用量占比超90%，碳纤维复合材料成打造eVTOL首选

电子发烧友网报道（文/吴子鹏）根据 Stratview Research 的数据，任何eVTOL项目使用的复合材料中，约有75%-80%将用于结构部件和推进系统；其次是梁、座椅结构等内部应用，占12%-14%；电池系统、航空电子设备和其他小型应用组合起来将占剩余的8%-12%。而在材料类别上，eVTOL所使用的复合材料中90%以上是碳纤维，从价值量来看，碳纤维复合材料将占整个eVTOL制造成本的4%左右。

 
此前，霍尼韦尔公司预测称，预计2030全球eVTOL达1200亿美金，中国飞行汽车市场占比超过30%，预计达3000亿人民币，按照4%价值量占比，eVTOL碳纤维材料市场大约120亿人民币。
 
目前，国内多数碳纤维供应商产品应用于新能源、工业、消费领域较多，但在eVTOL碳纤维材料赛道也已经形成了一定的产业力量。
 

碳纤维复合材料为何受到青睐？

碳纤维是一种含碳量超过90%的微晶石墨材料纤维，由有机纤维（尤其是聚丙烯腈纤维）经过碳化及石墨化处理制得。与传统的工业金属材料如钛合金相比，树脂基碳纤维在模量和强度方面表现更为出色。其强度设计可达到甚至超过高强钢的水平。碳纤维是eVTOL机身结构的主要材料，具有质量轻、强度大，兼具抗疲劳、耐腐蚀等特点，将碳纤维复合材料用于打造eVTOL，能够帮助机身整体重量减少30%-40%。
 
分析人士认为，未来几年eVTOL是碳纤维复合材料的绝对增量市场，这种轻量化材料主要用于框架、翼面、螺旋桨等部件。国内当前头部eVTOL 制造商亿航智能、小鹏汇天、峰飞航空等公司公布的设计方案来看，机身结构均采用碳纤维复材。碳纤维不仅可提高eVTOL的性能及搭载能力，还改善了续航里程。
 
据悉，单台eVTOL对碳纤维需求在100-400kg之间，有望拉动千吨级需求。目前，在碳纤维复合材料市场，树脂基复合材料（CFRP）最为常见，占据了市场份额的90%以上，除了航空航天，体育用品也多有采用。
 
碳纤维产品链共分为三个环节，包括上游的生产设备、原丝生产，中游的中间体制造、碳纤维制品生产，以及下游的市场应用，完整产业链涵盖了从原油起始到终端应用的全部制造流程。
 

国产碳纤维厂商发展迅猛

制备高性能碳纤维的关键在于高质量的PAN原丝，它是碳纤维的前驱体，属于一种核心技术。当前，在碳纤维的核心技术环节，依然是以日美厂商为主导。在产能方面，日本东丽高居榜首。
 
统计数据显示，当前日本东丽在全球碳纤维市场的份额占比约为42%，其中小丝束碳纤维占比17%，大丝束占比25%。根据日本东丽发布的2023-2025年管理战略，目前碳纤维是日本东丽第三大业务，仅次于纤维与纺织品和高性能化学品，贡献了2820亿日元（20亿美元）。该公司计划到2025年将碳纤维业务规模进一步提升30%。
 
不过，近几年国内碳纤维产能也在快速增长，出现了光威复材、中简科技、吉林化纤、中复神鹰、上海石化、吉林碳谷、博云新材等代表厂商。
 
光威复材是国内碳纤维材料龙头企业。此前，光威复材在投资平台表示，该公司作为碳纤维领域的主力供应商，有着货架式的碳纤维产品体系以及预浸料、复合材料制部件的专业配套能力，能够满足各种低空飞行器对碳纤维的力学性能、功能，以及经济性目标追求和配套要求，比如该公司有已经通过大飞机PCD适航认证并且有着成熟生产控制和应用体系的T300级，有在无人机上已经得到广泛使用的T700S级，还有在部分结构可能会用到的、在国内相对更成熟稳定的M40J级，如有特殊要求我们还有更先进的T800级和M55J级可供选择。
 
中简科技也是国内碳纤维材料的龙头，该公司主要批量生产的 ZT7 系列碳纤维拉伸模量甚至均高于国际碳纤维龙头厂商日本东丽。中简科技长期卡位于航空航天领域，材料性能国际先进，优势显著。
 
另外，吉林化纤是国内粘胶长丝龙头厂商，打造了原丝、碳纤维、复材的碳纤维产业链；中复神鹰是集碳纤维及其复合材料研发、生产、销售为一体的国家高新技术企业，系统掌握了T700级、T800级、M30级、M35级千吨级技术以及T1000级、M40级百吨级技术；国内碳纤维设备主要生产商，其他包括机器人装备、光伏设备、建筑设备、轻纺设备等。
 
相信随着国内各省市对低空经济大力布局，国内的碳纤维产业链会愈发成熟。
 

结语

碳纤维复合材料凭借质量轻、强度大，兼具抗疲劳、耐腐蚀等特点，成为打造eVTOL的首选，随着eVTOL市场体量提升，国内碳纤维产业链将迎来一片巨大的市场蓝海。