己的考量和建议。他通过媒体呼吁：

要加大力度、持续支持民营企业参军。碳纤维及复合材料是战略性新兴产业，国内的应用水平还不成熟。像恒神这样的企业，为了突破国内碳纤维产业化的瓶颈，借鉴了国外成功企业发展模式，打造了全产业链。这样的发展模式投资规模大，周期长，国内碳纤维企业承担了巨大的压力。

建议对承担军品配套民营企业的技术改造和科研项目进行项目补贴和项目配套专项贷款、贷款贴息、融资租赁、经营性租赁等方式进行持续滚动支持，让民营企业的配套能力不断提升，尤其是应重点支持一到两家国内龙头企业。

要打造参军民企科研生产服务和融资对接平台。党的十八届三中全会关于深化国防和军队改革指出，引导优势民营企业进入军品科研生产和维修领域。由于军品科研项目周期长，投入大，科技成果价值不易量化，面临融资难、融资贵的问题。建议打造参军民企的融资对接平台，引导股权和债权资本参与。对碳纤维这类战略性新兴产业，国家政策性银行从碳纤维在武器装备的战略意义、紧迫性和项目特点进行考察，采取相适应的的评估方法，向民企项目发放专项贷款，平台给予推荐和予以贷款贴息补助。根据民企提供科研和生产服务产生的收益，资本方可以通过直接股权投资、成立特殊目标实体等方式参与到参军民企的融资。

建立民企的科研生产能力评价机制，可以根据科研团队、承担项目、研发装备、具备产能、保障条件、参军资质等方面设定评价条件，给参军民企评级（如A级、B级、C级），作为融资的参考依据。

要加快推动重大装备碳纤维的国产化应用。碳纤维材料验证周期长，如果在预研阶段选定进口材料进行认证并列入图纸，但在量产时却无法通过正常渠道保证供应，则武器装备后期列装的风险将大大增加。因此，采取打造国产碳纤维的供应保障能力，拉动国产碳纤维的快速应用，减免依赖进口碳纤维的风险的举措势在必行。建议国家出台政策对重点型号的军工产品严禁使用进口碳纤维，重大装备碳纤维全部国产化。

思考之三，明知研发碳纤维新材料是个烧钱的行当，恒神却急国家之急，自掏腰包为国家“砸钱”。而当企业研发遇到棘手困难时，国家如何采取得力措施保护企业的积极性

经营逐利本无可厚非，但我国一些企业逐利现象却耐人寻味。平时不关注基础材料特别是高端基础材料研发，却急功近利的抢着短线挣钱，什么事情一炒热大家便蜂拥而上，以致重复投资乱象辈出，造成事实上的浪费。类似现象在各地园区开发建设中也同样存在。

如今，各国节能减排政策驱动下，“轻量化”是当前全球各大传统汽车厂商关注的一大焦点。研究数据显示，汽车整车质量每减少100公斤，百公里油耗可降低0.3升到0.6升。对传统汽车厂商而言，减轻汽车重量是降低排放的最佳手段，而碳纤维材料的应用是实现汽车轻量化的必由之路。由于碳纤维车身质轻、高强、低成本，被誉为“黑色黄金”的碳纤维复合材料正成为实现汽车轻量化的有效途径。我国也因此提出汽车轻量化的相关要求。

行业发展有需求成为热点拉动投资，碳纤维正成为汽车厂商必争产业。然而目前国内碳纤维行业现状并不乐观。据业内人士介绍，目前中国碳纤维厂数量约30家，大多规模偏小，绝大部分都是百吨生产线；另外，整体性能水平也比较低，主要是生产低端产品T300，有几家能生产相对高端的T700。除此之外，中国还有60多家复合材料厂，主要是为自行车、钓鱼竿等提供部件。可眼下一些企业还在竞相上马碳纤维产业。比如去年11月6日，总投资120亿元，计划形成年产600万件新能源汽车碳纤维部件的能力的企业在江苏常州上马。今年福建又将在5月8日前建成规模可观的武夷“海源新材料”ACL碳纤维生产线等。

恒神碳纤维研发中的“烧钱”之巨，几近不堪重负的前车之鉴，呼唤着人们应更理性地对待产业发展，而如今又有不少企业上马重复投资加入同质化竞争，或将继而走入恒神面临的困境。且不说重复投资势必造成浪费，如不着重解决恒神等先期己遇到生存和发展难题，又怎样避免后续企业重蹈覆辙！建议国家加强统筹规范市场运作，发挥集中力量办大事的社会主义制度优越性，烘托采取补贴和项目配套专项贷款、贷款贴息、融资租赁、经营性租赁等方式进行持续滚动支持，集中财力物力在先行先试的龙头企业中有选择有重点地扶植一些厂家，打造成功支撑国家研发和生产的碳纤维新材料基地。

当年，钱云宝决定投入碳纤维研发产业，是基于自上世纪60年代起，我国碳纤维研究历经国家攻关、整体下马、重新规划等过程，长达40年没有进展。由于国外的垄断和封锁，碳纤维价格高昂，严重影响我国部分重大工程项目的进展的状况深深刺痛了钱云宝，“为了国家，我要砸这个钱。外国人能做出碳纤维，我们中国人也能做出来！”他决心进军碳纤维领域，打造一个世界一流的碳纤维及复合材料产业化基地。

进入碳纤维领域的这些年，钱云宝面对的是只有投入、没有产出的困境，每年都要顶着近6亿元的资金压力。为了填补碳纤维研发经费的巨大窟窿，钱云宝在股市低潮时，两次低价抛售自己名下的股票几千万股，损失20亿元以上。钱云宝之子、恒宝股份董事长钱京介绍，在父亲的要求下，自己夫妇二人和母亲一起签订了个人无限连带责任担保书，抵押父子两代人所有财产，帮助父亲从银行贷款。牵头组建了低成本碳纤维复合材料工艺设计与制造创新团队，十年时间，恒神公司从零起步，先研发碳纤维，再做碳纤维织物，成为国内生产能力较强、生产品种较多、产能较大、产业链比较完整的碳纤维企业。又相继研发了下一代大飞机窗框和下一代地铁整车车体等碳纤维大型制件。

然而，恒神一方面面对巨大自费投入却仅有少量项目入选“参军”，且产品尚无订单不能量产。一方面由于验证的需求，恒神还必须不停生产，不断检测批次的稳定性，所以就只能不断投入而没有任何经济效益，其鉴定周期比民用产品至少多了几倍甚至十余倍的持续“烧钱”。

具有很强实力的恒神尚且如此，那些实力远不如恒神的碳纤维研发企业能够承受这艰难漫长的煎熬吗？当恒神这样的龙头企业走入不堪重负的窘境时，国家如何出手相助，采取特殊政策像对待国企那样采取多样化措施予以扶持，从根本上保护这些重点民企的研发积极性，是一个值得重视的问题。

思考之四，“芯片之痛”督促国人加快核心技术研发步伐，从东丽发展模式到恒神的“全产业链”，国产碳纤维应该怎样有效走好艰难漫长的产业化之路

中美贸易战打响后，国人在“芯片之痛”中警醒：芯片的禁令绝不是个例！也不是只有军品可以成为禁运的对象，民用核心技术照样可以加上莫须有的罪名被禁用。因为中国是个正在崛起的大国，在经济发展过程中必然会与美国发生利益冲突，在关系到两国利益的时候，这样的禁令随时都会发生。

碳纤维是火箭、卫星、导弹、战斗机和舰船等尖端武器装备必不可少的战略基础材料。将碳纤维复合材料应用在战略导弹的弹体和发动机壳体上，可大大减轻重量，提高导弹的射程和突击能力，如美国80年代研制的洲际导弹三级壳体全都采用碳纤维和环氧树脂复合材料。同样，碳纤维及其在工业领域（包括民航飞机、轨交和汽车等）的潜在应用也一定会是关键的核心技术。

据恒神股份专家分析，在可以预期的未来10年，国内碳纤维材料将有上万吨的用量，但在此期间国内碳纤维企业如何作为非常关键。如果无所作为，上万吨的国内市场将是国外碳纤维厂商的天下，类似的“芯片”之痛将会重现；而为得到这一市场，国内碳纤维企业又将如何度过至少10年的煎熬？在此期间国家如何扶植这些企业也将非常关键。碳纤维的产业化之路的艰难和漫长，也是所有類似核心技术实现产业化面临的共同问题，国家可以为两弹一星及大飞机投入上千亿，但如何制定针对核心技术实现产业化过程所需巨量投入的相应政策，需要有识之士共献良策。

他山之石，可以攻玉。日本东丽的碳纤维之路起步于1970年，因开发出了钓鱼竿和高尔夫球杆，东丽实现碳纤维（十吨级）的批量生产。1975年实现碳纤维在波音737次承力结构的应用则推动了东丽千吨级的量产。上世纪90年代起波音787机体结构50%重量使用碳纤维则推动东丽万吨级的量产，同时真正实现了由长期亏损到稳定盈利的转变，面对汽车领域轻量化的需求东丽更是通过收购Zoltek的举动朝着10万吨级的目标挺进。

东丽的产业化之路始终与波音公司紧密捆绑在一起，碳纤维的发展，离不开波音飞机复合材料结构的批量化生产。透过几十年东丽的发展过程不难看出，所谓的第一代碳纤维T300的指标是适应波音的需求提出和实现的，第二代碳纤维T800的指标是波音提出由东丽实现的，第三代TIl00的指标也是由波音提出，由东丽实现的。可见，产品性能指标的提升是在运用实践中实现的！

其实，现在大家众口称赞的T1000，东丽于1986年就已研发，但至今很少有人应用，这说明材料部门脱离应用开发的产品并没有产业化前景。还需要关注的是，东丽不仅开发出满足工业部门需求的碳纤维，同时也开发出了适用于波音次承力构件用的环氧树脂5208和适用于波音主承力构件的增韧环氧树脂3901和相应的预浸料，同时东丽公司有数百名技术人员常驻波音公司，配合波音公司实现碳纤维的应用，协助波音开发出了制造飞机碳纤维复合材料部件的设计方法和生产工艺。从东丽碳纤维的产业化之路可以发现：

（1）上世纪70年代东丽的T300性能不如目前的国产碳纤维，但即使如此用它制造的飞机部件照样安全使用了几十年，而目前东丽T300优于目前国产同类碳纤维的原因是通过长期的使用和生产中，不断改进性能和不断降低成本的结果。

（2）东丽能实现碳纤维产业化，不仅是根据下游客户波音的需求开发出所需性能的碳纤维，同时还提供性能与之匹配的（包括成本和工艺性）的树脂及其预浸料，并在波音长期驻有几百名技术人员协同波音攻关，开发出用其制造部件适用的工艺，实现满足使用要求的复合材料制件的批量生产，从而通过大-批量供应预浸料获得丰厚的利润。

（3）东丽从开始碳纤维生产到实现稳定的盈利历经30多年，也就意味着作为东丽公司（碳纤维只是东丽集团的一小部分）的董事长有足够的承受长期亏损的财力和承受外界（包括董事会成员）压力的能力。

（4）东丽碳纤维的产业化之路（或稳定的盈利）是伴随着波音民机复合材料结构（机体结构重量的50%）的批量生产同时实现的。

东丽碳纤维的产业化之路给了我们很重要的启示：即国产碳纤维产业化一定是伴随着工业领域复合材料制品的批量生产助力下实现的。

国产碳纤维起步与东丽基本同步，却一直没有注重相应产品的开发，故长期停留在少量惨淡经营的状态。

上世纪70年代80年代初，国产军机即己开始在军机上应用碳纤维复合材料，也只是试用一下，我国第一个飞机结构零件一一强5进气道壁板试飞成功，并在此基础上开始研发军机复合材料垂尾。期间由于东丽的T300-3k碳纤维始终可以很容易从非正常渠道获得，使得国产碳纤维始终无人问津，所有的军机复合材料部件均使用东丽的T300碳纤维。

直至本世纪初，国外封锁迫使我们才开始意识到碳纤维国产化的重要性，开始了一轮碳纤维国产化的高潮，在此轮碳纤维国产化热潮中国内涌现了几十家碳纤维企业，但突破碳纤维技术的长期耗资的属性，只有少数几家民企（经历了大约10年的长期投入和亏损）脱颖而出，实现了军用装备碳纤维供应国产化。但此轮国产化只是解决了军用碳纤维的国产化，虽有个别碳纤维企业能依靠少量军品的高价销售实现盈利得以良性运行，但军用碳纤维仅百吨级的用量，并没有真正解决整个国产碳纤维行业产业化的问题，与实现稳定盈利长期生存的目标相距甚远。因此仍必须探讨国产碳纤维的产业化之路，而东丽的产业化之路应是值得借鉴的模式。

国产碳纤维面对的国产大飞机型号少，用量有限，批产尚待时日，即使10年后也仅千吨量级，个别企业可以此为目标，但不应是国产碳纤维期待的巨大市场。因此国产碳纤维产业化必须选择其他工业领域。选取尚未大量使用碳纤维，而又有可能大量使用的新的工业领域。根据中国制造2025的需求，其中最为看好的领域应当是交通运输车辆的应用，包括轨道交通、汽车。

这些行业与民机不同，民机客户通常具有军机的基础，而这些行业对碳纤维复合材料的认识基本上为零。同时对轻量化必须使用碳纤维的迫切性远不如民机，民机是在大量使用最轻的铝的基础上讨论轻量化，而这些行业是在使用钢材的基础上讨论轻量化，除碳纤维之外有很多其他的选择。所以在借鉴东丽模式的同时要意识到国产碳纤维企业必须向下游用户提供更多全方位的技术支持，并鉴于这些领域对成本的可接受性必须对现有的复合材料技术基础进行革命性的创新。

在这样的背景下，国产碳纤维企业的出路在哪里？钱云宝在创建恒神公司时的“全产业链碳纤维企业”理念值得碳纤维同行借鉴，即恒神公司不仅是碳纤维生产企业，而且更是提供从碳纤维（包括织物）一中间产品（树脂和预浸料）一复合材料产品开发技术服务（包括设计分析、成型工艺与制造）一条龙服务的全产业链碳纤维企业。这样做的好处是在客户有需求但没有能力的前提下，使用本企业生产的性能略差的碳纤维来提供符合用户需求的预浸料原料，最终通过自主的设计和工艺来开发出满足用户要求可以实现批生产的复合材料产品，一旦实现复合材料制品批量化生产，可以保证本企业生产的碳纤维大量销售，在为用户实现复合材料制品产业化的同时实现本企业生产碳纤维的大规模生产和销售，同时使得本企业的碳纤维品质在生产和使用过程中不断提升。

对此，恒神公司的10年实践已初步见证了这一理念的正确性，最好的例证是恒神公司与长客共同研发的国际上首个19米长全碳纤维复合材料地铁车厢。

恒神凭借一己之力去做国家和整个行业要做的事，在此过程中推行全产业链运作其难度可想而知。但这种全产业链的理念应该发扬光大，可喜的是从碳纤维界发布的各种各样信息的披露中，这一理念已被越来越多的企业家接受。

因此，我以为国产碳纤维的产业化之路有下列几点值得关注：

（1）不论是哪种形式，国产碳纤维企业必须具有全产业链，资金雄厚，可以以全产业链碳纤维企业与下游用户结盟的形式实现产业化，或者由下游用户牵头组成包括碳纖维、树脂、预浸料、设计分析、复合材料制件生产、生产设备等企业共同组成的紧密合作实现共赢的全产业链企业群，在实现某个工业领域复合材料产品（部件或工业产品）批量化生产的同时实现国产碳纤维产业化，使得碳纤维企业实现稳定性长期盈利。

（2）必须意识到，实现国产碳纤维产业化一定是需要经历至少10年漫长而耗费巨资长期亏损的事业，这只有具有长远眼光财力雄厚的企业集团才可能胜任。

（3）国产碳纤维的产业化毕竟是国家战略产业发展的重要组成部分，国家在规划导向上、政策扶植上，都应加大力度。