详解！碳纤维生产制备成本分析

碳纤维生产制备成本限制其推广应用，充分分析碳纤维生产制备成本组成，采取有效成本控制措施，可降低碳纤维生产制备的综合成本。

世界上PAN基碳纤维占全部碳纤维市场规模90%以上，就以PAN基碳纤维为例，分析其生产制备成本结构。PAN基碳纤维生产制备成本主要包括PAN原丝生产制备（聚合、纺丝）成本和碳丝制备（预氧化、低温碳化、高温碳化、缠绕及成型等）成本。概括其生产成本构成主要分为三大类，包括直接成本、固定资产折旧、流动成本，详细见下图表1、图表2。

图表1 PAN原丝生产制备成本结构

图表2 碳丝生产制备成本结构

由于各个国家、研究单位及生产单位的不同，成本及成本结构也不仅相同，国内外制备各个环节所产生的费用存在一定的差异。

2.1 年产500t碳纤维生产制备成本分析

碳纤维生产制备成本结构主要分为三大类，包括直接成本、固定资产折旧、流动成本。

注：单耗成本是指每吨原丝或者碳丝的生产消耗费用合计，数据来源：朱波/PAN基碳纤维制备成本构成分析及其控制探讨

图表3 不同生产规模原丝、碳丝成本构成

从图表3可以看出，年产1100t原丝线单耗成本4.784万元/t；年产500t碳丝生产成本价为15.8988万元/t。综合以上成本，年产500t碳纤维所需要的单耗生产成本为4.784*2.2+15.8988=26.4236万元/t（约40美元/公斤）。

按照图表3成本比例结构算其直接成本、固定资产折旧、流动成本所占比例，如下图表4所示。

图表4 年产500t碳纤维生产成本比例结构

2.2 规模化年产1500t碳纤维生产制备成本预测

图表3数据可见，随着生产规模的增加，原丝和碳纤维的生产成本均呈下降趋势。年产1100t原丝对应年产500t碳纤维条件下，直接费用的占有比例比年产3300t原丝对应年产1500t碳纤维直接费用所占比例小4.1%-4.5%；固定资产折旧所占比例高4%；流动费用差别不大。

随着生产规模增加、产量加大，非直接生产控制因素对生产总成本的影响逐渐减弱。对比年产500t碳纤维与年产1500t碳纤维直接费用，大规模原丝生产和碳纤维生产直接费用分别是小规模生产直接费用的84%和77%（3300t原丝产能每吨直接成本/1100t原丝产能每吨直接成本=0.86；年产1500t碳纤维每吨直接成本/年产500t碳纤维每吨直接成本=0.77）。

可见碳纤维生产规模化对于降低生产成本是非常有效的。

2.3 Oak Ridge National Laboratory（美国橡树岭国家实验室）

碳纤维行业具有规模经济性，估算若单线规模1000吨上升到2000吨，成本可以降10%，2000吨到3000吨，成本可能降15%；万吨线理论成本降幅在30%左右，据此测算，在目前千吨线规模上仅提升产销率可以把理论生产成本降至约17.44美元/公斤，如图表3。而上游原丝使用的干喷湿纺工艺继续优化，且万吨线开满后，极限假设下，生产成本可以降到70元人民币/公斤（12-13美元/公斤）附近。