在碳纖維行業，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。圖為48K大絲束碳纖維。（中國石化供圖）

本報訊 近日，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投料開車，并生產出合格產品，質量達到國際先進水平。這標志著中國石化大絲束碳纖維從關鍵技術突破、工業試生產、產業化，成功走向規模化和關鍵裝備國產化，一舉破除我國碳纖維生產和裝備受制于人的被動局面，真正實現自主可控。

據了解，大絲束碳纖維性能優越，被稱為“新材料之王”“黑黃金”，應用場景廣泛。其中，碳纖維纏繞復合材料儲氫氣瓶被看作氫能儲運的重要技術，碳纖維技術的提升，將助力氫能產業發展。

據悉，上海石化研發生產的大絲束碳纖維，是一種含碳量在95%以上的高強度新型纖維材料。其力學性能優異，比重不到鋼的1/4，強度卻是鋼的7倍~9倍，并且還具有耐腐蝕的特性。此外，48K大絲束最大的優勢是在相同的生產條件下，不僅可以大幅度提高碳纖維單線產能和質量性能，還可以實現生產低成本化，從而打破碳纖維高昂價格帶來的應用局限。

隨著國內碳纖維技術取得重大突破，其在氫儲運領域的應用也將取得突破。當前，推動氫儲運技術的提升和儲運成本的下降是氫能產業走向成熟的關鍵，其中，碳纖維纏繞復合材料儲氫氣瓶被寄予厚望。上海石化首席專家王佩琳表示，大絲束碳纖維用于纏繞氣瓶，可使氣瓶的纏繞速度提高，有效提高生產效率，降低生產成本。

據王佩琳介紹，上海石化正在自主研發碳纖維用于纏繞氣瓶的制造工藝技術，其中，35Mpa氣瓶已通過檢測，未來將考慮形成一定規模的氣瓶生產能力。同時，上海石化積極布局碳纖維在儲氫領域技術研發，包括三型、四型瓶相關技術的開發，都取得了較大突破。

“大絲束最大的優勢除了本身的成本優勢外，還在使用端大大提高加工效率。”中國石化碳纖維專家、上海石化副總經理黃翔宇表示，就氣瓶而言，大絲束的纏繞效率是小絲束的3倍~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用。從技術角度講，35MPa儲氫氣瓶技術已基本成熟，處于擴大應用階段，很快會在商用車獲得大規模應用；70MPa儲氫氣瓶今后主要應用方向是乘用車市場，國內處于技術突破階段，應用端還在試用階段。

碳纖維技術有著森嚴的技術壁壘，中國石化是國內第一家、全球第四家掌握大絲束碳纖維技術的企業。中國石化集中各種資源，奮力攻克碳纖維關鍵核心技術，頂層設計，組織上海石化、上海石油化工研究院、上海工程公司、國內知名設備制造企業等，并在上海市委、市政府的大力支持下，聯合北京化工大學、復旦大學等10余家高校、科研院所、企業，走出了一條以企業為主體的“產、學、研、用”相結合的協同創新之路，在2018年取得技術上的重大突破，成功試制出48K大絲束碳纖維，并貫通工藝全流程。經過10余年努力，我國碳纖維實現了從12K~48K的重大突破，成功實現研發生產技術從量變到質變的飛躍。

中國石化既是大絲束碳纖維的研發和生產企業，也是碳纖維復合材料的研發和應用企業。在未來的碳纖維產業發展中，中國石化將繼續加大科研投入，加快產業布局，深化機制體制創新，全面推廣應用場景。同時，堅持走自己的道路，做自己的特色產品。力爭到“十四五”末，中國石化將在多種工藝流程實現通用級、大絲束、小絲束、高性能等產品方面全面突破，進行總體布局，滿足國家各個領域的需求，為引領和推動中國碳纖維產業發展作出貢獻。