我国自主研发大丝束碳纤维问世

10月13日，近日我国首个万吨级48K大丝束碳纤维工程第一套国产线在上海石化碳纤维产业基地投料开车，并生产出合格产品，产品性能媲美国外同级别产品，质量达到国际先进水平。这标志着中国石化大丝束碳纤维从关键技术突破、工业试生产、产业化，成功走向规模化和关键装备国产化，一举破除我国碳纤维生产和装备受制于人的被动局面，真正实现自主可控。

在碳纤维行业内，通常将每束碳纤维根数大于4.8万根（简称48K）的称为大丝束碳纤维。该条48K大丝束碳纤维国产线可实现规模化、高品质生产。该项目采用中国石化自主开发的PAN （聚丙烯腈）基大丝束原丝、碳纤维技术，分两个阶段实施，计划于2024年全部建成投产，届时共达到2.4万吨/年原丝、1.2万吨/年大丝束碳纤维产能。

1、大丝束碳纤维性能优越，被称为“新材料之王”“黑黄金”。

上海石化研发生产的大丝束碳纤维，是一种含碳量在95%以上的高强度新型纤维材料。其力学性能优异，比重不到钢的四分之一，强度却是钢的7至9倍，并且还具有耐腐蚀的特性。此外，48K大丝束最大的优势是在相同的生产条件下，不仅可以大幅度提高碳纤维单线产能和质量性能，还可以实现生产低成本化，从而打破碳纤维高昂价格带来的应用局限。

“新材料之王”应用场景广泛，如风能、太阳能、高铁动车、飞机部件等。长期以来，中国的碳纤维发展主要是在小丝束碳纤维方面实现突破，但是由于小丝束碳纤维成本高，影响了下游企业应用碳纤维的积极性。碳纤维国产化使得碳纤维在新能源等下游市场应用逐渐爆发, 随着碳纤维应用率的不断提升，相关行业将迎来长跨度的高景气阶段，有力助推了我国相关产业的快速发展和相关产业结构调整。

碳纤维技术有着森严的技术壁垒，中国石化是国内第一家、全球第四家掌握大丝束碳纤维技术的企业。经过十余年努力，我国碳纤维实现从12K到48K的重大突破，成功实现研发生产技术从量变到质变的飞跃。截至目前，中国石化已累计拥有碳纤维相关专利251项、碳纤维复合材料专利46项，专利排名国内第一、世界第三。

2、碳纤维在风电、高铁、汽车等领域应用前景广阔

碳纤维是风电、高端装备制造、新能源汽车等战略性新兴产业发展的重要原材料，也是大型飞机、卫星、船舶等装备研制和更新换代的重要基础，国内碳纤维的应用情况如何？

在上海的一家风电设备制造企业，风电叶片的生产就要用到大量的碳纤维，这种材料可以使叶片重量减轻15%-20%，并提升发电能力，尤其是在制造100米及更长的叶片时，碳纤维就成为了重要材料。

碳纤维的国产化极大地推进了风电机组大型化、大风轮的发展。风电行业未来对碳纤维的需求会高速增长。2021年，国内风电叶片应用碳纤维为2.25万吨，未来可能达到10万吨级的需求。

在轨道交通领域，碳纤维在高速列车、城轨车辆、磁悬浮列车等轨道交通装备领域具有广泛应用前景，与铝合金材料相比，轨道交通车辆碳纤维复合材料典型部件能够实现减重30%以上，可以直接降低运营成本。

在实现大丝束碳纤维量产之后，企业已经开始寻求和新能源汽车企业的合作，通过使用轻量化的碳纤维零部件，增加新能源汽车的续航里程。

数据显示，2021年我国碳纤维需求量达到6.2万吨，较2020年增加27.7%，占全球碳纤维需求量53%。专家表示，碳纤维在新能源、风电、光伏、汽车、体育用品等下游市场应用将逐渐爆发，渗透率不断提升。


中国复合材料工业协会秘书长 孟弋洁：到2030年以后应该能达到500亿碳纤维大丝束的量级，它带动的整个复合材料市场规模应该是千亿级的。