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(chǎn)線在中國石化上海石化碳纖維產(chǎn)業(yè)基地生產(chǎn)出合格產(chǎn)品,標志我國大絲束碳纖維從關(guān)鍵技術(shù)突破、工業(yè)試生產(chǎn)、產(chǎn)業(yè)化,成功走向規(guī)?;a(chǎn)。在2023年,中國石化上海石化48K大絲束碳纖維項目配套設(shè)施——自動化立體庫正式投入運行。此后,國內(nèi)企業(yè)紛紛嘗試,掀起大絲束熱潮。

在碳纖維行業(yè)內(nèi),通常將每束碳纖維根數(shù)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(chǎn)出較高,價格相對低廉。在國際碳纖維需求增高,下游產(chǎn)業(yè)多元化應(yīng)用的大背景下,大絲束碳纖維在工業(yè)民用領(lǐng)域均大受好評。
2.大絲束碳纖維國內(nèi)最新進展
2.1 應(yīng)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??诼房顼L河大橋,該橋建成后將成為我國首座應(yīng)用大絲束碳纖維索錨體系的橋梁工程,為土木工程領(lǐng)域的應(yīng)用打開新局面。

此外,由上海石化研發(fā)生產(chǎn)的48k大絲束碳纖維筋制成的百米級國產(chǎn)大絲束碳纖維索,成功應(yīng)用于中建八局長深高速項目氣膜結(jié)構(gòu)砂石料場。這是碳纖維復(fù)合材料在氣承式膜結(jié)構(gòu)索網(wǎng)系統(tǒng)中的首次應(yīng)用,也是我國土木工程領(lǐng)域迄今應(yīng)用的最長碳纖維筋索。
2.2 產(chǎn)能現(xiàn)狀
由于近年來我國對軍機的需求、以北斗導(dǎo)航系統(tǒng)為首的航天技術(shù)的發(fā)展、民用航空的快速發(fā)展以及風電葉片的大量需求等,讓國家對碳纖維全產(chǎn)業(yè)鏈的投入加大。2021年江蘇恒神產(chǎn)值產(chǎn)量雙提升,實現(xiàn)恒神創(chuàng)建以來首次盈利,也迎來了國產(chǎn)纖維首次全行業(yè)盈利;2022年2月份,世界首創(chuàng)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(yè)正在加大發(fā)展力度:2021年9月中國建材西寧萬噸碳纖維基地投產(chǎn);10月吉林化纖年產(chǎn)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(chǎn)設(shè)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(fù)工,2023年4月新疆隆炬48K大絲束碳纖維生產(chǎn)線試車成功;2023年4月,中復(fù)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(chǎn),預(yù)計2023年末中復(fù)神鷹年產(chǎn)能將達到2.85萬噸/年。
2.3 價格趨勢

根據(jù)百川盈浮的最新數(shù)據(jù),截至2023年12月底國內(nèi)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(guān)專利布局*
國內(nèi)大絲束碳纖維專利公布和授權(quán)數(shù)量整體雖然較少,但整體呈現(xiàn)出一個穩(wěn)定增長的趨勢,在2013到2016年期間,申請數(shù)量較為平穩(wěn),基本每年申請數(shù)量在6~7個左右。自2019年開始專利申請數(shù)量增長較快,達到21項。2020年專利授權(quán)量突破新高,達到了18項。此后至2022年,專利申請數(shù)量穩(wěn)定在20件上下。

在2019年相關(guān)專利申請和2020年專利授權(quán)中,中國石化及關(guān)聯(lián)公司約占相應(yīng)年份的50%。中國石化作為較早布局該板塊的企業(yè),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(chǎn)線奠定了堅實基礎(chǔ)。
目前,吉林化纖集團原絲產(chǎn)品覆蓋1K-50K系列,實現(xiàn)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(quán)的專利來看,要重點布局50K原絲及纖維領(lǐng)域,發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢。下圖是兩大集團公司的專利數(shù)量逐年對比圖,吉林化纖在2019年才布局相關(guān)知識產(chǎn)權(quán)體系建設(shè),但發(fā)展迅速,年專利申請量逐步持平中國石化。

在相同的統(tǒng)計時間范圍內(nèi),專利申請數(shù)量前五位均為企業(yè),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(lǐng)域的創(chuàng)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(xué)和北京化工大學(xué)。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(wǎng)、百川盈浮;
[2]陳秋飛,林康,劉棟等.大絲束碳纖維國內(nèi)外研究現(xiàn)狀[J].高科技纖維與應(yīng)用,2023,48(06):13-17.
*注:由于專利申請延遲公開,數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)不在本報告的統(tǒng)計范圍內(nèi)。
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