在航空航天及先進(jìn)空中交通（AAM）等先進(jìn)交通領(lǐng)域，復(fù)合材料的應(yīng)用成效備受矚目?；仡櫺袠I(yè)發(fā)展，波音 737 的復(fù)合材料占比不足 10%，而空客 350XWB、波音 787 等新一代機(jī)型（按結(jié)構(gòu)重量計(jì)算）的復(fù)合材料占比已超 50%—— 過去 50 年間，航空航天業(yè)全面擁抱了復(fù)合材料。

但若對(duì)比汽車行業(yè)的發(fā)展歷程便會(huì)發(fā)現(xiàn)，盡管在實(shí)現(xiàn)減重與可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的緊迫性上，汽車行業(yè)與其他交通領(lǐng)域不相上下，但其對(duì)復(fù)合材料的整合進(jìn)度卻明顯滯后。目前，普通乘用車的平均復(fù)合材料含量仍維持在 10% 左右，更高滲透率的應(yīng)用仍主要局限于超高端車型。

汽車行業(yè)廣泛采用復(fù)合材料的核心制約因素之一，在于其高昂的成本。在乘用車領(lǐng)域，與當(dāng)前主流的鋼、鋁等材料相比，玻璃纖維增強(qiáng)聚合物通常可使部件重量減輕 14% 至 25%，而碳纖維增強(qiáng)聚合物（CFRP，又稱碳纖維增強(qiáng)塑料）則可實(shí)現(xiàn) 25% 至 40% 的減重。然而，汽車級(jí)復(fù)合材料（尤其是 CFRP）每公斤的綜合材料與加工成本，比鋼或鋁高出十倍以上，因此如其所述，其大規(guī)模應(yīng)用僅在豪華車領(lǐng)域具備經(jīng)濟(jì)可行性。

表 1：常用汽車材料每公斤（材料 + 加工）的平均成本（來源：CAR Research）

盡管乘用車領(lǐng)域復(fù)合材料平均滲透率僅約 10%，但汽車行業(yè)龐大的全球產(chǎn)量，仍催生出巨大的復(fù)合材料需求。僅 2024 年，該行業(yè)對(duì)復(fù)合材料的需求價(jià)值便超過 120 億美元（102.4 億歐元），需求量突破 330 萬噸。

非線性的生產(chǎn)需求格局

從生產(chǎn)端來看，以中國(guó)為核心的亞太地區(qū)在全球汽車產(chǎn)業(yè)中占據(jù)主導(dǎo)地位，預(yù)計(jì)到 2025 年，該地區(qū)汽車年產(chǎn)量將突破 5000 萬輛，其中中國(guó)占比約 60%（即超過 3000 萬輛）；歐洲緊隨其后，年產(chǎn)量約為 1800 萬輛。

有趣的是，盡管亞太與歐洲的汽車產(chǎn)量差距懸殊，兩地的復(fù)合材料需求卻基本相當(dāng) —— 這一現(xiàn)象的核心原因在于，歐洲車型的單車平均復(fù)合材料含量顯著更高。北美地區(qū)的汽車產(chǎn)量雖位居第三，但其復(fù)合材料需求預(yù)計(jì)將成為全球最大：這一需求特點(diǎn)與北美車隊(duì)結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，當(dāng)?shù)氐缆飞弦暂p型商用車（尤其是小型貨車）為主，而其他地區(qū)則以乘用車為絕對(duì)主力。因此，盡管北美汽車生產(chǎn)規(guī)模相對(duì)較小，但得益于輕型商用車的復(fù)合材料含量通常更高，該地區(qū)的復(fù)合材料需求量呈現(xiàn)出 “規(guī)模不高但需求強(qiáng)勁” 的特點(diǎn)。

截至 2025 年，北美地區(qū)的復(fù)合材料需求約占全球汽車復(fù)合材料總需求的 35%，對(duì)應(yīng)需求量約 130 萬噸，其中預(yù)計(jì) 70% 的需求將直接來自輕型商用車（LCV）本身。

從內(nèi)燃機(jī)到電動(dòng)汽車的復(fù)合材料部件

在內(nèi)燃機(jī)乘用車中，復(fù)合材料的典型應(yīng)用場(chǎng)景包括彈簧、車身外板、引擎蓋、后備箱蓋及進(jìn)氣歧管；而在高端跑車與輕型商用車領(lǐng)域，復(fù)合材料的應(yīng)用范圍進(jìn)一步拓展，涵蓋擾流板、A 柱、單體殼底盤段、隔板、保險(xiǎn)杠、卡車車廂及其他結(jié)構(gòu)件或空氣動(dòng)力學(xué)部件。

截至 2025 年，美國(guó)市場(chǎng)的電動(dòng)汽車滲透率約為 25%，其中純電動(dòng)汽車（BEV）占比僅 10%。從需求端來看，這一市場(chǎng)格局為汽車復(fù)合材料開辟了多條發(fā)展路徑：一方面，持續(xù)擴(kuò)張的電動(dòng)汽車車隊(duì)本身具有 “復(fù)合材料密集型” 屬性 —— 與同級(jí)別內(nèi)燃機(jī)汽車相比，電動(dòng)汽車通常會(huì)采用更多復(fù)合材料部件（如電池蓋、模塊托盤、接線盒蓋等），直接推動(dòng)復(fù)合材料需求增長(zhǎng)；另一方面，受電池組影響，電動(dòng)汽車通常比同級(jí)別內(nèi)燃機(jī)汽車重 10% 至 15%，額外的重量疊加消費(fèi)者對(duì)續(xù)航里程的焦慮，使得 “輕量化” 對(duì)電動(dòng)汽車而言愈發(fā)重要。

從數(shù)據(jù)來看，電動(dòng)汽車每減重 15 至 20 公斤，續(xù)航里程可延長(zhǎng)約 2 至 2.5 公里；若將減重空間轉(zhuǎn)化為電池容量提升，續(xù)航里程甚至可增加多達(dá) 5%。此外，當(dāng)前美國(guó)電動(dòng)汽車市場(chǎng)以乘用車為主，輕型商用車的電動(dòng)化仍存在較大空白 —— 而輕型商用車本身就是復(fù)合材料采用率相對(duì)較高的領(lǐng)域，其電動(dòng)化進(jìn)程將進(jìn)一步擴(kuò)大美國(guó)的復(fù)合材料需求。其中，皮卡的潛力尤為突出：電動(dòng)皮卡的平均重量，比傳統(tǒng)輕型商用車重約 2000 磅（907 公斤），對(duì)輕量化材料的需求更為迫切。

燃料電池電動(dòng)汽車（FCEV）與電池外殼的復(fù)合材料轉(zhuǎn)型

當(dāng)前車隊(duì)電氣化進(jìn)程中，除純電動(dòng)汽車（BEV）外，燃料電池電動(dòng)汽車（FCEV）也是重要組成部分。盡管目前全球 FCEV 車隊(duì)規(guī)模僅約 8 萬輛，但隨著業(yè)界逐漸意識(shí)到其碳足跡遠(yuǎn)低于高碳排的純電動(dòng)汽車，預(yù)計(jì)到 2029 年，這一數(shù)字將增至 25 萬輛。

與純電動(dòng)汽車不同，FCEV 以復(fù)合材料密集型儲(chǔ)罐（即壓力容器）替代了電池外殼與托盤。盡管目前純電動(dòng)汽車的市場(chǎng)需求量遠(yuǎn)超 FCEV，但 FCEV 對(duì)復(fù)合材料市場(chǎng)的影響仍不容忽視：當(dāng)前 FCEV 壓力容器對(duì)復(fù)合材料的年需求量約為 9 萬噸，到 2029 年有望增至 12 萬噸。

具體來看，FCEV 中最重要的復(fù)合材料密集型部件是儲(chǔ)氫罐；與之相對(duì)，純電動(dòng)汽車中最具潛力的復(fù)合材料應(yīng)用場(chǎng)景則是電池外殼。不過，盡管復(fù)合材料儲(chǔ)氫罐已實(shí)現(xiàn)廣泛應(yīng)用，復(fù)合材料電池外殼的普及程度卻遠(yuǎn)不及此 —— 目前約 70% 的電動(dòng)汽車仍采用鋁制或鋼制電池外殼。

從技術(shù)層面看，復(fù)合材料作為電池外殼材料，性能顯著優(yōu)于鋁材：不僅能大幅減重，還具備出色的隔熱性能。以 CFRP 為例，其導(dǎo)熱系數(shù)僅為鋁的約 1/200，且通過合理添加阻燃添加劑，可滿足嚴(yán)苛的防火、防煙與防毒性（FST）標(biāo)準(zhǔn)。這些特性對(duì)于降低電動(dòng)汽車電池?zé)崾Э仫L(fēng)險(xiǎn)至關(guān)重要。

業(yè)界已充分認(rèn)識(shí)到復(fù)合材料電池外殼的優(yōu)勢(shì)，其替代傳統(tǒng)金屬外殼的進(jìn)程正在加速。與多數(shù)汽車復(fù)合材料應(yīng)用場(chǎng)景一致，玻璃纖維在電池外殼領(lǐng)域的滲透率仍高于碳纖維；樹脂類別方面，熱塑性塑料占據(jù)主導(dǎo)地位 —— 無論是電池外殼應(yīng)用，還是更廣泛的汽車復(fù)合材料領(lǐng)域，熱塑性塑料均為核心選擇。Stratview Research 的測(cè)算顯示，未來 5 年全球汽車復(fù)合材料需求中，約 75% 將來自熱塑性復(fù)合材料，這一數(shù)據(jù)既體現(xiàn)了熱塑性塑料的主導(dǎo)地位，也反映了行業(yè)對(duì)其的長(zhǎng)期信任。

重量悖論

盡管復(fù)合材料因輕量化優(yōu)勢(shì)廣受認(rèn)可，但對(duì)各細(xì)分市場(chǎng)平均車輛質(zhì)量的分析卻揭示了一個(gè) “重量悖論”：即便復(fù)合材料的集成度不斷提升，車輛平均重量仍在持續(xù)增加。

以美國(guó)車型為例，其平均整備質(zhì)量從 2000 年的約 1.7 噸（3800 磅）增至 2025 年的 2 噸（4400 磅），增幅達(dá) 15%；若與 1980 年相比，這一數(shù)值更是增長(zhǎng)了約 40%。這種重量增長(zhǎng)背后，是更嚴(yán)苛的安全法規(guī)（以及隨之增加的安全氣囊等組件）、信息娛樂與駕駛輔助系統(tǒng)的普及，以及消費(fèi)者對(duì)大型車輛的偏好等多重因素；但與此同時(shí)，這也凸顯了復(fù)合材料在抵消上述增重趨勢(shì)、為行業(yè)帶來實(shí)質(zhì)性減重效益方面的潛力尚未被充分挖掘。

因此，汽車行業(yè)若想通過復(fù)合材料實(shí)現(xiàn) “真正的減重”（而非僅在增重車輛中搭載輕量化部件），可成比例降低總體碳排放量。另一種同樣有效的解決方案是采用天然纖維復(fù)合材料 —— 從部分部件的初步應(yīng)用情況來看，這類材料可將生命周期碳排放量降低高達(dá) 90%。

此外，將回收復(fù)合材料部件集成至車輛中，也是減少碳足跡的重要途徑。盡管碳纖維回收技術(shù)已問世多年，且眾多商業(yè)回收商將汽車行業(yè)視為核心終端應(yīng)用市場(chǎng)，但目前汽車制造業(yè)中實(shí)際應(yīng)用的回收碳纖維仍為數(shù)不多。行業(yè)主導(dǎo)的相關(guān)舉措同樣有限，不過 FlBlAS++ 項(xiàng)目是一個(gè)顯著例外 —— 該項(xiàng)目于 2025 年 3 月啟動(dòng)，吸引了 Stellantis 等領(lǐng)先汽車原始設(shè)備制造商（OEM）參與，核心方向便是在汽車應(yīng)用中推廣回收復(fù)合材料的使用。