碳纤维要降价了？这些应用有望突破！

关键词 | 碳纤维  供需现状

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2022年我国新增碳纤维产能已超过美国总产能，国产碳纤维市场份额首超进口产品。各企业纷纷宣布新建或扩能计划。在4月3—4日召开的第十届全国碳纤维产业发展（廊坊·安次）大会上，专家认为，集中扩能导致的供过于求会引发价格下行，这也有望刺激价格敏感型应用行业大量采用碳纤维，低成本高效率仍是下游关注的趋势。

建设碳纤维产业链创新生态

广州赛奥碳纤维技术股份有限公司总经理 林刚

广州赛奥碳纤维技术股份有限公司总经理林刚分享了碳纤维及其复合材料应用及趋势分析。林刚表示，2022年我国碳纤维行业成绩斐然：市场依然保持高速增长，总需求量比2021增长19.3%；2022年，国产碳纤维首次超过进口量，占到总需求量的60.5%；实际运行产能及总需求高居世界第一；2022年，全球十大最大产能公司中：吉林化纤（第二）、中复神鹰（第四）、新创碳谷（第八）、宝旌碳纤维（第九）。

但碳纤维行业仍面临不少问题：

●产业大而不强，国际竞争优势还未形成，评价指标就是性价比；

●重复建设严重；

●低成本技术开发意识不够强；

●国际化经营尚未起步；

●应用生态链创新严重缺乏。

对于碳纤维行业的发展，林刚提出了几项思考及建议：

2022年我国新增的碳纤维产能已超过美国总产能。近几年国内需求中，有1.8万~1.9万吨加工贸易，无论是性能、还是成本，这个量对国外的忠诚度较高；在高性能工业应用和大丝束工业应用中，供过于求、价格下行是必然的，这也有望刺激价格敏感型应用行业大量采用碳纤维。

市场牵引（market pull）及技术推动（technology push）两个思路，在产业发展的不同阶段，均会发挥作用。对于应用客户，这取决于当前的碳纤维的性价比是否能满足要求，如果满足，就会形成应用牵引，如果不满足，就可能需要技术推动及国家的支持。

廊坊市飞泽复合材料科技有限公司总经理  辛朝波

廊坊市飞泽复合材料科技有限公司总经理辛朝波作题为《大丝束碳纤维复合材料的应用技术探索》的报告。报告指出，大丝束碳纤维的市场份额持续提升，也是未来的主要趋势。飞泽复材顺应该趋势，在展纱、经编织物、预浸料等产品，以及风电、汽车等领域开展了一系列大丝束碳纤维应用探索，并且通过ES6碳纤维后地板项目开展了针对不同型号的碳纤维验证，积累数据超15万个，满足主机厂应用要求。

碳纤维复材应用加速突破

中航复合材料有限责任公司首席技术专家 李宏运

中航复合材料有限责任公司首席技术专家李宏运分享了关于航空碳纤维及复合材料发展的思考。国产碳纤维取得可喜成就，基本自主保障，国内总产能有望世界领先。国产航空树脂体系和复合材料品种和性能与国外相当，基本自主保障。李宏运建议加强从跟踪仿制到基于应用的创新，涉及纤维、树脂、复合材料和应用的科学、技术、工程和产业创新，前景广阔，任重道远 。

中国船舶集团有限公司第七二五研究所 彭运松

中国船舶集团有限公司第七二五研究所彭运松介绍了碳纤维复合材料在船舶舰艇中的应用。彭运松表示，船舶复合材料需要适应苛刻海洋环境、大型化结构、低成本要求。着眼未来，船舶建造将迎来巨大变革（极低的饱和吸水率、高质量要求和低成本并重以及长周期使用寿命）。其中，结构声学复合材料用于具有声学功能要求的结构件，可以完成金属材料不具备的吸声/隔声/透声等性能，在满足结构承载、减重、防腐的基础要求上，额外附带声学功能特性。当前，先进复合材料在船舶应用上面临快速发展的重大机遇，但同时面临来自增强材料、基体树脂、芯材泡沫、界面等方面的挑战。整体化、高精度、低成本、智能化制造工艺是关键。基础研究需要专项突破，集智攻关。如船舶主承力结构复材的安全可靠性评价，结构复合材料的阻燃防火评价，材料长期服役环境的性能评价及寿命预测，抗复杂载荷冲击技术，高压水吸附模型及材料性能演化机理，大丝束碳纤维/乙烯基树脂界面技术。

中车研究院新材料室主任 陈朝中

中车研究院新材料室主任陈朝中分享了轨道交通车辆高性能复合材料核心关切点及“十四五”发展展望。航天航空材料发展经历了金属到碳纤维复合材料的迭代，高性能复合材料的轻量化作用越发凸显。复合材料结构重量占比在逐年提升，机身复材占比提到52%。轨道交通装备领域，车体系统、电气系统、转向架系统、钩缓系统、制动系统和车内系统都是复合材料的应用开发方向。“十四五”轨道交通高性能复合材料的总体发展趋势是高效率和低成本，包括轨道交通车辆用复合材料快速选材及评估技术、典型部件结构优化设计及仿真技术、典型部件虚拟制造技术、典型部件装配技术等。

中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员 祝颖丹

中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员祝颖丹分享了汽车工业用复合材料轻量化技术。祝颖丹认为碳纤维复合材料规模化应用的主要问题是技术不足，关键环节脱节，主要表现在原材料成本高、设计水平不足、制造效率低下、回收再利用难。选材和制造工艺、性能要求和成本控制密切相关，选材时主要考虑成本、性能指标、使用环境、纤维/树脂匹配、工艺性和环保。宁波所自研碳纤维用上浆剂可显著提高复合材料界面性能超过30%。

国家新能源汽车技术创新中心先进材料业务单元负责人、淄博国创中心先进车用材料技术创新中心技术总监张振翀分享了双碳背景下的新能源汽车产业发展与先进复合材料的机遇

三一重能股份有限公司叶片研究院复合材料所材料工程师 谢存存

三一重能股份有限公司叶片研究院复合材料所材料工程师谢存存介绍了碳纤维在风电叶片中的应用。叶片大型化、轻量化趋势，对增强材料性能要求越来越高。拉挤碳板缺陷少，纤维含量更高，性能更高，已成为碳纤维叶片应用的主流材料，陆上和海上大叶片开始小批量应用。2022年全球风电碳纤维用量约为3.5万吨，其中至少95%以拉挤板形式应用于叶片主梁。国外最早将拉挤碳板应用于叶片，迄今已有十多年批量应用经验。2022年是拉挤碳板新叶型研发与储备期，预计2~3年内国内风电行业拉挤碳板市场需求暴增。拉挤碳板价格已成为制约风电应用的主要影响因素，建议尽快推出国产低成本大丝束碳纤维，支撑大叶片快速发展。

江苏龙蟠氢能源新材料室主任、IV型储氢瓶项目负责人 刘榛

江苏龙蟠氢能源新材料室主任、IV型储氢瓶项目负责人刘榛分享了IV型储氢瓶的市场机遇及面临的问题。车载储氢技术是氢燃料电池车发展的关键，直接影响氢燃料电池汽车的续航里程和成本等。氢燃料电池车载储氢技术主要包括高压气态储氢、低温液态储氢、固体储氢和有机液体储氢等。其中，气态储氢技术成熟、应用广泛、成本低，是目前储氢应用的主要方式。车载储氢国内以III型瓶为主，IV型瓶处于研发阶段；国外IV型瓶已广泛应用。

碳纤维是储氢瓶制造的关键原材料，其成本和性能对储氢瓶的成本和使用性能影响重大。根据美国能源局（DOE）的研究成果，碳纤维复合材料的成本占到储氢瓶成本的60%以上；当前国内储氢瓶所用的部分零部件及设备仍高度依赖进口（比如瓶阀、纤维缠绕装备等），采购价格高，后续随着构件国产化的持续推进，整体成本将随之降低。

碳纤维的选择上尽量用高强度碳纤维，可以减轻气瓶的重量，提高储存密度，但强度越高，气瓶的成本就越高，不利于产业化，需要寻找一个平衡点。同型号的纤维国内强度差距至少低10%。

北京化工大学材料科学与工程学院教授 马兆昆

北京化工大学材料科学与工程学院教授马兆昆介绍了萘系中间相沥青及其高导热炭材料的制备与应用。中间相沥青的原料：煤沥青、石油沥青（包括石油渣油和FCC油浆）和纯芳烃。日本萘系中间相沥青由于设备、安全等问题导致停产，煤系中间相沥青已产业化，但对我国封锁；美国石油系中间相沥青产业化，对我国封锁；中国石油系中间相沥青的研究与煤系和萘系中间相沥青相比，较为成熟，但产业化应用方面仍面临诸多问题，研究重点在于分子结构的调控和反应速度的控制。与煤系和石油系中间相沥青相比，萘基中间相沥青分子更易堆叠，且堆叠层数更多，经石墨化处理后更易生成较大尺寸的石墨微晶。

中航装甲科技有限公司副总经理、复合材料事业部部长宋磊磊介绍了超轻复合材料装甲批量化制备技术

上海波客实业有限公司总经理洪清泉介绍了以工业软件引领“数字复材”发展之路

优美特（北京）环境材料科技股份公司复合材料事业部项目负责人陈皓介绍了水性环保涂层在碳纤维基材上涂装应用

廊坊市飞泽复合材料科技有限公司副主任工程师徐冲分享了连续纤维增强树脂基复合材料快速成型工艺研究及应用

大连理工大学精细化工国家重点实验室、教育部智能材料化工前沿科学中心教授牛文斌介绍了仿生彩色碳纤维

代表在廊坊市飞泽复合材料科技有限公司参观工业4.0复合材料部件生产线

本次大会由中国化工信息中心主办

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