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中國(guó)石化投產(chǎn)大絲束碳纖維生產(chǎn)線(xiàn) 儲(chǔ)氫成本有望大幅降低

能源發(fā)展網(wǎng)發(fā)布時(shí)間:2022-10-19 00:00:00

在碳纖維行業(yè),通常將每束碳纖維根數(shù)大于4.8萬(wàn)根(簡(jiǎn)稱(chēng)48K)的稱(chēng)為大絲束碳纖維。圖為48K大絲束碳纖維。(中國(guó)石化供圖)

 

本報(bào)訊 近日,我國(guó)首個(gè)萬(wàn)噸級(jí)48K大絲束碳纖維工程第一套國(guó)產(chǎn)線(xiàn)在中國(guó)石化上海石化碳纖維產(chǎn)業(yè)基地投料開(kāi)車(chē),并生產(chǎn)出合格產(chǎn)品,質(zhì)量達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。這標(biāo)志著中國(guó)石化大絲束碳纖維從關(guān)鍵技術(shù)突破、工業(yè)試生產(chǎn)、產(chǎn)業(yè)化,成功走向規(guī)模化和關(guān)鍵裝備國(guó)產(chǎn)化,一舉破除我國(guó)碳纖維生產(chǎn)和裝備受制于人的被動(dòng)局面,真正實(shí)現(xiàn)自主可控。

據(jù)了解,大絲束碳纖維性能優(yōu)越,被稱(chēng)為“新材料之王”“黑黃金”,應(yīng)用場(chǎng)景廣泛。其中,碳纖維纏繞復(fù)合材料儲(chǔ)氫氣瓶被看作氫能儲(chǔ)運(yùn)的重要技術(shù),碳纖維技術(shù)的提升,將助力氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

據(jù)悉,上海石化研發(fā)生產(chǎn)的大絲束碳纖維,是一種含碳量在95%以上的高強(qiáng)度新型纖維材料。其力學(xué)性能優(yōu)異,比重不到鋼的1/4,強(qiáng)度卻是鋼的7倍~9倍,并且還具有耐腐蝕的特性。此外,48K大絲束最大的優(yōu)勢(shì)是在相同的生產(chǎn)條件下,不僅可以大幅度提高碳纖維單線(xiàn)產(chǎn)能和質(zhì)量性能,還可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)低成本化,從而打破碳纖維高昂價(jià)格帶來(lái)的應(yīng)用局限。

隨著國(guó)內(nèi)碳纖維技術(shù)取得重大突破,其在氫儲(chǔ)運(yùn)領(lǐng)域的應(yīng)用也將取得突破。當(dāng)前,推動(dòng)氫儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的提升和儲(chǔ)運(yùn)成本的下降是氫能產(chǎn)業(yè)走向成熟的關(guān)鍵,其中,碳纖維纏繞復(fù)合材料儲(chǔ)氫氣瓶被寄予厚望。上海石化首席專(zhuān)家王佩琳表示,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(chǎn)效率,降低生產(chǎn)成本。

據(jù)王佩琳介紹,上海石化正在自主研發(fā)碳纖維用于纏繞氣瓶的制造工藝技術(shù),其中,35Mpa氣瓶已通過(guò)檢測(cè),未來(lái)將考慮形成一定規(guī)模的氣瓶生產(chǎn)能力。同時(shí),上海石化積極布局碳纖維在儲(chǔ)氫領(lǐng)域技術(shù)研發(fā),包括三型、四型瓶相關(guān)技術(shù)的開(kāi)發(fā),都取得了較大突破。

“大絲束最大的優(yōu)勢(shì)除了本身的成本優(yōu)勢(shì)外,還在使用端大大提高加工效率。”中國(guó)石化碳纖維專(zhuān)家、上海石化副總經(jīng)理黃翔宇表示,就氣瓶而言,大絲束的纏繞效率是小絲束的3倍~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(chǔ)運(yùn)的應(yīng)用。從技術(shù)角度講,35MPa儲(chǔ)氫氣瓶技術(shù)已基本成熟,處于擴(kuò)大應(yīng)用階段,很快會(huì)在商用車(chē)獲得大規(guī)模應(yīng)用;70MPa儲(chǔ)氫氣瓶今后主要應(yīng)用方向是乘用車(chē)市場(chǎng),國(guó)內(nèi)處于技術(shù)突破階段,應(yīng)用端還在試用階段。

碳纖維技術(shù)有著森嚴(yán)的技術(shù)壁壘,中國(guó)石化是國(guó)內(nèi)第一家、全球第四家掌握大絲束碳纖維技術(shù)的企業(yè)。中國(guó)石化集中各種資源,奮力攻克碳纖維關(guān)鍵核心技術(shù),頂層設(shè)計(jì),組織上海石化、上海石油化工研究院、上海工程公司、國(guó)內(nèi)知名設(shè)備制造企業(yè)等,并在上海市委、市政府的大力支持下,聯(lián)合北京化工大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)等10余家高校、科研院所、企業(yè),走出了一條以企業(yè)為主體的“產(chǎn)、學(xué)、研、用”相結(jié)合的協(xié)同創(chuàng)新之路,在2018年取得技術(shù)上的重大突破,成功試制出48K大絲束碳纖維,并貫通工藝全流程。經(jīng)過(guò)10余年努力,我國(guó)碳纖維實(shí)現(xiàn)了從12K~48K的重大突破,成功實(shí)現(xiàn)研發(fā)生產(chǎn)技術(shù)從量變到質(zhì)變的飛躍。

中國(guó)石化既是大絲束碳纖維的研發(fā)和生產(chǎn)企業(yè),也是碳纖維復(fù)合材料的研發(fā)和應(yīng)用企業(yè)。在未來(lái)的碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展中,中國(guó)石化將繼續(xù)加大科研投入,加快產(chǎn)業(yè)布局,深化機(jī)制體制創(chuàng)新,全面推廣應(yīng)用場(chǎng)景。同時(shí),堅(jiān)持走自己的道路,做自己的特色產(chǎn)品。力爭(zhēng)到“十四五”末,中國(guó)石化將在多種工藝流程實(shí)現(xiàn)通用級(jí)、大絲束、小絲束、高性能等產(chǎn)品方面全面突破,進(jìn)行總體布局,滿(mǎn)足國(guó)家各個(gè)領(lǐng)域的需求,為引領(lǐng)和推動(dòng)中國(guó)碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

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