據(jù)報道，由高端碳纖維緊缺引發(fā)的車載儲氫瓶供應(yīng)危機正開始由上游向下游擴散。碳纖維業(yè)內(nèi)人士表示，上半年公司已經(jīng)接到不少儲氫瓶的訂單，但是碳纖維材料供應(yīng)非常緊張，提前預(yù)定還不一定有貨。

“今年以來，全球大宗商品價格上漲趨勢明顯，碳纖維當然也不例外，而對性能有一定要求的壓力容器用碳纖維不僅漲價明顯，且供不應(yīng)求已成常態(tài)?！敝袊鴱?fù)材原董事長張定金對新材料在線?介紹。

國內(nèi)一家儲氫瓶企業(yè)高層甚至表示，如果日本東麗碳纖維供應(yīng)一直沒有放開，再加上國內(nèi)高端碳纖維市場供應(yīng)的不平衡，下半年國內(nèi)很多系統(tǒng)廠商或?qū)⒛貌坏絻淦浚瑢⒚媾R“無米下鍋”的窘境。

圖片來源：奧賽碳纖維技術(shù)

據(jù)不完全統(tǒng)計，今年以來，我國已有11個省份宣布將在“十四五”期間大力推動氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，另外也有十多個城市將氫燃料汽車納入未來規(guī)劃，氫能市場需求即將爆發(fā)。

形勢之下，全國各地紛紛布局氫燃料電池汽車，車載儲氫瓶需求火爆。而碳纖維作為儲氫瓶的關(guān)鍵“堵點”，供不應(yīng)求的現(xiàn)狀讓人不禁遐想“國產(chǎn)碳纖維有望快速爆發(fā)”。

01 國產(chǎn)碳纖維迎來難得的“春天”

據(jù)了解，在目前主流氫燃料電池車中，氫燃料大多以35兆帕或70兆帕的工作壓力儲存于儲氫瓶中。儲氫瓶可分為四種：全金屬氣瓶(Ⅰ型)、金屬內(nèi)膽纖維環(huán)向纏繞氣瓶(Ⅱ型)、金屬內(nèi)膽纖維全纏繞氣瓶(Ⅲ型)、非金屬內(nèi)膽纖維全纏繞氣瓶(Ⅳ型)。目前，國內(nèi)車載儲氫瓶多為Ⅲ型，Ⅳ型仍處于研發(fā)階段，而國外車載儲氫瓶多為Ⅳ型。

而不管是國內(nèi)主流的III型或是國際主流的IV型儲氫瓶，都采用碳纖維全纏繞工藝，碳纖維重量占比最高可達57%，因工作壓力高，對碳纖維的規(guī)格要求也高。

據(jù)統(tǒng)計，我國儲氫瓶使用的碳纖維約有一半由國外廠商供應(yīng)，其中，日韓企業(yè)占據(jù)我國進口儲氫瓶用碳纖維70%以上的市場份額，近兩年才逐漸開始國產(chǎn)化小批量替代。

中材科技車載儲氫瓶組

“目前國內(nèi)的氫氣瓶廠商都是按照以往的標準，采用日本T700的碳纖維來纏氣瓶，這種性能的碳纖維目前國內(nèi)能批量大規(guī)模供應(yīng)的只有中復(fù)神鷹。”上海石化副總經(jīng)理黃翔宇對新材料在線?解釋道。

“從今年初開始，由于國際關(guān)系的變化，日本東麗的高性能碳纖維進入中國受到一定限制，而國內(nèi)碳纖維供應(yīng)商在優(yōu)先滿足航天軍工領(lǐng)域應(yīng)用需求的前提下，僅有少部分產(chǎn)品可以供應(yīng)氣瓶市場，這是導致今年我國儲氫瓶用碳纖維供不應(yīng)求的重要因素?！睆埗ń饘π虏牧显诰€?表示：“由于中復(fù)神鷹采用干噴濕紡生產(chǎn)的碳纖維主要是高強型，適用于壓力容器，所以造成了大家都搶中復(fù)神鷹的碳纖維，現(xiàn)在看來是遠遠供不上市場的需求。”

而根據(jù)華泰證券最新發(fā)布的預(yù)測，在2021年至2050年期間，我國儲氫瓶市場規(guī)模有望達到3234億元。此外，勢銀咨詢研究表明，車載儲氫瓶市場規(guī)模在2030年預(yù)計達到69億美元，受中國市場龐大的重卡基數(shù)推動，十年內(nèi)中國市場的車載儲氫瓶市場份額預(yù)期提升至39%，成為全球最大的車載儲氫瓶市場。

面對這些惹眼的數(shù)據(jù)，氫氣瓶蓄勢待發(fā)似乎已成定局，有業(yè)內(nèi)人士認為，此舉或?qū)⑼苿訃a(chǎn)碳纖維產(chǎn)業(yè)進入新的高度。

張定金就是格外看好氫氣瓶方向的一名業(yè)內(nèi)專家，他對新材料在線?特表示，“因為大家都看好中國的氫能市場，當前不少國外公司也在積極進入中國，但我覺得現(xiàn)在還沒到氫能爆發(fā)期，這僅僅是一個最簡單或者最小的增長，待制氫成本有重大突破之后，氫能用的氣瓶會大爆發(fā)，這個量是巨大的，現(xiàn)在可以看到它已經(jīng)成為了一個必然趨勢。”

“國家的‘雙碳’目標給新能源創(chuàng)造了巨大的應(yīng)用前景，無論是太陽能、風能、氫能都離不開碳纖維的支持，所以我認為這就是碳纖維大發(fā)展的新階段的開始。”黃翔宇對新能源用碳纖維的未來也持樂觀態(tài)度。

02 干噴濕紡、濕噴濕紡、大絲束到底哪家強？

黃翔宇對新材料在線?特表示，去年國產(chǎn)碳纖維約1.8萬噸，進口3萬噸；今年國產(chǎn)或?qū)⒃黾?000噸左右，但進囗量會有較大下降；明年國產(chǎn)碳纖維預(yù)計會有1.5萬噸的增量，屆時碳纖維供不應(yīng)求的局面或有大改觀。

值得關(guān)注的是，除向來較大量供應(yīng)氫氣瓶用碳纖維的中復(fù)神鷹，多家不同工藝路線的國產(chǎn)碳纖維名企也在該方向早有布局。

2019年3月，中復(fù)神鷹宣布在西寧投資50億元，建設(shè)年產(chǎn)2萬噸高性能碳纖維及配套原絲項目，后改為1萬噸碳纖維及配套原絲項目。2020年12月30日，首條生產(chǎn)線試產(chǎn)成功。

對于這條產(chǎn)線，張定金表示其實項目本應(yīng)在2018年啟動，若不是因多方面原因?qū)е峦七t，該條產(chǎn)線可能在對目前供不應(yīng)求的市場有所緩和。

2020年4月，有投資者向光威復(fù)材提問公司在氫氣瓶用碳纖維方面有沒有規(guī)劃，公司當時表示，氫氣瓶等壓力容器有潛力成為碳纖維繼碳梁之后下一個工業(yè)級的重要應(yīng)用領(lǐng)域，正在關(guān)注并努力。

今年7月12日，光威復(fù)材在投資者互動平臺表示，公司碳纖維產(chǎn)品可以用于儲氫瓶生產(chǎn)或者汽車輕量化，兩個領(lǐng)域也是公司碳纖維產(chǎn)品的目標市場。

與此同時，恒神股份也在2020年準備進軍氫氣瓶市場。

“從基本性能的角度來說，干噴濕紡確實在纏繞方面具有得天獨厚的優(yōu)勢，但這并不代表濕噴濕紡的碳纖維無法達到應(yīng)用于壓力容器的要求?！焙闵穹矫鎸π虏牧显诰€?表示，UTS50 、ITS50等系列應(yīng)用于壓力容器領(lǐng)域的碳纖維，正是由濕噴濕紡制備而成，該系列產(chǎn)品也一直在國際市場中占有一定份額。

據(jù)恒神介紹，經(jīng)過半年的紡絲合成技術(shù)及界面處理技術(shù)的反復(fù)試驗及調(diào)整，恒神于2020年底產(chǎn)出的壓力容器用濕噴濕紡碳纖維已實現(xiàn)理化性能與UTS50 水平相當、工藝性能優(yōu)于UTS50 。

而主攻大絲束碳纖維的上海石化也大舉進入該領(lǐng)域。2020年3月，上海石化公告，投資35億元，建設(shè)年產(chǎn)2.4萬噸原絲、1.2萬噸48K大絲束碳纖維項目。

黃翔宇表示，“其實目前國內(nèi)主流的35MPa的III型氣瓶，用其他型號的碳纖維也同樣可以做，特別是歐洲，早已在用大絲束纏繞氣瓶了?！?/p>

此外大絲束碳纖維在其他方面也占有一定優(yōu)勢，“干噴濕紡的碳纖維由于界面性能上不是很好，但它的力學性能較高，所以它的最佳用途是對界面性能要求不高的纏繞成型產(chǎn)品；但歐美廣泛使用濕紡生產(chǎn)的大絲束碳纖維纏繞氣瓶，性能也很好，而且相比于小絲束，它的纏繞效率更高，今后可能誰的性價比更好，誰更受歡迎?！秉S翔宇對新材料在線?解釋道。

總量：48,851噸

圖片來源：奧賽碳纖維技術(shù)