黄金，想必大家都不陌生，那“黑色黄金”有听说过吗？
作为一种复合材料，碳纤维的含碳量在90%以上，除了具备一般碳素材料耐高温、耐摩擦、导电、导热及耐腐蚀等特性外，在外形上还有着显著的各项异性，柔软、可加工成各种织物，出色的力学性能和稳定的化学属性也使其成为制造业新材料的优选。但同时由于其加工难度大与原材料成本较高，碳纤维也素有“黑色黄金”之称。
但随着近年来消费升级加快与碳纤维生产工艺的不断优化，碳纤维也逐渐撕掉“贵族”标签，应用场景加速延伸，在不断扩大的市场需求牵引下，产业规模也迎来加速增长。
根据赛奥碳纤维《2016—2021全球碳纤维复合材料市场报告》，我国碳纤维需求量从2016年的1.96万吨增至2021年的6.24万吨，年均复合增长率为26.06%，2021年同比增速达27.69%，预计2025年国内需求量为15.93万吨。
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从实验室到规模量产，碳纤维的去“奢侈化”之路
碳纤维的起源可追溯到19世纪60年代，但由于早期的碳纤维原料源于天然纤维，几乎没有结构强力，在使用中很容易碎裂和折断。直至上世纪50年代中期，人造纤维、化学纤维的出现，才使得碳纤维的性能得以优化，1942年杜邦公司发明丙烯腈（PAN）纤维技术，碳纤维性能得到进一步提高。
近年来，伴随碳纤维制造工艺的日渐成熟，使用场景的边界不断得到突破。从风电行业中的风电叶片到氢能行业中的储氢瓶，再到用于单晶硅炉内的碳毡功能材料、保温桶、护盘等关键部件，规模生产也使得其制造成本持续降低。
事实上，早在2000年我国便开始大力发展碳纤维产业，并将其列为国家重点发展的战略性新兴产业之一。为进一步摆脱核心技术受制于人的局面，在“十四五”规划和2035远景目标纲要中，我国更是将碳纤维复合材料领域开展协同应用试点示范和加强碳纤维及其复合材料的研发应用列入其中。加之在“双碳”政策的推动下，多地陆续以碳纤维为中心开展产业布局，碳纤维行业也加速迈入“中国制造”的新阶段。
从产业主要分布地来看，主要集中在东南和华南等地，从企业数量来看，截至2022年10月，山东省以1084家碳纤维企业居我国前列。作为我国制造业大省，近年来，山东结合省内多地的产业特征，以先进复合材料为保障和基础，推动碳纤维及复合材料高质量快速发展。其中，威海、济南及德州等地成为省内碳纤维产业的布局重点，各地也在不断释放政策红利的同时，打造碳纤维产业集群与特色产业创新基地，推进当地新旧动能转换，加速助力碳纤维及复合材料产业发展高地的崛起。
打造一体化产业发展格局，碳纤维打上山东标签
除了航空航天、汽车、轨道交通等重点行业，医疗、体育等生活领域也逐渐有了碳纤维的身影，而大多数的碳纤维都有一个共同的原产地，山东威海。
作为山东碳纤维产业重要的一环，2021年，威海市以“链长+链主”的工作机制，扎实推进产业链、供应链、创新链协同发展。据统计，威海市碳纤维及复合材料产业集群拥有规模以上企业136家，实现营业收入304.64亿元，同比增长25.8%，利润36.04亿元，同比增长25.4%。
为攻破碳纤维产业关键技术难题，当地搭建重点科技项目“山东省碳纤维技术创新中心”，该中心以威海拓展纤维有限公司为依托，建立政、产、学、研、用相结合的研究开发和产业化平台，集聚100多位碳纤维领域的高端人才，集中突破碳纤维全产业链共性技术，并着力构建“三平台、两中心、一基地”，为碳纤维上下游产业聚集奠定基础。
近年来，碳纤维技术创新中心突破了碳纤维及其复合材料制备技术及产业化瓶颈，所研发的干喷湿纺工艺关键技术纺速达到了国际先进水平的500米/分钟，进一步降低了制造成本。除此之外，当地还通过创新中心的建设，形成了PAN原丝、碳纤维、织物、预浸料、复合材料制品、树脂、装备制造、检验检测、复合材料回收的完整全产业链生态，地区产业规模已超过120亿元。2022年，威海市工业和信息化局全力推进威海市碳纤维及复合材料产业链联盟，通过协调产学研用多方资源的方式，推进碳纤维上下游产业链的协同发展，提高产业核心竞争力。作为产业链联盟中的关键一员，多年来，威海光威复合材料股份有限公司依托自主研制生产的碳纤维制备设备，形成了从原丝到碳纤维、织物、树脂及高性能预浸料、复合材料的完整产业链布局。
一条完整的产业链，不仅需要“链主”企业领航，还需要应用领域的扩充，即产业链横向与纵向的扩张。
在预浸料及复合材料环节，威海宝威新材料科技有限公司所生产的碳纤维预浸布产量突破400万平方米，营业收入同比增长48.3%；在配套装备环节，威海捷诺曼自动化股份有限公司建成自动化新型氢气瓶示范生产线；在制造装备方面，威海拓展纤维有限公司先后攻克超高温石墨化炉设计制造、自动铺丝铺带设备等装备制造瓶颈，填补了国内碳纤维装备制造领域的空白。
为进一步推动碳纤维产业发展，威海市制定《支持碳纤维及复合材料产业链发展的若干政策措施》，并持续加大财政政策帮扶力度。随着碳纤维产业链条的持续延伸，山东也将不断擦亮城市名片，谱写出更精彩的产业篇章。