生活中，我們經(jīng)常見到一些非常堅(jiān)固的“塑料”，這些“塑料”硬度較大、持久耐用，又比較輕盈。不過，這些材料大多不是塑料，而是玻纖復(fù)合材料。玻璃纖維是一種性能優(yōu)異的無(wú)機(jī)非金屬材料，但一般需要和其他材料如合成樹脂復(fù)合并充當(dāng)“骨架”，是保證材料機(jī)械性能的關(guān)鍵。

今天，我們也聊聊玻纖。

一、不起眼，但非常關(guān)鍵

玻璃纖維主要是以葉臘石、石英砂等礦石為原料生產(chǎn)而來(lái)。其單絲的直徑為幾個(gè)微米到二十幾個(gè)微米，相當(dāng)于一根頭發(fā)絲的 1/20-1/5 。每束纖維原絲都由數(shù)百根甚至上千根單絲組成。玻璃纖維具備強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、耐高溫腐蝕等優(yōu)異性能，但脆性大，耐磨性差、柔軟性差。玻纖通常用作復(fù)合材料中的增強(qiáng)材料，電絕緣材料和絕熱保溫材料，電路基板等國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域，也被用來(lái)替代金屬材料。

玻纖和玻璃都帶一個(gè)“�！弊�，那他們有關(guān)系嗎？

事實(shí)上，玻纖和玻璃原材料差別不大，主要材質(zhì)非常相似，但生產(chǎn)流程有很大的差別。玻纖可被視為是將玻璃拉制成極細(xì)的玻璃絲，類似于豆腐和千張絲。從產(chǎn)業(yè)鏈角度上講，玻纖和玻璃是完全不同的產(chǎn)品，日用玻璃約1500元/噸，而玻纖一般可達(dá)到6000元/噸。

玻纖用途廣泛，在生產(chǎn)生活中發(fā)揮重要作用，主要應(yīng)用領(lǐng)域集中在建筑建材、電子電氣、交通運(yùn)輸、管罐、工業(yè)應(yīng)用以及新能源環(huán)保等領(lǐng)域。2021年我國(guó)玻璃纖維產(chǎn)量為624萬(wàn)噸，較上年同比增長(zhǎng)15.3%，占全球玻璃纖維產(chǎn)量的比重為65.68%。不過，玻纖在實(shí)際生活中存在感較低，這是由于其部分應(yīng)用領(lǐng)域離我們生活較遠(yuǎn)，如航空航天化工儲(chǔ)罐等等；另外一個(gè)原因是玻纖材料在生活中大多數(shù)看起來(lái)都像塑料，容易被忽略。

來(lái)源：中國(guó)巨石年報(bào)            

玻纖兼具周期性和成長(zhǎng)性。

玻纖的主要下游建筑、交通、化工等行業(yè)都是典型的周期行業(yè)，但由于玻纖的滲透率不斷提升，整體來(lái)看，玻纖的成長(zhǎng)性高于其周期性。建筑建材是玻纖的主要應(yīng)用場(chǎng)景，下圖展示了中國(guó)玻纖產(chǎn)量和全國(guó)房屋竣工面積之間的關(guān)系。雖然竣工面積有所波動(dòng)，但近十年來(lái)玻纖產(chǎn)量保持了約8%的復(fù)合增速。哪怕2022年房地產(chǎn)竣工數(shù)據(jù)不佳，玻纖依然實(shí)現(xiàn)了約10%的增長(zhǎng)。

來(lái)源：中國(guó)玻璃纖維工業(yè)協(xié)會(huì)，國(guó)家統(tǒng)計(jì)局            

隨著“碳達(dá)峰、碳中和”上升為國(guó)家戰(zhàn)略目標(biāo)，伴隨著建筑環(huán)保節(jié)能的發(fā)展、汽車輕量化趨勢(shì)、電子電器行業(yè)的增長(zhǎng)以及新能源占比的提升，疊加海外需求支撐，玻纖行業(yè)獲得了持續(xù)快速的增長(zhǎng)，之前不用玻纖的場(chǎng)景，也越來(lái)越多地應(yīng)用了玻纖。

二、碳纖維，對(duì)玻纖替代極其有限

風(fēng)電是玻纖的重要應(yīng)用，風(fēng)電的快速增長(zhǎng)給玻纖帶來(lái)了更廣闊的市場(chǎng)空間。根據(jù)國(guó)家能源局?jǐn)?shù)據(jù)，風(fēng)電裝機(jī)容量約3.7億千瓦，同比增長(zhǎng)11.2%。在風(fēng)電行業(yè)，玻纖主要被應(yīng)用于制造風(fēng)電葉片與機(jī)艙罩。不過，玻纖的臥榻之側(cè)開始有他人酣睡，遭遇了碳纖維的直接競(jìng)爭(zhēng)。

風(fēng)電雖然屬于“新”能源，但其實(shí)已經(jīng)有了上百年的發(fā)展。葉片的性能對(duì)風(fēng)電設(shè)備極為重要，材料也從開始的木材、變成了后來(lái)的鋁合金，再到現(xiàn)在的玻璃纖維復(fù)合材料和碳纖維復(fù)合材料。強(qiáng)度、耐用性和重量是風(fēng)電葉片的關(guān)鍵指標(biāo)。雖然玻璃纖維復(fù)合材料的密度和碳纖維復(fù)合材料相差不多，但玻璃纖維復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度和抗拉模量卻遠(yuǎn)不及碳纖維復(fù)合材料，傳統(tǒng)的玻璃纖維葉片在長(zhǎng)度超過一定閾值之后， 質(zhì)量過大導(dǎo)致性能降低，出現(xiàn)共振扭轉(zhuǎn)等問題。碳纖維在大型風(fēng)機(jī)上具有明顯優(yōu)勢(shì)。

不過，碳纖維也有一個(gè)缺點(diǎn)——貴，其成本差不多要比玻纖貴十倍。但偏偏新能源行業(yè)講究的就是降本增效，從目前來(lái)看，玻纖依然是最有性價(jià)比的材料。根據(jù)賽奧碳纖維數(shù)據(jù)，2021年碳纖維在風(fēng)電葉片方面應(yīng)用的滲透率僅為4.7％。我國(guó)相關(guān)企業(yè)在風(fēng)電碳梁領(lǐng)域，目前技術(shù)成熟度依然不夠。另外，我國(guó)對(duì)風(fēng)電項(xiàng)目的招標(biāo)成本相對(duì)較低，難以支撐使用碳纖維葉片。

近幾年，大絲束碳纖維的產(chǎn)能和降本實(shí)現(xiàn)了很大的發(fā)展，在葉片的滲透率也有所提升。另外，風(fēng)電巨頭Vestas以碳纖維條帶為主要材料的風(fēng)力渦輪葉片的相關(guān)專利，專利保護(hù)已于2022年7月19日到期，這些都是碳纖維的優(yōu)勢(shì)。不過，玻纖行業(yè)也在不斷發(fā)展，中國(guó)巨石超高模量玻纖在部分性能上與碳纖維差距已明顯縮小。

玻纖和碳纖維在風(fēng)電上的競(jìng)爭(zhēng)尚未見分曉，立足當(dāng)下，玻纖依然難以撼動(dòng)。