随着碳纤维的优势特性被越来越多的人所关注和了解，航空、军备、机器人制造、轻轨交通等多个领域的应用式开发蜂拥而上，使得国内碳纤维生产线建设异常热闹。特别是在汽车制造领域，“碳纤维”已不是新鲜事物。但是，碳纤维作为新兴战略性产业中的一种重要材料，其在汽车制造领域受热捧的背后还有很多深层问题值得我们去关注。

车用单体碳纤维车用单体碳纤维

背景：汽车产业的庞大需求使其成为碳纤维的潜在蓝海

几年前，宝马在日本大量销售的采用尖端材料的EV(纯电动汽车)“i3”，其宣传口号就是“碳纤维电动”。该车使用碳纤维取代了车体材料中过去最常用的钢铁（碳纤维以仅有钢铁四分之一的重量），在满足了基本的车身强度和耐久性要求外，i3实现了整车最大的轻量化目标，这对于续航能力有限的EV环保车是非常重要的。

宝马i3

实验证明，车重每减小10%， 车辆油耗可降低6-8%，排放量可降低5-6%，0-100km/h加速性可提升8-10%，制动距离缩短2-7m；车身轻量化后整车重心可实现下移，有效提升了汽车操纵的稳定性；碳纤维还具有极佳的能量吸收率，碰撞吸能能力是钢的6-7倍、铝的3-4倍，使车辆在运行更加安全、平稳；此外，碳纤维还具有更高的震动阻尼，可提高整车疲劳强度。同时，基于现有的碳纤维成型工艺，可使车身开发实现集成化，大大减少了零件的种类，减少装配难度和工作强度。可以说，碳纤维材料的多种特性，在未来很有可能会给汽车产业带来革命性的变化！

除去宝马率先在碳纤维材料上吃螃蟹之外，国内对低碳环保新产品的社会需求越来越多：汽车行业的变革导致了纯电动环保车型的爆发式增长，不少地方除了对纯电动增加补贴之外，还在牌号限制方面对其大放绿灯，鼓励发展。国内相关政策也做出了具体要求：到2017年新能源汽车通过应用新材料实现车身减重25%、到2020年实现车身减重30%的目标。这些举措都直接或者间接地促进了碳纤维材料在汽车产品上的应用。

但是，在碳纤维越来越被汽车制造领域受到热捧的背景之后，还有很多深层问题值得我们去关注。

问题一：国内碳纤维技术起步过晚，相比国外产品不具备竞争力

中国的碳纤维产业技术起步晚的原因既有政治因素又有经济因素，几十年前就开始碳纤维研发的西方国家将碳纤维视为战略物资，曾对中国禁售、禁运，根本不可能转让技术。上世纪80年代中国就曾从英国RK公司引进大丝束预氧化炉和炭化炉，结果两套设备均未能正常运转。只有在近几年，国内针对碳纤维的开发才算正式开始。因此，国内碳纤维产业的技术基础还很薄弱，产能也难以转化为产量。

碳纤维生产过程碳纤维生产过程

目前中国碳纤维生产企业已超过40家，规划产能在7-8万吨/年。除了民营企业，中国石油、中国石化、中国化工、中国钢铁、中国建材、首钢国际等大型国企都已介入。但是在设备技术和生产规模方面的巨大差距使国内同等质量的产品价格远高于国外。例如，日本东丽T700级碳纤维的成本与国内T300级的成本相当，成本差异如此之大，导致中国碳纤维产品在现阶段缺乏市场竞争力。

问题二：国内碳纤维项目投资盲目，缺乏产业整合，并且产业技术人员严重匮乏

国内碳纤维领域著名专家——北京化工大学材料科学与工程学院副院长徐樑华教授用“成绩喜人但隐患犹存”来概括国内碳纤维产业的发展现状，他指出：

“目前（国内碳纤维）行业内存在技术底蕴不足、盲目跟风上项目等问题，多数产品还不具备市场竞争力，在具体的应用领域缺少专业和系统的研发。从国家整体水平看，虽然已经掌握了许多关键技术，但由于分散在各个环节，资源得不到有效分配与整合，导致整体产业水平上不去。而高水平专业人才的培养问题同样应该引起重视，目前高等院校里几乎没有相应的专业设置。在这种情况下，业内需要思考未来碳纤维产业的发展之路，并通过探讨高性能化和低成本化解决技术难题，扩大市场应用，真正创造效益。 ”

问题三：国内碳纤维企业缺乏与整车制造商的沟通，加工水平良莠不齐

碳纤维复合材料主要凭借两个优势进攻汽车制造领域，一是模块化生产，碳纤维复合材料具有良好的可塑性，可加工成各种零部件，也可以制成一体式的整体结构。对多个部件的一次性加工成型，不仅缩短了加工时间、降低了成本，并且能保证更高的精度。二是生产工艺-树脂转移模塑成型(RTM)技术的发展应用，能大幅提高零件成型速度，将传统成型的几天时间缩短为几分钟，具有效率高、成本低、绿色环保等优点。宝马、奥迪、帝人（日本帝人株式会社是日本著名的跨国公司，日本化纤纺织界巨头之一）等公司都已试验或运用了此项技术。一些技术发展较快的碳纤维加工企业还能采用更新的成型技术使碳纤维产品达到A级表面的要求，拓展碳纤维复合材料的使用范围。

碳纤维原材料碳纤维原材料

但是目前国内的碳纤维加工企业良莠不齐，在生产标准和技术研发水平上很难达到客户的理想水平，这在很大程度上限制了国内公司的碳纤维产品在汽车制造领域的应用。在这方面，行业内起步较早且正与国内某汽车主机厂合作碳纤维低速吸能盒的无锡威盛新材料有限公司的技术总监坦言：

“从未来发展趋势上看，汽车制造行业对碳纤维零部件有很大需求，但是碳纤维产品的制造方必须要结合这些行业的实际需求，提升自身的生产能力，将碳纤维技术真正融入到该领域中去，这就需要双方在产品研发上做更深层次的交流合作。”

极少数不计成本的车型上，已经为了轻量化适度采用了碳纤维材料极少数不计成本的车型上，已经为了轻量化适度采用了碳纤维材料

问题四：碳纤维生产环节中带来的环境污染以及材料回收等负面影响，还需综合评估

目前，部分低模量的碳纤维材料都已经实现了国内生产，但这一现状的内在原因是：由于碳纤维在原材料处理以及碳布加工等环节中，会产生大量的二氧化碳、污水、含氰化物废气以及可能导致工人各种呼吸道疾病和皮肤病的颗粒污染物，而且废弃的碳纤维材料的回收成本还很高。所以在低模量碳纤维利润降低但环保成本居高的现状下，很多国外厂商宁愿把部分不挣钱的低端碳纤维产品转移到国内生产以规避高昂的环保成本。所以，在汽车产业大规模应用碳纤维材料之前，有关碳纤维材料的环保问题也需要各地政府部门进行综合评估。

车云小结：

近日，欧洲汽车轻量化技术联盟理事、意大利APS公司合伙人、碳略新材科技 CEO宋廷瑞博士在2016第二届碳纤维及其复合材料技术与应用研讨会发表了题为《汽车碳时代，复合材料支撑汽车产业革命》的演说，再一次论证了碳纤维及其复合材料对汽车产业的历史意义。但是在这股“碳纤维热”的背后，我们必须清醒地认识到，如果没有系统化的开发，没有足够丰富的生产经验，没有积极应对市场需求的研发队伍、以及从政府角度对整个产业的监管，碳纤维是很难实质性为汽车制造领域发光发热的，想达到这个目的，需要碳纤维生产方和客户方深入考虑相关问题。