Bis 2025 werden die neuen Materialien meines Landes 10 Billionen erreichen, und diese drei Richtungen werden definitiv explodieren

Bis 2025 werden die neuen Materialien meines Landes 10 Billionen erreichen, und diese drei Richtungen werden definitiv explodieren

Eine der neuen Materialrichtungen: Leichtbauwerkstoffe

1. Kohlefaser

Kohlefasermaterialien werden in der Luft- und Raumfahrt, der Windkraft, im Sport und in der Freizeit, im Automobil und in anderen Bereichen mit ihren hervorragenden Eigenschaften eingesetzt. Sie sind die am weitesten verbreiteten und marktorientierten Materialien im Bereich der neuen Materialien und werden als "König der neuen Materialien" bezeichnet. Die globale Nachfrage nach Carbonfasern ist in den letzten Jahren rasant gestiegen, und auch mein Land hat die Chance genutzt, sich zum zweitgrößten Carbonfaserproduzenten der Welt zu entwickeln.

Im Vergleich zum Ausland hat die Kohlefaserindustrie meines Landes jedoch immer noch die Probleme einer geringen Kapazitätsauslastung, weniger High-End-Produkte und einer schwierigen Anwendung und Entwicklung. Die nachgelagerte Industrie ist nach wie vor stark auf importierte Kohlefaserprodukte angewiesen. Im aktuellen internationalen Umfeld ist die Verwirklichung der doppelten Autonomie der Produktion und Anwendungsentwicklung im Kohlefasermaßstab der Schlüssel zur Verbesserung der nationalen Verteidigungs- und Fertigungsstärke meines Landes und zur Gewährleistung der Stabilität der Lieferkette.

Carbonfaser ist eine anorganische Kohlenstoff-Backbone-Strukturfaser mit einem Kohlenstoffgehalt von mehr als 90%, die durch die Pyrolyse und Karbonisierung von organischen Fasern wie Polyacrylnitril (PAN) (oder Pech, Viskose) in einer Hochtemperaturumgebung als Hochleistungsmaterial gebildet wird. Produziert in den 1960er Jahren.

Kohlefaser hat ausgezeichnete mechanische Eigenschaften und chemische Stabilität: Als die Faser mit der höchsten spezifischen Festigkeit (festigkeitsspezifische Dichte) und der höchsten spezifischen Steifigkeit (modulspezifische Dichte) unter den Hochleistungsfasern, die derzeit in Serie produziert werden, ist Kohlefaser ein wichtiger Bestandteil der Luft- und Raumfahrt, der Windkraft Ideale Materialien für Flügel, neue Energiefahrzeuge und andere Bereiche mit leichten Anforderungen. Die Eigenschaften der Korrosionsbeständigkeit, der hohen Temperaturbeständigkeit und des kleinen Ausdehnungskoeffizienten machen es zu einem Ersatz für Metallwerkstoffe in rauen Umgebungen. Darüber hinaus erweitern die elektrischen und thermischen Leitfähigkeitseigenschaften seine Anwendung im Bereich der Kommunikationselektronik.

Entsprechend der Anzahl der Filamente in jedem Kohlefaserbündel werden Carbonfasern im Allgemeinen in zwei Kategorien unterteilt: kleines Schleppen und großes Schleppen. Kleines Schlepptau hat eine bessere Leistung, aber einen höheren Preis und wird im Allgemeinen in High-Tech-Bereichen wie der Luft- und Raumfahrt und der Militärindustrie sowie in High-End-Sportartikeln eingesetzt. Großer Schlepper hat niedrigere Kosten und wird oft in grundlegenden Industrien verwendet, einschließlich Bauwesen, Transport- und Energieausrüstung usw.

Globale Kapazitätsskala und Nachfrageerwartungen

Im Jahr 2020 beträgt die globale Kohlefaser-Betriebskapazität 171.650 Tonnen, ein Anstieg von 16.750 Tonnen im Vergleich zu 2019, eine Wachstumsrate von 10,8%. Die Vereinigten Staaten, China und Japan übernahmen die Hauptproduktionskapazität und machten 21,7%, 21,1% bzw. 17,0% aus. Derzeit haben die großen Hersteller noch rund 80.000 Tonnen/Jahr an unvollendeten Expansionsplänen, was auch die optimistischen Erwartungen der Hersteller an die Aussichten der Branche widerspiegelt.

In Bezug auf die Nachfrage sind die vier wichtigsten Anwendungsindustrien des Kohlefasermarktes Luft- und Raumfahrt, Windkraftblätter, Sport und Freizeit sowie Automobile. Im Jahr 2020 werden die vier nachgelagerten Industrien mehr als 70% der Kohlefasernachfrage und mehr als 76% des Produktionswertes ausmachen.

Seit 2015 schätzt die Branche, dass die weltweite Nachfrage nach Kohlefasern ein Wachstum von etwa 12% beibehalten hat, aber aufgrund der Auswirkungen der Epidemie wird die globale Nachfrage nach Kohlefasern im Jahr 2020 107.000 Tonnen betragen, ein Anstieg von nur 3% im Vergleich zu 2019. Der Gesamtumsatz belief sich auf rund 2,615 Milliarden US-Dollar, ein Rückgang von 8,8% gegenüber dem Vorjahr, hauptsächlich aufgrund des durch die Epidemie verursachten Einbruchs in der Luftfahrtindustrie, der sich auf den Verkauf hochwertiger Hochleistungs-Carbonfasern auswirkte. Das Windkraftfeld ist zur Hauptantriebskraft für die Branche geworden, um das Wachstum aufrechtzuerhalten, und die Nachfrage nach Kohlefaser hat trotz der Epidemie ein jährliches Wachstum von 20% beibehalten.

Kurzfristig können die Erholung der Weltluftfahrtindustrie und die großflächige Verlegung von Windkraftanlagen im Jahr 2021 den Kohlefasermarkt wieder in den Kanal des schnellen Wachstums bringen. Langfristig muss die Luftfahrtindustrie die Überkapazitäten im Jahr 2020 verdauen, und die Windenergie wird auch in Zukunft die treibende Kraft für das Wachstum des Carbonfasermarktes sein. Im Oktober 2020 gaben Vertreter von mehr als 400 Windenergieunternehmen auf der ganzen Welt gemeinsam die "Wind Energy Beijing Declaration" heraus, die für 2020-2025 mehr als 50 Millionen Kilowatt installierte Leistung plant.

Im Rahmen des Ausbaus der Produktion durch große Windkrafthersteller ist der Einsatz von Carbonfasern in Windkraftanlagen noch nicht in großem Maßstab ausgerollt, und nur der Weltwindkraftriese Vestas hat eine Großanwendung gebildet. Da andere Windkraftunternehmen Anwendungen für Kohlefaserverbundwerkstoffe entwickeln, wird die Nachfrage nach Kohlefasern in der Windkraftindustrie wahrscheinlich exponentiell wachsen. Es wird geschätzt, dass bis 2025 die Gesamtnachfrage nach Carbonfasern in der Welt 200.000 Tonnen überschreiten wird, was einer jährlichen Wachstumsrate von 13,3% entspricht.