由于前述原因，我国首次出现了碳纤维供不应求的局面，大企业继续扩大产能，而新加入的 企业不断出现，使我国的布局趋于合理化。中复神鹰公司在西宁首条6000 t/a聚丙烯腈基碳纤维 ( PAN－CF) 生产线及配套原丝生产线，已于2020年12月试车成功，2022年将达到1万 t /a 总产能。光威复材公司在包头1万t /a PAN－CF 及其配套原丝项目一期工程 (2 000 t /a) ，在2022年投产，并应用于风电叶片上。

宝武钢铁集团除利用其副产沥青研发沥青基碳纤维 (P－CF) 外，最近收购了浙江精功集团的PAN－CF 业务部，并发展下游CFＲP产业链。其中精功科技公司完成了首条千吨级 PAN－CF 生 产线国产化，成为我国首家拥有PAN基和沥青基CF的厂家，类似日本三菱化学，对产品互补应用有利。蓝星纤维有限公司的1600t /a 50KPAN－CF及3400t /a 原丝生产线将满负荷生产，并探索在淄博再上一条新生产线

近一年来，网上频繁报道开工筹建碳纤维的消息，其中河南碳纤维工业研究院先后在甘肃张 掖和新疆霍尔果斯筹建万吨PAN－CF 生产线，但未见有后续行动。广东金辉碳纤维材料科技有限公司投资30亿元在广东茂名分阶段兴建5万t/aPAN 原丝、2万t /a CF及4万 t /a CFＲP生产线。最近该公司在淄博化工园区投资22亿元，将利用天辰齐翔公司的丙烯腈原料，建设10万t/a高性能CF的PAN原丝厂。杭州超探公司在浙江龙游县将兴建 1 万 t /a PAN－CF及2500 t /a C /C 复合材料及碳素制品生产线等，总投资 32 亿元。

根据广州赛奥公司的初步统计，2020年我国PAN－CF的进口量为30351 t，国产量为18 500 t，总需求量为48851 t，而2021年进口量为33064. 56 t，产量24302 t，消费量52 549. 07t。可喜的是继光威复材、常州中简和吉林化纤三家CF及原丝公司上市后，中复神鹰公司也在科创板首发过会。

在通用级和中间相沥青基碳纤维 ( MP－CF) 方面，经过多年前赴后继的艰苦攻关，取得了突破性进展。在这期间，高等院校等起到了关键作用，天津大学在呼和浩特建有500 t /a 通用级P－CF 生产企业，同时与内蒙古庆华集团腾格里精细化工有限公司合作开展中间相沥青的中试研究，为研发高性能MP－CF 打基础。在 MP－CF 方面，湖南大学东映碳材料科技有限公司20 吨/a中试线产品质量、性能水平和产品稳定性，居国内领先水平 ( 图 1) 。

图1 湖南东映碳材料的MP-CF及应用

北京化工大学、中科院山西煤化所等，也在早期与企业合作生产P－CF。目前无论石油基还 是煤基，或者通用级和中间相P－CF，与日本、美国差距仍较大。

2、复合材料

我国PAN－CF 龙头企业之一———光威复材公司，已形成PAN原丝及CF、通用新材料 ( 系列树脂、混杂纤维等) 、新能源材料、复合材料及精密机械五大板块产业链产品。

在CFＲP成型工艺的改进方面，我国也取得了长足的进步，快速固化剂的应用，使成型时间缩短至2 ～5 min。在非热压罐成型技术方面，液体成型技术的LCM工艺我国起步较晚，与国外差距较大，然而在液体成型工艺低成本化、高整体化方面发展很快。中国航空制造技术研究院在成型工装设计、预制体缝合、整体成型化工艺、复杂结构件成型等方面均取得了技术突破，在ＲTM法制作多墙整体翼面结构、研制 2 m 正弦波纹梁、 用ＲFI工艺缝合技术生产帽型加筋壁板等方面，均通过了试验考核; 在使用 CC300/BA9913 CF预浸料及 00A成型工艺研制30 mm 厚板结构方面，内部孔隙率小于1. 5% ，无损检测合格，总体质量优良。这些重要技术的突破，对发展高性能军机无疑起到技术保障作用。

我国对CFＲP结构部件和C/C刹车片复合材料的研发，对我国空中飞车、悬空轨道车、高铁 的进一步提速等，同样起到技术和材料支撑作用。

在新能源汽车方面，为确保锂电池充一次电能续航500km以上，目前需要重达800～000 kg的电池堆。因此，汽车结构材料的轻量化和 CFＲP化是迫切需求，需要进一步降低大丝束 PAN－CF及其结构件的成本。

氢燃料电池汽车的快速推进，促进了相配套的CF缠绕超高压储罐、车载高压氢气瓶及电极材料等的发展。我国目前CFＲP高压容器的耐压性与国际水平仍有较大差距，虽然我国已建成多个加氢站，但储氢罐最高耐压只有70 MPa，只能充35～40 MPa;而国外车载氢气瓶耐压高达80～90MPa。

在风能方面，世界著名风电设备生产企业维斯塔斯 (Vestas) 已分别与光威复材、奥神新材 等公司合作，这推动了我国CF的发展。

在光伏领域，随着太阳能产业的大规模发展，单晶硅和多晶硅炉子的C /C复材保温材料的需求大增。目前，C /C复材生产商已有金博股份公司和中天火箭公司两个上市公司。湖南碳谷新材料公司和泛碳新材料公司是C /C复材生产行业的后起之秀。

在旧叶片回收利用方面，我国已开始起步; 而CFＲP回收再利用，国内已形成上海交大合作 企业和重庆宸晟新材料公司集中处理。

（二）国外

1、东丽公司

东丽公司根据全球疫情及应对气候变化对碳纤维产业的影响，对其公司发展战略进行了调整。由于疫情影响，世界航空业务需求急剧下滑，预计到2024～2025年其收益才能逐步恢复到500亿元水平。因此，东丽公司从2020年6月暂停了在美国南卡州一条2000 t /a 小丝束PAN－CF生产线，预计2022年后再恢复运行。

近年来全球气候变化对环境的影响愈来愈大，各国都加大了对碳排放的控制力度，加速发展新能源，从而推动了大丝束PAN－CF 的大发展。东丽公司预测全球风电市场约以年4% 增长，特别是海上大型风电叶片需求量将快速增长，2020年其需求比2019年增长134% ，而2021年预计比2020年增长116% 。东丽公司下属美国 Zoltex 公司，在匈牙利的工厂正逐步增设5 000 t /a 的大丝束CF产能，届时其总产能将占世界60%的份额，2022年预计比2019年将增长13% 。同时，东丽公司正探讨在墨西哥也扩大大丝束PAN－CF的产 能，因为其成本竞争力更高。

Zoltek公司生产的CF非卷曲织物及其上浆制品，应用于船舶、双轴和三轴等(图2) 。

图2 Zoltek的CF系列产品

此外，燃料电池电极用碳纤维纸及扩散层织物、氢能源高压容器、X－射线摄影装置用箱子 需求量的增长，也推动了大丝束PAN－CF的发展。

2、帝人公司

帝人公司在德国的子公司抓住新冠疫情的急 速蔓延对X光机及人工呼吸机等医疗设备需求扩大的机会，及时开拓该领域CF的需求。

帝人碳素欧洲公司则抓住欧洲电子制造业近年来的需求增长，以及医疗设备复合电缆用的高 级CF增强塑料母粒的需求，将在德国的6mm短切CF “Tenax－EHT C604”的产能提高40% 。这种CFＲP母粒具有优良的力学性能和导电性，深受欧洲用户的青睐。

帝人公司还生产Tenax非卷曲织物(DＲNF) 和Tenax编织纤维 (DＲBF) ，用于Tenax DryＲeinforcements ( DＲ) ，作为空客A320neo的机翼阻流板 (图3) 。

图3 A320neo机翼阻流板

TenaxDＲNF和DＲBF通过高度自动化的树脂转移模塑 (ＲTM) 法，比通用热压罐法具有更高生产效率和组件集成化。Tenax DＲNF是根据最终部件的结构需要，将CF长丝束进行单向铺平，并以不同角度和层数进行层叠，从而比通用机织物具有更优良的CF取向性，使其性能达到航空级热固型单向预浸料的水平。Tenax DＲBF是作为中空填料应用于阻流板部件中，这些材料都取得了空客公 司在该特定领域应用的各自认证。TenaxDＲNF和DＲBF的组合，达到了Spirit AeroSystems对飞机组件生产的标准，如高效加工性、生产效率和成本经济性。

目前帝人公司正全力加速开发飞机中游和下游的应用，并配合开发更高强度和拉伸模量的中 间材料，其目标是到2030年左右的年销售额达到9亿美元。此外，帝人在越南的子公司 “帝人碳 越南”的CF预浸料厂，已于2020年11月开始试运行，主要面向一般产业和体育休闲用品，如高尔夫球杆和网球拍，今后可能向风电叶片拓展。

3、三菱化学公司 (MCC)

该公司通过其子公司瑞士三菱化学先进材料公司，2020年8月取得了位于Wischhafen的两家德国碳纤维回收公司CFK Valley StareＲecycling和carboNXT。CFK拥有收集CFＲP包括预浸料等废料的网络，同时拥有回收CF成为有用材料的先进技术，并由 carbonXT 进行销售。

早在2020年MCC还取得了徳国的预浸料公司c－m－p及瑞士的回收公司Minger，将为用户提供采用该回收产品的解决方案。

4、4M公司

美国4M公司利用其等离子体预氧化专利技术，与PAN原丝合作方德国Dralon公司，共同生产大直径工业级CF。两家公司共同开发的低成本纺织级原丝，可生产出大直径CF，预氧化时间只有52 min，今后将继续改进其性能，优化该材料及生产工艺。但迄今大直径 CF 还未规模化生产，因为用常规预氧化工艺，其预氧化时间很长、能耗较大，而且容易产生结构缺陷而影响性能。该新工艺可实现从原丝到CF全生产过程的低成本和更好产品性能，且提高了批量生产能力。

5、Sigmatex公司

英国Sigmatex公司是一家在设计制造CF织物至复合材料方面居世界领先的企业，与位于伦敦的Hypetex 公司合作，在CF上色技术方处于领先地位。最近两家合作，将为现有和新用户提供美观且有独特色泽CF的解决方案。Hypetex 公司的独特上色工艺加上 Sigmatex公司的织造花纹，将为顾客的全产业提供 CF 的附加视觉感受，并保留其主要质量和性能指标。（文章来源：中国复材）

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