根据中国能源报，近几年，我国碳纤维产能大幅扩张，产能利用率快速提升，国产替代加速。碳纤维缠绕复合材料作为储氢瓶的内胆，是氢气储运领域必不可少的关键部件。当前，全国各地纷纷布局氢燃料电池汽车，车载储氢瓶需求日渐火爆，碳纤维国产化加速、技术提升将进一步降低储氢瓶成本，利好我国氢能产业可持续发展。
上海石化12k碳纤维，图源中国石油石化
储氢碳纤维国产化
碳纤维技术有着森严的技术壁垒，迄今为止只有日本、美国等少数发达国家拥有并掌握。此前，因全球大宗商品价格上涨，进口压力容器用碳纤维价格也随之上扬，导致国内储氢瓶生产成本有所提高。多年来，压力容器用碳纤维技术一直由日本、美国、韩国等国垄断，但近年来随着我国龙头企业加速项目布局和技术提升，这一垄断局面正在被逐步打破。
今年以来，我国多家企业相继投产万吨级碳纤维扩产项目，碳纤维相关储氢瓶技术也在不断突破；同时，在政策机制的鼓励和支持下，全国多地开始布局碳纤维上下游产业链。
4月27日，内蒙古中晶高性能碳纤维及氢能源气瓶产业化项目一期工程开工仪式在赛罕区中环产业城举行。项目规划总投资30亿元，其中一期项目投资3亿元。项目新建设碳纤维碳化生产线一条，原丝库一座，成品库一座及相关配套设施，建成后可实现12K，T700级别聚丙烯腈碳纤维产能2500吨每年，实现年产值4亿元，届时中晶研究院将成为呼和浩特市首家具备高性能碳纤维生产能力的企业。预计项目整体需要用一年半时间建成投产。
8月，吉林化纤集团高产能高性能50K大丝束碳化线投产，该公司碳纤维总产能提升至3.5万吨。
8月16日，中国石化上海石化首套大丝束碳纤维生产线实现中交，意味着项目设备安装全部完成，为下阶段试生产迈出关键一步。上海石化是国内第一家、全球第四家掌握大丝束碳纤维生产技术的企业，此次中交的一阶段工程实现全部设备国产化。
9月19日，鄂尔多斯举行碳纤维全产业链生产基地项目战略合作签约仪式，通过联合上下游合作伙伴，推动10000吨/年高性能碳纤维项目落地，碳纤维产业下游布局将包括年产10万个储氢瓶生产基地、年产30000辆氢燃料重卡生产制造基地等项目，年产值将超过100亿元。
10月13日，我国首个万吨级48K大丝束碳纤维工程第一套国产线在上海石化碳纤维产业基地投料开车，并生产出合格产品。经检测，上海石化48K大丝束碳纤维产品性能媲美国外同级别产品，质量达到国际先进水平。业内普遍认为，上海石化大丝束碳纤维已从关键技术突破、工业试生产、产业化，成功走向规模化和关键装备国产化。
10月28日，北京天海工业有限公司390L车用压缩氢气塑料内胆碳纤维全缠绕气瓶（Ⅳ型瓶）成功通过全部型式试验测试，这是天海工业Ⅳ型瓶产品继取得包含车用Ⅳ型储氢瓶的特种设备制造许可证之后实现的又一突破。
随着我国碳纤维项目持续增加，产能利用率正在不断提升。相关专业人士指出，近年来受下游需求拉动，我国碳纤维产能快速扩张，2021年我国碳纤维运行产能6.35万吨，同比增长75.41%，占全球碳纤维运行产能的30.5%，产能规模位居全球首位。
政策支持推动技术进步
企业及地方发力背后，离不开政策支持。
2021年，加强碳纤维及其复合材料的研发应用被列入“十四五”规划重点发展领域；今年4月，工信部、发改委提出攻克48K以上大丝束、高强高模高延伸、T1100级、M65J级碳纤维制备技术。
此外地方上，也有不少氢能相关政策提及碳纤维发展。比如7月8日，上海市人民政府发布了《上海市瞄准新赛道促进绿色低碳产业发展行动方案（2022—2025年）》，其中指出：推动低成本大丝束碳纤维量产、T800级以上高强高模碳纤维工业化突破、碳纤维专用树脂技术攻关，探索碳纤维在新型碳芯节能导线、储氢容器等领域的应用。8月24日，山东省淄博市印发《淄博市氢能产业发展中长期规划（2022—2030年）》，其中指出：着力推进与制储运相关的合金、碳纤维及复合材料发展。
事实上，经过长期技术积累，我国以吉林化纤、新创碳谷、恒神股份、光威复材等为代表的国内碳纤维龙头企业正逐步打破国外技术垄断，产能规模不断扩张，产品性能堪与国际龙头比肩。数据显示，碳纤维国产化率已从2016年的18.4%提升至2021年的46.9%，国产替代趋势明显。
随着产业的发展与进步，我国国产碳纤维正处于进口替代机遇期，但值得关注的是，业内仍有不少企业仍未掌握碳纤维核心生产技术，存在工业生产稳定性差、成本高的问题，产品大多围绕低附加值领域。持续提升生产技术水平、稳质降本是实现国产碳纤维“从有到优”的关键。
业内人士表示，大丝束碳纤维用于缠绕气瓶，可使气瓶的缠绕速度提高，有效提高生产效率，降低生产成本，随着国内碳纤维技术取得重大突破，我国氢储运领域有望迎来发展新突破。
市场需求进一步提升
根据了解，目前我国车载储氢瓶仍以35兆帕三型瓶及35兆帕四型瓶为主流产品，但业内预测国内储氢瓶市场将逐渐向三型70兆帕和四型70兆帕过渡。多方认为，随着氢燃料电池汽车市场的加速发展，储氢瓶需求将持续攀升，碳纤维用量预计将进一步上涨。
3月，国家发改委和国家能源局联合发布了《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》（下称《规划》），明确了到2025年我国氢燃料电池车保有量达到5万辆的发展目标。随着氢燃料电池汽车的大规模推广，为满足长续驶里程需求，未来车载储氢瓶规格将逐步由三型35兆帕向三型70兆帕或四型70兆帕过渡，逐步与国际技术水平接轨。
有业内人士预测，以储氢瓶平均碳纤维用量60-80千克为准，2022年氢燃料电池汽车碳纤维用量约为2534吨，2025年碳纤维用量将破万吨，2022年至2025年合计预计需耗用碳纤维5.36万吨。
此外，除氢能领域应用外，近年来随着新能源行业的发展，碳纤维在风电叶片、碳碳复材、压力容器等领域的增长迅速。2021年风电、光伏领域的碳纤维国内需求增速分别为13%、133%，预计未来4年的年增长率将分别达到19%、18%，2025年将分别达到4.59万吨、1.37万吨。
