高性能碳纖維制作的儲氫瓶減重7成

2020年，我國碳纖維消耗量為4.8萬噸，但國產(chǎn)碳纖維供應(yīng)量不到2萬噸。尤其是在高性能碳纖維領(lǐng)域，我國產(chǎn)能仍有較大短板。這種碳纖維材料做的儲氫瓶可以比鋼瓶減重70%，是各儲氫瓶生產(chǎn)企業(yè)不可或缺的重要原材料。

2021年9月，中國建材萬噸碳纖維生產(chǎn)基地在西寧正式投產(chǎn)，項目總投資50億元，首批碳纖維產(chǎn)品能達到國內(nèi)領(lǐng)先的T700及T800級水平，這種強度的碳纖維適用于壓力容器、光伏等多個產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。碳纖維強度是鋼的7到10倍，密度是鋼的1/4，還有抗疲勞、強度高等性能，因此被稱為21世紀的“黑黃金”。

西寧的碳纖維生產(chǎn)線采用干噴濕紡技術(shù)，擁有完全的自主知識產(chǎn)權(quán)，設(shè)備的國產(chǎn)化率更是高達85%。投產(chǎn)后，能極大提升我國碳纖維供應(yīng)鏈的自主可控的能力。據(jù)了解，中國建材已成為中國商飛的戰(zhàn)略合作伙伴，將為C929國產(chǎn)大飛機機身部段提供碳纖維復(fù)合材料。

中國建材集團黨委書記董事長周育先認為：生產(chǎn)線的投入，既能夠解決我們國家航空航天、新能源，包括汽車領(lǐng)域方面的應(yīng)用，更能夠突破戰(zhàn)略性的、國防上的一些應(yīng)用，對解決我們國家的“卡脖子”技術(shù)和環(huán)節(jié)起到了非常重要的作用。

李韋是西寧碳纖維生產(chǎn)線的銷售負責(zé)人，他說這次投產(chǎn)儀式現(xiàn)場來了不少他的大客戶，盡管手握萬噸碳纖維產(chǎn)能，但依然滿足不了客戶的需求。他表示，現(xiàn)在屬于供不應(yīng)求的狀態(tài)，到2022年年底的訂單基本已經(jīng)訂完了，現(xiàn)在明年的訂單已經(jīng)開始了，這次客戶過來也是談明年的供應(yīng)量。

李韋陪同的這位客戶來自北京，是一家氫燃料電池汽車儲氫氣瓶的生產(chǎn)商。他告訴記者，在汽車輕量化的趨勢下，使用碳纖維復(fù)合材料的儲氣瓶，重量能比鋼瓶減少70%左右。但儲氫氣瓶需要使用T700及以上的高性能碳纖維，近兩年國外碳纖維廠家對中國進行封鎖，基本處于斷供狀態(tài)，市場供應(yīng)十分緊張。他們手里的訂單也比較多，但是受碳纖維的海外供應(yīng)制約，迫不得已可能要減產(chǎn)，或保一些重點客戶。

除了中國建材，多家碳纖維生產(chǎn)企業(yè)都開始擴產(chǎn)計劃。2022年1月，上海石化“1.2萬噸/年48K大絲束碳纖維”項目正式開工建設(shè)，總投資達35億元。業(yè)內(nèi)人士預(yù)計，未來的2～3年，隨著新建產(chǎn)能的釋放，供不應(yīng)求的市場局面將得到有效改善，碳纖維價格也會逐步平穩(wěn)。

碳纖維不僅有固體的特性，還有紡織纖維的柔軟可加工性，有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。數(shù)據(jù)顯示，目前我國體育用品對碳纖維的需求占30%左右。在“碳達峰，碳中和”的政策推動下，光伏、風(fēng)電等新能源行業(yè)將成為未來碳纖維市場的主要增長極。

在自行車、F1賽車、高爾夫球桿、魚竿和球拍等體育用品中，碳纖維材料已經(jīng)有成熟應(yīng)用。而風(fēng)電領(lǐng)域，將給碳纖維市場提供很大的增量。

目前風(fēng)電葉片主流的結(jié)構(gòu)材料還是玻璃纖維，但是隨著整個葉片大型化以及海上風(fēng)電的高速成長，葉片的尺寸已經(jīng)由原先的40米、50米級別到了70米、80米。目前正在開發(fā)110米的海上風(fēng)電葉片就必須要用碳纖維。

這家國內(nèi)最大的風(fēng)電葉片制造商的負責(zé)人介紹，碳纖維目前只應(yīng)用到主梁帽等葉片的一些關(guān)鍵部位。隨著風(fēng)電機組往大功率發(fā)展，新材料的應(yīng)用已經(jīng)迫在眉睫。2020年，全球風(fēng)電葉片的碳纖維用量保持了20%的強勁增長。根據(jù)預(yù)測，2025年該領(lǐng)域碳纖維需求將達到9萬噸。

中國化學(xué)纖維工業(yè)協(xié)會副會長呂佳濱表示，風(fēng)電是目前國內(nèi)市場最大的主要驅(qū)動力，2020年用量大概在2萬噸，基本和體育休閑用量持平，隨著“雙碳”政策的持續(xù)推進，包括光伏發(fā)電、氫能源的戰(zhàn)略的實施，這對于碳纖維來說是一個極大的刺激。