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中國將成為全球最大碳纖維市場 資本加速布局產業鏈
來源: 中國網財經    2020-01-07 10:27:19

      2019年中國汽車行業陷入了冷峻的寒冬,整體車市銷量持續下滑。一直處于成長階段的新能源汽車行業,也面臨著一定的壓力。自2019年下半年起,新能源汽車產銷出現較大同比下降。但是面對全球節能減排的巨大浪潮,推動新能源車普及仍是全球汽車工業發展的大勢所趨。在我國,新能源汽車被列為“國家戰略性新興產業”,國家也先后出臺多項扶持新能源汽車發展的相關政策。

  目前,新能源汽車的普及道路仍然存在一個巨大的阻礙,即消費者對于續航里程的“焦慮”。除了電池和驅動系統外,車身的輕量化程度與續航能力的高低也有著密不可分的關系。例如一輛純電動汽車,整車重量若降低10kg,續駛里程則可增加2.5km。因此車身減重已經成為國內外各大新能源汽車搶奪市場的關鍵,只有輕量化才能減少昂貴的電池重量、降低整車成本、實現續航里程能力升級,從而接近市場需求。在汽車輕量化趨勢的推動下,碳纖維輕質材料成為當前輕量化的主流選擇。

  “新材料之王”碳纖維應用之路

  碳纖維的起源最早可追溯到1860年,它是由英國人在制作電燈燈絲時發明的。這是一種含碳量在95%以上的高強度、高模量的新型纖維材料。它的質量比鋁輕30%、比鋼輕50%,強度卻是鋼的7至9倍,并且具有耐腐蝕、高模量、密度低、無蠕變、良好的導電導熱性能、非氧化環境下耐超高溫、耐疲勞性好等特性,不僅具有碳材料的固有本征特性,又兼備紡織纖維的柔軟可加工性。

  隨著工業和技術發展,這個看似柔軟卻性能優異的碳纖維漸漸成為了大國競爭的“新材料之王”。碳纖維最早是在在航空、航天、軍工等科技高精尖領域大顯身手。曾經為超重問題所困擾的F-35戰斗機,最終靠著使用多達35%的碳纖維復合材料來“減重”、實現“輕量化”,因而得以實現飛天夢想;在無人機領域,碳纖維材料更成為無可替代的“最佳外殼”;海軍應用碳纖維材料的例子也不勝枚舉,采用碳纖維復合材料部件將提高航艇的耐海水腐蝕、抗電磁干擾、抗沖擊等性能;陸軍裝備同樣有由重向輕的轉變趨勢;在民航應用領域,具有代表性的波音787和空客A350的碳纖維復合材料用量比例分別高達50%和52%。

  除了在航空、航天和軍工等領域大顯身手以外,碳纖維現已廣泛應用于體育用品、汽車工業、能源裝備、醫療器械、工程機械、交通運輸、建筑及其結構補強等領域,是發展國防軍工與國民經濟的重要戰略物資。隨著碳纖維的利用價值愈加凸顯,更高性能、更多品種碳纖維材料也“應運而生”,看似柔軟的纖維成了大國競爭的“新材料之王”。

  中國將成為全球最大碳纖維市場

  據中國汽車工程學會發布的《節能與新能源汽車技術路線圖》預測,2026年至2030年,我國將實現整車比2016年減重35%,將重點發展鎂合金和碳纖維復合材料技術,實現碳纖維復合材料混合車身及碳纖維零部件的大范圍應用??鐕嚻笤谔祭w維車用領域的研發和布局應用早已遠遠走在先列。GM Corvette 是世界上第一臺應用碳纖維作為汽車材料的汽車,制造于1953年。1992年美國通用汽車公司展出了由碳纖維復合材料制造車身的超輕概念車,車身質量為191.0 kg,整車質量降低68%,實現節油40%。德國寶馬汽車是目前唯一掌握在大規模生產中使用碳纖維增強復合材料(CFRP)科技的汽車制造商,車用碳纖維的年產能將達到9000噸,在這一領域具有絕對優勢。

  與國外巨頭相比,中國車企在碳纖維領域的應用尚處在初期研發、小規模應用的階段,總體來說世界碳纖維的生產仍然主要集中在日本、美國、德國等少數發達國家和我國的臺灣省。原因主要在于:目前碳纖維復合材料成本高昂、批量化制造工藝和裝備缺乏等因素嚴重制約了中國汽車廠商在汽車領域的大規模應用。2015年碳纖維在全球范圍的應用中汽車業占比12%,達到8700 噸,年均增速超過20%,到2020 年汽車業需求量將超過2 萬噸,將成為碳纖維應用領域增長最快和需求最大的領域之一。預計2020 年全球碳纖維需求量將達13 萬噸,2020 年國內需求量將達到2.9 萬噸。隨著汽車和民用航空碳纖維輕量化市場的啟動,中國將成為全球最大的碳纖維市場。因此,為實現中國“汽車大國”之路,中國資本介入、參與布局碳纖維產業鏈刻不容緩。

  中國資本加入全球碳纖維玩家陣營、布局碳纖維產業鏈

  2019年9月,蔚來資本完成對康得新歐洲復合材料研發中心的收購,并更名為巴伐利亞輕量化科技有限公司。該公司于2017年成立于德國巴伐利亞省慕尼黑市,總投資3000萬歐元,擁有3000平方米實驗室和碳纖維復合材料研發設備,是寶馬、奧迪、尼桑和空中客車的技術合作單位。

  德國作為全球頂級的汽車技術大國,在汽車前沿科技領域有著領先地位。據悉,該公司由來自德國、奧地利、西班牙、印度及中國的頂級研究人員組成,能實現據客戶需求進行工藝開發、定制工藝以適應個別產品的需求、設計研究,樣件或小規模量產、對標車型研究到完全開發、從基礎研究到高端量產支持等完整的產業價值鏈服務。巴伐利亞省是德國的經濟重鎮,寶馬、奧迪、西門子等國際企業巨頭就在巴州,其中寶馬在車用碳纖維方面走在前列,i3的全碳纖維車身,7系列的Carbon core概念都是寶馬在使用碳纖維方面的創新典范。巴伐利亞州也是創新之州,該州欲打造的碳纖維之“谷”,其核心就是碳纖維輕量化。巴伐利亞輕量化科技有限公司的成立,是中德兩國在汽車輕量化領域進行技術交流、產業合作、資本合作和市場合作的重要平臺。

  成立僅僅三年,巴伐利亞輕量化科技有限公司在碳纖維研究領域已取得巨大突破。以其專有技術――“表面RTM技術“為例:產品脫模后即可達到A級表面,公司已經自主開發成功并掌握該技術從設計、工藝仿真、工藝、制造及檢測的Know-How,目前正在同寶馬、尼桑、現代等歐洲及亞洲主機廠就該技術的零部件開發進行合作。除此以外,該研發中心成功研發出量產破纖板簧技術和三明治結構濕法模壓等專有技術和產品。其可進行碳纖維汽車部件的研發、試制,其配備了自動化設備,可以進行高壓 RTM 和濕法模壓生產的Dieffenbacher 1000T 壓機,年產量已達到15萬。巴伐利亞輕量化科技有限公司以其世界級的研發水平、工業級的實驗室、研發試制設備及高科技碳纖維產品,以及已經實現的小批量量產的水準,將為我國引領全球碳纖維技術增添強勁的動力,同時推動碳纖維車身輕量化應用將進入快速增長的階段。

  (責任編輯:李偉)

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