我国主要高性能纤维产业发展情况
一、概述
高性能纤维是国民经济和国防建设的强大支撑力量，是世界各国武器装备研发生产不可或缺的国家战略物资，是国家科技实力象征之一，是全球材料领域竞相发展的重点，已全方位渗透到安全防护、汽车轻量化、风力发电、土木建筑、船舶绳缆、航空航天、国防军工等领域，成为工程制造革命性提升的新动力。
高性能纤维可分为高强度高模量纤维、耐高温纤维、抗燃纤维、防切割纤维和耐强腐蚀纤维等，主要包括碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯纤维等。
我国高性能纤维行业不断优化完善产业链供应链，在产业规模、经济效益和技术升级等方面整体保持稳定发展态势，但下游需求增长不及预期，市场供给短期增长过快，经济效益有所下滑，在高端应用领域的国际竞争力仍需进一步提升。
二、我国主要高性能纤维产业在全球的地位
2023年，全球碳纤维产能29.0万吨，同比增长12.3%，主要得益于我国、韩国及土耳其等国家的新增产能贡献。目前，全球主要的碳纤维生产企业包括日本东丽、帝人/东邦、三菱，美国赫氏，德国SGL、土耳其阿克萨、韩国晓星、比利时索尔维/美国氰特、俄罗斯UMATEX以及我国吉林化纤、中复神鹰、中简科技、新创碳谷、宝旌和上海石化等。我国碳纤维产能达13.8万吨，全球占比47.6%，居全球第1位。
2023年，全球芳纶总产能16万吨，主要生产企业有美国杜邦、日本帝人、韩国科隆、晓星和我国泰和新材等，美国杜邦和日本帝人分别占据全球对位芳纶市场的38%和33%，间位芳纶市场的46%和12.6%。我国对位芳纶产能2.74万吨、间位芳纶2.6万吨，合计占到全球的33.4%。
2023年，我国超高分子量聚乙烯纤维产能占全球65%以上，是全球最大的超高分子量聚乙烯纤维的生产和出口国，产业规模不断增长，产品质量持续提升，应用领域不断拓展，打破了长期以来国外技术垄断和产品禁售的局面。
三、 产业规模持续扩大
2023年，我国高性能纤维产量约17.6万吨，较2015年年均增长21.6%。其中碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯纤维产量分别约为7万吨、3.1万吨和3.8万吨，分别较2015年年均增长45.4%、15.2%和22.1%，产业规模持续扩大。
四、 产业分布较为集中
我国碳纤维产业主要分布在华东、东北及西北地区，3个地区碳纤维产能合计占比90%以上，其中华东地区碳纤维产能占比近40%，是发展较早的碳纤维研发中心，产品类型丰富，下游衍生品较多；东北地区以吉林省为中心，碳纤维产能占比约30%；西北地区有能源优势，碳纤维产能占比近25%。
我国芳纶产业主要分布在华东地区的山东、江苏和西南地区的四川等省份，其中山东和江苏的企业分布最为密集。行业最大的龙头企业泰和新材总部位于山东省，其技术水平在行业内处于领先地位，芳纶生产基地在山东烟台和宁夏宁东能源化工基地均有布局。
我国超高分子量聚乙烯纤维产业主要分布在江苏、山东、北京等地。其中，江苏省企业最为集中，江苏九九久科技有限公司产能最高，占全国总产能的40%左右。山东爱地高分子材料有限公司和北京同益中新材料科技股份有限公司（在山东泰安有生产基地）也是主要企业。
五、 产业竞争力逐步提升
我国主要高性能纤维产业的技术装备水平显著提高，产品应用能力不断提升，进口量逐步下降，出口量逐年上升，说明产业竞争力在逐步提升。
（一） 技术装备水平显著提高
聚丙烯腈基碳纤维：形成了二甲基亚砜（DMSO）、二甲基乙酰胺（DMAc）、硫氰酸钠（NaSCN）三种生产工艺体系，干喷湿纺和湿法纺丝工艺技术逐渐完善，生产效率进一步提升；碳纤维核心技术不断突破，在实现T300级碳纤维产业化的基础上，又相继实现了T700级、T800级以及24K以上工业用大丝束碳纤维产业化生产，同时T1000级、T1100级、M55J级、M60J级、48K大丝束碳纤维等关键技术均实现了突破。与日本东丽公司相比，我国二甲基亚砜系列产品基本全覆盖日本东丽同系列碳纤维品种。
对位芳纶：国产芳纶技术成本优化，泰和新材等企业通过自主研发打破了国际垄断，突破了千吨级产业化关键技术，高强型、高模型对位芳纶产品实现国产化，高强型对位芳纶在个体防护装备上完成应用验证，开发了原液着色对位芳纶长丝，突破了超强对位芳纶（相当于Kevlar-KM2级）制备技术，可用于军用防弹头盔。基本型对位芳纶（Kevlar29级）实现稳定批量生产和供应，高强型对位芳纶（Kevlar129级）实现国产化供应，在光缆、胶管、防弹等领域实现批量应用。
超高分子量聚乙烯纤维：已实现成套装备的国产化，并逐步优化升级，单线产能达到300吨/年，并突破耐热抗蠕变超高分子量聚乙烯纤维的成套装备设计制造技术；差别化技术进一步提升，超高强、高模、细旦、耐热、抗蠕变等新产品以及新一代纤维专用树脂制备技术实现突破。
（二）产品应用能力不断提升
我国碳纤维在汽车、轨道交通、海洋工程、航天航空以及国防军工领域，对位芳纶在汽车、国防军工领域，间位芳纶在环保领域，超高分子量聚乙烯纤维在海洋工程、国防军工等领域的应用均不断深入。
（三） 进口量下降出口量上升
我国主要高性能纤维进口量总体呈下降趋势，碳纤维及制品进口数量由2020年的3.04万吨降低至2023年1.61万吨，年均下降19.1%，芳纶进口数量由2020年的1.25万吨降低至2023年0.77万吨，年均下降14.8%，超高分子量聚乙烯纤维进口数量由2020年的354.0吨降低至2023年143.5吨，年均下降26.0%。进口量减少的主要原因，一是国产大丝束碳纤维、芳纶产量增加，逐步实现国产替代，国内超高分子量聚乙烯纤维稳定增长，产品质量能够满足下游应用需求；二是国内市场需求发展不及预期。
我国主要高性能纤维出口量总体呈增长趋势，碳纤维及制品出口数量由2020年的4,044.9吨增长至2023年6,882.7吨，年均增长19.4%，芳纶出口数量由2020年的2,327.6吨增长至2023年6,538.7吨，年均增长41.1%，超高分子量聚乙烯纤维出口数量由2020年的3,881.0吨增长至2023年6,976.3吨，年均增长21.6%。说明随着我国主要高性能纤维规模的增长和技术水平的提升，产业国际市场竞争力也在不断提升。
六、下游需求增速放缓
1、聚丙烯腈基碳纤维
2023年，我国聚丙烯腈基碳纤维产能利用率约为50.7%，市场供给量约为5.3万吨。国内总需求量约为6.9万吨，同比下降7.2%，其中体育休闲领域用量约1.8万吨，较2022年降低21.7%；风电叶片用量约1.7万吨，较2022年降低2.9%；压力容器用量约0.4万吨，较2022年降低28.3%；碳碳复材、建筑工程、汽车工业、电子电器等领域用量分别约为0.75、0.34、0.28和0.22万吨，均实现小幅增长。整体来看，2023年国内碳纤维产量虽保持大幅增长，但下游需求不及预期，成本压力叠加库存积压，导致市场竞争激烈，各产品市场价格逐月下跌，整体较2022年价格宽幅走跌，其中T300级碳纤维均价跌幅超过37%，T700级碳纤维均价跌幅超过30%。
2、间位芳纶
2023年国内间位芳纶行业总体基本稳定，产量约为1.3万吨，较2022年增长18.2%。目前国内间位芳纶生产较为集中，产品结构丰富，整体呈供大于求态势，下游需求与2022年基本持平，安全防护领域需求有所减弱，工业过滤领域受水泥、钢铁等建材行业影响需求不足，产品价格波动较大。应用领域仍主要集中在过滤材料领域，其应用占比约60%，安全防护和电气绝缘纸应用比例逐年上升，2023年分别为24%和10%，电池隔膜等新兴市场仍在培育。
3、对位芳纶
2023年，随着国内对位芳纶新建项目产能逐渐释放，产量增长较快，达到1.8万吨左右，较2022年增长约50%。国内对位芳纶需求量约2.2万吨，较2022年增长约20.8%，大幅低于产量增速，但国产对位芳纶用量占比继续扩大，达到76%。由于国内信息通信项目建设放缓，对位芳纶需求开始减弱，产品价格也出现一定波动，目前光通讯、防弹复材、橡胶和汽车工业用量分别约占40%、20%、20%和10%。
4、超高分子量聚乙烯纤维
2023年，国内超高分子量聚乙烯纤维各产品价格均下滑20~30%，国内市场需求有所恢复，主要仍是防弹领域，由于国际关系持续紧张导致对防弹级纤维需求大幅增加。海洋产业以绳缆为主，包括系泊绳、牵引绳、深/近海网箱线等，产品结构丰富，得益于纤维价格下跌，海洋领域用量有少许增长；手套领域用量增加，主要由防刺需求快速增长所致。此外，超高分子量聚乙烯原料供应充足，产品价格较为稳定，为下游纤维行业提供了有力支撑。
中国纺织建设规划院