碳纤维听起来或许比较陌生，但这种含碳量达到90%以上的新型纤维却无处不在，小到钓鱼杆、羽毛球拍，大到飞机外壳、风电叶片，都有它的身影。以前，这种新材料大多依赖进口，而现在这一局面正在逐渐改变。

   碳纤维 (CF或者石墨纤维)是直径约为5-10微米的纤维，主要由碳原子组成。碳纤维具有几个优点，包括高刚度、高抗拉强度、低重量、高耐化学性、耐高温和低热膨胀。这些特性使得碳纤维在航空航天、土木工程、军事和赛车运动以及其他竞赛运动中非常受欢迎。然而，与类似纤维如玻璃纤维或塑料纤维相比，它们相对昂贵。

   碳纤维生产时，晶体里的碳原子大部分平行于纤维的长轴排列，这使得碳纤维具有高强 度-体积比（在其尺寸下有更高的强度）。数千根碳纤维捆扎在一起形成丝束，丝束可以单独使用，也可以编织成织物。

   碳纤维通常与其他材料结合形成复合材料。当用塑料树脂浸渍并加热烘干时，它形成碳 纤维增强聚合物(通常称为碳纤维)，该聚合物具有非常高的强度重量比，尽管有些脆，但是刚性很强。碳纤维还与石墨等其他材料复合，形成具有很高耐热性的增强碳-碳复合材料。

打破国外垄断

万吨碳纤维生产基地在西宁投产

   9月8日，中国建材万吨碳纤维生产基地在西宁正式投产，项目总投资50亿元，首批碳纤维产品能达到国内领先的T700及T800级水平，这种强度的碳纤维适用于压力容器、光伏等多个产业领域。碳纤维强度是钢的7到10倍，密度是钢的1/4，还有抗疲劳、强度高等性能，因此被称为21世纪的“黑黄金”。

   记者了解到，西宁的碳纤维生产线采用干喷湿纺技术，拥有完全的自主知识产权，设备的国产化率更是高达85%。投产后，能极大提升我国碳纤维供应链的自主可控的能力。据了解，中国建材已成为中国商飞的战略合作伙伴，将为C929国产大飞机机身部段提供碳纤维复合材料。

   生产线的投入，既能够解决我们国家航空航天、新能源，包括汽车领域方面的应用，更能够突破战略性的、国防上的一些应用，对解决我们国家的“卡脖子”技术和环节起到了非常重要的作用。

供不应求

国产高性能碳纤维仍有缺口

  去年，我国碳纤维消耗量为4.8万吨，但国产碳纤维供应量不到2万吨。尤其是在高性能碳纤维领域，我国产能仍有较大短板。

  除了中国建材，多家碳纤维生产企业都开始扩产计划。今年1月，上海石化“1.2万吨/年48K大丝束碳纤维”项目正式开工建设，总投资达35亿元。7月，吉林化纤1.5万吨碳纤维项目的首条碳化线开车成功。业内人士预计，未来的2-3年，随着新建产能的释放，供不应求的市场局面将得到有效改善，碳纤维价格也会逐步平稳。

发力新能源

碳纤维市场前景广阔

   碳纤维不仅有固体的特性，还有纺织纤维的柔软可加工性，有着广泛的应用领域。数据 显示，目前我国体育用品对碳纤维的需求占30%左右。在“碳达峰，碳中和”的政策推动下，光伏、风电等新能源行业将成为未来碳纤维市场的主要增长极。

   在自行车、F1赛车、高尔夫球杆、鱼竿和球拍等体育用品中，碳纤维材料已经有成熟应用。而风电领域，将给碳纤维市场提供很大的增量。

   目前风电叶片主流的结构材料还是玻璃纤维，但是随着整个叶片大型化以及海上风电的高速成长，叶片的尺寸已经由原先的40米、50米级别到了70米、80米。目前我们正在开发110米的海上风电叶片就必须要用碳纤维。



这家国内最大的风电叶片制造商，去年向全行业提供了12.3G瓦的风电叶片。负责人介绍，碳纤维目前只应用到主梁帽等叶片的一些关键部位。随着风电机组往大功率发展，新材料的应用已经迫在眉睫。2020年，全球风电叶片的碳纤维用量保持了20%的强劲增长。根据预测，2025年该领域碳纤维需求将达到9万吨。



中国化学纤维工业协会副会长吕佳滨表示，风电是目前国内市场最大的主要驱动力，去年用量大概在2万吨，基本和体育休闲用量持平，随着“双碳”政策的持续推进，包括光伏发电、氢能源的战略的实施，这对于碳纤维来说是一个极大的刺激。