全球碳纤维市场展望

根据国际市场研究机构Markets and Markets日前发布的报告，全球碳纤维市场预计将以年复合增长率达13%的增长率从2022年的65亿美元，增长到2027年的119亿美元。预计到2032年将进一步增长至217亿美元，在预测期内的复合年增长率为12.9%。

航空航天和国防工业以及风能需求不断增长，是促进该市场持续稳定增长的主要原因。

碳纤维具有高刚度、高拉伸强度、重量轻、高耐化学性、耐高温和低热膨胀等优点。这些特性使得碳纤维在航空航天、土木工程、赛车运动以及其他竞技运动中非常受欢迎，这反过来推动了市场的增长。

航空航天和国防领域的大比例应用

就价值和数量而言，在预测期内，航空航天和国防领域在全球碳纤维市场中占有最大的市场份额。2021年，航空航天和国防领域引领碳纤维市场的规模，占总量的43.9%。2022年航空航天和国防领域在全球碳纤维市场中占比上升到44.2%。

碳纤维几乎在飞机上随处可见，波音787梦想客机由重量占50%的复合材料组成，其中大部分复合材料为碳纤维层压或碳纤维夹层。碳纤维也被用来替代直升机的金属部件，如旋翼叶片和机尾。它也适用于仪器外壳、门和座椅等内部部件。此外，由于碳纤维抗腐蚀等特性，将其用于仪器外壳延长了这些仪器的使用时间，并保护它们免受损坏。预计到2032年将以11.6%的复合年增长率达到85亿美元。

风能行业在价值方面占第二大份额

就价值而言，风能行业14.7%占第二大份额。风力涡轮机叶片是风力发电系统的关键部件。PAN基碳纤维广泛应用于风力涡轮机叶片的结构翼梁帽。碳纤维及其复合材料用于制造风电叶片，因为它们减轻的涡轮叶片的重量，从而增加了长度以增加发电量。碳纤维提供刚度、强度和重量的极佳组合，帮助制造商实现更大的叶片和更高的能量输出。出于其耐腐蚀性能，碳纤维通过允许风力涡轮机在最恶劣的环境中工作来帮助风能行业发展。

碳纤维的使用减轻了整体重量，优化了较长叶片的刚度重量比，并增加了叶片刚度，以防止在突然阵风的情况下发生塔架撞击。减轻风力涡轮叶片的重量是必要的。由于更严格的环境法规，欧洲风能行业正在增长。在欧洲，有更多的预算已分配给可再生的节能系统的研发。欧洲拥有最多的海上风电场，这使其成为碳纤维的最大消费者。

非复合材料部门在应用方面占第二大份额

按应用计算，非复合材料部门在全球碳纤维市场中占有第二大市场份额。碳纤维用于非复合材料应用，如催化、电池电极和3D打印。结构电池是一种多功能电池，它可以在存储能量的同时承载负载，因此可以减轻移动电动设备的整体重量。多功能电池的主要成分是碳纤维，因为它们是轻质材料，具有良好的电学、电化学和机械性能。

由于电动汽车的快速增长和3D打印在各种新应用中的扩展，对非复合材料应用的需求将会增加。碳纤维市场的非复合材料应用预计将从2022年的3.556亿美元增长到2027年的6.063亿美元，期间年复合增长率11.3%，到2032年为10.235亿美元，预测期间复合增长率为11.0%。

PAN基碳纤维占据了最大市场份额

聚丙烯腈基（PAN）碳纤维在碳纤维市场占据了最大份额。PAN基碳纤维的原料来源丰富，具有低密度、高强度、高模量、耐高温、耐磨损、耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变、导电、导热和远红外辐射等多种优点。PAN的这些特性使其广泛适用于航空航天、汽车工业、风力涡轮机、阻燃材料以及体育器材等各种终端行业。因此，这些最终用途行业的增长进一步推动了市场增长。

由于氢燃料电池汽车（FCEV）及全球风力发电的需求不断增加，PAN基碳纤维复合材料的应用将在储氢罐和风能行业中显著增长。

驱动因素：严格的环保法规和3D打印的日益普及

由于全球大部分国家实施严格的环保法规，促使人们越来越多地采用更可持续的建筑材料。

减轻重量和提高燃油效率是碳纤维及其复合材料所提供的优异功能。因此，碳纤维市场正经历豪华车和跑车市场的需求增加。碳纤维正被广泛应用于汽车行业，用于制造3D打印的汽车零件。碳纤维用于3D打印，可以增加织物的刚性和强度，这也意味着3D打印部件将更轻、尺寸更稳定。此外，碳纤维部件可助于防止部件在冷却时收缩。碳纤维的这些最新趋势正在推动市场的增长。

制约因素：PAN基碳纤维成本高

在汽车行业，碳纤维目前仅用于赛车和一些高端跑车，因为目前碳纤维的成本约为10－20美元/磅。如果碳纤维的成本降低约5－7美元/磅，它将在汽车中大规模使用。只要降低成本碳纤维复合材料结构件的使用预计将大大增加。

美国的橡树岭国家实验室（ORNL）正在积极开发低成本碳纤维（LCCF）技术。目前，航空航天级碳纤维的价格从80－120美元/磅不等；在工业、体育用品和风能等应用中，价格从1010－20美元/磅不等。碳纤维复合材料有许多新的应用，但由于价格昂贵，在商业上尚不可行。

机会与挑战

碳纤维及复合材料用于制造燃料箱和氢气罐。使用清洁燃料的氢燃料电池汽车（FCEV）市场预计将在严格的环保规则的支持下快速增长。

目前，FCEV的市场规模还很小，但是，预计在预测期内它将快速增长。以美国为例，美国的目标是到2030年实现 530万辆公共汽车和长途客车以及300万辆叉车的目标。欧洲拥有最多的加氢站，目标是到2030年达到370万辆氢动力FCEV和45000辆燃料电池卡车和公共汽车的市场规模。韩国还制定了到2030年生产180万辆FCEV的路线图。预计这些因素将在未来十年内增加氢气罐的渗透率和需求，这为碳纤维的增长提供了巨大的潜力。

管道和储罐行业预计将见证22.4%的高复合年增长率，从2022年的6.6亿美元增长到2032年的49亿美元。

碳纤维的高成本阻碍了其在某些领域的进一步应用。碳纤维目前仅用于赛车和一些高端跑车；替代碳纤维复合材料的应用也对碳纤维行业的增长构成了严重威胁。

欧洲和北美分列碳纤维的第一、二市场

欧洲是碳纤维的最大市场。该地区有大量的制造商积极参与开发活动。特别是在扩展和新产品发布方面。该地区拥有主要的碳纤维制造商。其不断增长的汽车行业正在推动对碳纤维的需求。碳纤维广泛用于不同的最终行业。由于法国和英国存在庞大的航空航天工业，航空航天工业占欧洲碳纤维市场的最大份额。欧洲不断扩大的制造设施有望在未来几年实现巨大的市场增长潜力。

就价值和数量而言，北美是碳纤维的第二大市场。北美碳纤维市场的增长可以归因于领先的碳纤维制造商的存在，如Hexcel公司（美国），三菱人造碳纤维和复合材料公司（美国），东丽碳纤维美国（美国）。美国在3D打印和医疗行业采用PAN基碳纤维方面走在了前列。此外，PAN基碳纤维在北美的应用也在增加，如电池电极和汽油生产的催化。

主要的市场参与者

目前市场上活跃的主要企业有东丽工业公司（日本）、DowAksa公司（土耳其）、三菱化学公司（日本）、索尔维公司（比利时）、帝人有限公司（日本）、SGL公司（德国）、Hexcel公司（美国）、晓星先进材料公司（韩国）、中复神鹰有限公司（中国）、台塑公司（中国台湾）、江苏恒神有限公司（中国）和吉林化纤集团有限公司（中国）等。

来源：荣格-《国际复材技术商情》

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