2025年12月版全球碳纤维报告（二）：碳纤维高速增长三大驱动因素

核心驱动力一：航空业头顶的“环保紧箍咒”

国际航空运输协会（IATA）数据显示，2023年全球航班量达3550万架次，预计到2025年底将增至约3830万架次。全球机队的持续扩张，为先进材料产业创造了巨大机遇。随着新飞机以可观的速度涌入市场，飞机制造所用先进材料的需求预计将迎来高速增长。

碳纤维能够有效减轻飞机重量，从而通过提升燃油效率和促进替代燃料使用，实现显著的燃油节约和排放降低。航空飞行是能源密集型活动，且主要依赖化石燃料。日益严格的排放与环保法规，正迫使航空业采用能产生更少温室气体的环保材料。这是因为航空排放是气候变化的主要推手之一。在欧盟各行业中，航空业温室气体排放占总量的4%，与其他贡献者相比环境影响显著。这主要是由于飞机排放物在高空释放，对气候产生强烈影响，会引发化学反应和大气效应，加剧全球变暖。

尽管航空业努力降低油耗，但减少航空排放仍是一项重大挑战。与此同时，新型飞机和创新技术为飞机制造领域提供了潜在的解决方案。制造商正更多地关注提升运营实践，例如优化航迹以提高效率，并具备在应用限制下管理燃油消耗的能力。航空排放的增长速度一直快于任何其他交通方式。

根据欧盟委员会题为《减少航空排放》的文章，2022年，航空业贡献了全球二氧化碳排放量的2%，且近几十年的增长速度远超铁路、公路和航运业。无论是燃料选择还是制造规格，对排放控制进行监管对航空业而言都必不可少。因此，世界各国政府正在采取措施以减轻排放并管控其未来影响。2022年10月，国际民用航空组织（ICAO）成员国达成一项长期理想目标（LTAG），即在2050年底前实现航空业二氧化碳净零排放。2025年，国际航协（IATA）与日本、马来西亚政府及主要行业利益相关方在COP30期间发表联合声明，敦促国际社会和地区政府重申ICAO的领导作用，并加速协调航空业气候行动，以在2050年前实现净零碳排放。

核心驱动力二：交通领域的“轻量化刚需”

碳纤维增强复合材料等复合材料，因其轻质高强的特性，在航空航天、能源和汽车工业中日益受到青睐，其大幅降低燃料消耗和二氧化碳排放的潜力吸引了大型制造商。与传统材料（如铝）相比，复合材料具有重量更轻、耐腐蚀性更强、疲劳失效风险更低等更多优势。这些特性提升了燃油效率，增加了载货能力，从而降低了总体运营成本。尽管复合材料初始成本高于金属，但能带来长期的成本节约。虽然复合材料比传统材料维护需求更少，但其维修成本可能相对较高。复合材料的一个固有缺点是不可生物降解；然而，得益于其提升的耐久性和燃油效率，它们也带来了环境效益。

碳纤维因其坚固、轻质和高度耐用的特性，在复合材料中扮演着关键角色。在复合材料形态下，碳纤维与树脂混合，形成一种强度高于钢材但重量明显轻于铝的材料。碳纤维凭借其卓越的强度重量比，使制造商能在不牺牲安全或耐久性的前提下，将部件重量比金属减轻高达40%至60%。这使其在航空航天工业中尤其宝贵，更轻的飞机可以减少燃料使用、提高效率。它在能源领域（包括风电，碳纤维能制造更长、更坚固的涡轮叶片）和汽车工业（减轻车重可提高燃油经济性、增加电动车续航里程并提升安全性）同样大有裨益。总体而言，碳纤维复合材料帮助这些产业实现了更高性能、更低能耗和更持久的产品。

材料与制造技术的产品创新，推动了复合材料等高效燃料材料的开发。各种复合材料已被开发用于工业应用。航空航天、能源和汽车工业的加速增长，为这些创新提供了支持。以下是复合材料获得广泛采用的一些实例：

• 波音787梦想飞机和空客A350 XWB广泛使用纤维增强聚合物（FRP）复合材料，这些飞机约50%的重量来自碳纤维增强塑料（CFRP）。这些飞机的主机身由碳纤维制成，从而实现了更轻的飞机，进而降低了能耗和碳排放。
• 空客正在积极使用复合材料；据资料显示，该公司正在其飞机系列中增加复合材料的应用。用于制造每架空客A220的材料中，约70%为先进材料，包括46%的复合材料和24%的铝锂合金。
• 2025年初，梅赛德斯-奔驰宣布其W16赛车将使用可持续碳纤维复合材料。该项目是与盛禧奥（Syensqo）合作进行的。其一级方程式赛车的设计将把这种材料应用于后制动导管轮罩。

随着交通领域向电气化和更清洁的交通解决方案转型，对碳纤维等先进轻质材料的需求持续增长，推动行业扩大生产规模、创新新材料并降低运行成本。更轻的车辆消耗更少的燃料或电池电力，行驶距离更长，并满足严格的全球可持续性与性能标准。

核心驱动力三：太空产业的星辰征途

全球太空产业预计在未来几年将经历显著增长。这将在卫星制造、运载火箭和太空探索等多种太空应用中，创造对复合材料日益增长的需求。太空产业拥有极高的能见度，因为公司、政府和投资者都在展望未来。包括SpaceX、波音和维珍集团在内的领军企业，以及全球各种政府资助项目，都对未来二十年的太空领域表现出浓厚兴趣。

然而，尽管创新层出不穷，但商业规模仍然相当小，仅为商用飞机产业的一小部分。此外，现有的太空产业设备仅由少数几家公司制造，缺乏大规模生产。因此，尽管该行业正涌现出许多激动人心的新技术发展，但航天器制造要迎头赶上尚需时日。根据Sent Into Space Ltd.的数据，大约35%的碳纤维通过各种应用被用于太空产业。先进复合材料在太空计划中扮演着关键角色，特别是在国际空间站、太空望远镜、卫星和航天飞机上。美国宇航局（NASA）开发了自动纤维铺放机，用于大规模制造火箭部件，根据需要以碳纤维板或碳纤维棒等多种形式使用碳纤维。

私人和政府组织投入巨额资金以管控航天器的研发成本。持续的技术进步使得发射航天器的成本比十年前降低了十倍。过去二十年间，太空初创公司已经证明它们能够与洛克希德·马丁和波音这样的航空航天巨头竞争。目前，一次SpaceX火箭发射的成本可能比20世纪60年代的俄罗斯“联盟号”飞船便宜97%。私营公司之间日益激烈的竞争，以及对太空旅游兴趣的上升，将推动航天器产业发展，引发一场在燃料、定价和材料方面使航天器更具可持续性和效率的竞赛，从而导致航空航天领域对碳纤维的需求不断增长。

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