今年5月14日，國家發展改革委、國家能源局發布《關于加快推進充電基礎設施建設 更好支持新能源汽車下鄉和鄉村振興的實施意見》，提出創新農村地區充電基礎設施建設運營維護模式，支持農村地區購買使用新能源汽車，推進了以城市為消費主體的新能源汽車市場進一步向鄉村市場延伸。今年6月19日，財政部、稅務總局、工業和信息化部公告延續和優化新能源汽車車輛購置稅減免政策。利好政策的不斷頒布與推進，新能源汽車行業景氣度有望持續提升。中汽協數據顯示，今年1—5月，新能源汽車銷量達到294萬輛，同比增長46.8%，新能源車銷量保持持續快速增長。乘用車市場信息聯席會綜合預估，2023年全國新能源乘用車銷量將達到850萬輛，年度新能源車滲透率有望達到36%。新能源汽車產業發展持續向好的同時，“里程焦慮”問題依然存在，產業還需掃清續航里程較短的發展障礙。

根據德勤咨詢管理有限公司對全球消費者關于新能源汽車的一份調查報告顯示，在不愿意購買純電動車的人群中，中國、德國、美國都有超過20%的受訪者認為“續航里程焦慮”是最大因素。相關研究表明，整車重量每降低10kg，續航里程可增加約2.5km，新能源車動力系統通常占整車總質量的30%～40%，導致純電車比傳統燃油車更重，因此減輕整車質量對新能源汽車尤為重要，必須采取比傳統意義上的輕量化技術更先進的方法和措施。材料、結構、工藝輕量化是新能源汽車減重三大著力點，輕量化材料的應用是實現汽車輕量化最基礎也是最核心的手段，因此新能源車需選取重量更輕、性能更好的輕量化材料。

目前，用于減輕新能源汽車自身質量的新型材料主要包括高強度鋼、鋁合金、鎂合金、鈦合金、玻璃纖維復合材料及碳纖維復合材料。

相較于其他減重材料，碳纖維材料密度更低、強度更高、模量更高、耐腐蝕性更好。碳纖維密度只有1.6g/cm³左右，不到高強度鋼密度的一半。碳元素化學性質穩定，無需進行表面防腐處理，耐老化性能極好。碳纖維抗拉強度是鋁合金的兩倍以上，碳纖維材料制作的駕駛艙在碰撞中變形極小，可以實現在減重的同時極大提升汽車碰撞時的安全性能。有研究表明，碳纖維材料的應用可使汽車減重30%～60%，續駛里程提高25%以上。

據中國汽車工程學會發布的《節能與新能源汽車技術路線圖2.0》預測，2026—2030 年，我國將實現整車減重35%，實現碳纖維復合材料混合車身及碳纖維零部件的大范圍應用。目前碳纖維復合材料主要應用于車身、汽車剎車、輪轂、傳動系統、汽車內飾及電池箱體等。

目前國內新能源汽車用碳纖維復合材料仍處于發展初級階段，未能實現大規模運用，主要在于原材料成本和零部件制作工藝尚未實現有效突破。

生產成本方面，由于碳纖維合成工藝復雜，包括聚合物合成、高溫炭化和高壓復合等多個步驟，每個步驟都需要較高的技術精密度，而目前國內還沒有成熟的制造工藝及設備，導致其成本高昂，是鋼材或鋁材成本的數倍。出于成本考量，車企在一般車型中幾乎不考慮使用碳纖維復合材料。

零件制作方面，目前國內缺乏大批量、高生產效率的碳纖維汽車零部件的生產工藝與方法，尚未形成碳纖維零部件設計準則、評價標準與數據庫，缺乏相關設計數據、試驗方法、分析工具、碰撞模型等，導致難以大批量生產碳纖維材料汽車零部件，限制了其在新能源汽車中的運用。

要實現碳纖維材料在新能源汽車領域的大規模運用，首先要解決的就是原材料成本高的問題，可從原料替代和工藝改善兩個方面實施突破。

原料方面，由于傳統碳纖維前驅體——PAN原絲生產成本約占碳纖維成本一半，因此業內主流考慮以木質素作為碳纖維前驅體的原材料或采用紡織品級PAN纖維作為碳纖維前驅體原料，以實現有效降本。工藝方面，當前碳纖維主流制備工藝包括濕法紡絲和干噴濕紡兩種，干噴濕紡可以進行高倍的噴絲頭拉伸，紡絲速度高，可有效降低生產成本。

此外，碳纖維制造商、碳纖維復合材料供應商、新能源車零部件廠商與新能源整車制造商之間應相互協作，建立碳纖維復合材料在新能源車上應用的系統解決方案，共同開發碳纖維汽車零部件，確立碳纖維零部件設計準則、評價標準，建立相應數據庫，共同推進碳纖維材料汽車零部件制作工藝與方法的突破。

（作者單位：北京中關村科技產業研究院有限公司）

本文原載于《中國建材報》7月10日1版《碳纖維：新能源汽車瘦身的“王者之材”》