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被称为21世纪“黑黄金”供不应求,订单排到明年,国产高性能碳纤维缺口大,市场前景广阔[图]

    碳纤维是含碳量在90%以上的高强度高模量纤维,耐高温居所有化纤之首。用腈纶和粘胶纤维做原料,经高温氧化碳化而成,是制造航天航空等高技术器材的优良材料。

    碳纤维具有出色的力学性能和化学稳定性,密度比铝低,强度比钢高,是目前已大量生产的高性能纤维中具有最高的比强度和最高的比模量的纤维,拥有质轻、高强度、高模量、导电、导热、耐高温、耐腐蚀、抗冲刷、可复合性等一系列其他材料所不可替代的优良性能。

碳纤维的主要性能特点

资料来源:智研咨询整理

    我国碳纤维生产发展缓慢,但消费量却与日俱增,市场需求旺盛,主要集中在文体用品和航空航天方面,一般产业需求增长也比较迅速。近年来,随着市场需求的增加,特别是国防、军工、航天航空、体育用品方面的需求增加,每年主要依靠从国外进口碳纤维以满足要求。

国内碳纤维主要应用领域

资料来源:智研咨询整理

    碳纤维听起来或许比较陌生,但这种含碳量达到90%以上的新型纤维却无处不在,小到钓鱼杆、羽毛球拍,大到飞机外壳、风电叶片,都有它的身影。以前,这种新材料大多依赖进口,而现在这一局面正在逐渐改变。

    打破国外垄断

    万吨碳纤维生产基地在西宁投产

图片来自网络

    9月8日,中国建材万吨碳纤维生产基地在西宁正式投产,项目总投资50亿元,首批碳纤维产品能达到国内领先的T700及T800级水平,这种强度的碳纤维适用于压力容器、光伏等多个产业领域。碳纤维强度是钢的7到10倍,密度是钢的1/4,还有抗疲劳、强度高等性能,因此被称为21世纪的“黑黄金”。

    据了解,西宁的碳纤维生产线采用干喷湿纺技术,拥有完全的自主知识产权,设备的国产化率更是高达85%。投产后,能极大提升我国碳纤维供应链的自主可控的能力。据了解,中国建材已成为中国商飞的战略合作伙伴,将为C929国产大飞机机身部段提供碳纤维复合材料。
中国建材集团党委书记董事长周育先:生产线的投入,既能够解决我们国家航空航天、新能源,包括汽车领域方面的应用,更能够突破战略性的、国防上的一些应用,对解决我们国家的“卡脖子”技术和环节起到了非常重要的作用。

    供不应求

    国产高性能碳纤维仍有缺口

    2020年,我国碳纤维消耗量为4.8万吨,但国产碳纤维供应量不到2万吨。尤其是在高性能碳纤维领域,我国产能仍有较大短板。

2015-2020年中国碳纤维需求量及国产碳纤维供应量

资料来源:智研咨询整理

    李韦是西宁碳纤维生产线的销售负责人,这次投产仪式现场来了不少他的大客户。尽管手握万吨碳纤维产能,但依然满足不了客户的需求。他表示,现在属于供不应求的状态,到2021年年底的订单基本已经订完了,现在明年的订单已经开始了,这次客户过来也是谈明年的供应量。

图片来自网络

    李韦陪同的这位客户来自北京,是一家氢燃料电池汽车储氢气瓶的生产商。他告诉记者,在汽车轻量化的趋势下,使用碳纤维复合材料的储气瓶,重量能比钢瓶减少70%左右。但储氢气瓶需要使用T700及以上的高性能碳纤维,近两年国外碳纤维厂家对中国进行封锁,基本处于断供状态,市场供应十分紧张。他们手里的订单也比较饱满,但是受碳纤维的海外供应制约,迫不得已,可能要减产,或保一些重点客户。
国产高性能碳纤维的大规模量产,解了这家企业的燃眉之急。除了中国建材,多家碳纤维生产企业都开始扩产计划。2021年1月,上海石化“1.2万吨/年48K大丝束碳纤维”项目正式开工建设,总投资达35亿元。7月,吉林化纤1.5万吨碳纤维项目的首条碳化线开车成功。业内人士预计,未来的2-3年,随着新建产能的释放,供不应求的市场局面将得到有效改善,碳纤维价格也会逐步平稳。
发力新能源

    碳纤维市场前景广阔

    碳纤维不仅有固体的特性,还有纺织纤维的柔软可加工性,有着广泛的应用领域。数据显示,目前我国体育用品对碳纤维的需求占30%左右。在“碳达峰,碳中和”的政策推动下,光伏、风电等新能源行业将成为未来碳纤维市场的主要增长极。

    在自行车、F1赛车、高尔夫球杆、鱼竿和球拍等体育用品中,碳纤维材料已经有成熟应用。而风电领域,将给碳纤维市场提供很大的增量。

    中材科技股份有限公司董事长薛忠民:目前风电叶片主流的结构材料还是玻璃纤维,但是随着整个叶片大型化以及海上风电的高速成长,叶片的尺寸已经由原先的40米、50米级别到了70米、80米。目前我们正在开发110米的海上风电叶片就必须要用碳纤维。

    这家国内最大的风电叶片制造商,2020年向全行业提供了12.3G瓦的风电叶片。负责人介绍,碳纤维目前只应用到主梁帽等叶片的一些关键部位。随着风电机组往大功率发展,新材料的应用已经迫在眉睫。2020年,全球风电叶片的碳纤维用量保持了20%的强劲增长。根据预测,2025年该领域碳纤维需求将达到9万吨。

    中国化学纤维工业协会副会长吕佳滨表示,风电是目前国内市场最大的主要驱动力,2020年用量大概在2万吨,基本和体育休闲用量持平,随着“双碳”政策的持续推进,包括光伏发电、氢能源的战略的实施,这对于碳纤维来说是一个极大的刺激。

本文采编:CY315

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标签: 碳纤维

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