從“化工搖籃”到“中國碳谷” 吉林市為我國實(shí)現(xiàn)碳纖維自由
碳纖維被譽(yù)為“黑色黃金”,因?yàn)榫哂休p質(zhì)、高強(qiáng)度、耐腐蝕等特點(diǎn)而獲得廣泛應(yīng)用,小到球拍、釣魚竿、自行車,大到新能源汽車、風(fēng)電、航空航天。國產(chǎn)碳纖維很多產(chǎn)自吉林省吉林市,是名副其實(shí)的“中國碳谷”。
坐落于東北老工業(yè)基地的吉林市,有著“化工搖籃”與現(xiàn)代綠色化工城之稱,擁有全國唯一的國家級(jí)碳纖維高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化基地。目前,吉林市已初步形成國內(nèi)最完整的碳纖維全產(chǎn)業(yè)鏈條,碳纖維原絲產(chǎn)能全球第一,碳絲產(chǎn)能全國第一。國內(nèi)生產(chǎn)的大型風(fēng)電葉片碳纖維碳板,每10片有9片產(chǎn)自吉林市。
據(jù)證券時(shí)報(bào)記者了解,碳纖維產(chǎn)業(yè)屬于國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),在輕量化市場(chǎng)具有廣闊的發(fā)展前景,在國防安全、航空航天等領(lǐng)域具有不可替代的作用。目前,吉林市已經(jīng)明確提出要加速培育千億級(jí)碳纖維產(chǎn)業(yè)集群,全力打造世界級(jí)碳纖維產(chǎn)業(yè)基地,拓展碳纖維在多個(gè)高端領(lǐng)域的應(yīng)用。
被寄予厚望的新材料
孫鑫是吉林國興碳纖維有限公司(下稱“國興碳纖維”)的一名普通員工。8月21日7時(shí)30分左右,孫鑫來到公司換好工裝并與晚班同事進(jìn)行交接后,就在崗位上忙碌起來。
“我們這是35K風(fēng)電專用大絲束碳化線,在崗人員每天三班倒,機(jī)器24小時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)?!睂O鑫告訴證券時(shí)報(bào)記者。孫鑫的崗位是“收絲崗”,就是將在一條長(zhǎng)達(dá)400米的生產(chǎn)線上經(jīng)過氧化、碳化等一系列工序加工為成品的碳纖維進(jìn)行收卷。
“你猜這一小束碳纖維有多少根?這足足有3.5萬根!碳纖維很細(xì),僅為頭發(fā)的1/10,單獨(dú)拿出一根碳纖維,肉眼幾乎看不見?!睂O鑫一邊拿起一小束碳纖維一邊說。碳纖維的比重比鋁還要輕,不到鋼的1/4,強(qiáng)度卻是鋼的7倍至8倍,并且還耐腐蝕、耐高溫。
孫鑫所在的國興碳纖維擁有較為成熟的碳纖維研發(fā)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),主要產(chǎn)品包括6K、12K、35K等全牌號(hào)碳纖維產(chǎn)品,是吉林當(dāng)?shù)厣a(chǎn)碳纖維的生力軍。
新材料是支撐高端裝備和重大工程不可或缺的物質(zhì)基礎(chǔ),是培育新質(zhì)生產(chǎn)力的關(guān)鍵領(lǐng)域之一。碳纖維作為新型復(fù)合材料,廣泛應(yīng)用在軍用及民用領(lǐng)域,市場(chǎng)前景廣闊,近年來全球碳纖維需求量持續(xù)快速增長(zhǎng)。
基于對(duì)碳纖維產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展前景的看好,吉林省和吉林市兩級(jí)政府均對(duì)發(fā)展碳纖維產(chǎn)業(yè)寄予厚望。
吉林省在2024年政府工作報(bào)告中提出,建設(shè)碳纖維下游制品產(chǎn)業(yè)園,推動(dòng)從賣原絲向賣制品轉(zhuǎn)變,全產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)值保持高速增長(zhǎng)。
吉林省要發(fā)展碳纖維這一新興產(chǎn)業(yè),重任就落在吉林市肩上。吉林市在碳纖維領(lǐng)域領(lǐng)跑全國,有著“中國碳谷”的美譽(yù)。依托國家級(jí)碳纖維高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化基地和吉林化纖集團(tuán)等龍頭企業(yè),吉林市已初步形成國內(nèi)最完整的碳纖維全產(chǎn)業(yè)鏈條。
當(dāng)前是新能源、新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的風(fēng)口期,是吉林市布局新賽道、搶占制高點(diǎn)的關(guān)鍵期。吉林市已經(jīng)明確提出,要加速培育千億級(jí)碳纖維產(chǎn)業(yè)集群,全力打造世界級(jí)碳纖維產(chǎn)業(yè)基地。
吉林市發(fā)展碳纖維產(chǎn)業(yè)很大程度上依托于吉林化纖集團(tuán)?!敖衲晟习肽?,吉林化纖集團(tuán)碳絲銷量同比增長(zhǎng)85%;碳纖維復(fù)合材料及制品同比增長(zhǎng)59%。預(yù)計(jì)到今年年底,我們?cè)趪鴥?nèi)碳纖維市場(chǎng)的份額將進(jìn)一步擴(kuò)大。”吉林化纖集團(tuán)副總經(jīng)理孫小君告訴證券時(shí)報(bào)記者。
吉林的優(yōu)勢(shì)
國內(nèi)碳纖維曾長(zhǎng)期依賴進(jìn)口,碳纖維的國產(chǎn)化經(jīng)歷了呼吁建議、跟蹤模仿、自主研發(fā)、規(guī)模生產(chǎn)的過程。
證券時(shí)報(bào)記者在采訪中獲悉,經(jīng)過多年的自主研發(fā),以及政府對(duì)碳纖維行業(yè)的大力支持,我國碳纖維行業(yè)快速發(fā)展,行業(yè)已整體達(dá)到了T400級(jí)的技術(shù)能力,部分企業(yè)實(shí)現(xiàn)了T700級(jí)碳纖維規(guī)?;a(chǎn),T800級(jí)及以上已經(jīng)進(jìn)入了小批量試驗(yàn)生產(chǎn)。
據(jù)孫小君介紹,2020年至2022年,在風(fēng)電、光伏等行業(yè)需求的有效拉動(dòng)下,國內(nèi)碳纖維價(jià)格一路走高,從2020年前的12萬元/噸左右,最高一度漲至15萬元/噸。不過,隨著吉林化纖集團(tuán)等國內(nèi)碳纖維生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)能從2020年開始逐步釋放,國內(nèi)碳纖維價(jià)格在2023年終于回落到10萬元/噸的水平,大幅降低了國內(nèi)用戶的碳纖維使用成本。
“最近幾年,國內(nèi)碳纖維產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展,國內(nèi)使用的碳纖維基本實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)替代?!睂O小君說。
作為吉林當(dāng)?shù)匾龑?dǎo)碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要力量、國內(nèi)碳纖維行業(yè)的龍頭企業(yè),吉林化纖集團(tuán)是在2008年開始研發(fā)碳纖維原絲。2012年,吉林化纖集團(tuán)年產(chǎn)5000噸碳纖維原絲生產(chǎn)線開車成功,這也是當(dāng)時(shí)全國最大的碳纖維原絲基地。吉林化纖集團(tuán)在近年來已經(jīng)相繼成功開發(fā)出24K、48K大絲束碳纖維原絲,產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定在T400級(jí)以上水平,處于國內(nèi)領(lǐng)先水平,原絲銷量呈裂變式增長(zhǎng),并形成了穩(wěn)定的出口訂單。
現(xiàn)階段,吉林化纖集團(tuán)正在加快推進(jìn)碳纖維“零碳”制品產(chǎn)業(yè)園建設(shè),T700級(jí)碳纖維產(chǎn)品穩(wěn)定運(yùn)行并逐漸替代進(jìn)口高端應(yīng)用領(lǐng)域。這將加快推動(dòng)公司碳纖維復(fù)合材料及制品在汽車輕量化、軌道交通、航空航天、風(fēng)電及光伏等領(lǐng)域的拓展。
“吉林化纖集團(tuán)的碳纖維是以自主研發(fā)為主,近年來也在與長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)、吉林大學(xué)等開展合作,委托高校進(jìn)行一些專項(xiàng)研究?!睂O小君說。
碳纖維被譽(yù)為“新材料之王”,是新質(zhì)生產(chǎn)力的具體體現(xiàn)。那么身處東北老工業(yè)基地的吉林市,吉林化纖集團(tuán)有何底氣大力發(fā)展碳纖維產(chǎn)業(yè)?
當(dāng)?shù)厝耸扛嬖V證券時(shí)報(bào)記者,除了碳纖維之外,吉林化纖集團(tuán)是全球最大的人造絲生產(chǎn)基地、全球最大的腈綸生產(chǎn)基地、全球最大的竹纖維生產(chǎn)基地。吉林化纖集團(tuán)有20多年的腈綸生產(chǎn)歷史,吉林的碳纖維原絲就是在腈綸的生產(chǎn)工藝基礎(chǔ)上慢慢摸索研發(fā)出來的,也正是因?yàn)閾碛胸S富的腈綸生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),所以才能在研發(fā)和生產(chǎn)碳纖維時(shí)更加深入、透徹。
吉林化纖集團(tuán)作為全球最大的腈綸生產(chǎn)基地,為當(dāng)?shù)胤e累了大量經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)工人和工程師隊(duì)伍,是當(dāng)?shù)匕l(fā)展碳纖維產(chǎn)業(yè)不可或缺的重要資源,也是吉林能夠把碳纖維產(chǎn)業(yè)做好的一個(gè)重要因素。
千億級(jí)發(fā)展目標(biāo)
長(zhǎng)期以來,很多東北企業(yè)給人的印象是,在相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈當(dāng)中多是扮演出售原材料的角色,在深加工方面則有所欠缺。而原材料只有經(jīng)過深加工之后,產(chǎn)成品或是副產(chǎn)品才會(huì)具有較高的附加值。
在發(fā)展碳纖維產(chǎn)業(yè)方面,當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)政府部門已經(jīng)明確,要推動(dòng)從賣原絲向賣制品轉(zhuǎn)變,全產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)值保持高速增長(zhǎng),加速培育千億級(jí)碳纖維產(chǎn)業(yè)集群。
“加速培育千億級(jí)碳纖維產(chǎn)業(yè)集群,意味著吉林市的碳纖維產(chǎn)業(yè)未來要重點(diǎn)向產(chǎn)業(yè)下游發(fā)展?!睂O小君表示,對(duì)碳纖維的需求最早源于軍工和航空航天領(lǐng)域,因?yàn)檫@些領(lǐng)域需要一些比較輕質(zhì)又耐高溫的材料。隨著時(shí)間的推移,碳纖維逐漸進(jìn)入民用領(lǐng)域,應(yīng)用最為典型和廣泛的就是體育休閑領(lǐng)域和建筑補(bǔ)強(qiáng)。
在體育休閑領(lǐng)域,很多網(wǎng)球拍、羽毛球拍、釣魚竿等都是以碳纖維為原材料生產(chǎn)的。特別是以碳纖維為原材料生產(chǎn)的自行車,最近幾年在國內(nèi)銷量翻倍增長(zhǎng),并且大量向歐洲出口。另外,碳纖維在橋梁、房屋等加固方面也有著比較長(zhǎng)的使用歷史,而且近年來的需求量也在穩(wěn)步增長(zhǎng)。
國家能源局發(fā)布的《2023年全國電力工業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)》顯示,2023年我國新增風(fēng)電并網(wǎng)裝機(jī)75.9GW,創(chuàng)歷史新高,同比增長(zhǎng)102%;風(fēng)電葉片大型化、輕量化發(fā)展趨勢(shì),推動(dòng)碳纖維市場(chǎng)發(fā)展。根據(jù)國家能源局的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),2023年我國光伏新增裝機(jī)216.88GW,同比增長(zhǎng)148.12%,碳/碳復(fù)材作為光伏領(lǐng)域熱場(chǎng)耗材,碳纖維需求保持高增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。根據(jù)勢(shì)銀(TrendBank)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),2023年燃料電池汽車上牌數(shù)量7653輛,同比增長(zhǎng)52.8%;裝機(jī)量737.2MW,同比增長(zhǎng)49.8%,燃料電池汽車發(fā)展已經(jīng)取得了階段性成果,基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進(jìn)程也在加快。2024年,預(yù)計(jì)在風(fēng)、光、氫大基地項(xiàng)目持續(xù)發(fā)力下,風(fēng)電、光伏、氫能領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)鏈對(duì)碳纖維的需求有望持續(xù)保持高增長(zhǎng)。
“除了風(fēng)電、光伏、氫能領(lǐng)域之外,未來幾年,國內(nèi)碳纖維產(chǎn)業(yè)新的增量將主要來自于低空經(jīng)濟(jì)、新能源汽車、軌道交通和國產(chǎn)大飛機(jī),這也應(yīng)該是加速培育千億級(jí)碳纖維產(chǎn)業(yè)集群不可忽視的發(fā)力方向?!睂O小君說。
以低空經(jīng)濟(jì)為例,從中央到地方,都在大力倡導(dǎo)發(fā)展低空經(jīng)濟(jì)。低空經(jīng)濟(jì)是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新賽道,碳纖維在低空經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用與發(fā)展前景,特別是用于無人機(jī)等航空器的主要機(jī)身結(jié)構(gòu)材料,性能優(yōu)異。因此,依托原料優(yōu)勢(shì)與制造能力,加大碳纖維復(fù)合材料航空器機(jī)身及零部件產(chǎn)業(yè)培育,將是未來的一個(gè)重點(diǎn)方向。
“今年以無人機(jī)等為代表的低空經(jīng)濟(jì)對(duì)于碳纖維的需求量明顯加大,未來幾年隨著低空經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)展,對(duì)碳纖維需求還將進(jìn)一步增大?!睂O小君表示。
8月21日,證券時(shí)報(bào)記者在吉林國興復(fù)合材料有限公司(下稱“國興復(fù)材”)展廳看到,現(xiàn)場(chǎng)陳列的碳纖維制品琳瑯滿目:跑鞋、滑雪板、高爾夫球桿、自行車、無人機(jī)、風(fēng)電葉片擠壓板......
“碳纖維下游可延伸的空間很大,除了涉足體育休閑、建筑領(lǐng)域之外,目前公司正在做大飛機(jī)的相關(guān)配套認(rèn)證,也已經(jīng)與一些新能源生產(chǎn)企業(yè)、無人機(jī)生產(chǎn)企業(yè)開展合作。”國興復(fù)材工作人員告訴證券時(shí)報(bào)記者,實(shí)際上T300級(jí)、T400級(jí)的碳纖維就基本可以滿足70%以上的下游產(chǎn)品需求。以釣魚竿為例,其主要是以T300級(jí)碳纖維為原材料,最前端較細(xì)幾節(jié)使用了T700級(jí)的高端材料。
困難和挑戰(zhàn)
據(jù)了解,目前全球最大的碳纖維生產(chǎn)企業(yè)在日本,近兩年國內(nèi)市場(chǎng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)碳纖維的進(jìn)口替代。
吉林化纖集團(tuán)的大絲束碳纖維在國內(nèi)風(fēng)電拉擠板領(lǐng)域市場(chǎng)份額達(dá)到80%,可逐步替代進(jìn)口。國產(chǎn)碳纖維與進(jìn)口碳纖維的差距主要體現(xiàn)在T800級(jí)以上的高級(jí)別產(chǎn)品。T800級(jí)碳纖維具有高強(qiáng)度、高模量的優(yōu)異性能,產(chǎn)品可用于壓力容器、航空航天等領(lǐng)域,是市場(chǎng)不可或缺的一個(gè)組成部分。
吉林化纖集團(tuán)8月9日正式發(fā)布“干噴濕法”T800級(jí)碳纖維產(chǎn)品。隨著T800級(jí)碳纖維產(chǎn)品成功發(fā)布,吉林化纖集團(tuán)將利用這項(xiàng)新技術(shù)加快開發(fā)T1000級(jí)、T1100級(jí)以及M40高模系列產(chǎn)品,不斷拓展高端領(lǐng)域應(yīng)用市場(chǎng)?!癟800級(jí)碳纖維產(chǎn)品成功發(fā)布,意味著我們加快產(chǎn)品線布局,拓展碳纖維高端應(yīng)用場(chǎng)景。”孫小君說。
“現(xiàn)在面臨的最大困難和挑戰(zhàn)是終端的應(yīng)用開發(fā)?!睂O小君表示,碳纖維復(fù)合材料以其低密度、高強(qiáng)度、耐腐蝕等優(yōu)異性能,成為新能源汽車輕量化的首選材料。因?yàn)樘祭w維的應(yīng)用不僅能顯著降低新能源汽車的車身重量,還能提升車輛的能效和續(xù)航能力。
但是也應(yīng)該看到,新能源汽車相關(guān)部件的測(cè)試和開發(fā)還是一個(gè)相對(duì)全新的領(lǐng)域,要消耗大量的人力、物力和財(cái)力,單憑企業(yè)自身的力量去做會(huì)面臨比較大的壓力。因此需要產(chǎn)學(xué)研用一體化發(fā)展,需要國家從宏觀政策上給予支持。
“大家都知道碳纖維應(yīng)用在新能源汽車上非常好,碳纖維未來在新能源汽車領(lǐng)域的應(yīng)用空間也非常大。但就現(xiàn)階段而言,對(duì)于碳纖維相關(guān)汽車產(chǎn)品的加工、制造、準(zhǔn)入等方面我們還要沖刺?!睂O小君表示。
構(gòu)建現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)新格局,是實(shí)現(xiàn)新時(shí)代吉林全面振興、全方位振興的關(guān)鍵所在,吉林省十分看重碳纖維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
據(jù)證券時(shí)報(bào)記者了解,為了更好地推動(dòng)碳纖維產(chǎn)業(yè)在當(dāng)?shù)氐陌l(fā)展,吉林省已經(jīng)將吉林化纖集團(tuán)由市屬企業(yè)升格為省屬企業(yè)。另外,吉林省有關(guān)部門也在積極協(xié)調(diào)吉林化纖集團(tuán)與中國一汽集團(tuán)、中車長(zhǎng)客等企業(yè)進(jìn)行相關(guān)產(chǎn)品的配套開發(fā)。