我國首條大絲束碳纖維國產線投產
在國內首個萬噸級大絲束碳纖維項目的生產線上，一根根碳纖維原絲通過噴絲板、氧化爐、碳化爐加工后，從白色變成了黑色碳纖維成品。在碳纖維行業內，通常將每束碳纖維根數大于4.8萬根的稱為大絲束碳纖維。
中國石化上海石化碳纖維事業部副總經理 李鵬：每一根絲束有4.8萬根纖維 ，每一根纖維只有頭發絲的1/7到1/8的直徑。
國內每束碳纖維基本處于1000根至1.2萬根之間，稱為小絲束。長期以來，我國碳纖維發展主要是在小絲束碳纖維方面實現了突破，但是由于小絲束碳纖維成本高，影響了下游企業應用碳纖維的積極性。而大絲束最大的優勢就是實現生產低成本化。
目前中國石化研發試產的大絲束碳纖維，是一種含碳量在95%以上的高強度新型纖維材料。它的密度不到鋼的四分之一，強度卻是鋼的7至9倍，并且還具有耐腐蝕的特性。整個項目計劃于2024年全部建成投產，每年大絲束碳纖維產能1.2萬噸。
大絲束碳纖維儲氫瓶賽道已來
碳纖維是風電、高端裝備制造、新能源汽車等戰略性新興產業發展的重要原材料，其中包括儲氫瓶。
在高壓氣態儲氫中，目前已商業化的高壓氫氣瓶分為四種（根據儲氫瓶材料不同進行劃分），分別為純鋼制金屬瓶（I型）、鋼制內膽纖維纏繞瓶（II型）、鋁內膽纖維纏繞瓶（III型）和塑料內膽纖維纏繞瓶（IV型）四種。
其中：1）I型瓶由金屬鋼組成，是目前四類瓶中重量最大、成本最低、工藝最簡單的，適用于壓力要求不高的固定應用場景；
2）II型瓶采用金屬鋼材質，外層纏繞玻璃纖維復合材料，材料包裹形式為采用箍圈式對瓶身進行包裹。II型瓶由于瓶身上有復合材料包裹，耐受壓力高于I型瓶，但也多應用于固定式能源提供等場景；
3）III型瓶內膽為金屬（通常為鋁合金），但厚度較II型瓶有減薄，外部進行了全瓶身的碳纖維復合材料纏繞，包裹形式為兩極鋪設或螺旋形鋪設。III型瓶重量輕、抗壓性能好、適用于氫燃料電池汽車等移動設備，目前主要的壓力規格為35MPa和70MPa兩種，國內現階段35MPa已實現量產；
4）IV型瓶內膽為塑料，瓶身全纏繞碳纖維復合材料，包裹采用兩極鋪設和螺旋形鋪設混合的形式。IV型瓶瓶壁厚度略薄于III型瓶，儲氣壓力則與之一致，主要包括35MPa和70MPa兩種規格型號，目前國外已投入商業化運用，如日本豐田的Mirai與韓國現代的Nexo均采用了IV型瓶，但國內技術仍有欠缺，尚未達到量產條件。IV型瓶也主要應用于氫燃料車等移動場景。
5）除此之外，目前國外正在研究V型儲氫瓶但尚未實現商業化，該氣瓶仍然使用碳纖維復合材料纏繞，但不使用任何內膽，國內針對V型瓶的研究仍是空白。
國內儲氫瓶市場逐漸向III型70Mpa和IV型70MPa過渡。無論哪一個類型，碳纖維復合材料纏繞都是重中之重，是儲氫瓶制造的關鍵原材料，其成本和性能對儲氫瓶的成本和使用性能影響重大。根據美國能源局（DOE）的研究成果，碳纖維復合材料的成本占到儲氫瓶成本的60%以上。
當前國內儲氫瓶的平均售價在2-3萬元/支，對應單套車載供氫系統的成本在20萬上下，后續降本空間充足，降本主要是從材料替換等方面來實現。在關鍵材料碳纖維方面，目前日本、韓國等成熟的氫燃料電池車型中已經用上了大絲束碳纖維，而國內儲氫瓶市場中T700級小絲束碳纖維仍占據絕對主導，此次中石化國產大絲束性能的逐步提升以及配套研究的持續突破，使得大絲束有望在儲氫瓶這一細分場景中實現對小絲束的部分或全面替代，帶動儲氫瓶綜合成本的下降。(央視財經等)
來源：國際能源網/氫能匯
