2015全球碳纤维复合材料市场报告

林 刚

（广州赛奥碳纤维技术有限公司，广州 510075）

2015全球碳纤维复合材料市场报告

林 刚

（广州赛奥碳纤维技术有限公司，广州 510075）

对2015年全球碳纤维市场及供应需要进行了统计分析，并对中国的碳纤维市场及供应需要进行了详细解读。具体对全球碳纤维复合材料市场的需求的年份、应用、成本、区域、制造工艺及基体需求展开了详尽分析；还从航空航天、体育休闲、风电叶片、混配模成型、汽车交通、建筑领域、船舶游艇等8 个方面详尽分析了碳纤维复合材料在各领域的特点、发展趋势与展望。最后就世界碳纤维产业由于市场需求驱动的变化提出了两点观察与思考。

碳纤维复合材料；需求；产能；趋势

0 前言

《2014全球碳纤维复合材料市场报告》于2015年2月正式发表后，赛奥在这方面的工作获得了大家的肯定，同时也在业内形成了一个共识，即希望我们继续做下去，使之逐步完善并成为常态化发布的行业白皮书。为此，首先感谢业界的厚爱和期望，我们一定加倍付诸努力。

其次感谢德国碳纤维复合材料联盟（Carbon Composites e.V. -CCeV）的两位新的作者（MR. Thomos Kraus和Mr. Michael Kuhnel），从2014年开始，他们接替了MR. Bernhard Jahn的工作。也非常感谢CCeV参考了赛奥的意见，把中国领先企业列入了他们2015年的报告，其中重点列举了中复神鹰和江苏恒神的产能，由于CCeV只是列举排列世界前10 名产能的厂家，其他没有列举产能的厂家，将在本报告中逐一展示。

对于中国碳纤维市场，2014的数据是基于2013年的。即作者与富阳特种纤维应用研究所申屠年所长及台湾复合材料同业公会的赵珏秘书长在统计的2011数据基础上推导而成。重点是从大陆与台湾主要涉及的体育器材行业统计的，另外，国内一批从事碳纤维销售的优秀人才，如中国恒天创投的白雪垠先生和陈宇航先生、中复神鹰的李韦先生等，给我们提供了大量一线的数据，让我们从生产与需求两端去核实数据。在此，谨对上述朋友和更多没有提及姓名的朋友一并致谢。

今年，我们将以中国海关数据为主要依据，结合之前我们从市场得到的数据，希望给大家的是一张更清晰、更可靠和更具中国特色的市场版图，便于各碳纤维厂家按图索骥，更好地开展市场营销工作。相信越来越清晰的市场及用户信息，将有利于大家发挥各自卓越的产品性价比和营销手段去赢取市场。

2016年是我们碳纤维产业发展的一个重要年份。很多企业已经历了10 个年头的洗礼，其中有的企业在激烈的市场拼杀中脱颖而出，率先实现盈利；有的企业集聚资源，已经取得良好的经营业绩；有的企业则为保障国家战略物资甘当无名英雄；有的企业在巨大的投资与费用压力下，依然咬牙忍痛在坚守。我们认为，无论处在什么状态的企业，只要你不坑蒙拐骗，不胡吹乱侃，踏踏实实做事，都是应该值得我们敬仰的。十多年的建树和磨砺，我们已经拥有一批能肩负碳纤维发展使命和深谙行业发展规律的优秀企业家及团队，这是我们的希望所在！

2016年又是一个碳纤维产业发展的十字路口。会出现逐渐明朗的以航空航天为代表的军工用碳纤维与以汽车和风电为代表的工业用碳纤维“两个世界”的特征。各类碳纤维的型号，不过是针对各个用途的代码。行业、政府及社会要把这个对性能的攀比，转化到效益的攀比上。显然超级豪华车性能卓越，但肯定不如面向大众的汽车盈利多，由此可鉴，低成本碳纤维将是提升企业盈利水平的重要技术方向。面对国际对工业级碳纤维动辄数十万吨的需求预测，中国拥有世界一流的大规模的腈纶产业和十多年积累并不断提升的原丝技术优势，具备成为全球最重要工业用碳纤维基地的潜力。为此，必须大力提升我们的大产能和低成本化的碳化技术，以应对迎面扑来的工业用低成本碳纤维的重大发展机遇。

1 全球碳纤维市场

1.1 全球碳纤维市场需求量

全球碳纤维市场需求量见图1。

图1 全球碳纤维市场需求量

我们认为，达到100 kt年需求的预测是一个行业发展具有标志性意义的事件。我们预测，这个事件将发生在2018年，这个信心和依据主要来自2016年以来，出现各大丝束厂家碳纤维由风电巨头包销，造成大丝束碳纤维出现短缺的市场现状，以及宝马、福特为代表的欧美汽车厂雄心勃勃拓展复合材料在汽车领域应用的大趋势。

碳纤维行业是具备放量降价空间的。毕竟其最根本的原料—丙烯腈当前的价格是7 000多元/ t，经原丝与碳化工艺过程后，成本就达到1×105元/t以上，期间必然还有大量节省成本的空间。从碳纤维产业角度来讲，只要市场有明确的和大批量的需求，低成本碳纤维（比如6×104元/t）是完全可行的。

1.2 全球碳纤维市场需求结构

全球碳纤维市场需求结构见图2。

图2 2015全球碳纤维需求结构(单位/kt)

CCeV 2015年报告预测的全球碳纤维需求数据是58.0 kt，我们发布的2015年数据是74.4 kt。其中关键差别是：风电叶片我们统计是18.0 kt，远大于CCeV约8 kt的数据；中国的体育器材需求数据是9.3 kt，加上台湾省的1 千多吨，而整个大中华区体育器材需求占全球90%的份额，这样反推市场为11.5 kt，大于CCEV约7 kt的数据；我们压力容器方面的数据也比CCeV的乐观。

从市场排名看，风电叶片的用量第一次超越航空航天成为最大的分市场。2016年有很多碳纤维厂的24k及更大丝束碳纤维的生产线已被风电巨头包销，这也预示着近几年碳纤维将迅猛增长的趋势。

2014年的报告曾提到航空市场的较快增长，主要基于波音787需求的强劲驱动。2015年开始，空客A350作为新的驱动，会带来对碳纤维材料的迅猛增长直至2018年，之后航空市场的增速会放缓。

1.3 全球碳纤维市场需求金额

全球碳纤维市场需求金额见图3。

本报告统计数据采用了CCeV对各应用市场的碳纤维单价，基于需求量的差异，调整了整个市场的需求金额（见表1）。

从表1就可发现，航空航天用的碳纤维价格较高（以T800级别为主），而汽车与混配模成型用的碳纤维则价格较低的，风电叶片的碳纤维则最低。请注意，这里价格只能作为定性对比，不能把这个视作具体的市场销售价。比如汽车目前用的主流碳纤维是SGL的大丝束，市场售价约15 欧元/kg，而风电叶片的主要供应商ZOLTEK，其大丝束碳纤维的价格是11～12 美元/kg，三菱的大丝束碳纤维估计约13～14 美元/kg。

图3 全球碳纤维市场需求金额(单位/×106美元)

表1 全球碳纤维市场需求金额及其结构与单价

2 全球碳纤维供应

2.1 全球碳纤维产能

全球碳纤维产能见图4。

图4中国外厂家的数据来自CCeV 2014年报告。其中Toray收购了Zoltek，形成了总产能

4.47 ×104t/a，占世界总产能（1.33×105t/a）的

33.6 %；ToHo关闭了美国工厂2 400 t/a产能，所以其产能从2013年的1.39×104t/a降低到现在的

1.15 ×104t/a；随着西格里在美国第二期产能3 000 t/a的建成投产，其跃升为世界第二位；我们不仅增补了2015年形成1 700 t/a（后可优化成2 000 t/ a）的俄罗斯HCC的产能，还增补了被CCeV长期忽略的韩国最早（1980年代）生产碳纤维厂家TKI，在前几年恢复生产后，新增1 500 t/a产能，TKI是世界最大丙烯腈生产商，虽这两年不如晓星风光，但发展潜力巨大。

CCeV报告对中国企业是不熟悉的，我们再次做一个重要补充，希望他们借鉴并用于下年度报告。顺便强调，中国的数据是权威的。其产能是根据12k丝束来计算的。

2014年SGL收购了葡萄牙腈纶制造企业Fisipe，CYTEC与德国腈纶制造商DRALON形成了战略合作，共同开发低成本大丝束碳纤维。2015年期间并没有新的重大进展的报道。

图4 2015全球碳纤维产能

2014年，几乎所有的碳纤维巨头都宣布了扩产计划，如东丽与HEXCEL在欧洲扩产，三菱与美国在本土又一次扩产3 000 t/a的产能，CYTEC已经基本完成美国的双倍产能扩产计划，SGL在美国再一次扩产。这些扩产的产能将于2016年形成产量，或将在2017年的报告中会有体现。

2.2 全球碳纤维产能分布

全球碳纤维产能分布见图5。

图5 2015全球碳纤维产能分布[单位/(kt˙a-1)]

图5借鉴了CCeV 2015报告的部分数据，并作了调整，主要是加入了中国和俄罗斯的产能增量，即从CCeV的总产能125 kt/a调整到135.2 kt/ a。

希望大家能从图5的全球产能分布认识到：

日本的3 家公司均在亚洲、欧洲与北美有生产布局，美国Hexcel在美国与欧洲布局，SGL在欧洲（西班牙、英国和德国）和美国有布局，东丽ZOLTEK主要生产厂在墨西哥与匈牙利，这些巨头的产业布局，是决定这些国家有能力制造碳纤维的核心因素。

除了欧美日的这6 家国际巨头，自身具有技术和制造能力的国家与地区还有中国、中国台湾、韩国、土耳其以及俄罗斯。

中国产能的统计数据是23.8 kt/a，进入世界三甲，这个需辩证看待，实际上我们是23 家碳纤维厂的产能合计组成，这与当前世界格局区别是很大的，后面在中国产能篇有详细说明。

3 中国碳纤维市场

3.1 中国碳纤维需求量

中国碳纤维需求量见图6。

由图6可知，数据对比2014年报告有较大的调整，主要参考了我国历年的海关进口数据。但没有按大中华地区统计（台湾地区的需求估计在1.0～1.5 kt范围），只是对大陆地区作了统计。

2013年起对比前几年形成了需求猛增的趋势，我们认真分析了数据，得到的结论是碳纤维市场经过几年的培养，开始出现集中式增长的爆发势头。

鉴于此，从2015年到2020年，我们调整后按照12%年增长率来预测未来的需求数据。主要依据是：以自行车为代表的体育器材的持续增长，风电叶片需求的强劲增长（主要是盐城的TPI和天津的VESTAS），以及国内为风电叶片配套部件的需求增长；同时希望国产叶片能尽快加入对碳纤维的需求。

3.2 中国碳纤维需求来源

中国历年从日本（含韩国）进口碳纤维量见图7。

中国碳纤维需求来源见如图8。

图6 中国碳纤维需求量

图7 中国从日本(含韩国)进口碳纤维量

图8 2015中国碳纤维需求来源(单位/kt)

提请注意，Fabric & PP是指碳纤维织物及其预浸料。之所以包含韩国，主要是考虑东丽在韩国的4 700 t/a的碳纤维产能以及相关后续制品。到2015年，即使是韩国加工的织物与预浸料制品用的都是东丽的碳纤维。

3.3 中国碳纤维需求金额

中国碳纤维需求金额见如图9。

从图9进口来源国解读几组数据：

2015年，日本及韩国（东丽分公司）出口到中国的碳纤维为7 400 t，占总供应量的44%，几近半壁江山。这其中包含了25.6%的碳纤维织物与预浸料。所以，对于高端碳纤维、制品及基础复材，国内还是有旺盛需求的。

天津VESTAS和盐城PPI两家风电叶片消耗了近900 t大丝束碳纤维，主要来源是东丽Zoltek在匈牙利的工厂。

台塑和土耳其DOWAKSA共销售了近4 000 t碳纤维。中复神鹰销售了约1 400 t碳纤维，剩下的1 100 t碳纤维由3～4 家单位分享。所以，中国现有的23 家碳纤维企业，能形成有效市场化销售的（不含特殊销售）只有4～5 家。这说明一个严酷的现实：中国碳纤维产业有效供给严重不足。

3.4 中国碳纤维需求量

中国碳纤维需求见图10。

中国碳纤维需求量城市前10 名见表2。

图9 2015中国碳纤维需求金额(单位/×106美元)

图10 2015中国碳纤维需求量(单位/t)

从需求省份看，碳纤维复合材料产业的集中度相当高。除北京并没有什么碳纤维产业，其需求数据主要源于位于北京的土耳其DOWAKSA代理—恒天创投公司，所以，中国只有6 个省份拥有规模复合材料产业：广东、上海、福建、山东、江苏和天津。仅广东与福建两省需求近7 000 t，占全国41%的份额。

同时，广东省在全国碳纤维需求前10 名城市中占据4 席，这与台湾地区体育器材厂家在该省的巨大投资有直接关联。

3.5 中国碳纤维需求金额

中国碳纤维需求金额见图11。

中国碳纤维需求金额城市前10 名见表3。

3.6 中国碳纤维产业需求量

中国碳纤维产业需求量见图12。

这个应用划分是参考之前数据。市场格局与2014年基本没有变化，只是加入了风电叶片的分市场。

图11 2015中国碳纤维需求金额(单位/×106美元)

表2 中国碳纤维需求量城市(区)排名前10 名t

表3 中国碳纤维需求金额城市前10 名×106美元

体育器材依然是近60%的主要份额。这两年众多体育器材中，自行车无疑是增长最快的亮点。除了传统的台资大厂，国内也涌现出一批制造复合材料自行车的企业。比如深圳喜德盛、泰山体育、江苏ZGL等公司。

风电叶片必定要利用碳纤维模量的优势，但因为有以往玻纤系制品成本的参照，对碳纤维的价格有很高的门槛要求。Zoltek因为价格较低优势，占领了很大的市场份额。如果中国能量产48～60k大丝束碳纤维，价格控制在10 美元/kg，对全球1.8×104t风电叶片需求的客户而言，还是具有很强的吸引力。

面对涌动而来的汽车市场的巨大需求潜力，我们则提出一个新的观念：汽车行业规模巨大，工业现代化程度高，技术密集和精英集聚，我们须站在全球汽车原材料供应链的角度，与领先的汽车企业及一级供应商建立往来，我们只需苦练内功，尽快做出低成本的大丝束碳纤维，相信客户就一定会主动找上门来。

图12 2015中国碳纤维产业需求量(单位/kt)

4 中国碳纤维供应

4.1 中国碳纤维产能

中国碳纤维产能见图13。

我们统计了24 家具有规模产能的企业，对于科研院校的实验设施，折合统计为100 t/a产能，截止到2016年7月底，产能总计是2.381×104t/a。其中：

• 产能＞1 000 t/a有6 家；

• 产能500～1 000 t/a之间有6 家；

• 产能100～500 t/a之间有9 家；

• 产能＜100 t/a有3 家。

对比2014年报告，2015年的特点是：产能的集中度在加强，新的投资依然在进入，比如新晋10强的浙江精功集团旗下的精业新材及中安信科技。

除了上述碳纤维产能的统计，我国还有原丝产能方面的统计：

• 吉林化纤集团下的吉林碳谷公司，其在巨大的腈纶工业基础上，建设了5 000 t/a PAN基原丝的产能，除了向国内同行销售原丝，还批量出口；

• 中石油集团下属的上海石化公司，也具有世界前三甲的腈纶工业基础，建设有1 000 t/a产能的PAN基原丝，同时还拥有500 t/a产能的碳化线1条。

• 山西恒天曾经是我国较早专业生产PAN基原丝的单位，但近几年已基本停产。

除了PAN基碳纤维，国内还有一批沥青基碳纤维正在火热建设中，粘胶基碳纤维也有一定的工业制造基础。

4.2 中国碳纤维产业的新发展

中国碳纤维产业发展的十多年，道路极其曲折。然而经过多年的积累，这个行业在2015年跨上了新的发展台阶。

图13 中国碳纤维产能(前10 位制造商)

4.2.1 原丝技术方面

湿法T700级别12～24k技术基本成熟，吉林化纤、金山石化等公司原丝在澳洲CARBONNEXUS对原丝碳化后测试，均得到很好的评价。下一步的发展方向是“提速+提束”（徐樑华教授和李书乡董事长归纳），充分发挥这两家公司在腈纶上工业的优势，为中国碳纤维产业提供质优价廉的原丝。这将为高性价比工业用碳纤维打下坚固的根基。

干喷湿纺技术是国际推崇的，东丽与Hexcel均有成熟的技术，中复神鹰、江苏恒神、威海拓展等公司对该技术做了很好的发展。干喷湿纺工艺做出的碳纤维，性能优越和外表光洁，为中国高性能碳纤维打下了扎实的基础。

“干湿法”与“湿法”两条技术路线，可以很好地相互促进，比如“湿法”去借鉴“干湿法”的高速度纺丝技术。这个结合一定会将中国原丝水平带到一个更高的层次。原丝油剂十分关键，不仅影响品质，更是成本的重要因素，需要特别重视。

4.2.2 热稳定化碳化技术方面

从2015年起，国际碳化技术展开了新一轮创新热潮，尤其是围绕最核心的热稳定化（俗称预氧化）工艺做出了重大突破，这个突破一定会继续深入，并将最终摘掉碳纤维产业“高能耗”的帽子。

国内碳纤维企业在这个方面也做出了很多努力，一些厂家已经把热稳定化时间缩短了一半。同时，大家更注重整条碳化线的能耗优化和提升产能，这个工作是低成本碳化的关键。

2015年，广州赛奥碳纤维技术有限公司先后组织两批企业（自行去的还有3～4 批）到澳洲CARBON NEXUS 碳化线参观学习。两次均用的是吉林化纤的原丝在开车，参观代表对车间环境、碳纤维品质、整线能耗、易操作性等特点留下了深刻的印象。CARBON NEXUS完全开放的态度，也让参观者感受到碳化工艺的优化蕴藏着大量的技术和创新。表面处理与上浆，是碳化纤维最终成为商品碳纤维的关键环节，与各种不同上浆剂基体和剂量的处理结合，才能满足结构复合材料应用的多元性，最大限度发挥出碳纤维的增强效果。碳纤维厂家必须与国内专业机构加强合作，把这个工作抓起来。

原丝与碳化技术是相互促进的。日本的研究表明，可以在原丝阶段完成“热稳定化”；国内外实践证明，原丝的调节可以缩短“热稳定化”时间。这些技术有待于国内专家去攻克。

回顾2015年，通过碳纤维行业同仁的一致努力，在技术积累上，已经出现让人欣喜的一面。原丝产业化完成了重大突破，碳化技术进入快速提升期，结合国际创新，我们可在2～3 年得到飞速的进步。而市场方面，各个分市场均表现出强劲的需求，尤其以风电叶片和汽车为代表的工业碳纤维的需求机遇更是迎面扑来。对比国际巨头，我们每家企业还势单力薄，所以，“集聚创新发展”应成为我们行业发展的重要思路。

5 全球碳纤维复合材料市场

5.1 全球碳纤维复合材料需求

全球碳纤维复合材料需求见图14。

图14 全球碳纤维复合材料需求量

图14 是根据统计的碳纤维需求数量，按照碳纤维在复合材料中一般占质量分数65%计算。其目的是给大家一个碳纤维复合材料全球需求规模的概念。

5.2 全球碳纤维复合材料需求和成本

全球碳纤维复合材料需求和成本见表4。

5.3 全球碳纤维复合材料产业需求量

全球碳纤维复合材料产业需求量见图15。

5.4 全球碳纤维复合材料销售额

全球碳纤维复合材料销售额见图16。

5.5 全球碳纤维复合材料需求额

全球碳纤维复合材料需求额见图17。

5.6 全球碳纤维复合材料工艺需求量

全球碳纤维复合材料工艺需求量见图18。

5.7 全球碳纤维复合材料树脂基体需求量

全球碳纤维复合材料树脂基体市场需求量见图19。

图19采用的是CCeV 2015年的统计数据，树脂基复合材料是自行计算的数据。

表4 全球碳纤维复合材料需求和成本

图15 2015全球碳纤维复合材料产业需求量(单位/kt)

图16 2015全球碳纤维复合材料产业销售额(单位/×109美元)

图17 2015全球碳纤维复合材料地区销售额(单位/×109美元)

图18 2015全球碳纤维复合材料工艺需求量(单位/kt)

图19 2015全球复合材料基体市场需求金额(单位/×109美元)

对于热固性与热塑性复合材料的需求，CCeV 2015年的需求比率为77%∶23%，按照自行统计的数据计算，热固性复合材料需求1.065×1010美元，热塑性复合材料需求3.26×109美元。如同2014年的报告，作者对这个占比23%还是持怀疑态度，热塑性复合材料的优势不言自明，但是也有其较大的劣势，核心是对碳纤维的浸润性与界面处理问题，须重点突破热塑性树脂的创新上。

在关注树脂基复合材料的同时，我们也要关注碳基、陶瓷基和金属基复合材料，我国碳基复合材料已经形成相当产业。陶瓷基和金属基是始于航空航天军工的重要材料，需更加重视，尽早实现产业化。

6 复合材料应用发展趋势与展望

6.1 航空航天应用市场

该市场碳纤维需求及发展趋势见图20。

航空航天碳纤维需求市场份额见图21。

商用飞机对碳纤维需求驱动是巨大的，前两年受益于波音787为代表机群，2015年开始，空客A350又成为碳纤维需求的重要引擎。我们期盼中国商飞C929成为碳纤维行业发展的引擎。

6.2 体育休闲碳纤维应用市场

体育休闲市场的分市场组成以及10 年来的需求发展情况见图22。

体育休闲市场碳纤维需求趋势见图23。

体育休闲市场的特点是：国际品牌，大中华（以台资为主）加工制造。制造工艺相对传统，劳动力密集。国际品牌的经营能力是国人的短板，而极少欧美复材企业的参与，又使得这个领域的工艺创新乏力。期盼大陆更多有实力的企业参与到这个市场，以材料的多形态与自动化工艺推动这个市场的多元化发展。

6.3 风电叶片应用市场

风电叶片碳纤维需求量及趋势见图24。

图20 航空航天碳纤维需求量及发展趋势

图21 航空航天碳纤维需求市场份额

图22 体育休闲碳纤维需求市场及发展情况(单位/t)

图23 体育休闲碳纤维需求量及趋势

风电叶片对碳纤维的需求在2013年急剧下滑，主要原因是2013年国际新增装机容量的下降。2014年，风电对碳纤维的需求持续回暖，2015年恢复了强劲增长，风电市场抵御了低迷石油价格的冲击后，我们预测，风电行业将会持续强劲增长。

国际主要采用碳纤维制造风电叶片的企业是：VESTAS、GEMESA-SIEMENS、Nortex和GE，重要的碳纤维叶片制造商还有LM、TPI和巴西的Tecsis，我国主要的叶片制造商中材科技、中复连众、中航惠腾等均在积极研究碳纤维在叶片梁的应用。

从叶片发展看，碳纤维如何在“分段式”叶片发挥作用，是我们应重点关注的方向；成型工艺方面，由于风电叶片对成本的高要求，复合材料经典的缠绕与拉挤工艺，必然会成为叶片梁最重要的工艺。

6.4 混配模成型应用市场

混配模成型碳纤维需求量及趋势见图25。

前面提到混配模成型（Molding & compound），严格讲是对成型工艺的描述，但由于这些工艺横跨的应用多，所以把它归类成一个应用。

混配（compound）主要是指非连续碳纤维增强塑料，主要形态有磨粉、短切和长碳纤维增强，与塑料结合，用于提升材料的力学性能、静电性能、电磁屏蔽性能以及热性能。通过双螺杆的混配，形成增强塑料颗粒，再通过注塑或模压工艺做成零件，广泛应用于电子电气、办公设备、体育器材、交通工具等。

模成型（Molding）主要是指片状模塑料（Sheet Molding Compound-SMC），团状模塑料（Bulk Molding Compound-BMC），这类材料是纤维与热固性基体混配后形成的，再通过模压工艺完成零件制造。广泛应用于汽车、电子电气、化工装备、船舶等领域，通常是形状比较复杂的零件。

非连续碳纤维复合材料，以对纤维性能的牺牲换取了低成本和高产能。更好地满足了工业领域对性价比的需求。

6.5 汽车应用市场

汽车碳纤维需求量及趋势见图26。

国际上对于碳纤维在汽车的应用，汽车大厂已经从之前“碳纤维是否应该用在汽车上”的争论，纷纷转移到具体产业的布局与实施。

图24 风电叶片碳纤维需求量及趋势

图25 混配模成型碳纤维需求量及趋势

BMW完成了i3和i8纯碳纤维复合材料车身之后，正在研发另一款i系列车型，同时，用“Carbon-core”与铝合金和高强钢混合使用，进入7系列车型，后面势必延伸到6系和5系车型。

福特和通用则侧重重要零部件的开发与使用，积累对碳纤维复合材料的制造和应用经验。其中重要的部件是轮毂。

韩国现代2014年展出的概念车INTRODO氢能源汽车，被业界认为是宝马之后的又一批量碳纤维复材的车身车型。

我们经常会遇到两个问题：碳纤维复合材料是否会在汽车领域大批量使用？我们有如下观点：

• 从技术角度，毫无疑问碳纤维复合材料是汽车轻量化最佳选择，从F1赛车和豪华车多年的使用已经证明。

• 目前，复合材料的成型工艺成本远远大于碳纤维本身，我们坚信：庞大而实力强劲的汽车行业的加入，会极大地促进复合材料制造工艺的创新、效率和自动化，从而实现全寿命周期、综合评定的低成本（考虑排放因素）。

• 早在1990年代，碳纤维与汽车行业有一个比较普遍的共识，就是5 美元/磅低成本碳纤维是汽车批量使用的基本条件。碳纤维产业会因为汽车的需求驱动，将发生一次深刻的工业革命。这场革命的特征是：从封闭到开放工业新生态，通过技术创新，去掉碳纤维“高能耗”帽子，从“小众贵族”演变成“大众材料”。

国内众多汽车企业已纷纷尝试碳纤维复合材料在汽车上的应用，这是值得肯定的，但是技术起点太低，“瞎忙乎”或“拾人牙慧”的居多。汽车行业应该主动与碳纤维复合材料行业建立深度和有效的合作机制。

6.6 压力容器应用市场

压力容器碳纤维需求量及趋势见图27。

尽管目前压力容器的市场需求并不大，然而却有着蓬勃发展的空间。

燃料电池的低成本突破，将会对新能源汽车的技术路线图做出根本的改变，出现电动汽车与燃料电池汽车并行的市场局面。2015年下半年，丰田推出的燃料电池车MIRAI，得到市场的热捧。其他公司燃料电池汽车也将在2016～2017期间陆续推出。这将对高压氢气瓶带来强劲的需求，从而对高品级碳纤维将有巨大的拉动。

图26 汽车碳纤维需求量及趋势

图27 压力容器碳纤维需求量及趋势

CNG拖车大气瓶的需求，在Hexagon Lincoln的推动下，其最新款TITAN XL（12.2 m柜，1.5×104m3）2015年在拉美试运行，2016年7月获得美国交通部上路许可。国内中材科技也在积极推动这个项目。

高端压力容器对碳纤维性能的稳定性要求极高，源于高端压力容器非常严格的安全要求。碳纤维企业必须向客户证明：从第1 天到第365 天，每天生产的碳纤维的品质是稳定的。“维稳”无疑是碳纤维产业最为核心的因素。而高端压力容器的进入，无疑是敕封碳纤维行业的一枚荣耀的“勋章”。

6.7 建筑应用市场

建筑用碳纤维需求及趋势见图28。

随着建筑与桥梁的老化，碳纤维复合材料用于建筑补强的市场是越来越大。CCeV2014的资料显示：美国有半数桥梁（6×105座）已经到了该维修的阶段了，而欧洲有更多的老桥梁与老建筑。德国政府计划在2030年前花费1.6×1010欧元来维修。

除了建筑补强领域，桥梁拉索的复合材料化，是日本研发的重点，我国也曾经做过一些研究。

对于海上建筑（如人工岛屿、海上石油平台等），碳纤维复材不光轻（可降低运输和工程费用），而且耐腐蚀（可大大提升使用寿命），在成本降低之后，会有更加广阔的应用空间。

军事上，采用轻质刚强的碳纤维复合材料，可以大大提高部队临时架设桥梁的效率，从而大幅度提升作战速度。

碳纤维增强水泥、碳纤维格栅增强混凝土、碳纤维格栅除冰公路等，在国际上也有较多的研究，某些项目已经产业化。

前面提到，由于我国为数庞大的桥梁和建筑普遍存在质量和老旧隐患问题，本应对碳纤维补强材料的广泛应用有很大的需求潜力，但是，加固补强行业的鱼龙混杂，材料市场的以假乱真和以次充好，施工单位的人员操作技能差，工艺流程不规范，偷工减料，工程质量差，加之工程监管和检测的失控，导致市场对碳纤维加固补强信心不高，相关职能部门应予以充分重视。应出台新的材料与施工标准，强化监管力度，从技术层面大大降低不同素质施工人员对工程质量的影响；从法治层面整治和规范加固市场，严惩违法违规的行为和人，或将是重振这个行业市场的重点。

6.8 船舶应用市场

船舶碳纤维需求及趋势见图29。

图28 建筑碳纤维需求量及趋势

目前，船舶领域对碳纤维的需求主要是：竞赛类船舶及附件，超豪华游艇及军事用途的船舶，以及各类船舶的桅杆。

对于竞赛类船舶，减轻质量的价值相当巨大。据国外同行信息：每减轻质量1 kg价值相当于1×104美元。随着我国水上竞技项目的发展以及公众的跟随效应，将对碳纤维形成新的需求。

各大海军强国加强了对碳纤维复合材料的使用，我国海军也不例外。从小型舰艇到大型舰船是一个发展趋势，舰船无人化也是一个重要趋势。

相关军舰的复合材料应用，可以参考A.P. Mouritz(a)，E. Gellert(b)，P. Burchill(b)，K. Challis(b)“应用于海军舰艇和潜艇的先进复合材料结构综述”的文章。

6.9 其他值得关注的应用市场

有关新兴的应用市场，我们仍然采用了2014年报告的内容。

6.9.1 深海石油平台

人类逐步向深海开发油气资源，传统金属材料已经无法承受负荷或安装运输成本的剧增，这就需要轻质刚强的碳纤维复合材料来取代。目前，欧美在多个深海油田试验了图30中的产品。已经表现出卓越的性能，甚至成本的竞争力。但目前我国海洋石油的开采工作多为国外公司承包，所以，这类产品的开发还基本没有开始。

6.9.2 高速铁路

据国外统计，时速350 km/h高铁的单位乘员能源消耗基本与飞机持平，而运送一位乘客，汽车需要297 kg，商用飞机是446 kg，高铁则达到752 kg。高速加超重不光消耗巨大的能源，更大幅度增加了轨道设施的基础建设成本。所以，高铁的轻量化势在必行。高铁是中国工业崛起的少有的明星，具备相当的自主研发能力，轻量化技术将是高铁加强与巩固自主研发能力的重要举措，高铁被称之为地面飞行器，可以参考航空飞行器的减重思维。

国际上各大高铁技术公司都在紧锣密鼓地开发高铁用碳纤维复合材料，比如日本采用碳纤维与芳纶的混杂材料做车体下部的裙边，韩国借鉴整体机身的缠绕工艺，开发出碳纤维复合材料整体车身。转型架、车头、地板等部件，国外均有碳纤维复合材料的研发。

6.9.3 油气管道修补

近几年，我们常见油气管道和城市公用工程管道的泄漏给社会带来巨大的生命与财产损失。据报道，国际管道修补的市场约5×1011美元。越来越多的管道公司开始采用复合材料作为重要的修补材料。碳纤维复合材料虽然价格贵于玻璃纤维复合材料，但在一些高压与特殊环境中是必不可少的。随着油气公司与政府的充分重视，高性能的碳纤维复合材料必定会在管道修补上得到广泛应用。

7 观察与思考

在“2014年全球碳纤维复合材料市场报告”中，我们的关注点在“国际碳纤维市场供需两旺”和“国内碳纤维产业发展凋零”形成的“冰火两重天”的对比与担忧。本报告希望把视野过多地放到国际层面上，兼顾国内的发展现状，做出如下的观察与思考。

7.1 世界碳纤维产业由于市场需求驱动的变化，已经演变为“大小丝束两个不同的世界”

⑴ 我们认为，大、小丝束碳纤维本身的技术、生产体系、应用市场是截然不同的。小丝束的核心市场是航空航天，主要追求“高性能”；大丝束的核心市场是以汽车和风电为代表的工业领域，主要追求的是“低成本”；而中间的典型市场，如体育器材、压力容器等，大、小丝束均可以争夺。

⑵ 技术层面，碳纤维从普通模量、中模量到高模量集成，是一个正常的思路。然而仅从这个单一维度去引导产业或将会形成严重的误导！这就如同顶级豪华车的技术含量通常高于常规汽车，假如大型汽车厂把顶级豪华车作为产业的进步阶梯，抑或将万劫不复。所以，“科技追求”与“产业发展”是有显著区别的。

⑶ 2015年，以汽车和风电为代表的工业级碳纤维的持续和强劲的增长，世界碳纤维企业尤其是我们新生的碳纤维企业均在思考：在大、小丝束的不同世界中，企业该如何定位？同时，市场需求的剧烈变化，也给碳纤维产业带来了新的洗牌机会：未来的碳纤维该何去何从？”

7.2 世界碳纤维产业将随着市场需求驱动的变化，在2020年前或将完成一场产业技术革命

⑴ 碳纤维企业在产业链中，将从“封闭”走向“开放”。从1960年代发展至今，由于碳纤维材料是一个典型的军民两用物资，所以形成了合理的“封闭”，而高度文明的工业核心是社会大协作，没有开放，就难以形成协作效率与效益。

⑵ 经历60多年的发展，世界碳纤维总产能只有区区7×104t/a强。本质上，碳纤维是一种特种化学纤维，对比其他化学纤维，这个产能是羞于启齿的。

⑶ 1980年代末，日本就开发出典型高性能品种“T1000”和“M60J”，生产技术就基本成熟与定型，至今约30年时间，但无论是性能还是生产技术，并无重大变革，对比其他行业，这也是一个罕见的现象。

⑷ 热稳定化（俗称预氧化）技术，会成为这场革命的先导！无论是快速热稳定化技术，还是在原丝阶段完成预氧化技术，一定会对现有生产技术形成巨大的变化，同时摘除碳纤维制造“能耗高”的恶名。

从碳纤维诞生至今，航空航天市场无疑是碳纤维产业发展的驱动引擎，航空航天是当代工业的“皇冠”；但从另一个角度，这个引擎也有其“封闭保守”的一面，繁杂、漫长与昂贵的“试航认证”体系，当碳纤维被真正用上时，基本是10～20 年前技术的碳纤维。对比之下，汽车行业则是另一种高度工业化的产业，每年有数百种不同车型推出，精益生产，把效率、品控和成本控制发挥到人类工业的极致。所以，“汽车引擎”与“航空航天引擎”对碳纤维产业牵引，有着本质的巨大差异，碳纤维产业该如何去应对这个挑战？

[1] CCeV. 2015 Global Carbon Fiber Composite marker report, 德国.

2015Global carbon fiber composite market report

LIN Gang

( ATA Carbon Fiber Guangzhou Co., Ltd., Guangzhou 510075 China )

This report analyses the global carbon fiber market and demand in 2015, and also the market in China. It states in details in terms of years, applications, costs, areas, production process. The author elaborates the features, trends and prospects in 8 segments, including aerospace, sports, windmills, molding, automobiles, construction, ship & yacht. At the end, considering that the global carbon fiber industry has been driven by the market demand, the author proposes his observation and thoughts.

carbon fiber composite; demand; capacity; trends

TQ342.7; TB334

A

1007-9815（2016）04-0001-15

定稿日期:2016-08-16

林刚（1971-），男，四川广元人，高级工程师，主要从事碳纤维及其复合材料设备的研发制造，（电子信箱）lingang@atamachinery.com。