碳纖維迎來發(fā)展機(jī)遇

　　碳纖維是一種碳含量在 90%以上的高強(qiáng)度高模量纖維材料，耐高溫性能居所有化纖之首。作為新一代纖維，碳纖維密度低，質(zhì)量比金屬輕，強(qiáng)度卻是鋼鐵的 16 倍，既具纖維的柔軟性，又不失碳材料本身的固有屬性，這就是它的價值。碳纖維復(fù)合材料是由碳纖維與金屬、陶瓷、樹脂等基體制作而成，其比強(qiáng)度和比模量在所有現(xiàn)存的工程材料中居首位。

　　按原材料的不同，碳纖維可分為三類，世界上能夠達(dá)到工業(yè)規(guī)模化生產(chǎn)的主要有聚丙烯腈（PAN）基碳纖維、瀝青基碳纖維和黏膠基碳纖維三種，其中 PAN基碳纖維占據(jù)絕對主要地位，份額達(dá) 90%以上，其次是瀝青基碳纖維約占 6-8%， 黏膠基碳纖維產(chǎn)量最低。

　　新材料在線的統(tǒng)計結(jié)果顯示，過去一段時間全球碳纖維市場穩(wěn)定增長，2019 年的需求總量約為10.37 萬噸，較去年9.26萬噸同比增長10.03%，較2008年 3.64萬噸，CAGR為9.81%，預(yù)計2020年全球總需求將達(dá)到11.24萬噸。

　　而中國碳纖維總需求已從 2008年的8.2千噸，增長到2019年的34.7千噸，CAGR 為14.01%，高于全球平均水平。但另一方面，國內(nèi)碳纖維仍嚴(yán)重依賴進(jìn)口，2019年國內(nèi)產(chǎn)量為1.2萬噸，僅占到總需求量的31.7%。值得欣喜的是，國內(nèi)產(chǎn)量已經(jīng)連續(xù)兩年增速超過 30%。

　　從應(yīng)用領(lǐng)域來看，航空航天、體育器材、汽車、建筑補(bǔ)強(qiáng)、模塑混配等經(jīng)典應(yīng)用場景的需求依然旺盛，而風(fēng)電、壓力容器等新興領(lǐng)域成為又一個驅(qū)動市場的重要引擎。其中風(fēng)電和航空航天占比接近一半，其次是體育休閑和汽車市場。

　　航天航空是碳纖維全球最大的需求市場，航空領(lǐng)域應(yīng)用包括軍機(jī)和民機(jī)兩個市場，其中商用飛機(jī)需求貢獻(xiàn)最大，占比約 70%。另一方面，國內(nèi)航空航天碳纖維領(lǐng)域處于起步階段，國產(chǎn)飛機(jī)正處研發(fā)關(guān)鍵階段，碳纖維行業(yè)亟待擴(kuò)大生產(chǎn)力。國內(nèi)的主要研究項目是大型民用飛機(jī)C919，以及寬體客機(jī)C929，前者復(fù)合材料用量占結(jié)構(gòu)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的12%，后者預(yù)計不少于30%，如果進(jìn)入批量生產(chǎn)后，碳纖維的需求將會激增。

　　除此之外，風(fēng)電市場發(fā)展空間巨大，成為碳纖維市場新增量。2019 年全球市場的風(fēng)電新增裝機(jī)容量為60.4GW，較2018年新增19%。原有鋼鐵材料做成的風(fēng)電葉片質(zhì)量非常大，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電葉片轉(zhuǎn)動時，摩擦力非常大，容易造成損耗，降低發(fā)電效率。在控制質(zhì)量的前提下還要提高葉片剛度，而碳纖維作為質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、模量高的新型材料正逢其時。

　　最后，最近很火的新能源汽車也是未來碳纖維的重要應(yīng)用領(lǐng)域。中國汽車工程學(xué)會編制的《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》明確新能源汽車作為未來汽車行業(yè)發(fā)展方向的必要和必然性，同時確定了將汽車輕量化作為七大發(fā)展方向之一，實現(xiàn)輕量化歸根到底需要車身的材料輕量化，而碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料是最理想的輕量化材料。