“目前，越來越多的產業都將碳纖維列入了制造業的發展趨勢規劃中，中國有望成為推動碳纖維在制造業中大規模應用的主要力量。”日前，在2017中國新材料資本技術秋季峰會上，東華大學教授、國家973項目首席科學家余木火在接受新材料在線?專訪時表示。

碳纖維被譽為“材料之王”，同時也有“黑色黃金”之稱。在過去，如何制造碳纖維和大規模應用是碳纖維行業最大的困難。

而如今，碳纖維想要在制造業大規模應用，還需要突破缺乏規模化、低成本化碳纖維先進制造技術與裝備、缺乏制造業與碳纖維材料產業合作機制和缺乏碳纖維零部件結構設計、驗證、數據庫、標準與測試技術體系等瓶頸。

圖表：2011-2016年全球碳纖維產能情況

資料來源：賽瑞研究

制造業中大規模應用時代開啟

過去一提到碳纖維，大家都知道其應用領域是軍工領域。但最近這十年來，碳纖維行業發生了極大的變化。

余木火認為，一種材料要成為社會發展階段中起主要作用的材料需要經過幾十年的磨練，碳纖維復合材料經過了六十年的磨練，已經到了在制造業中大規模應用的開始階段。具體表現為技術不斷進步、成本不斷降低、生產自動化程度不斷提高、以及應用領域不斷擴大。

圖表：全球碳纖維應用領域及增長率

資料來源：賽瑞研究

其中，最明顯的證據體現在價格方面。“早先，碳纖維的價格是幾千塊錢每公斤。2015年我們做調研的時候大概是350元/公斤，現在是80元/公斤。兩年內降了好幾倍，為什么呢？就是因為技術的進步推動碳纖維在制造業中大規模的生產和應用。”余木火解釋說。

第二方面，原來將碳纖維材料制成一個復合材料零件需要幾小時甚至幾天，而目前，自動化成型裝備及自動化生產線的普及將上述時間縮短到了幾分鐘，為碳纖維在制造業中的大規模應用奠定了堅實的基礎。

此外，2014年寶馬將碳纖維技術應用于寶馬7系，使用碳纖維材質底盤。其成功說明碳纖維在工業上的應用是可行的，成本可以控制在可以接受的范圍之內。“寶馬車成功應用碳纖維技術的消息出來以后，全球各個國家對碳纖維在制造業中的應用高度重視。”余木火表示。

圖表：2011-2016年中國碳纖維行業需求量情況

資料來源：賽瑞研究

近年來，各個國家對碳纖維材料的發展思路從原來的戰略武器方向轉向制造業，以提高制造業競爭力方向，特別是中國。最近一年來，大量的金融資本進入碳纖維行業。可以預見，中國未來10年會成為全球碳纖維最主要的制造國。“中國制造業有巨大的碳纖維應用市場，有望引領發展。”

低成本化、高性能化、復合材料成型自動化是趨勢

在余木火看來，碳纖維想要在制造業大規模應用，還需要突破缺乏規模化、低成本化碳纖維先進制造技術與裝備、缺乏制造業與碳纖維材料產業合作機制和缺乏碳纖維零部件結構設計、驗證、數據庫、標準與測試技術體系等瓶頸。

圖表：2016年中國碳纖維應用領域分布

資料來源：賽瑞研究

未來，低成本化、高性能化、復合材料成型自動化將是碳纖維行業的發展趨勢。

“碳纖維低成本化是一個很重要的方向并受到各國的重視，美國、日本、澳大利亞、中國等都在開發各種各樣低成本化的纖維技術。進一步提高性能，則是軍事應用領域不斷追求的目標。復合材料成型自動化是一個非常重要的趨勢，最近兩年也有一大批自動化裝備進入到這個行業。”余木火告訴新材料在線?。

目前，各制造業正在嘗試應用碳纖維，在“中國制造2025”提出的10大領域中，8大領域迫切需要輕量化碳纖維復合材料。

碳纖維汽車

來源：網絡

首要領域就是航空航天裝備領域，包括固體發動機、液氧、導彈、火箭、衛星、空間站、無人機、戰斗機、運輸機和客機。另外，在先進軌道交通裝備、新能源汽車、電力裝備、海洋工程裝備、機器人、農機裝備和高性能醫療器械領域，碳纖維也大有可為。

圖表：2016年全球碳纖維航空航天市場需求分布

資料來源：賽瑞研究

余木火表示，碳纖維復合材料強度達到鋼的水平，比重是鋼的五分之一。因此，碳纖維被認為是汽車輕量化最有潛力的材料。汽車輕量化碳纖維復合材料應用技術，將在很大程度上改變現有汽車生產技術和生產組織模式，為汽車產業帶來一場革命。

圖表：碳纖維在汽車上的應用實例

資料來源：賽瑞研究