01行业概况
1.1 简介
玄武岩纤维（Basalt Fiber, BF），是从自然火山岩石提取的一种创新材料，经过1450℃到1500℃的高温熔融，利用铂铑合金的高科技拉丝技术制成连续纤维。其强度与高强度S型玻璃纤维相媲美。这种纤维在性能上填补了碳纤维和玻璃纤维之间的空白，具有与T300型碳纤维相当的拉伸强度，但成本更低，因此被视为碳纤维的经济型替代品。其优异的耐火性能和对极端温度的适应能力，使其能在-269℃至700℃的温度范围内持续工作，是防火和保温领域的理想选择。此外，玄武岩纤维还具备电绝缘和抗腐蚀的特性。
图 玄武岩纤维与其他纤维耐化学腐蚀性能比较
资料来源：资产信息网 千际投行 Jamshaidetal.
图 玄武岩纤维与其他纤维热性能比较
资料来源：资产信息网 千际投行 Sergev et al.；Olafson et al.；Haeberle et al.
环保方面的优势同样不容忽视。玄武岩纤维的生产工艺不仅产生的废弃物少，而且对环境的污染小。重要的是，产品在废弃后可以自然降解，不对环境造成任何危害。因此，它不仅仅是一个高效能的材料选择，更是环境保护的佳选，充分体现了可持续发展的理念。
1.2 应用领域
玄武岩纤维，作为中国重点推广的四大高性能纤维之一，正以其卓越的物理和化学性质，在众多关键领域发挥着重要作用。以下是对这一材料在不同应用领域中作用的详细探讨。
隐身技术： 凭借其高强度和优越的耐温特性，玄武岩纤维极适合用作飞机和导弹表面材料。更独特的是，它具备吸波透磁的特性，能有效实现雷达隐形。因此，玄武岩纤维已开始被用作隐形飞机和导弹材料，部分取代传统的碳纤维。
个人防护： 在防弹衣的制作中，传统的超高分子量聚乙烯纤维虽然被广泛使用，但其耐热性能较低，在高温下容易失去强度和模量，从而影响防护效果。相比之下，玄武岩纤维的高耐温性质则能够提供更为稳定的防护。
航空航天领域： 低热传导系数和出色的阻燃特性使得玄武岩纤维在-269°C至700°C的广泛温度范围内都能保持性能，满足航空航天领域对材料极端条件下稳定性的要求。俄罗斯航空航天领域的许多材料已采用玄武岩纤维。
汽车产业：
摩擦增强材料：玄武岩短切纤维在高温下能保持稳定的摩擦系数，减少制动噪音，有助于解决制动器的热衰退问题，提高行车安全性。
过滤材料：玄武岩纤维过滤材料能在高温下过滤汽车尾气中的固体粒子，减少环境污染。
内饰材料：玄武岩纤维的高吸音和耐热性能使其成为汽车内饰的理想材料，提供了更强的强度和改善的减振、隔热性能。
仪表板：使用玄武岩纤维复合材料可以制作出高强度、高弹性模量、耐冲击的汽车仪表板，同时减轻质量约25%。
前端支架：采用玄武岩纤维增强材料的前端支架具有抗腐蚀、抗冲击的特性，并能显著减轻重量。
道路工程： 玄武岩纤维在道路工程中的应用展现了其高抗拉强度、耐久性和对极端环境的适应能力。它不仅能用于增强沥青路面，还能作为水泥混凝土路面的加固材料。玄武岩纤维制成的土工格栅和复合筋，已在道路建设中被广泛采用。
玄武岩纤维的这些应用，不仅凸显了其在技术上的先进性，更在实现更安全、环保和高效的生产和建设过程中，扮演了关键角色。随着技术的不断成熟和应用的扩大，玄武岩纤维无疑将成为更多领域的优选材料。
1.3 发展简史
玄武岩纤维的历史可以追溯到1840年，当时的英国人威尔斯率先尝试研发这种纤维。几十年后，1923年，一位名叫Paul Dhe的法国人进一步将这一概念具体化，申请了一项从玄武岩矿石中提取纤维的专利。然而，真正的突破发生在1954年，苏联科学家成功从玄武岩矿石中提取了玄武岩纤维。这一成就标志着玄武岩纤维的实际应用和研究的开始，随后，在20世纪60年代之前，苏联和美国已经开始在军事领域探索这种纤维的特性和用途。
美国也拥有丰富的玄武岩矿石资源，其中华盛顿州立大学对玄武岩及其纤维的性质进行了深入研究，并取得了相关专利。随后，乌克兰在1985年制造了第一台利用200孔的漏板和组合炉进行拉丝的生产炉机器。这项技术在苏联从20世纪80年代至90年代逐步实现了工业化生产。
苏联国防部在20世纪50年代收归了所有研究玄武岩纤维的机构，并在乌克兰附近进行研究和生产。苏联解体后的1991年，这些研究成果开始公之于众，并应用于民用产品。进入90年代，俄罗斯在玄武岩纤维的研究和生产方面取得了新的进展，开发出新的工艺和设备。
中国虽然在科研上晚于一些发达国家，但从20世纪70年代开始，国家建筑材料科学院和南京玻璃纤维研究院便在军事领域开展了玄武岩纤维的研究。2001年，中国与俄罗斯共同启动了玄武岩纤维项目，同年，哈尔滨工业大学建立了单体炉纺丝装置。2002年，玄武岩纤维及其复合材料被纳入中国的国家高技术研究发展计划（863计划），显示了国家对于这一新材料的高度重视。玄武岩纤维已成为中国在新材料发展上的一项重要选择，显示了对可持续发展和技术创新的坚定承诺。
1.4 市场现状
近些年，美国、日本等发达国家都开始对玄武岩纤维的研究和生产有了快速的突破，并且也有了许多科研成果，这在很大程度上促进了玄武岩纤维的生产发展，也让玄武岩纤维在应用上有了更广泛的前景。近年来，全球玄武岩纤维市场规模不断增长，2021 年全球玄武岩纤维市场规模达到 2.05 亿美元，同比上升21.3%。
在中国，玄武岩纤维行业的发展环境良好，已经形成了较为成熟的产业链。中国是全球最大的玄武岩纤维市场，占有超过 40%的市场份额，之后是俄罗斯和乌克兰市场，二者共占有超过 45%的份额。2020 年，全球玄武岩纤维市场规模达到了 3.6 亿元。
同时，中国玄武岩连续纤维的生产技术已经达到了国际先进水平，部分产品已出口到欧美和东南亚市场，具有较好的市场前景。据统计， 2015-2019 年我国玄武岩纤维出口量逐年增长，出口量从 2245.1 吨增长至 9143 吨，2020 年下降至 5513.4 吨， 2021 年同比增长 578.3%；出口数量为 5894.8 吨，同比增长 3.92%。
2021 年，中国玄武岩纤维行业进口数量为 997.1 吨，同比增长 578.3%。2022 年1-10 月中国玄武岩纤维进口量为 997.1 吨，进口金额为 73.6 万美元，同比增长578.79%。同时，2022 年 1-10 月中国玄武岩纤维出口量为 4796.8 吨，出口金额为 736.4 万美元，同比增长 8.78%。
近些年我国正努力进行对玄武岩纤维的科研工作，并获得了许多科研成果。国内对玄武岩纤维研究的工作主要有山西巴塞奥特科技有限公司、江苏天龙玄武岩连续纤维高新科技有限公司、河北通辉科技有限责任公司、营口洪源玻纤科技有限公司、浙江石金玄武岩纤维有限公司、四川航天拓鑫玄武岩实业有限公司、牡丹江金石玄武岩纤维有限公司、横店集团上海俄金玄武岩纤维有限公司等。
目前，全国工商注册的连续玄武岩纤维生产厂家共有 70 余家，其中规模化生产（3000 吨/年以上）的厂家 12 家，2020 年全国连续玄武岩纤维产能达3.55 万吨，产量 1.09 万吨。中国的连续玄武岩纤维产量占全世界总产量的1/2，四川省的产量居全国之首。总体来看，玄武岩纤维市场具有较好的发展前景。未来随着技术的进步和应用的拓展，玄武岩纤维的需求将会不断增长。
02产业链分析
在玄武岩纤维产业链中，玄武岩和浸润剂等原材料构成了上游的核心。玄武岩是这一链条的基石，而浸润剂的加入则是为了优化纤维的性能：它不仅增强了连续玄武岩纤维的表面润滑性，减少了在加工过程中的磨损，而且还能够修补表面缺陷，进一步提升纤维的力学性能。这些改进对于确保纤维在各种应用中的耐久性和可靠性是至关重要的。
而在下游，玄武岩纤维的应用范围极其广泛，涵盖了建筑业、交通运输业、石化行业和轻工纺织等多个领域。在建筑业中，它用于增强混凝土、制造隔热板和防火材料；在交通运输领域，它强化了公路的耐久性、轻量化了汽车的部件；在石化行业，它提供了耐腐蚀、耐高温的材料解决方案；而在轻工纺织领域，它则因其高强度和耐磨性被用作各种纺织品的增强材料。这种多样化的应用不仅显示了玄武岩纤维的多功能性，也说明了其在现代工业中不可替代的重要性。
2.1 上游分析
玄武岩纤维，这种由天然玄武岩石料经过高温熔融和精密工艺制成的材料，正日益成为现代工业中的宠儿。在1450℃至1500℃的高温下，玄武岩熔化，再通过铂铑合金的拉丝漏板快速拉伸，形成了这种高性能的连续纤维。这一过程不仅体现了材料科学的进步，也为多个行业提供了一种既强韧又可持续的新型材料。
中国作为玄武岩纤维材料的主要生产国，其玄武岩行业的开采量自2015年以来显示出一种稳定的增长态势，为玄武岩纤维行业的繁荣奠定了坚实的原材料基础。具体数据表明，在2021年，中国的玄武岩开采量高达8180万吨，且从2015年到2021年间，玄武岩的年均复合增长率达到了7.57%。这一稳健的增长率不仅反映出国内玄武岩纤维行业的蓬勃发展，也预示着中国在全球玄武岩纤维市场中的重要地位和影响力将进一步增强。随着对可持续材料需求的不断上升，这一趋势预计将会持续。
资料来源：资产信息网 千际投行
2.2 中游分析
中国已经确立了自己作为全球最大玄武岩纤维生产国的地位，从2013年到2021年，产量规模呈现显著增长，年复合增长率高达24.76%。这个增长速度令人瞩目，与此同时，国内对玄武岩纤维的需求量也呈现相似的增长势头，年复合增长率为22.47%。这表明，玄武岩纤维作为一种材料，正越来越多地被市场接受和应用。
资料来源：资产信息网 千际投行
具体来看，2021年中国玄武岩纤维行业的产量达到了20,544吨，而需求量则增至15,646.3吨。这一需求的增长，不仅由于其作为工业材料的优越性能，也得益于其环保属性。玄武岩纤维因其对环境污染小，产品废弃后能够直接在环境中降解，无任何危害，而成为绿色环保材料的典范。这些特性使得玄武岩纤维与国家推动的绿色环保和“碳中和”战略目标不谋而合，从而促进了行业市场规模的快速增长。
资料来源：资产信息网 千际投行
2021年，中国玄武岩纤维行业市场规模达到2.43亿元人民币，同比增长率高达32.8%。这一强劲的增长势头，不仅反映了国内外对于环保型材料的日益增长的需求，也预示着玄武岩纤维在未来可能在更多领域和应用中发挥关键作用，尤其是在全球加大力度推动可持续发展的背景下。随着技术进步和市场扩展，玄武岩纤维有望继续保持其增长势头，为实现更广泛的环境保护目标做出贡献。
2.3 下游分析
玄武岩纤维在下游市场应用广泛，尤其在建筑业和交通运输业，玄武岩纤维以其卓越的性能和环保特性正展现出巨大的潜力。
建筑业
玄武岩纤维，这种具有卓越耐高温、抗氧化、抗辐射、优良绝热隔音以及过滤性能的材料，已成为建筑行业的新宠。它的抗压缩和剪切强度也非常显著，适应各种环境，使其成为高性价比的选材。作为一种纯天然无机非金属材料，玄武岩纤维能够满足国民经济基础产业发展的需求，特别是作为一种新的基础材料和高技术纤维。尽管2022年受地产资金链紧张的影响，中国房地产业的房屋竣工面积有所下滑，达到8.62亿平方米，同比下降15.0%，但玄武岩纤维在建筑材料领域的应用前景依然被看好。
资料来源：资产信息网 千际投行
交通运输业
玄武岩纤维源自一种独特的高性能火山岩硅酸盐，这赋予了它优异的耐化学性，尤其是耐碱性，成为增强水泥混凝土的理想替代品。相比于聚丙烯（PP）、聚丙烯腈（PAN）等传统材料，玄武岩纤维不仅性能上更优越，而且在沥青混凝土的应用中表现出高温稳定性、低温抗裂性和抗疲劳性等显著优点。2021年底，中国公路总里程达到了528.07万公里，较上年增加8.26万公里，公路密度提升至55.01公里/百平方公里，增加了0.86公里/百平方公里。这一增长不仅体现了交通基础设施的扩展，也意味着对于新型、高性能和耐久建筑材料的需求将会继续增长，玄武岩纤维在此领域的应用潜力巨大。
资料来源：资产信息网 千际投行
玄武岩纤维在这两个领域的应用优势，不仅为行业带来了创新的解决方案，同时也为推动绿色建筑和可持续交通基础设施发展提供了强有力的支持。随着国家绿色环保政策的深入实施以及“碳中和”战略目标的推动，玄武岩纤维在未来的市场前景无疑是光明的。
03应用场景
在2021年，中国的玻璃纤维产量达到了惊人的624万吨，这一数字凸显了国内玻璃纤维产业的巨大规模。与之形成鲜明对比的是，同年国内玄武岩纤维的产量仅为1.2万吨。尽管玄武岩纤维的产量远低于玻璃纤维，但它在物化性能上的优越性、生产过程中的环保性、以及成本效益上的潜在优势，使得其市场潜力不容小觑。若玄武岩纤维能够占到玻璃纤维用量的20%至30%，预计将产生124.8万至187.2万吨的年需求量，揭示了其广阔的市场前景。
玄武岩纤维的推广与应用需要细致地根据其物化性质进行区分。"可替代性"指的是玄武岩纤维在某些领域可能替代碳纤维和芳纶纤维等成本较高的高性能纤维；而"不可替代性"则关注于那些能充分发挥玄武岩纤维独特性质，开发出无法替代的新材料和产品的领域。结合这两方面的特点，玄武岩纤维在交通运输、建筑材料、碳中和新能源、石油化工、海洋工程、水利电力和地质灾害防治等多个领域中的应用研究，尤其是关于轻质高强材料及复合材料的新产品新工艺的开发，显得尤为重要。
随着科技进步和工业需求的多样化，玄武岩纤维正成为研究和应用的热点。作为一种轻质高强的材料，它在交通运输领域的潜力尤为显著，能够为汽车、轨道车辆以及其他基础设施建设提供更加耐用和轻量的材料解决方案。在这个领域，玄武岩纤维可以用于开发新一代的复合材料，这不仅包括交通工具本身的结构材料，也涵盖了道路、桥梁、隧道和地铁等交通基础设施的建设材料，甚至还有受电和绝缘系统的结构部件。
在碳中和和新能源领域，玄武岩纤维的应用同样广泛。随着全球对可持续能源解决方案的追求，玄武岩纤维可以被用来增强新型储能材料，如锂离子电池，以及城市管网和可再生能源领域的基础设施。此外，玄武岩纤维的应用还可拓展至电力输送领域，包括高压绝缘用的复合材料和节能建筑材料。
在水利电力和地质灾害防治方面，玄武岩纤维的轻质高强特性使其成为改进国家重点工程的理想选择。同样，在建筑建材和土木工程领域，玄武岩纤维的耐碱和高低温性能使其成为在恶劣气候条件下建设的理想材料，特别是在高寒地区，如川藏铁路(公路)建设中。
在环境工程领域，玄武岩纤维的耐水、化学和生物质腐蚀特性，为环保工程提供了新的材料选择，如高温滤料等。而在石油与天然气工程领域，玄武岩纤维的耐有机气体性能意味着它可以用于油气管道和长距离高压输送管道的制造。
化学化工领域，尤其是在重化工产业，玄武岩纤维的耐化学腐蚀性能，让它在提锂或其他矿石提取过程中的管道和设备材料上显得尤为重要。而在海洋工程领域，玄武岩纤维因其耐海水腐蚀性能，在海上风电材料、海沙混凝土材料以及油气田开采制品等方面展现出巨大的应用潜力。
玄武岩纤维的开发和应用不仅将支持现有产业的技术升级，还将有助于推动新材料科学的前沿探索，特别是在推动国家的绿色发展和“碳中和”目标方面，玄武岩纤维有望发挥关键作用。
04发展空间
随着全球对环境保护的重视不断加深，环保型材料的市场需求日益增长。玄武岩纤维，作为一种生产废弃物较少、对环境影响小的材料，不仅在生产过程中产生的废弃物能够循环再利用，而且其产品废弃后还能够在环境中自然降解，不会造成危害。这使得玄武岩纤维在环保材料领域中扮演了越来越重要的角色，并预示着未来其市场需求将进一步上升。
技术的不断进步和应用范围的扩大，使得玄武岩纤维在新能源、环保以及军事等领域的应用日渐增多，这无疑将推动玄武岩纤维市场的进一步发展。众多国家政府为支持玄武岩纤维的发展制定了各项政策，例如中国政府通过增加科研投入、设立奖励机制等措施，鼓励科研机构和企业在高性能纤维领域加大研发力度。通过产业发展规划和政策，政府还鼓励玄武岩纤维产业的集聚发展，并通过财政资金、税收优惠等措施来支持高性能纤维产业的成长。此外，政府还鼓励金融机构对玄武岩纤维产业给予信贷支持，并通过设立产业投资基金等方式吸引社会资本。
玄武岩纤维市场的机遇主要来自于建筑、交通、能源等领域的不断发展，这些领域将推动玄武岩纤维制品的需求增长。随着技术的不断进步，玄武岩纤维制品的应用将会扩大，政府的政策支持和市场需求的增长也将促进玄武岩纤维产业的发展，为企业提供更多商机。
根据中金普华产业研究院的数据，全球玄武岩纤维市场从2013年的1.02亿美元增长到2021年的2.05亿美元，年均复合增长率为9.8%。预计到2028年，全球玄武岩纤维市场将达到3.67亿美元，约合26亿人民币，年均复合增长率为8.6%。未来，玄武岩纤维产业将推动生产规模的扩大和玄武岩纤维复合材料的研发，开发新技术和新产品，持续拓宽应用领域，逐步实现节能高效、绿色环保的可持续发展。
05结语
在中国推进"双碳"目标（碳达峰和碳中和）的宏伟蓝图指引下，玄武岩纤维作为一种高新技术材料，其在国内的重要性正在日益增加。这一材料不仅是一种具有广阔前景的力学功能矿物材料，而且也是一种优秀的绿色结构材料，符合当前环保和可持续性的要求。加强对玄武岩纤维的应用和基础性研究，对于推进绿色发展战略具有关键意义。
玄武岩纤维的特性包括高抗拉强度、高弹性模量、优良的耐海水和化学腐蚀性能、长服务寿命、环保无污染、宽广的工作温度范围和低吸湿性，这些特性使其在多个领域展现出明显的性价比优势。尤其在一些领域，玄武岩纤维甚至有望取代价格昂贵的芳纶纤维和碳纤维。玄武岩纤维的独特物化性质意味着它在海水环境、极端化学腐蚀条件和高低温环境下，扮演着无可替代的角色。
为了充分利用玄武岩纤维的这些特点，千际投行认为，我们应当在交通运输、建筑材料、碳中和与新能源、石油化工、海洋工程以及水利电力和地质灾害防治等领域，加大对轻质高强材料和复合材料的研发投入，并推广这些新产品新工艺的应用。通过这些努力，玄武岩纤维有望在国内市场形成百万吨级的需求规模，为中国材料科学的发展贡献力量，同时支持国家在全球环保和可持续发展方面的领导地位。
Cover Image Generated by AI
END
原文标题 : 2023年玄武岩纤维应用场景和市场发展研究报告
