科学家设计出“负碳复合建材”：可封存25万吨二氧化碳，减缓全球变暖【附复合材料技术赛道观察图谱】

瞻观前沿

美国太平洋西北国家实验室的科学家设计了一种复合装饰材料，可以储存更多二氧化碳，提供了一种既符合建筑规范，又比标准复合饰面板便宜的“负碳”选择。研究人员于18日在美国化学会春季会议上公布了该研究结果。研究人员表示，除了几种水泥外，负碳复合材料很少。新开发的复合饰面板是第一批在其“生命周期”中呈现明显碳负排放的复合材料之一。

此次，研究团队使用低品质褐煤和木质素作为复合饰面板的填料。为了使这两种材料与塑料混合并附着在塑料上，研究团队需要在颗粒表面添加酯官能团。为了测试这种方法的可行性，团队利用一个经典的化学反应，即在二氧化碳和一种名为苯酚的官能团之间形成一种新的化学键。经过反应后，木质素和煤粒的二氧化碳含量为2%—5%。然后，他们将不同比例的这些颗粒与高密度聚乙烯混合，形成棕黑色复合材料，并测试所产生的性能。含有80%填料的复合材料最大限度地提高了二氧化碳存储量，同时也符合国际建筑规范要求的强度和耐久性。

研究人员介绍说，如果把美国每年销售的10多亿装饰材料换成新开发的不含二氧化碳的复合板，可封存25万吨二氧化碳，相当于5.4万辆汽车一年的排放量。

图片来源：摄图网

技术价值观察

我国复合材料行业产业链上游为基质材料和增强剂材料，中游按照集体材料不同分为树脂基复合材料、陶瓷基复合材料、金属基复合材料、水泥基复合材料和碳基复合材料，下游领域包括航天领域、汽车领域、建筑领域、风电领域等。

科学家设计出一种“负碳复合装饰材料”，可以储存更多二氧化碳，减缓全球变暖。因此，从复合材料产业链上看，该材料处于产业链的中游环节。

宏观市场观察

——建筑领域复合材料需求最大

2021年，根据JEC披露的数据，复合材料下游需求中，建筑需求最高，高达27%，其次为运输，下游占比约为27%。在能源领域，非政府对风能的监管和补贴促进了能源用复合材料的增长，电子电器领域应用的增长主要集中于亚洲，同时，由于疫情影响，航空航天用复合材料需求下降较为明显。

——全球复合材料市场规模

近年来，在全球经济环境不景气等大环境影响下，全球复合材料市场结构正在逐步发生变化，美、日、欧等发达国家和地区复合材料市场相对饱和，增速较为缓慢。亚太地区由于长期以来人均复合材料消费水平和市场需求空间大，增速较快，而总体促进了复合材料行业稳定增长。根据Grand View Research的统计数据，2020年全球复合材料市场价值达到860亿元左右，受疫情影响，较2019年有所下降。2021年，市场规模上升到888亿美元。

——中国为复合材料专利最多的国家

目前，全球复合材料第一大技术来源国为中国，中国复合材料专利申请量占全球复合材料专利总申请量的78%;其次是日本，日本复合材料专利申请量占全球复合材料专利总申请量的12%。美国和韩国虽然排名第三和第四，但是与排名第一的中国专利申请量差距较大。

——中国复合材料产量

由于我国人均复合材料消费量低、市场空间大，近年来产量呈不断上升趋势。根据DDFiberglass 披露的数据，2021年，我国复合材料产量约为360万吨。

(注：统计口径为包括纤维增强材料和有机基质，包括玻璃纤维增强聚合物(GFRP)、碳纤维增强聚合物 (CFRP)、芳纶、天然纤维增强复合材料等。)

——中国复合材料行业市场规模

随着新能源汽车、高端制造、军工等行业的快速发展，我国制造业越来越注重轻量化，因此塑性强的复合材料需求不断增加。2021年，在疫情得到有效控制以及下游需求的不断增长下，我国复合材料发展较好。根据DDFiberglass的数据，我国复合材料在全球约占30%的市场份额，据此测算2021年我国复合材料的市场规模为1782亿元。

——行业发展前景预测

随着国民经济的高速发展，经济结构的转变，新能源、环保、高端装备制造等其他新兴产业的加快发展，国内高性能纤维复合材料需求将日渐强劲。其中交通运输、工业设备发展推动高分子复合材料增长潜力很大，从子行业应用看，航天航空、汽车、风电等行业需求增长力度较强。根据全球预测增速6.6%测算，到2027年，中国复合材料市场规模有望达到2615亿元。

中国复合材料技术赛道热力图

根据前瞻产业热力图显示，与复合材料关键技术强关联的城市集群主要集中在华南和华东地区，并且以广东、福建省深为重点发展区域，未来布局复合材料技术及其他相关技术的发展路径，极大可能性在于华南、华东地区优先导入，其中可重点关注广东省广州市天河区、福建省福州市鼓楼区及广东省深圳市福田区所处的复合材料相关企业，以及该地方对于复合材料产业发展投资环境、供给市场的潜力空间。

前瞻经济学人APP资讯组

更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国复合材料行业发展前景预测与投资战略规划分析报告》。

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