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2021-07-17
据报道，由高端碳纤维紧缺引发的车载储氢瓶供应危机正开始由上游向下游扩散。碳纤维业内人士表示，上半年公司已经接到不少储氢瓶的订单，但是碳纤维材料供应非常紧张，提前预定还不一定有货。
“今年以来，全球大宗商品价格上涨趋势明显，碳纤维当然也不例外，而对性能有一定要求的压力容器用碳纤维不仅涨价明显，且供不应求已成常态。”中国复材原董事长张定金对新材料在线®介绍。
国内一家储氢瓶企业高层甚至表示，如果日本东丽碳纤维供应一直没有放开，再加上国内高端碳纤维市场供应的不平衡，下半年国内很多系统厂商或将拿不到储氢瓶，将面临“无米下锅”的窘境。
图片来源：奥赛碳纤维技术
据不完全统计，今年以来，我国已有11个省份宣布将在“十四五”期间大力推动氢能产业发展，另外也有十多个城市将氢燃料汽车纳入未来规划，氢能市场需求即将爆发。
形势之下，全国各地纷纷布局氢燃料电池汽车，车载储氢瓶需求火爆。而碳纤维作为储氢瓶的关键“堵点”，供不应求的现状让人不禁遐想“国产碳纤维有望快速爆发”。
01 国产碳纤维迎来难得的“春天”
据了解，在目前主流氢燃料电池车中，氢燃料大多以35兆帕或70兆帕的工作压力储存于储氢瓶中。储氢瓶可分为四种：全金属气瓶(Ⅰ型)、金属内胆纤维环向缠绕气瓶(Ⅱ型)、金属内胆纤维全缠绕气瓶(Ⅲ型)、非金属内胆纤维全缠绕气瓶(Ⅳ型)。目前，国内车载储氢瓶多为Ⅲ型，Ⅳ型仍处于研发阶段，而国外车载储氢瓶多为Ⅳ型。
而不管是国内主流的III型或是国际主流的IV型储氢瓶，都采用碳纤维全缠绕工艺，碳纤维重量占比最高可达57%，因工作压力高，对碳纤维的规格要求也高。
据统计，我国储氢瓶使用的碳纤维约有一半由国外厂商供应，其中，日韩企业占据我国进口储氢瓶用碳纤维70%以上的市场份额，近两年才逐渐开始国产化小批量替代。
中材科技车载储氢瓶组
“目前国内的氢气瓶厂商都是按照以往的标准，采用日本T700的碳纤维来缠气瓶，这种性能的碳纤维目前国内能批量大规模供应的只有中复神鹰。”上海石化副总经理黄翔宇对新材料在线®解释道。
“从今年初开始，由于国际关系的变化，日本东丽的高性能碳纤维进入中国受到一定限制，而国内碳纤维供应商在优先满足航天军工领域应用需求的前提下，仅有少部分产品可以供应气瓶市场，这是导致今年我国储氢瓶用碳纤维供不应求的重要因素。”张定金对新材料在线®表示：“由于中复神鹰采用干喷湿纺生产的碳纤维主要是高强型，适用于压力容器，所以造成了大家都抢中复神鹰的碳纤维，现在看来是远远供不上市场的需求。”
而根据华泰证券最新发布的预测，在2021年至2050年期间，我国储氢瓶市场规模有望达到3234亿元。此外，势银咨询研究表明，车载储氢瓶市场规模在2030年预计达到69亿美元，受中国市场庞大的重卡基数推动，十年内中国市场的车载储氢瓶市场份额预期提升至39%，成为全球最大的车载储氢瓶市场。
面对这些惹眼的数据，氢气瓶蓄势待发似乎已成定局，有业内人士认为，此举或将推动国产碳纤维产业进入新的高度。
张定金就是格外看好氢气瓶方向的一名业内专家，他对新材料在线®特表示，“因为大家都看好中国的氢能市场，当前不少国外公司也在积极进入中国，但我觉得现在还没到氢能爆发期，这仅仅是一个最简单或者最小的增长，待制氢成本有重大突破之后，氢能用的气瓶会大爆发，这个量是巨大的，现在可以看到它已经成为了一个必然趋势。”
“国家的‘双碳’目标给新能源创造了巨大的应用前景，无论是太阳能、风能、氢能都离不开碳纤维的支持，所以我认为这就是碳纤维大发展的新阶段的开始。”黄翔宇对新能源用碳纤维的未来也持乐观态度。
02 干喷湿纺、湿喷湿纺、大丝束到底哪家强？
黄翔宇对新材料在线®特表示，去年国产碳纤维约1.8万吨，进口3万吨；今年国产或将增加5000吨左右，但进囗量会有较大下降；明年国产碳纤维预计会有1.5万吨的增量，届时碳纤维供不应求的局面或有大改观。
值得关注的是，除向来较大量供应氢气瓶用碳纤维的中复神鹰，多家不同工艺路线的国产碳纤维名企也在该方向早有布局。
2019年3月，中复神鹰宣布在西宁投资50亿元，建设年产2万吨高性能碳纤维及配套原丝项目，后改为1万吨碳纤维及配套原丝项目。2020年12月30日，首条生产线试产成功。
对于这条产线，张定金表示其实项目本应在2018年启动，若不是因多方面原因导致推迟，该条产线可能在对目前供不应求的市场有所缓和。
2020年4月，有投资者向光威复材提问公司在氢气瓶用碳纤维方面有没有规划，公司当时表示，氢气瓶等压力容器有潜力成为碳纤维继碳梁之后下一个工业级的重要应用领域，正在关注并努力。
今年7月12日，光威复材在投资者互动平台表示，公司碳纤维产品可以用于储氢瓶生产或者汽车轻量化，两个领域也是公司碳纤维产品的目标市场。
与此同时，恒神股份也在2020年准备进军氢气瓶市场。
“从基本性能的角度来说，干喷湿纺确实在缠绕方面具有得天独厚的优势，但这并不代表湿喷湿纺的碳纤维无法达到应用于压力容器的要求。”恒神方面对新材料在线®表示，UTS50 、ITS50等系列应用于压力容器领域的碳纤维，正是由湿喷湿纺制备而成，该系列产品也一直在国际市场中占有一定份额。
据恒神介绍，经过半年的纺丝合成技术及界面处理技术的反复试验及调整，恒神于2020年底产出的压力容器用湿喷湿纺碳纤维已实现理化性能与UTS50 水平相当、工艺性能优于UTS50 。
而主攻大丝束碳纤维的上海石化也大举进入该领域。2020年3月，上海石化公告，投资35亿元，建设年产2.4万吨原丝、1.2万吨48K大丝束碳纤维项目。
黄翔宇表示，“其实目前国内主流的35MPa的III型气瓶，用其他型号的碳纤维也同样可以做，特别是歐洲，早已在用大丝束缠绕气瓶了。”
此外大丝束碳纤维在其他方面也占有一定优势，“干喷湿纺的碳纤维由于界面性能上不是很好，但它的力学性能较高，所以它的最佳用途是对界面性能要求不高的缠绕成型产品；但欧美广泛使用湿纺生产的大丝束碳纤维缠绕气瓶，性能也很好，而且相比于小丝束，它的缠绕效率更高，今后可能谁的性价比更好，谁更受欢迎。”黄翔宇对新材料在线®解释道。
总量：48,851吨
图片来源：奥赛碳纤维技术
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