2017年12月01日   来源：新材料在线

       涉及未来汽车产业“新能源、智能化、轻量化”的材料争夺战，正持续发酵，整车企业、材料企业、科研机构等几方的“对垒”也正趋于白热化。

       汽车材料产业的规律是，当一种材料垄断已经形成，后来者就很难完全颠覆，只有等待下一次产业革新浪潮。如今，随着新能源汽车时代的加速到来，一个全新的、充满想象空间的汽车用材料市场机会正在开启。碳纤维复合材料等汽车非金属材料正迎来一个前所未有的历史黄金期。

“为了推进汽车行业的绿色发展，国家出台了一系列汽车产业发展政策，尤其是乘用车企业发展燃料消耗量与新能源必然改变各大汽车企业的产品结构，传统汽车油耗压力步步紧逼，非金属材料的应用具有极大的优势，既能缓解汽车企业在这两方面的压力，又能给非金属行业提供更多的机遇，并将促使行业强强联合、协同奋进、创新技术，共同开创汽车产业快速转型升级，自主品牌全面振兴的新局面。”中国第一汽车股份有限公司新能源开发院材料与轻量化所所长郑虹在近日举行的中国汽车工程学会汽车非金属材料分会第七界年会上表示。

中国汽车工程学会之前发布《节能与新能源汽车技术路线图》规定，2026年至2030年的第三阶段，实现整车比2015年减重35%，重点发展镁合金和碳纤维复合材料技术，实现碳纤维复合材料混合车身及碳纤维零部件的大范围应用，碳纤维使用量占车重达到5%。

碳纤维无疑已经成为整车企业尤其是新能源车企产品升级换代的关键点。

炙手碳纤维汽车应用“外热内冷” 

进入21世纪以来，世界各国的排放法规日益严格，如何在保证安全性和动力性的前提下降低油耗和减少排放是目前汽车工业迫切需要解决的问题。采用各种轻质材料取代金属等传统材料，使汽车轻量化是实现节能减排的重要途径。碳纤维复合材料凭借轻质、高强度、高刚度、抗振性能好、抗疲劳、耐腐蚀等众多优点越来越受到汽车工业的重视，在汽车中的应用也越来越多。

“轻量化和材料包括了传统钢制材料，和轻质合金材料以及非金属材料，通过新材料对传统用材的替换，实现零部件和系统的轻量化设计。”北汽集团新技术研究院晋敏表示，碳纤维复合材料比强度和比磨量都是有非常明显优势的，力学性能很突出，设计自由度比较高，比较易于集成设计。在高档轿车和新能源汽车上的应用也是越来越多。可见碳纤维复合材料目前已经成为汽车轻量化设计的一个重要手段。

图表：碳纤维在汽车上的应用实例

资料来源：赛瑞研究

但新材料在线®通过调研发现，目前碳纤维复合材料在汽车领域的应用依然呈现出“外热内冷”的局面。跨国车企在碳纤维车用领域的研发和应用布局已经远远走在前列。

碳纤维应用于汽车材料的历史最早可以追溯到1953年，世界第 1 台纤维增强复合材料汽车——GM Corvette制造成功。

美国通用汽车公司1992年展出了由碳纤维复合材料制造车身的超轻概念车，车身质量为191.0 kg，整车质量降低68%，节油40%。兰博基尼汽车2011年推出了Murciélago替代车型，该车采用了全碳纤维复合材料单壳体车身，质量仅有145.5 kg。

目前，碳纤维复合材料制成的车身结构件已在德国宝马公司开发的Z-9和Z-22系列中大量采用。德国大众汽车公司的“2L车”CC1研究项目，碳纤维复合材料用于车身的比例高达45%。通用汽车公司采用碳纤维复合材料制成的Chevrolet Corvette Z06纪念版轿车的发动机罩盖，质量仅9.3 kg。福特和保时捷的发动机罩也全部采用了碳纤维复合材料，在安全性不降低的前提下获得了极高的轻量化效果。

而国内车企在碳纤维领域的应用尚处在初期研发、小规模应用的阶段。

“行业里所有人都看好碳纤维在汽车上的应用，但是因为受制于一些技术的限制，一个成本比较高，另外也不能满足汽车行业快速发展的要求。”江苏澳盛复合材料科技有限公司技术总监严兵告诉新材料在线®。

碳纤维投资疾行

虽然碳纤维复合材料目前因成本高昂、批量化制造工艺和装备缺乏的囧境严重制约了其在汽车领域的大规模应用。但碳纤维复合材料用于汽车部件上不仅可以实现汽车轻量化，而且在安全性与乘用舒适性等方面也有很大提高，因此越来越受到汽车工业的重视，其未来前景毋庸置疑。

 国内乘车企业尤其是新能源汽车企业和碳纤维复合材料企业正加速在车用碳纤维材料领域的布局。

11月28日，由康得集团、康得新集团、山东省荣成市人民政府共同出资建设的“康得碳谷科技有限公司年产6.6万吨高性能碳纤维项目”在山东荣成开发区奠基开工。据新材料在线®了解，该项目总投资500亿元，占地6660亩，分五期建设。建成达产后，年产高性能碳纤维6.6万吨、高性能碳纤维原丝16.8万吨、高性能碳纤维复合材料3万吨，预计年销售收入达到1000亿元。

从2013年开始，康得、康得新布局打造全球唯一的碳纤维轻量化生态平台，实现了碳纤维从原丝到碳丝，再到碳纤维复合材料的研发、设计、生产的全产业链。中安信于2016年8月投产，年产5100吨原丝、1700吨碳丝，是我国单体规模最大、具有国际先进水平的高性能碳纤维生产线。

此外，康得集团在廊坊建立了康得复材工业4.0版智能化碳纤维车体及部件制造工厂，将年产5万辆新能源汽车碳纤维车体、150万件碳纤维部件。康得新集团还投资3000万欧元，在原慕尼黑工大实验室级研发中心基础上，建成采用全套国际一流装备、面积3000平米的工业级康得新欧洲复合材料研发中心，成为中德两国汽车轻量化国家级创新中心。另外，康得新还与拥有规模化生产碳纤维部件设计经验的德国雷丁公司合资建立康得新-雷丁欧洲汽车设计中心，以最先进的理念及技术开拓轻量化之路。

“碳纤维轻量化生态平台带来强大竞争力，目前已经为中国53家车厂进行新能源电动车及汽车轻量化的设计，未来将会规模量产。”康得、康得新集团董事长钟玉在接受媒体采访时表示。

9月29日，中复神鹰碳纤维有限公司在江苏连云港举行“千吨级SYT55（T800）碳纤维新线项目”投产仪式。该线是目前国内技术水平最为领先、单线生产效率最高、自动化程度最高、绿色环保指标最好、投资成本最低的千吨级T800碳纤维生产线。

窗口机会已现

“国内外汽车轻量化发展趋势比较一致，最重要的还是材料替换，比如钢板结构减薄优化、铝合金和镁合金的应用、以塑代钢及含纤维增强复合材料的替代。” 北京汽车研究总院有限公司工程师钟广亮表示，比较看好复合材料，包括树脂类复合材料比如添加玻纤或者碳纤之类的复合材料。

据了解，以奇瑞、观致、北汽集团为代表的国内汽车厂商已开始在其推出的新能源电动汽车上使用碳纤维复合材料。今年上半年，北汽集团与康得复材签订了中国首个碳纤维汽车部件量产订单，成为中国碳纤维用于汽车轻量化实现量产的开端。

“在汽车轻量化方面，公司一直在跟踪汽车领域应用碳纤维的机会，并与一些汽车厂商和一些科研院所合作尝试一些应用碳纤维复合材料的汽车部件开发。”光威复材（300699.SZ）董秘王颖超在接待机构投资者时表示。

海源机械(002529.SZ)近期在投资者互动平台表示，公司与吉利的合作正在顺利推进当中。另外，公司目前与多家车企正在洽谈合作，开发碳纤维零部件产品。

此前，中国恒瑞有限公司作为国内首款大面积使用新型碳纤维复合材料的纯电动跑车前途K50复合材料重要技术合作伙伴以及主要碳纤维零部件制造供应商，已于日前完成了首批样件的交付在。

2017年7月10日，康得集团携手北汽集团与常州市高新区管委会在北京签订协议，三方将共同出资，在常州国家高新技术产业开发区建设“工业4.0智能化碳纤维车体及部件工厂”，从事碳纤维新能源汽车车身零部件研发、生产及销售。

该项目计划总投资120亿元人民币，分三期建成，设计年产能600万件，以满足未来车企汽车轻量化对碳纤维部件的增长需求，推动中国汽车碳纤维轻量化未来发展。

有券商研究分析称，碳纤维复合材料的全球需求量有望在 2022 年达到20 万吨左右，2020 年在汽车轻量化方面或可达到约 169亿元的市场规模。

       “应用在汽车上，国内碳纤维企业主要有两个问题需要解决。一个是成本，目前国内外的主要差距存在于成本上，成本要降到汽车能够接受的程度。另一个问题则是制造工艺，”江苏恒神技术顾问研究员沈真告诉新材料在线®。