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中国将成为全球最大碳纤维市场 资本加速布局产业链
时间:2020-01-08  来源:中国网财经  点击:705

2019年中国汽车行业陷入了冷峻的寒冬,整体车市销量持续下滑。一直处于成长阶段的新能源汽车行业,也面临着一定的压力。自2019年下半年起,新能源汽车产销出现较大同比下降。但是面对全球节能减排的巨大浪潮,推动新能源车普及仍是全球汽车工业发展的大势所趋。在我国,新能源汽车被列为“国家战略性新兴产业”,国家也先后出台多项扶持新能源汽车发展的相关政策。

目前,新能源汽车的普及道路仍然存在一个巨大的阻碍,即消费者对于续航里程的“焦虑”。除了电池和驱动系统外,车身的轻量化程度与续航能力的高低也有着密不可分的关系。例如一辆纯电动汽车,整车重量若降低10kg,续驶里程则可增加2.5km。因此车身减重已经成为国内外各大新能源汽车抢夺市场的关键,只有轻量化才能减少昂贵的电池重量、降低整车成本、实现续航里程能力升级,从而接近市场需求。在汽车轻量化趋势的推动下,碳纤维轻质材料成为当前轻量化的主流选择。

“新材料之王”碳纤维应用之路

碳纤维的起源最早可追溯到1860年,它是由英国人在制作电灯灯丝时发明的。这是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量的新型纤维材料。它的质量比铝轻30%、比钢轻50%,强度却是钢的7至9倍,并且具有耐腐蚀、高模量、密度低、无蠕变、良好的导电导热性能、非氧化环境下耐超高温、耐疲劳性好等特性,不仅具有碳材料的固有本征特性,又兼备纺织纤维的柔软可加工性。

随着工业和技术发展,这个看似柔软却性能优异的碳纤维渐渐成为了大国竞争的“新材料之王”。碳纤维最早是在在航空、航天、军工等科技高精尖领域大显身手。曾经为超重问题所困扰的F-35战斗机,最终靠着使用多达35%的碳纤维复合材料来“减重”、实现“轻量化”,因而得以实现飞天梦想;在无人机领域,碳纤维材料更成为无可替代的“最佳外壳”;海军应用碳纤维材料的例子也不胜枚举,采用碳纤维复合材料部件将提高航艇的耐海水腐蚀、抗电磁干扰、抗冲击等性能;陆军装备同样有由重向轻的转变趋势;在民航应用领域,具有代表性的波音787和空客A350的碳纤维复合材料用量比例分别高达50%和52%。

除了在航空、航天和军工等领域大显身手以外,碳纤维现已广泛应用于体育用品、汽车工业、能源装备、医疗器械、工程机械、交通运输、建筑及其结构补强等领域,是发展国防军工与国民经济的重要战略物资。随着碳纤维的利用价值愈加凸显,更高性能、更多品种碳纤维材料也“应运而生”,看似柔软的纤维成了大国竞争的“新材料之王”。

中国将成为全球最大碳纤维市场

据中国汽车工程学会发布的《节能与新能源汽车技术路线图》预测,2026年至2030年,我国将实现整车比2016年减重35%,将重点发展镁合金和碳纤维复合材料技术,实现碳纤维复合材料混合车身及碳纤维零部件的大范围应用。跨国车企在碳纤维车用领域的研发和布局应用早已远远走在先列。GM Corvette 是世界上第一台应用碳纤维作为汽车材料的汽车,制造于1953年。1992年美国通用汽车公司展出了由碳纤维复合材料制造车身的超轻概念车,车身质量为191.0 kg,整车质量降低68%,实现节油40%。德国宝马汽车是目前唯一掌握在大规模生产中使用碳纤维增强复合材料(CFRP)科技的汽车制造商,车用碳纤维的年产能将达到9000吨,在这一领域具有绝对优势。

与国外巨头相比,中国车企在碳纤维领域的应用尚处在初期研发、小规模应用的阶段,总体来说世界碳纤维的生产仍然主要集中在日本、美国、德国等少数发达国家和我国的台湾省。原因主要在于:目前碳纤维复合材料成本高昂、批量化制造工艺和装备缺乏等因素严重制约了中国汽车厂商在汽车领域的大规模应用。2015年碳纤维在全球范围的应用中汽车业占比12%,达到8700 吨,年均增速超过20%,到2020 年汽车业需求量将超过2 万吨,将成为碳纤维应用领域增长最快和需求最大的领域之一。预计2020 年全球碳纤维需求量将达13 万吨,2020 年国内需求量将达到2.9 万吨。随着汽车和民用航空碳纤维轻量化市场的启动,中国将成为全球最大的碳纤维市场。因此,为实现中国“汽车大国”之路,中国资本介入、参与布局碳纤维产业链刻不容缓。

中国资本加入全球碳纤维玩家阵营、布局碳纤维产业链

2019年9月,蔚来资本完成对康得新欧洲复合材料研发中心的收购,并更名为巴伐利亚轻量化科技有限公司。该公司于2017年成立于德国巴伐利亚省慕尼黑市,总投资3000万欧元,拥有3000平方米实验室和碳纤维复合材料研发设备,是宝马、奥迪、尼桑和空中客车的技术合作单位。

德国作为全球顶级的汽车技术大国,在汽车前沿科技领域有着领先地位。据悉,该公司由来自德国、奥地利、西班牙、印度及中国的顶级研究人员组成,能实现据客户需求进行工艺开发、定制工艺以适应个别产品的需求、设计研究,样件或小规模量产、对标车型研究到完全开发、从基础研究到高端量产支持等完整的产业价值链服务。巴伐利亚省是德国的经济重镇,宝马、奥迪、西门子等国际企业巨头就在巴州,其中宝马在车用碳纤维方面走在前列,i3的全碳纤维车身,7系列的Carbon core概念都是宝马在使用碳纤维方面的创新典范。巴伐利亚州也是创新之州,该州欲打造的碳纤维之“谷”,其核心就是碳纤维轻量化。巴伐利亚轻量化科技有限公司的成立,是中德两国在汽车轻量化领域进行技术交流、产业合作、资本合作和市场合作的重要平台。

成立仅仅三年,巴伐利亚轻量化科技有限公司在碳纤维研究领域已取得巨大突破。以其专有技术――“表面RTM技术“为例:产品脱模后即可达到A级表面,公司已经自主开发成功并掌握该技术从设计、工艺仿真、工艺、制造及检测的Know-How,目前正在同宝马、尼桑、现代等欧洲及亚洲主机厂就该技术的零部件开发进行合作。除此以外,该研发中心成功研发出量产破纤板簧技术和三明治结构湿法模压等专有技术和产品。其可进行碳纤维汽车部件的研发、试制,其配备了自动化设备,可以进行高压 RTM 和湿法模压生产的Dieffenbacher 1000T 压机,年产量已达到15万。巴伐利亚轻量化科技有限公司以其世界级的研发水平、工业级的实验室、研发试制设备及高科技碳纤维产品,以及已经实现的小批量量产的水准,将为我国引领全球碳纤维技术增添强劲的动力,同时推动碳纤维车身轻量化应用将进入快速增长的阶段。

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