碳纖維行業(yè)深度調(diào)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(wǎng) 343 15
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碳纖維制品，就是指以碳纖維預(yù)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(zhì)特性，因此碳纖維制品的強(qiáng)度大，硬度高，遠(yuǎn)超過同體積同重量的金屬材質(zhì)。

碳纖維的概念

碳纖維，指的是含碳量在90%以上的高強(qiáng)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(jīng)高溫氧化碳化而成。是制造航天航空等高技術(shù)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(dǎo)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(jié)構(gòu)沿纖維軸擇優(yōu)取向，因此沿纖維軸方向有很高的強(qiáng)度和模量。碳纖維的密度小，因此比強(qiáng)度和比模量高。碳纖維的主要用途是作為增強(qiáng)材料與樹脂、金屬、陶瓷及炭等復(fù)合，制造先進(jìn)復(fù)合材料。碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，其比強(qiáng)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(qū)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(xué)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(xué)處理)，碳化(400～1400℃，氮?dú)?和石墨化(1800℃以上，氬氣氣氛下)。為了提高炭纖維與復(fù)合材料基質(zhì)的粘接性能需進(jìn)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(yù)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(zhì)特性，因此碳纖維制品的強(qiáng)度大，硬度高，遠(yuǎn)超過同體積同重量的金屬材質(zhì)。因此，碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

碳纖維行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及市場應(yīng)用分析

碳纖維質(zhì)量比金屬鋁輕，但強(qiáng)度卻高于鋼鐵，并且具有高硬度、高強(qiáng)度、重量輕、高耐化學(xué)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(jīng)高溫氧化碳化而成，是制造航天航空等高技術(shù)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(qiáng)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(yùn)動制品很受歡迎。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國已規(guī)劃及在建的碳纖維產(chǎn)能共計(jì)14.07萬噸/年，數(shù)量十分可觀，且產(chǎn)能利用率穩(wěn)步提升，預(yù)計(jì)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(chǎn)碳纖維的占比從4.8%提高到當(dāng)前的37.8%，相比2019年的31.7%，增長率達(dá)53.8%，國產(chǎn)替代趨勢明顯。2020年，國內(nèi)碳纖維需求量達(dá)4.88萬噸，同比增長達(dá)29%，高于全球平均水平。預(yù)計(jì)到2025年，國內(nèi)碳纖維總需求將接近14.95萬噸，國產(chǎn)碳纖維的市場占比也將逐漸提高。

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

目前，全球碳纖維及其復(fù)合材料已在各個領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，包括航空航天、風(fēng)電葉片、體育休閑、壓力容器、碳/碳復(fù)合材料、交通建設(shè)等領(lǐng)域。碳纖維需求量前三的下游應(yīng)用領(lǐng)域分別為風(fēng)電葉片、航空航天及體育休閑領(lǐng)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(jìn)了碳纖維行業(yè)發(fā)展。企業(yè)和投資機(jī)構(gòu)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(yīng)，使其呈現(xiàn)出前所未有的新熱點(diǎn)和新動態(tài)。同時，碳纖維行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)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(chǎn)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(jì)，2022年我國碳纖維相關(guān)企業(yè)宣布計(jì)劃投產(chǎn)產(chǎn)能累計(jì)5.9萬噸。其中，新增的產(chǎn)品產(chǎn)能主要為大絲束碳纖維，其主要應(yīng)用在風(fēng)電、汽車領(lǐng)域。

當(dāng)前，中國的高鐵建設(shè)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(shù)，行業(yè)總體水平已躋身于世界先進(jìn)行列。交錯密布的軌道上，高鐵風(fēng)馳電掣般的“中國速度”代表著“中國制造”已經(jīng)走在自主知識產(chǎn)權(quán)引導(dǎo)發(fā)展的道路上。在此過程中，碳纖維新材料的運(yùn)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(shí)現(xiàn)全新的變革，進(jìn)一步提升“中國速度”。

碳纖維復(fù)合材料在軌道交通車輛應(yīng)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?yàn)樘祭w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(shù)要求較高，對于人才技術(shù)的要求都比較高，所以目前在軌道交通車輛上應(yīng)用較多的主要是一些承載結(jié)構(gòu)件、內(nèi)飾件等。

碳纖維行業(yè)市場未來發(fā)展趨勢預(yù)測

碳纖維復(fù)合材料在軌道列車上的專利主要集中在車體、轉(zhuǎn)向架、車外設(shè)備、內(nèi)裝四個方面。其中車體和轉(zhuǎn)向架的開發(fā)和應(yīng)用專利比較多。相關(guān)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(guān)注及采用，發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

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  2023-2028年中國碳纖維行業(yè)深度調(diào)研與發(fā)展趨勢預(yù)測研究報告

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