2023年我国轨道车辆领域芳纶蜂窝夹层材料市场需求现状及市场前景分析

芳纶蜂窝夹层材料是由芳纶蜂窝芯与双面复合材料蒙皮粘接而成，结构具备阻燃、质轻、高强度、高弯曲刚度等特点，国外上世纪率先在轨道车辆上进行应用，主要应用在侧墙、顶板、裙板等内饰等非承力部件以及地板、车身等承力部件，目前国产高速列车也开始逐步普及使用。根据《轨道车辆车体新材料应用及发展研究》，如德国Transrapid磁悬浮列车的天花板和地板等便采用杜邦的Nomex芳纶蜂窝夹层材料结构，保证磁悬浮列车对车体的阻燃及重量要求；法国TGV高速列车、美国海湾高速列车BART的边墙、天花板和行李架等内部结构件，欧洲隧道旅游车内饰件也均采用芳纶蜂窝夹层材料作为其内部结构件。在国内，轨道车辆芳纶蜂窝夹层材料的应用时间较晚，目前铝蜂窝使用比例较多，但已经开始了初步替换渗透。2015年韩国与中国合作设计生产的和谐号CRH5高速列车以ETR-500为原型，采用Nomex芳纶蜂窝夹层材料设计和制造动车的侧板、行李架、隔板和壁柜；另外，国内跨座式列车裙板、250km/h动车组中顶都开始批量应用芳纶蜂窝夹层材料。预计未来国内动车将持续增加关键结构部件的芳纶蜂窝使用。

和谐号CRH5型采用芳纶纸蜂窝作为内饰材料

资料来源：公开资料

法国TGV高速列车内部采用芳纶纸蜂窝结构件

资料来源：公开资料

目前国内350km/h及以下的动车主要采用标准铝蜂窝夹芯板，而根据《高速列车地板用蜂窝夹芯结构复合材料隔声性能》研究，使用芳纶蜂窝芯可实现较好性能优势，如隔声性能提升、主要力学性能提升等，且能实现30%左右减重，未来将持续替代标准铝蜂窝，成为复兴号等高速列车新一代隔音地板等结构件的主要材料。

以列车车窗结构材料应用为例，芳纶蜂窝性能具备优势

资料来源：CNKI

随着我国持续开展高速铁路建设，我国高铁营业里程及动车组数量持续增长、在全国铁路营业里程及列车总量中的占比都不断提升。未来高铁是满足国民出行需求的必然发展方向，预计占比将持续提升，尤其以复兴号为代表的高性能国产动车组预计运营量将较快增长，其高运行速度下对结构强度、轻量化的需求使得芳纶纸蜂窝将成为最好选择，带来较大增量。

全国动车存量3年间由2.9万辆提升至3.4万辆

来源：交通部

随着国内450km/h高速动车不断投入运营，动车整体对结构材料不断提升标准，芳纶纸预计需求持续增加。基于列车芳纶纸蜂窝4.5kg/平方米的密度，考虑到复兴号等高速列车单节长度通常在20米以上、宽和高在3米以上，估算使用面积不低于100平方米，故预计单节列车车厢结构材料使用芳纶纸蜂窝为0.5吨左右。芳纶纸蜂窝目前主要在复兴号等高速列车上用作结构芯材，而复兴号2022年在动车占比约23%，未来几年占比将逐步提升。受益于350km列车的不断增加以及450km时速列车逐步投入运营，芳纶纸蜂窝预计在动车的应用比例由2022年不到10%提升到2025年的16%以上；此外动车芳纶蜂窝的存量替换率估计为每年3%。最终测算市场需求规模由2022年不到400吨提升到2025年982吨水平，复合增速达35%。

随着高铁结构材料提升标准，高速列车的芳纶纸需求将快速增长

来源：公开资料测算