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(shè)，標(biāo)志著中國石化所屬上海石化成為國內(nèi)第一家率先突破48K大絲束碳纖維產(chǎn)業(yè)化技術(shù)的企業(yè)，我國大絲束碳纖維從研發(fā)試產(chǎn)成功走上規(guī)?；a(chǎn)之路，達(dá)到國際先進(jìn)水平。
碳纖維技術(shù)在各行各業(yè)有著廣泛的應(yīng)用前景，其中，碳纖維纏繞復(fù)合材料儲氫氣瓶被看作氫能儲運的重要技術(shù)，碳纖維技術(shù)的提升，將助力氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。上海石化副總經(jīng)理黃翔宇接受記者采訪時表示，未來，上海石化還將進(jìn)一步突破大絲束的極限，在持續(xù)降低成本的同時還要在大絲束高性能化方面不斷進(jìn)步。
十年創(chuàng)新尋求突破
據(jù)黃翔宇介紹，上海石化研發(fā)試產(chǎn)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(xué)性能優(yōu)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(yīng)用于飛機部件、軌道交通原材料、車身制造等，在各行各業(yè)有著廣泛的應(yīng)用前景。
“大絲束產(chǎn)業(yè)化技術(shù)的突破，得益于上海石化在碳纖維領(lǐng)域十多年的技術(shù)創(chuàng)新與積累，”黃翔宇告訴記者，在研發(fā)大絲束碳纖維期間，上海石化承擔(dān)了國家863、973科研攻關(guān)課題，形成了理論創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新，申請了154項專利，已有75項專利獲得授權(quán)，掌握了大絲束碳纖維產(chǎn)業(yè)化的核心技術(shù)。
一直以來，碳纖維技術(shù)都有著森嚴(yán)的技術(shù)壁壘，迄今為止只有日本、美國等少數(shù)發(fā)達(dá)國家擁有并掌握。“該技術(shù)突破后，將使中國一舉擺脫大絲束碳纖維長期全部依賴進(jìn)口的局面，特別是對于國內(nèi)大絲束應(yīng)用端的企業(yè)提供了原料保證。”黃翔宇介紹說，目前我國碳纖維技術(shù)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(jìn)步。
“不模仿，不盲目試錯，以科學(xué)理論創(chuàng)新為指導(dǎo)，進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，是上海石化多年來進(jìn)行碳纖維技術(shù)研發(fā)的方法遵循。”黃翔宇表示，“只有這樣才能形成自有技術(shù)，每一次突破都有理論上的進(jìn)一步完善，這樣才能形成技術(shù)的不斷迭代；大絲束不僅僅是給應(yīng)用帶來了低成本和效率，我們在技術(shù)開發(fā)時還堅持賦予大絲束良好的質(zhì)量和優(yōu)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(chǎn)業(yè)項目，計劃到2024年全部完成。項目投產(chǎn)后，將一舉改變我國大絲束碳纖維依賴進(jìn)口、長期供不應(yīng)求的局面，有力推動國產(chǎn)碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展，助力中國制造。
儲氫應(yīng)用綠色布局
隨著國內(nèi)碳纖維技術(shù)取得重大突破，其在氫儲運領(lǐng)域的應(yīng)用也將取得突破。當(dāng)前，推動氫儲運技術(shù)的提升和儲運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(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氣瓶已通過檢測，未來將考慮形成一定規(guī)模的氣瓶生產(chǎn)能力。同時，上海石化積極布局碳纖維在儲氫領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)，包括三型、四型瓶相關(guān)技術(shù)的開發(fā)，都取得了較大突破。
“大絲束最大的優(yōu)勢除了本身的成本優(yōu)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(yīng)用。他表示，從技術(shù)角度講，35MPa儲氫氣瓶技術(shù)已基本成熟，處于擴(kuò)大應(yīng)用階段，很快會在商用車獲得大規(guī)模應(yīng)用；70MPa儲氫氣瓶今后主要應(yīng)用方向是乘用車市場，國內(nèi)處于技術(shù)突破階段，應(yīng)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(lǐng)域的布局，并在制氫、加氫站環(huán)節(jié)有著顯著優(yōu)勢。1月7日，中國石化邀請4家新能源能源企業(yè)召開新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展視頻對話會，提出充分發(fā)揮中國石化在氫能產(chǎn)業(yè)鏈上的優(yōu)勢，合作建設(shè)大型集中式光伏發(fā)電、制氫、運氫、加氫設(shè)施，全力降低成本，實現(xiàn)協(xié)同發(fā)展；充分發(fā)揮中國石化內(nèi)部電網(wǎng)消納優(yōu)勢，合作推進(jìn)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(xiàn)共贏發(fā)展。
作為中國最大的煉油化工一體化綜合性石油化工企業(yè)之一，中國石化控股的上海石化也在加快氫能領(lǐng)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(chǎn)量在23萬噸左右，與周邊地區(qū)有氫氣管網(wǎng)互通。他表示，上海石將利用氫氣資源和管網(wǎng)優(yōu)勢，致力成為新的氫能資源的提供者，同時考慮開發(fā)液氫儲存和固體氫儲存技術(shù)，探索利用太陽能和風(fēng)能發(fā)展生產(chǎn)綠氫，開發(fā)和形成綠色產(chǎn)業(yè)鏈。（吳昊）
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