由于前述原因，我國首次出現了碳纖維供不應求的局面，大企業繼續擴大產能，而新加入的 企業不斷出現，使我國的布局趨于合理化。中復神鷹公司在西寧首條6000 t/a聚丙烯腈基碳纖維 ( PAN－CF) 生產線及配套原絲生產線，已于2020年12月試車成功，2022年將達到1萬 t /a 總產能。光威復材公司在包頭1萬t /a PAN－CF 及其配套原絲項目一期工程 (2 000 t /a) ，在2022年投產，并應用于風電葉片上。

寶武鋼鐵集團除利用其副產瀝青研發瀝青基碳纖維 (P－CF) 外，最近收購了浙江精功集團的PAN－CF 業務部，并發展下游CFＲP產業鏈。其中精功科技公司完成了首條千噸級 PAN－CF 生 產線國產化，成為我國首家擁有PAN基和瀝青基CF的廠家，類似日本三菱化學，對產品互補應用有利。藍星纖維有限公司的1600t /a 50KPAN－CF及3400t /a 原絲生產線將滿負荷生產，并探索在淄博再上一條新生產線

近一年來，網上頻繁報道開工籌建碳纖維的消息，其中河南碳纖維工業研究院先后在甘肅張 掖和新疆霍爾果斯籌建萬噸PAN－CF 生產線，但未見有后續行動。廣東金輝碳纖維材料科技有限公司投資30億元在廣東茂名分階段興建5萬t/aPAN 原絲、2萬t /a CF及4萬 t /a CFＲP生產線。最近該公司在淄博化工園區投資22億元，將利用天辰齊翔公司的丙烯腈原料，建設10萬t/a高性能CF的PAN原絲廠。杭州超探公司在浙江龍游縣將興建 1 萬 t /a PAN－CF及2500 t /a C /C 復合材料及碳素制品生產線等，總投資 32 億元。

根據廣州賽奧公司的初步統計，2020年我國PAN－CF的進口量為30351 t，國產量為18 500 t，總需求量為48851 t，而2021年進口量為33064. 56 t，產量24302 t，消費量52 549. 07t。可喜的是繼光威復材、常州中簡和吉林化纖三家CF及原絲公司上市后，中復神鷹公司也在科創板首發過會。

在通用級和中間相瀝青基碳纖維 ( MP－CF) 方面，經過多年前赴后繼的艱苦攻關，取得了突破性進展。在這期間，高等院校等起到了關鍵作用，天津大學在呼和浩特建有500 t /a 通用級P－CF 生產企業，同時與內蒙古慶華集團騰格里精細化工有限公司合作開展中間相瀝青的中試研究，為研發高性能MP－CF 打基礎。在 MP－CF 方面，湖南大學東映碳材料科技有限公司20 噸/a中試線產品質量、性能水平和產品穩定性，居國內領先水平 ( 圖 1) 。

圖1 湖南東映碳材料的MP-CF及應用

北京化工大學、中科院山西煤化所等，也在早期與企業合作生產P－CF。目前無論石油基還 是煤基，或者通用級和中間相P－CF，與日本、美國差距仍較大。

2、復合材料

我國PAN－CF 龍頭企業之一———光威復材公司，已形成PAN原絲及CF、通用新材料 ( 系列樹脂、混雜纖維等) 、新能源材料、復合材料及精密機械五大板塊產業鏈產品。

在CFＲP成型工藝的改進方面，我國也取得了長足的進步，快速固化劑的應用，使成型時間縮短至2 ～5 min。在非熱壓罐成型技術方面，液體成型技術的LCM工藝我國起步較晚，與國外差距較大，然而在液體成型工藝低成本化、高整體化方面發展很快。中國航空制造技術研究院在成型工裝設計、預制體縫合、整體成型化工藝、復雜結構件成型等方面均取得了技術突破，在ＲTM法制作多墻整體翼面結構、研制 2 m 正弦波紋梁、 用ＲFI工藝縫合技術生產帽型加筋壁板等方面，均通過了試驗考核; 在使用 CC300/BA9913 CF預浸料及 00A成型工藝研制30 mm 厚板結構方面，內部孔隙率小于1. 5% ，無損檢測合格，總體質量優良。這些重要技術的突破，對發展高性能軍機無疑起到技術保障作用。

我國對CFＲP結構部件和C/C剎車片復合材料的研發，對我國空中飛車、懸空軌道車、高鐵 的進一步提速等，同樣起到技術和材料支撐作用。

在新能源汽車方面，為確保鋰電池充一次電能續航500km以上，目前需要重達800～000 kg的電池堆。因此，汽車結構材料的輕量化和 CFＲP化是迫切需求，需要進一步降低大絲束 PAN－CF及其結構件的成本。

氫燃料電池汽車的快速推進，促進了相配套的CF纏繞超高壓儲罐、車載高壓氫氣瓶及電極材料等的發展。我國目前CFＲP高壓容器的耐壓性與國際水平仍有較大差距，雖然我國已建成多個加氫站，但儲氫罐最高耐壓只有70 MPa，只能充35～40 MPa;而國外車載氫氣瓶耐壓高達80～90MPa。

在風能方面，世界著名風電設備生產企業維斯塔斯 (Vestas) 已分別與光威復材、奧神新材 等公司合作，這推動了我國CF的發展。

在光伏領域，隨著太陽能產業的大規模發展，單晶硅和多晶硅爐子的C /C復材保溫材料的需求大增。目前，C /C復材生產商已有金博股份公司和中天火箭公司兩個上市公司。湖南碳谷新材料公司和泛碳新材料公司是C /C復材生產行業的后起之秀。

在舊葉片回收利用方面，我國已開始起步; 而CFＲP回收再利用，國內已形成上海交大合作 企業和重慶宸晟新材料公司集中處理。

（二）國外

1、東麗公司

東麗公司根據全球疫情及應對氣候變化對碳纖維產業的影響，對其公司發展戰略進行了調整。由于疫情影響，世界航空業務需求急劇下滑，預計到2024～2025年其收益才能逐步恢復到500億元水平。因此，東麗公司從2020年6月暫停了在美國南卡州一條2000 t /a 小絲束PAN－CF生產線，預計2022年后再恢復運行。

近年來全球氣候變化對環境的影響愈來愈大，各國都加大了對碳排放的控制力度，加速發展新能源，從而推動了大絲束PAN－CF 的大發展。東麗公司預測全球風電市場約以年4% 增長，特別是海上大型風電葉片需求量將快速增長，2020年其需求比2019年增長134% ，而2021年預計比2020年增長116% 。東麗公司下屬美國 Zoltex 公司，在匈牙利的工廠正逐步增設5 000 t /a 的大絲束CF產能，屆時其總產能將占世界60%的份額，2022年預計比2019年將增長13% 。同時，東麗公司正探討在墨西哥也擴大大絲束PAN－CF的產 能，因為其成本競爭力更高。

Zoltek公司生產的CF非卷曲織物及其上漿制品，應用于船舶、雙軸和三軸等(圖2) 。

圖2 Zoltek的CF系列產品

此外，燃料電池電極用碳纖維紙及擴散層織物、氫能源高壓容器、X－射線攝影裝置用箱子 需求量的增長，也推動了大絲束PAN－CF的發展。

2、帝人公司

帝人公司在德國的子公司抓住新冠疫情的急 速蔓延對X光機及人工呼吸機等醫療設備需求擴大的機會，及時開拓該領域CF的需求。

帝人碳素歐洲公司則抓住歐洲電子制造業近年來的需求增長，以及醫療設備復合電纜用的高 級CF增強塑料母粒的需求，將在德國的6mm短切CF “Tenax－EHT C604”的產能提高40% 。這種CFＲP母粒具有優良的力學性能和導電性，深受歐洲用戶的青睞。

帝人公司還生產Tenax非卷曲織物(DＲNF) 和Tenax編織纖維 (DＲBF) ，用于Tenax DryＲeinforcements ( DＲ) ，作為空客A320neo的機翼阻流板 (圖3) 。

圖3 A320neo機翼阻流板

TenaxDＲNF和DＲBF通過高度自動化的樹脂轉移模塑 (ＲTM) 法，比通用熱壓罐法具有更高生產效率和組件集成化。Tenax DＲNF是根據最終部件的結構需要，將CF長絲束進行單向鋪平，并以不同角度和層數進行層疊，從而比通用機織物具有更優良的CF取向性，使其性能達到航空級熱固型單向預浸料的水平。Tenax DＲBF是作為中空填料應用于阻流板部件中，這些材料都取得了空客公 司在該特定領域應用的各自認證。TenaxDＲNF和DＲBF的組合，達到了Spirit AeroSystems對飛機組件生產的標準，如高效加工性、生產效率和成本經濟性。

目前帝人公司正全力加速開發飛機中游和下游的應用，并配合開發更高強度和拉伸模量的中 間材料，其目標是到2030年左右的年銷售額達到9億美元。此外，帝人在越南的子公司 “帝人碳 越南”的CF預浸料廠，已于2020年11月開始試運行，主要面向一般產業和體育休閑用品，如高爾夫球桿和網球拍，今后可能向風電葉片拓展。

3、三菱化學公司 (MCC)

該公司通過其子公司瑞士三菱化學先進材料公司，2020年8月取得了位于Wischhafen的兩家德國碳纖維回收公司CFK Valley StareＲecycling和carboNXT。CFK擁有收集CFＲP包括預浸料等廢料的網絡，同時擁有回收CF成為有用材料的先進技術，并由 carbonXT 進行銷售。

早在2020年MCC還取得了徳國的預浸料公司c－m－p及瑞士的回收公司Minger，將為用戶提供采用該回收產品的解決方案。

4、4M公司

美國4M公司利用其等離子體預氧化專利技術，與PAN原絲合作方德國Dralon公司，共同生產大直徑工業級CF。兩家公司共同開發的低成本紡織級原絲，可生產出大直徑CF，預氧化時間只有52 min，今后將繼續改進其性能，優化該材料及生產工藝。但迄今大直徑 CF 還未規模化生產，因為用常規預氧化工藝，其預氧化時間很長、能耗較大，而且容易產生結構缺陷而影響性能。該新工藝可實現從原絲到CF全生產過程的低成本和更好產品性能，且提高了批量生產能力。

5、Sigmatex公司

英國Sigmatex公司是一家在設計制造CF織物至復合材料方面居世界領先的企業，與位于倫敦的Hypetex 公司合作，在CF上色技術方處于領先地位。最近兩家合作，將為現有和新用戶提供美觀且有獨特色澤CF的解決方案。Hypetex 公司的獨特上色工藝加上 Sigmatex公司的織造花紋，將為顧客的全產業提供 CF 的附加視覺感受，并保留其主要質量和性能指標。（文章來源：中國復材）

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