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能源和工業領域成就碳纖維需求快速增長
2012-4-11 來源:化工報
關鍵詞:碳纖維 需求 能源 工業領域
    2010年能源和工業用途的碳纖維需求總量已占到PAN-CF總需求量的50%以上,我們預計到2019年能源和工業領域的需求可望提高至75%,并長期推動碳纖維需求的急速前行。根據我們測算,由于風電葉片、壓力容器、汽車等行業的需求快速釋放,能源和工業領域的碳纖維需求量將從2011年的2.96萬噸增長至2019年為10.5萬噸,CAGR高達17%。

    (1)CFRP在風電葉片領域快速滲透,成碳纖維最大需求端。風能是一種可以長期利用的可再生自然資源。目前,風電技術已很成熟,風力發電設備的關鍵部件:葉片,現多使用玻璃纖維增強材料(GFRP)制造,但是GFRP難于滿足葉片尺寸加大對剛性的要求。碳纖維增強材料(CFRP)在葉片上的應用,無疑將促進風能發電產業的發展。風力發電機超過3MW、葉片長度超過40m時,在葉片制造時采用CFRP已成必然的選擇。在大尺寸葉片生產中,由于材料用量、運輸和安裝成本等的下降,CFRP葉片的成本反而比GFRP葉片低。另外,利用碳纖維的導電性能,通過特殊的結構設計,可有效的避免雷擊對葉片造成的損傷。目前,就GFRP葉片的模量和強度來說,其臨界長度大約是60m,而CFRP的比強度是GFRP的2倍,比模量約是GFRP的3倍,采用CFRP葉片能有效的增加臨界長度。CFRP葉片大容量風機已成為主導趨勢,這點在歐洲和亞洲非常明顯。

    風電葉片一直是PAN-CF的一大市場,2010年以來,全球風電產業發展明顯減速,而我國的風電產業已失去國家的扶持和補貼,在激烈競爭的環境下,風電企業將更多的考慮經營成本和風險,不僅要考慮每千瓦的造價,更要重視度電成本,從風電投資、風電場運營維護成本和發電量等綜合考慮,長期來看,將有利于葉片的大型化和碳纖維化。隨著2011年全球風電裝機增速有所下滑,但是預計2019年全球將生產2.7萬臺風機以及8.2萬片葉片,其中碳纖維增強塑料(CFRP)葉片將占全部葉片材料的7%左右,即需求量接近6.4萬噸/a.2010、2019年風電所需碳纖維量分別為9990噸、64190噸,年復合增長率達到23%。

    (2)碳纖維復合材料在CNG儲存的增長動能極大。壓縮天然氣(CNG)是一種較理想的能源,具有成本低、效益高、無污染、使用安全等特點,作為汽車動力和生活燃料來源已有幾十年歷史。作為CNG儲存容器的氣瓶是CNG動力的關鍵部件。由于CNG汽車的逐漸推廣,CNG氣瓶將具有十分廣闊的前景。

    壓力容器是個具有較大增長潛力的CFRP終端市場,特別是汽車的壓縮天然氣瓶(CNG),2010年的需求量為1480t,根據我們測算到2019年有望增至11470t,將增長8倍,約占碳纖維總量的10%,年復合增長率27.4%。

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