碳纤维增强树脂基复合材料具有很高的比强度和比模量，重量轻而强度和刚度大。随着技术的提高，现代飞机、导弹和卫星等机体结构正逐渐扩大使用碳纤维增强树脂基复合材料的比例。同时随着产业的发展，其应用领域也逐步延伸，从最初的航空航天与国防军工产业逐渐向更注重经济效益的民用工业扩展，如今在体育休闲、汽车、轨道交通等民用产品领域也得到愈加广泛的应用。 由于高比强度、轻质量带来的经济效益，国际主要民航飞机的结构、内饰材料对复合材料的使用比例逐渐升高，如波音的787与空中客车的A350，碳纤维复合材料使用比例均超过50%。与国际碳纤维复合材料市场中航空航天与国防军工领域占据市场最大份额的情况不同，中国航空航天产业对碳纤维增强树脂基复合材料的应用还在成长阶段。而中国国产航空装备产业在“十三五”以来得到良好发展，碳纤维增强树脂基复合材料作为整个机身、机翼、垂尾、舱门等重要结构部分或内饰的材料，综合性能优势明显，市场需求将更加强劲。尽管由于C919等国产大飞机产业化速度不如预期，2021年来自国内民用航空装备市场的需求增长速度落后于国防军工和航天产业，但该领域碳纤维增强树脂基复合材料的市场规模在未来仍将保持超过26.41%的增长速度。
图3 中国民用航空领域碳纤维增强树脂基复合材料市场规模（亿元）
2、航天
由于优异的耐高温、耐摩擦性能，碳纤维增强树脂基复合材料广泛应用在火箭的整流罩、级间段、仪器舱、诱饵舱、发动机喷管、燃烧室和排气锥体等部位，火箭、航天器的质量能够显著降低，舱体质量的降低将提升火箭的有效载荷，让单次发射承担更多任务。因此中国已在多种型号的运载火箭中采用碳纤维增强树脂基复合材料，从非承力零部件、装饰部件到次承力件，进而到大型部件、复杂部件和主承力结构件。 仅以长征系列运载火箭为例，其每完成“百次发射”的时间间隔分别为37年、7年多、4年多、2年9个月，是中国航天高密度发射常态化的标志之一。“十三五”以来，中国航天产业发展迅速，2021年，中国火箭年发射次数首次超过50次。 与此同时，由于美国商用火箭产业的快速成长带来的示范作用，我国商用火箭产业也在快速追赶，国内航天发射主管部门对民营航天持开放支持态度，航天科工火箭技术有限公司的“快舟”系列、星级荣耀的“双曲线”系列等国产商用火箭皆成功发射。 除火箭外，航天器、空间光学相机由于轻量化和强度要求，在结构件等众多部位采用碳纤维增强树脂基复合材料作为主要材料。以空间光学相机为例，碳纤维复合材料和金属预埋件互嵌整体成型的设计能够优化基体的筋格形式和厚度，满足空间相机的高动态刚度、轻质量、高安装精度要求，具有传统材料无可比拟的综合性能优势。因此航天领域对高性能碳纤维增强树脂基复合材料的需求将持续高涨，保持27.39%的年复合增长率。图5 中国航天领域碳纤维增强树脂基复合材料市场规模（亿元）
除了在军用飞机上的运用外，碳纤维增强树脂基复合材料也因其高比强度、耐高温、耐摩擦的特性，成为导弹壳体的主要材料。如中国新一代洲际弹道导弹东风-41和巨浪-2的导弹壳体都采用了碳纤维增强树脂基复合材料，以减轻单体自身重量，提高载荷进、而强化战斗部或推进系统。2020年中国国防开支占GDP比重仅1.7%，远低于同期美国的3.7%、英国的2.2%、法国的2.1%与俄罗斯的4.3%，还有进一步提升空间。而十九大以来，国家着眼国家安全环境新变化和强国强军新要求，对“坚持走中国特色强军之路，全面推进国防和军队现代化”做出了新的战略筹划和全面布局，对国防军工的现代化提出了更高的要求，将对武器装备的性能和材料要求提到了新的高度。据瑞典斯德哥尔摩国际和平研究所数据，中国多年来持续注重国防现代建设投入，军费逐年提升。武器装备的快速现代化需求，为高端碳纤维增强树脂基复合材料市场的未来增长带来了稳定的需求来源。 由于国防现代化战略以及装备费用在国防开支中比例的逐步提升超过40%，国防军工领域的碳纤维增强树脂基复合材料市场规模预计将达到25.90%的高年复合增长率。图7 中国国防军工领域碳纤维增强树脂基复合材料市场规模（亿元） 在球杆、球拍、自行车、滑雪板、钓鱼竿等传统由木质或金属材质构成的体育器械领域，复合材料由于其轻量化、比强度高等特点，逐渐成为器材材料的主要替代选择，体育休闲领域曾长期是我国碳纤维复合材料最大的终端市场。根据中国文教体育用品协会钓具专业委员会发布的数据，2019年我国户外用品市场营收规模为1,591.00亿元，预计2020年将达到1,693.27亿元，未来继续保持增长趋势，到2025年将增长至2,409.60亿元，2021年至2025年间的复合增长率为7.10%。 在中国国内市场中，受制于原材料与工艺相对落后，国内的碳纤维增强树脂基复合材料产业的产能与收入多集中在低端领域，体育休闲产业曾长期是最大下游市场。图9 中国体育休闲领域碳纤维增强树脂基复合材料市场规模（亿元） 由于轻量化特点，纤维增强复合材料作为风电叶片的主要组成材料，一直在新能源领域发挥重要作用。而随着风电叶片的大型化发展趋势，尤其是单个叶片长度达到百米以上时，传统玻璃纤维增强树脂基复合材料已逐渐难以满足风电叶片对材料强度和性能的要求，在大型风电叶片的制造工艺中，碳纤维增强树脂基复合材料对传统玻纤复合材料的替代大势愈加明显。 据世界风能理事会（GWEC）发布的《Global Wind Report 2021》数据显示，中国在2020年全年新增风电装机量约52GW，占全球总新增装机量的56%，连续多年成为世界最大的新增风电装机市场。随着碳中和概念在世界和中国全社会范围内的推广与认可，风电设备装机量逐年攀高，这一市场将成为碳纤维复合材料需求的主要推动力量来源之一。
由于国际国内风电产业的增长、国际市场产能受疫情影响，加之国内碳纤维复合材料的技术产业升级等诸多因素影响，2020年风电产业取代体育休闲产业，成为中国碳纤维纤维增强树脂基复合材料最大的下游应用市场，并以13.02%的年复合材增长率在未来数年长期保持这一地位。
图10 中国风电领域碳纤维增强树脂基复合材料市场规模（亿元）
2020年9月中国明确提出2030年“碳达峰”与2060年“碳中和”目标，对于交通运输业而言，轻量化设计对于降低能耗、进而达到行业整体节能减排的目标至关重要。因此，碳纤维增强树脂基复合材料在轨道交通、汽车等众多交通运输领域的应用也在推广与加深。
在汽车领域，碳纤维增强热固性树脂复合材料逐渐替代传统材料，作为主要的汽车承力结构材料，如车身面板、车轮、传动轴、结构件、悬架结构等关键部位。而挡泥板、车身内饰、座椅等非承力结构，也会因轻量化设计需求而采用碳纤维材料。在面临电池技术发展瓶颈的新能源汽车行业，碳纤维增强树脂基复合材料应用所带来的车体质量降低、续航能力提升尤为关键。此外，新能源汽车的燃料电池与储氢罐也广泛采用碳纤维复合材料。中国高速增长的新能源汽车产业，将成为碳纤维复合材料重要的下游应用领域之一。
此外，中国国内传统汽车制造业的规模结合新能源汽车产业的兴起，使得尽管材料单价较低，汽车产业仍是国内碳纤维复合材料市场的一个重要下游市场，预计在未来5年将保持25.71%的年复合增长率。
图12 中国汽车领域碳纤维增强树脂基复合材料市场规模（亿元） 除上述重点领域，碳纤维增强树脂基复合材料还在建筑增强、电子电气、轨道交通、工业机械、医疗等众多领域的应用得到拓展，不断满足各类性能需求，提升自身在各下游行业的渗透率。
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