8觀察、思考與建議

回想2016年的報告，我們對整個產業的看法是黯淡的，寄希望于國家“重點新材料研發與應用”的重大專項上，也大篇幅介紹了以馬凱副總理領導的國家新材料產業發展領導小組的指導思想，去年的風格是明顯的“產業政策”派。然后在2017年市場發生的一些事件，無論是國際碳纖維公司推出的新產品，德國西格里回購寶馬公司在汽車碳纖維合資公司的股份，還是國內市場的出奇的火爆，都讓我們隱隱地感受到強大的市場力量。

產業政策VS市場力量
去年，我們參與了一些產業政策的前期調研工作，寄予厚望的兩大碳纖維主力應用市場-汽車與風電，進入了撲朔迷離、難以判斷的狀態。在汽車領域，我們是“跟隨型”的思維模式，國際汽車巨頭只要進入“為什么要用碳纖維？國際巨頭肯定做了詳細的分析與肯定”的結論，緊跟即可，當國際巨頭傳出對碳纖維應用不利的聲音后，我們陷入了迷茫。在風電領域，我們是“探究真理型”思維模式，不管世界應用現狀，先研究葉片輕量化價值，從性價比上，搞清楚風電產業不得不用碳纖維的理由。然而，國內風電行業沒有一家有批量使用碳纖維的工程經驗，不能給出葉片輕量化價值的系統經驗數據。兩條思維路徑均難于找到明確的答案，這不得不讓敬畏一個事實：任何人及任何組織的認知能力是有限的，在制定產業政策時，要給市場力量留下充分的余地與發揮空間。

既然市場是不可控的，市場行為是不受產業政策指揮的，我們是否還需要制定產業政策？回到中國碳纖維產業的現狀：“小、散、亂”確實是事實，盡管與傳統產業的狀況有所區別，對比國際上長久存在的8家碳纖維大公司，我們曾經有超過40家的碳纖維投資項目；我們科研體系幾乎與國際同時起步，國家高度重視，科研投入也不菲，但至今為止，并未產生國際影響力的學術成果；我國的工程與項目投入，不亞于世界任何國家，既沒有產生影響世界的技術成果，更未出現具有國際競爭優勢的企業……當然，這其中確實有碳纖維的行業特色問題，國際領先公司也是經歷了數十年的積累才實現盈利。然而，也存在市場力量在碳纖維產業的“失靈”，甚至“胡作非為”的問題。在中國國情下，僅僅依靠市場力量去解決問題，似乎有些理想化，產業政策是必要的。

產業政策與市場力量，學術爭論常常容易陷入極端，理論推導的往往基于是理想狀態的假設，在解決實際問題時，遇到的是非理想狀態，甚至是非合理狀態的現實問題，解決問題的智慧就體現在：認可現實存在，吸收各派學術理論的養分，兼容并包，找出最能出成效的適中方法。比如基礎研究問題，僅靠市場力量，科研工作者就難以靜心做學問，搞點成果就不得不急于變現，這是各類政策作用下的現實存在，如何集聚目前分散的科研資源？讓科技人員能靜心做研究，這就是產業政策可以發揮作用的地方。體育器材是我國的碳纖維應用的優勢行業，不僅是充分市場化的行業，還是典型的為品牌服務的代工體系，用市場行為去打造自主品牌異常艱難，我國有宏偉的體育產業發展戰略，如巧施產業政策，借助國家力量，支持品牌建設、可大幅度提升產業價值。去年國內風電行業出現重大變化，VESTAS 將訂單從外資轉到本土企業，帶動相當部分國產纖維的需求，2018年可預期更大的驅動效應，對這類產業政策很難預計與規劃的市場力量，我們需保持充分的敬畏。國際碳纖維行業的低成本已經形成潮流，各類低成本技術創新風起云涌，其中，市場力量與產業政策在共同發揮驅動作用。

國際碳纖維低成本技術及思考
2016年初，《日本經濟新聞》報道的由日本NEDO領導，東京大學、東麗、東邦、三菱人造絲等企業與院校合作開發的“創新碳纖維基礎技術”取得重大突破。這個報道中包含的技術信息與動態，讓我們久久不能平息。該研發計劃抓住了熱穩定化（預氧化）這個工藝的瓶頸問題，從PAN基原絲找到“既完成熱穩定化，又能被溶液溶解”的聚合方式（也包含新型熱穩定性前驅體原絲），通過此思路，可消除碳化線上的冗長、高能耗的預氧化工藝瓶頸，從而可采用更高速、高效的碳化（微波）與表面處理(常溫常壓等離子體)工藝，有望實現碳化線產能增加10倍的目標。日本宣稱：目前使用的技術是近藤工藝（1959年，日本大阪工業試驗所的近藤昭男Dr. Akio Shindo發明了PAN基碳纖維的制備工藝，但制備的纖維性能一般，1963年，英國皇家航空研究所（RAE)的瓦特和約翰遜利用預氧化中反應施加張力，而獲得高性能碳纖維，近藤與瓦特共同構建了這個工藝路線，目前全世界依然是沿用該工藝，所以，準確叫法應該是“近藤瓦特工藝”）。該工藝的重大困難是：利用熱風對PAN進行熱穩定化的過程，消耗的能耗與碳排放均是鋼鐵的10倍以上，目前通過氧化爐的設備優化，提升除熱效率而提升產能或降低能耗的努力已經達到極限。所以，必須對此技術做出深刻的變革。真可謂“成也蕭何敗也蕭何”，“熱穩定化”這個蕭何始終是碳纖維技術舞臺的主角。

國際上有不少的碳纖維基礎研究的創新報道，基于我們目前的技術認識水平，我們認為日本NEDO的創新是上上品：它展現了日本碳纖維業界對碳纖維技術超出世人的深刻理解；抓住了當前技術的牛鼻子-熱穩定化工藝（一切原絲是為熱穩定化服務的，這里的熱穩定化除了字面意義，還包含便于預碳化的分子結構的專業內涵-筆者淺見）；展現的戰略雄心是：不僅在高性能碳纖維稱霸世界，也要在低成本工業碳纖維領導世界，世界碳纖維技術的換代由日本人創造；最值得借鑒的他們的系統的技術思想，發現碳化的問題，從上游原絲去尋找解決問題的思路。

當然，日本人也指出，這是基礎研究，形成真正產業化技術，還需大約十年的時間。所以，對于中國，我們應該做的是：科研院校抓緊跟蹤研究；對于企業界，我們更需要借鑒的是：發現當前技術短板、解決問題的技術思想，但切忌盲目跟進。并非最先進的技術就能產生最大的企業效益，就NEDO上述的技術，碳化線去除了熱穩定化工藝，確實大大提升了碳化效益，如果因此創新而導致原絲效率下降或成本大增，這就不一定是工業當前應采用的技術。

美國方面曾經報道：采用低成本的腈綸來生產碳纖維，可將碳纖維的性能做到了T400的水平上。這貌似一個較好的低成本思路，用低成本的腈綸來替代原絲，獲得低成本的碳絲。對比上述日本人的技術思想，美國人顯得太“投機取巧”了。首先，腈綸成本低于原絲的關鍵是：超大絲束（毛條）與相對小絲束原絲帶來的不同單線產能對總成本的分攤；對腈綸做預氧化碳化處理，并無太大的技術難度，關鍵是時間太長，效率太低，導致制造成本并不低；400-600K的碳纖維毛條該如何進入下游應用，這也是一個挑戰。由于采用了低成本的腈綸，給本身就是短板與瓶頸的熱穩定化增加了更大的難度，這種顧頭不顧尾的技術思想，與日本業界不在一個層次。

上述是國際上研究碳纖維低成本技術的主流思路，從當前國際技術水平看，以高效熱穩定化為核心，提升本工序的效率或創新前驅體原絲、使其分子結構更利于高效的熱穩定化工序，這是國際的研究熱點。值得注意的是，這些研究熱點的起因是低成本，但其方法并非犧牲高性能，反之，更合理的熱穩定化反應可以釋放更多纖維性能潛能。低成本技術不是“偷工減料”，不是以毛糙替代精細，反之，低成本技術更深諳PAN的化學反應機理、工程手段更加精密、能耗更加趨向理論、工藝控制更加數據化。這類低成本技術的水平遠遠高于當今的技術（日本稱之的近藤工藝）！有人說：這些低成本技術確實好，但是，要推翻運行了50多年的、已經逐步成熟的近藤工藝，是否在工業上可行？是否在商業上劃算？首先，以熱穩定化為核心的低成本技術本身就源于工業的痛苦，它并非一套全新的理論，對現有工業體系，手段是局部革新，總體的效益是革命性的。“降低放熱峰，縮短預氧化時間”，是每家碳纖維企業一直在努力與進步的：有些機構把重心放到原絲線上，而有些放到碳化線。原絲與氧化碳化專業也鼓吹各自專業的重要性，早些年，我國就流行過“原絲靠工藝，碳化靠裝備”的不客觀的說法。當我們面對：現有的熱穩定化工序居然有180個輸入變量，美國橡樹嶺能把普通腈綸碳化成T400級別的碳纖維，我們可能需要更多的系統性思考。

原絲與碳化本應成為不可分割的整體與系統，我們的目標是形成亂層石墨結構的纖維，主要經歷了分子的環化與分子間的交聯環化，去除其他有機物的工序，為了獲得這樣的目標產物，應該有一種怎樣的前驅體存在形式呢？當前的PAN基前驅體，是分子量6-8萬的線性長分子，由于分子鏈上分布有極性的腈基，可以看成是“柔中潛剛”的分子，柔便于可紡，剛（環化反應）便于未來的石墨片層的形成。如果考慮“剛”需求，中間相瀝青的瀝青無疑比PAN基“剛”得多，含有大量的稠環，但初始分子量只有300-500，這屬于“又短又剛”的，極度缺乏柔性，可紡性差，但稠環分子的存在，確實利于后續石墨片層的形成。解決了可紡性，后續的氧化碳化，比PAN基的任務輕。通過上述的比較，就單純從“柔”與“剛”的辯證關系上，就會有多條技術路徑：“柔中潛剛”-現有PAN基技術，“柔中帶剛”-日本NEDO的技術，“又短又剛”-當前瀝青基碳纖維，包括帶芳環的其他生物基，“剛中補柔”-目前瀝青基發展方向，“又柔又剛”-高耐熱塑料，如聚酰亞胺PI纖維，芳綸……對比上述的各種路徑后：從當前的技術水平，PAN基盡管為碳化工序賦予了繁重的任務，但畢竟由于腈綸的基礎，形成了品質穩定、成本可控的前驅體，依然是當今的主流工藝；瀝青基后續碳化任務小，得率高，原材料可源自化工的廢棄物，只要可紡性中間相制備有大的技術突破，利用其“剛”的本性，可與PAN基交相輝映。真是造物弄人啊，自然界很難提供完美的前驅體！上述的描述缺乏學術嚴謹，希望嘗試用淺顯的語言來說明其背后的技術思想，敬請技術專家斧正。

東麗公司戰略帶給我們的啟示
從產業方面，東麗當之無愧的是行業領袖，對其了解越多，越尊重這家企業。讓我們大致回顧一下這幾年東麗的作為，借此來調整國內企業的戰略與思維。

2015年初，東麗收購了常與之 “唱對臺戲”的ZOLTEK. 行業對此褒貶不一，我們認為：不同的觀點的差異點是對大絲束碳纖維的理解。外行最大的誤解是：能做高精尖的小絲束企業，做低成本大絲束完全沒有技術問題。大小絲束其實是兩個不同的世界：ZOLTEK原絲有一個獨特的價值，世界上似乎沒有第二家這么商業化運行，通過對腈綸老生產線的局部改動來生產原絲，其他原絲企業，即使還擁有腈綸產業，也是參考了腈綸技術，新建生產線制造原絲的，這里面有個資本折舊的成本差異；東麗公司，如無重大技術革新，就現有的技術路線，在日本本土不太可能做到比ZOLTEK更低的成本，即使是當今大絲束技術水平最高的三菱麗陽，也很難在日本做到ZOLTEK原絲的低成本，而東麗的小絲束沒有這樣嚴酷的成本壓力；沒有碳纖維成本的優勢，就不太可能與汽車、風電應用聯姻。多年來，東麗在汽車復材下了巨大的工夫，但商業化的成效并不顯著，眼睜睜看著SGL在汽車領域、ZOLTEK在風電領域風光無限；東麗對市場的預測是很客觀的：工業應用的碳纖維用量會遠遠超高航空航天、體育器材這些傳統應用，如果不對ZOLTEK收購，ZOLTEK保持正常發展，很可能在2020年產量就能反超東麗，成為世界第一。收購之后，東麗占據這大小絲束兩個世界，霸主地位牢不可破。

眾所周知，東麗在T700為主的傳統市場，一直承受著全球幾乎所有的碳纖維企業的競爭，各家企業都在步步蠶食這個傳統市場，價格競爭愈演愈烈。東麗已經將絕大部分T700的產能轉移到韓國去生產，以獲得更多的成本優勢；去年11月，東麗宣布Z600產品系列計劃，利用ZOLTEK在墨西哥的低成本原絲生產技術，開發小絲束，性能高于大絲束，但低于小絲束的產品。Z600的亮點是低成本，這個項目大約2018年底建成，我們預計：Z600將對以T700的市場（傳統的碳纖維市場）的所有競爭對手一輪血雨腥風的清洗。對于中國市場，2017年消耗的23,487噸中，有85%的市場屬于這個傳統市場，對于這一輪東麗的打擊，國內碳纖維企業該如何應對？

我們再看看東麗在2017年的碳纖維銷售的重大成效：除了之前的波音公司的長期合同，2016年與美國SPACE X 的長期合同，2017年，東麗與歐洲著名火箭公司AVIO簽訂長期合同，同年，與法國著名航空發動機公司SAFRAN在長期合同基礎上的新合同。在碳纖維大部分應用領域的頂級公司，均是東麗公司的長期用戶。我們做過復合材料應用開發公司的同仁應該很清楚，這是個多么艱難的工作。其過程的技術復雜與難度并不亞于碳纖維本身的制備，把碳纖維批量用到高端產業的構件上，確實是偉大的工程。

東麗公司的戰略與踐行，有兩個方面值得我們深思：首先是碳纖維方面，從專注于高性能小絲束，轉而收購低成本大絲束，然后對兩個方面做深度融合，首先融合的成果是中等性能、低成本、小絲束的Z600，我想以后還會推出高性能、低成本、大絲束產品。當年，ZOLTEK的老板RUMY先生常在國際會議上批評日本企業“So many seemingly smart people do so many dumbthings” （太多貌似聰明的人做了太多蠢事）批評的要點是：“日本企業缺乏行業擔當，供應充足時，低價傾銷，打擊對手，維護市場份額；供應短缺時，暴利銷售，阻礙新的應用發展。”（上述言論摘自2010年國際碳纖維會議的ZOLTEK的報告）今天，以東麗為首的日資企業，已經悄然改變了，他們利用了優質用戶帶來的精準市場信息，制定并落實了宏大的戰略。東麗的市場全覆蓋產品策略，我們國內某些只聚焦于“趕超東麗高性能”的人士該醒醒了，一窩蜂去占領東麗的主峰（贊成有少數軍工相關的少數機構這么做），結果人家把整個陣地給全覆蓋了，就兩三個人，舉著旗子站在主峰上，看著下面黑壓壓的對手。沒有強大的工業基礎，軍工的現代化是很難有持續發展的，利用舉國之力去打造一些行業的冠軍，完全做得到，但一定會付出超額的成本。

需求牽引與應用驅動方面，東麗是成功典范。對我們是個巨大的難題。政府、社會與企業做了大量的努力，其中有一個飽含爭議的話題是：碳纖維企業是否該建設完整的產業鏈。支持者認為：我們國家的應用產業技術水平相對落后，很多行業不懂去用好碳纖維復合材料，為了銷售碳纖維，不得不去建設產業鏈，否則怎么破局啊？這是事實，國內一些汽車廠家就驕傲地對碳纖維行業講：“你們把零件給我做好，還要有批量能力，我再對比一下現在的零件成本，看是否用你們的！”。反對者的觀點：從原絲、碳化、中間制品、樹脂、預浸料、復材設計、成型工藝、檢驗檢測，每個環節均有大量的技術含量，國際大公司都沒有能全盤駕馭的，我們的企業技術能力是否夠？面面俱到，結果哪個環節都不精，缺乏技術競爭優勢。兩方觀點均有足夠的道理，讓我看看東麗的一些經驗：

東麗公司以碳纖維為核心，逐步根據航空航天的市場布局中間制品（預浸料與織物），其中也有一些國際并購。在復合材料領域，東麗這些年主要發展是輕薄電腦外殼，短切增強塑料，碳纖維紙以及汽車零部件，這個領域，也主要通過國際并購完成。詳細的制造工廠分布如下表。

Source:東麗官網信息整理

在2018年三月份，東麗宣布用9.3億歐元收購荷蘭皇家TenCate先進復合材料公司，該公司核心技術是熱固性與熱塑性預浸料。作為預浸料技術的高手，東麗為何不自行開發呢？因為Tencate擁有東麗薄弱的雙馬來、氰酸酯及聚酰亞胺等耐高溫的熱固預浸料，還擁有PPS,PEEK, PEKK等熱塑性預浸料技術，更為重要的是，這些材料已經獲得國際航空航天企業的認可。有趣的事：上述絕大部分技術，也并非Tencate自行開發的，是近20年通過并購美國Bryte，Phoenixx，YLA，CCS，PMC Baycomp 和英國Amber Composites而組建的。（資料來自東麗官網）

東麗打造產業鏈，以及其他國際碳纖維巨頭的類似經驗告訴我們：由于碳纖維產業鏈各個環節技術都相對復雜，難于做精，在一個車間下完成所有的產業鏈，技術難度巨大，是我國企業無法承受之重。這些年，中國的企業已經成為國際并購的重要力量，深刻了解國際上碳纖維復合材料產業鏈中有技術及商業價值的公司，通過合理并購，將我們的碳纖維與之嫁接，打造我們自己產業鏈，這既是行業面臨的機遇，也是挑戰。

復雜技術產業決定了我國工業文明程度
碳纖維復合材料是典型的復雜技術產業，對比我國目前大部分簡單技術產業，簡單技術產業的核心競爭力來自生產要素，所以發達國家為追求利潤最大化，不吝向發展中國家轉移。復雜技術產業的核心競爭力為創新與系統化技術，代表著工業文明程度，反映著社會經濟的治理水平，支撐著國防軍事能力，只能自主發展。復雜技術產業的成功與否，決定了國家能否完成從中國制造到中國創造，能否順利跨越中等收入陷阱，能否實現高度工業文明的重要標志。復雜技術產業的關鍵環節是“學術、技術、工程和商業化應用”體系的建設。這事關科研院校學術方向，企業的創新能力建設以及政府與社會的治理能力。其中的科學規律、理論值得深入研究，典型的成功案例值得向全社會示范、引導與宣傳。

在簡單技術領域，我們的產業實踐多次驗證了“后發優勢”并取得了舉世矚目的成果。復雜技術領域，是否真正存在“后發優勢”和“彎道超車”的便宜可撿與捷徑？這是個值得深思的命題。復雜技術產業有一個共性難題，就是產業鏈價值的打造與實現價值鏈收益異常困難，這其中，應用的開發與創造是所有工作的統帥。對于碳纖維復合材料，國家提出“需求牽引”，然而，我們國家確實缺乏波音、空客、通用電氣、維斯塔斯與寶馬汽車等引領世界產業發展與創新的龍頭企業。我們的產業大都是模仿發達國家而來，就碳纖維復合材料的主要應用，均是國際企業率先開發、我們跟進的。另一方面，國際龍頭企業，帶著我們產業一起開發應用，如同風電行業和體育器材行業，我們又很容易落入代工的境地，只能賺產業鏈的辛苦錢，命運掌握在別人手中。我們的出路在哪兒？

我們介紹兩個行業的事首先是碳纖維在航天領域的應用，這個行業不是個開放的市場化行業，我們借鑒西方的信息極其有限，只能自力更生，以需求為牽引，帶動了整個價值鏈的構建與發展，不僅催生了中國碳纖維復合材料產業的誕生，也產生了具有國際競爭優勢的企業。另一個例子是抽油桿，盡管碳纖維抽油桿的概念來自發達國家，但并未實現商業化應用，中石化組織了產學研用的深度合作，從纖維、抽油桿成型工藝，推廣到油井試用，整改、調整作業方式，最終將碳纖維復合材料抽油桿的理論優勢變成了油田的實際效益，這是個重大的系統工程成就。

努力擴大應用市場這塊蛋糕，而不僅僅為分蛋糕而相互廝殺，這是碳纖維復合材料企業的責任與使命，有專家就開玩笑：“碳纖維生產企業的生產線上從來不用碳纖維”。針對各家企業的優勢資源，如果能做成自己的“蛋糕”，不僅解決了自身纖維銷售問題，還能惠及整個行業。上述抽油桿的開發就是一個很好的案例。在大膽開發新應用方面，我們既要認真學習發達國家已有的經驗教訓，也要有敢闖敢試的勇氣，我國有很多產業優勢，已經是發達國家遠不能比擬的：比如蓬勃建設的高鐵建設；大量的橋梁、機場、減重建設工程；龐大的體育休閑產業消費群體；世界最大的風電市場與產業……另外，從供給方面，我們各家碳纖維大廠要加強“差別化碳纖維”的開發，今后，不必再按東麗的產品型號來開發，要根據具體應用，做出特色產品，比如氣瓶碳纖維，汽車傳動軸碳纖維，風電碳纖維……。 供給與各自應用蛋糕，將形成中國特色的產業。

國家的戰略導向是另一股推動應用的力量，克強總理一提到“馬桶蓋”與“筆芯”，短短時間內，國人就用上高質量的國產產品。在推動“碳纖維復合材料的應用”與“產業因新材料而創新”方面，政府的產業政策引導大有可為。四十年在中國大地的發生的經濟奇跡是源于一場深刻的思想解放，從簡單制造業到工業文明的新征途中，我們需要新的思想解放，那就是-敢為天下先！