摘要:单股丝束可承重1吨,拉伸强度比48K产品提升23%——中国石化60K大丝束碳纤维的正式亮相,打破了国内高端碳纤维领域长期被海外垄断的局面。
单股丝束可承重1吨,拉伸强度比48K产品提升23%——中国石化60K大丝束碳纤维的正式亮相,打破了国内高端碳纤维领域长期被海外垄断的局面。
9月18日,第28届中国国际复材展上,中国石化上海石化自主研发的60K大丝束碳纤维新产品正式亮相。这款国内首创的产品性能达到国际领先水平,填补了国内市场空白。
这意味着中国碳纤维产业链自主可控能力获得重大突破,为风电、氢能等战略新兴产业的发展提供了强有力的材料支撑。
01 技术突破:攻克单喷头工业制备技术,全流程工艺贯通
中国石化历经两年技术攻关,成功突破 60K以上大容量单喷头工业制备技术难点。这项技术是实现大丝束碳纤维工业化生产的关键环节。
上海石化完成了从原丝制备到氧化炭化的全流程工艺贯通,实现了工业化试生产。该公司因此成为国内首家掌握60K大丝束碳纤维生产能力的企业。
与2022年已经实现的48K大丝束碳纤维工业化生产相比,60K产品的拉伸强度提升23%,弹性模量提高5%。性能指标的显著提升使得单股丝束可承重1吨,抗变形能力明显增强。
02 产品优势:重量轻强度高,应用领域广泛
碳纤维被誉为“新材料之王”和“黑黄金”,其比重不足钢的四分之一,强度却是钢的7至9倍,同时还具备耐腐蚀特性。
大丝束碳纤维指每束碳纤维根数超过4.8万根(48K)的产品。相比小丝束碳纤维,大丝束碳纤维具有生产成本低、生产效率高的优势,更适用于工业领域大规模应用。
60K大丝束碳纤维不仅提升了自身生产效率,还能带动下游复合材料制造效率。产品将主要应用于深海风电等领域,也可用于轨交、土木增强领域,并有望向低空产业拓展。
03 产业影响:实现全谱系布局,推动产业链自主可控
通过此次技术突破,中国石化已具备24K、48K、60K等多种丝束规格、近20种型号碳纤维产品的生产能力。
公司形成了覆盖 “通用型+高性能”“大丝束+小丝束”的全谱系产品布局。这一全谱系布局极大地推动了我国碳纤维产业链的自主可控进程。
中国石化已成为国内第一家、全球第四家掌握大丝束碳纤维技术的企业。截至目前,中国石化在碳纤维及其复合材料领域申请专利842项,专利申请数排名全国第一、全球第三。
04 市场价值:满足深远海风电需求,降低成本扩大应用
随着国内风电产业向深海领域拓展,对风电叶片的长度和模量提出了更高要求。60K大丝束碳纤维的高强度特性能够满足更大功率、更长叶片的深远海风电应用需求。
测试表明,上海石化60K碳纤维丝束的拉伸强度较48K提升23%,弹性模量提高5%,能够为风电行业高质量发展提供重要材料支撑。
未来量产后,60K大丝束碳纤维不仅可提高碳纤维单线产能和质量性能,成本也将大幅降低,有望打破碳纤维高昂价格带来的应用局限。
05 产能布局:异地建设项目启动,规划巨大产能
2025年1月,上海石化宣布投资31.96亿元建设大丝束碳纤维异地建设项目。该项目计划在上海市金山区建设6万吨/年大丝束原丝装置,在内蒙古鄂尔多斯市建设3万吨/年大丝束碳纤维装置。
项目选择内蒙古鄂尔多斯建设碳纤维装置,主要是考虑当地能源富集、政策支持力度大、产业配套齐全,能源及用工成本优势突出。
项目建设期为3年,产品以风电叶片用拉挤板材为主要目标市场,同时可应用于轨交、土木增强领域,并积极向低空产业拓展。
06 风险挑战:技术良率与市场竞争并存
虽然60K大丝束碳纤维取得突破,但产业化过程中仍面临诸多挑战。大丝束碳纤维生产对原丝质量、氧化碳化工艺稳定性要求极高。
国内企业在核心设备(如高温碳化炉)和工艺参数优化方面仍需突破,若良率不足可能导致成本居高不下。
市场竞争也在加剧。国内已有吉林化纤、光威复材、中复神鹰等企业布局大丝束产能,2023年后行业可能出现阶段性产能过剩,价格竞争压力增大。
同时,国际巨头(如东丽、西格里)也在扩产,可能通过降价挤压国产份额。
07 未来前景:受益新能源产业,拓展高端应用领域
随着中国“双碳”目标推进,新能源产业(如风电、氢能)和高端装备制造业的快速发展,将进一步拉动碳纤维需求。特别是氢能储运所需的IV型储氢瓶依赖碳纤维,未来需求将随氢能产业爆发式增长。
短期(1-3年)来看,上海石化大丝束项目需关注产能落地进度和技术调试情况。若顺利投产,有望在风电叶片、压力容器等中端市场抢占份额。
中期(3-5年),随着工艺优化和规模效应显现,成本下降将提升产品竞争力。若氢能产业进入爆发期,储氢瓶需求或成为核心增长点。
长期(5年以上),如果技术持续迭代(如开发T1000级以上高端产品),项目可能向航空航天等高端领域延伸,提升利润率。
中国石化已在碳纤维领域申请专利842项,专利申请数排名全国第一、全球第三。这些专利构成了技术壁垒,保障了我国碳纤维产业链的自主可控能力。
内蒙古鄂尔多斯的3万吨/年碳纤维装置已于2025年4月底开工建设,预计2027年全部建成投产。
届时,中国大丝束碳纤维不仅能满足国内风能、氢能等新能源产业发展需求,更可能成为全球碳纤维市场的重要参与者,打破长期由国外巨头垄断的局面。
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来源:有趣的科技君