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低空聚焦·恒神股份潘毅详解低空经济中的碳纤维机遇 产业与国外仅有10-15%差距

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本文摘要:(由ai生成)

随着政策和技术推动,低空经济快速发展,带动相关产业链需求。江苏恒神股份作为碳纤维复合材料生产商,其产品覆盖飞行器零件等,并承接部分飞行器设计和测试。碳纤维因轻量化、抗疲劳等特性,在飞行器中使用量大。尽管价格较高,但随着供给量增加,价格稳步下降。国产碳纤维与国外存在差距,但正面临挑战并努力提升性能。低空经济为碳纤维行业带来巨大机遇,预计未来碳纤维将面临功能性、气密性、防辐射等多方面的性能发展需求,行业将迎来更多发展机遇。

随着政策推动和技术进步,今年低空经济正加速“起飞”,场景应用落地、起降场建设、适航取证等产业链消息频传。
这期间催生了动力电池、飞控、材料、航电系统等产业链需求,作为万亿级的市场,产业链未来潜在需求可观。
2024深圳eVTOL产业发展大会暨低空经济展览会举办期间,江苏恒神股份有限公司副总经理潘毅接受了21世纪经济报道记者的专访。
恒神股份生产和研发以碳纤维为主的复合材料,还包括飞行器零件、桨叶等制件。并且,公司承接部分飞行器设计,包括整机和材料测试,覆盖整个碳纤维复合材料的下游应用。
碳纤维素来被誉为“新材料之王”,在众多高技术材料中独树一帜。然而相比于站在聚光灯下的低空经济的主机厂,碳纤维材料生产商更多隐居幕后。事实上,飞行器对碳纤维及复合材料的需求较大,单机的复材用量或将高于80%~90%,满足飞行器轻量化、抗疲劳、抗冲击等要求。
每年降本3%到5%
21世纪:碳纤维复合材料长期给人的印象是价格昂贵,事实是否如此?
潘毅:碳纤维复合材料价格确实相对较高,但其是目前重量与强度比最大的材料。因其材料特性,飞行器确实需要使用碳纤维。一方面,随着供给量增加和生产规模扩大,碳纤维价格稳步下降,价格的下降也打开了更多潜在的应用领域。
我长期在碳纤维复合材料领域工作,但我并不认为碳纤维是唯一的选择。在碳纤维发明之前,在飞机制造中便应用了类似的材料。
21世纪:碳纤维价格每年大概以什么样速度下降?
潘毅:我认为碳纤维每年大约有3%到5%的成本下降空间。单独的碳纤维材料是无法制成工业制件的。工业应用的碳纤维全名应该是碳纤维增强树脂复合材料,除了碳纤维之外,成本还来源于塑形,需要结合树脂。
碳纤维成本还包括下游应用的成本,材料的综合成本才是下游客户真正在意的。碳纤维降本不仅限于本身,还包括其配套的树脂和下游的工艺优化,除非未来出现颠覆性新型生产制造工艺,否则预计成本优化将保持当前比例。
碳纤维的上游原材料是聚丙烯腈,这是石油炼化产品,需要耗费大量能源高温碳化。
碳纤维成本还来自于石油炼化,虽然石油并不算贵,大约每吨9000元,相比之下,碳纤维的售价可能高达每吨10万元,两者之间的巨大差异主要源于成品率。
碳纤维制备是一个化学合成的过程,结果受到外部因素影响,无法实现100%一致性,因此成品率和良品率仍有改进的空间。
与国外碳纤维差距不断缩小
21世纪:单纯从材料的制备工艺来看,国产碳纤维现在发展到了什么阶段?
潘毅:我认为中国碳纤维行业主要面临的挑战是如何生产出更高性能的碳纤维,能否稳定生产工艺,持续不断生产合格产品。
由于碳纤维生产涉及化学合成反应,且能耗巨大,涉及的参数众多,参数的微小波动都可能导致生产出的产品良品率受到影响,从而推高成本。
21世纪:与国外相比,国内碳纤维行业存在多大的差距?
潘毅:我个人认为,大约有10%到15%的差距,差距存在缩小的可能性。由于碳纤维的反应机理较为复杂,其力学性能,包括强度和模量,受到工艺生产过程中诸多因素影响。此外,碳纤维并非决定制件的唯一因素,需要与其他材料结合使用。
最终目标是确保制成的产品能够满足客户的需求,而非仅仅关注原材料本身。客户真正关心的是产品性能,如制成的风电叶片抗风性能和耐久度如何。至于风机叶片所用的碳纤维强度,客户并不特别关注。碳纤维、树脂、工艺以及编织工艺和现场施工最终都会影响产品性能。
国外的碳纤维制造商从化工领域起步,恒神股份则是一家碳纤维材料的制造商。但国外同行更像是化工厂,碳纤维只是公司业务之一。
这意味着国外公司的研发经费有各种复合材料可以分摊成本,客户并不在乎是不是碳纤维,只在乎这是不是轻量化且高强度的材料。
因此,国外化学品公司可以组合不同的材料。以电池盒举例,某日本外企的电池盒,采用碳纤维、高性能功能塑料、玻璃纤维,并结合特种树脂混编而成,具有耐高温、耐腐蚀和散热的特性。与之相比,国内的碳纤维应用相对局限,这是两者之间最大的区别。
航空级碳纤维种类多样、成本高
21世纪:恒神股份从碳纤维扩展到航空结构件领域,并成功开发了一些具体的应用产品,而不仅仅是材料,促使这一转变有哪些原因?
潘毅:虽然表面上看我们与下游客户存在竞争关系,但实际上并非如此。材料本身的使用方式和应用领域存在巨大的技术差异。作为材料供应商,我们几乎涵盖了下游制造的所有工艺,反过来又会促使我们对材料进行调整。
我们并不期望通过制件部门能带来显著的业务增长,初衷是为了深化我们对材料应用的理解,从而能够开发出更具针对性的材料销售给客户。
21世纪:低空飞行器的碳纤维复合材料与其他应用有何不同?
潘毅:航空与其他应用存在显著差异,主要体现在材料种类的多样性。在航空体系中,机身、机翼和螺旋桨等部件采用的材料不同,且对材料性能的要求极高,包括但不限于抗疲劳、抗冲击和抗爆炸等特性。
另一个特点是飞机产量并不高,所需要的碳纤维产量并不大,飞机上需要的碳纤维种类更多,与工业级产品有明显的区别。
恒神股份与包括小鹏汇天、时的科技在内的多家低空经济企业均有合作。eVTOL是新兴行业,需要抢占先发优势。中国民用航空局的标准材料验证库里面,恒神入库材料较多。初创企业若想提高商业化的速度,应从标准材料验证库中选择。
如风机叶片对碳纤维材料的要求便与航空级产品不同,不需要复杂的结构、耐高温或耐低温性能,要求的是更轻、更薄、耐摩擦。
其次,供应商响应速度完全不同,航空级产品需要进行长期验证,才能成为合格供应商,而消费级产品没有那么长的验证周期。
飞行器的碳纤维从投入开始到产出应用可能需要3到5年的时间,这部分研发成本需要靠后面材料销售来摊销,因而航空级别的材料成本相对更高。
21世纪:在低空经济各级政策指导下,预计碳纤维将面临哪些发展机遇,它的发展方向是什么?
潘毅:功能性碳纤维主要利用其高强度和轻质特性。飞行器材料的应用需求远不止于此,例如,它需要具备耐冲击性、耐腐蚀、耐高低温和快速修补的能力。
其次,工艺生产成本需要降低。我认为未来低空应以碳纤维为主的复合材料体系,而不仅仅是碳纤维,还应包括硼纤维、玻璃纤维、芳纶等。
碳纤维在轻量化具有明显优势,但也有局限性。低空经济轻量化是刚需,还需要结合功能性材料,例如高散热和低风阻,螺旋桨会产生大量的噪音。目前,机电系统尚未采用碳纤维,电控未来可能会采用碳纤维高速转子。
如果碳纤维复合材料在功能性、气密性,特别是防辐射、防雷达波以及耐老化性能等方面表现更优,碳纤维复合材料在低空经济领域将获得更大的发展空间。
碳纤维的韧性不足,相对较为脆硬,其强度主要集中在沿着碳纤维的径线方向。然而,如果不在径线方向受力,其强度会受到限制,因此通常会将其横竖编织成织物。编织物是为了确保碳纤维在纵向和横向都能均匀受力,这是碳纤维特性决定的。
来源:21世纪经济报道

来源:碳纤维生产技术
疲劳复合材料化学航空爆炸材料工厂
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首次发布时间:2024-11-01
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碳纤维生产技术
助力国内碳纤维行业发展
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『现状』中国碳纤维企业生存压力大 日美土耳其低价碳纤维泛滥

1、国内碳纤维企业恒神、中复神鹰、方大江城的调价函近日,中复神鹰发调价函称,因为受环保投入和用工成本持续增加的影响,使得公司生产成本大幅提高。公司决定自4月1日起,将所有型号碳纤维产品价格在原有基础上进行上调10%。江苏恒神在涨价通知函中提到,鉴于近期碳纤维、织物、预浸料产品主辅原材料价格、运输成本不断上涨的影响,公司决定于3月28日对碳纤维在原有基础上进行上调。4月8日将织物、预浸料产品价格上调。吉林方大江城碳纤维有限公司发调价函称,随着环保投入的不断加大,以及原材料、包装材料、运输等费用大幅上涨,导致生产成本不断上升。因而公司决定,自2018年4月1日起,所有型号产品价格比招一季度上调10%。2、国产碳纤维打破了技术垄断,却面临生存的危机碳纤维曾经中国梦寐以求在国际黑市上花巨资买的材料目前已经实现了国产化,随着国产碳纤维技术的发展,国际碳纤维企业放开了对中国市场输出,进口碳纤维被日本、美国和土耳其的碳纤维厂家包揽,甚至开始在中国开启低价倾销的模式,国内几家没有国家保护价的碳纤维企业生存异常的艰难,就拿中国碳纤维规模最大的江苏恒神和中复神鹰来说,对面成本的压力在竞争市场上不得不被动提价。刚起步发展的中国国产碳纤维工业还是非常的脆弱,根本抵挡不住国际低成本的碳纤维企业。生产碳纤维的主要原料丙烯腈3、两败俱伤的贸易战2018年4月4日,国务院关税税则委员会决定对原产于美国的大豆、汽车、化工品等14类106项商品加征25%的关税,其中包含丙烯腈。虽然目前实施日期尚未公布,但是消息一经公布,立刻引发丙烯腈市场的广泛关注,或将对目前偏强震荡的丙烯腈价格形成一定支撑。我国作为石油资源相对贫瘠的国家,每年都需要进口大量的石油化工副产物,其中碳纤维的主要原料丙烯腈就是中国需要大量从美国进口的石油化工副产物,中美贸易战让本来就运行艰难的国产碳纤维企业雪上加霜。4、碳纤维企业属于石油化工产物中国最大的弊病就是盲目的跟风,随着中国碳纤维技术刚起步,现在国内的碳纤维企业如雨后春笋般的建立,全国不管地域情况盲目的上马碳纤维企业,成为很多地方缺少长远规划的政绩面子工程。从日本东丽公司的建厂来看,碳纤维的工厂的选址非常重要,碳纤维的主要原料来自石油化工的副产物,需要在石油产地附近建厂,特别是碳纤维的生产工艺对于环境气温也有要求,气温太低或者温差太大的地区根本不适合发展碳纤维企业,气温过大的波动会影响碳纤维工艺的稳定性,全球几家大的碳纤维企业都建在里石油产区近的地方,石油运输方便的沿海地区,国际碳纤维市场发展最猛的是土耳其,土耳其地处中东有很大的成本优势,目前在国际市场上已经开始严重挤压日本碳纤维的市场份额。没有保护价的国产碳纤维企业连年亏损5、国家需要整合资源,让优势的碳纤维企业先发展起来中国国产碳纤维技术虽然打破了国际技术封锁,但是工业化水平还受到很多设备的制约,国产碳纤维的成本高的吓人,从国产碳纤维龙头企业恒神股份和光威复材来看,受到国家保护价的企业利润丰厚,缺少市场保护价格的恒神股份连年的巨亏。小编看到国内还有很多不适合发展碳纤维的地区也跟风上马碳纤维,希望国家可以集中资源支持有地域优势的国产碳纤维企业,减少对不适合发展碳纤维工业的地区的资金支持,中西部交通不便水资源匮乏缺乏有效的环保手段,碳纤维作为石油化工企业污染也很重,这些企业非但不会给当地带来经济效益,反而会污染当地的生态环境。中美贸易战,对丙烯腈的征税不如对进口碳纤维多征税来补贴刚刚起步的国产碳纤维!来源:中国玻璃钢综合信息网、碳纤维生产技术特别声明:公 众号部分文章和图片来源于网络,发布的目的在于传递更多信息及分享,并不代表本公 众号赞同其观点和对其真实性负责,也不构成任何其他建议。版权归原作者所有,任何组织或个人对文章版权或内容的准确性存在疑议,请第一时间联系我们,我们会及时修改或删除。广告免责声明:为了公 众号稳定发展,本公众 号会不定时承接行业广告、产品推广、会议培训推广等广告展示方式有文章前/中/后以图片形式展示、软文展示、产品链接展示等。本公 众号只提供发布平台,对广告内容的真实性或有效性不做评价,请自行判别。所有广告内容及相关事项与本公 众号无关,特此声明。来源:碳纤维生产技术

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