国内碳碳螺栓的主材——碳碳复合材料的发展前景

   发达国家碳纤维的主要应用领域是工业、航空等高端领域，而我国碳纤维的技术水平仍有待发展。由于碳纤维的核心技术主要掌握在西方发达国家手中，我国碳纤维技术发展整体水平较低。全球67%的碳纤维产品用于工业，17%用于航空，只有16%用于体育。而我国碳纤维在运动休闲领域的应用达到60%，恰恰说明我国碳纤维产品水平较低，只能主要应用在性能要求不高的运动领域，而高端碳纤维在工业、航空领域的应用难以大幅度拓展。  

      随着国内产业升级需求的不断上升，碳碳复合材料在高温热处理领域的应用将不断扩大。高温热处理设备国内市场规模约80-100亿元，保温材料成本约占设备的4%。保守估计碳碳复合材料在3亿左右。  

     我国碳纤维年需求量约为13700吨，主要用于运动休闲领域。从2008年到2014年，全球碳纤维市场需求从3.6万吨增长到5.4万吨，预计2015年将继续增长到5.9万吨，2020年增长到8.9万吨。截至2014年底，我国碳纤维设计总产能1.96万吨，生产企业40家，其中生产规模在1000吨以上的企业4家，生产规模在500吨的企业5家。2014年中国碳纤维总需求量约为1.37万吨，其中运动休闲约占60%，建筑约占15%，其他领域约占25%。

      在全球前10大光伏电池制造商中，中国占据6席，前4名都是中国企业。目前光伏行业价格竞争激烈，成本压力非常明显。由于碳碳复合材料比传统石墨材料具有更好的隔热性和强度，用碳碳复合材料代替传统石墨材料制作单晶炉和多晶炉，可以有效降低生产能耗，延长设备使用寿命，从而降低整体生产成本。碳碳复合材料光伏、半导体领域应用市场保守预计超过10亿元。  

     碳碳复合材料的应用和开发已成为提升我国碳纤维技术水平的途径。由于西方发达国家对中国出口高端碳纤维技术的封锁，中国只能继续扩大碳纤维材料的应用，并在使用过程中发现问题，从而推动碳纤维技术的提升。碳碳复合材料生产工艺对碳纤维的性能要求很高。在国产碳纤维原料逐步替代进口碳纤维产品的过程中，国产碳纤维的工艺问题也逐渐暴露出来，因此国产碳纤维厂家可以改进自己的生产工艺。

     中国碳碳复合材料已经从军用航空应用拓展到工业领域。以博云新材、金博科技为代表的碳碳复合材料龙头，成功承担了中国大飞机C919刹车副的生产。碳碳复合材料凭借其优异的性能和性价比优势，在工业领域的应用空间逐渐发展起来。而光伏半导体行业和工业热处理行业有望成为碳碳复合材料大规模应用的突破口。

      中国光伏发电装机规模的快速增长和光伏产业固有的成本压力给碳碳复合材料的应用带来了发展机遇。中国已成为全球第三大光伏发电装机市场。2014年，中国新增并网光伏发电1.06万兆瓦，约占全球新增容量的25%。全国光伏并网发电累计装机容量28050兆瓦，同比增长60%。

2015年1-6月，全国光伏发电装机达到35,780 MW，仍保持高增长态势。

        高温热处理领域节能升级给碳碳复合材料带来发展机遇。高温热处理是机械加工的四大基本工序之一，它能保证和改善工件的各种性能，如强度、硬度、塑性、韧性、耐磨性和耐腐蚀性。汽车工业中70%-80%的零件需要热处理。在铁路行业，机车、车辆和钢轨都需要热处理。由于热处理过程耗电量巨大，约占机械制造业总耗电量的25-30%，使用碳碳复合材料等新型保温材料将显著降低热处理过程的能耗水平。目前，我国低能效的传统加热炉比例超过60%，而优质、节能、环保的可控气氛炉和真空炉比例不足40%，而欧美、日本等先进工业国家高效加热炉比例超过80%。