1.概述
繼2022年,我國首個萬噸級48K大絲束碳纖維工程第一套國產線在中國石化上海石化碳纖維產業基地生產出合格產品,標志我國大絲束碳纖維從關鍵技術突破、工業試生產、產業化,成功走向規模化生產。在2023年,中國石化上海石化48K大絲束碳纖維項目配套設施——自動化立體庫正式投入運行。此后,國內企業紛紛嘗試,掀起大絲束熱潮。
在碳纖維行業內,通常將每束碳纖維根數大于4.8萬根(簡稱48K)的稱為大絲束碳纖維。大絲束碳纖維產出較高,價格相對低廉。在國際碳纖維需求增高,下游產業多元化應用的大背景下,大絲束碳纖維在工業民用領域均大受好評。
2.大絲束碳纖維國內最新進展
2.1 應用情況
采用上海石化48K大絲束碳纖維筋,由中建八局研制的碳纖維吊桿成功吊起青島海口路跨風河大橋,該橋建成后將成為我國首座應用大絲束碳纖維索錨體系的橋梁工程,為土木工程領域的應用打開新局面。
此外,由上海石化研發生產的48k大絲束碳纖維筋制成的百米級國產大絲束碳纖維索,成功應用于中建八局長深高速項目氣膜結構砂石料場。這是碳纖維復合材料在氣承式膜結構索網系統中的首次應用,也是我國土木工程領域迄今應用的最長碳纖維筋索。
2.2 產能現狀
由于近年來我國對軍機的需求、以北斗導航系統為首的航天技術的發展、民用航空的快速發展以及風電葉片的大量需求等,讓國家對碳纖維全產業鏈的投入加大。2021年江蘇恒神產值產量雙提升,實現恒神創建以來首次盈利,也迎來了國產纖維首次全行業盈利;2022年2月份,世界首創由碳纖維材料制備的北京冬季奧運會火炬外殼亮相。同時各碳纖維企業正在加大發展力度:2021年9月中國建材西寧萬噸碳纖維基地投產;10月吉林化纖年產600噸的高性能碳纖維首條碳化線試車成功;2022年1月上海石化的1.2萬噸/年的48K大絲束碳纖維生產設備到場;2022年3月新疆隆炬新材料5萬噸/年的高性能碳纖維項目復工,2023年4月新疆隆炬48K大絲束碳纖維生產線試車成功;2023年4月,中復神鷹連云港3萬噸碳纖維項目正式開工,5月西寧2.5萬噸項目全面投產,預計2023年末中復神鷹年產能將達到2.85萬噸/年。
2.3 價格趨勢
根據百川盈浮的最新數據,截至2023年12月底國內大絲束碳纖維不含稅市場均價為6.6萬元/噸(66元/kg),小絲束T300(12K)、T300(24/25K)、T700(12K) 分別為7.5萬元/噸、6.8萬元/噸、12.8萬元/噸(75元/kg、68元/kg、128元/kg)。目前市場價格下,大絲束和低端小絲束碳纖維面臨虧損壓力。
3. 大絲束碳纖維有關專利布局*
國內大絲束碳纖維專利公布和授權數量整體雖然較少,但整體呈現出一個穩定增長的趨勢,在2013到2016年期間,申請數量較為平穩,基本每年申請數量在6~7個左右。自2019年開始專利申請數量增長較快,達到21項。2020年專利授權量突破新高,達到了18項。此后至2022年,專利申請數量穩定在20件上下。
在2019年相關專利申請和2020年專利授權中,中國石化及關聯公司約占相應年份的50%。中國石化作為較早布局該板塊的企業,其子公司上海石化早在2018年便試制出強度高于T300級的48K大絲束碳纖維,為后期我國首個萬噸級48K大絲束碳纖維產線奠定了堅實基礎。
目前,吉林化纖集團原絲產品覆蓋1K-50K系列,實現定型的大絲束原絲品種包括24K、25K、35K、48K、50K和75K。從其最近授權的專利來看,要重點布局50K原絲及纖維領域,發揮其技術優勢。下圖是兩大集團公司的專利數量逐年對比圖,吉林化纖在2019年才布局相關知識產權體系建設,但發展迅速,年專利申請量逐步持平中國石化。
在相同的統計時間范圍內,專利申請數量前五位均為企業,其中中國石化集團單位總量超過了前10位專利的一半,在該細分領域的創新型具有壟斷地位。位列前十的申請人中,第六位和第九位是高校,分別為東華大學和北京化工大學。兩所高校專利申請量也非常接近。
參考文獻:
[1]中國證券報·中證網、百川盈浮;
[2]陳秋飛,林康,劉棟等.大絲束碳纖維國內外研究現狀[J].高科技纖維與應用,2023,48(06):13-17.
*注:由于專利申請延遲公開,數據庫收錄時滯等原因,專利申請量可能低于實際情況,故2023年的數據不在本報告的統計范圍內。
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