國產48K大絲束碳纖維技術獲重大突破 儲氫成本將大幅降低
來源：氫能觀察 2021-01-11
中國石化新聞辦日前披露，中國石化上海石油化工股份有限公司（簡稱“上海石化”）“1.2萬噸/年48K大絲束碳纖維”項目正式開工建設，標志著中國石化所屬上海石化成為國內第一家率先突破48K大絲束碳纖維產業化技術的企業，我國大絲束碳纖維從研發試產成功走上規模化生產之路，達到國際先進水平。
碳纖維技術在各行各業有著廣泛的應用前景，其中，碳纖維纏繞復合材料儲氫氣瓶被看作氫能儲運的重要技術，碳纖維技術的提升，將助力氫能產業的發展。上海石化副總經理黃翔宇接受記者采訪時表示，未來，上海石化還將進一步突破大絲束的極限，在持續降低成本的同時還要在大絲束高性能化方面不斷進步。
十年創新 尋求突破
據黃翔宇介紹，上海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，力學性能優異，比重不到鋼的1/4，強度卻是鋼的7-9倍，還具有耐腐蝕的特性，被稱為“新材料之王”，也被稱為“黑黃金”，可廣泛應用于飛機部件、軌道交通原材料、車身制造等，在各行各業有著廣泛的應用前景。
中國石化新聞辦日前披露，中國石化上海石油化工股份有限公司（簡稱“上海石化”）“1.2萬噸/年48K大絲束碳纖維”項目正式開工建設，標志著中國石化所屬上海石化成為國內第一家率先突破48K大絲束碳纖維產業化技術的企業，我國大絲束碳纖維從研發試產成功走上規模化生產之路，達到國際先進水平。
“大絲束產業化技術的突破，得益于上海石化在碳纖維領域十多年的技術創新與積累，”黃翔宇告訴記者，在研發大絲束碳纖維期間，上海石化承擔了國家863、973科研攻關課題，形成了理論創新、技術創新，申請了154項專利，已有75項專利獲得授權，掌握了大絲束碳纖維產業化的核心技術。
一直以來，碳纖維技術都有著森嚴的技術壁壘，迄今為止只有日本、美國等少數發達國家擁有并掌握。“該技術突破后，將使中國一舉擺脫大絲束碳纖維長期全部依賴進口的局面，特別是對于國內大絲束應用端的企業提供了原料保證。”黃翔宇介紹說，目前我國碳纖維技術還處于快速追趕國際一流的階段，雖然一些品種有突破，但是總體水平與日美相比還有差距，但在縮小，十四五期間將會有更大的進步。
“不模仿，不盲目試錯，以科學理論創新為指導，進行技術創新，是上海石化多年來進行碳纖維技術研發的方法遵循。”黃翔宇表示，“只有這樣才能形成自有技術，每一次突破都有理論上的進一步完善，這樣才能形成技術的不斷迭代；大絲束不僅僅是給應用帶來了低成本和效率，我們在技術開發時還堅持賦予大絲束良好的質量和優異的后加工性能。”
記者了解到，“1.2萬噸/年48K大絲束碳纖維”項目包括1.2萬噸/年48K大絲束碳纖維、2.4萬噸/年原絲等，總投資35億元，是上海市重大產業項目，計劃到2024年全部完成。項目投產后，將一舉改變我國大絲束碳纖維依賴進口、長期供不應求的局面，有力推動國產碳纖維產業發展，助力中國制造。
儲氫應用 綠色布局
隨著國內碳纖維技術取得重大突破，其在氫儲運領域的應用也將取得突破。當前，推動氫儲運技術的提升和儲運成本的下降是氫能產業走向成熟的關鍵，其中，碳纖維纏繞復合材料儲氫氣瓶被寄予厚望。上海石化首席專家王佩琳指出，大絲束碳纖維用于纏繞氣瓶，可使氣瓶的纏繞速度提高，有效提高生產效率，降低生產成本。
據王佩琳介紹，上海石化正在自主研發碳纖維用于纏繞氣瓶的制造工藝技術，其中，35Mpa氣瓶已通過檢測，未來將考慮形成一定規模的氣瓶生產能力。同時，上海石化積極布局碳纖維在儲氫領域技術研發，包括三型、四型瓶相關技術的開發，都取得了較大突破。
“大絲束最大的優勢除了本身的成本優勢外，還在使用端大大提高加工效率，”黃翔宇告訴記者，就氣瓶而言，大絲束的纏繞效率是小絲束的3-4倍、這將使碳纖維纏繞高壓氣瓶的制造成本大幅下降，更有利于在氫能儲運的應用。他表示，從技術角度講，35MPa儲氫氣瓶技術已基本成熟，處于擴大應用階段，很快會在商用車獲得大規模應用；70MPa儲氫氣瓶今后主要應用方向是乘用車市場，國內處于技術突破階段，應用端還在試用階段。
記者從中國石化新聞辦了解到，近年來，中國石化不斷加快在氫能領域的布局，并在制氫、加氫站環節有著顯著優勢。1月7日，中國石化邀請4家新能源能源企業召開新能源產業發展視頻對話會，提出充分發揮中國石化在氫能產業鏈上的優勢，合作建設大型集中式光伏發電、制氫、運氫、加氫設施，全力降低成本，實現協同發展；充分發揮中國石化內部電網消納優勢，合作推進光伏、氫能等新能源項目在中國石化的落地，降低用能成本，實現共贏發展。
作為中國最大的煉油化工一體化綜合性石油化工企業之一，中國石化控股的上海石化也在加快氫能領域的布局。王佩琳告訴記者，上海石化擁有豐富的氫氣資源，年產量在23萬噸左右，與周邊地區有氫氣管網互通。他表示，上海石將利用氫氣資源和管網優勢，致力成為新的氫能資源的提供者，同時考慮開發液氫儲存和固體氫儲存技術，探索利用太陽能和風能發展生產綠氫，開發和形成綠色產業鏈。
