減重10％！這種材料誰在布局

近日碳纖維復材領域突破性技術應用成果頻頻發布。
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號線正式上線，投入商業運營。相較于傳統金屬材料車輛，CETROVO 1.0碳星快軌車體減重25%，轉向架構架減重50%，整車減重約11%。車身更輕跑起來更節能，運行能耗降低7%。
2024年12月29日，中國國家鐵路集團有限公司（簡稱“國鐵集團”）發布了全球運營時速快高鐵列車CR450動車組樣車。車身應用了大量輕量化新材料，實現動車組整車運行阻力降低22%，減重10%。
2024年9月10日，由中車齊車公司、國家能源集團鐵路裝備公司和北京低碳清潔能源研究院聯合研制的全球首批碳纖維復合材料輕量化重載鐵路貨車正式下線。技術團隊經過三年協同攻關，終于成功研發適用于重載鐵路貨車領域的先進碳纖維增強樹脂基復合材料，攻克了復合板材大部件一體化制備等關鍵技術難題，該材料比強度、比模量分別為鋁合金材質的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使用要求，具有更輕更節能、強度更高、環境適應性更強等技術優勢。
隨著社會的高速發展，全球氣候變暖問題逐漸加劇，能源消耗持續增長，輕量化技術在“雙碳”背景下應運而生且發展迅速。碳纖維復合材料憑借其低密度、高強度、耐腐蝕、可設計性強等優異的物理和機械性能廣泛地應用于航空航天、能源、體育用品、汽車以及建筑補強等眾多領域。尤其國家已將低空經濟提升至戰略新興產業的高度，碳纖維復合材料將成為低空經濟“起飛”的關鍵材料。
行業快速發展
2019—2023年是我國碳纖維產能的爆發期，五年產能翻了近五倍；2024年，國內產能增速減緩，新增投產項目進入冷靜期。截至2024年底，國內碳纖維年產能達135500噸，新增產能15300噸，產能增速為12.73%，產能增速較2023年放緩，但新增的產能產品類型趨于豐富。主要新增產能集中在山東、江蘇、河北等地，新增產線主要涉及到的產品是國產T300級別、T700級別及以上12K、24K及少量高強高模產品。
據統計2024年，國內碳纖維產量59044噸，較2023年產量增速8.16%。目前國內市場供應充足，各企業新項目進度放緩，投產時間多有推遲；多數企業維持低負荷穩定生產，積極去庫存。
根據我國碳纖維產能分布情況，華東、東北及西北三個地區是我國碳纖維的主要供應地區，合計占比92.77%。具體來看，華東地區碳纖維研究起步較早，形成“多點、多形式”發展的局面，產品類型豐富，下游衍生品較多，碳纖維供應占比約37.53%；東北地區碳纖維產能占比排名次之，占比約30.89%，東北地區碳纖維產能集中度較高，主要集中在吉林??；西北地區碳纖維產能排名為全國第三位，占比約24.35%，近年來因能源優勢吸引部分企業投資，成為全國碳纖維主要生產地之一；華北地區碳纖維產能位列全國第四位，其占比約為6.64%，其他地區占比合計不足1%。
國產替代加速
碳纖維屬于高技術密集型產品，操作工藝復雜、生產成本高昂，行業具有較高的進入壁壘。從全球市場格局來看，碳纖維核心生產技術仍然主要掌握在美國和日本等少數國家手中，代表性的國外企業主要有日本東麗、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、比利時索爾維/美國氰特、俄羅斯UMATEX等。
近年來，國內碳纖維企業也在迅速發展壯大。在領先企業的引領下，國內碳纖維廠商通過技術研發和創新已經形成了較強的市場競爭力，國內碳纖維主要有臺灣臺塑、光威復材、中復神鷹、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。碳纖維產業鏈包含了從原料提煉到終成型的全過程。
頭部企業盤點
光威復材
光威復材成立于1992年，并于2017年在深交所上市。2005年，光威復材成功突破T300級碳纖維工程化關鍵技術，使我國成為世界上少數幾個掌握小絲束高性能碳纖維工程化關鍵技術的國家之一。
公司專業致力于高性能碳纖維及復合材料的研發，目前已構建起從原絲開始的碳纖維、碳纖維織物、碳纖維預浸料一直到碳纖維復合材料制品的全產業鏈布局。其產品主要涵蓋 GQ3522(T300級)、GQ4522(T700級)QZ5526(T800級)等各型碳纖維及復合材料。
中復神鷹
中復神鷹成立于2006年，于2022年在上交所科創板上市，是一家集碳纖維及其復合材料研發、生產、銷售為一體的國家高新技術企業。
中復神鷹系統掌握了T700級、T800級、M30級、M35 級千噸級技術以及T1000級、M40級百噸級技術，在國內率先實現了干噴濕紡的關鍵技術突破和核心裝備自主化，擁有成熟的萬噸級碳纖維生產制造技術。公司產品基本實現了高強型、高強中模型、高強高模型各類型碳纖維的品種覆蓋。中復神鷹總產能已達到2.85萬噸,產能規模躍居世界前三。其中連云港基地年產能為3500噸，西寧基地年產能為25000噸，當前公司正在連云港基地新建年產30000噸的碳纖維項目。
吉林化纖
吉林化纖集團始建于1960年，是以人造絲、腈綸纖維等傳統制造業為主的企業。近年來集團憑借構建了從原絲到碳纖維，再到復合材料的完整產業鏈。吉林化纖集團旗下擁有三大碳纖維生產基地：吉林國興碳纖維專注于大絲束碳纖維的生產；吉林化纖是化纖集團旗下的上市平臺，是粘膠纖維的領軍企業，積極進行碳纖維產業的戰略布局；吉林凱美克主要生產小絲束碳纖維，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大絲束碳纖維項目首期兩條生產線開車成功，上海石化成為國內家、全球第四家掌握大絲束碳纖維生產技術的企業。2023年初，上海石化24K碳纖維產品成功在該公司1500噸/年碳纖維生產裝置批量化生產。2024年，上海石化48K大絲束碳纖維項目將全部建成投產，達到2.4萬噸/年原絲、1.2萬噸/年大絲束碳纖維產能。至今，上海石化已累積獲取了251項碳纖維相關和46項碳纖維復合材料。此外，公司成功研發并實現了48K大絲束碳纖維的量產。
中簡科技
中簡科技專注于航空航天領域碳纖維研發生產，是國產ZT7系列高性能碳纖維的穩定且批量的供應商，同時還具備生產高強型ZT8系列、ZT9系列碳纖維以及高模型ZM40J碳纖維的產業化實力，產品性能達到國際領先巨頭水平，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、百川盈孚大數據、海報新聞、復材網，操奇制勝等）