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碳纤维新增长点已现 地方产业集群成型
2025年14期 发行日期:2025-07-15
作者:■ 常晓宇

  6月26—27日,由中国化工信息中心、荣成市人民政府主办,山东永成新材料有限公司协办的“2025碳纤维产业发展(荣成)大会”在山东荣成召开。本届大会以“纤轻致远  碳路未来”为主题,汇聚了多位行业专家及企业代表,围绕碳纤维材料技术创新、产业应用及未来发展趋势作了深入研讨。

全球技术竞争加剧,创新驱动产业升级

  新材料是我国发展新质生产力的重要物质支撑,其研发水平及产业化规模已成为衡量一个国家经济社会发展、科技进步的重要标志。国家自然科学基金委员会高技术研究发展中心原技术总师史冬梅表示,当前全球新材料领域竞争激烈,美国、欧盟、英国、日本、韩国等发达国家和地区在新一轮科技革命和产业变革中,正在加强对新材料战略布局。他们高度重视碳纤维及复合材料技术,制定了一系列发展战略,加大科技计划和项目支持,以赢得在航空航天、汽车等领域的竞争优势。

  史冬梅介绍,碳纤维及复合材料行业正深入推进可持续发展战略,重点加强回收利用技术研发、再生碳纤维产业化及生物基材料创新。在性能升级方面,碳纤维及复合材料将向高性能化方向纵深发展,聚焦更高强度、更高耐温性、极端环境适应性等核心指标的突破。从行业竞争格局看,碳纤维及复合材料领域企业竞争日趋激烈,头部企业通过产能扩张策略,同步满足市场增量需求与供应链安全保障。在加工制造环节,产业正加速向高质量发展转型,深度融合AI 技术、网络化、智能化及绿色化技术,推动生产效率与环保水平双提升。

  大连理工大学教授蹇锡高指出,高分子材料最为重要的一个发展趋势是不断满足新的社会需求,进而推动整个社会的发展。未来很长一段时间内,在衣、食、住、行、健康、能源等现代人类基本需求领域,与之相关的产业对高分子材料始终保持着旺盛的需求;同时,航空强国、航天强国、海洋强国等战略部署,对高性能、功能化的结构高分子材料的需求量也将不断增大。

  蹇锡高表示,应坚持以创新驱动新材料研发,持续响应国家重大战略需求并破解关键技术难题。这一创新实践不仅能在航天航空、车辆船舶、核能开发、石油勘探等领域突破传统技术瓶颈,更将在水电、风电、太阳能发电等新能源领域催生技术革新。

需求持续增长,瓶颈仍待攻破

  碳纤维是国家需求的关键新材料,其应用水平反映出了国家核心竞争力。据东华大学教授朱美芳介绍,工业化生产的碳纤维种类主要有三类:高纯耐烧蚀粘胶基碳纤维(占比约1%)、高性能PAN基碳纤(占比约92%)、高模量沥青/木质素基碳纤维(占比约7%)。她指出,当前全球碳纤维生产和应用正在稳步上升。2023年全球使用碳纤维12万~14万吨,其中中国使用近7万吨,约占全球50%,国产率超过75%。我国碳纤维产量增长迅速,应用潜力巨大。2023年全球碳纤维运行产能为29万吨/年,其中中国占据13.8万吨/年。尽管中国碳纤维市场潜力大,但发展面临瓶颈:在技术层面,材料的一致性和稳定性有待提升;在成本层面,因成本较高,需从源头降低成本。

  中国化工信息中心财务总监王炜在致辞中指出,碳纤维正成为促进科技进步、推动产业升级的关键。当前,全球碳纤维市场正保持高速增长态势,其消费量预计将由2024年的6万吨增长至2030年的30万吨。2024年我国碳纤维产能同比增长30%,实现了从“跟跑”到“并跑”的跨越。

  王炜表示,随着科技不断进步和制造业不断升级,碳纤维这一高端材料的应用场景将更加多元,市场前景将更加广阔。但与此同时也要充分认识行业发展面临的风险:全球碳纤维产业正处于技术革命和产业革命的关键时期,美国和日本作为碳纤维技术强国,仍在不断加码研发,新型碳纤维复合材料不断涌现;原材料价格波动、应用场景拓展瓶颈等挑战也依然存在。

  中国化工信息中心情报事业部高级工程师文淑美介绍,2024年全球碳纤维需求量为15.61万吨,同比增长35.7%,未来5年仍将持续增长。2024年全球运行产能为30.9万吨/年,同比增长6.5%,且所有的新增产能由墨西哥、中国及韩国贡献。吉林化纤、中复神鹰、新创碳谷进入TOP10,山东永成和国泰大成首次进入TOP20。2024年国内碳纤维产能增速略有放缓,新增产能2.3万吨/年,总产能为14.4万吨/年,同比增长19.1%。

  文淑美指出,在我国碳纤维细分市场,目前已涌现出eVTOL飞行器、无人机物流、人形机器人等新增长点,这些是产业升级的重要方向。未来随着相关产业的快速发展和规模化生产,碳纤维需求将呈现显著增长态势。

  据航天材料及工艺研究所工程组组长朱世鹏介绍,当前国外已形成了标准化、系列化、通用化的高性能碳纤维产品,且广泛应用于航天航空等领域,基本突破第三代碳纤维关键技术,正加速形成新一代碳纤维及其复合材料技术体系。国内T300、T700级碳纤维实现批量稳定供货和规模应用,T800级和MJ级碳纤维实现了自主保障和批量应用,基本掌握了T1100级碳纤维的制备关键技术。目前,国产碳纤维性能评价表征方法体系基本完善,建立了涵盖力学性能、物理微观、表面特性和应用工艺等四类碳纤维综合性能评价表征方法体系,有效牵引和指导了系列国产碳纤维工程化的研制与应用。但国产碳纤维产品在毛丝断丝、展宽性、性能利用率、质量稳定性、良品率等性能方面与国外碳纤维产品有一定差距,导致国产碳纤维“不好用”和“成本偏高”,需进一步提升线密度、力学性能、上浆剂含量等单轴长程质量稳定性。

地方产业集群成型,复材应用前景广阔

  荣成市委副书记、市长郑跃文在致辞中介绍,近年来,荣成市委、市政府聚焦产业强市、工业带动,以突破发展海洋经济为目标,全力打造高新材料、高端装备、智能制造等七大产业链,加速培育发展新生产力。碳纤维是国家重点支持的战略性新兴产业,威海市政府高度重视碳纤维产业发展,把碳纤维纳入到了威海七大产业集群,重点打造培育了光威复材、宝威新材料、拓展纤维等一批龙头企业,年产值逾百亿元,是我国重要的碳纤维产业基地。江苏永卓控股投资的年产1.2万吨的永成新材料高端碳纤维项目投产,为荣成碳纤维产业奠定了基础,下一步将进一步延伸碳纤维产业链条,做大碳纤维复合材料产业集群。

  荣成经济开发区党工委书记、管委会主任王涛介绍了荣成市碳纤维产业发展的七个特点:

  七个特点:一是产业生态日趋完善;二是应用场景不断扩大;三是人才资源储备丰富;四是政策支持力度加强;五是地理位置优越;六是企业用能成本优势凸显;七是专业园区建设稳步推进。

  在大会专家访谈环节,专家们就复合材料在大飞机、无人机、高端材料及汽车等领域的应用作了研讨。

  浙江华瑞航空制造有限公司总经理、浙江抟原复合材料有限公司董事长谢富原指出,当前国内碳纤维研发和产能较多,但行业发展波动大,主要问题在应用端,解决应用端问题对行业发展有重要支撑作用。据谢富原介绍,浙江华瑞航空制造有限公司成立于2019年。目前,公司从事C919、C929大飞机机身相关工作,为中国商飞供货,当下正在进行M5大型结构件验证工作,明年开始进行产品试验验证(TPV)。机身中部中心段是C929的关键承载部位,重约8吨,其中辅材占4吨,金属件和其他非金属件占4吨,计划2027年交付产品,2029年首飞。

  中国商飞公司专家、复合材料工艺总师刘卫平介绍,国产商用飞机C919的复合材料用量接近12%,高于波音737的6%,与空客320的14%相当。目前原材料基本采用进口,未来将推进国产材料认证应用。处于研制阶段的C929 结构重量中复合材料占比超51%,体积重量占比超75%,与国外同类机型(如波音787、空客A350)应用水平相当。C919预计2029年首飞,目前已布局国产材料研发与应用验证。

  深圳市无人机行业协会副秘书长黄超勇介绍,2024年全国民用无人机产值达2100亿元,增速39%;民用无人机应用场景超200个,涵盖农业指导、应急救援、道路巡检等多个领域。

  浙江省现代纺织技术创新中心副主任倪庆清表示,疫情前碳纤维产品价格高,国内难以生产;2023—2024年产值提升,中低端产品市场供不应求,价格下降。在浙江省打造的十大产业中心中,现代纺织技术中心关注高性能材料,推动产业链构建,解决制造工艺自动化等问题。

  东风汽车股份有限公司新能源事业部首席设计师彭建斌表示,在汽车行业,轻量化有助于节能、提高驾驶性能和舒适性。政策要求2025年电动车减重10%~15%,2035年减重20%~30%。碳纤维在汽车上的应用不仅限于表面件,其高端应用如轮毂钢圈可提升加速和刹车性能,但存在抗冲击力不足、维修成本高、量产能力受限及与其他零部件连接技术等问题。

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