一束即可吊起一噸重物，我國單線產能最大的大絲束碳纖維生產線投料開車

滬研“大絲束”瞄准全球高端市場

十條產線預計明年底全面投產，后年實現滿產滿銷，“上海+內蒙古”雙基地協同發展

中國石化上海石化年產3萬噸大絲束碳纖維建設項目一階段已在內蒙古投料開車，產品性能達到國際先進水平，這是國內單線產能最大的大絲束碳纖維生產線，標志著我國在高性能碳纖維規模化生產領域邁出關鍵一步。

此次投產項目規劃建設10條碳纖維生產線，一階段先行建成2條，單線設計產能超過3000噸。按照計劃，二階段8條生產線預計將於2027年底全面建成投產。

據悉，上海石化在大絲束項目中聯手東華大學等多家高校科研機構，打通材料基礎科學的產學研用創新鏈條，具有完全獨立自主的知識產權，未來將出口至歐洲及共建“一帶一路”國家，拓寬海外新能源材料高端市場。

循環產業鏈正加速成型

該項目依托上海石化自有大絲束碳纖維專利技術，落地內蒙古鄂爾多斯，充分利用當地豐富的風能、光能資源。內蒙古新金山碳纖維有限公司副總經理田文寅介紹，“一階段的2條生產線從正式開工到機械竣工僅用188天，刷新行業內同類裝置建設速度最快紀錄”。

上海石化碳纖維事業部經理李鵬介紹，早在4年前，上海石化在上海投產了國內首套48K大絲束碳纖維國產化生產線，實現了從原絲到裝備的核心技術完全自主可控。自主研發的硫氰酸鈉一步法濕法工藝擁有獨立知識產權，大絲束碳纖維拉伸強度大於4.5吉帕、拉伸彈性模量大於等於260吉帕，相當於單股絲束即可吊起1噸重物，均處於國際領先水平。

此外，上海石化氧化碳化全流程關鍵核心裝備實現國產化，內蒙古項目在此基礎上進一步優化，採用更大寬幅的生產線並改進氧化爐、碳化爐的吹風方式，使單線年產能從2000噸提升至3000噸，提升幅度達50%。

此次“上海研發”落地內蒙古，絕非簡單的產能轉移。

碳纖維生產能耗較高，電力成本在生產總成本中佔比顯著，而內蒙古風光綠電資源富集、成本相對低廉。“在此布局大絲束碳纖維項目，能夠顯著攤薄生產端綜合成本，提升產品市場競爭力。”內蒙古新金山碳纖維有限公司副總經理陳藝文告訴記者，項目綠電使用率超過60%，相較煤電用電成本可降低40%以上。

更為重要的是，每條生產線每年可減少碳排放約2萬噸，10條生產線全部投產后，年減排量相當於植樹超過1000萬棵。這不僅大幅壓低了生產成本，也讓產品獲得更低的碳足跡，契合歐盟碳邊境調節機制等國際綠色貿易要求，為開拓海外市場提供了“綠色通行証”。

該項目還引入中國石化股份、東方風電、烏審旗國投集團及建信投資，形成了涵蓋技術支撐、市場應用、政策支持、資金保障的產業閉環。下游風電領域拉擠板材戰略合作商已落地鄂爾多斯，一條“綠電能源—碳纖維新材料—風電設備”的循環產業鏈正加速成型。

產學研用融出“獨門絕技”

在碳纖維行業中，每束纖維根數大於4.8萬根（48K）的稱為大絲束碳纖維。與小絲束相比，大絲束碳纖維在相同生產條件下單線產量更高、生產成本更低，規模化應用優勢明顯。

此前，大絲束碳纖維生產技術主要被美國、日本和德國壟斷。“讓4.8萬根比頭發絲還細的碳纖維原絲溶液，同時從花洒一樣的噴絲板裡均勻地噴出，想象一下就知道有多難。”李鵬告訴記者，上海石化依托50多年的腈綸生產經驗，結合十余年硫氰酸鈉法碳纖維原絲的產業化攻關成果，反復優化擠出裝備、調整成型工藝，最終從源頭上攻克了這一“卡脖子”難題。

但這只是一個開始，大絲束氧化過程的放熱控制也是成敗關鍵。“從12K小絲束到48K大絲束，氧化過程中放熱反應的放熱量大大增加，而關鍵核心技術就是怎麼把這個放熱量控制住，讓每一根碳纖維絲均勻受熱。”李鵬表示，面對這一難題，只能沉下心來用“笨辦法”，一束絲一束絲慢慢試驗，逐步掌握大絲束氧化放熱特征，並據此聯合設計單位自行設計了國產氧化爐和碳化爐，成功掌握了控制溫度場的關鍵核心技術。

在大絲束的產學研用深度融合過程中，上海石化聯手全國各大高校打通基礎研究、應用開發、成果轉化的創新鏈條。上海石化主要負責原絲和氧化碳化成套技術開發、關鍵核心裝備國產化攻關。華東理工大學提供了聚合、脫揮設備的工程化模擬，北京化工大學參與大絲束氧化碳化工藝探索和原絲評價，東華大學則貢獻了紡絲和氧化碳化過程纖維微觀結構的分析表征。

在此基礎上，上海石化去年成功研發生產60K大絲束碳纖維，成為全球第二家、國內唯一一家掌握該技術的企業。李鵬表示，上海石化制備60K大絲束採用的硫氰酸鈉濕法紡絲路線在全球獨一無二，堪稱“獨門絕技”。

海外風電材料需求釋放

大絲束碳纖維的價值，不隻在於“做得出來”，更在於“用得起來”。當前，上海石化生產的碳纖維已廣泛應用於風電、交通、體育休閑、低空經濟等領域，客戶覆蓋多個行業頭部企業。

陳藝文介紹，使用上海石化48K大絲束碳纖維制造的碳梁，已被三一重能應用於131米長的陸上風電葉片，並在吉林通榆風場挂機運行。針對客戶需求研發的48K高模量大絲束碳纖維，則供給國外頭部風電客戶，用於海上超長風電葉片拉擠碳梁的批量生產。

目前，上海石化在碳纖維產業形成了“上海+內蒙古”雙基地協同發展格局。上海金山區基地靠近港口，側重全規格碳纖維研發和高端應用，在深海風電、體育休閑、輕量化消費等領域發揮區位優勢，而內蒙古基地依托綠電優勢，主打48K和60K大絲束碳纖維，聚焦新能源規模化工業場景。

“隨著國內低空經濟的發展，eVTOL（電動垂直起降飛行器）、工業無人機、低空文旅裝備等產業加速落地，為大絲束碳纖維提供了全新的輕量化結構件應用場景。”陳藝文表示，依據國家“十五五”規劃對新型電力系統、風光大基地、獨立儲能、氫能產業的重點布局，風電碳梁、儲能電極、高壓儲氫容器等材料需求將持續釋放，為大絲束產能擴張提供堅實的市場支撐。

“當前歐洲為全球最大風電市場，海外低碳風電材料需求持續擴張。”陳藝文還表示，依托中歐班列等跨境物流通道及自貿區開放優勢，內蒙古基地生產的民用級大絲束碳纖維，可高效出口至歐洲及共建“一帶一路”國家，搶抓全球新能源材料國產化替代機遇，進一步拓寬海外高端市場空間。

為此，上海石化將於2027年底前完成上海年產6萬噸大絲束碳纖維原絲項目和內蒙古年產3萬噸大絲束碳纖維項目建設，2028年實現滿產滿銷，經濟技術指標達到世界一流水平。“后續還將結合行業發展動態，擇機在綠電資源豐富地區啟動高性能大（巨）絲束碳纖維項目立項。”上海石化科技部經理王麗麗表示。

（來源：解放日報 記者 查睿）