近日碳纖維復(fù)材領(lǐng)域突破性技術(shù)應(yīng)用成果頻頻發(fā)布。
1月10日，全球首列碳纖維地鐵列車“CETROVO 1.0碳星快軌”，在青島地鐵1號(hào)線正式上線，投入商業(yè)運(yùn)營。相較于傳統(tǒng)金屬材料車輛，CETROVO 1.0碳星快軌車體減重25%，轉(zhuǎn)向架構(gòu)架減重50%，整車減重約11%。車身更輕跑起來更節(jié)能，運(yùn)行能耗降低7%。
2024年12月29日，中國國家鐵路集團(tuán)有限公司（簡稱“國鐵集團(tuán)”）發(fā)布了全球運(yùn)營時(shí)速最快高鐵列車CR450動(dòng)車組樣車。車身應(yīng)用了大量輕量化新材料，實(shí)現(xiàn)動(dòng)車組整車運(yùn)行阻力降低22%，減重10%。
2024年9月10日，由中車齊車公司、國家能源集團(tuán)鐵路裝備公司和北京低碳清潔能源研究院聯(lián)合研制的全球首批碳纖維復(fù)合材料輕量化重載鐵路貨車正式下線。技術(shù)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過三年協(xié)同攻關(guān)，終于成功研發(fā)適用于重載鐵路貨車領(lǐng)域的先進(jìn)碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料，攻克了復(fù)合板材大部件一體化制備等關(guān)鍵技術(shù)難題，該材料比強(qiáng)度、比模量分別為鋁合金材質(zhì)的3~5倍和1.5~1.8倍，能夠更好地滿足重載鐵路貨車的輕量化和大部件生產(chǎn)使用要求，具有更輕更節(jié)能、強(qiáng)度更高、環(huán)境適應(yīng)性更強(qiáng)等技術(shù)優(yōu)勢。
隨著社會(huì)的高速發(fā)展，全球氣候變暖問題逐漸加劇，能源消耗持續(xù)增長，輕量化技術(shù)在“雙碳”背景下應(yīng)運(yùn)而生且發(fā)展迅速。碳纖維復(fù)合材料憑借其低密度、高強(qiáng)度、耐腐蝕、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)等優(yōu)異的物理和機(jī)械性能廣泛地應(yīng)用于航空航天、能源、體育用品、汽車以及建筑補(bǔ)強(qiáng)等眾多領(lǐng)域。尤其國家已將低空經(jīng)濟(jì)提升至戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的高度，碳纖維復(fù)合材料將成為低空經(jīng)濟(jì)“起飛”的關(guān)鍵材料。
行業(yè)快速發(fā)展
2019—2023年是我國碳纖維產(chǎn)能的爆發(fā)期，五年產(chǎn)能翻了近五倍；2024年，國內(nèi)產(chǎn)能增速減緩，新增投產(chǎn)項(xiàng)目進(jìn)入冷靜期。截至2024年底，國內(nèi)碳纖維年產(chǎn)能達(dá)135500噸，新增產(chǎn)能15300噸，產(chǎn)能增速為12.73%，產(chǎn)能增速較2023年放緩，但新增的產(chǎn)能產(chǎn)品類型趨于豐富。主要新增產(chǎn)能集中在山東、江蘇、河北等地，新增產(chǎn)線主要涉及到的產(chǎn)品是國產(chǎn)T300級別、T700級別及以上12K、24K及少量高強(qiáng)高模產(chǎn)品。
據(jù)統(tǒng)計(jì)2024年，國內(nèi)碳纖維產(chǎn)量59044噸，較2023年產(chǎn)量增速8.16%。目前國內(nèi)市場供應(yīng)充足，各企業(yè)新項(xiàng)目進(jìn)度放緩，投產(chǎn)時(shí)間多有推遲；多數(shù)企業(yè)維持低負(fù)荷穩(wěn)定生產(chǎn)，積極去庫存。
根據(jù)我國碳纖維產(chǎn)能分布情況，華東、東北及西北三個(gè)地區(qū)是我國碳纖維的主要供應(yīng)地區(qū)，合計(jì)占比92.77%。具體來看，華東地區(qū)碳纖維研究起步較早，形成“多點(diǎn)、多形式”發(fā)展的局面，產(chǎn)品類型豐富，下游衍生品較多，碳纖維供應(yīng)占比約37.53%；東北地區(qū)碳纖維產(chǎn)能占比排名次之，占比約30.89%，東北地區(qū)碳纖維產(chǎn)能集中度較高，主要集中在吉林省；西北地區(qū)碳纖維產(chǎn)能排名為全國第三位，占比約24.35%，近年來因能源優(yōu)勢吸引部分企業(yè)投資，成為全國碳纖維主要生產(chǎn)地之一；華北地區(qū)碳纖維產(chǎn)能位列全國第四位，其占比約為6.64%，其他地區(qū)占比合計(jì)不足1%。
國產(chǎn)替代加速
碳纖維屬于高技術(shù)密集型產(chǎn)品，操作工藝復(fù)雜、生產(chǎn)成本高昂，行業(yè)具有較高的進(jìn)入壁壘。從全球市場格局來看，碳纖維核心生產(chǎn)技術(shù)仍然主要掌握在美國和日本等少數(shù)國家手中，代表性的國外企業(yè)主要有日本東麗、日本帝人/東邦、日本三菱、美國赫氏、美國卓爾泰克、德國SGL、土耳其阿克薩、韓國曉星、比利時(shí)索爾維/美國氰特、俄羅斯UMATEX等。
近年來，國內(nèi)碳纖維企業(yè)也在迅速發(fā)展壯大。在領(lǐng)先企業(yè)的引領(lǐng)下，國內(nèi)碳纖維廠商通過技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新已經(jīng)形成了較強(qiáng)的市場競爭力，國內(nèi)碳纖維主要有臺(tái)灣臺(tái)塑、光威復(fù)材、中復(fù)神鷹、中簡科技、吉林化纖(吉林碳谷、吉林寶旌、吉林凱美克)、山西鋼科、恒神股份、浙江寶旌、上海石化等企業(yè)。碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈包含了從原料提煉到最終成型的全過程。
頭部企業(yè)盤點(diǎn)
光威復(fù)材
光威復(fù)材成立于1992年，并于2017年在深交所上市。2005年，光威復(fù)材成功突破T300級碳纖維工程化關(guān)鍵技術(shù)，使我國成為世界上少數(shù)幾個(gè)掌握小絲束高性能碳纖維工程化關(guān)鍵技術(shù)的國家之一。
公司專業(yè)致力于高性能碳纖維及復(fù)合材料的研發(fā)，目前已構(gòu)建起從原絲開始的碳纖維、碳纖維織物、碳纖維預(yù)浸料一直到碳纖維復(fù)合材料制品的全產(chǎn)業(yè)鏈布局。其產(chǎn)品主要涵蓋 GQ3522(T300級)、GQ4522(T700級)QZ5526(T800級)等各型碳纖維及復(fù)合材料。
中復(fù)神鷹
中復(fù)神鷹成立于2006年，于2022年在上交所科創(chuàng)板上市，是一家集碳纖維及其復(fù)合材料研發(fā)、生產(chǎn)、銷售為一體的國家高新技術(shù)企業(yè)。
中復(fù)神鷹系統(tǒng)掌握了T700級、T800級、M30級、M35 級千噸級技術(shù)以及T1000級、M40級百噸級技術(shù)，在國內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)了干噴濕紡的關(guān)鍵技術(shù)突破和核心裝備自主化，擁有成熟的萬噸級碳纖維生產(chǎn)制造技術(shù)。公司產(chǎn)品基本實(shí)現(xiàn)了高強(qiáng)型、高強(qiáng)中模型、高強(qiáng)高模型各類型碳纖維的品種覆蓋。中復(fù)神鷹總產(chǎn)能已達(dá)到2.85萬噸,產(chǎn)能規(guī)模躍居世界前三。其中連云港基地年產(chǎn)能為3500噸，西寧基地年產(chǎn)能為25000噸，當(dāng)前公司正在連云港基地新建年產(chǎn)30000噸的碳纖維項(xiàng)目。
吉林化纖
吉林化纖集團(tuán)始建于1960年，是以人造絲、腈綸纖維等傳統(tǒng)制造業(yè)為主的企業(yè)。近年來集團(tuán)憑借構(gòu)建了從原絲到碳纖維，再到復(fù)合材料的完整產(chǎn)業(yè)鏈。吉林化纖集團(tuán)旗下?lián)碛腥筇祭w維生產(chǎn)基地：吉林國興碳纖維專注于大絲束碳纖維的生產(chǎn)；吉林化纖是化纖集團(tuán)旗下的上市平臺(tái)，是粘膠纖維的領(lǐng)軍企業(yè)，積極進(jìn)行碳纖維產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略布局；吉林凱美克主要生產(chǎn)小絲束碳纖維，是吉林化纖股份的全資子公司。
上海石化
2018年3月，上海石化成功試制48K大絲束碳纖維。2022年10月，2.4萬噸/年原絲、1.2萬噸/年48K大絲束碳纖維項(xiàng)目首期兩條生產(chǎn)線開車成功，上海石化成為國內(nèi)第一家、全球第四家掌握大絲束碳纖維生產(chǎn)技術(shù)的企業(yè)。2023年初，上海石化24K碳纖維產(chǎn)品成功在該公司1500噸/年碳纖維生產(chǎn)裝置批量化生產(chǎn)。2024年，上海石化48K大絲束碳纖維項(xiàng)目將全部建成投產(chǎn)，達(dá)到2.4萬噸/年原絲、1.2萬噸/年大絲束碳纖維產(chǎn)能。至今，上海石化已累積獲取了251項(xiàng)碳纖維相關(guān)專利和46項(xiàng)碳纖維復(fù)合材料專利。此外，公司成功研發(fā)并實(shí)現(xiàn)了48K大絲束碳纖維的量產(chǎn)。
中簡科技
中簡科技專注于航空航天領(lǐng)域碳纖維研發(fā)生產(chǎn)，是國產(chǎn)ZT7系列高性能碳纖維的穩(wěn)定且批量的供應(yīng)商，同時(shí)還具備生產(chǎn)高強(qiáng)型ZT8系列、ZT9系列碳纖維以及高模型ZM40J碳纖維的產(chǎn)業(yè)化實(shí)力，產(chǎn)品性能達(dá)到國際領(lǐng)先巨頭水平，單一航空航天客戶銷售額占比近八成。

（文章來源于中國化工信息周刊、百川盈孚大數(shù)據(jù)、海報(bào)新聞、復(fù)材網(wǎng)，操奇制勝等）