碳纖維行業(yè)深度調研與碳纖維市場供需分析2023

• 黃文玉 2023年10月23日 來源：互聯(lián)網 343 15
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碳纖維制品，就是指以碳纖維預浸布為原材料，通過不同的加工方法，加工成為能夠滿足使用要求的材料制品。由于碳纖維擁有極高的材質特性，因此碳纖維制品的強度大，硬度高，遠超過同體積同重量的金屬材質。

碳纖維的概念

碳纖維，指的是含碳量在90%以上的高強度高模量纖維。耐高溫居所有化纖之首。用腈綸和粘膠纖維做原料，經高溫氧化碳化而成。是制造航天航空等高技術器材的優(yōu)良材料。碳纖維主要由碳元素組成，具有耐高溫、抗摩擦、導熱及耐腐蝕等特性 外形呈纖維狀、柔軟、可加工成各種織物，由于其石墨微晶結構沿纖維軸擇優(yōu)取向，因此沿纖維軸方向有很高的強度和模量。碳纖維的密度小，因此比強度和比模量高。碳纖維的主要用途是作為增強材料與樹脂、金屬、陶瓷及炭等復合，制造先進復合材料。碳纖維增強環(huán)氧樹脂復合材料，其比強度及比模量在現(xiàn)有工程材料中是最高的。

現(xiàn)代碳纖維工業(yè)化的路線是前驅纖維炭化工藝法，所用3種原料纖維的組成、碳含量等見表。制造碳纖維用的原纖維名稱化學組分碳含量/%碳纖維收率/%黏膠纖維(C6H10O5)n4521～35聚丙烯腈纖維(C3H3N)n6840～55瀝青纖維C，H9580～90采用這3種原纖維制造炭纖維的流程都包括：穩(wěn)定化處理(在200～400℃空氣，或用耐燃試劑等化學處理)，碳化(400～1400℃，氮氣)和石墨化(1800℃以上，氬氣氣氛下)。為了提高炭纖維與復合材料基質的粘接性能需進行表面處理、上漿、干燥等工序。

碳纖維制品，就是指以碳纖維預浸布為原材料，通過不同的加工方法，加工成為能夠滿足使用要求的材料制品。由于碳纖維擁有極高的材質特性，因此碳纖維制品的強度大，硬度高，遠超過同體積同重量的金屬材質。因此，碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業(yè)領域有著廣泛的應用。

碳纖維行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及市場應用分析

碳纖維質量比金屬鋁輕，但強度卻高于鋼鐵，并且具有高硬度、高強度、重量輕、高耐化學性、耐高溫的特性。碳纖維耐高溫居所有化纖之首，用腈綸和粘膠纖維做原料，經高溫氧化碳化而成，是制造航天航空等高技術器材的優(yōu)良材料。碳纖維具有碳材料的固有本征特性，又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性，是新一代增強纖維，這也使其在航空航天、土木工程、軍事、賽車與其他競技體育運動制品很受歡迎。

據(jù)不完全統(tǒng)計，我國已規(guī)劃及在建的碳纖維產能共計14.07萬噸/年，數(shù)量十分可觀，且產能利用率穩(wěn)步提升，預計未來我國碳纖維供需緊張的格局將逐漸緩和。資料顯示，2010-2020年，我國碳纖維總需求量中對于國產碳纖維的占比從4.8%提高到當前的37.8%，相比2019年的31.7%，增長率達53.8%，國產替代趨勢明顯。2020年，國內碳纖維需求量達4.88萬噸，同比增長達29%，高于全球平均水平。預計到2025年，國內碳纖維總需求將接近14.95萬噸，國產碳纖維的市場占比也將逐漸提高。

根據(jù)中研普華產業(yè)研究院發(fā)布的《2023-2028年中國碳纖維行業(yè)深度調研與發(fā)展趨勢預測研究報告》顯示：

目前，全球碳纖維及其復合材料已在各個領域廣泛應用，包括航空航天、風電葉片、體育休閑、壓力容器、碳/碳復合材料、交通建設等領域。碳纖維需求量前三的下游應用領域分別為風電葉片、航空航天及體育休閑領域，分別占總需求的29%，15%和14%。在中國碳纖維行業(yè)發(fā)展過程中，國家給予了大力支持，極大地促進了碳纖維行業(yè)發(fā)展。企業(yè)和投資機構也紛紛看好碳纖維行業(yè)的發(fā)展前景，各路資本的大量涌入，為碳纖維行業(yè)帶來了刺激效應，使其呈現(xiàn)出前所未有的新熱點和新動態(tài)。同時，碳纖維行業(yè)應用領域廣闊，其并購需求和活躍度也十分明顯。

2022年我國碳纖維產量及需求量分別為4.43萬噸和7.75萬噸，同比分別增長77.2%和24.2%。據(jù)不完全統(tǒng)計，2022年我國碳纖維相關企業(yè)宣布計劃投產產能累計5.9萬噸。其中，新增的產品產能主要為大絲束碳纖維，其主要應用在風電、汽車領域。

當前，中國的高鐵建設正處于繁榮時期，通過多年的努力和積淀，中國已全面掌握高速鐵路的核心技術，行業(yè)總體水平已躋身于世界先進行列。交錯密布的軌道上，高鐵風馳電掣般的“中國速度”代表著“中國制造”已經走在自主知識產權引導發(fā)展的道路上。在此過程中，碳纖維新材料的運用不僅推動著高速列車行駛的輕量化，也將帶動高鐵制造業(yè)實現(xiàn)全新的變革，進一步提升“中國速度”。

碳纖維復合材料在軌道交通車輛應用對車輛的節(jié)約能耗以及性能優(yōu)化有著很重要的作用，但是在推行過程中也存在一些難度。第一個是因為碳纖維材料制作成本難度大、成本高，與鋁合金金屬車體制作成本相比，碳纖維車體的制作成本是其兩倍。再者就是對大型車體的研發(fā)技術要求較高，對于人才技術的要求都比較高，所以目前在軌道交通車輛上應用較多的主要是一些承載結構件、內飾件等。

碳纖維行業(yè)市場未來發(fā)展趨勢預測

碳纖維復合材料在軌道列車上的專利主要集中在車體、轉向架、車外設備、內裝四個方面。其中車體和轉向架的開發(fā)和應用專利比較多。相關數(shù)據(jù)顯示，到2025年，中國高鐵里程將超過3.8萬公里，且現(xiàn)役的高鐵列車超過了2500輛。列車的節(jié)能性、環(huán)保性、舒適性、便利性已成為高鐵列車未來的發(fā)展方向。而碳纖維因其優(yōu)秀的性能越來越受到軌道車輛研制企業(yè)的關注及采用，發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

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