中國碳纖維技術(shù)攻關(guān)到底應(yīng)該如何把握方向？碳纖維開發(fā)是個大工程，應(yīng)以需求為牽引，按照科研——產(chǎn)業(yè)化示范——產(chǎn)業(yè)化的規(guī)律規(guī)范碳纖維的研究和發(fā)展，按照技術(shù)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)律科學(xué)布局，對單元核心工藝、關(guān)鍵設(shè)備和配套材料等瓶頸技術(shù)開展專題攻關(guān)，各個擊破。同時注重碳纖維人才隊伍建設(shè)，建立高素質(zhì)的專家系統(tǒng)和高效的咨詢機制，深入研究碳纖維發(fā)展的技術(shù)脈絡(luò)，把握正確的技術(shù)方向，有效牽引、推動技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)工作。
碳纖維制備過程分為純化聚合、紡絲、氧化炭化、石墨化和表面處理等多道工藝，涉及到有機化學(xué)、紡織學(xué)、化工機械、高分子化學(xué)和流體力學(xué)等多個學(xué)科，是一項工藝復(fù)雜、多學(xué)科交叉的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。無論是工藝技術(shù)還是設(shè)備開發(fā)以及配套材料，只要有一項跟不上研制和產(chǎn)業(yè)化進程，就會最終影響到碳纖維產(chǎn)業(yè)。目前相對落后的關(guān)鍵單元技術(shù)有大容量聚合、快速紡絲、均質(zhì)氧化、快速氧化炭化等，其工程問題沒有徹底解決，導(dǎo)致產(chǎn)品性能不穩(wěn)，生產(chǎn)成本高。以大容量間歇聚合工藝為例，目前我國容積最大的聚合釜約6～10立方米，部分生產(chǎn)單位為安全起見，采用多個2～3立方米小反應(yīng)釜并聯(lián)，而國際上先進的聚合釜容量現(xiàn)在已達到20～45立方米。聚合釜容積小，單釜聚合量就少，生產(chǎn)成本就高，而生產(chǎn)批次太多也會影響碳纖維整體性能的穩(wěn)定性。在生產(chǎn)設(shè)備方面，國內(nèi)一些關(guān)鍵設(shè)備產(chǎn)業(yè)化設(shè)計制造技術(shù)尚未取得突破，譬如氧化爐、多工位蒸汽牽伸機、寬口高溫炭化爐和高溫石墨化爐等。一旦這些設(shè)備在國際上禁運，對我國碳纖維產(chǎn)業(yè)的損害將無法估計，因此必須盡快掌握這些關(guān)鍵設(shè)備的制造技術(shù)。此外，碳纖維用油劑和上漿劑等關(guān)鍵原料在我國還處于實驗室開發(fā)階段，尚需依賴進口；與碳纖維產(chǎn)業(yè)化過程配套的廢水、廢氣處理技術(shù)也不夠完善。從發(fā)展前景看，規(guī)模化生產(chǎn)是降低成本、參與市場競爭的重要前提。
從國外碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程看，比較成功的碳纖維企業(yè)都是從PAN原絲開始，到碳纖維生產(chǎn)，甚至到復(fù)合材料制品，形成一條龍產(chǎn)業(yè)。單一生產(chǎn)原絲，或依靠從市場購買原絲生產(chǎn)碳纖維的企業(yè)發(fā)展比較困難，大都已關(guān)停，這應(yīng)引起我國相關(guān)企業(yè)注意。技術(shù)水平太低的企業(yè)必然要遭到淘汰，技術(shù)水平相對較高的企業(yè)可以加大碳纖維在普通民用領(lǐng)域的應(yīng)用開發(fā)。未來碳纖維市場的增長點在風(fēng)電葉片、建筑材料、汽車、大飛機、壓力容器和高壓輸電線等新興工業(yè)領(lǐng)域，消費量將會大幅增長。
對于碳纖維用量能否實現(xiàn)飛躍？自上世紀60年代末碳纖維投入市場應(yīng)用以來，至今已走過50多年，但去年全球的碳纖維用量也僅有5萬噸左右。從所得到的資料分析：全球2010年玻纖用量達450多萬噸，碳纖維為5萬多噸，市場用量為90：1；從價格比看碳纖維為玻纖的10倍以上，與高強高彈碳纖維相比，要達數(shù)十倍以上。所以，這就決定了它不可能在短時間內(nèi)有玻纖那么大的市場。根據(jù)國內(nèi)外碳纖維企業(yè)和專家預(yù)測，從2011年起，每年約有13%的增長，到2018年才達到10萬噸，因此，全球占主導(dǎo)地位的復(fù)合材料仍然為玻璃鋼復(fù)合材料。從另一方面看，當前和今后，全球碳纖維復(fù)材的應(yīng)用市場主要集中在與鋼結(jié)構(gòu)密切相關(guān)的高耗能、高排放領(lǐng)域中的大飛機工程、汽車工程、海船工程、電力工程等，以此達到以碳代鋼、節(jié)約燃料、減少二氧化碳排放。眾所周知，因化石能源的生產(chǎn)及應(yīng)用，每年給全球造成溫室氣體損害無可估量，就美國報告的數(shù)字超過70億美元。因此，各國政府近幾年陸續(xù)出臺一系列政策與法規(guī)來解決這一問題。就歐美先進國家來講，他們把傳統(tǒng)能源節(jié)能減排和新能源產(chǎn)業(yè)看作一種戰(zhàn)略經(jīng)濟，利用碳減排推出低碳經(jīng)濟方案，用法律來約束。當前，國內(nèi)出現(xiàn)“碳纖維熱”，有碳纖維深加工OEM“加工熱”、大量碳纖由海外提供的“進口熱”、國內(nèi)碳纖維開發(fā)“圈地投資熱”等，我們期望這“三種熱”能帶來冷靜思考，使我們最終看到國產(chǎn)碳纖維由集成創(chuàng)新走向自主創(chuàng)新。