碳纖維產業迎來“雙碳”發展良機
來源:經濟參考報      發布時間:2021/11/15

2021年11月08日  來源:經濟參考報

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電葉片、航空航天、體育休閑、汽車等領域得到廣泛應用。在我國向碳達峰、碳中和目標邁進的過程中,新能源、裝備制造等領域有望大量應用碳纖維,相關化工企業由此迎來轉型發展新機遇。

  “‘雙碳’目標下,能源和工業兩大主要碳排放領域對新材料有較大需求。”北京化工大學教授徐樑華表示,碳纖維復合材料在風電、光伏、核能裝備及工業輕量化等領域的廣泛應用可以發揮引領作用,發展前景廣闊。

  中國化學纖維工業協會會長陳新偉認為,我國碳纖維行業已逐漸步入良性發展階段,在“雙碳”目標下,風電、光伏、氫能等產業發展迅速,對碳纖維需求旺盛,碳纖維市場空間廣闊。

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

  吉林化纖集團始建于1960年,原本是一家生產紡織原料的化學纖維企業,2006年通過市場調研決定研發國產碳纖維。企業憑借腈綸生產技術經驗和高校專家組成的創新團隊,通過70余項技術改進、設備改造和上百次反復試驗,在2007年生產出第一批碳纖維上游產品原絲,并通過技術進步于第二年獲得兩項國家發明專利,由此發展成為國內碳纖維產業的重要企業。

  近兩年,在技術和市場的雙輪驅動下,吉林化纖集團加大了碳纖維研發力度和項目建設進度,年產1.5萬噸碳纖維項目、15萬噸碳纖維原絲項目、1.2萬噸碳纖維復合材料項目等20萬噸碳纖維全產業鏈項目先后開工建設并陸續達產,碳纖維生產能力持續提升。同時,吉林化纖集團不斷延伸碳纖維復合材料制品的研發、制造領域,產品實現了對航空航天,風電、光伏等綠電新能源,汽車、軌道交通等輕量化,建筑補強、體育休閑等領域的覆蓋。

  吉林化纖集團董事長宋德武認為,“雙碳”目標下,新能源、輕量化、節能降耗的發展趨勢更為強勁,預計未來三至五年,碳纖維需求會呈現井噴式增長。

  2020年,在國內碳纖維市場需求旺盛的同時,仍有超過60%的供給來自進口。為彌補國產缺口,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。陳新偉認為,經過近20年的發展積累,國內碳纖維技術已能夠在我國經濟社會發展中發揮重要作用。

  2020年全球碳纖維應用總量中,風電、航空航天、體育休閑、汽車領域分別占比29%、15%、14%、12%,而我國的應用總量中,上述四項分別占比40.9%、3.5%、29.1%、2%。中國兵器工業集團第五三研究所總工程師魏化震分析,兩相對比,新能源發展對碳纖維產業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用市場。

  在能源領域,風電葉片減重、光伏面板及耗材制造、氫能壓力容器、核能裝備……新能源領域對碳纖維復合材料的應用已相對普及,并不斷通過技術進步增加應用比重,將成為帶動碳纖維需求快速增長的“壓艙石”。宋德武介紹,吉林化纖集團今年約六成的碳纖維產能應用在風電領域,其余大部分應用在光伏、氫能領域。

  在汽車領域,無論是傳統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,國內外主流汽車廠商大量采用碳纖維復合材料的高端新車型越來越多。數據顯示,全球汽車領域2020年的碳纖維應用量為1.25萬噸,是2004年的近18倍,預計到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,更多采用碳纖維復合材料的產品相繼問世。魏化震表示,未來低成本技術革命將極大提升交通運輸領域對碳纖維的需求。

陳新偉認為,盡管我國碳纖維整體技術水平已進入國際先進行列,但成熟度仍需進一步提高,個別關鍵裝備、重要原材料和配套材料,以及檢測評價環節相對薄弱,成為阻礙我國碳纖維產業發展的重要因素;未來碳纖維行業要提升產品質量一致性、批次穩定性、應用工藝性,擴大在航天航空、新能源、軌道交通、高端裝備、汽車等領域的應用。

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