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碳纖維產(chǎn)業(yè)迎來“雙碳”發(fā)展良機

經(jīng)濟(jì)參考報發(fā)布時間:2021-11-08 09:34:22

  被譽為“新材料之王”的碳纖維,是一種與鋼比既“輕”又“硬”的化工新材料,比重低、強度高的特點使其在風(fēng)電葉片、航空航天、體育休閑、汽車等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。在我國向碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)邁進(jìn)的過程中,新能源、裝備制造等領(lǐng)域有望大量應(yīng)用碳纖維,相關(guān)化工企業(yè)由此迎來轉(zhuǎn)型發(fā)展新機遇。

  “‘雙碳’目標(biāo)下,能源和工業(yè)兩大主要碳排放領(lǐng)域?qū)π虏牧嫌休^大需求。”北京化工大學(xué)教授徐樑華表示,碳纖維復(fù)合材料在風(fēng)電、光伏、核能裝備及工業(yè)輕量化等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用可以發(fā)揮引領(lǐng)作用,發(fā)展前景廣闊。

  中國化學(xué)纖維工業(yè)協(xié)會會長陳新偉認(rèn)為,我國碳纖維行業(yè)已逐漸步入良性發(fā)展階段,在“雙碳”目標(biāo)下,風(fēng)電、光伏、氫能等產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,對碳纖維需求旺盛,碳纖維市場空間廣闊。

  數(shù)據(jù)顯示,全球碳纖維應(yīng)用總量連續(xù)多年保持增長,2020年受到疫情影響依然實現(xiàn)3%的增速,達(dá)10.69萬噸。我國碳纖維市場更是增長強勁,呈現(xiàn)繁榮景象。2019年產(chǎn)量突破萬噸,應(yīng)用總量3.78萬噸;2020年產(chǎn)量1.8萬噸,應(yīng)用總量4.89萬噸,同比增長29%。目前,我國碳纖維應(yīng)用總量年增長率連續(xù)4年超過20%,2020年國產(chǎn)碳纖維市場占比38%,同比上升6個百分點。

  吉林化纖集團(tuán)始建于1960年,原本是一家生產(chǎn)紡織原料的化學(xué)纖維企業(yè),2006年通過市場調(diào)研決定研發(fā)國產(chǎn)碳纖維。企業(yè)憑借腈綸生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)驗和高校專家組成的創(chuàng)新團(tuán)隊,通過70余項技術(shù)改進(jìn)、設(shè)備改造和上百次反復(fù)試驗,在2007年生產(chǎn)出第一批碳纖維上游產(chǎn)品原絲,并通過技術(shù)進(jìn)步于第二年獲得兩項國家發(fā)明專利,由此發(fā)展成為國內(nèi)碳纖維產(chǎn)業(yè)的重要企業(yè)。

  近兩年,在技術(shù)和市場的雙輪驅(qū)動下,吉林化纖集團(tuán)加大了碳纖維研發(fā)力度和項目建設(shè)進(jìn)度,年產(chǎn)1.5萬噸碳纖維項目、15萬噸碳纖維原絲項目、1.2萬噸碳纖維復(fù)合材料項目等20萬噸碳纖維全產(chǎn)業(yè)鏈項目先后開工建設(shè)并陸續(xù)達(dá)產(chǎn),碳纖維生產(chǎn)能力持續(xù)提升。同時,吉林化纖集團(tuán)不斷延伸碳纖維復(fù)合材料制品的研發(fā)、制造領(lǐng)域,產(chǎn)品實現(xiàn)了對航空航天,風(fēng)電、光伏等綠電新能源,汽車、軌道交通等輕量化,建筑補強、體育休閑等領(lǐng)域的覆蓋。

  吉林化纖集團(tuán)董事長宋德武認(rèn)為,“雙碳”目標(biāo)下,新能源、輕量化、節(jié)能降耗的發(fā)展趨勢更為強勁,預(yù)計未來三至五年,碳纖維需求會呈現(xiàn)井噴式增長。

  2020年,在國內(nèi)碳纖維市場需求旺盛的同時,仍有超過60%的供給來自進(jìn)口。為彌補國產(chǎn)缺口,今年以來,已有上海、吉林、青海等省份的大型碳纖維項目開工或投產(chǎn)。陳新偉認(rèn)為,經(jīng)過近20年的發(fā)展積累,國內(nèi)碳纖維技術(shù)已能夠在我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展中發(fā)揮重要作用。

  2020年全球碳纖維應(yīng)用總量中,風(fēng)電、航空航天、體育休閑、汽車領(lǐng)域分別占比29%、15%、14%、12%,而我國的應(yīng)用總量中,上述四項分別占比40.9%、3.5%、29.1%、2%。中國兵器工業(yè)集團(tuán)第五三研究所總工程師魏化震分析,兩相對比,新能源發(fā)展對碳纖維產(chǎn)業(yè)具有舉足輕重的影響,汽車和民用航空將是我國碳纖維顯著增長的應(yīng)用市場。

  在能源領(lǐng)域,風(fēng)電葉片減重、光伏面板及耗材制造、氫能壓力容器、核能裝備……新能源領(lǐng)域?qū)μ祭w維復(fù)合材料的應(yīng)用已相對普及,并不斷通過技術(shù)進(jìn)步增加應(yīng)用比重,將成為帶動碳纖維需求快速增長的“壓艙石”。宋德武介紹,吉林化纖集團(tuán)今年約六成的碳纖維產(chǎn)能應(yīng)用在風(fēng)電領(lǐng)域,其余大部分應(yīng)用在光伏、氫能領(lǐng)域。

  在汽車領(lǐng)域,無論是傳統(tǒng)燃油汽車還是新能源汽車,車身、車架、傳動軸等重要部件都迫切需要新材料減重降耗,碳纖維是其中的最佳選擇之一,國內(nèi)外主流汽車廠商大量采用碳纖維復(fù)合材料的高端新車型越來越多。數(shù)據(jù)顯示,全球汽車領(lǐng)域2020年的碳纖維應(yīng)用量為1.25萬噸,是2004年的近18倍,預(yù)計到2024年將增加到1.83萬噸。

  此外,民用客機、無人機、高鐵、地鐵等重要交通運輸裝備,更多采用碳纖維復(fù)合材料的產(chǎn)品相繼問世。魏化震表示,未來低成本技術(shù)革命將極大提升交通運輸領(lǐng)域?qū)μ祭w維的需求。

  陳新偉認(rèn)為,盡管我國碳纖維整體技術(shù)水平已進(jìn)入國際先進(jìn)行列,但成熟度仍需進(jìn)一步提高,個別關(guān)鍵裝備、重要原材料和配套材料,以及檢測評價環(huán)節(jié)相對薄弱,成為阻礙我國碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素;未來碳纖維行業(yè)要提升產(chǎn)品質(zhì)量一致性、批次穩(wěn)定性、應(yīng)用工藝性,擴(kuò)大在航天航空、新能源、軌道交通、高端裝備、汽車等領(lǐng)域的應(yīng)用。

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