【汽車】碳纖維“堵住”車載儲氫氣瓶發展,如何破局

“今年以來,大宗商品價格上漲趨勢明顯,壓力容器用碳纖維也不例外。與去年同期相比,今年進口壓力容器用碳纖維價格已上漲了10%-20%左右,國內儲氫瓶生產成本已有所提高。”一位不愿具名的業內人士告訴記者。
  
據多位受訪者介紹,近日,國內儲氫瓶用碳纖維供應再度出現緊張。當前正值各地紛紛布局氫燃料電池汽車,車載儲氫瓶需求火爆。碳纖維作為長期“堵點”,氫能行業應如何破局?
  進口碳纖維價格上浮
  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。碳纖維纏繞復合材料作為儲氫瓶的主受力外殼,是氫氣儲運領域必不可少的關鍵部件。然而,據記者了解,壓力容器用碳纖維多年來始終由日本、美國、韓國等國外碳纖維企業限制。
  “近幾年我國國產碳纖維產能明顯增長,與三四年前相比,進口碳纖維價格也出現了一定程度的下降,然而今年以來,受到新冠肺炎疫情及諸多因素影響,國外碳纖維生產和交付能力跟不上和東麗碳纖維大規模限制進入到,同時各國也加大了氫能行業布局,推高了整體需求,導致今年進口碳纖維價格出現明顯上漲。”業內人士告訴記者。“目前多家儲氫瓶制造商都感受到了供應緊缺的壓力,這對出貨情況肯定會造成不利影響。”
  據了解,我國儲氫瓶使用的碳纖維約有一半由國外廠商供應,日本東麗、日本東邦、韓國SK等化工產品廠商均是我國市場的主要供應商。其中,日韓企業占據我國進口儲氫瓶用碳纖維70%以上的市場份額。
  據一位資深氫能業內人士透露,近期日本東麗方面減少了對國內市場的碳纖維供應,采購企業正面臨斷供風險。
  碳纖維是目前“大瓶頸”
  據記者不完全統計,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業發展,另外也有十多個城市將氫燃料汽車納入未來規劃,氫能市場需求即將爆發。根據華泰證券新發布的預測,在2021年至2050年期間,我國儲氫瓶市場規模有望達到3234億元;受到氫能重卡等領域的需求推動,未來我國很可能成為大的車載儲氫瓶市場。多位業內人士向記者表示,面對即將爆發的車載儲氫瓶市場需求,碳纖維已經成為了目前氫能裝備制造業的“大瓶頸”。
  上述不愿具名業內人士指出,從目前國內高壓儲氫瓶市場供應來看,制造廠家的產能布局已遠超過需求。“北京天海、國富氫能、科泰克、沈陽斯林達、中材科技、中集能源等制造商均已開辟了成熟的儲氫瓶產線。然而,50%依賴進口的碳纖維卻成為了阻礙產能發揮的‘絆腳石’。”
  “一方面,盡管國內生產碳纖維的廠家很多,但不是所有廠家都能供貨給儲氫瓶,高壓容器用碳纖維需要特定的機械性能,技術壁壘相對較高。同時,國內碳纖維生產廠家沒有預料到氫能產業的爆發,從產能上看尚不足以滿足需求。另一方面,國產碳纖維的品質控制仍存在問題,國產碳纖維產品質量還在追趕日韓等碳纖維企業。在高壓容器用儲氫瓶制造過程中,制造廠商本身需要滿足嚴格的安全要求,材料生產以及制造工藝都有較大的難度,這也都為我國本土碳纖維生產商帶來了挑戰。”某氫能研究專家告訴記者。
  碳纖維國產化已在提速
  記者了解到,目前車載儲氫瓶中的主流產品仍是35兆帕III型瓶,同時容量更大、性能更優的70兆帕IV型瓶也進入了各大生產廠商的研發計劃之中。業界普遍認為,隨著高壓儲氫瓶的更新換代,碳纖維用量預計將進一步上漲。
  “除了碳纖維本身的性能外,影響碳纖維增強復合材料的性能還有膠和樹脂的配方,并且涉及到復雜的生產過程和固化工藝。但近年來,國內碳纖維行業發展十分迅速,與美、日等國的差距已在不斷縮小。”上述業內人士告訴記者,“在龐大的市場需求面前,目前已有越來越多制造商進入碳纖維這一領域,部分現有的碳纖維廠商也開始了轉型,預計未來一至兩年內我國碳纖維供應緊缺的情況將有所緩解。”
  目前吉林化纖、上海石化、中復神鷹、恒神股份、光威復材等制造企業已開啟大規模碳纖維國產化的進程。另外新一輪的碳纖維大軍也在不斷彌補各行業碳纖維爆發發展需求的空缺:
  2020年3月,上海石化公告,投資35億元,建設年產2.4萬噸原絲、1.2萬噸48K大絲束碳纖維項目。
  2019年3月,中復神鷹宣布在西寧投資50億元,建設年產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,條生產線試產成功。
  2020年3月,蘭州纖維2.5萬噸50K大絲束碳纖維項目落戶山東淄博沂源縣。(目前建設狀態不詳)
  2020年3月,甘肅張掖投資60億元,建設年產4000噸T800級高性能碳纖維及碳纖維裝備制造項目。
  2020年,吉林化纖投資24.4億元,建設1.5萬噸碳纖維生產項目。2020年8月已開工建設。
  2020年杭州超探新材投資32億元,建設年產1萬噸高性能碳纖維項目和2500噸碳碳復合材料生產線。
  2020年12月,廣州茂名計劃投資30億元,建設年產5萬噸碳纖維原絲、2萬噸碳纖維、4萬噸碳纖維復合材料生產基地。
  2021年1月,山西呂梁建設年產1000噸通用碳纖維和100噸高性能碳纖維項目。
  2021年3月,國泰大成新材料科技園落戶泰安,建設年產2.5萬噸碳纖維原絲、1萬噸碳纖維生產線。
  2021年3月,新疆隆炬計劃投資60億元,建設年產5萬噸碳纖維項目。
  2021年3月,北京金輝新創復合材料科技有限公司與淄博臨淄區政府簽約,計劃投資22億元,建設年產10萬噸碳纖維原絲項目。
  “盡管今年碳纖維以至于儲氫瓶成本略有回升,對于未來高壓儲氫瓶降本空間,業界仍持有樂觀態度。一旦有市場需求,通過三至五年的時間,到‘十四五末’預計碳纖維價格能下降40%左右。”上述業內人士表示。