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研判2025!中国碳纸‌行业产业链全景、发展现状、企业布局及发展趋势分析:技术迭代与集群崛起,碳纸产业迈向高端化、生态化发展新阶段[图]

内容概要:碳纸是一种以短切碳纤维为核心原料,经特殊造纸工艺制成的高性能材料,按工艺可分为干法(机械强度高,用于航空航天)和湿法(孔隙均匀,主导燃料电池应用);按形态包括碳纸、碳布和碳毡,是燃料电池、电解槽等新能源装备的关键基础材料。当前,中国碳纸行业处于快速成长期,技术不断突破,国产替代加速,部分产品性能已达国际水平,但高端装备与批量一致性仍依赖进口。上游碳纤维产能持续提升,2024年总产能14.4万吨/年、产量约5.9万吨,为产业提供重要支撑;下游受燃料电池汽车及储能市场驱动,预计2030年气体扩散层需求突破2000万平方米,带动碳纸市场规模从2025年3.12亿元增至2030年19.98亿元。竞争格局呈现多梯队特征,国家电投氢能、上海碳际等头部企业依托自主技术、规模产能和区域集群实现突破,推动行业从外资垄断向国产主导转变。未来,在“双碳”目标下,碳纸行业将朝高性能、低成本、全产业链生态化方向发展,并持续拓展至电解制氢、半导体等新领域,提升国际竞争力。


上市企业:金博股份(688598.SH)、中复神鹰(688295.SH)、吉林化纤(000420.SZ)、光威复材(300699.SZ)


相关企业:上海碳际实业集团有限公司、上海嘉资新材料有限公司、深圳市通用氢能科技有限公司、国科领纤新材料(常州)有限公司、国家电投集团氢能科技发展有限公司、骊能新能源科技(北京)有限公司、山东仁丰特种材料股份有限公司、宿州天尚安能碳纤维科技有限公司、中国制浆造纸研究院有限公司、湖南隆深氢能科技有限公司


关键词:碳纸‌、碳纤维、燃料电池、电解水制氢、储能电池、碳纸发展政策、碳纸‌行业产业链、碳纸‌发展现状、碳纸市场规模、碳纸竞争格局、碳纸‌发展趋势


一、碳纸行业相关概述


碳纸(Carbon Paper),又称碳纤维纸,是一种由短切碳纤维为主要原料,配以分散剂、粘结剂、增强剂等辅助材料,通过湿法或干法造纸工艺制备得到的类纸产品。在氢能领域的实际应用中,“碳纸”一词通常指的是经过一系列后处理工艺得到的成品,这些工艺包括浸渍复合、固化增强、碳化石墨化、疏水改性以及微孔层制备等。碳纸并非单指某种特定物品,而是一系列产品的统称,它们的共同特点是以碳纤维为主体原料,通过特殊工艺制备而成。


碳纸主要可按生产工艺和形态特征分为两大类。按生产工艺可分为干法碳纸和湿法碳纸,干法碳纸机械强度高、稳定性好,多用于航空航天等高强度领域;湿法碳纸孔隙结构更均匀可控,是制备燃料电池气体扩散层的主流选择。按形态特征可分为碳纸、碳布和碳毡,碳布由碳纤维编织而成,兼具高强度与柔韧性;碳毡则拥有极高的孔隙率,保温隔热性能优异。这些材料共同构成了燃料电池、电解槽等新能源装备中不可或缺的基础材料。

碳纸的主要分类及特点


中国碳纸行业产业链


中国碳纸行业产业链上中下游紧密协同,形成完整产业生态。上游是核心原材料与设备供应,高度依赖进口高端碳纤维(如T700级及以上)和昂贵的石墨化炉,是主要成本来源和技术瓶颈所在;中游是技术壁垒最高的碳纸制造环节,长期由日本东丽、德国西格里等国际巨头垄断,目前正迎来以上海碳际、通用氢能为代表的国内企业实现从“依赖进口”到“国产替代”的突破;下游应用以氢燃料电池汽车为核心驱动力,并快速向PEM电解水制氢、储能等领域扩展,强劲的市场需求正全力拉动整个产业链的快速发展与成熟。

中国碳纸行业产业链图谱


在碳纸制备的产业链中,碳纤维、聚乙烯醇树脂及酚醛树脂构成核心原材料体系,其供给稳定性与成本控制直接影响碳纸行业的规模化发展。当前,中国碳纤维上游市场正经历产能扩张与质量提升的双重突破。数据显示:2024年,全国碳纤维总产能达14.4万吨/年,同比增长19.1%,新增产能约2.3万吨;全年产量约5.9万吨,同比增长8.2%,继续保持较快增长态势。整体而言,我国碳纤维产能与产量的稳步提升,为碳纸的规模化生产提供了重要原料保障。

2022-2024年中国碳纤维产能及产量(单位:万吨)


碳纸作为一种重要的新型材料,在燃料电池、电解水制氢及储能电池等新能源领域展现出广阔的应用前景。在燃料电池中,碳纸作为气体扩散层(GDL)的核心基材,承担着收集电流、传导气体、支撑电极结构及管理水热平衡等多重关键功能。气体扩散层通常由基底层(GDB)和微孔层(MPL)构成,碳纸作为首选基底材料,其性能直接决定燃料电池的效率和运行稳定性。


近年来,我国燃料电池汽车产业持续发展,产销量呈现稳步增长。2018年至2024年间,产量从1527辆增至5548辆,年复合增长率达23.99%;销量由1527辆上升至5405辆,年复合增长率为23.45%。这一快速增长显著推动了对碳纸的需求。据行业测算,车用燃料电池领域对气体扩散层的需求预计将在2025年达到100万平方米,并有望于2030年突破2000万平方米,标志着碳纸材料迎来重要的市场里程碑。

2020-2024年中国燃料电池汽车产销量(单位:辆)

2025-2030年中国燃料电池领域碳纸需求(单位:万平方米)


在电解水制氢领域,碳纸作为关键电极材料应用于PEM(质子交换膜)电解槽中,可显著提升电解效率。PEM电解水制氢技术凭借效率高、响应速度快、负荷调节范围宽等优势,已成为未来绿氢制备的主流技术路线之一。《中国氢能发展报告(2025)》数据显示,2024年我国氢能生产消费规模已超3650万吨,居世界首位;截至2024年底,国内氢气产能突破5000万吨/年,同比增长约1.6%。其中,电解水制氢产能约50万吨/年,产量约32万吨,同比增长3.6%。在碳中和目标推动下,预计到2030年我国氢气年需求量将达3715万吨,占终端能源消费约5%。碳纸在PEM电解槽中承担传导电流、气体扩散与催化层支撑的重要作用,其性能直接决定电解槽的运行效率和寿命。随着绿氢产业的快速发展,PEM制氢技术对碳纸的需求将持续攀升,为碳纸行业开辟新的增长空间。

2020-2060年中国氢气需求量及预测(单位:万吨)


在储能电池领域,碳纸主要应用于锂离子电池的隔膜、正极及连接材料等方面。凭借其高导电性和多孔结构,碳纸有助于提升锂离子电池的能量密度与功率密度。近年来,随着“双碳”目标的深入推进和相关政策的持续支持,中国储能电池市场迎来爆发式增长。数据显示,2020至2024年间,我国储能锂电池出货量从13GWh迅速增长至260GWh,年复合增长率高达111.47%;预计2025年出货量将进一步达到364GWh,行业持续保持高速发展态势。此外,碳纸也可用于液流电池等新型储能装置,作为电极或集流体材料,有效提升电池性能与使用寿命。随着储能市场的快速扩张,碳纸在该领域的应用展现出广阔前景和持续增长潜力。

2020-2025年中国储能锂电池出货量及预测(单位:GWh)


相关报告:智研咨询发布的《中国碳纸行业市场运行态势及产业前景研判报告


中国碳纸行业发展现状分析


碳纸作为一种高性能碳纤维复合材料,在多个领域展现出广阔的应用前景与巨大的市场潜力。当前,中国碳纸行业正处在技术突破与市场爆发的关键转折期,呈现出国产替代加速、应用场景多元、产业链协同增强的鲜明特征。在技术方面,国内企业已逐步突破原丝制备、碳化工艺等关键环节,部分产品在孔隙率、导电性等指标上已达到国际先进水平,但在批量一致性和高端生产装备方面仍依赖进口;市场方面,受益于燃料电池汽车年复合增长率超23%、储能锂电池出货量五年激增20倍等强劲需求,行业进入高速成长期。随着技术持续进步与应用场景不断拓展,碳纸产业规模预计将持续增长,2025年国内市场约为3.12亿元,至2030年有望达到19.98亿元。

2025-2030年中国碳纸行业市场规模及预测(单位:亿元)


四、中国碳纸行业竞争格局


中国碳纸行业正经历从外资垄断到国产崛起的深刻变革,竞争格局呈现“多梯队分化、技术路线竞合、区域集群协同”特征:以国家电投氢能科技、上海碳际、骊能新能源等为代表的第一梯队企业,凭借全流程自主技术、规模化产能及产业链绑定优势占据主导地位;第二梯队如仁丰特材、嘉资新材等通过湿法/干法技术突破实现细分市场深耕;新兴势力则依托产学研合作(如泛亚微透与武汉理工)在复合疏水层等领域开辟差异化赛道。区域上,长三角、华南、京津冀形成三大产业集群,技术迭代(干法工艺突破、纳米材料改性)与成本优化(国产替代、规模效应)成为竞争关键,未来随着氢能市场扩容,企业将加速向“技术+产能+生态”综合竞争力跃迁。

2024年国内碳纸行业企业竞争梯队


近年来,我国碳纸行业企业技术创新活跃且成果显著。上海碳际自主研发核心技术解决量产难题,产品通过验证并获投资参与长三角产业链建设;国家电投氢能科技斯帛系列碳纸性能卓越,建成量产线推进国产化替代覆盖华南产业链;仁丰特材用湿法抄造技术实现气体扩散层规模化生产,配套长三角产业集群;嘉资新材干法成纸技术自主可控且可定制产品参数,产能扩张并布局多地满足需求;金博股份联合研发产品性能优成本低,深度绑定头部客户;骊能新能源攻克量产瓶颈,在北京建产业基地配套京津冀氢能走廊;泛亚微透和武汉理工通过梯度孔径控制、复合疏水层等技术提升产品性能,拓展新能源应用场景并强化产学研合作;中复神鹰实现T1000级碳纤维量产,西宁基地产能可观,支撑多高端领域需求。

中国碳纸行业重点企业技术创新及布局情况


五、中国碳纸行业发展趋势分析


中国碳纸行业在“双碳”目标推动下,正呈现技术高端化、市场扩容化与产业生态化的发展趋势:技术端通过纳米碳材料、复合改性等创新突破性能瓶颈,实现进口替代并拓展定制化应用;市场端受政策补贴与新能源需求爆发双重驱动,产能加速释放,预计2025年需求年均增速超40%,同时向电解水制氢、半导体等新领域延伸;产业端构建起从高性能碳纤维供应、智能化生产到下游电堆协同的闭环生态,并通过参与国际标准制定、拓展东南亚等海外市场,逐步突破国际巨头技术封锁,形成“技术-市场-品牌”全球竞争力,推动行业向高精度、全链条、国际化方向跃迁。具体发展趋势如下:


1技术迭代驱动产业升级


中国碳纸行业正加速向高精度、高性能方向突破。随着氢燃料电池、储能电池等新能源领域需求增长,传统碳纸材料在导电性、耐腐蚀性及孔隙结构均匀性上的短板愈发凸显。当前,国内企业通过自主研发和产学研合作,逐步攻克了碳纤维分散、高温碳化工艺等关键技术,部分产品已实现进口替代。例如,部分企业开发的第三代碳纸产品,其厚度控制精度达到±2μm,孔隙率稳定性提升30%,可满足燃料电池电堆对气体扩散层的高标准要求。未来,随着纳米碳材料、复合改性技术的融合应用,碳纸的性能边界将持续拓展,推动行业向高端化、定制化转型。


2政策引导与市场扩容双轮驱动


“双碳”目标下,中国碳纸行业迎来政策与市场的双重红利。国家层面通过补贴、税收优惠等措施,鼓励新能源产业链关键材料国产化,碳纸作为燃料电池、液流电池的核心组件,被列入重点突破领域。同时,全球能源转型加速,氢能、储能市场规模持续扩张带动碳纸需求快速增长。国内企业正加速产能布局,头部企业规划产能已超500万平方米/年,并通过与下游电堆厂商深度绑定,构建从材料到应用的闭环生态。此外,碳纸在电解水制氢、半导体等领域的应用探索,也为行业开辟了新的增长极。


3产业链协同与国际化竞争并存


中国碳纸行业正从单点突破向全链条协同发展演进。上游碳纤维供应商通过技术升级,已能稳定提供T700级以上高性能纤维,为碳纸品质提升奠定基础;中游企业通过智能化生产线改造,实现从浆料制备到碳化成型的全流程自动化,生产效率提升50%以上;下游则与燃料电池系统集成商共建测试平台,加速产品迭代。与此同时,国际巨头如日本东丽、德国西格里等加速在中国布局,通过技术封锁和价格战挤压本土企业空间。对此,国内企业需强化专利布局,拓展东南亚、欧洲等新兴市场,并通过参与国际标准制定提升话语权,逐步构建“技术-市场-品牌”三位一体的全球竞争力。


以上数据及信息可参考智研咨询(www.chyxx.com)发布的《中国碳纸行业市场运行态势及产业前景研判报告》。智研咨询是中国领先产业咨询机构,提供深度产业研究报告、商业计划书、可行性研究报告及定制服务等一站式产业咨询服务。您可以关注【智研咨询】公众号,每天及时掌握更多行业动态。

本文采编:CY379
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2025-2031年中国碳纸行业市场运行态势及产业前景研判报告
2025-2031年中国碳纸行业市场运行态势及产业前景研判报告

《2025-2031年中国碳纸行业市场运行态势及产业前景研判报告》共九章,包含全球及中国碳纸企业案例解析,中国碳纸行业政策环境及发展潜力,中国碳纸行业投资机会及策略建议等内容。

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